JP3120059B2 - フロート式流量計 - Google Patents
フロート式流量計Info
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- JP3120059B2 JP3120059B2 JP09246614A JP24661497A JP3120059B2 JP 3120059 B2 JP3120059 B2 JP 3120059B2 JP 09246614 A JP09246614 A JP 09246614A JP 24661497 A JP24661497 A JP 24661497A JP 3120059 B2 JP3120059 B2 JP 3120059B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
- G01F1/20—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow
- G01F1/22—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow by variable-area meters, e.g. rotameters
- G01F1/24—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow by variable-area meters, e.g. rotameters with magnetic or electric coupling to the indicating device
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- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、測定管と、該測定
管内に配設され流動方向に可動なフロートと、該フロー
トに接続された永久磁石と、前記フロートに接続された
前記永久磁石の動きに追従し前記測定管外に配設され回
転可能に支承された追従磁石と、前記追従磁石の動きを
変換する表示装置とを有し、前記追従磁石は環状の永久
磁石として構成されている、流動媒体用のフロート式流
量計に関する。
管内に配設され流動方向に可動なフロートと、該フロー
トに接続された永久磁石と、前記フロートに接続された
前記永久磁石の動きに追従し前記測定管外に配設され回
転可能に支承された追従磁石と、前記追従磁石の動きを
変換する表示装置とを有し、前記追従磁石は環状の永久
磁石として構成されている、流動媒体用のフロート式流
量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】フロート式流量計は、今世紀の半ばから
体積流量と質量流量の検出のために、遮蔽された管路内
で用いられている。そして現在でも化学的プロセス技法
による工業分野では流量測定装置のうちの５台に１台は
フロート式流量計である。
体積流量と質量流量の検出のために、遮蔽された管路内
で用いられている。そして現在でも化学的プロセス技法
による工業分野では流量測定装置のうちの５台に１台は
フロート式流量計である。
【０００３】このフロート式流量計は、最も簡単な構成
ではテーパ状の測定管とフロートで形成される。この測
定管は上方に向かって拡張され測定すべき液体又はガス
流が下方から上方に流れるテーパ状の管である。この中
にフロート、つまり有利には垂直方向で可動な測定体が
設けられている。この測定体は測定管と共に絞り部分を
形成する。フロートの密度は媒体のものよりも大きい。
このフロートは測定管内で流量に依存して過渡的に所定
の変位位置に持ち上げられる。この変位位置は、流れに
よって引き起こされフロートに伝達される流体応力と、
フロートの重さと揚力の差との間のバランスによって生
じる。この変位位置は、観察者によって直接ガラス測定
管の目盛りを介して読み出されるか又は外部目盛りへの
磁気的結合によってもしくは電気的な測定検出器によっ
て伝達される。ここで取り上げているフロート式流量計
は次のようなものである。すなわちフロートの変位位置
