JP4842766B2

JP4842766B2 - 容量式電磁流量計

Info

Publication number: JP4842766B2
Application number: JP2006295738A
Authority: JP
Inventors: 豊原田
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2006-10-31
Filing date: 2006-10-31
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2026-10-31
Also published as: JP2008111759A

Description

この発明は、測定管内を流れる流体と静電容量結合する信号電極を備えた容量式電磁流量計に関するものである。

従来より、この種の容量式電磁流量計は、測定管内を流れる流体の流れ方向に対して直交する方向に磁界を作る励磁コイルと、測定管に設けられこの測定管内を流れる流体と静電容量結合する信号電極とを有し、励磁コイルが作る磁界により測定管内を流れる流体に発生する起電力を信号電極より取り出すようにしている。なお、通常、信号電極に対してはその信号電極をシールドするガード電極が設けられ、信号電極およびガード電極は対として、励磁コイルが作る磁界と直交する方向に設けられる。

図４（ａ）に容量式電磁流量計の従来例の要部を示す（例えば、特許文献１参照）。同図において、１は測定管であり、非磁性パイプ（例えば、ステンレス製のパイプ）２の内側に絶縁性の樹脂ライニング３が施されている。４は信号電極、５は信号電極４をシールドするガード電極である。信号電極４およびガード電極５は、樹脂ライニング３中に設けられている。図４（ｂ）に図４（ａ）におけるＩ−Ｉ線断面図を示す。

なお、図４には示されていないが、測定管１内を流れる流体の流れ方向に対して直交する方向に磁界を作る励磁コイルが設けられており、この励磁コイルが作る磁界と直交する方向に、対向して２つの信号電極４およびガード電極５が設けられている。

米国特許第４６３１９６９号特開２００２−７１４０８号公報特開２００４−２２６３９４号公報

図４に示した従来例の構造において、樹脂ライニング３としては、一般にフッ素樹脂が用いられる。フッ素樹脂は非粘着性を有しているため、信号電極４と樹脂ライニング３との密着力が弱く、外力などの負荷や振動などにより、信号電極４が樹脂ライニング３から剥がれ易い。これにより、信号電極４と樹脂ライニング３との接触面積の変化による静電気や擦れによる摩擦電気が生じ、測定の精度に影響を及ぼすことがある。

なお、特許文献２や特許文献３では、信号電極をゲル状樹脂や軟質ゴムなどの絶縁性物質で覆うことによって密着力を維持することが示されているが、信号電極とそれを覆う絶縁性物質とでは線膨張係数が異なるため、温度変化に対して剥がれようとする力を生じる。そのため、密着を長く維持させることは難しい。また、製造で界面に気泡溜まりを生じれば、そこが静電気や摩擦電気の発生源になるため、非常に注意を払わなければならず、生産コストが高くなってしまう。

本発明は、このような課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、信号電極が剥がれても、静電気や摩擦電気が発生することがない容量式電磁流量計を提供することにある。

このような目的を達成するために本発明は、非磁性パイプの内側に絶縁性の樹脂ライニングが施された測定管と、この測定管内を流れる流体の流れ方向に対して直交する方向に磁界を作る励磁コイルと、樹脂ライニング中に設けられ測定管内を流れる流体と静電容量結合する信号電極とを備え、励磁コイルが作る磁界により測定管内を流れる流体に発生する起電力を信号電極より取り出す容量式電磁流量計において、信号電極の表面に、その電極表面との密着力よりも樹脂ライニングとの密着力の方が強い導電性の膜を形成したものである。

本発明において、信号電極が樹脂ライニングから剥がれると、樹脂ライニングとの密着力の方が強いので、樹脂ライニングの表面に導電性の膜が残る。したがって、信号電極が樹脂ライニングから剥がれてその間に空間ができても、その空間を介して信号電極の表面と樹脂ライニングの表面に残された導電性の膜とが対向するものとなり、信号電極と樹脂ライニングとの間に静電気や摩擦電気が生じ難くなる。

本発明によれば、信号電極の表面に樹脂ライニングとの密着力の方が強い導電性の膜を形成するようにしたので、信号電極が樹脂ライニングから剥がれた場合、樹脂ライニングの表面に導電性の膜が残り、信号電極と樹脂ライニングとの間に静電気や摩擦電気が生じ難くいものとなる。
また、本発明によれば、信号電極と導電性の膜とが常に同電位となるので、信号電極と樹脂ライニングとが再接触しても電位差が生じず、ノイズが生じ難いものとなる。

以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
〔実施の形態１〕
図１（ａ）はこの発明に係る容量式電磁流量計の一実施の形態（実施の形態１）の要部を示す図である。図１（ｂ）は図１（ａ）におけるIII −III 線断面図である。図１において、図４と同一符号は図４を参照して説明した構成要素と同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。

