(57)【要約】磁気流量計のための流管アセンブリ（１０）が提供される。流管アセンブリ（１０）は、第１マウント用フランジ（１４）から第２マウント用フランジ（１６）まで延設される管（１２）を含む。第１及び第２マウント用フランジ（１４、１６）の各々は、それぞれのパイプフランジへマウントするための各表面が向き合うパイプフランジを有している。コイルチャンバー（４２）は、第１と第２マウント用フランジ（１４、１６）との間の管（１２）の外部に配置されている。コイルチャンバー（４２）は、その中に配置され且つ管（１２）内に磁場を生成するように構成される少なくとも１つのコイル（４０）を有している。ライナー／電極モジュール（２２）は、管（１２）内に配置され、かつ非電導性ライナー、少なくとも１つの電極（５０、５１）、及び少なくとも１つの電極導体（７６、７８）を有している。非電導性ライナーは、第１マウント用フランジ（１４）から第２マウント用フランジ（１６）まで延設される。少なくとも１つの電極（５０、５１）は、電導性プロセス流体と相互作用するように非電導性ライナー内に配置されている。電極導体（７６、７８）は、少なくとも１つの電極（５０、５１）から、第１及び第２マウント用フランジ（１４、１６）の１つのフランジ表面と向き合うパイプの近傍に配置された相互接続タブ（２４）まで延設される。ライナー／電極モジュール（２２）は管（１２）内に位置決め可能である。
2017524953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気流量計のための流管アセンブリであって、
第１マウント用フランジから第２マウント用フランジまで延設されている管であって、第１及び第２マウント用フランジが、それぞれのパイプフランジへマウントするための各表面と向き合うパイプフランジを有する管、
第１と第２マウント用フランジとの間の管の外部に配置されたコイルチャンバーであって、その中に配置され且つ管内に磁場を生成するように構成されている少なくとも１つのコイルを有するコイルチャンバー、及び
管内に配置されたライナー／電極モジュールであって、
第１マウント用フランジから第２マウント用フランジまで延設されている非電導性ライナーと、
電導性プロセス流体と相互作用するように非電導性ライナー内に配置された少なくとも１つの電極と、及び
少なくとも１つの電極から、第１及び第２マウント用フランジの１つのフランジ表面と向き合うパイプの近傍に配置された相互接続タブまで延設されている電極導体と、
を有するライナー／電極モジュール、
を含み、及び
ライナー／電極モジュールが管内に位置決め可能である、
流管アセンブリ。
【請求項２】
さらに、コイルチャンバーに結合されたハウジングであって、少なくとも１つのコイルに結合された少なくとも１つのコイル導体、及び電極導体を含むハウジングを備える、請求項１に記載の流管アセンブリ。
【請求項３】
さらに、ハウジング内に配置され、且つ少なくとも１つのコイル導体及び電極導体に結合された端子ブロックを備える、請求項２に記載の流管アセンブリ。
【請求項４】
少なくとも１つの電極は、互いに流管の反対側に配置された複数の電極を備える、請求項１に記載の流管アセンブリ。
【請求項５】
導体が各電極に結合され、かつ電極導体は、少なくとも部分的に流管の頂部に沿って配線されている、請求項４に記載の流管アセンブリ。
【請求項６】
さらに、第１及び第２マウント用フランジの１つのフランジに面するパイプの近傍に配置された第２相互接続タブを備える、請求項４に記載の流管アセンブリ。
【請求項７】
さらに、ライナーに対してマウントされたセンサであって、相互接続タブ内を通る１対のセンサ導体を有しているセンサを備える、請求項１に記載の流管アセンブリ。
【請求項８】
ライナー／電極モジュールは管内を摺動可能である、請求項１に記載の流管アセンブリ。
【請求項９】
管は金属管である、請求項１に記載の流管アセンブリ。
【請求項１０】
磁気流量計の流管のためのライナー／電極モジュールであって、
第１端部及び第２端部を備えた円筒形ライナーであって、第１端部が流管の内径内で摺動するように構成され、且かつ第２端部が半径方向の外向きに延設される口唇部を有する円筒形ライナーと、
