專利名稱：電磁流量計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計量以非滿水狀態(tài)流過流管內(nèi)的流體流量的電磁流量計。
電磁流量計是一種計量裝置，它施加與流管軸向方向垂直的磁場，用配置在流管內(nèi)的電極檢測導(dǎo)電性流體流過該區(qū)域時產(chǎn)生的電動勢，再根據(jù)該電極檢測出的電動勢，計算出流過流管內(nèi)的流體的流量。
一般來說，前述電極的位置應(yīng)選在電動勢與流量比最適當(dāng)?shù)奈恢?。具體地說若在滿水狀態(tài)下流管內(nèi)的流體對檢測出的電極間的電動勢的影響程度為流體各部分產(chǎn)生的電動勢的總和，則應(yīng)相對通過流管中的高度處的線配置電極，這樣相對于對象流體的誤差為小。
若電極間電動勢的影響程度為加權(quán)數(shù)W，則將電極配置在最佳位置時的電動勢e，可用式(1)表示。e=2πa∫WBvd×dy......(1)]]>x、y與管軸垂直的平面座標(biāo)B磁通密度v流速在式(1)中，加權(quán)系數(shù)W表示，對于具有對稱性的、理想的層流來說，在均勻磁場分布下不會產(chǎn)生流量誤差。
然而，流管內(nèi)并不經(jīng)常處于基本上滿水的狀態(tài)，由于用途不同，流體常常在非滿水狀態(tài)下流過流管內(nèi)。即使在這時，只要電極仍浸在流體內(nèi)，仍可用原有的電磁流量計檢測出表示流過流管內(nèi)的流體流量的流量信號。
這時的加權(quán)系數(shù)如果還是滿水時的加權(quán)系數(shù)，那么由于流體形狀經(jīng)常變化，對稱性不好、流量分布變化等原因均會產(chǎn)生流量誤差。
另外一個問題是，由于電極設(shè)在流管的中心高度處，所以當(dāng)流過流管中的流體水位低于50％時，電極會露出在流體外，這樣便不可能進行電動勢的測定。
為了解決這一問題，曾有人提出了下述形式的電磁流量計，即用測定管端部作為與流體相接的線狀地電極，它與安裝在測量管下部的點電極相對，產(chǎn)生與垂直方向正交的磁場，從而測定電極管的電動勢。
然而這種電磁流量計，電動勢對水位的依賴性較強，這是產(chǎn)生流量誤差的主要原因。因此，尋求解決對水位依賴性的方案是十分重要的。
針對上述情況，本發(fā)明的目的就是要提供使由測定管端部構(gòu)成的與流體相接的線狀地電極和安裝在測定管下部的點電極相對，產(chǎn)生正交磁場，且能夠不依賴流體水位而正確測定流量的電磁流量計。
為了能實現(xiàn)這一目的，本發(fā)明的第一構(gòu)成方式的特征在于具有，可不依賴流體水位而計算出流過測定管中的流體流量的流量計算組件，和顯示同流量計算組件計算出的流體流量的顯示組件。
若采用這種構(gòu)成，由于可用流量計算組件在不依賴流過測定管中的流體水位的情況下計算出流體流量，所以可以正確地測定以非滿水狀態(tài)流過測定管中的流體流量。
本發(fā)明的第二構(gòu)成方式的特征在于，在如權(quán)利要求1所述的電磁流量計中，其流量計算組件具有，在測定管內(nèi)部產(chǎn)生與測定管軸向正交的、使流體內(nèi)部產(chǎn)生的電動勢不受流體水位影響的磁場的磁場發(fā)生組件，和根據(jù)磁場發(fā)生組件產(chǎn)生的磁場，由流體內(nèi)產(chǎn)生的電位計算出流過測定管內(nèi)部的流體流量，且將該計算出的流量輸出到顯示組件的流量輸出組件。
若采用這種構(gòu)成，由于用磁場發(fā)生組件在測定管內(nèi)部產(chǎn)生了與測定管軸向正交的、使流體內(nèi)部產(chǎn)生的電動勢不受流體水位影響的磁場，所以可正確地測定在非滿水狀態(tài)下流過測定管中的流體流量。
