(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体流量計のためのセンサ・アセンブリであって、
長手方向軸方向に向かって形成された中空内部と、一端部に形成されると共に密閉された第１の末端と、他端部に形成されて前記第１の末端と対向すると共に前記中空内部と通じる開口部が形成された第２の末端と、水分が極端な流体圧力で前記内部に流入するのを防止する水分不浸透性障壁を有するように構成されたボディと、
前記ボディ上に取り付けられた少なくとも１つの電極と、
前記ボディに形成された前記第２の末端の開口部を介して前記中空内部に取外し可能に挿入されるように構成されたコイル・アセンブリであり、前記ボディの前記中空内部に長手方向軸方向に挿入されたとき前記少なくとも１つの電極から電気的に分離される少なくとも１つの磁気コイルを含むコイル・アセンブリと
を備えたセンサ・アセンブリ。
【請求項２】
前記ボディが外部表面を含み、前記少なくとも１つの電極が前記外部表面に取り付けられている、請求項１に記載のセンサ・アセンブリ。
【請求項３】
前記ボディが実質的に水分不浸透性の材料でできている、請求項１に記載のセンサ・アセンブリ。
【請求項４】
前記水分不浸透性材料がステンレス鋼である、請求項３に記載のセンサ・アセンブリ。
【請求項５】
前記ボディが少なくとも１つの通路を画定し、前記少なくとも１つの電極が前記通路に取り付けられている、請求項１に記載のセンサ・アセンブリ。
【請求項６】
前記通路に挿入されるように構成された導電性条片をさらに備え、前記少なくとも１つの電極が前記条片上に取り付けられている、請求項５に記載のセンサ・アセンブリ。
【請求項７】
前記ボディおよび前記少なくとも１つの電極のうちの少なくとも一方に付着された非導電性コーティングをさらに備えた、請求項１に記載のセンサ・アセンブリ。
【請求項８】
前記コイル・アセンブリに接続されたキャップをさらに備え、前記キャップが前記ボディを導管の壁に対して偏倚させるための偏倚部材を含む、請求項１に記載のセンサ・アセンブリ。
【請求項９】
複数の電極をさらに備え、前記電極が前記ボディ上に取り付けられている、請求項１に記載のセンサ・アセンブリ。
【請求項１０】
前記ボディが複数の通路を画定し、前記電極が前記複数の通路の各々に取り付けられている、請求項９に記載のセンサ・アセンブリ。
【請求項１１】
前記極端な流体圧力が５００ｐｓｉないし１０，０００ｐｓｉの圧力を含む、請求項１に記載のセンサ・アセンブリ。
【請求項１２】
流体流量計のためのセンサ・アセンブリであって、
外部表面を有し長手方向軸方向に向かって形成された中空内部と、一端部に形成されると共に密閉された第１の末端と、他端部に形成されて前記第１の末端と対向すると共に前記中空内部と通じる開口部が形成された第２の末端と、２つの通路を画定する円筒状ボディであり、前記２つの通路は前記中空内部に及ばない深さに形成されると共に前記長手方向軸に対して平行であり、かつ、前記外部表面上に指定された角度で互いに半径方向に離間されている、円筒状ボディと、
前記２つの通路のうちの一方に取り付けられた感知電極アセンブリと、
前記２つの通路のうちの前記他方に取り付けられた接地電極アセンブリであって、前記感知電極アセンブリおよび前記接地電極アセンブリのうちの少なくとも一方が、離間された複数の電極を含む、接地電極アセンブリと、
前記ボディの前記中空内部に取外し可能に長手軸方向に向かって挿入されるように構成され、複数の磁気コイルを含むコイル・アセンブリであり、コイル・アセンブリが前記ボディの前記中空内部に挿入されたとき、前記複数の磁気コイルの各々が前記感知電極アセンブリ上の前記複数の電極のうちの１つから電気的に分離され、かつ、その電極と位置合わせされたコイル・アセンブリと
を備えたセンサ・アセンブリ。
【請求項１３】
前記ボディが金属でできている、請求項１２に記載のセンサ・アセンブリ。
【請求項１４】
前記ボディ、前記感知電極アセンブリおよび前記接地電極アセンブリのうちの少なくともいずれかに付着された非導電性コーティングをさらに備えた、請求項１２に記載のセンサ・アセンブリ。
【請求項１５】
前記指定された角度が１５°ないし９０°である、請求項１２に記載のセンサ・アセンブリ。
【請求項１６】
前記ボディが前記２つの通路から離間された追加の通路を画定する、請求項１２に記載のセンサ・アセンブリ。
【請求項１７】