円筒形ライナーの内側表面から内向きに延設される１対の電極であって、ライナー内で口唇部に配置された少なくとも１つの相互接続タブまで延設されるそれぞれの導体に結合される各電極、
を備える、
ライナー／電極モジュール。
【請求項１１】
各自それぞれの電極からのそれぞれの導体は、導体が相互に近接するまでライナーの直径に沿って延設され、それから長手方向に相互に実質的に平行に相互接続タブまで延設される、請求項１０に記載のライナー／電極モジュール。
【請求項１２】
各自それぞれの導体は、相互接続タブに配置されたコネクタの中のそれぞれのピンに結合されている、請求項１０に記載のライナー／電極モジュール。
【請求項１３】
各自それぞれのピンは長手方向に延設される、請求項１０に記載のライナー／電極モジュール。
【請求項１４】
さらに、ライナーに埋設された少なくとも１つのセンサであって、相互接続タブのそれぞれのピンへ動作可能に結合される複数の導体を有する少なくとも１つのセンサを備える、請求項１０に記載のライナー／電極モジュール。
【請求項１５】
センサは、温度センサ、圧力センサ、摩耗センサ、磁束密度及びｐＨセンサから成る各類型から選択される、請求項１４に記載のライナー／電極モジュール。
【請求項１６】
ライナーは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレン・テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ＰＦＡ、ポリウレタン、ネオプレン、及びライナテックスゴムから成るグループから選択された材料で構成されている、請求項１０に記載のライナー／電極モジュール。
【請求項１７】
第１端部は、ライニング保護部によって係合されるように構成された肩部を含んでいる、請求項１０に記載のライナー／電極モジュール。
【請求項１８】
第１端部は、そこを通して半径方向に延設される複数の開口部を含んでいる、請求項１０に記載のライナー／電極モジュール。
【請求項１９】
相互接続タブの位置並びにコイル及び管モジュールまでのそのインタフェースは、電極がコイルの磁場の主軸に対して垂直に配向されることを保証する、請求項１０に記載のライナー／電極モジュール。
【請求項２０】
さらに、ライナー内に埋設され、且つそこを通る磁場を分布させるように配置された、少なくとも１つの磁気スプレッダを備える、請求項１０に記載のライナー／電極モジュール。
【請求項２１】
磁気流量計のための流管アセンブリを形成する方法であって、
実質的に連続な内径を有する流管の周りに配置され、その中に少なくとも１つのコイルを収容するコイルチャンバーを含む管／コイル・ハウジングモジュールを提供すること、
その中に配置された１対の電極を有しているライナー／電極モジュールを提供すること、
ライナー／電極モジュールを、流管内に、ライナー／電極モジュールの口唇部が、管／コイル・ハウジングモジュールのマウント用フランジと接触するまで摺動させること、及び
マウント用フランジの近傍に配設された少なくとも１つの相互接続タブを通り、ライナー／電極モジュールの全ての電気的接続を繋ぐように、管／コイル・ハウジングモジュール及びライナー／電極モジュール上の協働する各コネクタを係合させること、
を含む、
方法。
【請求項２２】
さらに、ライニング保護部を有するライナー／電極モジュールの端部をキャプチャーすること、を含む、請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［背景技術］
磁気流量計（マグメータ）は、ファラデー誘導、電磁効果によって流れを計測する。磁気流量計は、流管アセンブリの断面を横切る磁場を生成するコイルにエネルギーを与える。磁場は、電導性プロセス流体の流れを横切る起電力（ＥＭＦ）を誘起する。電導性プロセス流体を横切って展開される結果として生じた電位は、流れているプロセス流体内に延設される１対の電極を用いて計測される。代替として、いくつかの磁気流量計は、起電力（ＥＭＦ）が直接の接触なしに計測されうるように、電極とプロセス流体との間の容量的結合を採用する。いずれにせよ、流速は一般に、誘導された起電力に比例し、そして体積測定流は、流速と流管の断面積とに比例する。
