JPS6321564A - 流速計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は永久磁石を用いた流速計に関する。

〔従来技術〕

永久磁石を用いた流速計は、金属管の内部に永久磁石を
設けるとともに、この永久磁石に対応して設けた十屯栂
と一名極にリード全接続した構成の検出ヘッドｔ−備え
たもので、この検出ヘッドを導電性液体が鬼れる場所に
配置して、前記永久磁石により形成される磁界を導電性
液体が横切ることにより液体に誘起される起ａ力ｔｌ−
前記屯称が検出するもので、液体の流速の速さに応じた
大きさの起電力が誘起されるので、液体の流速全測定す
ることができる。そして、この流速計は列えばす）　Ｉ
Ｊコニウム却高速炉の流体力学、熱伝達に関する種々の
研究、試験に用いられている。

しかして、最近この流速計に対しては、導は性液体が流
れる箇所が狭い場所飼えば配管の内部に検出ヘッドを配
置して用いることができるようにするために、検出ヘッ
ドの小型化が要求されており、また検出ヘッドを液体が
流れる箇所に配置した時に、液体の流れを乱して測定精
度に悪影響？あたえないようにするために検出ヘッドの
小型化が要求されている。

しかるに、従来の永久磁石型流速計における検出ヘッド
は、金属管の内部に１個の永久磁石を設け、この１個の
永久磁石で液体に磁界を作用さセる構成となっている〕 〔発明が解決すべき問題点〕 しかしながら、このように単一の永久磁石のみを設けた
検出へ　ドにおいては、小型化を図るために、金属管の
内部に設ける永久磁石を小形なものにすると、永久磁石
が液体に作用する磁界が弱くなシ液体の流速により誘起
される起電力が数マイクロボルト範囲の小さなものとな
る。従って、金属管に設けたく極が検出する前記起電力
の検出信号の出力が小さくなり、この結果検出信号のＳ
／Ｎ比（信号対雑音比）が小さくなり、検出ヘッドによ
り液体の流速を精度良く検出することが困難になるとい
う問題がある。七して、検出信号の出力を上げるために
は、永久磁石を大きくする必要があり、検出ヘッドの小
型化を図ることができないという問題がある。

本発明は前記事情にもとづいてなされたもので、小型で
ありながら検出信号の出力が大きく、４電性液体の流速
を精度良く測定できる検出ヘッドを備えた飛速計全提供
するものである。

〔間１点を解決するための手段と作用〕本発明の流速計
；ま、金属管の内部に榎牧イ固の永久磁石を管長さ方向
に並べて設け、前記金属管に前記各永久磁石に夫々対応
して＋ぼ極と−ｔｉを設けるとともに、これら各永久磁
石に対応した＋電凧と一電掻とを並列に接続してなる検
出ヘッドを１膚えたことを特徴とするもので、噴出ヘッ
ドにおける噴出信号の出力を高め、そのＳ／Ｎ比を大き
くするようにしたものである。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例ｆｔ図Ｃについて説明する。

