(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流れる測定管と、
前記測定管内に磁界を発生させる励磁コイルと、
前記測定管内をノイズから遮蔽する遮蔽板と、
を含む電磁流量計において、
前記遮蔽板は、前記励磁コイルが発生する磁界によって生ずるうず電流が小さくなるように、この遮蔽板を複数の領域に区画するスリット部を有し、
前記励磁コイル及び前記遮蔽板を前記測定管に固定する固定用バンドを備え、
前記固定用バンドは、前記スリット部を通過して前記測定管の外周部に巻き付けられていること、
を特徴とする電磁流量計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、流体の流量を測定する電磁流量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、従来の電磁流量計を概略的に示す正面図である。図９は、従来の電磁流量計を概略的に示す平面図である。
従来の電磁流量計１０１は、図８及び図９に示すように、測定管１０２と、励磁コイル１０３ａ，１０３ｂと、遮蔽板１０４ａ，１０４ｂと、固定用バンド１０５ａ，１０５ｂなどから構成されている。従来の電磁流量計１０１では、励磁コイル１０３ａ，１０３ｂに電流が流れると、励磁コイル１０３ａ，１０３ｂのＮ極からＳ極に向けて磁力線が形成されて、測定管１０２内に磁界が発生する。従来の電磁流量計１０１は、測定管１０２内を図中Ａ方向に流れる流体が磁界を横切るときに発生する起電力を図示しない一対の測定電極などによって検出して、この起電力に基づいて測定管１０２内を流れる流体の流量を測定する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図１０は、従来の電磁流量計の遮蔽板にうず電流が発生した状態を示す模式図である。
従来の電磁流量計１０１では、図１０に示すように、静電ノイズや磁気ノイズが測定管１０２内に到達しないように、遮蔽板１０４ａ，１０４ｂによって測定管１０２内を遮蔽している。しかし、励磁コイル１０３ａ，１０３ｂに電流が流れると、遮蔽板１０４ａ，１０４ｂを貫通する図中矢印方向の磁束が増加して遮蔽板１０４ａ，１０４ｂにうず電流が発生し、このうず電流によって励磁コイル１０３ａ，１０３ｂが発生する磁場と逆極性の磁場、つまり磁場の立ち上がりを妨げる方向の磁場が発生する。なお、このようなうず電流は、励磁コイル１０３ａ，１０３ｂによる磁場の立ち上がり時、立ち下がり時のような、磁場が変化するときに発生する。その結果、従来の電磁流量計１０１では、励磁コイル１０３ａ，１０３ｂによって発生する磁場の立ち上がり時、発生したうず電流によって測定に用いるための磁場の発生が妨げられ、磁気回路の周波数特性が低下するという問題があった。
【０００４】
また、従来の電磁流量計１０１では、図８及び図９に示すように、励磁コイル１０３ａ，１０３ｂを固定用バンド１０５ａ，１０５ｂによって固定するときに、固定用バンド１０５ａ，１０５ｂが遮蔽板１０４ａ，１０４ｂの上を通るために測定管１０２の軸方向（図中Ａ方向）にずれることがあった。このために、従来の電磁流量計１０１では、固定用バンド１０５ａ，１０５ｂを正確に位置決めして所定の位置に固定することができず、励磁コイル１０３ａ，１０３ｂを測定管１０２に固定する作業が難しいという問題があった。
【０００５】
この発明の課題は、うず電流の影響を少なくすることができる電磁流量計を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この様な目的を達成するために、請求項１記載の発明では、
流体が流れる測定管と、
前記測定管内に磁界を発生させる励磁コイルと、
前記測定管内をノイズから遮蔽する遮蔽板と、
を含む電磁流量計において、