前記追加の通路に取り付けられた追加の感知電極アセンブリをさらに備え、前記追加の感知電極アセンブリが、前記感知電極アセンブリ上の前記電極と位置合わせされる複数の離間された電極を含む、請求項１６に記載のセンサ・アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に磁気流量計に関し、より詳細には水分障壁を形成し、かつ、正確な流量測定を提供するセンサ・アセンブリを有する磁気流量計に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気流量計は、導管またはパイプラインを通る水など導電性流体の流量を測定するために使用される。このような流量計は、パイプラインを通って移動する流体の流量または速度をファラデーの法則を使用して測定する。ファラデーの法則によれば、磁界を通って移動する導体は電圧を生成する。例えば水は導体であり、したがって磁界を通過するとき電圧を生成する。電圧の大きさは、流体または水が磁界を通って移動する速度に正比例する。
従来の流量計は、磁界を生成する、センサの内部の電磁コイルと、これらの磁界を通って移動する流体によって生成される電圧を測定する、センサ上の電極とを含む。磁界の平面は、通常、導電性流体が磁界を通過して電圧が誘導されるように、横断方向に配向される。流量計は、通常、誘導電圧を測定するために流体と電気接触する、互いに離間された複数の電極を含む。測定電圧を使用して、導管を通って流れる流体の平均速度が決定される。
ほとんどの流量計は、センサまたは磁気源および１つまたは複数のセットの電極を含むセンサ・アセンブリを含む。センサ・アセンブリは、電極が導管を通って流れる流体と接触するように配置される。正確な速度測値を得るためには、電極と電極の間の測定領域に磁界を維持することが有利である。また、不正確な測定の原因になる内部回路への水分の接触を防止し、かつ、内部回路の損傷を防止することも重要である。
既存の流量計は、通常、流体コラムを密閉し、あるいは流体コラム中に延在するボディを含む。流量計には感知電極が組み込まれており、感知電極の一方の末端は流体中に延在し、反対側の末端は少なくとも部分的にボディ内に延在しており、磁気コイルを含むボディの内部空間には電極に接続された配線が通っている。ボディ内の開口は、水分が内部に流入する通路を生成しており、内部回路を導管内の流体からの水分に露出している。水分が通路を通って移動し、センサの内部に流入する可能性は、パイプライン内の流体圧力が高くなるほど大きくなる。このような水分は内部回路の動作に影響を及ぼし、誤動作または故障のために流量測定が不正確になり、また、修理費および交換費が増加する原因になっている。
したがって既存のセンサは、圧力が１０００ｐｓｉ（ポンド・パー平方インチ）以下のパイプラインに限定されている。既存のセンサは、圧力が１０００ｐｓｉより高くなると、センサの内部への水分の流入を防止することができない。圧力の制限に加えて、いくつかの既存のセンサは多孔性プラスチック・ボディを有しており、これもボディによる水分の吸収およびボディへの水分の流入を常に許容している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって水分に対する不浸透性障壁を提供し、かつ、正確な流量測定を提供する流量計が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によるセンサ・アセンブリによれば、導管内における流体流量の正確な測定が提供され、また、水分によるアセンブリの磁気センサの損傷の防止が促進される。
本発明の一実施形態によれば、中空内部を有するボディを含む、流体流量計のためのセンサ・アセンブリが提供され、該ボディが、水分が極端な流体圧力で内部に流入するのを防止する水分不浸透性障壁を有するように構成される。アセンブリは、ボディ上に取り付けられる少なくとも１つの電極と、ボディの中空内部に取外し可能に挿入されるように構成されたコイル・アセンブリとを含み、コイル・アセンブリは、コイル・アセンブリがボディの中空内部に挿入されたとき少なくとも１つの電極から電気的に分離される少なくとも１つの磁気コイルを含む。
