JPS597931B2 - 電磁流量計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、導電性の流体の少くとも部分を直接に挾ん
で相対する１対の電極と、両電極を通る直線と流れとの
両者に交叉する磁束を生ずる磁気回路と、この磁気回路
の磁束と流体の流れとに起因して両電極間に生ずる電圧
に基いて流速を算定する電磁流量計に関する。

この電磁流量計において、電極の電気化学的作用による
大幅な零点変動はなく、流体が流れつつある間でも零点
の確認が容易であるという条件を満足しつつ、しかも電
力消費を極めて少くする目的で、励磁線輪に流す励磁電
流を間欠的で毎回瞬間的でかつ交互に方向が反対のもの
とし、励磁電流が流れない間に磁気回路が保つ残留磁束
と流体の流れとに起因して両電極間に生ずる電圧に基き
流速を算定するようにした電磁流量計を、さきに本件出
願人は特許出願をした。

ところで、このものでは、環境温度の変化による励磁線
輪の抵抗値の変化が残留磁束の大きさに及ほす影響は、
励磁線輪と直列にそれよりも抵抗温度係数が小さく抵抗
値が大きい温度補償抵抗を接続することで極めて小さく
することができるが磁気回路の構成材料を適当に選ばな
いときは、励磁電流を一定化する手段を具えた場合でも
、環境５温度の変化により残留磁束が変動し、この結果
、測定流速に誤差を生ずる欠点があつた。

これにかんがみ、この発明は、前記の間欠反転瞬間励磁
的の電磁流量計において上記の欠点のないものの実現を
目的とするもので、後に実施例について説明するように
、磁気回路を、透磁率が高く残留磁束が小さい高透磁率
材料よりなる継鉄と永久磁石材料よりなる磁石体とを直
列に連結して構成したことを特徴とする電磁流量計であ
る。

第１図は、この発明の一実施例について導電性５の流体
の流れに直交する断面を示している。流体の管路１は、
この断面の近辺の長手方向の相当の範囲に亘り、非磁性
かつ非導電性である。管路１の内側に露出して、流体の
流れの少くとも部分を直接に挾んで相対する１対の電極
２ａ、２ｂがある。各電極２ａ、２ｂは管路１の壁を水
密的に貫通する導体部分を介して、両電極２ａ、２ｂ間
の電圧に基いて流速を算定する流速算定装置３に接続し
てある。管路１を挾んで磁極４ａ、４ｂをもつ継鉄５ａ
！５５ｂを、透磁率が高く残留磁束が小さい高透磁率材
料、例えば電磁軟鉄やけい素鋼板で構成し、電極４ａ、
４ｂ間に生じた磁束が、両磁極２ａ、２ｂを通る直線と
流体の流れとの両者に交叉するようにしてある。

継鉄５ａ，５ｂは磁極４ａ，４ｂとは反対の端に、保持
力はそれ程大きくなく磁束の立上Ｄが急で飽和が速い永
久磁石材料、例えば鋳造したアルニコ１で構成した磁石
体６を挾持し、全体で１の磁気回路４を構成している。
磁石体６の外周には磁気回路４を励磁するための励磁線
輪７を巻きけけ、その線径を太く全抵抗値を小さくして
ある。

励磁線輪７には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８を接続してある。磁石
体６を構成する永久磁石材料を十分な強さの幅を以て往
復変化する磁界に置くとき生ずる磁束との関係が、第２
図に実線で示す線図のように変化するものとする。

次に、第１図の実施例の磁気回路４において継鉄５ａ，
５ｂの透磁率は磁極４ａ，４ｂ間の空隙の透磁率に比べ
て８０００〜１２０００倍と高いので、励磁線輪７の電
流によつてこの空隙に発生する起磁力は磁石体６の端面
間にか＼るものと実用上等しい。

従つて、磁石体６の磁束とそれに起因する磁界との関係
は、磁極４ａ，４ｂ間のバーシアンス（Ｐｇ）を例えば
Ｐｍ＝Ｐｇ＞＜１ｍ／Ｓｍ、（ただし１ｍ，Ｓｍは磁石
体６の長さ、断面積）なる関係式を使用して、磁石体６
のパーシアソス係数（Ｐｍ）に換算した値によつて決ま
る。磁極４ａ，４ｂ間のパーシアンスは幾何学的に決ま
るから、磁石体６の磁束とそれに起因する磁界との関係
は一定であり、第２図における傾斜線Ｐ−ピで表わすこ
とができる。励磁装置８によつて励磁線輪７に流れる電
流によつて磁石体６に生ずる磁界Ｈの変化が、第２図に
おいて（＋ｈ〜−ｈｌ）の範囲にとどまるときはその磁
界Ｈと磁石体６の磁束との関係は第２図にさ線で示す線
図Ｑ−ｑに沿つて変化するが、その範囲を超えた（＋Ｈ
〜−Ｈｌ）の範囲で変化させるときは、破線で示す線図
Ｒ−Ｐ−ｋ−ピに沿つて変化させる。

