JPH0868675A - 電磁流量計 - Google Patents
電磁流量計Info
- Publication number
- JPH0868675A JPH0868675A JP6204898A JP20489894A JPH0868675A JP H0868675 A JPH0868675 A JP H0868675A JP 6204898 A JP6204898 A JP 6204898A JP 20489894 A JP20489894 A JP 20489894A JP H0868675 A JPH0868675 A JP H0868675A
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- Japan
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- magnetic
- switching element
- magnetic field
- alternating magnetic
- flow meter
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 微小な駆動電流を流して磁束を変化させ交番
磁束を得ることができるように改良した電磁流量計を提
供するにある。 【構成】 磁気スイッチング素子を励磁回路に用い、こ
の磁気スイッチング素子の駆動コイルに駆動電流を流す
ことにより交番磁界を発生させ、この交番磁界を測定流
体に印加して流量信号を得るようにしたものである。
磁束を得ることができるように改良した電磁流量計を提
供するにある。 【構成】 磁気スイッチング素子を励磁回路に用い、こ
の磁気スイッチング素子の駆動コイルに駆動電流を流す
ことにより交番磁界を発生させ、この交番磁界を測定流
体に印加して流量信号を得るようにしたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁束を測定流体に印加
して流量を測定する電磁流量計に係り、特に、微小な駆
動電流を流して磁束を変化させ交番磁束を得ることがで
きるように改良した電磁流量計に関する。
して流量を測定する電磁流量計に係り、特に、微小な駆
動電流を流して磁束を変化させ交番磁束を得ることがで
きるように改良した電磁流量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】図８は従来の電磁流量計の構成を示す構
成図である。この構成は、例えば特公昭５９−７９３０
に開示されている。以下、この概要を説明する。管路１
は、非磁性かつ非導電性の矩形状であり、その内面には
一対の電極２ａ、２ｂが水密に固定されている。そし
て、これらの電極２ａ、２ｂは、ここに発生した電圧に
基づいて流速を算定する流速算定装置３に接続されてい
る。
成図である。この構成は、例えば特公昭５９−７９３０
に開示されている。以下、この概要を説明する。管路１
は、非磁性かつ非導電性の矩形状であり、その内面には
一対の電極２ａ、２ｂが水密に固定されている。そし
て、これらの電極２ａ、２ｂは、ここに発生した電圧に
基づいて流速を算定する流速算定装置３に接続されてい
る。
【０００３】管路１を挟んで磁極４ａ、４ｂを持つ磁気
回路４を設け、磁極４ａ、４ｂ間に両電極２ａ、２ｂを
通る直線と流体の流れとの両者に交叉する磁束を生じる
ようにしてある。
回路４を設け、磁極４ａ、４ｂ間に両電極２ａ、２ｂを
通る直線と流体の流れとの両者に交叉する磁束を生じる
ようにしてある。
【０００４】磁気回路４の材料は、高透磁率を持ち磁化
し易くかつある程度の抗磁力を持つものとし、例えば普
通鋼を用いる。各磁極４ａ、４ｂには、磁気回路４を励
磁するための励磁巻線５ａ、５ｂが巻かれてある。
し易くかつある程度の抗磁力を持つものとし、例えば普
通鋼を用いる。各磁極４ａ、４ｂには、磁気回路４を励
磁するための励磁巻線５ａ、５ｂが巻かれてある。
【０００５】これらの励磁巻線５ａ、５ｂは互に直列に
接続され、これに間欠的で毎回瞬間的でかつ交互に方向
が反対の励磁電流を流す励磁装置６が接続されている。
この励磁電流によって磁気回路４に生じる磁界の強さを