【０００２】
磁気流量計は、様々な流体流の計測環境において有用である。特に、水性流体、イオン性溶液、及びその他の電導性流体の流れは、磁気流量計を用いて全て計測可能である。したがって、磁気流量計は、水処理施設、飲料及び衛生食料の生産、化学プロセス、高純度薬剤の製造、及び有害且つ腐食性流体の処理施設において見出しうる。磁気流量計は、しばしば炭化水素燃料産業において採用され、そこでは研磨性且つ腐食性のスラリーを用いた水圧粉砕技術を採用することがある。
【０００３】
磁気流量計は、差圧ベースの技術がオリフィス板又はベンチュリー管を横断する圧力降下の故に好まれないような応用において、速く正確な流量の計測を提供する。対照的に、磁気流量計は、機械的要素をプロセス流体流内に導入することが困難であるときに用いられうる。したがって、磁気流量計が施与される応用の重要な比率（部分）は、研削性及び／又は腐食性の流体を含む。磁気流量計がそのような摩耗性の応用において用いられるとき、プロセス流体は、流管内にライナーと電極の両方を擦り減らし得て、それは結果的に全磁気流量計を動作不能になしうる。歴史的にこの問題への解決策は、流管アセンブリを取り換えることである。そのような摩耗が生じるときに、現場でより低いコストでより容易に修理されうる磁気流量計流管アセンブリを提供することは、そのような摩耗性及び／又は腐食性の応用についてのプロセス流体流計測の技術を前進させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
磁気流量計のための流管アセンブリが提供される。流管アセンブリは、第１マウント用フランジから第２マウント用フランジまで延設される管を含む。第１及び第２マウント用フランジの各々は、パイプフランジを有しており、パイプフランジはマウント用の面をそれぞれのパイプフランジへ向けている。コイルチャンバーは、第１と第２マウント用フランジとの間で管の外側に配設されている。コイルチャンバーは、内部に配置された少なくとも１つのコイルを有しており、コイルは管内に磁場を生成するよう構成されている。ライナー／電極モジュールは、管内に配置され、かつ非電導性ライナー、少なくとも１つの電極、及び少なくとも１つの電極導体を有している。非電導性ライナーは、第１マウント用フランジから第２マウント用フランジまで延設される。少なくとも１つの電極は、電導性プロセス流体と相互作用するように非電導性ライナー内に配置されている。電極導体は、少なくとも１つの電極から、第１及び第２マウント用フランジの１つのフランジ表面と向き合うパイプの近傍に配設された相互接続タブまで延設される。ライナー／電極モジュールは、管内に配置可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】本発明の実施態様による磁気流量計流管アセンブリの概略の斜視図である。
【図２】本発明の実施態様による磁気流量計流管アセンブリの部分断面図である。
【図３】本発明の実施態様による磁気流量計流管アセンブリのライナー／電極モジュールの概略の斜視図である。
【図４】本発明の実施態様による磁気流量計流管アセンブリの部分の概略の断面図である。
【図５】本発明の別の実施態様による磁気流量計流管アセンブリのライナー／電極モジュールの概略の斜視図である。
【図６】本発明の別の実施態様による磁気流量計流管アセンブリの概略の斜視図である。
【図７】本発明の実施態様による磁気スプレッダを備える磁気流量計流管アセンブリの部分の概略の断面図である。
【図８】本発明の実施態様による埋設された磁気スプレッダを有するライナー／電極モジュールの概略の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