而且，本發(fā)明的第三構(gòu)成方式的特征在于，在如權(quán)利要求1所述的電磁流量計中，其流量計算組件具有在測定管內(nèi)部產(chǎn)生與測定管軸向正交的磁場的磁場發(fā)生組件，以及可根據(jù)由磁場發(fā)生組件產(chǎn)生的磁場在流體內(nèi)產(chǎn)生的電位和流過測定管中的流體水位，計算出流過測定管內(nèi)部的流量，并將該計算出的流量輸出到顯示組件的流量輸出組件。
若采用這種構(gòu)成，由于流量輸出組件可根據(jù)由磁場發(fā)生組件產(chǎn)生的磁場而在流體內(nèi)產(chǎn)生的電位和流過測定管中的流體水位，計算出流過測定管內(nèi)部的流體流量，并將該計算出的流量輸出至顯示組件，所以可以正確地測定出在非滿水狀態(tài)下流過測定管中的流體流量。
圖1A為電磁流量計的網(wǎng)絡(luò)模型的外觀圖。
圖1B為流體要素的模型圖。
圖2為表示用圖1的網(wǎng)絡(luò)模型計算出的電磁流量計的水位依賴性的示意圖。
圖3為表示本發(fā)明第一實施形式所涉及的電磁流量計的概略性結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為表示安裝在測定管端部處的接地回路的示意圖。
圖5為表示本發(fā)明第二實施形式所涉及的電磁流量計的概略性結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為表示特征系數(shù)f的示意圖。
圖7為表示本發(fā)明第三實施形式所涉及的電磁流量計的概略性結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8為表示測定管下部軸向電位分布的示意圖。
圖9為表示本發(fā)明第四實施形式所涉及的電磁流量計的概略性結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10為表示水面電位和下部電位間電位差以及下部電極與地電位間電位差的示意圖。
圖11為表示本發(fā)明第五實施形式所涉及的電磁流量計的概略性結(jié)構(gòu)示意圖。
圖12為表示本發(fā)明第六實施形式所涉及的電磁流量計的概略性結(jié)構(gòu)示意圖。
下面詳細說明最佳實施例。
首先說明初始時電動勢與水位依賴性之間的關(guān)系。因被測流體的導(dǎo)電性大多較低，故電磁流量計的特征方程式略去了雷諾數(shù)較小的渦流電流的效果，所以可將流體方程式和電磁特性方程式分開討論。
電磁特性方程式，可由麥克斯韋方程式和普通歐姆定律聯(lián)立求解。聯(lián)立而得出的偏微分方程式為式(2)。
Φ標(biāo)電位流速磁通密度該偏微分方程式可解析為以
為源的泊松方程式。目前已知的該泊松方程式的解法為網(wǎng)絡(luò)形差分法。
在Fields and Waves in Communication Electronics SIMONPAMO etc.1965John Wiloy&Sons中，曾用該差分法將泊松方程式近似展開為式(3)。
+Φ(x，y+h)+Φ(xy-h)-4Φ(x，y)}……(3)其中，h表示微小步長。
將式(3)變形，可有
-Φ(x，y)]+[Φ(x，y+h)-Φ(x，y)]+[Φ(x，y-h)-Φ(x，y)]……(4)在上述式(4)中，x，y與Kirchhoff第一定律中的參數(shù)相同，因此，式(2)的偏微分方程式可以替換為等價回路網(wǎng)絡(luò)(網(wǎng)絡(luò)模型)。
根據(jù)在相對測定管軸向為正交方向上產(chǎn)生磁場且測定在由測定管端部構(gòu)成的接觸液體的線狀地電極和安裝在測定管下部的點電極間的電動勢的電磁流量計，可構(gòu)造出如圖1A所示的網(wǎng)絡(luò)模型。