＋Ｈp、−Ｈpとするとき磁極４ａ、４ｂ間に生じる磁束
密度Ｂは図９のＢ−Ｈ曲線で示すように変化する。
接続され、これに間欠的で毎回瞬間的でかつ交互に方向
が反対の励磁電流を流す励磁装置６が接続されている。
この励磁電流によって磁気回路４に生じる磁界の強さを
＋Ｈp、−Ｈpとするとき磁極４ａ、４ｂ間に生じる磁束
密度Ｂは図９のＢ−Ｈ曲線で示すように変化する。
【０００６】さらに、詳述すれば、励磁電流が０になっ
たときは、磁極４ａ、４ｂ間のパーミアンスが小さいた
めに磁界の強さが０の点を通り越して図示の点ｐ又はｐ
´の状態で安定する。
たときは、磁極４ａ、４ｂ間のパーミアンスが小さいた
めに磁界の強さが０の点を通り越して図示の点ｐ又はｐ
´の状態で安定する。
【０００７】この状態での残留磁束密度Ｂは、図示線分
ｏｂ又はｏｂ´で表わされる。この磁束密度を大きく定
めるには、管路１の断面を矩形とし、磁極４ａ、４ｂ間
の空隙を狭くしてパーミアンスを大きくする。
ｏｂ又はｏｂ´で表わされる。この磁束密度を大きく定
めるには、管路１の断面を矩形とし、磁極４ａ、４ｂ間
の空隙を狭くしてパーミアンスを大きくする。
【０００８】次に、励磁装置６と流速算定装置３とは、
共に制御装置７から受けるパルスによって時間的に互い
に一定の関係を保って周期的に励磁したり電極２ａ、２
ｂに発生した信号をサンプリングしたりする。
共に制御装置７から受けるパルスによって時間的に互い
に一定の関係を保って周期的に励磁したり電極２ａ、２
ｂに発生した信号をサンプリングしたりする。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような残留磁束を利用する電磁流量計は、通常の励磁電
流を流して磁界を発生させるタイプの電磁流量計に比べ
れば、電力消費が少ないが、なお、磁石の極性を反転さ
せる必要があるので、極性反転に見合ったエネルギーを
必要とするという問題がある。
ような残留磁束を利用する電磁流量計は、通常の励磁電
流を流して磁界を発生させるタイプの電磁流量計に比べ
れば、電力消費が少ないが、なお、磁石の極性を反転さ
せる必要があるので、極性反転に見合ったエネルギーを
必要とするという問題がある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の課題を
解決するための構成として、磁気スイッチング素子を励
磁回路に用い、この磁気スイッチング素子の駆動コイル
に駆動電流を流すことにより交番磁界を発生させ、この
交番磁界を測定流体に印加して流量信号を得るようにし
たものである。
解決するための構成として、磁気スイッチング素子を励
磁回路に用い、この磁気スイッチング素子の駆動コイル
に駆動電流を流すことにより交番磁界を発生させ、この
交番磁界を測定流体に印加して流量信号を得るようにし
たものである。
【００１１】
【作 用】磁気スイッチング素子の駆動コイルに駆動電
流を流して磁気スイッチング効果により交番磁界を発生
させるが、磁気スイッチング効果を用いているので、わ
ずかな駆動電流で交番磁界を発生させることができ、少
ないエネルギーで流量を検出できる省電力形の電磁流量
計を実現することができる。
流を流して磁気スイッチング効果により交番磁界を発生
させるが、磁気スイッチング効果を用いているので、わ
ずかな駆動電流で交番磁界を発生させることができ、少
ないエネルギーで流量を検出できる省電力形の電磁流量
計を実現することができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例について図を用いて説
明する。図１は本発明の１実施例の構成を示す横断面図
である。
明する。図１は本発明の１実施例の構成を示す横断面図
である。
【００１３】測定管１０は、例えば非磁性かつ非導電性
であり、その内面には一対の電極１１ａ、１１ｂが水密
に固定されている。そして、これらの電極１１ａ、１１
ｂは、図示していないが、ここに発生した電圧に基づい
て流速を算定する信号処理回路に接続されている。
であり、その内面には一対の電極１１ａ、１１ｂが水密
に固定されている。そして、これらの電極１１ａ、１１
