JPH09138148A - 電磁流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 測定管１の外周面に取り付ける磁界発生手段
のコア３を利用してコイル４を巻き付け固定するため、
コアの寸法がコイルの寸法に制約される。この結果、コ
アはコイル寸法に合わせて用意しなければならず、製品
管理上面倒、測定管の外周面に沿ったくら型コアでは、
測定管の軸線に対し直交する磁界を均一に発生できな
い。 【解決手段】 磁界発生手段と測定管１との間に配設し
たインナーコア８の中央部に該磁界発生手段のコア載置
平面部８−１を設けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、測定管内を流れ
る被測定流体に対して交差方向に磁界を発生させ、この
磁界を横切る流体の流量に応じて発生する起電力を、上
記測定管の直径上に対向して設けられた少なくとも一対
の電極を通じて検出し、上記流量を測定する電磁流量計
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は電磁流量計５０の測定原理を示す
構成図であり、図において、５１は内面がテフロン等に
よってライニング処理された測定管、５２は測定管５１
内を流れる導電性液体である被測定流体、５３は測定管
５１の外周に設けられたコア、５４はそのコア５３に巻
かれた磁界発生手段としてのコイル、５５は測定管５１
の直径上で対向し且つ磁界と交差する位置に設けられた
少なくとも一対の電極、５６はその電極５５によって検
出された起電力からノイズ等を取り除き、この起電力か
ら被測定流体５２の流量に応じた信号に変換する変換器
である。

【０００３】図５は従来の電磁流量計における測定管５
１に対するコア５３、コイル５４の取り付け状態を示す
概要図（コア５３、コイル５４は測定管５１に軸対称に
設けるが、図示例はその片側だけを示す）であり、測定
管５１の外周面に軸対象に円弧状のインナーコア５７を
設け、そのインナーコアの中央部に円弧状のくら型のコ
ア５３を設け、このコア５３の周囲にコイル５４を装着
したものである。

【０００４】次に動作について説明する。不図示の電源
からの給電によってコイル５４を励磁し、測定管５１の
軸線と直交する方向に磁界を発生させ、この磁界内の測
定管に被測定流体５２を移動させると、ファラデーの電
磁誘導の法則によって起電力を発生する。この場合、磁
界が電気的に絶縁された測定管に直角に生じ、流れてい
る被測定流体５２の導電率が低すぎなければ、一対の電
極５５間から起電力が測定できる。この起電力は磁界の
強さと被測定流体５２の平均流速と電極間距離に比例す
るので、この起電力からノイズを取り除き、この起電力
を変換器５６で被測定流体５２に応じた信号に変換して
出力することにより、流量を測定できる。

【０００５】つまり、量記号および単位を次のようにす
ると、 量記号 物理量 単位 Ｂ 磁束密度 Ｔ Ｄ 測定管の内径 ｍ ｖ 平均軸方向流体速度 ｍ／ｓ Ｅ 起電力 Ｖ ｋ 定数 ー Ｑ 体積流量 ｍ³ ／ｓ ファラデーの法則に従って、起電力Ｅの大きさは、次の
式で示される。 Ｅ＝ｋＢＤｖ ・・・（１） 体積流量は円管測定管の場合は次の式となる。 Ｑ＝（πＤ² ／４）・ｖ ・・・（２） この関係があるので、式（１）は式（３）のように表さ
れる。 Ｑ＝（πＤ／４ｋＢ）・Ｅ ・・・（３） ここで、磁束密度Ｂを一定とすると、測定管内の流量
は、起電力Ｅを測定することによって求められる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の電磁流量計は以
上のように構成されているので、コイルの巻き付け固定
はコアの側面を利用しており、コアの大きさはコイルの
大きさによって決められる。このため、コアは効率以上
の寸法が必要となり、重量が重く、コストアップとな
る。また、このコアは測定管周面に取り付けたインナー
コアに沿って円弧状のくら型コアに構成しなければなら
ないが、コアの厚みが厚いため、円弧状に制作すること
が面倒であるとともに測定管の軸線に対する平行度が保
てず、測定管の軸線に対し直交する磁界を均一に発生で
きない。しかも、コアはコイル寸法に合わせて異なるコ
アを用意しなければならず、製品管理上面倒である等の
課題があった。

