(57)【要約】【課題】  帰還磁路にコアと励磁コイルを配置するようにして、帰還磁路で発生する漏洩磁束をキャンセルするようにして、流速分布の影響がうけにくい磁気回路を具備する電磁流量計を提供する。【解決手段】  電磁流量計は、測定管内を流れる流体に対して垂直方向に磁場を発生させる一対のコアと、前記磁場に対して直交する方向の測定管の管壁に配置され前記流体の流量に対応して発生する起電力を検出する一対の検出電極と、前記測定管以外の帰還磁路に前記一対のコアに連結した磁極コアと、前記磁極コアの周囲にコイルを巻き付けた励磁コイルと、を備えたことである。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定管内を流れる流体に対して垂直方向に磁場を発生させる一対のコアと、
前記磁場に対して直交する方向の測定管の管壁に配置され前記流体の流量に対応して発生する起電力を検出する一対の検出電極と、
前記測定管以外の帰還磁路に前記一対のコアに連結した磁極コアと、
前記磁極コアの周囲にコイルを巻き付けた励磁コイルと、
を備えてなる電磁流量計。
【請求項２】
前記磁極コアの長さは前記測定管の直径よりも長くしたことを特徴とする請求項１に記載の電磁流量計。
【請求項３】
前記磁極コアの長さは前記測定管の直径よりも長くすると共に前記一対のコアは前記磁極コアに連結している側を傾斜させ、且つ前記一対のコアを前記測定管に平行に対向させたことを特徴とする請求項１に記載の電磁流量計。
【請求項４】
前記磁極コアの長さは前記測定管の直径よりも長くすると共に前記一対のコアは前記磁極コアに連結している側を傾斜させ、且つ前記一対のコアの先端側を前記測定管の径形状に沿った傾斜を持たせることを特徴とする請求項１に記載の電磁流量計。
【請求項５】
測定管内を流れる流体に対して垂直方向に磁場を発生させる一対のコアと、
前記磁場に対して直交する方向の測定管の管壁に配置され前記流体の流量に対応して発生する起電力を検出する一対の検出電極と、
前記測定管以外の帰還磁路に前記一対のコアの一方側に連結した第１の磁極コアと、
前記第１の磁極コアの周囲にコイルを巻き付けた第１の励磁コイルと、
前記測定管以外の帰還磁路に前記一対のコアの他方側に連結した第２の磁極コアと、
前記第２の磁極コアの周囲にコイルを巻き付けた第２の励磁コイルと、
を備えてなる電磁流量計。
【請求項６】
前記第１及び第２の磁極コアの長さは、前記測定管の直径よりも長くしたことを特徴とする請求項５に記載の電磁流量計。
【請求項７】
前記第１及び第２の磁極コアの長さは前記測定管の直径よりも長くすると共に前記一対のコアは前記第１及び第２の磁極コアに連結している側を傾斜させ、且つ前記一対のコアを前記測定管に平行に対向させたことを特徴とする請求項５に記載の電磁流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁流量計に関し、詳しくは測定管に磁場を形成するコイル、コアにおいて帰還磁路にコイルを配置するようにして測定管中心へ十分な磁場を与える回路構造を備えた電磁流量計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術における第１の例の残留磁気電磁流量計は、図８に示すように、１０１は流路管で、電極１０６、１０７が設けられている。１０８、１０９とその端面が流路管１に対向する第１のヨークで軟質磁性材料で構成されている。１１１、１１２は半硬質磁性材料からなるコア１１０はそれぞれ第１のヨーク１０８、１０９とコアとの間に磁気的に直列に配置された第２のヨークで、低電気伝導度の高透磁率磁性材料で構成されている。コア１１０と第２のヨーク１１１、１１２は同じ直径の円柱形で、一直線上に同心に配列され、それらの外周に線輪１１５が形成されている。第２のヨーク１１１、１１２はそれぞれ、第１のヨーク１０８、１０９に設けた円形の孔１０８ａ、１０９ａに殆ど隙間のない状態で移動可能に挿入され結合されている。コア１１０の長さＬｎは線輪の長さＬｍよりも短く定めてあり、コア１１０と第２のヨーク１１１、１１２との端面当接部は面接触で隙間のない状態に維持されている。
