JPH08254450A - 電磁流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電極部材の取付作業時に温度センサのリード
線が損傷したり断線したりせず、また、温度センサを電
極部材の接液壁に対接する。 【構成】 測定管１に設けられるアース電極２を、電極
取付孔３に嵌合し圧縮コイルばね９によって測定管１に
圧接される第１の電極構成部材３１と、後端部に温度セ
ンサ１０のリード線導出孔３９が設けられこの部分がば
ね受け部材１３の外部に突出するように前記第１の電極
構成部材３１に螺合された第２の電極構成部材３２とで
構成する。温度センサ１０は第２の電極構成部材３２の
先端面に固着されており、第１電極構成部材３１内に挿
入されるとともに説液壁３３に対接される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、測定管内を流れる導電
性流体の流量と温度を同時に測定する電磁流量計に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、被測定流体の温度を測定し、流体
の流量から消費カロリーを測定するようにしたこの種の
電磁流量計としては、たとえば特開平４−２６４２１５
号公報、実開平４−１０６７２９号公報等に開示された
ものが知られている。前者は被測定流体の流れに伴って
発生する起電力を測定する電極の内部に温度センサを組
み込んでいる。後者は起電力を測定する電極もしくは測
定管および被測定流体をグランドに接地する電極の内部
に温度センサを組み込んでいる。温度センサは、被測定
流体の温度をより正確に測定するために電極の接液壁に
対接することが望ましい。

【０００３】図６はこのような電磁流量計における電極
および温度センサの取付構造の従来例を示す断面図であ
る。これを概略説明すると、測定管１はその周壁にアー
ス用電極２が取り付けられる電極取付孔３を有してい
る。また、測定管１の外周面には電極取付孔３を取り囲
む筒状の電極収納部４が一体に突設されている。一方、
内周面は電気的絶縁性と耐久性を持たせるためにフッ素
樹脂、ネオプレン等のライニング材５によって保護され
ている。また、このライニング材５は、前記電極取付孔
３の孔壁面および測定管１の外周面の一部、すなわち電
極収納部４の内底面をも覆い保護している。

【０００４】前記アース用電極２は、測定管１と被測定
流体６をグランドに接地するためのもので、導電材料に
よって接液側を閉塞した筒状体によって形成され、外周
面にフランジ部２ａを一体に備えている。アース用電極
２の閉塞側端部２ｂは前記電極取付孔３にライニング材
５を介して嵌合され、その先端すなわち接液壁２ｃが前
記測定管１内に臨み接液面を形成している。アース用電
極２のフランジ部２ａは、電極収納部４の内底面を覆う
ライニング材５ａにＯリング８を介して密接し、かつ導
電材料からなる圧縮コイルばね９によって圧接されてい
る。そして、アース用電極２は被測定流体６の温度を測
定する温度センサ１０を内蔵している。温度センサ１０
は前記接液壁２ｃに対接するようにアース用電極２内に
収納されており、そのリード線１１がアース用電極２の
後端開口部より栓１２の貫通孔を通って外部に導出され
ている。

【０００５】前記電極収納部４は、前記圧縮コイルばね
９のばね受け部材１３によって閉塞されている。ばね受
け部材１３は筒状体に形成されて外周面におねじ１４を
有し、電極収納部４の内周面に形成しためねじ１５に螺
合している。また、ばね受け部材１３の底面中央には前
記アース用電極２の後端部を外部に突出させるための貫
通孔１６が形成されている。アース用電極２は測定管１
に対して圧縮コイルばね９、ばね受け部材１３および電
極収納部４を介して電気的に接続されており、貫通孔１
６からばね受け部材１３の外部に突出する後端面にはア
ース用リード線１７の一端が半田付けによって接続され
ている。なお、１８は温度センサ１０をアース用電極２
の接液壁２ｃに固着するための充填剤である。