圖1B示出了流體要素的模型圖。在該圖中，50為流體要素，51為流體電阻，52為電動勢。
在該網(wǎng)絡(luò)模型中，電動勢沿上下方向起支路作用。而且，圖2示出了用該網(wǎng)絡(luò)模型計算電動勢與水位信號性時得到的結(jié)果。
在計算該水位依賴性時，假定流管各部分中的流速、磁通密度恒定。
如圖2所示，當(dāng)水位較高時輸出的變化率較小。即可以確認(rèn)其敏感度不足。
下面對這一結(jié)果作定性說明。
由各流體要素產(chǎn)生的電動勢的電位分布是以設(shè)在測定管端部處的地電極為基準(zhǔn)測定的。當(dāng)水位較低時，圖1B所示的由電動勢52的正極到地電極的阻抗和由地電極通過點電極到電動勢52負(fù)極間的阻抗值具有良好的對稱性。
當(dāng)點電極靠近電源52的負(fù)極附近時，可獲得作為電極間輸出的較大輸出。然而當(dāng)水位上升時，相對靠近水面的流體要素的電動勢，由地電位通過點電極而指向電動熱負(fù)極的阻抗較大，點電極電位位于地電極、電動勢負(fù)陰極之間，輸出較小。這樣便可以認(rèn)定，電極間電動勢的輸出，隨著水位的上升，敏感度下降。
電磁流量計的輸出特性不能單純地由測定管的剖面形狀來確定。即如前述的模擬法所示，電極間的電動勢，由三維的電極配置、形狀及測定管的形狀確定。
本實施形式的電磁流量計，是將由測定管端部構(gòu)成的地電極作為測定電極，所以電極間的輸出特性與包含在其間的流體內(nèi)電動勢的總和有關(guān)，和常規(guī)電磁流量計相比，受沿軸向較大范圍內(nèi)的流體的影響較強。
下面參考


本實施形式所涉及的電磁流量計。<第一實施形式>
本實施形式的電磁流量計，是通過改變測定管1上磁場線圈的設(shè)置位置的方式，改變磁通分布，從而修正電磁流量計對水位的依賴性。
電磁流量計的電極間的輸出，可由加權(quán)系數(shù)和流速分布、磁通密度分布的積的積分求出。因此，為了對水位較高時輸出敏感度較低的特性進行補償，可利用水位在較高位置時磁通密度較大來改善其輸出特性。
然而，并不是單使水位較高處的磁通密度較高即可，實際上還必需考慮各部分加權(quán)系數(shù)的影響，來決定其磁通分布。
圖3為表示本發(fā)明第一實施形式所涉及的電磁流量計的概略性結(jié)構(gòu)示意圖。
在圖3中，1為在內(nèi)面設(shè)有絕緣層的，或是本身由絕緣材料形成的測定管。流體由該測定管1的內(nèi)部流過。9表示的是流過測定管1內(nèi)部的流體的水位。
在測定管1的下部裝有檢測由流過測定管1內(nèi)部的流體產(chǎn)生的電動勢用的點電極2。而且在測定管1的兩側(cè)壁上，還配置有在測定管1內(nèi)部產(chǎn)生磁通用的激磁線圈2。
若從測定管1的中心看，該激磁線圈3的張開角度，應(yīng)設(shè)定在80°-100°的范圍內(nèi)，以和加權(quán)系數(shù)相反，盡可能地減小對輸出的影響。
為了使高水位位置的磁通密度較大，需要保持激磁線圈3的打開角度，還應(yīng)以使激磁線圈3的中心較測定管1的水平方向的中心線錯開θ角的方式，將激磁線圈3設(shè)置在測定管1的側(cè)壁上。
上述激磁線圈3與激磁回路4相接。當(dāng)激磁回路4輸出的方波、正弦波等激磁電流流過激磁線圈3時，后者在測定管1內(nèi)部產(chǎn)生磁場。
而且如圖4所示，在測定管1的兩端部裝有與導(dǎo)電性流體相接觸的接地環(huán)5，這種結(jié)構(gòu)使它兼有一個電極的功能。
點電極2和接地環(huán)5的地電位線分別與差分放大器13的輸出側(cè)相接。差分放大器13的輸出側(cè)與除噪聲回路6的輸入側(cè)相接。