【０００７】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、コアの大きさがコイル寸法に制約
されることなく、測定管の軸線と直交して均一磁界を発
生させることができる軽量で安価な電磁流量計を得るこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る電磁流量計は、被測定流体を通す測定管に直交する磁
界を前記測定管内に発生させる磁界発生手段と、前記磁
界の作用により前記被測定流体中に発生した起電力を測
定するように前記測定管の直径上で対向して設けられた
少なくとも一対の電極と、前記測定管と前記磁界発生手
段との間に設けられたインナーコアとを備え、前記イン
ナーコアの中央部に前記磁界発生手段のコア載置平面部
を設けたものである。

【０００９】請求項２記載の発明に係る電磁流量計は、
被測定流体を通す測定管に直交する磁界を前記測定管内
に発生させる磁界発生手段と、前記磁界の作用により前
記被測定流体中に発生した起電力を測定するように前記
測定管の直径上で対向して設けられた少なくとも一対の
電極と、前記測定管と前記磁界発生手段との間に設けら
れたインナーコアとを備え、前記インナーコアに前記磁
界発生手段のコイルを位置決め固定する立ち上げ部を設
けたものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による電
磁流量計を示す一部を切断した正面図、図２はその一部
を切断した側面図であり、図１、２において、１は測定
管、２は測定管１内を流れる導電性液体である被測定流
体、３は測定管１の外周に設けられたコア、４はそのコ
ア３に巻かれた磁界発生手段としてのコイル、５は測定
管１の直径上で対向し且つ磁界と交差する位置に設けら
れた少なくとも一対の電極、６は電極５に接続したリー
ド線、７はコイル４を覆って上記測定管１に固定する磁
束帰還用アウターコア、８は測定管１の直径範囲におい
て磁界を平行に発生させるためにコイル４と測定管１と
の間に設けたインナーコア、９はコイル４、磁束帰還用
アウターコア７、インナーコア８の周囲を覆い、測定管
１に溶接により固定するケースであり、測定管１の収容
穴９−１、電極５の収容室９−２等を有する。

【００１１】図３はコア３とインナーコア８との関係図
を示すもので、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は平面
図である。インナーコア８はその中央部に前記磁界発生
手段のコア載置平面部８−１を、その平面部８−１の周
囲に前記磁界発生手段のコイル４を位置決め固定する立
ち上げ部８−２ａ，８−２ｂを設けている。そして、コ
ア３は平面部８−１に載置しねじ１０で固定し、コイル
４は立ち上げ部８−２ａ，８−２ｂを巻き芯として巻き
付け固定する。

【００１２】上記測定管１は内面および端面に耐食性、
耐摩耗性のためのライニング処理１１を施してあり、そ
の端面にはケース９内の検出部と測定流体とを同電位に
する接液リング１２が取り付けられている。このライニ
ング処理１１の材料としては、例えばふっ素樹脂、クロ
ロプレンゴム、ポリウレタンゴム、セラミックス等を用
いる。また、接液リング１２の材料としては、例えばス
テンレス鋼、白金・インジウム、タンタル、チタン、ハ
ステロイＢ、ハステロイＣ、モネル、導電性ふっ素樹脂
等を用いる。

【００１３】上記電極５は、ランニング処理により形成
された受け座１１ａに電極棒５ａの鍔座５ｂを当接さ
せ、この鍔座５ｂの他面に当接させたコイルスプリング
１３を押圧しながら測定管１の電極取り付け穴１ｂにキ
ャップ１４をねじ込んで固定している。１５は電極棒５
ａにリード線６を取り付けるねじ、１７は測定管１の電
極収容室９−２の入口にねじ込んだ蓋体である。

【００１４】次に上記の各構成部品からなる電磁流量計
の組み付け方について説明する。まず、測定管１の外周
面に軸対称にインナーコア８、このインナーコア８の平
面部８−１にコア３を載置し、インナーコア８の立ち上
げ部８−２ａ，８−２ｂにコイル４を巻き付け、これら
全体を測定管１の外面に押圧固定するように磁束帰還用
アウターコア７を該測定管に取り付ける。その後、測定
管１を収容穴９−１からケース９に挿入してケース９と
測定管１の接合部（両端部）を溶着する。そして、ケー
ス９の電極収容室９−２において、測定管１に電極５を
取り付けるとともにコイル４、電極５の各リード線４
ａ，６をケース９の取り出し室９−３より取り出す。