【０００３】
電磁流量計の第２の例は、図９に示すように、測定管１２１の外周であって対向する位置にポールピースコア１２２を配置し、このポールピースコア１２２に励磁コイル１２３を巻回した構成になっている。そして、この励磁コイル１２３と直交して対向する位置に検出電極１２４ａ、１２４ｂを設け、この検出電極１２４ａ、１２４ｂはゲル状樹脂を充填したガードケース１２５で覆われており、このガードケース１２５の周囲を磁性塗料膜を塗布した構造となっている。そして、この測定管１２１の外周位置に配置された励磁コイル１２３、ポールピースコア１２２、検出電極１２４ａ、１２４ｂを覆ったガードケース１２５の外周に磁性体材料で覆うことで帰還磁路１２５を形成する。
【特許文献１】特公平６−７６８９６号公報（第２頁  第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来技術で説明した電磁流量計において、従来の第２の例の電磁流量計における磁気回路の構成は、コア、帰還磁路、励磁コイルで構成されているものが一般的である。この場合、本来、磁束を集中させたい測定管部の磁気抵抗より、コア−帰還磁路間の磁気抵抗のほうが短いため、漏洩磁束として起電力に寄与しない磁束が多く発生する問題がある。
【０００５】
従来技術で説明した第１の例の電磁流量計における磁気回路の構成は、帰還磁路の一部にコイル・コアを配置し、漏洩磁束を小さくする効果を具備するが、コア自身が大きく磁束を測定管に有効に集中できないという問題点がある。
更に、電極近傍の磁気抵抗は低く、このため電極近傍の磁場が強くなり、測定管中心へ十分磁場を与えることができないという問題がある。また、この問題点は、流速分布の影響を受けやすい問題を発生させる。
【０００６】
従って、高信号レベルを実現できる高効率磁気回路・流速分布の影響を受けない磁気回路を具備する電磁流量計に解決しなければならない課題を有する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本願発明の電磁流量計は、次に示す構成にしたことである。
（１）電磁流量計は、測定管内を流れる流体に対して垂直方向に磁場を発生させる一対のコアと、前記磁場に対して直交する方向の測定管の管壁に配置され前記流体の流量に対応して発生する起電力を検出する一対の検出電極と、前記測定管以外の帰還磁路に前記一対のコアに連結した磁極コアと、前記磁極コアの周囲にコイルを巻き付けた励磁コイルと、を備えてなる。
（２）前記磁極コアの長さは前記測定管の直径よりも長くしたことを特徴とする（１）に記載の電磁流量計。
（３）前記磁極コアの長さは前記測定管の直径よりも長くすると共に前記一対のコアは前記磁極コアに連結している側を傾斜させ、且つ前記一対のコアを前記測定管に平行に対向させたことを特徴とする（１）に記載の電磁流量計。
（４）前記磁極コアの長さは前記測定管の直径よりも長くすると共に前記一対のコアは前記磁極コアに連結している側を傾斜させ、且つ前記一対のコアの先端側を前記測定管の径形状に沿った傾斜を持たせることを特徴とする（１）に記載の電磁流量計。
【０００８】
（５）電磁流量計は、測定管内を流れる流体に対して垂直方向に磁場を発生させる一対のコアと、前記磁場に対して直交する方向の測定管の管壁に配置され前記流体の流量に対応して発生する起電力を検出する一対の検出電極と、前記測定管以外の帰還磁路に前記一対のコアの一方側に連結した第１の磁極コアと、前記第１の磁極コアの周囲にコイルを巻き付けた第１の励磁コイルと、前記測定管以外の帰還磁路に前記一対のコアの他方側に連結した第２の磁極コアと、前記第２の磁極コアの周囲にコイルを巻き付けた第２の励磁コイルと、を備えてなる。
（６）前記第１及び第２の磁極コアの長さは、前記測定管の直径よりも長くしたことを特徴とする（５）に記載の電磁流量計。