が外部の追従磁石を介した磁気的結合によって目盛りも
しくは電気的測定検出器へ伝達可能な形式のものであ
る。
ではテーパ状の測定管とフロートで形成される。この測
定管は上方に向かって拡張され測定すべき液体又はガス
流が下方から上方に流れるテーパ状の管である。この中
にフロート、つまり有利には垂直方向で可動な測定体が
設けられている。この測定体は測定管と共に絞り部分を
形成する。フロートの密度は媒体のものよりも大きい。
このフロートは測定管内で流量に依存して過渡的に所定
の変位位置に持ち上げられる。この変位位置は、流れに
よって引き起こされフロートに伝達される流体応力と、
フロートの重さと揚力の差との間のバランスによって生
じる。この変位位置は、観察者によって直接ガラス測定
管の目盛りを介して読み出されるか又は外部目盛りへの
磁気的結合によってもしくは電気的な測定検出器によっ
て伝達される。ここで取り上げているフロート式流量計
は次のようなものである。すなわちフロートの変位位置
が外部の追従磁石を介した磁気的結合によって目盛りも
しくは電気的測定検出器へ伝達可能な形式のものであ
る。
【０００４】テーパ状の測定管と球状又は縁の鋭いフロ
ートを用いた実施形態の他にも、１つの測定絞りとテー
パ状のフロートを絞り開口部内に備えた直管状の測定管
が用いられてもよい。また測定管を非垂直方向に配設す
ることも考えられる。この場合はフロートのウエイトを
フロートに作用するばねの応力に置換させることが必要
である。しかしながら本発明ではフロート式流量計の構
成において前述した変化例には依存しない。
ートを用いた実施形態の他にも、１つの測定絞りとテー
パ状のフロートを絞り開口部内に備えた直管状の測定管
が用いられてもよい。また測定管を非垂直方向に配設す
ることも考えられる。この場合はフロートのウエイトを
フロートに作用するばねの応力に置換させることが必要
である。しかしながら本発明ではフロート式流量計の構
成において前述した変化例には依存しない。
【０００５】米国特許第４９４４１９０号明細書からは
少なくとも１つの追従磁石を有するフロート式流量計が
公知である。この追従磁石は測定管外に配設されてお
り、ここでは直接フロートを形成する永久磁石の動きを
追従する。この従来技術の追従磁石は環状に構成されて
おり、この環状の追従磁石は正反対に磁化されている。
つまり１８０゜ずらされたＮ極とＳ極を有している。
少なくとも１つの追従磁石を有するフロート式流量計が
公知である。この追従磁石は測定管外に配設されてお
り、ここでは直接フロートを形成する永久磁石の動きを
追従する。この従来技術の追従磁石は環状に構成されて
おり、この環状の追従磁石は正反対に磁化されている。
つまり１８０゜ずらされたＮ極とＳ極を有している。
【０００６】公知技術で問題となっているのは、フロー
トの一定の変位のもとでこの環状の追従磁石が、測定管
の公称直径に依存して異なる回転角度をなすことであ
る。このことは、フロート式流量計の製造の際に、使用
される測定管の公称直径に依存して追従磁石の動きを表
示する目盛りに異なる拡がりを持たせるか又はその他の
補償手段が実現されなければならない。同じ拡がりの目
盛りを許容するそのような補償手段とは例えばバランス
おもりや支援バーである。
トの一定の変位のもとでこの環状の追従磁石が、測定管
の公称直径に依存して異なる回転角度をなすことであ
る。このことは、フロート式流量計の製造の際に、使用
される測定管の公称直径に依存して追従磁石の動きを表
示する目盛りに異なる拡がりを持たせるか又はその他の
補償手段が実現されなければならない。同じ拡がりの目
盛りを許容するそのような補償手段とは例えばバランス
おもりや支援バーである。
【０００７】前記問題は、基本的には次のようにするこ
とによって回避することができる。すなわち追従磁石の
動きを磁界センサを用いて電子的に検出し、様々な回転
角度を公称直径に依存する増幅係数を用いて補正するこ
とによって回避することができる。しかしながらこのこ
とは多くのケースで望まれていない。なぜなら例えば磁
気誘導式流量計とは違ってなんらかの支援エネルギーな
しでも測定値を提供できることが、フロート式流量計の
決定的な利点だからである。この理由から多くのフロー
