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発明の名称 電磁流量計
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−153700(P2001−153700A)
公開日 平成13年6月8日(2001.6.8)
出願番号 特願平11−339611
出願日 平成11年11月30日(1999.11.30)
代理人
発明者 中村 宗和
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】断面がほぼ半円形をなし測定管を覆って互いに対向して設けられた第1,第2の帰還磁路板とこの第1帰還磁路板と第2の帰還磁路板とが互いに接する個所に設けられた第1、第2の隙間とを備える第1の帰還磁路ユニットと、断面がほぼ半円形をなし前記第1帰還磁路板と第2の帰還磁路板とにそれぞれ同心円状に一面が接し互いに対向して設けられた第3,第4の帰還磁路板とこの第3帰還磁路板と第4の帰還磁路板とが互いに接する個所に設けられた第3、第4の隙間とを備える第2の帰還磁路ユニットと、以下同様に設けられたn個の帰還磁路ユニットとを具備する電磁流量計において、帰還磁路の障害となる帰還磁路隙間が実質的に生じないように、前記第1の隙間,第2の隙間……第Nの隙間が周方向に僅かずれて順次形成されるように配置された第1の帰還磁路板,第2の帰還磁路板……第Nの帰還磁路板を具備したことを特徴とする電磁流量計。
【請求項2】所定数の前記帰還磁路板は、隙間が周方向にずれ無いように同一位置に重ねて配置されたことを特徴とする請求項1記載の電磁流量計。
【請求項3】前記帰還磁路板に渦電流が発生し難いように前記帰還磁路板に設けられたスリットを具備したことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の電磁流量計。
【請求項4】前記スリットの長手方向が前記帰還磁路板の周方向に配置されたことをことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載の電磁流量計。
【請求項5】前記スリットは信号線取り出し穴付近では信号線取り出し穴を中心に放射状に配置されたことを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れかに記載の電磁流量計。
【請求項6】前記スリットが前記N個の帰還磁路板の組立ての位置の目印として使用されたことを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れかに記載の電磁流量計。
【請求項7】前記スリットが組み立てられた帰還磁路板のシェルへの組立て取付け位置の目印として使用されたことを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れかに記載の電磁流量計。
【請求項8】前記帰還磁路板は、珪素鋼板が使用されたことを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れかに記載の電磁流量計。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁場の漏れを少なくし、外部磁性材料によりゼロ点やスパンが変化しない安定な電磁流量計に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図7は、従来より一般に使用されている従来例の要部構成説明図、図8は図7の動作説明図である。図7は、例えば、実開昭64−53920号、実願昭62−149862号、「セラミックス電磁流量計」、昭和62年9月30日出願に示されている。
【0003】図において、励磁コイル2は、測定管路1に取り付けられている。帰還磁路板3は、測定管1と励磁コイル2とを覆って設けられている。この場合は、帰還磁路板3は、第1,第2,第3の帰還磁路ユニット31,32,33を有する。
【0004】第1の帰還磁路ユニット31は、断面がほぼ半円形をなし、測定管1を覆って互いに対向して設けられた第1,第2の帰還磁路板301,302と、この第1帰還磁路板301と第2の帰還磁路板302とが互いに接する個所に設けられた第1、第2の隙間401,402とを有する。
【0005】第2の帰還磁路ユニット32は、断面がほぼ半円形をなし、第1帰還磁路板301と第2の帰還磁路板302とに、それぞれ同心円状に一面が接し、互いに対向して設けられた第3,第4の帰還磁路板303,304と、この第3帰還磁路板303と第4の帰還磁路板304とが互いに接する個所に設けられた第3、第4の隙間403,404とを有する。