（７）前記第１及び第２の磁極コアの長さは前記測定管の直径よりも長くすると共に前記一対のコアは前記第１及び第２の磁極コアに連結している側を傾斜させ、且つ前記一対のコアを前記測定管に平行に対向させたことを特徴とする（５）に記載の電磁流量計。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電磁流量計は、帰還磁路に磁極コアを配置することで、漏洩磁束の少ない磁気回路構造にすることができ、高効率・高信号レベルの電磁流量計を実現することができる。
又、一対のコアを測定管方向に傾斜させることで、磁場が不足する部分の磁気抵抗を下げることができ、均一に磁場を生成する磁気回路を実現することができるので、流速分布の影響を受けにくい電磁流量計を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の電磁流量計の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
本発明の第１の実施例の電磁流量計は、図１及び図２に示すように、測定管１１内を流れる流体に対して垂直方向に磁場を発生させる一対のコア１２ａ、１２ｂと、磁場に対して直交する方向の測定管１１の管壁に配置され流体の流量に対応して発生する起電力を検出する一対の検出電極１３ａ、１３ｂと、測定管１１以外の帰還磁路に一対のコア１２ａ、１２ｂに連結した磁極コア１４と、磁極コア１４の周囲にコイルを巻き付けた励磁コイル１５と、を備えた構成になっている。
このように帰還磁路を、磁極コア１４、励磁コイル１５で構成したことで、コイル内部の磁場は隣り合うコイル線の作る磁場によりキャンセルされるので、磁場は存在しない。このため、従来実施例のような、磁極コアー帰還磁路間の漏洩磁束は存在せず、上下のコア１２ａ、１２ｂ間の磁束を有効に作ることができるのである。
このようにすることで、漏洩磁束の少ない磁気回路構造にすることができ、高効率・高信号レベルの電磁流量計を実現することができる。
【実施例２】
【００１２】
次に、第２の実施例の電磁流量計について、図面を参照して説明する。
第２の実施例の電磁流量計は、図３及び図４に示すように、測定管１１内を流れる流体に対して垂直方向に磁場を発生させる一対のコア１２ａ、１２ｂと、磁場に対して直交する方向の測定管１１の管壁に配置され流体の流量に対応して発生する起電力を検出する一対の検出電極１３ａ、１３ｂと、測定管１１以外の帰還磁路に一対のコア１２ａ、１２ｂに連結した磁極コア１４Ａと、磁極コア１４の周囲にコイルを巻き付けた励磁コイル１５Ａと、を備えた構成になっている。
そして、磁極コア１４Ａの長さは測定管１１の直径よりも長くすると共に一対のコア１２ａ、１２ｂは磁極コア１４Ａに連結している側を傾斜させ、且つ一対のコア１２ａ、１２ｂを測定管１１に平行に対向させたことを特徴とする。
【００１３】
ここで、磁極コア１４Ａに巻かれた励磁コイル１５Ａの作る磁場について考える。コイル半径ａとすると、その中心の発生磁界Ｈは、
Ｈ＝Ｉ／（２ａ）
Ｉ；励磁電流
で表すことができる。
故に、磁極コア１４Ａの半径ａを小さくすることで、同じ電流でも大きな磁界を発生させることができることが容易に理解できる。
従って、磁極コア１４Ａの長さを長くすることで、この周囲にコイルを巻くことができ、これによりコイルの平均半径を小さくして、大きな磁界を発生できるようになるという利点がある。
更に、測定管１１側とは反対側の空間に磁気抵抗は大きいものの漏洩磁束は発生する。故に、この実施例のように一対のコア１２ａ、１２ｂに傾斜を持たせ、測定管１１側の磁気抵抗を小さくすることで、漏洩磁束を小さくすることができるという効果が得られる。
【実施例３】
【００１４】
次に、第３の実施例の電磁流量計について、図面を参照して説明する。