ｂは、図示していないが、ここに発生した電圧に基づい
て流速を算定する信号処理回路に接続されている。
【００１４】磁気スイッチング素子１２は、１本或いは
複数本で構成され、全体としてＣ形に形成された磁気回
路となっているが、このＣ形の磁極面を構成する磁極１
２ａ、１２ｂの間で測定管１０を挟んでいる。
複数本で構成され、全体としてＣ形に形成された磁気回
路となっているが、このＣ形の磁極面を構成する磁極１
２ａ、１２ｂの間で測定管１０を挟んでいる。
【００１５】また、この磁気スイッチング素子１２は、
これを取り巻いて駆動電流ｉfを流す駆動コイル１２ｃ
と、所定のバイアス起磁力Ｈbを付加するための永久磁
石１２ｄとを有し、内部には保持力の小さい軟磁性材料
が、その外側には保持力の大きな硬磁性材料がそれぞれ
設けられた構造を有している。
これを取り巻いて駆動電流ｉfを流す駆動コイル１２ｃ
と、所定のバイアス起磁力Ｈbを付加するための永久磁
石１２ｄとを有し、内部には保持力の小さい軟磁性材料
が、その外側には保持力の大きな硬磁性材料がそれぞれ
設けられた構造を有している。
【００１６】図２にこの磁気スイッチング素子１２の特
性を示す。横軸は磁化力Ｈ、縦軸は磁束密度Ｂである。
この場合は永久磁石１２ｄにより所定のバイアス起磁力
Ｈbが印加され、これを中心として動作する。
性を示す。横軸は磁化力Ｈ、縦軸は磁束密度Ｂである。
この場合は永久磁石１２ｄにより所定のバイアス起磁力
Ｈbが印加され、これを中心として動作する。
【００１７】駆動コイル１２ｃに駆動電流ｉfを流して
わずかな磁化力＋ΔＨを加えることにより飽和磁束Ｂ
MAXへ、磁化力−ΔＨを加えることによりＢMINへ変化さ
せることが出来る。
わずかな磁化力＋ΔＨを加えることにより飽和磁束Ｂ
MAXへ、磁化力−ΔＨを加えることによりＢMINへ変化さ
せることが出来る。
【００１８】次に、図３に示す磁気スイッチング素子の
動作説明図、図４に示す波形図を用いて図１に示す実施
例の動作を説明する。磁気スイッチング素子１２は、内
部に保持力の小さい軟磁性材料１２ｅが、この外側を保
持力の大きな硬磁性材料１２ｆで覆ってある。
動作説明図、図４に示す波形図を用いて図１に示す実施
例の動作を説明する。磁気スイッチング素子１２は、内
部に保持力の小さい軟磁性材料１２ｅが、この外側を保
持力の大きな硬磁性材料１２ｆで覆ってある。
【００１９】このような材料では双方の材料の特性と形
状を最適な状態に設定すると、内部の軟磁性材料１２ｅ
の磁化の向きが矢印の実線と点線の双方の状態で安定点
を構成する。
状を最適な状態に設定すると、内部の軟磁性材料１２ｅ
の磁化の向きが矢印の実線と点線の双方の状態で安定点
を構成する。
【００２０】例えば、磁気スイッチング素子１２の形状
が円柱状である場合は、Ｍを磁性体の磁化の強さ、長さ
をＬ、直径をｄ、Ｃを定数（≒４π）とすれば、中心部
の反磁界Ｈdは、Ｈd＝−ＣＭ（ｄ／Ｌ）で示される。
が円柱状である場合は、Ｍを磁性体の磁化の強さ、長さ
をＬ、直径をｄ、Ｃを定数（≒４π）とすれば、中心部
の反磁界Ｈdは、Ｈd＝−ＣＭ（ｄ／Ｌ）で示される。
【００２１】つまり、（ｄ／Ｌ）の小さい磁性材料で
は、中心部の反磁界Ｈdは小さくなり、外部の磁場を取
り去っても、減磁しないで、この状態を保持することが
できるので大きな残留磁束を得ることができる。
は、中心部の反磁界Ｈdは小さくなり、外部の磁場を取
り去っても、減磁しないで、この状態を保持することが
できるので大きな残留磁束を得ることができる。
【００２２】例えば、硬磁性材料１２ｆの保持力ＨCが
２０エルステッド（Ｏｅ）で、軟磁性材料１２ｅの保持
力ＨCが３エルステッド（Ｏｅ）程度のものでは、最
初、点線のように磁化された状態を、実線のように反転
させるには、内部の軟磁性材料１２ｅの保持力ＨCに相
当する磁場を駆動コイル１２ｃに駆動電流＋ｉf（図４
（ａ））を流す。
２０エルステッド（Ｏｅ）で、軟磁性材料１２ｅの保持
力ＨCが３エルステッド（Ｏｅ）程度のものでは、最
初、点線のように磁化された状態を、実線のように反転
させるには、内部の軟磁性材料１２ｅの保持力ＨCに相
当する磁場を駆動コイル１２ｃに駆動電流＋ｉf（図４