磁気流量計は、しばしば、プロセス流体が、流管アセンブリのライナー及び電極に対して研磨性、及び／又は腐食性を有する厳しい又は要求の強い応用において用いられる。さらに、従来の磁気流量計流管アセンブリは一般に、電極がプロセス流体と接触するところの、流管の側壁及びライナーを貫通する孔を伴って製造される。ライナー／電極モジュールを通り電気ハウジング内へ至る漏洩は、通常は磁気流量計全体にとって壊滅的である。そのような流管アセンブリの保守は、電力及び信号の両方の接続が取り外されなければならないこと、及び磁気流量計全体がプロセス管から引き抜かれなければならないことから困難である。被覆された電極が問題になる応用においては、流管のライナーは清浄にされなければならない。しばしば流管のライナーの洗浄は、流管全体をプロセス流体ラインから取り外すことによってのみ達成されうる。別の一般的な故障モードは、ライナーの浸透である。蒸気、例えば水の蒸気は、ライナーを浸透でき、ライナーと鋼鉄管との間に圧力をかけうる。もし管とライナーとの間の空間の圧力が、ライナー内部の圧力を超えると、ライナーは内側に崩壊しうる。
【０００７】
摩耗性の応用、例えば鉱業スラリーで用いられる磁気流量計については、流管アセンブリは、一般にかなりの頻度で、しばしば６〜１８か月毎に取り換えられなければならない。これは通常、磁気流量計を配線し直すことは勿論のこと、パイプラインから全流管アセンブリを完全に取り除くことを要する。頻繁な取り換えは、単に磁気流量計の購入価格だけでなく、労力及び不稼働時間についてユーザに対して膨大なコストである。例えば、約２４インチ（直径）の直線サイズを有する磁気流量計について、完全な流管アセンブリのコストは数千ドルになりうる。しかし、研磨性プロセス流体から摩耗を受ける構成要素は、通常、流管アセンブリの総コストの僅かな部分（例えば５％）のみを含む。これは、流管アセンブリのコストが、実質的にパイプ、金属フランジ、コイル、及びハウジングによって担われているからである。これらの構成要素は通常、研磨性プロセス流体から摩耗を受けない。さらにこれら非摩耗部分は、流管アセンブリのコストの８０〜９５％程度を含みうる。
【０００８】
本発明の実施態様は、一般に非摩耗部分の再利用を容易にし、それにより損耗されたライナーを有する磁気流量計を修理するために要するコストを実質的に減らす。その代わりに損耗部分（ライナー／電極モジュール）は、流管アセンブリの非摩耗構成要素から簡単に取り外されうる。このような仕方で、研磨性プロセス流体についての磁気流量計の運転のコストは、実質的に低下させられる。
【０００９】
図１は、本発明の実施態様による磁気流量計流管アセンブリの概略の斜視図である。磁気流量計流管アセンブリ１０は、１対のパイプフランジ１４、１６の間に延設される流管１２を含む。幾つかの実施態様において、流管１２は、金属で全体を構成される。パイプフランジ１４、１６の各々は、それぞれのパイプ（図示されていない）と向き合う面１５、１７に向き合うそれぞれのパイプを含む。マウント用フランジ１４、１６の各々は、またマウント用フランジ１４、１６がパイプの区画の間にそれを通してマウントされることを可能にする複数のマウント用孔１８を含む。磁気流量計流管アセンブリ１０はまた、流管アセンブリ１０内の送信器電子回路（図示されず）とコイル／電極との間の接続を可能にする端子板３６（図２に示されている）を収容する電子機器ハウジング２０を含む。本発明の１実施態様による流管アセンブリ１０は、面１５を超えるまで軸方向に且つそこから半径方向外向きに延設されるライナー／電極モジュール２２を含む。したがって、フランジ１４がその対応するパイプフランジまで延ばされるので、ライナー／電極モジュール２２はそれらの間に挟まれる。図１に示されるように、ライナー／電極モジュール２２は、マウント用孔２８、３０の間に半径方向外向きにマウント用フランジ１４の外径２６を超えて延設される少なくとも１つの相互接続タブ２４を含む。相互接続タブ２４上の電気コネクタ（図１には示されていない）は、細管３４を通りハウジング２０への電気接続を可能にする、フランジタブ３２の近傍の交配コネクタと結合する。これは、ライナー／電極モジュール２２内の電極又はそれ以外の別の構成要素（例えば、何らかの追加の温度、圧力、容量センサ）の電気接続は、流管自身を通る半径方向の電気接続を要求しないという点で特に有利である。その代わりに、パイプフランジの面１５と反対の面との間の空間を通る全電気相互接続は、一掃される。これは、漏洩が流管壁内の径方向の開口部を通り生じる潜在的可能性を除去する。いくつかの実施態様において、相互接続用リボンは、ライナー／電極モジュール２２内へ成形又は積層されうる。