ト式流量計が電子的測定信号出力側を有してはいるが、
同時に純機械的な表示部も省くことができない。
とによって回避することができる。すなわち追従磁石の
動きを磁界センサを用いて電子的に検出し、様々な回転
角度を公称直径に依存する増幅係数を用いて補正するこ
とによって回避することができる。しかしながらこのこ
とは多くのケースで望まれていない。なぜなら例えば磁
気誘導式流量計とは違ってなんらかの支援エネルギーな
しでも測定値を提供できることが、フロート式流量計の
決定的な利点だからである。この理由から多くのフロー
ト式流量計が電子的測定信号出力側を有してはいるが、
同時に純機械的な表示部も省くことができない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、公知
の流動媒体用のフロート式流量計において、支援手段な
いしは補正手段なしで機械的表示部に対して同じ拡がり
の目盛りが使用できるように改善を行うことである。
の流動媒体用のフロート式流量計において、支援手段な
いしは補正手段なしで機械的表示部に対して同じ拡がり
の目盛りが使用できるように改善を行うことである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によ
り、環状の追従磁石が横方向で磁化され、該追従磁石に
おける測定管近傍の連結部材においてＮ極とＳ極が約９
０度の角度を形成するように構成されて解決される。
り、環状の追従磁石が横方向で磁化され、該追従磁石に
おける測定管近傍の連結部材においてＮ極とＳ極が約９
０度の角度を形成するように構成されて解決される。
【００１０】本発明が基礎としている公知のフロート式
流量計（米国特許第４９４４１９０号参照）では、既述
したように、追従磁石が直径方向で磁化されている。そ
れに対して本発明によるフロート式流量計では追従磁石
が横方向で磁化されている。永久磁石では通常の磁化方
式や、直径方向及び横方向の磁化については例えばドイ
ツ・シュラムベルグ−ズルゲン在住のマグネットファブ
リック・シュラムベルグ社発行の１９９１年版カタログ
の５頁に参照記事が記載されている。
流量計（米国特許第４９４４１９０号参照）では、既述
したように、追従磁石が直径方向で磁化されている。そ
れに対して本発明によるフロート式流量計では追従磁石
が横方向で磁化されている。永久磁石では通常の磁化方
式や、直径方向及び横方向の磁化については例えばドイ
ツ・シュラムベルグ−ズルゲン在住のマグネットファブ
リック・シュラムベルグ社発行の１９９１年版カタログ
の５頁に参照記事が記載されている。
【００１１】本発明による浮遊式流量計によれば、その
際に使用される追従磁石のもとで、Ｎ極とＳ極が測定管
近傍の連結部材において有利には約９０度の角度を形成
するように構成される。この場合測定管近傍の追従磁石
の連結部材とは追従磁石の一部である。これはフロート
に接続された永久磁石と共に、フロートと表示装置の間
の磁気結合を表している。つまりこの追従磁石は測定管
に近傍している部分と、測定管から離れた部分とを有す
る。
際に使用される追従磁石のもとで、Ｎ極とＳ極が測定管
近傍の連結部材において有利には約９０度の角度を形成
するように構成される。この場合測定管近傍の追従磁石
の連結部材とは追従磁石の一部である。これはフロート
に接続された永久磁石と共に、フロートと表示装置の間
の磁気結合を表している。つまりこの追従磁石は測定管
に近傍している部分と、測定管から離れた部分とを有す
る。
【００１２】本発明によるフロート式流量計とのつなが
りにおいて、その際に使用される追従磁石のもとで、Ｎ
極とＳ極が測定管近傍の連結部材において有利には約９
０度の角度を形成するように構成されるならば、９０゜
の角度は有利な１つの値としてのみ理解されたい。なぜ
ならこの角度は比較的ワイドな範囲で変更できるからで
ある（但し１８０゜を越えるべきではない）。
りにおいて、その際に使用される追従磁石のもとで、Ｎ
極とＳ極が測定管近傍の連結部材において有利には約９
０度の角度を形成するように構成されるならば、９０゜
の角度は有利な１つの値としてのみ理解されたい。なぜ