【0006】第3の帰還磁路ユニット33は、断面がほぼ半円形をなし、第3帰還磁路板303と第4の帰還磁路板304とに、それぞれ同心円状に一面が接し、互いに対向して設けられた第5,第6の帰還磁路板305,306と、この第5帰還磁路板305と第6の帰還磁路板306とが互いに接する個所に設けられた第5、第6の隙間405,406とを有する。
【0007】隙間401〜406は、帰還磁路板301〜306の寸法誤差に基づく,組立て誤差を吸収するための隙間である。
【0008】信号線孔5は、測定信号線と励磁コイルの線を通すために、帰還磁路板3に設けられた孔である。シェル6は、帰還磁路板3を覆って設けられている。
【0009】ネック部7は、シェル6に設けられ、変換器(図示せず)との接続を確保する。ボルト8は、電磁流量計を管路の途中に挿入配置するための、ボルトである。ボルト8は、安価なために鉄材が採用される場合がある。
【0010】以上の構成において、励磁コイル2を励磁して、測定流体FLoの流量に比例した起電力を測定電極(図示せず)より取出し、測定流体FLoの流量を検出する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】以上の如く、帰還磁路として、帰還磁路板301〜306を数枚重ねたものが使用されている。この場合は、3数枚重ねたものが使用されている。
【0012】帰還磁路板301〜306を数枚重ねることにより、励磁コイル2によって生じる磁場の漏れを防ぎ、有効磁束を多くすることにより起電力を大きくすることができる。
【0013】また、薄い板厚の磁性材の帰還磁路板301〜306を重ねることにより、渦電流による逆起電力の発生を最小限に押さえることができる。
【0014】しかしながら、このような装置においては、磁場の漏れ磁束Φ0の影響を抑えることができない場合がある。それは、有効磁束に対する起電力が小さいタイプの電磁流量計(特に口径の大きいもの)では、周囲の鉄ボルト8に磁束を奪われ、起電力が小さくなることにより、電磁流計のゼロ点、スパンに誤差を生じる。
【0015】図7従来例では、シェル6の継ぎ目とネック部7付近で、帰還磁路の隙間401〜406,7ができており、鉄ボルト8を中心とした磁場のループが組まれて、測定管路1内部の磁束密度が小さくなってしまっている。
【0016】また、帰還磁路板301〜306は、シェル6と溶接組立てする際に位置決めとなるような特徴を具備しておらず、シェル6と帰還磁路板301〜306との相対的な位置関係は、一定に保つのが難しい。したがって、組み立てられた製品の性能にばらつきが生じている。
【0017】本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、磁場の漏れを少なくし、外部磁性材料によりゼロ点やスパンが変化しない安定な電磁流量計を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成するために、本発明では、請求項1の電磁流量計においては、断面がほぼ半円形をなし測定管を覆って互いに対向して設けられた第1,第2の帰還磁路板とこの第1帰還磁路板と第2の帰還磁路板とが互いに接する個所に設けられた第1、第2の隙間とを備える第1の帰還磁路ユニットと、断面がほぼ半円形をなし前記第1帰還磁路板と第2の帰還磁路板とにそれぞれ同心円状に一面が接し互いに対向して設けられた第3,第4の帰還磁路板とこの第3帰還磁路板と第4の帰還磁路板とが互いに接する個所に設けられた第3、第4の隙間とを備える第2の帰還磁路ユニットと、以下同様に設けられたn個の帰還磁路ユニットとを具備する電磁流量計において、帰還磁路の障害となる帰還磁路隙間が実質的に生じないように、前記第1の隙間,第2の隙間……第Nの隙間が周方向に僅かずれて順次形成されるように配置された第1の帰還磁路板,第2の帰還磁路板……第Nの帰還磁路板とを具備したことを特徴とする。
【0019】本発明の請求項2においては、請求項1記載の電磁流量計において、所定数の前記帰還磁路板は、隙間が周方向にずれ無いように同一位置に重ねて配置されたことを特徴とする。
【0020】本発明の請求項3においては、請求項1又は請求項2記載の電磁流量計において、前記帰還磁路板に渦電流が発生し難いように前記帰還磁路板に設けられたスリットを具備したことを特徴とする。
【0021】本発明の請求項4においては、請求項1乃至請求項3の何れかに記載の電磁流量において、前記スリットの長手方向が前記帰還磁路板の周方向に配置されたことを特徴とする。
【0022】本発明の請求項5においては、請求項1乃至請求項4の何れかに記載の電磁流量計において、前記スリットは信号線取り出し孔付近では信号線取り出し孔を中心に放射状に配置されたことを特徴とする。
【0023】本発明の請求項6においては、請求項1乃至請求項5の何れかに記載の電磁流量計において、前記スリットが前記N個の帰還磁路板の組立ての位置の目印として使用されたことを特徴とする。
