(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非満水状態で流体が流れる開水路用の流量計であって、流管（１）内にフリューム（２）を有し、該フリューム部またはその上流の流速を電磁誘導の原理により計測する電磁流量計において、
フリューム（２）のスロート部を形成するように流管（１）の軸線と平行な平面で形成された側面（２ｂ）（２ｃ）と、これら側面（２ｂ）（２ｃ）と隣接してその上流に設けた傾斜面（２Ｂ′）（２Ｃ′）とを滑らかなアールで接続したことを特徴とするフリュームを有する電磁流量計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は下水や排水などの計測に好適な電磁流量計の改良に係わり、特にパーマー・ボーラスフリュームに類似した形状のフリュームを有する電磁流量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
出願人は、非満水状態で流体が流れる開水路の流量計として、流管内にいわゆるパーマー・ボーラスフリュームを有し、そのスロート部である水路の絞り部分またはスロート部の上流の流速を電磁誘導の原理によって計測する電磁流量計を特開平５−２７３０１５号公報で提案した。
【０００３】
この従来技術は、例えば図２に示すように流管１内にパーマー・ボーラスフリューム２を有し、このフリューム２に、水平方向に対向した電極３を配置している。流管１の下部には励磁コイル４を設けて図示上下方向の磁界を発生させる。電極３に誘起する流速に比例した電圧を増幅器５で増幅し、Ａ／Ｄ変換器６でディジタル信号に変換してから、演算回路７で流量を算出する。８は励磁コイル４を励磁する励磁電源、９は測定や励磁に必要なタイミング信号を発生するタイミング回路である。
【０００４】
電極３に誘起する流速に比例した電圧をｅとすると、流量Ｑは電圧ｅの関数Ｆ（ｅ）として
Ｑ＝Ｆ（ｅ）
であらわされる。
【０００５】
関数Ｆは、流管１とパーマー・ボーラスフリューム２の形状電磁流量計の設置位置、電極３の形状、磁界の磁束密度分布により決定される関数で、これらのパラメータを固定して予め実測して求めておく。
【０００６】
こうすることで、水位を測定せずに非満水状態の流量を計測する。
図３（ａ）（ｂ）と図４（ａ）（ｂ）は、このような従来技術のフリューム部付近の詳細を示す図である。
【０００７】
これらの図において、１は円筒形の流管、２ａは前記フリューム２の底面、２ｂはフリューム２の一方の側面（側壁）で流れの下流方向に向って右岸に形成され、流管１の軸線と平行な平面で形成されている。２ｃはフリューム２の他方の側面（側壁）で、流れの下流方向に向って左岸に形成され、流管１の軸線と平行な平面で形成されている。なお、流体の流れは図３（ｂ）、図４（ａ）（ｂ）に矢印Ａで示すように図示右方から左方に向って流れる。
【０００８】
３ａと３ｂはそれぞれフリューム２の右側面２ｂと左側面２ｃに設けられた電極で、両者で一対の電極３を構成する。
これらの電極３ａと３ｂは特に図３（ａ）で明らかなように、フリューム２のスロート部の左右の側面（側壁）に対向配置されている。
【０００９】
１０は流体（図３（ａ））、１０Ａは流体１０の水面、１０Ｂは水面１０Ａとフリューム２の前記右側面（側壁）との境を表わす線である（図４（ｂ））。
２Ｂと２Ｃはフリュームを構成する上流部で、側面（側壁）２ｂ，２ｃと隣接して、そのすぐ上流に形成され、流管１の軸線と傾斜した傾斜面で形成され、その上流から流下する流体の流路を絞ってスロート部へ導く。
【００１０】
１１Ｂは、前記側面（側壁）２ｂと傾斜面２Ｂが交わる辺（線分）で形成された稜、１１Ｃは前記側面（側壁）２ｃと傾斜面２Ｃが交わる辺（線分）で形成された稜である。
【００１１】
稜１１Ｂは何れも平面で形成された側面２ｂと傾斜面２Ｂとの交わりで生じる角であり、また稜１１Ｃも平面で形成された側面２ｃと傾斜面２Ｃとの交わりで生じた角であるため、実質上丸みのない、即ちアールを持たない辺であるか、そうで無くとも構成部品の成形や曲げなどの加工方法による出来合いの小さいアールによって形成されていた。
【００１２】
符号Ｌで示す流れ方向（図示左右方向）の長さは、側面（側壁）２ｂと２ｃの流れ方向の長さで、その上流端（図示右端）は前記稜１１Ｂと１１Ｃである。
流管１の上流から流下する流体は、フリューム２の両側面（側壁）で形成されたスロート部に入る前に、先ず傾斜面２Ｂ，２Ｃによって、流管１の軸線に対して傾斜するように流れの向きが変わり、更に、稜１１Ｂ，１１Ｃで流れの方向が流管１の軸線方向に急激に変化する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の技術では、流体が稜１１Ｂ，１１Ｃの上流から下流に移るときに、これらの稜を境にして、特に流路壁面近くの流体の流れ方向が急激に変化するために流れの下流方向に向って左右の稜１１Ｃ，１１Ｂを発生点とする主な波を生じる。