【０００６】このような電極および温度センサの取付構
造において、アース用電極２の測定管１への取り付けに
際しては、先ず温度センサ１０をアース用電極２の内部
に挿入し、充填剤１８によって接液壁２ｃに固着する。
次に、この温度センサ１０が組み込まれたアース用電極
２の閉塞側端部２ｂを電極取付孔３に嵌合してフランジ
部２ａを電極収納部４の内底面、言い換えれば測定管１
の外周面にＯリング８を介して密接する。しかる後、前
記フランジ部２ａ上に圧縮コイルばね９を載置し、ばね
受け部材１３を電極収納部４に螺合して圧縮コイルばね
９を圧縮し、フランジ部２ａを測定管１の外周面に押し
付ける。そして、ばね受け部材１３の貫通孔１６から外
部に突出しているアース用電極２の後端面にアース用リ
ード線１７の一端を半田付けによって接続する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の電磁流
量計において、アース用電極２の取付けに際しては予め
アース用電極２に温度センサ１０を組み込み、次にこの
アース用電極２を測定管１の電極取付孔３に嵌合し、し
かる後ばね受け部材１３を電極収納部４に螺合する必要
がある。このため、ばね受け部材１３を電極収納部４に
螺合する際にはリード線１１がばね受け部材１３の貫通
孔１６から外部に突出している。しかしながら、リード
線１１がばね受け部材１３の貫通孔１６から外部に突出
した状態でばね受け部材１３の締め込み作業を行うと、
リード線１１が手に絡まったりあるいは電極収納部４や
ばね受け部材１３のエッジ部に引っ掛かったりして損傷
したり断線するという問題があった。そこで、このよう
な問題を解決する方法として従来はアース用電極２を測
定管１に取り付けた後、アース用電極２の後端開口部よ
り温度センサ１０をアース用電極２内に収納するように
している。しかし、その場合はアース用電極２の内径が
小さいと温度センサ１０が途中で引っ掛かったりするた
め、接液壁２ｃに確実に対接させることが難しく、被測
定流体６の温度を正確に測定できないという問題があっ
た。

【０００８】本発明は上記した従来の問題点に鑑みてな
されたもので、その目的とするところは、電極部材の取
付作業時に温度センサのリード線が損傷したり断線した
りすることがなく、また温度センサを電極部材の接液壁
に確実に対接させることができるようにした電磁流量計
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、外周面に電極取付孔を取り囲む電極収納部が
突設された測定管と、前記電極取付孔に嵌合した電極部
材と、前記電極収納部内に弾装され電極部材を測定管に
圧接するばねと、前記電極収納部を閉塞するとともに前
記電極部材の後端を外部に突出させる貫通孔を有するば
ね受け部材と、前記電極部材の先端の接液壁に対接する
ように内蔵された温度センサとを備えた電磁流量計にお
いて、前記電極部材を、前記電極取付孔に嵌合し前記ば
ねによって測定管に圧接される第１の電極構成部材と、
後端部に前記温度センサのリード線導出孔が設けられこ
の部分が前記ばね受け部材の外部に突出するように前記
第１の電極構成部材に組み付けられる第２の電極構成部
材とで構成したことを特徴とする。また、本発明は、第
１の電極構成部材を接液側が閉塞した筒状体によって形
成し、第２の電極構成部材を筒体で形成したことを特徴
とする。また、本発明は、第１の電極構成部材を両端が
開放する筒状体によって形成し、第２の電極構成部材を
接液側が閉塞した筒状体によって形成したことを特徴と
する。

【００１０】

【作用】本発明において、電極部材は、第１の電極構成
部材と第２の電極構成部材の２部材からなり、検出用の
電極もしくはアース用の電極を形成する。第１の電極構
成部材は電極取付孔に嵌合する。ばねは第１の電極構成
部材を測定管の外周面に押し付ける。第２の電極構成部
材は後端部に温度センサのリード線導出孔を有し、第１
の電極構成部材に螺合、圧入等によって組み付けられ
る。ばね受け部材は電極収納部を覆うとともに貫通孔か
ら第２の電極構成部材の後端部を外部に突出させる。温
度センサは、接液側が閉塞した電極構成部材にその接液
壁に対接するように収納される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。図１は本発明に係る電磁流量計の一実
施例を示す断面図、図２は測定管の外観斜視図、図３は
温度センサが組み込まれたアース用電極の取付構造の断
面図である。なお、図中従来技術の欄で説明したものと
同一の構成部材等については同一符号を付し、その詳細
な説明を省略する。これらの図において、電磁流量計２
０は非磁性材からなる測定管１と、これを覆うケース２
１および後述する変換器２２によって概ね構成されてお
り、ケース２１は測定管１の両端部に設けた接続配管用
フランジ１ａ，１ｂに取り付けられている。ケース２１
の上部には一体に突設された筒状のリード線導出部２１
Ａを有し、その先端に変換器２２が設けられている。