【0024】本発明の請求項7においては、請求項1乃至請求項6の何れかに記載の電磁流量計において、前記スリットが組み立てられた帰還磁路板のシェルへの組立て取付け位置の目印として使用されたことを特徴とする。
【0025】本発明の請求項8においては、請求項1乃至請求項7の何れかに記載の電磁流量計において、前記帰還磁路板は、珪素鋼板が使用されたことを特徴とする。
【0026】
【発明の実施の形態】以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。図1は本発明の一実施例の要部構成説明図、図2は図1の帰還磁路板の展開図、図3は図2の側面図、図4は図1の帰還磁路板とシェルとの展開図である。図において、図7と同一記号の構成は同一機能を表す以下、図7と相違部分のみ説明する【0027】図において、第1の帰還磁路ユニット51は、断面がほぼ半円形をなし、測定管を覆って互いに対向して設けられた第1,第2の帰還磁路板501,502と、この第1帰還磁路板501と第2の帰還磁路板502とが互いに接する個所に設けられた第1、第2の隙間601,602とを備えている。
【0028】第2の帰還磁路ユニット52は、断面がほぼ半円形をなし、第1帰還磁路板501と第2の帰還磁路板502とにそれぞれ同心円状に一面が接し、互いに対向して設けられた第3,第4の帰還磁路板503,504と、この第3帰還磁路板503と第4の帰還磁路板504とが互いに接する個所に設けられた第3、第4の隙間603,604とを備えている。以下同様に設けられたn個の帰還磁路ユニット53〜5nが設けられている。
【0029】そして、帰還磁路の障害となる帰還磁路隙間が実質的に生じないように、第1の隙間601,第2の隙間602……第Nの隙間60nが周方向に僅かずれて順次形成されるように配置された第1の帰還磁路板501,第2の帰還磁路板502……第Nの帰還磁路板50nが設けられている。
【0030】この場合は、所定数の帰還磁路板は、隙間が周方向にずれ無いように同一位置に重ねて配置されている。具体的には、測定管路1側より、3枚(501,503,505と502,504,506)と、2枚(507,509と508,510)との帰還磁路板は、隙間が周方向にずれ無いように同一位置に重ねて配置されている。そして、この場合は、帰還磁路板501〜50nは、珪素鋼板が使用されている。
【0031】帰還磁路板501〜50nには、帰還磁路板501〜50nに渦電流が発生し難いようにスリット71が設けられている。スリット71は、この場合は、幅1〜2mm程度の長方形の切り欠きである。
【0032】この場合は、図2に示す如く、スリット71の長手方向が、帰還磁路板501〜50nの周方向に配置されている。そして、図2に示す如く、スリット71が、N個の帰還磁路板の組立ての位置の目印として使用されている。
【0033】この場合は、5個組の帰還磁路板(501,503,505,507,509と502,504,506,508,510)の溶接組立てAの位置の目印として使用されている。
【0034】また、図4に示す如く、スリット71が、組み立てられた帰還磁路板、この場合は、5個組の帰還磁路板(501,503,505,507,509と502,504,506,508,510)のシェル6への溶接組立てBの位置の目印として使用されている。
【0035】この結果(1)帰還磁路の隙間が実質的に生じないようにすることにより、帰還磁場をシェル6内部に閉じ込め、漏れ磁場が最小限に押さえられているので、フランジ、ボルト等の材質が磁性・非磁性と変わっても、隙間がないことにより、検出器内部の磁場の変化が少なく、全体の磁気損失が減るので、より大きな信号起電力が発生することにより、ゼロ点やスパンの変動がなく、精度が良好な電磁流量計が得られる。
【0036】(2)帰還磁路板501〜510の所定数は、この場合は3枚と2枚、それぞれ位置をずらさないようにしても、帰還磁路隙間が実質的に生じないようにすることが出来るので、所定数の帰還磁路板501〜510は、まとめて組み立てることが出来、組み立てが容易で安価な電磁流量計が得られる。
【0037】(3)また、所定数の帰還磁路板501〜510が、まとめることが出来るので、個々の帰還磁路板501〜510は薄く出来、枚数を増やせば良いので、渦電流の発生を容易に小さくする事が出来る電磁流量計が得られる。
【0038】(4)渦電流が発生し難いように、帰還磁路板501〜510にスリット71nが設けられたので、渦電流による逆起電力の発生を最小限にすることにより、磁気回路の周波数特性をよくすることができるので、高周波励磁を行っても、測定精度が向上された電磁流量計が得られる。