除噪聲回路6的輸出側(cè)與計算流過測定管1內(nèi)的流體流量的信號處理部14的輸入側(cè)相接。信號處理部14的輸出側(cè)與顯示用信號處理部14計算出的流量的顯示部15相接。
為了能使激磁線圈3高效率的產(chǎn)磁通而采用了由鐵芯和殼體等構(gòu)成的反饋磁路，因其和本發(fā)明的主題無直接關(guān)系，故在此略去了其說明。
下面對具有上述結(jié)構(gòu)的電磁流量計的動作進行說明。
當(dāng)檢測流過測定管1內(nèi)部的流體流量時，首先要驅(qū)動激磁回路4，向激磁線圈3施加激磁電流以在測定管1內(nèi)部產(chǎn)生磁場。
如上所述，由于磁場線圈3的設(shè)置位置是按較測定管1水平方向的中心線偏置θ度的方式設(shè)置，所以在水位較高的位置，磁通密度也較高，這樣，即使流體以非滿水狀態(tài)流過測定管1，也可以修正電磁流量計對水位的依賴性。
當(dāng)用激磁線圈3在測定管1內(nèi)部產(chǎn)生磁場時，點電極2可檢測出流過測定管1內(nèi)部的流體產(chǎn)生的電動勢，且其輸出送入差分放大器13。差分放大器13放大由點電極2輸出的信號電壓和地環(huán)5的電位間的差，并將信號送入除噪聲回路6。
除噪聲回路6將差分放大器13輸出的信號，即與流經(jīng)測定管1內(nèi)部的流體流量成比例的信號中的噪聲除去后，再輸出到信號處理部14。
信號處理部14對已除去噪聲的信號進行信號處理，計算出流量輸出值，并將該計算出的流量輸出值輸出至顯示部15。顯示部15根據(jù)信號處理部14輸出的流量輸出值，顯示出流經(jīng)測定管1內(nèi)部的流體流量。
因此，若采用本實施形式所涉及的電磁流量計，由于將磁場線圈3設(shè)置在比測定管1的中心位置高的位置處，所以可使水位較高地方的磁通密度也較高，由此可以改善電磁流量計對水位的依賴特性。這樣，便可以對非滿水狀態(tài)下流過測量管內(nèi)的流體流量進行正確測定。
而且，若地電極至安裝在測定管1中心部下部的點電極2間的長度為測定管1內(nèi)徑的1-2倍，且前述中心角較測定管1的中心水平線偏置5-20°，則可以減小電磁流量計對水位的依賴性。
而且，若激磁線圈3沿軸線方向的長度較長，由端部構(gòu)成的地電極5至設(shè)在測定管1中心部下部的點電極2之間的距離亦較大，則激磁線圈3與中心軸水平線的偏置角度可小一些。
而且在上述說明中，是對在測定管1的兩端設(shè)置接地環(huán)5的情況進行說明的，但其構(gòu)成也可以是僅在測定管1的一端側(cè)設(shè)置有接地環(huán)。<第二實施形式>
下面對本發(fā)明第二實施形式所涉及的電磁流量計進行說明。
由上述的模擬描述可知，電極間輸出對水位的依賴特性具有相當(dāng)大的非線性特性。本實施形式的電磁流量計設(shè)有可補償這一誤差、獲得高精度流量信號用的檢測水位的水位測定回路。
圖5為表示本發(fā)明第二實施形式所涉及的電磁流量計的概略性結(jié)構(gòu)示意圖。而且對與圖3中相同的部分賦與了相同的標(biāo)號，對它們的說明也相同。
如圖5所示，本實施形式所涉及的電磁流量計還設(shè)有與裝在測定管1內(nèi)部下方的點電極2的高度不同的檢測水位用的電極11。
電極11檢測微小電流且測定與地電極間的電動勢，而且電極11與獲取和水位有關(guān)的信息(阻抗ZL)用的水位測定回路(阻抗測定回路)12相連接。
在水位測定回路12的輸出側(cè)接有可從水位測定回路12輸出的與水位有關(guān)的信息(阻抗ZL)中獲取并輸出高精度流量信號的信號處理部14。
上述信號處理部14用的水位檢測方法，為用水位測定回路12測定阻抗ZL進而連續(xù)的測定水位L的方法。點電極2輸出的電位和把電極之間的電位值由放大部13放大后輸出，即電極間的輸出S’和上述水位L，可用式(5)進行修正運算，并將計算出的高精度的與流量Q成比例的信號S輸出至顯示部15。