本発明の他の実施形態によれば、外部表面を有する円筒状ボディを含む、流体流量計のためのセンサ・アセンブリが提供され、該ボディが、長手方向軸、中央めくら穴および２つの通路を画定する。２つの通路は長手方向軸に対して平行であり、外部表面上に指定された角度で互いに半径方向に離間されている。これらの２つの通路のうちの一方に感知電極アセンブリが取り付けられ、また、これらの２つの通路のうちの他方に接地電極アセンブリが取り付けられており、感知電極アセンブリおよび接地電極アセンブリのうちの少なくとも一方は、離間された複数の電極を含む。コイル・アセンブリは、ボディの中央めくら穴に取外し可能に挿入されるように構成されている。コイル・アセンブリは複数の磁気コイルを含み、これらの磁気コイルの各々は、コイル・アセンブリがボディの中央めくら穴に挿入されたとき感知電極アセンブリ上の複数の電極のうちの１つから電気的に分離され、かつ、その電極と位置合わせされる。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】導管内に挿入されたセンサ・アセンブリおよびセンサ・アセンブリを所定の位置で固着する取付けアセンブリの一実施形態の横断面図である。
【図２】図１のセンサ・アセンブリの斜視図である。
【図３】図２のセンサ・アセンブリの側面図である。
【図４】図２の線４−４に概ね沿ったセンサ・アセンブリの横断面図である。
【図５Ａ】感知電極アセンブリを含む複数の通路のうちの１つを示す図１のボディの側面図である。
【図５Ｂ】図５Ａのボディの端面図である。
【図６Ａ】図１のコイル・アセンブリの側面図である。
【図６Ｂ】図６Ａのコイル・アセンブリの端面図である。
【図７Ａ】図１に示されているキャップの側面図である。
【図７Ｂ】図７Ａのキャップの左側端面図である。
【図７Ｃ】図７Ａのキャップの右側端面図である。
【図８】ボディから除去されたコイル・アセンブリおよびキャップを示すセンサ・アセンブリの側面分解図である。
【図９】センサ・アセンブリの他の実施形態の側面分解図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本発明によるセンサ・アセンブリは、電子信号変換器と共に使用する場合、導管または開水路を通る流量を正確に測定し、また、アセンブリへの水分の流入を防止する流量計である。
図１〜９を参照すると、本発明によるセンサ・アセンブリ１０は、金属などの水分不浸透性材料でできた、長手方向軸１４を有し、かつ、中空内部１６を画定する細長い円筒状センサ・ボディ１２を含む。図に示されている実施形態では、ボディ１２は円筒状であり、概ね円形の断面を有する。また、ボディは他の適切な形状の断面を有することも可能であることが企図されている。さらに、金属センサ・ボディ１２はこの実施形態ではステンレス鋼でできているが、任意の適切な不浸透性材料またはこのような材料の組合せから構築することも可能である。ボディ１２は、長手方向軸１４に平行にボディの長さだけ延びる複数の通路１８を画定する。ボディは、１つの通路または複数の通路を画定することができ、また、個々の通路１８は、ボディ１２の長さより短い長さを有することができ、あるいは任意の適切な長さを有することができることを理解されたい。また、通路１８はそれぞれ同じ長さを有することが好ましいが、これらの通路は異なる長さを有することができることが企図されている。図に示されている実施形態では、ボディ１２は、半径方向に互いに離間された３つの通路１８ａ、１８ｂおよび１８ｃを画定する。通路１８ａ、１８ｂおよび１８ｃは、等間隔で離間されることも、あるいは異なる角度で離間されることも可能である。一実施形態では、これらの通路は指定された角度で互いに半径方向に離間されており、この指定された角度は１５°ないし９０°である。これらの複数の通路のうちの１つまたは複数を任意の適切な角度あるいは距離で互いに離間されることができることを理解されたい。
水分がボディ１２に流入するのを防止するために、本発明によるセンサ・アセンブリは、水分に対する不浸透性障壁を使用して構成されている。このような障壁を生成するために、１つまたは複数の通路１８がボディ内に、中空内部１６にまで及ばない指定深さまで形成されている。この構成によれば、既存のセンサ・アセンブリの場合のように流体または流体からの水分のめくら穴への流入を許容することになる開口または開放空間が通路１８と中空内部１６の間に存在しないことが保証される。また、センサ・ボディの内部に水分が流入するあらゆる通路が除去されるため、本発明によるセンサ・アセンブリを使用して、最大１０，０００ｐｓｉの流体圧力を有するパイプライン中の流体流量を測定することができる。