前記遮蔽板は、前記励磁コイルが発生する磁界によって生ずるうず電流が小さくなるように、この遮蔽板を複数の領域に区画するスリット部を有し、
前記励磁コイル及び前記遮蔽板を前記測定管に固定する固定用バンドを備え、
前記固定用バンドは、前記スリット部を通過して前記測定管の外周部に巻き付けられている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して、この発明の第１実施形態について詳しく説明する。
図１は、この発明の第１実施形態に係る電磁流量計を概略的に示す正面図である。図２は、この発明の第１実施形態に係る電磁流量計を概略的に示す平面図である。図３は、この発明の第１実施形態に係る電磁流量計の遮蔽板にうず電流が発生した状態を示す模式図である。
【００１１】
電磁流量計１は、流体が流れる測定管２内に磁界を発生させて、この磁界を流体が横切るときに発生する起電力を測定し、この流体の流量を測定する装置である。電磁流量計１は、図１及び図２に示すように、測定管２と、励磁コイル３ａ，３ｂと、遮蔽板４ａ，４ｂと、固定用バンド５ａ，５ｂなどを備えている。
【００１２】
測定管２は、一般産業用水、上水、下水、薬液、パルプ液などの流体が流れる管路である。測定管２は、例えば、ステンレス管などからなり、流体と接触する側の表面（接液面）が、フッ素樹脂、クロロプレンゴム、ポリウレタンゴム、セラミックスなどの絶縁性物質によってライニングされている。測定管２の内部には、図示しない一対の測定電極が対向して配置されている。測定管２の上部には、測定電極によって検出された電極電圧（電極間の電位差）を増幅するアンプなどを備える図示しない変換器が配置されており、この変換器が電極電圧から流量信号だけを抽出して流量に比例した電圧（信号起電力）に変換する。
【００１３】
励磁コイル３ａ，３ｂは、測定管２内に磁界を発生させる部材である。励磁コイル３ａ，３ｂは、測定管２の外周面にそれぞれ対向して配置されており、所定の大きさの励磁電流が励磁コイル３ａ，３ｂに流れると、励磁コイル３ａ，３ｂのＮ極からＳ極に向かう磁力線が形成されて測定管２内に磁界が発生する。
【００１４】
遮蔽板４ａ，４ｂは、測定管２内をノイズから遮断するノイズシールド板である。遮蔽板４ａ，４ｂは、静電ノイズを遮断する静電シールド板や、磁気ノイズを遮断する磁気シールド板として機能する。遮蔽板４ａ，４ｂは、励磁コイル３ａ，３ｂを覆うように励磁コイル３ａ，３ｂの上部にそれぞれ配置されている。遮蔽板４ａ，４ｂは、図示しない変換器のアンプなどから発生する静電ノイズや磁気ノイズなどが測定管２内にに達するのを防止するとともに、励磁コイル３ａ，３ｂなどの磁気回路が発生する静電ノイズや磁気ノイズなどが図示しない変換器のアンプなどに達するのを防止する。遮蔽板４ａ，４ｂは、例えば、透磁率の高いケイ素鋼鈑などに絶縁性塗料を塗布したものであり、うず電流の発生が少なくなるように略Ｈ字状に形成されている。遮蔽板４ａ，４ｂはスリット部４ｃ，４ｄを有する。
【００１５】
スリット部４ｃ，４ｄは、励磁コイル３ａ，３ｂが発生する磁界によって生ずるうず電流が小さくなるように、遮蔽板４ａ，４ｂを複数の領域に区画する部分である。図２に示すように、スリット部４ｃは、測定管２の軸方向に沿って形成されており、遮蔽板４ａ，４ｂの中心を通過して所定の間隔を開けて連続して２本形成されている。また、スリット部４ｃは、測定管２の周方向に沿って形成されており、遮蔽板４ａ，４ｂの中心を通過して１本形成されている。スリット部４ｄは、測定管２の周方向における遮蔽板４ａ，４ｂの両端部付近に４本形成されており、それぞれ測定管２の軸方向に沿って形成されている。スリット部４ｄは、固定用バンド５が通過可能なように、この固定用バンド５の幅よりも僅かに長く形成されている。図２に示すように、スリット部４ｃは、遮蔽板４ａ，４ｂを４つの大きな領域に区画しており、スリット部４ｄはこれらの４つの大きな領域をそれぞれ２つの小さな領域に区画している。スリット部４ｃ，４ｄは、遮蔽板４ａ，４ｂをそれぞれ８つの領域に区画する。