【００１５】上記構成の電磁流量計は、測定管１の左右
に配管１８ａ，１８ｂに合致させて接続固定するもの
で、この接続の仕方には、フランジ接続方式、フランジ
挟み込み方式、サニタリ接続方式、ねじ接続方式の種々
の方式がある。

【００１６】次に動作について説明する。不図示の電源
からの給電によってコイル４を励磁すると、コア３、イ
ンナーコア８のによって測定管１の軸線と直交する方向
に磁界が発生する。この磁界内の測定管に被測定流体２
を移動させると、ファラデーの電磁誘導の法則によって
起電力を発生する。この場合、磁界が電気的に絶縁され
た測定管に直角に生じ、流れている液体の導電率が低す
ぎなければ、一対の電極５間から起電力が測定できる。
この起電力は磁界の強さと流体の平均流速と電極間距離
に比例するので、この起電力からノイズを取り除き、こ
の起電力を前記図４に示すように変換器５６で流体に応
じた信号に変換して出力することにより、流量を測定で
きる。

【００１７】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、インナーコア８の平面部８−１にコア３を取り付
け、その平面部８−１の両側の立ち上がり部８−２ａ，
８−２ｂを巻き芯としてコイル４を巻き付けることによ
り、コア３はコイル４の寸法に制約されることなく適正
な寸法に設計でき、コアの共通化が可能となり、製品管
理が容易となったった。また、コア３は測定管１の軸線
と平行に配設できることになり、軸線と直交した磁界を
均一に発生させることができる等の効果が得られる。

【００１８】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、インナーコアの中央部に前記磁界発生手段のコア
載置平面部を設けて構成したので、上記平面部にコアを
取り付けることにより、コアは測定管の軸線と平行に配
設できることになり、軸線と直交した磁界を均一に発生
させることができ、流量計測を精度よくできる効果が得
られる。

【００１９】請求項２記載の発明によれば、インナーコ
アに前記磁界発生手段のコイルを位置決め固定する立ち
上げ部を設けて構成したので、その立ち上げ部を巻き芯
としてコイルを巻き付けることにより、コアはコイルの
寸法に制約されることなく適正な寸法に設計でき、小型
化およびコアの共通化が可能となり、製品管理が容易に
なるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の一形態による電磁流量計を示
す一部を切断した正面図である。

【図２】その電磁流量計の一部を切断した側面図であ
る。

【図３】コア３とインナーコア８との関係図を示すもの
で、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は平面図である。

【図４】電磁流量計の測定原理を説明する概略構成図で
ある。

【図５】従来の電磁流量計におけるコイルとコアとの関
係を示す概要図である。

【符号の説明】

１ 測定管 ２ 被測定流体 ４ コイル（磁界発生手段） ５ 電極 ７ 磁束帰還用アウターコア ８ インナーコア ８−１ 平面部 ８−２ａ，８−２ｂ 立ち上げ部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定流体を通す測定管と、前記被測定
   流体に直交する磁界を前記測定管内に発生させる磁界発
   生手段と、前記磁界の作用により前記被測定流体中に発
   生した信号を測定するように前記測定管の直径上で対向
   して設けられた少なくとも一対の電極と、前記測定管と
   前記磁界発生手段との間に設けられたインナーコアとを
   備えた電磁流量計において、前記インナーコアの中央部
   に前記磁界発生手段のコア載置平面部を設けたことを特
   徴とする電磁流量計。
2. 【請求項２】 被測定流体を通す測定管と、前記被測定
   流体に直交する磁界を前記測定管内に発生させる磁界発
   生手段と、前記磁界の作用により前記被測定流体中に発
   生した信号を測定するように前記測定管の直径上で対向
   して設けられた少なくとも一対の電極と、前記測定管と
   前記磁界発生手段との間に設けられたインナーコアとを
   備えた電磁流量計において、前記インナーコアに前記磁
   界発生手段のコイルを位置決め固定する立ち上げ部を設
   けたことを特徴とする電磁流量計。