S＝g(L，S’)…(5)在此，函數(shù)g為圖6所示的電極間輸出S’、水位L及流量Q的特征函數(shù)f的逆變換函數(shù)。實際上，函數(shù)g也可以表示為連續(xù)的近似函數(shù)、間斷的近似函數(shù)，或是已階段賦值的變換數(shù)表等形式。
該特性函數(shù)由電極和激磁線圈3的形狀、位置確定，可通過試運行，進行臨時測定而獲得。當(dāng)然，該特性函數(shù)也可以由結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)通過數(shù)值計算而求得。
顯示部15可根據(jù)信號處理部14輸出的流量信號S，顯示出流過流管1中的流體流量。
因此，若采用本實施形式所涉及的電磁流量計，由于可根據(jù)水位對從電極間輸出中得到的輸出信號S’進行修正運算，所以可以獲得高精度的流量信號S，從而可以正確地測定以非滿水狀態(tài)流過流管內(nèi)的流體流量Q。<第三實施形式>
下面說明本發(fā)明第三實施形式所涉及的電磁流量計。
在上述第一實施形式中的電磁流量計中，為了使水位較高處的磁通密度也較強，是使激磁線圈3的位置偏置，而在本實施形式的電磁流量計中，是除激磁線圈3外，再設(shè)置一激磁線圈，通過相應(yīng)于水位驅(qū)動該激磁線圈的方式，來使水位較高處的磁通密度較強，從而對水位依賴性進行補償。
圖7示出了本發(fā)明第三實施形式所涉及的電磁流量計的構(gòu)成。圖中與圖4中相同的部分已用同樣的標(biāo)號進行了說明。
如圖7所示，本實施形式的電磁流量計的特征為，在測定管1的上方設(shè)有除激磁線圈3外的另一激磁線圈21。根據(jù)信號處理存儲控制部14輸出的驅(qū)動信號，可將該激磁線圈21與驅(qū)動激磁線圈21的驅(qū)動控制回路22接通。
下面說明由信號處理部14輸出至驅(qū)動控制回路22的驅(qū)動信號的計算方法。
信號處理部14可象上述第二實施形式所述的那樣，由水位測定回路12輸出的阻抗ZL計算出水位L。
隨后信號處理部14，按式(6)所示，依據(jù)計算出的水位L和預(yù)先設(shè)定的特性函數(shù)g1(L)，計算出激磁線圈21的驅(qū)動信號I，并輸出至驅(qū)動控制回路22。
I＝g1(L)…(6)即在水位較高時，增加對激磁線圈21的驅(qū)動信號，從而相對增強水位較高部分的磁通密度，進行提高敏感度的輸出特性的補償。
對激磁線圈21的驅(qū)動信號I(驅(qū)動電流)的電流控制，也可以用開關(guān)進行，若按減小激磁線圈3的磁通密度的方向驅(qū)動激磁線圈21，則可相對地提高水位較高部分的磁通密度。
采用這種方式，通過驅(qū)動激磁線圈21，便可以改變流管內(nèi)的磁通分布，從而可以修正水位產(chǎn)生的誤差。因此，若采用本實施形式所涉及的電磁流量計，便可以獲得高精度的流量信號。
而且，信號處理部14可從放大器13輸出的與流量成比例的輸出信號S’中計算出高精度的流量信號S，并輸出至顯示部15。
顯示部15根據(jù)由信號處理部14輸出的流量信號S，顯示出流過流管1中的流體流量。
因此，若采用本實施形式的電磁流量計，由于可用激磁線圈21提高水位較高部分的磁通密度，消除對水位的依賴性，所以可以正確地測定流過流管1中的流體流量。<第四實施形式>
下面說明本發(fā)明第四實施形式所涉及的電磁流量計。
本實施形式的電磁流量計的特征為，在測定管1的下部沿軸向方向設(shè)置若干個點電極，并相應(yīng)于水位切換這些點電極的輸出。
按上述模擬得出的測定管下部軸向上的電位分布如圖8所示。即測定管1的中心部可獲得最大的電位，越靠近端部，電位越低，且輸出敏感度也越小。