上で言及したように、既存のセンサ・アセンブリは最大１０００ｐｓｉの流体圧力に限定されており、したがって本発明によるセンサ・アセンブリは、既存のセンサ・アセンブリよりはるかに多くの応用分野で使用することができる。
さらに、上で言及したようにボディ１２はステンレス鋼などの実質的に不浸透性の材料でできている。そのため、中空内部１６への流体および水分の流入の防止がさらに促進される。これは、金属より多孔性が高く、したがって常により容易に水分を吸収し、かつ、水分を通過させて、磁気コイルおよび配線などの内部回路を損傷させることになるプラスチックまたは類似の材料でできたボディを有する既存のセンサ・アセンブリに優る著しい利点である。
ボディ１２は、第１の末端２０および反対側の第２の末端２２を有する。第１の末端２０は、ボディと共に閉じた第１の末端を一体形成することによって密閉されるか、あるいはボディにキャップ２４を溶接して、キャップとボディの間に気密封止を提供することによって密閉される。第２の末端２２は、溶接または任意の他の適切な接続方法によってボディ１２に接続されるフランジ２４を含む。フランジ２４は、ボディの外径より若干大きい内径を有する中央貫通孔２６を画定する。また、フランジ２４は、以下で説明する締結具を受け取るための６個の外部貫通孔２８を画定する。これらの貫通孔２８は、互いに等間隔で離間されていることが好ましいが、互いに対して異なる距離または角度で離間されることも可能である。また、フランジ２４は６個の孔に限定されないこと、および任意の適切な数の貫通孔または他の孔を含むことができることを理解されたい。
複数の電極アセンブリ３０がボディ１２の外部表面３２に取り付けられている。具体的には、個々の電極アセンブリ３０は、ボディ１２によって画定された複数の通路１８のうちの１つに挿入されるように構成された金属条片３４などの導電性条片を含む。金属条片３４は、ステンレス鋼または任意の他の適切な導電材料あるいは材料の組合せから構築することができる。通路１８内への挿入に先立って複数の電極３６が個々の金属条片３４上に取り付けられる。他の実施形態では、条片に付着された絶縁コーティングを介して条片の導電表面の１つまたは複数の部分を露出させることによって条片３４自体を電極として動作させることができる。図に示されている実施形態の場合、電極３６は、条片３４に沿って等間隔で離間されることも、あるいは他の指定位置で離間されることも可能である。電極３６は、連続金属電気連続性を維持するための適切な導電機械締付け方法を使用して条片３４に取り付けられている。適切な配線が個々の条片３４に接続され、対応する通路１８内をボディ１２に沿って延在し、フランジ２４によってボディ１２の第２の末端２２に画定された貫通孔２６を貫通している。
図に示されている実施形態では、複数の電極アセンブリ３０のうちの２つは感知電極アセンブリ３０ａおよび３０ｂであり、流量の測値を得るために流体流中の指定位置に配置されている。第３の電極アセンブリは基準または接地電極アセンブリ３０ｃであり、流体流中上流側の面に配置されている。代替実施形態では、この第３の電極アセンブリは、流体コラム内に他の配向で配置することができ、あるいは流体コラム内の他の位置に配置することができる。
導管または開水路における流量を測定するために、本発明によるセンサ・アセンブリ１０は、ボディ１２の外部表面３２に取り付けられた任意の適切な数の電極アセンブリ３０を有することができることを理解されたい。これらの電極アセンブリのうちの２つは感知電極アセンブリである。任意の適切な偶数個の電極アセンブリを感知電極アセンブリにすることができることを理解されたい。これらの複数の電極アセンブリのうちの１つまたは複数を接地または基準電極アセンブリにすることができ、また、導管または開水路を流れる流体の方向に対して任意の位置に配置することができる。また、感知電極アセンブリ３０ａおよび３０ｂは、同じ数の電極３６を同じ位置に有しており、一方、接地電極アセンブリ３０ｃは、感知電極アセンブリと同じ数または異なる数の電極を、感知電極アセンブリ上の電極に対して同じ位置または異なる位置に有することができる。