ならこの角度は比較的ワイドな範囲で変更できるからで
ある（但し１８０゜を越えるべきではない）。
【００１３】本発明によるフロート式流量計に所属する
追従磁石が前述したように構成されるならば、回転角度
も具体的にはもはや測定管の公称直径に依存しなくな
り、所期の作用に応じてフロートの変位に依存するだけ
である。さらに冒頭に述べたような支援ないし補償手段
を必要とすることなく、様々な公称直径の測定管のもと
で、同じ拡がり（精度）の目盛りが何の問題もなく使用
可能である。
追従磁石が前述したように構成されるならば、回転角度
も具体的にはもはや測定管の公称直径に依存しなくな
り、所期の作用に応じてフロートの変位に依存するだけ
である。さらに冒頭に述べたような支援ないし補償手段
を必要とすることなく、様々な公称直径の測定管のもと
で、同じ拡がり（精度）の目盛りが何の問題もなく使用
可能である。
【００１４】本発明のフロート式流量計によれば有利に
は、追従磁石は、その中央面が測定管に接触しないか又
は測定管と交差せず、該追従磁石の軸線と測定管の軸線
の間隔Ｘがゼロよりも大きくなるように配設される。そ
れにより、追従磁石がフロートの所定の変位のもとで達
成する回転角度を、追従磁石の軸線と測定管の軸線の間
隔によって予め与えることができる。その他にも同じ拡
がりの目盛りを様々な公称直径の測定管において非常に
広い範囲に亘って適用することが可能となる。例えば表
示装置全体を収容するケーシングに２つの異なる固定手
段、例えば４つの固定孔を設けてもよい。それにより第
１の固定手段は異なる公称直径の第１のレンジに、そし
て第２の固定手段は異なる直径の第２のレンジにそれぞ
れ使用できる。
は、追従磁石は、その中央面が測定管に接触しないか又
は測定管と交差せず、該追従磁石の軸線と測定管の軸線
の間隔Ｘがゼロよりも大きくなるように配設される。そ
れにより、追従磁石がフロートの所定の変位のもとで達
成する回転角度を、追従磁石の軸線と測定管の軸線の間
隔によって予め与えることができる。その他にも同じ拡
がりの目盛りを様々な公称直径の測定管において非常に
広い範囲に亘って適用することが可能となる。例えば表
示装置全体を収容するケーシングに２つの異なる固定手
段、例えば４つの固定孔を設けてもよい。それにより第
１の固定手段は異なる公称直径の第１のレンジに、そし
て第２の固定手段は異なる直径の第２のレンジにそれぞ
れ使用できる。
【００１５】さらに本発明によるフロート式流量計の別
の有利な実施例によれば、測定管の方向に向かって磁気
的に開放されている金属ブッシュが設けられており、該
金属ブッシュ内に前記追従磁石が無接触で案内される。
この場合前記金属ブッシュは、アルミニウム又は銅等の
導電性の非強磁性体材料からなっている。
の有利な実施例によれば、測定管の方向に向かって磁気
的に開放されている金属ブッシュが設けられており、該
金属ブッシュ内に前記追従磁石が無接触で案内される。
この場合前記金属ブッシュは、アルミニウム又は銅等の
導電性の非強磁性体材料からなっている。
【００１６】測定管内の流れの変動に起因してフロート
はその流れに追従して比例するようにその位置を変更す
るだけではなく、その固有の慣性により釣合いポイント
も正負両方の行き過ぎ制御が可能である。これによりこ
のフロートは追従磁石と共にばね応力系を形成し、フロ
ートの動きを追従磁石を介して変換する表示装置がフロ
ートの変動を過度な比例量で再生する。この問題は前述
した手段によって解決される。すなわち、追従磁石を金
属ブッシュと結びつけて渦電流による制動作用を形成す
ることによって解決される。これは前述したような変動
を効果的に減衰させる。
はその流れに追従して比例するようにその位置を変更す
るだけではなく、その固有の慣性により釣合いポイント
も正負両方の行き過ぎ制御が可能である。これによりこ
のフロートは追従磁石と共にばね応力系を形成し、フロ
ートの動きを追従磁石を介して変換する表示装置がフロ
ートの変動を過度な比例量で再生する。この問題は前述
した手段によって解決される。すなわち、追従磁石を金
属ブッシュと結びつけて渦電流による制動作用を形成す
ることによって解決される。これは前述したような変動