【００１６】
固定用バンド５ａ，５ｂは、励磁コイル３ａ，３ｂ及び遮蔽板４ａ，４ｂを測定管２に固定するための部材である。固定用バンド５ａ，５ｂは、測定管２の外周部にそれぞれ間隔を開けて巻き付けられており、励磁コイル３ａ，３ｂ及び遮蔽板４ａ，４ｂを測定管２の所定の位置に位置決めし固定する。固定用バンド５ａ，５ｂは、測定管２の周方向における２つのスリット部４ｄを通して、励磁コイル３ａ，３ｂと遮蔽板４ａ，４ｂとの間に挿入される。
【００１７】
次に、この発明の第１実施形態に係る電磁流量計の動作を説明する。
図２に示す励磁コイル３ａ，３ｂに電流が流れると、励磁コイル３ａ，３ｂのＮ極からＳ極に向かう磁束が測定管２内を通過して、測定管２内に磁界が形成される。測定管２内を流体が流れると、この測定管２内の磁界を流体が横切るために、ファラデーの電磁誘導の法則により起電力が発生する。図示しない一対の測定電極がこの起電力を検出して、測定管２内を流れる流体の流量がこの起電力に基づいて測定される。
【００１８】
図３に示すように、測定管２内に磁界を発生させるために、励磁コイル３ａ，３ｂに流れる電流が増加すると、図中矢印方向に遮蔽板４ａ，４ｂを貫通する磁束が増加して、遮蔽板４ａ，４ｂにうず電流が発生する。このうず電流により生ずる電力損失（うず電流損）は、磁化する磁性体である遮蔽板４ａ，４ｂの面積（辺の長さの二乗）に比例する。遮蔽板４ａ，４ｂは、スリット部４ｃ，４ｄによって複数の領域に区画されているために、うず電流の発生する面積（辺の長さ）が細かく区切られる。その結果、図３に示すように、複数の領域に区画された遮蔽板４ａ，４ｂの隣り合う領域付近ではうず電流が発生する方向（図中点線方向）が逆向きになるために、うず電流が互いに打ち消しあってうず電流による損失が小さくなる。
【００１９】
この発明の第１実施形態に係る電磁流量計には、以下に記載するような効果がある。
(1) この第１実施形態では、励磁コイル３ａ，３ｂが発生する磁界によって生ずるうず電流が小さくなるように、遮蔽板４ａ，４ｂを複数の領域に区画するスリット部４ｃ，４ｄが遮蔽板４ａ，４ｂに形成されている。その結果、遮蔽板４ａ，４ｂに発生するうず電流の大きさが小さくなって、測定管２内に発生する磁場の立ち上がりが早くなり、励磁コイル３ａ，３ｂを含む磁気回路の周波数特性を改善することができる。
【００２０】
(2) この第１実施形態では、スリット部４ｄを通過して測定管２の外周部に固定用バンド５ａ，５ｂが巻き付けられている。このために、固定用バンド５ａ，５ｂを通すための通過孔としてスリット部４ｄを利用することができる。その結果、測定管２の軸方向に固定用バンド５ａ，５ｂが確実にずれ止めされて、固定用バンド５ａ，５ｂを正確に位置決めすることができるとともに、励磁コイル３ａ，３ｂ及び遮蔽板４ａ，４ｂを測定管２に簡単に固定することができる。
【００２１】
（第２実施形態）
図４は、この発明の第２実施形態に係る電磁流量計の平面図である。
以下では、図１〜図３に示す部材と同一の部材は、同一の番号を付して、詳細な説明を省略する。図４に示す電磁流量計６は、固定用バンド５ａ，５ｂを通過させるスリット部４ｄを測定管２の軸方向に沿って僅かな間隔を開けて一対づつ形成したものである。この第２実施形態では、第１実施形態の効果に加えて、スリット部４ｄによって遮蔽板４ａ，４ｂをさらに細かい領域に区画することができる。
【００２２】
（第３実施形態）
図５は、この発明の第３実施形態に係る電磁流量計の平面図である。
図５に示す電磁流量計７は、略コ字状のスリット部４ｄを遮蔽板４ａ，４ｂに形成して、このスリット部４ｄに固定用バンド５ａ，５ｂを挟み込み固定したものである。この第３実施形態では、第１実施形態の効果に加えて、板ばね状のスリット部４ｄと励磁コイル３ａ，３ｂとの間に固定用バンド５ａ，５ｂを挟み込むだけで固定用バンド５ａ，５ｂが位置決めされて、電磁流量計７を簡単に組み立てることができる。