圖9示出了本發(fā)明第四實施形式所涉及的電磁流量計的概略性結(jié)構(gòu)示意圖。圖中與圖7中相同的部分已用相同標(biāo)號進行了說明，而且，激磁線圈、磁回路按圖5所示設(shè)置。
如圖9所示，在測定管1的下部沿軸向設(shè)有點電極2a-2c，且這些點電極2a-2c分別與放大部13a-13c相接。放大部13a-13c放大各點電極2a-2c輸出的輸出電位和地電極電位間產(chǎn)生的電動勢。
這些放大部13a-13c與共用的回路切換控制部31相接?；芈非袚Q控制部31在由信號處理部14計算出的水位L代于預(yù)定的第一水位時，選擇并輸出由靠近端部的點電極2c輸出的信號。
而且，當(dāng)水位L高于預(yù)定第二水位時，選擇并輸出由測定管1中心處點電極2a輸出的信號。當(dāng)水位L在第一水位和第二水位之間時，選擇并輸出由點電極2b輸出的信號。
信號處理部14如上述第一實施形式中所述的那樣，可從由回路切換控制部31經(jīng)除噪聲回路6輸出的信號中選擇與由放大部處理過的流量成比例的輸出信號S’，和根據(jù)由水位測定回路12輸出的阻抗ZL，對計算出的水位進行修正運算，計算出高精度的流量信號S，并輸出至顯示部15。
在上述實施形式中，是由回路切換控制部31切換放大部13a-13c的輸出而求出流量信號的，但也可以將放大部13a-13c的輸出全部疊加起來，再由疊加后的信號求出流量信號。
因此，若采用本實施形式所涉及的電磁流量計，由于可用回路切換控制部31根據(jù)水位切換點電極2a-2c，修正并計算出流量信號，所以可獲得高精度的流量信號。<第五實施形式>
本實施形式的電磁流量計的特征為，在包含安裝在測定管下部的點電極的剖面上設(shè)有一個以上點電極，測定安裝在裝在前述下部的點電極剖面上的各點電極間的電動勢，計算出流量信號。
圖10為表示水面電位與下部電極間的電位差以及下部電極與地電極間電位差的示意圖。
如圖10所示，水面電位和下部電極間產(chǎn)生的電動勢，以及測定管端部的地電極和測定管下部的點電極間的電動勢相比，可以改善流量信號的水位依賴性。
圖11示出了本實施形式所涉及的電磁流量計的構(gòu)成。圖中與圖4中相同的部分，已用同樣的標(biāo)號進行了說明。
如圖11所示，在包含安裝在測定管1下部的點電極2的剖面內(nèi)，還裝了三個點電極42a-42c。這些點電極42a-42c與共用的切換回路41相接。
水位測定回路12根據(jù)點電極42a-42c的輸出，來輸出與水位有關(guān)的阻抗ZL。
切換回路41根據(jù)信號處理部41輸出的切換信號，從三個點電極42a-42c中選擇最靠近水面的電極的輸出，并將其輸出到放大部13。
該切換回路41對點電極的選擇，可利用信號處理部14輸出的切換信號進行。該切換信號是在信號處理部14中，根據(jù)由水位測定回路12輸出的阻抗ZL計算出的測定管1的水位L決定的。
具體地講就是，在流體以滿水狀態(tài)流過測定管1時，選擇點電極42c。在流體以圖11所示的狀態(tài)流過測定管1中時，選擇點電極42b。
而且，當(dāng)因點電極靠近流體水面等原因而不能正確地測定水位時，可選擇低于流體水位一側(cè)的另一個點電極。
放大部13放大下部電極2的輸出和通過切換回路41輸出電極42a-42c中某一電極的輸出之間的差，并作為流量信號S’輸出到除噪聲回路6。
除噪聲回路6除去由放大器13輸出的流量信號S’中的噪聲，并輸出到信號處理部14。信號處理部14象第二實施形式中所述那樣，對放大器13的輸出，即與流量成比例的輸出S’，按水位L進行修正運算，計算出高精度的流量信號S，并輸出至顯示部15。
顯示部15根據(jù)信號處理部14輸出的流量信號S，顯示出流過測定管1中流體的流量。
而且，在上述實施形式中，是用切換回路41切換點電極部42a-42c的輸出而求出流量信號的，但也可以將點電極42a-42c的輸出全部疊加起來，由該疊加后的信號求出流量信號。