を効果的に減衰させる。
【００１７】フロート式流量計においては、渦電流作用
による制動を形成することは公知である。しかしながら
従来技術においてはそのためにさらなる追従磁石が設け
られなければならなかった。それに対して本発明による
フロート式流量計の前記構成においては、１つの追従磁
石が設けられるだけでよい。この追従磁石は、その本来
の機能、すなわちフロートに接続する永久磁石と共にフ
ロートと表示装置との間で磁気結合を実現することに加
えて、金属ブッシュと共に渦電流制動作用も形成する。
による制動を形成することは公知である。しかしながら
従来技術においてはそのためにさらなる追従磁石が設け
られなければならなかった。それに対して本発明による
フロート式流量計の前記構成においては、１つの追従磁
石が設けられるだけでよい。この追従磁石は、その本来
の機能、すなわちフロートに接続する永久磁石と共にフ
ロートと表示装置との間で磁気結合を実現することに加
えて、金属ブッシュと共に渦電流制動作用も形成する。
【００１８】この本発明によるフロート式流量計におい
て実現される前記渦電流制動作用は、様々な手段によっ
て増幅させることも可能である。まず１つの手段とし
て、追従磁石と金属ブッシュとの間の間隙を可及的に小
さく形成することである。その他にも有利には、前記追
従磁石を例えばサマリウム−コバルト−合金等の希土類
金属で形成する。この渦電流制動作用は磁極の数にも依
存するものなので、有利にはその減衰度を次のことによ
って高めてもよい。すなわち前記追従磁石を、測定管か
ら離れているその制動部分において例えば複数のＮ・Ｓ
磁極対で構成して磁化することによって高めてもよい。
て実現される前記渦電流制動作用は、様々な手段によっ
て増幅させることも可能である。まず１つの手段とし
て、追従磁石と金属ブッシュとの間の間隙を可及的に小
さく形成することである。その他にも有利には、前記追
従磁石を例えばサマリウム−コバルト−合金等の希土類
金属で形成する。この渦電流制動作用は磁極の数にも依
存するものなので、有利にはその減衰度を次のことによ
って高めてもよい。すなわち前記追従磁石を、測定管か
ら離れているその制動部分において例えば複数のＮ・Ｓ
磁極対で構成して磁化することによって高めてもよい。
【００１９】既に冒頭でも述べたように、流量の直接的
な純機械的表示の他にも電気的な測定信号が表示装置の
出力側で得られることが望ましいので、この目的の達成
のために有利には、前記追従磁石の磁界を走査する２つ
の磁気センサが測定管の軸線と同じように平行に延在す
る測定軸線上に設けられ、さらに該２つの磁気センサの
出力信号の差分を流量に対する尺度として形成する評価
回路が設けられる。これにより、単に電気的な測定信号
が得られるだけではなく、この電気的測定信号が外部か
らの障害的な磁界、例えば地磁気等にも影響されなくな
ることが保証される。また前述したような本発明による
フロート式流量計の構成は、前述したような追従磁石の
構成にも左右されない。
な純機械的表示の他にも電気的な測定信号が表示装置の
出力側で得られることが望ましいので、この目的の達成
のために有利には、前記追従磁石の磁界を走査する２つ
の磁気センサが測定管の軸線と同じように平行に延在す
る測定軸線上に設けられ、さらに該２つの磁気センサの
出力信号の差分を流量に対する尺度として形成する評価
回路が設けられる。これにより、単に電気的な測定信号
が得られるだけではなく、この電気的測定信号が外部か
らの障害的な磁界、例えば地磁気等にも影響されなくな
ることが保証される。また前述したような本発明による
フロート式流量計の構成は、前述したような追従磁石の
構成にも左右されない。
【００２０】本発明のフロート式流量計は追従磁石なし
でも電気的出力信号が供給できるように有利には、フロ
ートに接続される永久磁石の磁界を走査する２つの磁気
センサが設けられる。さらに前述したような外部からの
障害的な磁界の影響を受けないようにするために有利に
は、前記磁気センサが測定管の軸線と同じように平行に
延在する測定軸線上に設けられ、前記磁気センサの出力
信号の差分を流量に対する尺度として形成する評価回路
が設けられる。さらに有利には前記磁気センサは、前記