（ａ））を流す。
【００２３】逆に、実線の状態から点線の状態に反転さ
せるには、駆動コイル１２ｃに前とは逆方向の駆動電流
−ｉf（図４（ａ））を流す。これを繰り返すことによ
り、それぞれ測定管１０の中には、交番磁場ＢMAXとＢ
MINとの間で変化する交番磁場Ｂを形成させることがで
きる。しかもこの交番磁場は、図４（ａ）に示すように
パルス状のわずかな駆動電流±ｉfを流すことにより得
ることができる。
せるには、駆動コイル１２ｃに前とは逆方向の駆動電流
−ｉf（図４（ａ））を流す。これを繰り返すことによ
り、それぞれ測定管１０の中には、交番磁場ＢMAXとＢ
MINとの間で変化する交番磁場Ｂを形成させることがで
きる。しかもこの交番磁場は、図４（ａ）に示すように
パルス状のわずかな駆動電流±ｉfを流すことにより得
ることができる。
【００２４】図５は図１に示す実施例の第１変形実施例
の構成を示す横断面図である。この場合は、測定管１０
を挟んで両側に磁気スイッチング素子を設ける構成とし
たものである。
の構成を示す横断面図である。この場合は、測定管１０
を挟んで両側に磁気スイッチング素子を設ける構成とし
たものである。
【００２５】磁気スイッチング素子１３、１４は測定管
１０に対向して配置され、それぞれ駆動コイル１３ｃ、
１４ｃ、バイアス磁石１３ｄ、１４ｄを有している。そ
して、駆動コイル１３ｃと１４ｃとは、例えば直列に接
続され、駆動電流ｉfが流される。
１０に対向して配置され、それぞれ駆動コイル１３ｃ、
１４ｃ、バイアス磁石１３ｄ、１４ｄを有している。そ
して、駆動コイル１３ｃと１４ｃとは、例えば直列に接
続され、駆動電流ｉfが流される。
【００２６】図６は図１に示す実施例の第２変形実施例
の構成を示す横断面図である。この場合は、ヨークを設
けて磁場を集中して測定管１０に印加する構成としたも
のである。
の構成を示す横断面図である。この場合は、ヨークを設
けて磁場を集中して測定管１０に印加する構成としたも
のである。
【００２７】駆動コイル１５ｃとバイアス磁石１５ｄと
を有する磁気スイッチング素子１５が測定管１０の一方
に配置され、磁気スイッチング素子１５の磁場はヨーク
１６を介して測定管１０に印加される構成としたもので
ある。
を有する磁気スイッチング素子１５が測定管１０の一方
に配置され、磁気スイッチング素子１５の磁場はヨーク
１６を介して測定管１０に印加される構成としたもので
ある。
【００２８】図７は図１に示す実施例の第３変形実施例
の構成を示す横断面図である。この場合は、駆動コイル
１７ｃは有しているが、バイアス磁石を用いないで磁気
スイッチング素子１７を構成したものである。
の構成を示す横断面図である。この場合は、駆動コイル
１７ｃは有しているが、バイアス磁石を用いないで磁気
スイッチング素子１７を構成したものである。
【００２９】今までの説明では、信号検出部についての
み説明したが、この信号検出部の電極１１ａ、１１ｂで
得られた信号は、図示しない信号処理部で信号処理され
て流量信号として出力されるが、同時にこの信号処理部
からは駆動電流ｉfをも供給する。
み説明したが、この信号検出部の電極１１ａ、１１ｂで
得られた信号は、図示しない信号処理部で信号処理され
て流量信号として出力されるが、同時にこの信号処理部
からは駆動電流ｉfをも供給する。
【００３０】そして、この信号検出部の構成は、信号処
理部での信号処理に必要な電力、および駆動電流ｉfを
供給するための電力が、遠方の計器室に配置された２４
Ｖなどの直流電源から２本の伝送線を介して、例えば４
〜２０ｍＡの電流信号として供給され、一方、この伝送
線を介して計器室の受信抵抗で流量信号を検出する方式
の２線式の電磁流量計などに用いることができる。
理部での信号処理に必要な電力、および駆動電流ｉfを
供給するための電力が、遠方の計器室に配置された２４
Ｖなどの直流電源から２本の伝送線を介して、例えば４
〜２０ｍＡの電流信号として供給され、一方、この伝送
線を介して計器室の受信抵抗で流量信号を検出する方式
の２線式の電磁流量計などに用いることができる。
【００３１】このような電力制限の厳しい２線式の電磁
流量計などに図１に示す磁気スイッチング素子を用いる
