JPH0961209A - 電磁流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電極部材の取付作業時に温度センサのリード
線が損傷したり断線したりせず、また、温度センサを電
極部材の接液壁に対接する。 【解決手段】 電極取付孔３に嵌合し圧縮コイルばね９
によって測定管１に圧接される第１の電極構成部材３１
と、この第１の電極構成部材３１に螺合された第２の電
極構成部材３２とで電極２を構成する。温度センサ１０
は、第１の電極構成部材３１のセンサ収納部３６内に収
納され、そのリード線１１がリード線導出孔３７および
リード線用孔３９を通って電極収納部４の側方に導出さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、測定管内を流れる
導電性流体の流量と温度を同時に測定する電磁流量計に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、流量信号の温度補償等の目的から
被測定流体の温度を測定するようにしたこの種の電磁流
量計としては、たとえば特開平４−２６４２１５号公
報、実開平４−１０６７２９号公報等に開示されたもの
が知られている。前者は被測定流体の流れに伴って発生
する起電力を測定する検出用の電極の内部に温度センサ
を組み込んだものである。後者は検出用の電極もしくは
測定管および被測定流体をグランドに接地するために設
けられるアース用電極内に温度センサを組み込んだもの
である。いずれにしろ温度センサは、被測定流体の温度
をより正確に測定するために電極の接液壁に対接するこ
とが望ましい。

【０００３】図５はこのような電磁流量計における電極
および温度センサの取付構造の従来例を示す断面図であ
る。これを概略説明すると、測定管１はその周壁に形成
された電極取付孔３と、この孔３を取り囲む筒状の電極
収納部４を一体に有し、前記電極取付孔３に外挿型の電
極２が取り付けられている。一方、内周面は、電気的絶
縁性と耐久性を持たせるためにフッ素樹脂、ネオプレン
等のライニング材５によって保護されている。このライ
ニング材５は、前記電極取付孔３の孔壁面および測定管
１の外周面の一部、すなわち電極収納部４の内底面をも
覆い保護している。

【０００４】前記電極２は、被測定流体６の流れに伴っ
て発生する起電力を測定するもので、導電材料によって
接液側を閉塞した筒状体によって形成され、外周面にフ
ランジ２ａを一体に備えている。電極２の閉塞側端部２
ｂは前記電極取付孔３にライニング材５を介して嵌合さ
れ、その先端すなわち接液壁２ｃが前記測定管１内に臨
み接液面を形成している。電極２のフランジ２ａは、電
極収納部４の内底面を覆うライニング材５ａにＯリング
８を介して密接し、かつ圧縮コイルばね９によって圧接
されている。そして、電極２は、被測定流体６の温度を
測定する温度センサ１０を内蔵している。この温度セン
サ１０は、前記接液壁２ｃに対接するように電極２内に
収納されており、そのリード線１１が電極２の後端開口
部より栓体１２の貫通孔１２ａを通って外部に導出され
ている。

【０００５】前記電極収納部４は、前記圧縮コイルばね
９のばね受け部材１３によって閉塞されている。ばね受
け部材１３は有底筒状に形成され外周面におねじ１４を
有し、電極収納部４の内周面に形成しためねじ１５に螺
合している。また、ばね受け部材１３の底面中央には前
記電極２の後端部を外部に突出させるための貫通孔１６
が設けられている。電極２は測定管１に対して電気的に
絶縁されており、貫通孔１６からばね受け部材１３の外
部に突出する後端面には信号取出用リード線１７の一端
が半田付けもしくは圧着端子を介して接続されている。
なお、１８は温度センサ１０を電極２の接液壁２ｃに固
着するための接着剤、１９は電極２と圧縮コイルばね９
を絶縁する絶縁チューブである。