測定管ないしは前記フロートに接続された永久磁石の方
向へ配向されている磁界コンセントレータを備えてい
る。この磁界コンセントレータによれば、前記磁気セン
サと測定管ないしはフロートに接続される永久磁石との
間の間隔が比較的広くできる。それにより前記磁気セン
サに対する、測定管を流れる媒体の温度の影響が比較的
僅かで済む。
でも電気的出力信号が供給できるように有利には、フロ
ートに接続される永久磁石の磁界を走査する２つの磁気
センサが設けられる。さらに前述したような外部からの
障害的な磁界の影響を受けないようにするために有利に
は、前記磁気センサが測定管の軸線と同じように平行に
延在する測定軸線上に設けられ、前記磁気センサの出力
信号の差分を流量に対する尺度として形成する評価回路
が設けられる。さらに有利には前記磁気センサは、前記
測定管ないしは前記フロートに接続された永久磁石の方
向へ配向されている磁界コンセントレータを備えてい
る。この磁界コンセントレータによれば、前記磁気セン
サと測定管ないしはフロートに接続される永久磁石との
間の間隔が比較的広くできる。それにより前記磁気セン
サに対する、測定管を流れる媒体の温度の影響が比較的
僅かで済む。
【００２１】その他に有利には、前記磁気センサとして
磁気抵抗形センサが設けられる。
磁気抵抗形センサが設けられる。
【００２２】
【発明の実施の形態】次に本発明を図面に基づき詳細に
説明する。
説明する。
【００２３】本発明によるフロート式流量計の基本的な
構造は図１の第１実施例の図に示されている。このフロ
ート式流量計は、測定管１と、該測定管１内に配設され
流動方向に可動なフロート２と、該フロート２に配設さ
れた永久磁石３と、前記フロート２に配設された前記永
久磁石３の動きに追従し前記測定管１外に配設され回転
可能に支承された追従磁石４と、前記追従磁石４の動き
を変換する表示装置とを有している。この表示装置はこ
こでは指示器５として構成されている。さらに図１から
は追従磁石４が環状の永久磁石で構成されていることが
明らかである。
構造は図１の第１実施例の図に示されている。このフロ
ート式流量計は、測定管１と、該測定管１内に配設され
流動方向に可動なフロート２と、該フロート２に配設さ
れた永久磁石３と、前記フロート２に配設された前記永
久磁石３の動きに追従し前記測定管１外に配設され回転
可能に支承された追従磁石４と、前記追従磁石４の動き
を変換する表示装置とを有している。この表示装置はこ
こでは指示器５として構成されている。さらに図１から
は追従磁石４が環状の永久磁石で構成されていることが
明らかである。
【００２４】従来技術から公知のフロート式流量計で
は、環状の追従磁石が直径方向で磁化されている。すな
わち図２にも示されているようにＮ極とＳ極が１８０°
の角度αを形成している。
は、環状の追従磁石が直径方向で磁化されている。すな
わち図２にも示されているようにＮ極とＳ極が１８０°
の角度αを形成している。
【００２５】図３，図４，図５には、図１と図７から図
９に示されているフロート式流量計に使用される追従磁
石４が示されている。重要な点は、これらの環状の追従
磁石４が横方向に磁化されており、測定管１近傍のその
結合部分においてＮ極とＳ極が有利には約９０°の角度
αを形成していることである（図３，図４，図５の実施
例では正確に９０°）。
９に示されているフロート式流量計に使用される追従磁
石４が示されている。重要な点は、これらの環状の追従
磁石４が横方向に磁化されており、測定管１近傍のその
結合部分においてＮ極とＳ極が有利には約９０°の角度
αを形成していることである（図３，図４，図５の実施
例では正確に９０°）。
【００２６】既に前述したように本発明による構成で
は、追従磁石４の動き、つまり回転角度がフロート２の
同じ変位のもとで様々な直径の測定管１の広い範囲に亘
って同じであることが保証される。この結果は実質的
に、結合部分の対抗側部分における追従磁石４の構成に
は依存しない。
は、追従磁石４の動き、つまり回転角度がフロート２の
同じ変位のもとで様々な直径の測定管１の広い範囲に亘
って同じであることが保証される。この結果は実質的