因此，若采用本實施形式所涉及的電磁流量計，由于是用切換回路41相應(yīng)于水位切換點電極42a-42c并修正、計算流量信號的，所以可獲得高精度的流量信號，從而可以正確地計算出流過流量1中的流體流量。<第六實施形式>
下面說明本發(fā)明第六實施形式所涉及的電磁流量計。圖中與圖3中相同的部分已賦與相同的符號，并略去了相應(yīng)說明。而且，激磁回路、磁線圈按圖3所示方式設(shè)置。
由于流量信號具有水位依賴性，所以各流體要素產(chǎn)生的電動勢，會在測定管端部的地電極和包含作為基準(zhǔn)電位的點電極的電流回路上分壓。
因此，若由點電極到地電極的距離相對于水位來說為足夠長時，水位較高位置處的流體要素，因前述分壓而敏感度下降的非常小。
因此，本實施形式的電磁流量計的構(gòu)成，如圖12所示，是使設(shè)在測定管端部的地電極5和安裝在測定管中央下部的點電極2之間的距離x，為測定管內(nèi)徑D的一倍以上。
如果采用這種構(gòu)成，則可以精確地檢測出由水位較高位置處的流體要素產(chǎn)生的電動勢，從而可以獲得對水位依賴性小的高準(zhǔn)確度的流量信號。
權(quán)利要求
1.一種用于測定流過測定管中的流體流量的電磁流量計，其特征在于具有可不依賴流過測定管中的流體的流體水位而計算出前述流體流量的流量計算組件(2、3、4、13、6、14)，顯示用前述流量計算組件計算出的流體流量的顯示組件(14)。
2.如權(quán)利要求1所述的電磁流量計，其特征在于前述流量計算組件具有在前述測定管內(nèi)部產(chǎn)生與前述測定管軸向正交的、使前述流體內(nèi)部產(chǎn)生的電動勢不受前述流體的流體水位影響的磁場用的磁場發(fā)生組件(3)，可根據(jù)前述磁場發(fā)生組件產(chǎn)生的磁場，由前述流體內(nèi)產(chǎn)生的電位計算出流過前述測定管內(nèi)部的流體流量，且將該計算出的流量輸出到前述顯示組件的流量輸出組件(2、4、13、6、14)。
3.如權(quán)利要求2所述的電磁流量計，其特征在于前述磁場發(fā)生組件具有設(shè)在前述測定管外周處的一對激磁線圈(3)，為產(chǎn)生磁場而向前述各激磁線圈供給激磁電流的供給組件(4)；而且前述各激磁線圈以使連結(jié)前述各激磁線圈中心的連線位于前述測定管水平方向的中心線上方的方式配置。
4.如權(quán)利要求2所述的電磁流量計，其特征在于前述磁場發(fā)生組件具有在前述測定管內(nèi)部產(chǎn)生與前述測定管軸向垂直的磁場用的第一磁場發(fā)生組件(3)，檢測流過前述測定管中的流體的流體水位的檢測組件(12、14)，用于根據(jù)前述檢測組件檢測出的流體水位，輸出驅(qū)動電流以產(chǎn)生使前述流體內(nèi)部產(chǎn)生的電動勢不會對前述流體的流體水位有影響的磁場的驅(qū)動電流輸出組件(14，22)，根據(jù)前述驅(qū)動電流輸出組件輸出的驅(qū)動電流，產(chǎn)生與前述測定管軸向正交的，使前述流體內(nèi)部產(chǎn)生的電動勢不會對前述流體的流體水位有影響的磁場以修正前述測定管內(nèi)部的磁場用的第二磁場發(fā)生組件(21)。
5.如權(quán)利要求1所述的電磁流量計，其特征在于前述流量計算組件具有在前述測定管內(nèi)部產(chǎn)生與前述測定管軸向正交的磁場的磁場發(fā)生組件(3)，可根據(jù)因前述磁場發(fā)生組件產(chǎn)生磁場而在前述流體內(nèi)產(chǎn)生電動勢和流過前述測定管中的流體水位，計算出流過前述測定管內(nèi)部的流體流量，并將該計算出的流量輸出至前述顯示組件的流量輸出組件(2、13、6、12、14)。