【００１０】
図２は、本発明の実施態様による磁気流量計流管アセンブリの部分の概略の断面図である。図２に示されたように、端子ブロック３６は、ハウジング２０内に配置され、導体３８を介してライナー／電極モジュール２２へ電気的に結合される。さらに、端子ブロック３６はまた、管壁４４の近傍のチャンバー４２内に配置された１以上の電磁コイル４０へ結合される。端子ブロック３６は、コイル４０が流管アセンブリを通るプロセス流体を横切る磁場を生成するように、磁気コイル４２と適切なコイル駆動回路（図示されていない）との間の電気的接続を容易にする。端子ブロック３６は、導管４６の近傍に配置され、そして、導体４８が、適切な磁気流量計電子機器に容易に接続されることを可能にする。磁気流量計流管アセンブリと適切な磁気流量計電子装置との組合せは、機能する磁気流量計を提供する。
【００１１】
図２は、ライナー／電極モジュール２２を通過して流れるプロセス流体と接触する複数の電極の１つを示す。電極５０と導体３８との間の電気的な相互接続は、相互接続タブ２４を介して生じる。ライナー／電極モジュール２２は、積層構造として製作されえ、又ライナーは、電極５０及び配線トレース又は導体を被覆して成形されうる。どちらの場合にも、ライナー／電極モジュール２２は、完全な磁気流量計流管アセンブリを形成するように、ピン又は別の適切な構造を介して、相互接続タブ２４で、コイル／ハウジングモジュールへ接続される。１実施態様において、相互接続タブ２４は、相互接続タブ２４がフランジマウントタブ３２に適切に結合されるとき、適切なソケットに受け取られるピンを備える。このようにして、電極５０と導体３８との間の電気的相互接続が相互接続タブ２４を通して生じるので、管壁４４を通る開口部はない。したがって、管壁４４は、その内側表面全体を横切ってマウント用フランジ１４からマウント用フランジ１６まで実質的に連続である。従来技術と比較すると、これは、管壁４４を貫く少なくとも２つの開口部、従って２つの潜在的な漏洩点を取り除く。ライナー／電極モジュール２２が、取り換えを要するとき、そのような取り換えは、管区間から磁気流量計を取り外すこと、及びコイル／ハウジングモジュールからライナー／電極モジュールを摺動させることによって簡単に為されうる。図２に示された実施態様において、この摺動は矢印５２によって示された方向に生じる。その後、新たなライナー／電極モジュールが、適正な位置に摺動で簡単に戻され、そして磁気流量計がサービス状態に戻りうる。そのような操作に必要な時間は、プロセスラインから全磁気流量計を抜き取るのに比べて、実質的に短縮させられると思われる。このようにして、新たなライナー／電極モジュールは、適正な位置にスライドされ得、そして新しい較正情報が磁気流量計電子装置内へ入れられうる。
【００１２】
図２はまた、ライナー／電極モジュール２２の「自由」端部５６を基本的にキャプチャーする、一体化されたライニング保護部５４を示す。ライニング保護部５４は、１つの実施態様においては、頑健な物理的接続および封止を生成するように、マウント用フランジ１６に溶接される。しかし別の実施態様において、ライニング保護部５４は、取り換え可能である。端部５６をキャプチャーすることによって、ライニング保護部５４は、摩耗から端部５６を保護する。さらに、少なくともいくつかの実施態様において、ライナーの端部５６は、真空、極端に低い圧力の応用、又は浸透に起因するライナーの背後での圧力上昇が、ライナーを崩壊させないように、圧力均一化を容易にするのを助ける複数の開口部又は貫通孔５８を含みうる。
【００１３】