【０００６】このような電極および温度センサの取付構
造において、電極２の測定管１への取り付けに際して
は、先ず温度センサ１０を絶縁チューブ１９が嵌着され
た電極２の内部に挿入し、接着剤１８によって接液壁２
ｃに固着する。次に、この温度センサ１０が組み込まれ
た電極２の閉塞側端部２ｂを電極取付孔３に嵌合してフ
ランジ２ａをライニング材５ａの表面にＯリング８を介
して密接する。しかる後、前記フランジ２ａ上に圧縮コ
イルばね９を絶縁チューブ１９のフランジ１９ａを介し
て載置し、ばね受け部材１３を電極収納部４に螺合して
圧縮コイルばね９を圧縮し、フランジ２ａを測定管１の
外周面に押し付ける。そして、ばね受け部材１３の貫通
孔１６から外部に突出している電極２の後端面に信号取
出用リード線１７の一端を半田付けによって接続する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の電磁流
量計において、電極２の取り付けに際しては、予め電極
２に温度センサ１０を組み込み、次にこの電極２を測定
管１の電極取付孔３に嵌合し、しかる後ばね受け部材１
３を電極収納部４に螺合する必要がある。このため、ば
ね受け部材１３を電極収納部４に螺合する際にはリード
線１１がばね受け部材１３の貫通孔１６から外部に突出
している。しかしながら、リード線１１がばね受け部材
１３の貫通孔１６から外部に突出した状態でばね受け部
材１３の締め込み作業を行うと、リード線１１が絡まっ
たりあるいは電極収納部４やばね受け部材１３のエッジ
部に引っ掛かったりして損傷したり断線するおそれがあ
った。そこで、このようなおそれを回避するために、電
極２を測定管１に取り付けた後、電極２の後端開口部よ
り温度センサ１０を電極２内に収納するようにしてい
る。しかし、その場合は電極２の内径が小さいと奥まで
入れることが難しく、温度センサ１０が途中で引っ掛か
ったりするため、接液壁２ｃに確実に対接させることが
できず、被測定流体６の温度を正確に測定できないとい
う問題があった。また、挿入後の位置を確認することも
困難であった。

【０００８】本発明は上記した従来の問題を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、電極部
材の取付作業時に温度センサのリード線が損傷したり断
線したりすることがなく、また温度センサを電極部材の
接液壁に確実に対接させることができるようにした電磁
流量計を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、外周面に電極取付孔を取り囲む電極収納部が
突設された測定管と、前記電極取付孔に嵌合した電極部
材と、前記電極収納部内に弾装され前記電極部材を測定
管に圧接するばねと、前記電極収納部を閉塞するととも
に前記電極部材の後端を外部に突出させる貫通孔を有す
るばね受け部材と、前記電極部材の先端の接液壁に対接
するように内蔵された温度センサとを備えた電磁流量計
において、前記電極部材を、前記電極取付孔に嵌合され
前記ばねによって測定管に圧接される第１の電極構成部
材と、前記ばね受け部材の外部に突出するように前記第
１の電極構成部材に組み付けられる第２の電極構成部材
とで構成し、前記第１の電極部材に前記温度センサを収
納するセンサ収納部と、このセンサ収納部に一端が連通
し他端が側面に開口し前記温度センサのリード線を外部
に導出するリード線導出孔を設け、このリード線導出孔
の位置に対応して前記電極収納部にリード線用孔を設け
たことを特徴とする。

【００１０】本発明において、電極部材は、第１の電極
構成部材と第２の電極構成部材の２部材からなり、起電
力を測定する検出用の電極もしくはアース用の電極を形
成する。温度センサは、接液側が閉塞した第１の電極構
成部材内にその接液壁に対接するように収納される。そ
のリード線は、リード線導出孔およびリード線用孔を通
って電極収納部の側方に引き出される。しかる後、電極
部材は電極取付孔に嵌合され、圧縮コイルばねによって
測定管に圧接される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る電
磁流量計の一実施の形態を示す断面図、図２は測定管の
外観斜視図、図３は温度センサが組み込まれた電極の取
付構造を示す断面図である。なお、図中従来技術の欄で
説明したものと同一の構成部材等については同一符号を
付し、その詳細な説明を省略する。これらの図におい
て、電磁流量計２０は非磁性材からなる測定管１と、こ
れを覆うケース２１および変換器２２によって概ね構成
されている。ケース２１は、測定管１の両端部に設けた
接続配管用フランジ１ａ，１ｂに取り付けられており、
その上部には前記変換器２２が取り付けられる筒状のリ
ード線導出部２１Ａが一体に突設されている。