第１図および：Ａ２図は本発明の流速計に用いる検出ヘ
ッドを示している。

図中１はステンレス鋼などからなる先端を閉塞した金属
管で、この金属管１の内部には例えば３個の円柱状ｔな
す永久磁石２Ａ、２Ｂ、、？（：が管長さ方向に沿い間
隔を存するように並べて配置され、これら永久磁石２Ａ
〜２Ｃは金属管１の内部に充填した八ｌ、０．などの耐
熱性絶縁粉床３に埋設されて保持されている。これら永
久磁石２に〜２Ｃは両端に磁極があって、管長さ方向に
磁力線が作用する。そして、永久磁石２人〜２Ｃは希土
類磁石、ネオジウム鉄などの磁石材料で形成されている
。前記金属管１の管壁における前記各永久磁石２Ａ〜２
Ｃと対応する部分には、永久磁石２人〜２Ｃによシ磁界
の方向に対して直角方向となる位置に十電極孔４Ａ、４
８．４０が夫々形成してあり、またこれら＋Ｉ！Ｅ極孔
４Ａ〜４Ｃと対向する位置に一戒極孔５Ｎ、５Ｂ、５Ｃ
が夫々形成しである。図中６Ｌ、６Ｆ３，６Ｃは＋ｔＪ
Ｍ用のリード線、７Ａ、７Ｂ、７Ｃは−ｔ！Ｌ堀用のリ
ード線で、これら各リード線は例えばステンレスａ１線
で形成されている。リード線６Ａ、６Ｂとリード線７Ａ
、７Ｂは夫々金属管１に充填したｅ縁扮末３に管長さ方
向に沿って埋設され、且つ一方のリード線６１．６Ｂの
先端部は金属管１に形成した＋Ｉｔ橋孔４Ａ、４Ｂに、
曲刃のリード線７Ａ、７Ｂの先端部は金属管１の−を極
孔５人、５Ｂに夫々挿入して溶接により固定され、両方
のリード線６Ａ、６ｉＢとリード線７Ａ、７Ｂの他端部
は金１管１の基端部から外方に延出している。また、リ
ード線６Ｃ，７Ｃは、第３図（リード線６Ｃ’ｚ例示し
ている。）で示すようにステンレス鋼などからなる金属
細管８の内部に、アルメル線およびクロメル線などの熱
電対素子線からなる熱電対９と一緒に管長さ方向に挿入
され、これらは金ＦＡ則管８の内部に充填した耐惑性絶
縁粉末１０に埋設されている。リード線６Ｃ，７Ｃは金
属細管８の先端部に溶接して接続され、熱シ対９の先端
部も金属細管８の先４Ａｇに位置してお）、且つリード
線６Ｃ，７Ｃと熱電対９０基端部は金属細管８の基部か
ら延出している。このようにして各リード線６Ｃ，７Ｃ
滋に構成したユニットは、金属管１の内部に管長さ方向
に沿って配置されて絶隊粉禾３に埋設され、且つリード
線６Ｃのユニットは金属細管８の先端部が金属管ｌの十
也極孔４ＣＶＣ挿入して溶接により固定されるとともに
、リード線７Ｃのユニットは金ｇ細肯８の先端部が金属
管１の−電極孔５Ｃに挿入して溶接によ！＋Ｌ！ｉｉ定
され、両方のユニットの金属細管８の基端部は金属管１
の基端部から外部へ延出している。ここで、前記リード
線６＾、７Ａの先端部は前記永久磁石２人に対応する十
電極ＰＡと一電極Ｎ入となり、リード線６Ｆ３，７１３
の先端部は永久磁石２Ｂに対応する＋１極ＰＢと一成極
ＮＢとな９、リード線６Ｃ，７Ｃの先端部は永久磁石２
Ｃに対応する＋シ極ＰＣと一４ＭＭＣとなる。そして、
第４図で示すように例えば金属管１の基端部に取付けた
ケース１ノにおいて、前記各永久磁石２Ｎ〜２Ｃに対応
するリード線６４．７Ａ、６８．７Ｂおよび６Ｃ，７Ｃ
を夫々プリアンプ１２１Ｌ、１２Ｂ、１２Ｃに接続し、
さらにリード線６Ａ〜６Ｃとリード線２八〜７Ｃを直列
に接続して、この直列接続部の出力橋は流速計の本体（
図示せず）に接続してるる。

このように構成した検出ヘッドは、列えはナトリウム冷
却高速増殖炉におけるす）　ＩＪウムが流れる配管の内
部に挿入する。この場合、永久磁石２Ａ〜２Ｃの磁界が
ナトリウムの流れ方向に対して直角となるように１灸出
ヘツドを配置する。検出ヘッドの各永久磁石２Ａ〜２Ｃ
は夫々個別に６ａ界を形成する。そして、前記配管の内
部ｔ−流れるナトリウムが検、・■１ヘッドの周囲を通
過する時に、永久磁石２Ａ〜２Ｃの磁界を夫々横切ると
、ナトリウムには各磁界毎に起成力が誘起される。この
ナトリウム中に誘起される起電力はナトリウムの流速に
比列し之大きさである。ここで、金属管１において各永
久磁石２Ａ〜２Ｃに対応して対仝なすように設けた十電
極と一電極すなわちリード線６人、７Ａ、リード線６Ｂ
、７Ｂ９よびリード線６Ｃ，７Ｃの各端部により、ナト
リウム中で各永久磁石２Ａ〜３Ａ−の磁界毎に励起され
た起シカを夫々検出し、この検出した信号を各プリアン
プ１２人〜１２Ｃで増幅し、さらにリードｄ６Ａ〜６Ｃ
とリード線７Ａ〜７Ｃを並列接続しｆｃ摺続部の出力端
の間で取り出す。この場合、各リード線６Ａ〜６Ｃ，７
に〜７Ｃは並列接続されているので、リード線の出力端
間で取シ出される演出信号の出力は、各磁極対が検出し
たところの各磁石２Ａ〜２Ｃ（７）！ａ界に応じて発生
した各起屯力の容量は磁石数倍した容量となる。取出し
た検出信号は変換して４心性液体の流速を測定する。

このように検出ヘッドでは、各永久磁石２人〜２Ｃの磁
界によって導電性液体に誘起された各起４力を夫々合計
した大きさの検出信号を取り出すので、個々の永久磁石
２Ａ〜２Ｃの磁界によジ得られる起電力は小さいもので
あっても、全体としては大きな出力の十芙出イご号を得
ることができ、十美出１ｇ号のＳ／Ｎ比を高めることが
できる。このため、小型の永久磁石を用いて検出ヘッド
の小形化を図りながら、ナトリウムの流速を高い精度を
もって測定することができる。

ま友、リード線６Ｃ，７Ｃとともに金属細管８に設けた
熱心対９．９は、検出ヘッド自体の温度を測定し、リー
ド線出力端間で出力される検出は号を前記測定した検出
ヘッド温度に応じて補正することにより、ナトリウムの
兵の流速度全測定することができる。すなわち、検出ヘ
ッドの温度の上昇に住込低下する傾向があり、検出〜ラ
ド温度に応じて加速検出信号を補正して、正確な流速測
定を行なう必要があるからである。