【００１２】前記測定管１の外周には、測定管１の軸線
と直交する磁束φを形成する一対の励磁コイル２３が互
いに対向するように周方向に１８０°位相を異ならせて
設けられている。励磁コイル２３はコア２４に巻回され
ている。また、測定管１における軸線方向中央には、前
記励磁コイル２３による磁束φと測定管１の軸線の双方
に対して直交する方向に軸線をもつ一対の検出用電極２
５が設けられており、その内端面が管路２６内に臨み接
液面を形成している。このため、励磁コイル２３と検出
用電極２５は、測定管１の周方向に９０°位相がずれて
いる。また、検出用電極２５は測定管１に対して電気的
に絶縁されるとともに液シールされており、その信号取
出用リード線２７が前記変換器２２に接続される。な
お、検出用電極２５としては、通常ステンレス等の非磁
性材によって製作され、耐食性が要求される場合は、白
金、タンタル、チタン等の貴金属で製作される。

【００１３】また、測定管１の周面両端部寄りには一対
のアース用電極２が設けられており、その先端面が管路
２６内に臨み接液面を形成している。アース用電極２
は、起電力を検出しないために励磁コイル２３および検
出用電極２５に対して任意の角度を隔てた位置に設けら
れる。また、アース用電極２は測定管１に対して圧縮コ
イルばね９およびばね受け部材１３を介して電気的に接
続されるとともに、アース用リード線１７によって前記
変換器２２を経てグランドに接地される。アース用電極
２を変換器２２に接続する理由は、被測定流体６の電位
（グランド電位）が必ずしも０ボルトとは限らないた
め、この電位を検出用電極２５によって検出した起電力
から差し引いて正規の起電力を得るためである。また、
一対のアース用電極２の中、下流側のアース用電極２は
被測定流体６の温度を測定する白金測温抵抗体等の温度
センサ１０を内蔵している。

【００１４】温度センサ１０を収納するアース用電極２
の構造等を図３に基づいてさらに詳述すると、このアー
ス用電極２は、導電材料によって２つに分けて形成され
た第１、第２の電極構成部材３１，３２とで構成され
る。

【００１５】前記第１の電極構成部材３１は、先端すな
わち接液側が閉塞した筒状体によって形成されており、
後端部外周面にはフランジ部３１ａを一体に有してい
る。第１の電極構成部材３１は前記測定管１の外部から
電極取付孔３に嵌合され、その接液壁３３が測定管１内
に臨み接液面を形成している。この接液壁３３の肉厚ｔ
は、温度センサ１０が流体温度を正確に測定することが
できるようにするために可及的薄く設定される。一方、
第１の電極構成部材３１のフランジ部３１ａは測定管１
の外周面にＯリング８を介して密接し、かつ圧縮コイル
ばね９によって圧接される。第１の電極構成部材３１の
中心孔３４には、開口側にねじ孔３５が形成され、奥側
に前記温度センサ１０の収納部３６が形成されている。
そして、第１の電極構成部材３１は、接液壁３３を被測
定流体６から保護するために耐食性に優れた材料、たと
えばタンタル、チタン等によって形成される。

【００１６】前記第２の電極構成部材３２は、ステンレ
ス等の非耐食性材料によって両端が開放する筒体によっ
て形成されている。第２の電極構成部材３２の外周面先
端部寄りには雄ねじ部３７が形成されており、この雄ね
じ部３７は第１の電極構成部材３１のねじ孔３５に螺合
することで第２の電極構成部材３２を第１の電極構成部
材３１に組み付ける。第２の電極構成部材３２の後端部
は、ばね受け部材１３の貫通孔１６から外部に突出し、
また後端面には前記アース用リード線１７の一端をビス
３８によって接続されている。さらに、第２の電極構成
部材３２は後端部周面に形成したリード線導出孔３９を
有している。このリード線導出孔３９は第２の電極構成
部材３２の軸線方向に長く形成されている。

【００１７】前記温度センサ１０は、第２の電極構成部
材３２の先端面に熱伝導性のよい接着剤４０によって固
着されており、そのリード線１１が第２の電極構成部材
３２の内部を通り前記リード線導出孔３９からばね受け
部材１３の外部に導出される。この温度センサ１０は、
第２の電極部材３２が第１の電極構成部材３１にねじ孔
３５と雄ねじ部３７の螺合によって組み付けられると、
図３に示すように第１の電極構成部材３１のセンサ収納
部３６内に位置付けられ、その接液壁３３に対接する。

【００１８】このような構造からなる電磁流量計２０に
おいて、励磁コイル２３に通電してこれを励磁すると、
測定管１内を流れる被測定流体６を横切ってその流れと
直交する磁界が発生する。磁界が発生すると、電磁誘導
現象により磁界の方向と流れの方向の双方に対して直交
する方向に流速に比例した起電力が流体中に発生し、こ
れを一対の検出用電極２５によって取り出し増幅して信
号処理した後記録したり、指示計器に伝送することで被
測定流体６の流量や平均流速を測定したり流量の定値制
御を行う。