6.如權(quán)利要求5所述的電磁流量計，其特征在于前述流量輸出組件具有檢測流過前述測定管中流體的流體水位用的檢測組件(12、14)，根據(jù)因前述磁場發(fā)生組件產(chǎn)生的磁場而在前述流體內(nèi)產(chǎn)生的電位，計算出流過前述測定管內(nèi)部的流體流量的計算組件(2、13、6、14)，依據(jù)前述檢測組件檢測出的流體水位，修正由前述計算組件算出的流體流量，并將該修正后的流量輸出至前述顯示組件的修正流量輸出組件(14)。
7.如權(quán)利要求5所述的電磁流量計，其特征在于前述流量輸出組件具有檢測流過前述測定管中流體的流體水位用的流體水位檢測組件(12)，利用在前述測定管下部沿軸向位置產(chǎn)生的電動勢，分別輸出與流過前述測定管中的流體流量成比例的信號的若干個流量檢測組件(2a-2c，13a-13c)，根據(jù)前述流體水位檢測組件檢測出的流體水位，從前述各流量檢測組件輸出的與流量成比例的信號中，選擇并輸出與前述流體水位相對應(yīng)且由前述流量檢測組件輸出的與流量成比例的信號的流量選擇組件(31)，根據(jù)前述流量選擇組件輸出的信號計算出流過前述流管中的流體流量，根據(jù)前述流體水位檢測組件檢測出的流體水位對計算出的流體流量進行修正，并將修正后的流量輸出到前述顯示組件的修正流量輸出組件(14)。
8.如權(quán)利要求5所述的電磁流量計，其特征在于前述流量輸出組件具有為檢測流過前述測定管中流體的流體水位檢測前述測定管若干位置處的電位的若干個電位檢測組件(42a-42c)，由前述電位檢測組件檢測出的電位來檢測流過前述測定管中的流體水位的水位檢測組件(12、14)，根據(jù)前述水位檢測組件檢測出的水位，選擇輸出由前述若干個電位檢測組件輸出的電位中一個電位的選擇組件(41)，檢測前述測定管下部的電位用的下部電位檢測組件(2)，根據(jù)由前述下部電位檢測組件檢測出的電位和由前述選擇組件輸出的電位，計算出流過前述測定管中的流體流量，并根據(jù)由前述流體水位檢測組件檢測出的流體水位對該計算出的流體流量進行修正，將修正后的流量輸出至前述顯示組件的修正流量輸出組件(14)。
9.如權(quán)利要求1所述的電磁流量計，其特征在于在前述測定管端部還設(shè)有作為地電極的接地環(huán)(5)，且前述流量計算組件具有在前述測定管內(nèi)部產(chǎn)生與前述測定管軸向正交的磁場的磁場發(fā)生組件(3)，通過因前述磁場發(fā)生組件產(chǎn)生的磁場、在前述測定管下部且與前述接地環(huán)相距大于前述測定管內(nèi)徑的位置處產(chǎn)生的電位和前述接地環(huán)的地電位，計算出流過前述測定管中的流體流量，并將前述計算組件算出的流量輸出至前述顯示組件的流量輸出組件(13，6，14)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種使測定管端部與流體相接觸的線狀地電極和安裝在測定管下部的點電極相對、產(chǎn)生正交磁場且可不依賴于流體水位而測定流量的電磁流量計。該電磁流量計的特征在于具有可在測定管內(nèi)部產(chǎn)生與測定管軸向正交的、使流體內(nèi)部產(chǎn)生的電動勢不會對流體的流體水位有影響的磁場的磁場發(fā)生組件(3、4)，通過因磁場發(fā)生組件產(chǎn)生的磁場而在流體內(nèi)產(chǎn)生的電位計算出流過測定管內(nèi)部的流體流量、并將該計算出的流量輸出的流量輸出組件(2，13，6，14)，和顯示由流量輸出組件輸出的流體流量用的顯示組件。
文檔編號G01F1/58GK1158984SQ9611928
公開日1997年9月10日 申請日期1996年10月26日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月26日
發(fā)明者佐井行雄, 久保田洋介 申請人:株式會社東芝