【0039】(5)スリット71の長手方向が、帰還磁路板501〜510の周方向に配置されたので、スリット71の方向が同一方向であるので、製作し易く、安価な電磁流量計が得られる。
【0040】(6)また、スリット71の長手方向が帰還磁路板501〜510の周方向であるので、帰還磁路板501〜510の強度を減ずる事が少ない電磁流量計が得られる。
【0041】(7)スリット71が複数の帰還磁路板501〜510の組立ての位置の目印として使用できるので、組み立て易くなり、組立てコストを低減出来る電磁流量計が得られる。
【0042】(8)スリット71が、組み立てられた帰還磁路板501〜510のシェル6への溶接取付け位置の目印として使用できるので、取付け易くなり、取付けコストを低減出来る電磁流量計が得られる。
【0043】(9)珪素鋼板は、透磁率が良好なので、帰還磁路板として好適であり、測定精度が向上された電磁流量計が得られる。
【0044】図5は本発明の他の実施例の要部構成説明図で、図6は図5の側面図である。本実施例においては、スリット81は信号線取り出し孔5付近では信号線取り出し孔5を中心に放射状に配置されている。
【0045】この結果、励磁コイル2近くの帰還磁路板901〜910に発生するおそれのある渦電流のループを、積極的に切断するようにスリット81が設けられたので、さらに、渦電流による逆起電力の発生を最小限にすることが出来、測定精度が向上された電磁流量計が得られる。
【0046】なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。したがって本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。
【0047】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項1によれば、次のような効果がある。帰還磁路の隙間が実質的に生じないようにすることにより、帰還磁場をシェル内部に閉じ込め、漏れ磁場が最小限に押さえられているので、フランジ、ボルト等の材質が磁性・非磁性と変わっても、隙間がないことにより、検出器内部の磁場の変化が少なく、全体の磁気損失が減るので、より大きな信号起電力が発生することにより、ゼロ点やスパンの変動がなく、精度が良好な電磁流量計が得られる。
【0048】本発明の請求項2によれば、次のような効果がある。
(1)帰還磁路板の所定数は、位置をずらさないようにしても、帰還磁路隙間が実質的に生じないようにすることが出来るので、所定数の帰還磁路板は、まとめて組み立てることが出来、組み立てが容易な電磁流量計が得られる。
【0049】(2)また、所定数の帰還磁路板が、まとめることが出来るので、個々の帰還磁路板は薄く出来、枚数を増やせば良いので、渦電流の発生を容易に小さくする事が出来る電磁流量計が得られる。
【0050】本発明の請求項3によれば、次のような効果がある。渦電流が発生し難いように、帰還磁路板にスリットが設けられたので、渦電流による逆起電力の発生を最小限にすることにより、磁気回路の周波数特性をよくすることができるので、高周波励磁を行っても、測定精度が向上された電磁流量計が得られる。
【0051】本発明の請求項4によれば、次のような効果がある。
(1)スリットの長手方向が帰還磁路板の周方向に配置されたので、スリットの方向が同一方向であるので、製作し易く、安価な電磁流量計が得られる。
【0052】(2)また、スリットの長手方向が帰還磁路板の周方向であるので、帰還磁路板の強度を減ずる事が少ない電磁流量計が得られる。
【0053】本発明の請求項5によれば、次のような効果がある。励磁コイル近くの帰還磁路板に発生するおそれのある渦電流のループを、積極的に切断するようにスリットが設けられたので、さらに、渦電流による逆起電力の発生を最小限にすることが出来、測定精度が向上された電磁流量計が得られる。
【0054】本発明の請求項6によれば、次のような効果がある。スリットが複数の帰還磁路板の組立ての位置の目印として使用できるので、組み立て易くなり、組立てコストを低減出来る電磁流量計が得られる。
【0055】本発明の請求項7によれば、次のような効果がある。スリットが組み立てられた帰還磁路板のシェルへの取付け位置の目印として使用できるので、取付け易くなり、取付けコストを低減出来る電磁流量計が得られる。
【0056】本発明の請求項8によれば、次のような効果がある。珪素鋼板は、透磁率が良好なので、帰還磁路板として好適であり、測定精度が向上された電磁流量計が得られる。
【0057】従って、本発明によれば磁場の漏れを少なくし、外部磁性材料によりゼロ点やスパンが変化しない安定な電磁流量計を実現することが出来る。




 

 


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