【００１２】前記測定管１の外周には、測定管１の軸線
と直交する磁束φを形成する一対の励磁コイル２３が互
いに対向するように周方向に１８０°位相を異ならせて
設けられている。励磁コイル２３はコア２４に巻回され
ている。また、測定管１における軸線方向中央には、前
記励磁コイル２３による磁束φと測定管１の軸線の双方
に対して直交する方向に軸線をもつ一対の起電力を測定
する検出用の電極２が設けられている。この電極２は温
度センサ１０（後述する）を内蔵しており、その内端面
がライニング５を貫通して管路２６内に臨むことにより
接液面を形成している。このため、励磁コイル２３と電
極２とは、測定管１の周方向に９０°位相がずれてい
る。また、電極２は、測定管１に対して電気的に絶縁さ
れるとともに液シールされており、その信号取出用リー
ド線１７が前記変換器２２に接続される。なお、電極２
としては、通常ステンレス等の非磁性材によって製作さ
れ、耐食性が要求される場合は、白金、タンタル、チタ
ン等の貴金属で製作される。

【００１３】また、測定管１の周面両端部寄りには一対
のアース用電極２８が設けられており、その内端面２８
ａが管路２６内に臨み接液面を形成している。このアー
ス用電極２８は、起電力を検出しないために励磁コイル
２３および電極２に対して任意の角度を隔てた位置に設
けられる。また、アース用電極２８は、測定管１に対し
て図示しない圧縮コイルばねおよびばね受け部材を介し
て電気的に接続されるとともに、アース用リード線２９
によって前記変換器２２を経てグランドに接地される。
アース用電極２８を変換器２２に接続する理由は、被測
定流体６の電位（グランド電位）が必ずしも０ボルトと
は限らないため、この電位を電極２によって検出した起
電力から差し引いて正規の起電力を得るためである。

【００１４】温度センサ１０を収納する電極２の構造等
を図３に基づいてさらに詳述すると、この電極２は、導
電材料によって２つに分けて形成された第１、第２の電
極構成部材３１，３２とで構成される。

【００１５】前記第１の電極構成部材３１は、先端すな
わち接液側が閉塞した筒状体によって形成されており、
後端部外周面にはフランジ３１ａを一体に有している。
第１の電極構成部材３１は前記測定管１の外部から電極
取付孔３に嵌合され、その接液壁３３が測定管１内に臨
み接液面を形成している。この接液壁３３の肉厚ｔは、
温度センサ１０が流体温度を正確に測定することができ
るようにするために可及的薄く設定される。一方、第１
の電極構成部材３１のフランジ３１ａは、測定管１の外
周面を覆っているライニング５ａにＯリング８を介して
密着し、かつ圧縮コイルばね９によって圧接される。第
１の電極構成部材３１の中心孔３４には、開口側にねじ
孔３５が形成され、奥側が前記温度センサ１０のセンサ
収納部３６を形成している。また、フランジ３１ａの肉
厚内には、前記温度センサ１０のリード線１１を外部に
導くためのリード線導出孔３７が半径方向に形成されて
おり、その一端が前記センサ収納部３６に連通し、他端
がフランジ３１ａの外周面に開口している。さらに、フ
ランジ３１ａの後面、すなわち圧縮コイルばね９が絶縁
チューブ１９のフランジ１９ａを介して圧接される面に
は、前記リード線導出孔３７が形成されている位置を示
す表示部としての溝３８が半径方向に形成されている。
この溝３８は、第１の電極構成部材３１を電極取付孔３
に嵌合する際、前記リード線導出孔３７を前記電極収納
部４に設けたリード線用孔３９と一致させるために形成
されるものである。したがって、溝３８は、リード線導
出孔３７と対応一致するように形成されている。ただ
し、このような表示部はリード線導出孔３７の位置を表
示するものであれば何でもよいので、溝３８に限らず印
刷等によって表示されるものであってもよい。前記リー
ド線用孔３９は、前記リード線導出孔３７と一致するよ
うに電極収納部４の基部側に形成されることにより、ば
ね受け部材１３より測定管１側に位置している。そし
て、このような第１の電極構成部材３１は、接液壁３３
を被測定流体６から保護するために耐食性に優れた材
料、たとえばタンタル、チタン等によって形成される。