【００２３】
（第４実施形態）
図６は、この発明の第４実施形態に係る電磁流量計の平面図である。
図６に示す電磁流量計８は、スリット部４ｃと平行な略コ字状のスリット部４ｅを測定管２の周方向に沿って２本形成したものである。この第３実施形態では、第１実施形態の効果に加えて、板ばね状のスリット部４ｅと励磁コイル３ａ，３ｂとの間に挟み込まれる固定用バンド５ａ，５ｂの面積部分が広くなるために、固定用バンド５ａ，５ｂをより一層確実に固定することができる。
【００２４】
（第５実施形態）
図７は、この発明の第５実施形態に係る電磁流量計の平面図である。
図７に示す電磁流量計９は、測定管２の軸方向及び周方向に対して交差する方向に沿って２本のスリット部４ｆを十字状に形成したものである。この第５実施形態では、第１実施形態の効果に加えて、スリット部４ｆの両端部を固定用バンド５ａ，５ｂの通過孔として利用することができる。その結果、固定用バンド５ａ，５ｂを通過させるためのスリット部４ｄ，４ｅを形成する必要がなくなり、電磁流量計９をより一層簡単に製造することができる。
【００２５】
（他の実施形態）
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。例えば、測定電極と流体とを接触させる形式の電磁流量計だけではなく、測定管の外周面に膜状の電極を取り付けて、静電容量を介して起電力を測定する容量検出式の電磁流量計についても、この発明を適用することができる。また、遮蔽板４ａ，４ｂに形成するスリット部４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆの個数や位置は任意に設定することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によると、遮蔽板を複数の領域に区画するスリット部が遮蔽板に形成されているので、励磁コイルが発生する磁界によって生ずるうず電流を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態に係る電磁流量計を概略的に示す正面図である。
【図２】この発明の第１実施形態に係る電磁流量計を概略的に示す平面図である。
【図３】この発明の第１実施形態に係る電磁流量計の遮蔽板にうず電流が発生した状態を示す模式図である。
【図４】この発明の第２実施形態に係る電磁流量計の平面図である。
【図５】この発明の第３実施形態に係る電磁流量計の平面図である。
【図６】この発明の第４実施形態に係る電磁流量計の平面図である。
【図７】この発明の第５実施形態に係る電磁流量計の平面図である。
【図８】従来の電磁流量計を概略的に示す正面図である。
【図９】従来の電磁流量計を概略的に示す平面図である。
【図１０】従来の電磁流量計の遮蔽板にうず電流が発生した状態を示す模式図である。
【符号の説明】
１  電磁流量計
２  測定管
３ａ，３ｂ  励磁コイル
４ａ，４ｂ  遮蔽板
４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ  スリット部
５ａ，５ｂ  固定用バンド
６，７，８，９  電磁流量計
【図１】
0004032407.tif 000002
【図２】
0004032407.tif 000003
【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】
0004032407.tif 000008
【図８】
0004032407.tif 000009
【図９】
0004032407.tif 000010
【図１０】
0004032407.tif 000011