に、結合部分の対抗側部分における追従磁石４の構成に
は依存しない。
【００２７】図６には従来技術から公知のフロート式流
量計の実施例が示されている。この実施例は公知のフロ
ート式流量計の欠点を再度ここで明らかにするためのも
のである。図６のａには公称直径の大きく異なる２つの
測定管１に対する追従磁石４の位置が示されている。さ
らに図６のｂからは次のような公知流量計の欠点が明ら
かである。すなわち従来技術から公知の構成の追従磁石
は、それぞれ測定管１に対して同じ間隔で配設され、フ
ロート２及びその中に設けられている永久磁石３と同じ
変位のもとで測定管１の公称直径に依存して異なる角度
を表してしまう。この図６のｂからも明らかなように小
さな公称直径の方の測定管１と接続されている追従磁石
４はフロート２及びその中に設けられている永久磁石３
の同じ変位のもとで、公称直径の大きい方の測定管１と
接続されている追従磁石の場合よりも著しく大きな回転
角度を表してしまう。従って従来技術の方式では測定管
１の様々な直径に対して目盛りの拡がり（精度）も異な
らせる必要があった。
量計の実施例が示されている。この実施例は公知のフロ
ート式流量計の欠点を再度ここで明らかにするためのも
のである。図６のａには公称直径の大きく異なる２つの
測定管１に対する追従磁石４の位置が示されている。さ
らに図６のｂからは次のような公知流量計の欠点が明ら
かである。すなわち従来技術から公知の構成の追従磁石
は、それぞれ測定管１に対して同じ間隔で配設され、フ
ロート２及びその中に設けられている永久磁石３と同じ
変位のもとで測定管１の公称直径に依存して異なる角度
を表してしまう。この図６のｂからも明らかなように小
さな公称直径の方の測定管１と接続されている追従磁石
４はフロート２及びその中に設けられている永久磁石３
の同じ変位のもとで、公称直径の大きい方の測定管１と
接続されている追従磁石の場合よりも著しく大きな回転
角度を表してしまう。従って従来技術の方式では測定管
１の様々な直径に対して目盛りの拡がり（精度）も異な
らせる必要があった。
【００２８】図６に示されている従来技術から公知のフ
ロート式流量計の実施例では、追従磁石４が次のように
配設されている。すなわち追従磁石４の中央面が測定管
１の軸線と交差するように配設されている。それに対し
て図７に示されているように、本発明によるフロート式
流量計の実施例では、追従磁石４の中央面が測定管１１
と無接触で交差もしていない。このような配置構成にお
いて追従磁石４の動きをフロート２の動きに依存して保
証するためには、追従磁石４の軸線と測定管１の軸線の
間の間隔Ｘをゼロよりも大きくする必要がある。追従磁
石４の軸線と測定管１の軸線との間で与えられる間隔Ｘ
と、追従磁石４の直径は、相互で関係している。すなわ
ちこの間隔Ｘは、追従磁石４の半径よりも大きくなけれ
ばならない。その他にこの間隔Ｘに関して追従磁石の変
位に依存する回転角度が設定される。つまり所定の目盛
りは所定の間隔Ｘを必要とする。
ロート式流量計の実施例では、追従磁石４が次のように
配設されている。すなわち追従磁石４の中央面が測定管
１の軸線と交差するように配設されている。それに対し
て図７に示されているように、本発明によるフロート式
流量計の実施例では、追従磁石４の中央面が測定管１１
と無接触で交差もしていない。このような配置構成にお
いて追従磁石４の動きをフロート２の動きに依存して保
証するためには、追従磁石４の軸線と測定管１の軸線の
間の間隔Ｘをゼロよりも大きくする必要がある。追従磁
石４の軸線と測定管１の軸線との間で与えられる間隔Ｘ
と、追従磁石４の直径は、相互で関係している。すなわ
ちこの間隔Ｘは、追従磁石４の半径よりも大きくなけれ
ばならない。その他にこの間隔Ｘに関して追従磁石の変
位に依存する回転角度が設定される。つまり所定の目盛
りは所定の間隔Ｘを必要とする。
【００２９】図８には追従磁石４，金属ブッシュ６，電
子装置７を収容しているケーシング８が示されている。
追従磁石４には表示装置として指示器５が固定されてい
る。この指示器５は、目盛り９に対するその位置に関す
る、フロート式流量計を流れる流量の測定値を供給す
る。ケーシング８の上方には、種々異なる公称直径を有