【００１９】温度センサ１０は、第１の電極構成部材３
１のセンサ収納部３６内にあってその接液壁３３に対接
することにより接液壁３３の温度を測定する。しかし、
この接液壁３３は測定管１内に臨み被測定流体６に接液
しているため、被測定流体６の温度と略等しく、したが
って、接液壁３３の温度を測定すれば実質的に被測定流
体６の温度を測定したことになる。

【００２０】アース用電極２を測定管１に対して取り付
ける際には、先ず第１の電極構成部材３１を電極取付孔
３に嵌合してフランジ部３１ａをＯリング８を介して測
定管１の外周面に密接する。次に、圧縮コイルばね９を
フランジ３１ａ上に載置してばね受け部材１３を電極収
納部４に螺合して圧縮コイルばね９を圧縮する。このた
め、圧縮コイルばね９はフランジ部３１ａを弾圧し測定
管１の外周面に押し付ける。次に、第２の電極構成部材
３２を第１の電極構成部材３１に組み付ける。この時、
温度センサ１０は第２の電極構成部材３２の先端面に予
め接着剤４０によって固着されており、そのリード線１
１が第２の電極構成部材３２の内部を通ってリード線導
出孔３９から外部に導出されている。このように温度セ
ンサ１０が取り付けられた第２の電極構成部材３２をば
ね受け部材１３の貫通孔１６から電極収納部４の内部に
挿入して雄ねじ部３７を第１の電極構成部材３１のねじ
孔３５にねじ込み、温度センサ１０を第１の電極構成部
材３１の接液壁３３に対接すると、第２の電極構成部材
３２が第１の電極構成部材３１に組み付けられる。そし
て、アース用リード線１７の一端を第２の電極構成部材
３２のばね受け部材１３から突出している後端面にビス
３８によって接続することにより、アース用電極２の取
付作業が完了する。

【００２１】このような電磁流量計２０にあっては、ば
ね受け部材１３を電極収納部４に螺合した後、温度セン
サ１０が取り付けられた第２の電極構成部材３２を第１
の電極構成部材３１に組み付けることができるので、ば
ね受け部材１３を螺合する際には温度センサ１０のリー
ド線１１が存在せず、したがって、リード線１１が手に
からまったり電極収納部４やばね受け部材１３のエッジ
部に引っ掛かって損傷したり断線したりすることがな
い。また、予め温度センサ１０を第２の電極構成部材３
２に取り付けているので、第２の電極構成部材３２を第
１の電極構成部材３１に組み付けると、温度センサ１０
を第１の電極構成部材３１の接液壁３３に対接すること
ができる。

【００２２】図４に示す実施例においては、第２の電極
構成部材３２の先端部３２ａを嵌合部とし、この嵌合部
３２ａを第１の電極構成部材３２の中心孔３４に圧入す
ることで第２の電極構成部材３２を第１の電極構成部材
３１に組み付けている。その他の構成は上記した実施例
と同様である。

【００２３】図５に示す実施例においては、アース用電
極２を、両端が開放する筒状体によって形成した第１の
電極構成部材５０と、接液側が閉塞する筒状体によって
形成した第２の電極構成部材５１によって構成し、第２
の電極構成部材５１に温度センサ１０を内蔵している。
第１の電極構成部材５０は、電極取付孔３に嵌合する第
１の筒部５０ａと、測定管１の外周面にＯリング８を介
して密接するフランジ部５０ｂと、ばね受け部材１３の
貫通孔１６から外部に突出する第２の筒部５０ｃとを一
体に有する。第１の電極構成部材５０の中心孔５３の一
部は雌ねじが形成されることによりねじ孔５４を形成し
ている。第２の電極構成部材５１は、外周面先端部寄り
に形成した雄ねじ部５５を有し、この雄ねじ部５５は前
記第１の電極構成部材５０のねじ孔５４に螺合する。ま
た、第２の電極構成部材５１の後端部周面にはスリット
状のリード線導出孔３９を設けている。第２の電極構成
部材５１の内部には前記温度センサ１０がその接液壁５
６に対接するように収納されており、かつ比較的熱伝導
性のよい合成樹脂、セラミック微粉体等を含む接着剤な
どの充填物５８によってモールドされている。温度セン
サ１０のリード線１１は第２の電極構成部材５１内を通
ってリード線導出孔３８から外部に導出されている。そ
して、第２の電極構成部材５１は、Ｏリング５７を介し
て第１の電極構成部材５０に挿入され、雄ねじ部５５が
ねじ孔５４に螺合することで第１の電極構成部材５０に
組み付けられる。この状態において、第２の電極構成部
材５１の接液壁５６は測定管１内に臨むことにより接液
面を形成する。そして、第１、第２の電極構成部材５
０，５１はいずれもその一部が被測定流体６に接するた
めに耐食性材料によって製作される。なお、その他の構
造は図３および図４に示した実施例と同様である。