図３は、本発明の実施態様によるライナー／電極モジュール２２の概略の斜視図である。ライナー／電極モジュール２２は、第１端部６２及び第２端部６４を有しているライナー部分６０を備え、それら端部６２、６４は、一般にそれぞれのマウント用フランジの近傍に配置される。１実施態様において、端部６２は、一般に管壁４４（図２に示される）の内径内で摺動するように大きさを決められた外径６６を有する。しかし本発明の実施態様は、ライナー／電極モジュール２２が、それを管壁４４の内径内を通すことを可能にするように僅かに変形されるところで実行されうる。さらに何らかの適切な技術が、管壁４４内にライナー／電極モジュール２２を挿入するため又はそれ以外の配置をするために用いられうる。１実施態様において、端部６２はまた、ライニング保護部５４（図２に示される）を受け取るように大きさを決められ、且つ整形されている段差部又は肩部６８を含む。端部６４は、一般に外径６６から半径方向に伸びる口唇部（リップ）７０を一般に含む。しかし、伸びの長さ（ｌ）は、口唇部７０がマウント用孔の干渉又はそれ以外の妨害の何れもしないように選択される。口唇部７０はまた、相互接続タブ２４を通る導体を通過させかつ保護するのに十分である厚み（ｔ）を含む。これは重要である。なぜならマウント用ハードウェアの全てが、様々なマウント用孔１８に据え付けられるとき、口唇部７０及び相互接続タブ２４上の締め付け力は、十分でありうるからである。相互接続タブ２４はまた、タブ２４がマウント用孔２８又は３０の何れをも妨害しないように、近接するマウント用孔１８の間の間隔未満である幅（ｗ）を有する。図３は、ライナーから半径方向内側に延設される電極５０の１つを示す。電極５０とピン７２との間の電気的相互接続は、電極５０とピン７２との間で信号を運ぶために、ライナー／電極モジュール２２内に封入又はそれとは違って配置されるところの電線又は配線によって提供される。同様に、第２の電極５１（図４に示される）は、電極５０の反対側に配置され、かつピン７４に電気的に接続される。ピン７２、７４は、電極を端子板３６に電気的に接続するために、フランジマウントタブ３２内のそれぞれのソケットによって受け取られる。当業者はまた、追加のセンサ又は電子構造物が、ライナー／電極モジュール２２内に埋設され得て、かつ適切に考えられた追加のピン／ソケットによって端子板３６に電気的に結合されうることを認識するであろう。例えば、追加の温度、圧力、ｐＨ、又は他の適切なセンサが、ライナー／電極モジュール２２内に埋設され得て、かつ端子板３６に電気的に結合されうる。付け加えると、電気的特性、例えば抵抗又は容量（それらはライナー／電極モジュールが被った摩耗の量で変化する）を有するセンサは、特に有用である。
【００１４】
ライナー／電極モジュール２２のライニング材料は、磁気流量計ライニングのための任意の適切なライニング材料でありうる。適切なライニング材料の例は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレン・テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ＰＦＡ、ポリウレタン、ネオプレン、及びライナテックスゴムを包含する。ライナー／電極モジュールが、管壁４４の内径に沿って軸方向に挿入されるということから考えると、端部６２、６４の１つが、流管自体の中で摺動可能であり又は別の仕方で配置可能であることは重要である。ライナーが変形可能である実施態様においては、端部の１つの変形が流管アセンブリ内でのライナーの位置決めを容易にし得ることが期待される。
【００１５】
図３は、両方の電極５０、５１、及びピン７２、７４へのそれぞれの電気的相互接続体７６、７８を有するライナー／電極モジュール２２を示す。図３に示された実施態様において、相互接続体７６、７８の経路は、各自それぞれの電極からライナーの直径に沿ってそれらが相互に近づくまでであり、その後、相互接続タブまで実質的に平行に長手方向に延びる。図３に示された実施態様において、相互接続体７６、７８は、ライナー／電極モジュール２２の頂部中央８０の近傍の相互接続タブ２４まで長手方向に延びる。これは、コイルから電極回路への誘導的結合を最小化し、改良された性能をもたらすと信じられている。