検出部の構成を用いると、信号検出部での省電力効果が
極めて大きいので、効果的である。
流量計などに図１に示す磁気スイッチング素子を用いる
検出部の構成を用いると、信号検出部での省電力効果が
極めて大きいので、効果的である。
【発明の効果】以上、実施例と共に具体的に説明したよ
うに本発明によれば、磁気スイッチング素子の駆動コイ
ルに駆動電流を流して磁気スイッチング効果により交番
磁界を発生させるが、磁気スイッチング効果を用いてい
るので、わずかな駆動電流で交番磁界を発生させること
ができ、少ないエネルギーで流量を検出できる省電力形
の電磁流量計を実現することができる。また、磁気スイ
ッチング効果を用いているので、磁場の反転速度が大き
く、必要に応じて高速で信号のサンプリングができる。
うに本発明によれば、磁気スイッチング素子の駆動コイ
ルに駆動電流を流して磁気スイッチング効果により交番
磁界を発生させるが、磁気スイッチング効果を用いてい
るので、わずかな駆動電流で交番磁界を発生させること
ができ、少ないエネルギーで流量を検出できる省電力形
の電磁流量計を実現することができる。また、磁気スイ
ッチング効果を用いているので、磁場の反転速度が大き
く、必要に応じて高速で信号のサンプリングができる。
【図１】本発明の１実施例の構成を示す横断面図であ
る。
る。
【図２】図１に示す磁気スイッチング素子の特性を示す
特性図である。
特性図である。
【図３】図１に示す磁気スイッチング素子の動作を説明
する説明図である。
する説明図である。
【図４】図１に示す実施例の動作を説明する波形図であ
る。
る。
【図５】図１に示す実施例の第１変形実施例の構成を示
す横断面図である。
す横断面図である。
【図６】図１に示す実施例の第２変形実施例の構成を示
す横断面図である。
す横断面図である。
【図７】図１に示す実施例の第３変形実施例の構成を示
す横断面図である。
す横断面図である。
【図８】従来の電磁流量計の構成を示す横断面図であ
る。
る。
【図９】図８に示す磁気回路の磁気特性を示す特性図で
ある。
ある。
１ 管路 ２ａ、２ｂ 電極 ３ 流速算定装置 ４ 磁気回路 ４ａ、４ｂ 磁極 ５ａ、５ｂ 励磁巻線 １０ 測定管 １１ａ、１１ｂ 電極 １２、１３、１４、１５、１７ 磁気スイッチング素子 １２ａ、１２ｂ 磁極 １２ｃ、１３ｃ、１４ｃ、１５ｃ、１７ｃ 駆動コイル １２ｄ、１３ｄ、１４ｄ、１５ｄ バイアス磁石
Claims (1)
- 【請求項１】磁気スイッチング素子を励磁回路に用い、
この磁気スイッチング素子の駆動コイルに駆動電流を流
すことにより交番磁界を発生させ、この交番磁界を測定
流体に印加して流量信号を得ることを特徴とする電磁流
量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6204898A JPH0868675A (ja) | 1994-08-30 | 1994-08-30 | 電磁流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6204898A JPH0868675A (ja) | 1994-08-30 | 1994-08-30 | 電磁流量計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0868675A true JPH0868675A (ja) | 1996-03-12 |
Family
ID=16498229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6204898A Pending JPH0868675A (ja) | 1994-08-30 | 1994-08-30 | 電磁流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0868675A (ja) |
-
1994
- 1994-08-30 JP JP6204898A patent/JPH0868675A/ja active Pending
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