【００１６】前記第２の電極構成部材３２は、ステンレ
ス等の導電性を有する非耐食性材料からなる棒状体によ
って形成されている。第２の電極構成部材３２の外周面
前端部寄りには雄ねじ部４０が形成されており、この雄
ねじ部４０は第１の電極構成部材３１のねじ孔３５に螺
合することで第２の電極構成部材３２を第１の電極構成
部材３１に組み付ける。第２の電極構成部材３２の後端
部は、ばね受け部材１３の貫通孔１６から外部に突出
し、また後端面には前記信号取出用リード線１７の一端
に設けられた圧着端子４２がビス４３によって接続され
ている。このため、第２の電極構成部材３２の後端面に
は前記ビス４３がねじ込まれるねじ孔４４が形成されて
いる。

【００１７】前記温度センサ１０は、第１の電極構成部
材３１のセンサ収納部３６内に収納され、かつ熱伝導性
のよい接着剤１８によって接液壁３３に固着されてい
る。温度センサ１０のリード線１１は、前記リード線導
出孔３７およびリード線用孔３９を通って電極収納部４
の側方に導出され、前記変換器２２に接続される。

【００１８】このような構造からなる電磁流量計２０に
おいて、励磁コイル２３に通電してこれを励磁すると、
測定管１内を流れる被測定流体６を横切ってその流れと
直交する磁界が発生する。磁界が発生すると、電磁誘導
現象により磁界の方向と流れの方向の双方に対して直交
する方向に流速に比例した起電力が流体中に発生し、こ
れを一対の電極２によって取り出し増幅して信号処理し
た後記録したり、指示計器に伝送することで被測定流体
６の流量や平均流速を測定したり流量の定値制御を行
う。

【００１９】温度センサ１０は、第１の電極構成部材３
１のセンサ収納部３６内にあってその接液壁３３に対接
することにより接液壁３３の温度を測定する。しかし、
この接液壁３３は測定管１内に臨み被測定流体６に接液
しているため、被測定流体６の温度と略等しく、したが
って、接液壁３３の温度を測定すれば実質的に被測定流
体６の温度を測定したことになる。

【００２０】電極２を測定管１に対して取り付ける際に
は、先ず第１の電極構成部材３１のセンサ収納部３６内
に温度センサ１０を収納して接着剤１８により接液壁３
３に固着し、そのリード線１１をリード線導出孔３７か
ら外部に導出する。次に、このリード線１１の外端部を
リード線用孔３９に電極収納部４の内側から挿通する。
そして、この状態で温度センサ１０が組み込まれた第１
の電極構成部材３１を電極収納部４内に、リード線導出
孔３７をリード線用孔３９と一致させて挿入し、閉塞側
端部を電極取付孔３に嵌合してフランジ３１ａをＯリン
グ８を介してライニング材５ａに密接する。リード線導
出孔３７とリード線用孔３９の一致は、フランジ３１ａ
に形成された溝３８がリード線用孔３９と一致している
か否かによって容易に判別することができる。次に、第
２の電極構成部材３２の雄ねじ部４０を第１の電極構成
部材３１のねじ孔３５に螺合して第１、第２の電極構成
部材３１，３２を組付け、絶縁チューブ１９と圧縮コイ
ルばね９を第２の電極構成部材３２に嵌装した後、ばね
受け部材１３を電極収納部４に螺合して圧縮コイルばね
９を圧縮する。このため、圧縮コイルばね９はフランジ
３１ａを弾圧し測定管１の外周面に押し付ける。しかる
後、信号取出用リード線１７の圧着端子４２を、前記ば
ね受け部材１３の貫通孔１６から突出している第２の電
極構成部材３２の後端面にビス４３によって接続するこ
とにより、電極２の取付作業が完了する。

【００２１】このような電磁流量計２０にあっては、温
度センサ１０のリード線１１を電極収納部４の側方に導
出させておくことができるので、リード線１１を電極収
納部４の後方へ導出させるようにした図５に示すような
従来の電極取付構造に比べてばね受け部材１３を螺合す
る際にリード線１１が邪魔にならず、したがって、リー
ド線１１が絡まったり電極収納部４やばね受け部材１３
のエッジ部に引っ掛かって損傷したり断線したりするこ
とがない。また、予め温度センサ１０を第１の電極構成
部材３１内に組み込んでいるので、温度センサ１０を第
１の電極構成部材３１の接液壁３３に確実に対接させる
ことができる。