【００１６】
ライナー材料の選択は一般的に、測定されるプロセス流体の知識によって為される。例えば、いくつかのプロセス流体は、特定のライニング材料に対して特に攻撃的又は腐食的でありうるが、第２のライニング材料には別に影響を与え得ない。本発明の実施態様は一般に、そのユーザが、流管アセンブリ全体を取り替える必要なしにより良い結果を得るために、ライナー／電極モジュールを取り外しそして別の材料を試してみることを可能にする。
【００１７】
相互接続体７６、７８は一般に、封止が次の方法：（ａ）ライナーを金属リボンに接着すること、又は（ｂ）金属リボンをライナーとフランジ面との間に押圧すること、のどちらか又は両方によって維持されるように、ライナー内に積層されうるリボン又は電線である。
【００１８】
図４は、本発明の実施態様による磁気流量計流管アセンブリの部分の概略の断面図である。特に図４は、管壁４４の内部及び近傍に延設されるライナー／電極モジュール２２のライナー部分６０を示す。さらに図４は、半径方向内側に延設される電極５０を示す。図４についての特別の注意として、フランジ１４は、コネクタ８２を支持するフランジマウントタブ３２を含んでいる。コネクタ８２は、ピン７２、７４を受取り結合する複数のソケットを有する。さらに、コネクタ８２内のソケットは、金属導管８８を通りハウジング２０まで延設される導体８４、８６に結合される。磁気流量計流管アセンブリ１０が、１対の管フランジの間にマウントされるとき、管フランジの締め付け圧力は、ライナー／電極モジュール２２が適切な位置にしっかりと保持されることを保証する。
【００１９】
図５は、本発明の別の実施態様による磁気流量計流管アセンブリのライナー／電極モジュール９０の概略の斜視図である。ライナー／電極モジュール２２（図３に示された）とは異なり、ライナー／電極モジュール９０は、１対の相互接続タブ２４ａ、２４ｂを有する。各相互接続タブ２４ａ、２４ｂは、フランジ１４、１６に対してマウントされる対応するコネクタに結合されるところの１以上の電気的コネクタ、例えばピンを支える。複数の相互接続タブの利用は、ライナー／電極モジュールが流管／コイルモジュールにマウントされるときに、該モジュールの位置の精度を増大させる。さらに追加の相互接続タブを用いることは、ライナー／電極モジュール内に又は近傍に配置された１以上の補助的センサ、例えば温度、圧力、ｐＨ、磁束密度、摩耗、又は別の適切なセンサのコネクタのための追加の領域をもたらす。図５に示された実施態様において、摩耗センサ９２は、ライナー９４内に埋設される。ライナー９４内の導体は、摩耗センサ９２をそれぞれのピン９６、９８に結合させ、それらは、摩耗センサ９２を端子板、例えば図２に示された端子板３６に究極的に結合させるところの対応するソケットによって受け取られる。単一の摩耗センサ９２が示される一方、本発明の実施態様は、流管内に又は近傍に配置され得、かつ端子ブロックに結合されうるところのセンサの数及び種類について多様な態様を含む。１実施態様において、摩耗センサ９２は、非電導性ライナー内に埋設された、材料の電導層を簡単に含みうる。非電導性ライナーを貫通する十分な摩耗が、摩耗センサ９２の電導性材料を電導性プロセス流体に曝すとき、電極のどちらか一方と摩耗センサ９２との間の抵抗は、電導性プロセス流体との接触を示すであろう。
【００２０】
図６は、本発明の別の実施態様による磁気流量計流管アセンブリの概略の斜視図である。流管アセンブリ１００は、流管アセンブリ１０（図１及び２に示された）にいくらか類似性を持ち、そして同様の構成要素は同様な番号が付されている。ライナー／電極モジュール９０は、ライニング保護部５４によってキャプチャーされる端部５６を備える管壁４４内に延設される。ライナー／電極モジュール９０は、フランジ１４に対してマウントされたそれぞれのコネクタ１０２、１０４に結合されるところの複数の相互接続タブ２４ａ、２４ｂを含む。コネクタ１０２、１０４に結合された導体は、それぞれの導管１０６、１０８を介してコイルチャンバー４２まで進む。