この実施の形態１では、信号電極４の表面に、カーボンなどの導電性物質が含まれたフッ素樹脂（以下、導電性フッ素樹脂と呼ぶ）をコーティングして導電性の膜４ａを形成し、この状態でライニング成形を行ったり、ライニング材と熱溶着したりして、樹脂ライニング３中に信号電極４を設けている。図２にこの場合の信号電極４、導電性の膜４ａ、樹脂ライニング３の積層構造の概略を示す。なお、この実施の形態１において、導電性の膜４ａと信号電極４とはそれほど強固に密着させる必要はない。

図２に示した積層構造において、導電性の膜４ａは、樹脂ライニング３と同等の材質が使われているため、樹脂ライニング３と溶融し合い、樹脂ライニング３と強固に密着する。これにより、導電性の膜４ａの密着力は、信号電極４の表面との密着力よりも樹脂ラインニング３との密着力の方が強くなる。

この実施の形態１において、信号電極４が樹脂ライニング３から剥がれると、樹脂ライニング３との密着力の方が強いので、樹脂ライニング３の表面に導電性の膜４ａが残る（図３参照）。したがって、信号電極４が樹脂ライニング３から剥がれてその間に空間ができても、その空間を介して信号電極４の表面と樹脂ライニング３の表面に残された導電性の膜４ａとが対向するものとなり、信号電極４と導電性の膜４ａとが常に同電位となる。これは信号電極４と導電性の膜４ａは完全に離れることは無く，かつお互いが導電体のため同電位となる。よって、信号電極４と樹脂ライニング３とが再接触しても電位差が生じず、ノイズが生じ難くなる。

〔実施の形態２〕
上述した実施の形態１では、信号電極４の表面に、カーボンなどが含まれた導電性フッ素樹脂をコーティングして導電性の膜４ａを形成するようにした。これに対して、実施の形態２では、信号電極４の表面に、導電塗料を塗布することによって導電性の膜４ａ（図１参照）を形成する。なお、導電塗料とは、金属、金属化合物、カーボンブラックなどの導電性物質の微粒子（フィラー）を接着剤や熱硬化性物質に混ぜたもののことを言う。

この実施の形態２では、信号電極４の表面に、導電塗料を塗布して導電性の膜４ａを形成し、この状態でライニング成形を行ったり、ライニング材と熱溶着したりして、樹脂ライニング３中に信号電極４を設ける。この場合、導電性の膜４ａの密着力は、信号電極４の表面との密着力よりも樹脂ラインニング３との密着力の方が強くなる様に信号電極４と導電性の膜４ａの接着力を弱めておく。

この実施の形態２においても、実施の形態１と同様、信号電極４が樹脂ライニング３から剥がれると、樹脂ライニング３との密着力の方が強いので、樹脂ライニング３の表面に導電性の膜４ａが残る（図３参照）。したがって、信号電極４が樹脂ライニング３から剥がれてその間に空間ができても、その空間を介して信号電極４の表面と樹脂ライニング３の表面に残された導電性の膜４ａとが対向するものとなり、信号電極４と樹脂ライニング３との間に静電気や摩擦電気が生じ難くなる。また、信号電極４と導電性の膜４ａとが常に同電位となるので、信号電極４と樹脂ライニング３とが再接触しても電位差が生じず、ノイズが生じ難くなる。

なお、上述した実施の形態１では導電性の膜４ａをカーボンなどが含まれた導電性フッ素樹脂、実施の形態２では導電性の膜４ａを導電塗料としたが、導電性の膜４ａはこれらに限られるものでないことは言うまでもない。

本発明に係る容量式電磁流量計の実施の形態１，２の要部を示す図である。実施の形態１，２の容量式電磁流量計における信号電極、導線性の膜、樹脂ライニングの積層構造の概略を示す図である。図２に示した積層構造において信号電極が剥がれた状態を例示する図である。容量式電磁流量計の従来例の要部を示す図である。

符号の説明

１…測定管、２…非磁性パイプ、３…樹脂ライニング、４…信号電極、４ａ…導電性の膜、５…ガード電極。

Claims

非磁性パイプの内側に絶縁性の樹脂ライニングが施された測定管と、この測定管内を流れる流体の流れ方向に対して直交する方向に磁界を作る励磁コイルと、前記樹脂ライニング中に設けられ前記測定管内を流れる流体と静電容量結合する信号電極とを備え、前記励磁コイルが作る磁界により前記測定管内を流れる流体に発生する起電力を前記信号電極より取り出す容量式電磁流量計において、
前記信号電極の表面に当該電極表面との密着力よりも前記樹脂ライニングとの密着力の方が強い導電性の膜が形成されている
ことを特徴とする容量式電磁流量計。
請求項１に記載された容量式電磁流量計において、
前記導電性の膜は、導電性物質が含まれたフッ素樹脂である
ことを特徴とする容量式電磁流量計。
請求項１に記載された容量式電磁流量計において、
前記導電性の膜は、導電塗料である
ことを特徴とする容量式電磁流量計。