非導電性コーティング３８は、ボディ１２によって画定された個々の通路１８ａ、１８ｂおよび１８ｃへの電極アセンブリ３０ａ、３０ｂおよび３０ｃの取付けに先立ってボディ１２に付着される。次に電極アセンブリおよび配線に非導電性コーティングまたは接着剤３８ａが付着され、電極アセンブリおよび配線をボディ上で密封かつ固着し、それらをボディから電気的に分離する。コーティング３８ａが硬化または固化した後で、電極３６の周囲表面を覆っているすべてのコーティングが除去され、その結果、電極は有効に流体流量を感知し、関連する電気信号を生成することができ、それらの電気信号が、流量計に結合されている信号変換器に送信される。
磁気コイル・アセンブリまたはコイル・ツリー４０は、流体流量を測定するために必要な磁界を生成しており、ボディ１２によって画定された中空内部１６に挿入されるように構成されている。図に示されている実施形態では、磁気コイル・アセンブリ４０は、第１の自由端４４、フランジ４８を含む反対側の第２の末端４６、およびロッドに取り付けられる磁気コイル５０を有する細長いロッド４２を含む。フランジ４８は、３つの貫通孔５２、および互いに離間された３つのねじ付き溝孔５４を画定する。これらの６つの孔５２および５４は、ボディ１２に接続されたフランジ２４によって画定された６つの外部貫通孔２８と位置合わせされる。コイル・アセンブリ４０のロッド４２は、ステンレス鋼などの金属、プラスチックまたは任意の適切な材料あるいは材料の組合せから構築することができる。図８に示されているように、ロッド４２は、ボディ１２の中空内部１６に挿入されるように構成されており、ボディの長さに少なくとも等しい長さを有する。磁気コイル５０は、ボディ１２の外部表面３２に取り付けられた感知電極アセンブリ３０ａおよび３０ｂに結合されている電極３６と位置合わせされた位置でロッド４２に取り付けられている。
磁気コイル５０の各々は、ボビン５６および該ボビンの周りに指定された巻数で巻き付けられた金属線５８を含む。ボビン５６は、鉄などの磁気金属でできていることが好ましいが、プラスチックまたは任意の他の適切な材料を使用して構築することも可能である。図８に示されているように、個々のボビン５６は、締結具によってロッド４２に固着される。ボビン５６は、接着材料、溶接または任意の適切な接続方法を使用してロッド４２に固着することも可能であることを理解されたい。金属線５８は銅線であることが好ましいが、任意の適切な線または線の組合せであってもよい。磁界の強度は、線の巻き数と線に流れる電流の積に正比例するため、線５８は、生成しなければならない磁界の強度に基づいてボビン５６の周りに指定された巻数だけ巻き付けられる。これらのコイルの線５８に電流を供給するために、磁気コイル５０の各々に適切な配線が接続される。
図に示されている実施形態では、外部磁気コイル５０ｂ、５０ｃ、５０ｄおよび５０ｅは、内部磁気コイル５０ａに直列で一体配線されている。適切な配線が内部磁気コイル５０ａに接続され、ロッド４２に沿って延在し、フランジ４８によってロッド４２の第２の末端４６に画定された孔６０を貫通している。磁気コイル５０は、上で説明したように直列に配線することも、あるいは個々のコイルのための配線がロッド４２に沿って延在し、かつ、フランジ４８によって画定された孔６０を貫通している場合は独立して配線することができることを理解されたい。配線は、使用中におけるコイル５０またはロッド４２の不慮の接地を回避するために予めコーティングされているか、あるいは絶縁されている。別法としては、上で説明した非導電性コーティング３８で配線をコーティングすることも可能である。配線は、コイル５０から該コイルに電気を供給する電源（図示せず）まで延在する。コイル５０に供給される電気によってコイルが付勢され、上で説明した磁界が生成される。
コイル・アセンブリの末端には、通常、水分から封止されたケーブル終端を提供するためのケーブル・ハウジングまたは保護エンクロージャが取り付けられている。図１、２、３および５Ａ〜８に示されている一実施形態では、ケーブル・ハウジングは、ロッド４２の第２の末端４６に取り付けられるキャップ６２を含む。キャップ６２は、一体形成された３つの部分、すなわちフランジ部分６４、円錐部分６６および取付け部材６８を含む。これらの３つの部分は、個別に製造し、溶接または任意の他の適切な接続方法によって一体に結合することも可能である。フランジ部分６４は概ね円形の形を有しており、１つの貫通孔７０および互いに離間された３つの外部ねじ付き孔７２を画定する。円錐部分６６は、内部末端７４、外部末端７６、およびフランジ部分６４の中央孔７０と連絡している内部中空領域７８を有する。