【００２２】図４に示す実施の形態においては、第２の
電極構成部材３２の先端部を小径に形成して嵌合部３２
ａとし、この嵌合部３２ａを第１の電極構成部材３１の
中心孔３４に圧入することで第２の電極構成部材３２を
第１の電極構成部材３１に組み付けている。その他の構
成は上記した実施の形態と同様である。このような構造
においても、上記した実施の形態と同様な効果が得られ
る。

【００２３】なお、上記した実施の形態はいずれも起電
力を測定する検出用の電極２の内部に温度センサ１０を
組み込んだ例を示したが、本発明はこれに特定されるも
のではなく、アース用の電極２８の内部に組み込んでも
よい。したがって、本発明においては、検出用の電極と
アース用の電極を総称して電極部材と呼んでいる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る電磁流
量計は、外周面に電極取付孔を取り囲む電極収納部が突
設された測定管と、前記電極取付孔に嵌合した電極部材
と、前記電極収納部内に弾装され前記電極部材を測定管
に圧接するばねと、前記電極収納部を閉塞するとともに
前記電極部材の後端を外部に突出させる貫通孔を有する
ばね受け部材と、前記電極部材の先端の接液壁に対接す
るように内蔵された温度センサとを備えた電磁流量計に
おいて、前記電極部材を、前記電極取付孔に嵌合され前
記ばねによって測定管に圧接される第１の電極構成部材
と、前記ばね受け部材の外部に突出するように前記第１
の電極構成部材に組み付けられる第２の電極構成部材と
で構成し、前記第１の電極部材に前記温度センサを収納
するセンサ収納部と、このセンサ収納部に一端が連通し
他端が側面に開口し前記温度センサのリード線を外部に
導出するリード線導出孔を設け、このリード線導出孔の
位置に対応して前記電極収納部にリード線用孔を設け、
リード線用孔から温度センサのリード線を電極収納部の
側方へ導出させるようにしたので、ばね受け部材を電極
収納部に螺合する際、温度センサのリード線が邪魔にな
らず、したがって、このリード線が絡まったりあるいは
電極収納部やばね受け部材のエッジ部に引っ掛かって損
傷したり断線したりすることがない。また、予め温度セ
ンサを第１の電極構成部材に組み付けておくことができ
るので、温度センサを電極部材の接液壁に対して確実に
対接することができ、被測定流体の温度を正確に測定す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る電磁流量計の一実施の形態を示
す断面図である。

【図２】 測定管の斜視図である。

【図３】 電極の取付構造の断面図である。

【図４】 本発明の他の実施の形態を示す電極の取付構
造を示す断面図である。

【図５】 電極と温度センサの取付構造の従来例を示す
断面図である。

【符号の説明】

１…測定管、２…電極、２ｃ…接液壁、３…電極取付
孔、４…電極収納部、５…ライニング材、６…被測定流
体、８…Ｏリング、９…圧縮コイルばね、１０…温度セ
ンサ、１１…センサ用リード線、１３…ばね受け部材、
１６…貫通孔、１７…信号取出用リード線、２０…電磁
流量計、３１…第１の電極構成部材、３１ａ…フラン
ジ、３２…第２の電極構成部材、３３…接液壁、３６…
センサ収納部、３７…リード線導出孔、３９…リード線
用孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周面に電極取付孔を取り囲む電極収納
   部が突設された測定管と、前記電極取付孔に嵌合した電
   極部材と、前記電極収納部内に弾装され前記電極部材を
   測定管に圧接するばねと、前記電極収納部を閉塞すると
   ともに前記電極部材の後端を外部に突出させる貫通孔を
   有するばね受け部材と、前記電極部材の先端の接液壁に
   対接するように内蔵された温度センサとを備えた電磁流
   量計において、前記電極部材を、前記電極取付孔に嵌合
   され前記ばねによって測定管に圧接される第１の電極構
   成部材と、前記ばね受け部材の外部に突出するように前
   記第１の電極構成部材に組み付けられる第２の電極構成
   部材とで構成し、前記第１の電極部材に前記温度センサ
   を収納するセンサ収納部と、このセンサ収納部に一端が
   連通し他端が側面に開口し前記温度センサのリード線を
   外部に導出するリード線導出孔を設け、このリード線導
   出孔の位置に対応して前記電極収納部にリード線用孔を
   設けたことを特徴とする電磁流量計。