このため励磁線輪７の励磁電流がなくなるときは、線図
Ｒ−Ｐ−ｋ−Ｙと傾斜線Ｐ一？との交点であるＰ又はν
で安定し、残留磁束はＢ又は−Ｂ′となる。両方向の励
磁電流を等大にすればＢ＝Ｗとなる。又、前記関係式Ｐ
ｍ＝Ｐｇ＞（１ｍ／Ｓｍから明一らかなように、磁石体
６の断面積Ｓｍを小さく選ぶほどパーシアンスＰｍ力吠
きく、傾斜線Ｐ−νは急傾斜し、残留磁気Ｂ，Ｂ′の絶
対値が大きくなる。

このように、この発明の電磁流量計では、磁気回路４を
、透磁率が高く残留磁束が小さい高透磁率材料よりなる
継鉄５ａ，５ｂと、永久磁石材料よりなる磁石体６とを
直列に連結して構成したから、残留磁束に対する環境温
度の変化の影響は、実質上磁石体６のみによつて定まり
、かつ、磁石体６の材料である永久磁石材料では、その
残留磁束が環境温度の変化に起因して受ける変動が、例
えば一（０．０６〜０．０２）′Ｆ６／℃というように
極めて小さいので、当然、磁極４ａ，４ｂの間隙での磁
束の変動も殆んどなくなり、環境温度の変化が測定流速
に誤差を及ぽすという先記の欠点を除去することができ
る。

なお、第３図に縦断面、第４図に横断面を示す別の実施
例では、管路１の流体の通路断面を局部的に扁平にして
電極４ａ，４ｂ間の空隙を狭くしその結果磁気回路４の
パーシアンスを高くし、２個の磁石体６ａ，６ｂ及び２
個の励磁線輪７ａ，７ｂを設け、継鉄を、電極４ａ，４
ｂと磁石体６ａ，６ｂの一端とそれぞれの間の部分５ａ
，５ｂと、磁石体６ａ，６ｂの他端間の部分５から構成
してある。

そしてこれらの部分は、励磁線輪７ａ９７ｂのリード線
及び電極２ａ，２ｂとともに、管路１をプラスチツクで
成形するとき同時にいぐるみによつて関係位置に保持さ
れている。管路１の上側には、励磁線輪７ａ，７ｂと接
続した励磁装置８、電極２ａ，２ｂと接続した流速算定
装置３、電源電池、及び発信装置等を収納した処理装置
９を取り付けてある。管路１は、両端に金属製の口金１
０を気密的に固くねじこんで、口金１０のねじによつて
配管と結合するようにし、かつ、設置状態での長手方向
の引張力に耐える程度の強度をもつている。

このように、磁気回路４の磁石体６ａ，６ｂ及び継鉄５
，５ａ，５ｂを適当に設計することによつて、十分の残
留磁束を得つつ全体を小形にすることができるから、全
体の価格を低く抑えることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の一実施例の横断面図、第２図は第１
図の実施例における磁石体の残留磁気を説明するための
線図、第３図と第４図とは別の実施例のそれぞれＡ−Ａ
縦断面図及びＢ−Ｂ横断面図である。 ２ａ，２ｂ・・・電極、４・・・磁気回路、７，７ａ，
７ｂ・・・励磁線輪、５，５ａ，５ｂ・・・継鉄、６，
６ａ，６ｂ・・・磁石体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 導電性の流体の流れの少くとも部分を直接に挾んで
   相対する１対の電極と、両電極を通る直線と流れとの両
   者に交叉する磁束を生ずる磁気回路と、この磁気回路を
   励磁する励磁線輪とをもち、励磁線輪に間欠的で毎回瞬
   間的でかつ交互に方向が反対の励磁電流を流し、励磁電
   流が流れない間に磁気回路が保つ残留磁束と流体の流れ
   とに起因して両電極間に生ずる電圧に基き流速を算定す
   るようにした電磁流量計において、磁気回路を、透磁率
   が高く残留磁束が小さい高透磁率材料よりなる継鉄と永
   久磁石材料よりなる磁石体とを直列に連結して構成した
   ことを特徴とする電磁流量計。