因みに一具体例について述べる。寸法が直径２躇、長さ
６　ＩＩである３個のネオジウム鉄および希土＠磁石か
らなる永久磁石を使用し、各磁石に対応する電極を並列
接続して外径が４１１の検出ヘッドを製作した。この検
出ヘッドを用いてナトリウム冷却高速炉の配管の内部に
配置して、ナトリウムの流速を測定した。この結果、流
速検出１ざ号の８／Ｎ比を約９ｄＢ改善できた。これに
対して１個の永久磁石を用いて同等のヂ４度の検出信号
を得る几めには、直径が１８皿の大きなに石′ｊａ−１
史用し、外径が２５ｍｍの検出ヘッドを製作しなければ
ならなかった。

なお、本発明の流速計は、６戒性液体の流速全測定する
ものであるが、併せて流量も測定することができる。さ
らに本発明に、外径が４正以下、さらには３ｍ翼、ある
いは２顛以下の検出ヘッドを有する流速計に特に有効で
ある。

なお、永久磁石２八〜２Ｃを保持する構造は、金属管１
の内部に耐熱性絶縁粉末を光嘆して永久磁石を埋没する
ものに限定されず、例えば第５図および第６図で示すよ
うに繊維化したセラミックス例、ｔばアルばすやシリカ
からなる成形体により支持体１３を形成し、この支持体
１３に永久磁石２Ａ〜２Ｃ’（挿入して支持体１３を金
属管１に挿入することにより永久磁石を保持する構成と
することもできる。この場合、永久磁石２Ａ〜２Ｃｆ容
易且つ正確に支持することができ、さらにセラミックス
成形体からなる各支持体１３は電気絶縁性とともに断熱
性を有しているので、外部の熱を遮断して永久磁石への
熱的形￥Ｉｉ防止している。

ま之、永久磁石を冷却する構成とすることにより、検出
ヘッドの温度特性全改善することができる。第７図およ
び第８図はこの構成を示している。

すなわち、金属管１の両側内部にセラミックスからなる
一対の支持体１４．１４ｆ管長さ方向に配設し、これら
支持体１４．１４で各永久磁石２Ａ〜２Ｃｔ−支持して
金属管１の内部に内部空間１５を形成する。金属管１０
基４部はゾ１蓋Ｊ６によシ閉塞する。また、流入管１７
を前記端蓋１６ｋｋして金’ｔＡ管１の内部にその先端
部まで挿入するとともに、端蓋１６には流出管１８を接
続する。流入管１７は図示しない冷却空気供給装置に接
続するとともに、流出管１８は図示しない冷却空気排出
装置に接続する。

そして、冷却空気を冷却空気供給装置により流入管１７
全通して金属管１の先端内部に流入させると、冷Ｅ！Ｊ
空気は金属管１０内部空間１５．１（管長さ方向に白い
基端部へ向けて流れ、流入管１８５１通って外部へ排出
される。この場合、冷却空気が金属音１＠ｐよび永久磁
石２人〜２Ｃと接触して冷却する。

しかして、永久磁石２人〜２Ｃは温度上昇に伴い磁力が
低下するので、ナトリクム等の４電性液体の温度が５０
０℃程度の高温である場合には、その加速の測定が困難
となる。そこで、冷却空気で永久磁石２Ａ〜２Ｃｆ冷却
して！１度上昇を阻止することにより、高温領戚での流
速を正確に測定することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、小型で狭い箇所で
の使用や導電性液体の流れを乱すことがない使用が可能
であり、且つ大きな出力の検出信号を得て、導電性液体
の加速を積度良く測定することができる永久磁石を用い
た検出ヘッドを備えた流速計を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示し、第１図
は噴出ヘッドの縦断面図、第２図は第１図ｌ−１１線に
沿う断面図、第３図はリードと熱１区対を内蔵した金属
管の先端部を拡大して示す断面図、第４図はリードの接
続を示す回路図、第５図２よび第６図は他の′：Ａ施例
の検出ヘッド會示す縦断面図および横断面図、第７図２
よび第８図は異なる池の実施例の検出ヘッドを示す縦断
面図および横断面図である。 １・・・金属管、２Ａ〜２Ｃ・・・永久磁石、３°°°
杷・独粉禾、６Ａ〜６Ｃ・・・リード線、７Ａ〜７Ｃ・
・・リード線０

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属管の内部に複数個の永久磁石を並べて設け、
   前記金属管に前記各永久磁石に夫々対応して＋電極と−
   電極を設けるとともに、これら各永久磁石に対応した各
   ＋電極と−電極とを並列に接続してなる検出ヘッドを備
   えたことを特徴とする流速計。
2. （２）永久磁石は希土類磁石である特許請求の範囲第１
   項に記載の流速計。
3. （３）永久磁石はネオジウム鉄系磁石である特許請求の
   範囲第１項に記載の流速計。