【００２４】なお、上記した実施例はいずれもアース用
電極２の内部に温度センサ１０を組み込んだ例を示した
が、本発明はこれに特定されるものではなく、起電力検
出用の電極２５の内部に組み込んでもよい。したがっ
て、本発明においては、起電力検出用の電極とアース用
の電極を総称して電極部材と呼んでいる。起電力検出用
の電極２５に温度センサ１０を組み込む場合は、検出用
電極２５を上記したアース用電極２と同様に第１，第２
の電極構成部材で構成すればよい。ただし、検出用電極
２５については測定管１に対して絶縁して取り付ける必
要があるが、この絶縁は電極と圧縮コイルばねとの間に
絶縁部材を介在させることにより簡単に達成することが
できる。また、上記した実施例はアース用電極を２つ設
けた例を示したが、必ずしも２つ設ける必要はなく、１
つのみであってもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る電磁流
量計は、温度センサを収納する電極部材を第１、第２の
電極構成部材で構成したので、第１の電極構成部材を測
定管に取り付け、ばね受け部材で電極収納部を閉塞した
後、第２の電極構成部材を第１の電極構成部材に組み付
けることができる。また、この第２の電極構成部材は、
温度センサ用のリード線導出孔を有する後端部がばね受
け部材の外部に突出するように第１の電極構成部材に組
み付けられるため、予め温度センサを第２の電極構成部
材に取り付けておくことができる。したがって、ばね受
け部材を電極収納部に取り付ける際には温度センサのリ
ード線が存在しないため、このリード線が手に絡まった
りあるいは電極収納部やばね受け部材のエッジ部に引っ
掛かって損傷したり断線したりすることがない。また、
予め温度センサを第２の電極構成部材に組み付けておく
ことができるので、温度センサを電極部材の接液壁に対
して確実に対接することができ、被測定流体の温度を正
確に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る電磁流量計の一実施例を示す断
面図である。

【図２】 測定管の斜視図である。

【図３】 アース用電極の取付構造の断面図である。

【図４】 本発明の他の実施例を示すアース用電極の取
付構造の断面図である。

【図５】 本発明のさらに他の実施例を示すアース用電
極の取付構造の断面図である。

【図６】 アース用電極と温度センサの取付構造の従来
例を示す断面図である。

【符号の説明】

１…測定管、２…アース用電極、２ｃ…接液壁、３…電
極取付孔、４…電極収納部、５…ライニング材、６…被
測定流体、８…Ｏリング、９…圧縮コイルばね、１０…
温度センサ、１１…温度センサ用リード線、１３…ばね
受け部材、１６…貫通孔、１７…アース用リード線、２
０…電磁流量計、３１…第１の電極構成部材、３１ａ…
フランジ部、３２…第２の電極構成部材、３３…接液
壁、３９…リード線導出孔、５０…第１の電極構成部
材、５０ｂ…フランジ部、５１…第２の電極構成部材、
５６…接液壁。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周面に電極取付孔を取り囲む電極収納
   部が突設された測定管と、前記電極取付孔に嵌合した電
   極部材と、前記電極収納部内に弾装され電極部材を測定
   管に圧接するばねと、前記電極収納部を閉塞するととも
   に前記電極部材の後端を外部に突出させる貫通孔を有す
   るばね受け部材と、前記電極部材の先端の接液壁に対接
   するように内蔵された温度センサとを備えた電磁流量計
   において、前記電極部材を、前記電極取付孔に嵌合し前
   記ばねによって測定管に圧接される第１の電極構成部材
   と、後端部に前記温度センサのリード線導出孔が設けら
   れこの部分が前記ばね受け部材の外部に突出するように
   前記第１の電極構成部材に組み付けられる第２の電極構
   成部材とで構成したことを特徴とする電磁流量計。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の電磁流量計において、
   第１の電極構成部材を接液側が閉塞した筒状体によって
   形成し、第２の電極構成部材を筒体で形成したことを特
   徴とする電磁流量計。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の電磁流量計において、
   第１の電極構成部材を両端が開放する筒状体によって形
   成し、第２の電極構成部材を接液側が閉塞した筒状体に
   よって形成したことを特徴とする電磁流量計。