１以上のコイル４０は、コイルチャンバー４２内に配置され、そして流管アセンブリ１００を通り流れるプロセス流体を横切る磁場を生成する。電極５０、５１は、ライナー９４の内径で曝され、そしてその中を流れるプロセス流体と直接的に接触する。しかし電極５０、５１及びそれらに結合された導体の何れも、管壁４４を通過しない。その代わりに導体は、電極５０、５１の各々から相互接続タブ２４ａ、２４ｂ上の適切なピンまで延設される。こうして管壁４４を貫く開口部又は孔は存在しない。さらに、相互接続タブの数は、１から近傍フランジのマウントする各孔間の空隙の数まで変動する任意の適切な数でありうるので、相互接続体の幅広い種類が、ライナー９４内又は近傍に配置されたセンサのアレイを支えうる。
【００２１】
上記されたように、ライナー及び電極モジュールは、パイプ及びコイルモジュールから分離される。したがって、ライナー／電極モジュールが置き換えられるとき、寸法のばらつきが存在しうる。この寸法の変動は、磁場に対する電極の位置に影響を与える。こうして、電極からの信号は、影響されえて、誤りをもたらす。電極に対する磁気コイルの位置の小さな違いに起因して起こりうるばらつきを減らすために、本発明のいくつかの実施態様は、ライナーの中又は近傍に配置される磁気「スプレッダ」を採用する。磁気スプレッダは、磁場をプロセス流体中に均等に分布させる。ここで使われたように、磁気「スプレッダ」は、ライナー内に埋設される何らかの透磁性部材である。
【００２２】
図７は、本発明の実施態様による磁気スプレッダを備える磁気流量計流管アセンブリの部分の概略の断面図である。スプレッダ１００は、相互接続体７６、７８とコイル４０との間のライナー／電極モジュール９０内に埋設される。コイル４０は、磁力線の大部分がそこから出てくるところの透磁性コア４１の周りに配置される。透磁性コア４１は、任意の適切な透磁性材料で形成されうる。図示されているように、スプレッダ１００は、相互接続体７６と厚みにおいて類似であり、かつパイプの内径の湾曲した表面の輪郭に従う。１実施態様におけるスプレッダ１００は、コイル４０の外側周辺部と重なる大きさに形成されている。このようにして、ライナー／電極モジュール９０の位置決めにおける小さなバラツキは、スプレッダ１００をコイル４０の外側周辺部を超えて動かすには不十分である。したがって、コイル４０及び透磁性コア４１から出る力線は、依然としてスプレッダ１００通過する。スプレッダ１００は、プロセス流体を通して磁場を均等に分布させる。
【００２３】
図８は、本発明の実施態様による埋設された磁気スプレッダを有するライナー／電極モジュールの概略の斜視図である。ライナー／電極モジュール９０は、相互に直径の反対側の１対の磁気スプレッダ１００ａ、１００ｂを有する。さらに図８に示されたように、スプレッダ１００ａ、１００ｂは、直径の反対側に配置された電極５０、５１から約９０度のオフセットで配置される。しかし、スプレッダ１００ａ、１００ｂが、電極５０、５１に対して固定されるので、磁場分布は、コイルと磁気コアの位置の小さな変動に関わらず、本質的に同一である。
【００２４】
本発明の実施態様は、一般的に従来技術及び構成を超える多数の有利点を提供する。ユーザが、どのライナー材料が特定の腐食又は摩耗への適用について最良であるか確信がもてないときに、本発明の実施態様は一般に、ライナー材料、電極材料、又は電極スタイルをより安価に且つより容易に変える。
【００２５】
歴史的には、磁気流量計のライナーが修理を要するとき、修理は、配管のための熟練配管工と配線のための熟練電気工の両方のサービスを必要とした。本発明の実施態様を採用することは、熟練配管工が、電気技術者のサービスを必要とせずに、ライナー／電極アセンブリを取り換えることを可能にする。このことはさらに不稼働時間を短縮する。
【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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【国際調査報告】
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