取付け部材６８は、円錐部分６６の中空領域７８と連絡している貫通孔８０を画定しており、円錐部分の外部末端７６の直径より小さい直径を有する。コイル・アセンブリ４０からの線または配線は、フランジ部分６４の貫通孔７０を介して引き回され、一本のケーブル８２として円錐部分６６の中空領域７８でまとめて結合される。ケーブル８２は、中空領域７８から取付け部材６８の貫通孔８０を通って信号変換器まで延びる。
ボディ１２、コイル・アセンブリ４０およびキャップ６２は、まとめて接続され、単一ユニットとしてパイプライン８４などの導管内に設置される。具体的には、コイル・アセンブリ４０は、ボディ１２によって画定された中空内部１６に挿入される。ねじ付き締結具８６が、ボディ１２のフランジ２４によって画定された、位置合わせされためくら穴２８のうちの３つを介してコイル・アセンブリ４０のフランジ４８のねじ付き孔５４に挿入され、これらの構成部品が一体に固着される。電極アセンブリ３０およびコイル・アセンブリ４０からの配線は、キャップ６２を通して引き回され、かつ、まとめて接続されて、取付け部材６８を介して延在するケーブル８２が形成され、信号変換器に接続される。追加のねじ付き締結具８６が、ボディ１２のフランジ２４によって画定された３つの他のめくら穴２８、コイル・アセンブリ４０のフランジ４８によって画定された３つの対応するめくら穴５２を介して、キャップ６２によって画定された３つのねじ付き溝孔７２に挿入され、それによりボディ、コイル・アセンブリおよびキャップが一体に固着される。図に示されている実施形態では、センサ・アセンブリ１０への流体および水分の流入の防止を促進するために、少なくとも１つのＯリング・シール部材８８が、ボディ、コイル・アセンブリおよびキャップのフランジおよびフランジ部分２４、４８および６４の間に挿入されている。
次に、アセンブルされたセンサ・アセンブリ１０が、典型的には図１に示されているようにパイプライン８４に接続される弁９２を有するニップル圧縮シール９０を介してポートに挿入される。センサ・アセンブリは、取付けアセンブリ９４によって所定の位置に固着される。取付けアセンブリ９４は、円筒状ばねハウジング９６、該ばねハウジングに接続された取付けプレート９８、および細長いボルト１００などの少なくとも２つの細長い取付けロッドを含む。ばねハウジング９６は、コイルばね１０２などの偏倚部材を受け取るように構成された内部空間を画定する。コイルばね１０２の第１の末端１０４は、キャップ６２の取付け部材６８上に嵌合し、かつ、ケーブル・ハウジング６６の円錐部分の外部末端７６と係合し、また、第２の末端１０６は取付けプレート９８と当接するように構成されている。ばねハウジング９６は取付けプレート９８と一体で形成されていることが好ましいが、溶接または任意の適切な接続方法によって取付けプレートに接続することも可能である。取付けプレート９８は、ケーブル８２を受け取るためのめくら穴１０８を画定する。
具体的には、ケーブル８２は、キャップ６２からばねハウジング９６内のばね１０２を通り、取付けプレート９８によって画定されためくら穴１０８を貫通した後、上で説明した信号変換器まで延びる。ボルト１００は、取付けプレート９８によって画定された締結具孔１１２を介して挿入され、ボルト１１０の第１の末端１１４はねじが切られており、ニップル９０に結合されたフランジ１１６によって画定された対応するねじ付き孔に固着されている。ボルト１１０の第２の末端１１８は、適切な座金１２０およびロック・ナット１２２によって取付けプレート９８に固着されている。ばねハウジング９６は、ばね１０２およびキャップ６２の取付け部材６８の直径より大きい直径を有しており、したがってハウジングの内側に向かう圧力によってハウジングがキャップに向かって、また、ばねおよび取付け部材の外側に向かって内側へ移動する。
センサ・アセンブリ１０は、末端２０がパイプラインを形成している壁１２４と係合するまでパイプライン８４内に設置される。末端２０が、使用中、パイプライン８４内の流動圧力によって壁１２４に対して移動しないことを保証するために、取付けアセンブリ９４を調整することによってセンサ・アセンブリ１０に圧力が印加される。具体的には、ロック・ナット１２２が締め付けられ、それにより取付けプレート９８およびばねハウジング９６がパイプラインに向かって内側へ移動する。取付けプレート９８が内側へ移動すると、ばね１０２がキャップ６２の円錐部分６６の外部末端７６に押し付けられる。ばね１０２の圧縮によってセンサ・アセンブリ１０に内側に向かう圧力が印加され、延いては末端２０が強い力で壁１２４に押し付けられる。ロック・ナット１２２は、使用中、末端が移動しないように、壁１２４に対する末端２０の力が４００ｐｓｉないし６００ｐｓｉになるまで締め付けられる。完全に挿入されたとき、コイル・アセンブリ４０のコイル５０が、感知電極アセンブリ３０ａおよび３０ｂ上の電極３６と位置合わせされ、パイプライン８４内の流速の正確な平均が提供される。