第３の実施例の電磁流量計は、図５及び図６に示すように、測定管１１内を流れる流体に対して垂直方向に磁場を発生させる一対のコア１２ａ、１２ｂと、磁場に対して直交する方向の測定管１１の管壁に配置され流体の流量に対応して発生する起電力を検出する一対の検出電極１３ａ、１３ｂと、測定管１１以外の帰還磁路に一対のコア１２ａ、１２ｂに連結した磁極コア１４Ａと、磁極コア１４Ａの周囲にコイルを巻き付けた励磁コイル１５Ａと、を備えた構成になっている。
そして、磁極コア１４Ａの長さは測定管１１の直径よりも長くすると共に一対のコア１２ａ、１２ｂは磁極コア１４Ａに連結している側を傾斜させ、且つ一対のコア１２ａ、１２ｂの先端側を測定管１１の径形状に沿った傾斜を持たせることで、検出電極１３ａ、１３ｂ近傍の磁気抵抗を小さくしたことを特徴とする。
一対のコア１２ａ、１２ｂが水平だと、終端側に行くほど磁気抵抗が大きくなり、磁場を測定管１１内に均一に発生することができない問題があるので、この実施例により測定管１１内に均一に磁場を発生させることができ、流速分布の影響を低減できる効果が得られる。
【実施例４】
【００１５】
次に、第４の実施例の電磁流量計について、図面を参照して説明する。
第４の実施例の電磁流量計は、図７に示すように、測定管１１内を流れる流体に対して垂直方向に磁場を発生させる一対のコア１２ａ、１２ｂと、磁場に対して直交する方向の測定管１１の管壁に配置され流体の流量に対応して発生する起電力を検出する一対の検出電極１３ａ、１３ｂと、測定管１１以外の帰還磁路に一対のコア１２ａ、１２ｂの一方側に連結した第１の磁極コア１４Ｂと、第１の磁極コア１４Ｂの周囲にコイルを巻き付けた第１の励磁コイル１５Ｂと、測定管１１以外の帰還磁路に一対のコア１２ａ、１２ｂの他方側に連結した第２の磁極コア１４Ｃと、第２の磁極コア１４Ｃの周囲にコイルを巻き付けた第２の励磁コイル１５Ｃと、を備えた構成になっている。
そして、第１及び第２の磁極コア１４Ｂ、１４Ｃの長さは測定管１１の直径よりも長くすると共に一対のコア１２ａ、１２ｂは第１及び第２の磁極コア１４Ｂ、１４Ｃに連結している側を傾斜させ、且つ一対のコア１２ａ、１２ｂを測定管１１に平行に対向させた構成になっている。
このように、コイルを２個設けた構成にすることで、測定管１１内に効率よく磁場を発生させることが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
帰還磁路を、磁極コア、励磁コイルで構成したことで、コイル内部の磁場は隣り合うコイル線の作る磁場によりキャンセルされるので、漏洩磁束をなくすことができるため、上下のコア間の磁束を有効に作ることができる電磁流量計を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本願発明の第１の実施例の電磁流量計の構成を示した説明図である
【図２】同、側面からみた説明図である。
【図３】本願発明の第２の実施例の電磁流量計の構成を示した説明図である。
【図４】同、側面からみた説明図である。
【図５】本願発明の第３の実施例の電磁流量計の構成を示した説明図である。
【図６】同、側面からみた説明図である。
【図７】本願発明の第４の実施例の電磁流量計の構成を示した説明図である。
【図８】従来技術における電磁流量計の構成を示した説明図である。
【図９】従来技術における電磁流量計の構成を示した説明図である。
【符号の説明】
【００１８】
１１      測定管
１２ａ    コア
１２ｂ    コア
１３ａ    検出電極
１３ｂ    検出電極
１４      磁極コア
１４Ａ    磁極コア
１４Ｂ    第１の磁極コア
１４Ｃ    第２の磁極コア
１５      励磁コイル
１５Ａ    励磁コイル
１５Ｂ    第１の励磁コイル
１５Ｃ    第２の励磁コイル
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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