【００１４】
図４（ａ）（ｂ）で、符号１２Ｂで示すのは稜１１Ｂを発生点とする主な波を、符号１２Ｃで示すのは稜１１Ｃを発生点とする主な波である。
この主な波１２Ｂ，１２Ｃはそれぞれその下流側に副次的な波１２Ｂ′，１２Ｃ′を発生させる。
【００１５】
この波によって電極３ａ，３ｂ部分はランダムな水位変化に曝されるばかりでなく、この波は電極近傍の流速分布にもランダムな摂動を生じるため、電極に誘起する流量信号のばらつきが大きくなって、流量の計測精度に悪影響を及ぼすと共に応答が低下するという問題点があった。
【００１６】
そこで、本発明はこのような問題点を解消できるフリュームを有する電磁流量計を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、非満水状態で流体が流れる開水路用の流量計であって、流管（１）内にフリューム（２）を有し、該フリューム部またはその上流の流速を電磁誘導の原理により計測する電磁流量計において、
フリューム（２）のスロート部を形成するように流管（１）の軸線と平行な平面で形成された側面（２ｂ）（２ｃ）と、これら側面（２ｂ）（２ｃ）と隣接してその上流に設けた傾斜面（２Ｂ′）（２Ｃ′）とを滑らかなアールで接続したことを特徴とするものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１（ａ）（ｂ）は本発明の好ましい実施の形態で、１は円筒形の流管で、その内側にパーマー・ボーラスフリューム様のフリューム２を備えている。流体は流管１内を矢印Ａで示すように図示右方から左方に向って非満水状態で流れる。
【００１９】
２ａはフリューム２の底面、２ｂはフリューム２の一方の側面（側壁）で流れの下流方向に向って右岸に形成され、流管１の軸線と平行な平面で形成されている。
【００２０】
２ｃはフリューム２の他方の側面（側壁）で、流れの下流方向に向って左岸に形成され、流管１の軸線と平行な平面で形成されている。
３ａと３ｂはそれぞれフリューム２の右側面２ａと左側面２ｂに設けられた電極で、両者で一対の電極３を構成する。
【００２１】
これらの電極３ａと３ｂはフリューム２の右側面２ｂと左側面２ｃに設けられ、フリューム２のスロート部の左右側面（側壁）に対向配置されている。
２Ｂ′と２Ｃ′はフリュームを構成する上流部で、側面（側壁）２ｂ，２ｃと隣接して、そのすぐ上流に形成され、流管１の軸線と平行でない傾斜面で形成され、上流から流下する流体の流路を絞ってフリューム２の両側面２ｂ，２ｃと底面２ａで形成されたスロート部へ導く。
【００２２】
なお、傾斜面２Ｂ′，２Ｃ′は前記側面２ｂ，２ｃとそれぞれ滑らかにつながるように、傾斜面２Ｂ′，２Ｃ′がそれぞれ側面２ｂ，２ｃと曲面で接続されるようにフリュームを形成してある。
【００２３】
図１（ａ）（ｂ）で符号１３Ｂ，１３Ｃで示す曲線が、それぞれ傾斜面２Ｂ′と側面２ｂ，傾斜面２Ｃ′と側面２ｃを滑らかに大きなアールで連続的に接続する部分を断面で示す線である。
【００２４】
【発明の効果】
本発明のフリュームを有する電磁流量計は、上述のように構成されているので、傾斜面（２Ｂ′）（２Ｃ′）と側面（２ｂ）（２ｃ）とがそれぞれ滑らかなアールで接続されているので、この接続部での流れの向きの急激な変化が防止され、流速の変動の原因になる波の発生を抑制できるため、流量信号のばらつきを小さくし、流量計測の精度が良くなり、しかも応答性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態で、（ａ）は要部縦断平面図、（ｂ）は同図（ａ）の一部を示す拡大図である。
【図２】従来技術の系統図で、検出器は横断面図を示す。
【図３】従来技術の検出器で、（ａ）は横断面図、（ｂ）は縦断面側面図である。
【図４】従来技術の検出器の縦断面図で、（ｂ）は同図（ａ）の一部を示す拡大図である。
【符号の説明】
１          流路
２          フリューム
２ａ        底面
２ｂ        側面（側壁）
２ｃ        側面（側壁）
３Ｂ′      傾斜面
３Ｃ′      傾斜面
１３Ｂ      側面２ｂと傾斜面３Ｂ′の接続面
１３Ｃ      側面２ｃと傾斜面３Ｃ′の接続面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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