上記実施形態では、センサ・アセンブリ１０は、取付けアセンブリ９４を使用してパイプライン８４などの導管に対して、あるいは開水路（図示せず）に対して所定の位置で固着され、かつ、保持されている。取付けアセンブリ９４は、一般的には、最大５００ｐｓｉの流体圧力を有するパイプラインなどの導管のために使用されることを理解されたい。圧力が５００ｐｓｉより高い場合、本発明によるセンサ・アセンブリは、センサ・アセンブリをパイプラインに溶接することによって、あるいは他の適切な高圧シールを使用することによってパイプライン・ニップルまたはパイプラインに固着される。さらに、上記実施形態は、取付けアセンブリ９４に限定されないこと、また、本発明によるセンサ・アセンブリは、任意の適切な取付けアセンブリまたは取付け装置を使用して導管に取り付け、かつ、固着することができることを理解されたい。
動作中、磁気コイル５０が付勢され、それにより流体流中の個々のコイルの周りに磁界が生成される。個々の磁界を通って流体が流れると、流体は電圧を生成し、その電圧が感知電極アセンブリ３０ａおよび３０ｂ上の電極３６によって感知される。感知された電圧は、電極からの電気信号として、流量計に結合されている信号変換器（図示せず）に送信される。電気信号は、信号変換器によって平均流速に変換され、かつ、信号変換器の表示画面または流量計モニタあるいはコンピュータ・スクリーンに表示される。
上で説明したように、ボディ１２および条片３４は、センサ・アセンブリの個々の構成部品を電気的に分離するために非導電性コーティング３８および３８ａでコーティングされていることが好ましい。不浸透性材料でできたボディ１２と、電極３６とボディ１２の中空内部１６の間のあらゆる開口または空間の除去との組合せは、すべてボディへの流体および／または水分の流入、内部回路の損傷および磁気コイル５０の測定能力に対する悪影響の禁止を著しく促進している。したがって本発明によるセンサ・アセンブリ１０は、耐久性により優れており、磁気コイルおよびセンサ・アセンブリの他の内部構成部品の劣化を最小限に抑えて正確な流量測定を実現する。
図９を参照すると、センサ・アセンブリ１０'の他の実施形態が示されており、このセンサ・アセンブリは、水分不浸透性材料でできたボディ１２'を含み、ボディ１２'は、１つの電極３６'を有する導電性条片３４'が取り付けられる通路１８'を画定する。コイル・アセンブリ４０'は、ボディによって画定された中空内部に挿入され、このコイル・アセンブリは、コイル・アセンブリがボディに挿入されたとき電極３６'と位置合わせされた１つの磁気コイル５０'を含む。このセンサ・アセンブリ１０'は、上で説明したように動作して導管内の流速の正確な測度を提供し、かつ、ボディへの水分の流入および内部回路の損傷を防止する。
上記実施形態では、パイプライン８４からセンサ・アセンブリ１０を除去することができ、したがって必要に応じてセンサ・アセンブリ１０を洗浄、検査、修理および／または交換することができる。さらに、コイル・アセンブリ４０をボディ１２に挿入し、かつ／またはボディ１２から除去することも可能であり、したがってコイル・アセンブリ４０を修理および／または交換することができる。そのため、コイル・アセンブリ４０、磁気コイル５０またはアセンブリの他の部分に誤動作あるいは損傷が存在してもセンサ・アセンブリ１０全体を交換する必要がないため、アセンブリ費および修理費が低減される。
以上、本明細書において、本発明によるセンサ・アセンブリの特定の実施形態について説明したが、本発明のより広義の態様において、本発明から逸脱することなく変更および修正を加えることができることは当業者には理解されよう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９】
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