する様々な測定管１が示されている。本発明によれば、
追従磁石４がここでは示されていないフロートの同じ動
きのもとで測定管１の直径がそれぞれ異なる場合でも同
じ回転角度を実現している。この本発明による利点は、
追従磁石４の軸線と測定管１の軸線との間の間隔Ｘが同
じ場合に保障される。所望の回転角度は、測定管１の公
称直径に依存することなく間隔Ｘの変更によって設定す
ることができる。
子装置７を収容しているケーシング８が示されている。
追従磁石４には表示装置として指示器５が固定されてい
る。この指示器５は、目盛り９に対するその位置に関す
る、フロート式流量計を流れる流量の測定値を供給す
る。ケーシング８の上方には、種々異なる公称直径を有
する様々な測定管１が示されている。本発明によれば、
追従磁石４がここでは示されていないフロートの同じ動
きのもとで測定管１の直径がそれぞれ異なる場合でも同
じ回転角度を実現している。この本発明による利点は、
追従磁石４の軸線と測定管１の軸線との間の間隔Ｘが同
じ場合に保障される。所望の回転角度は、測定管１の公
称直径に依存することなく間隔Ｘの変更によって設定す
ることができる。
【００３０】図８に示されている金属ブッシュ６は、追
従磁石４と金属ブッシュ６によって形成される渦電流制
動作用を形成する。この場合金属ブッシュは、アルミニ
ウム又は銅等の導電性の非強磁性体材料からなってい
る。前記制動作用は、永久磁石４と金属ブッシュ６との
間の空隙を可及的に小さくし、永久磁石４を希土類金属
で形成することによって増幅させられる。この制動作用
の別の増幅は図５に示された追従磁石４の構成によって
保証される。図５に示されている、測定管１から離れた
側での制動部分における多重のＮ・Ｓ磁極化によって、
追従磁石４の制動部分と金属ブッシュ６との間の制動作
用を決定する磁界強度が高められる。
従磁石４と金属ブッシュ６によって形成される渦電流制
動作用を形成する。この場合金属ブッシュは、アルミニ
ウム又は銅等の導電性の非強磁性体材料からなってい
る。前記制動作用は、永久磁石４と金属ブッシュ６との
間の空隙を可及的に小さくし、永久磁石４を希土類金属
で形成することによって増幅させられる。この制動作用
の別の増幅は図５に示された追従磁石４の構成によって
保証される。図５に示されている、測定管１から離れた
側での制動部分における多重のＮ・Ｓ磁極化によって、
追従磁石４の制動部分と金属ブッシュ６との間の制動作
用を決定する磁界強度が高められる。
【００３１】図９には、本発明によるフロート式流量計
の別の実施例が示されている。この実施例では、アナロ
グ指示器信号の他にも電気的な測定信号が得られる。図
９のａには流量ゼロの場合の本発明によるフロート式流
量計が示されており、図９のｂには、全開流量での場合
が示されている。図９ではフロート２の長さがフロート
の最大変位量に相応している。それにより永久磁石３と
追従磁石４の間の失われることのない連結が保証され
る。
の別の実施例が示されている。この実施例では、アナロ
グ指示器信号の他にも電気的な測定信号が得られる。図
９のａには流量ゼロの場合の本発明によるフロート式流
量計が示されており、図９のｂには、全開流量での場合
が示されている。図９ではフロート２の長さがフロート
の最大変位量に相応している。それにより永久磁石３と
追従磁石４の間の失われることのない連結が保証され
る。
【００３２】図９に示されているように、追従磁石４を
走査する２つの磁気センサ１０，１１が、測定管１の軸
線と同じように平行に延在する測定軸線１２,１３上に
設けられている。前記２つの磁気センサ１０,１１の出
力信号は、該磁気センサの出力信号の差分を流量に対す
る尺度として形成するここには示されていない評価回路
に供給される。それにより、外部磁界に対する高い耐障
害性が保証される。その他にもフロート２と接続された
永久磁石３の回転運動が測定結果に影響を与えない。
走査する２つの磁気センサ１０，１１が、測定管１の軸
線と同じように平行に延在する測定軸線１２,１３上に
設けられている。前記２つの磁気センサ１０,１１の出
力信号は、該磁気センサの出力信号の差分を流量に対す
る尺度として形成するここには示されていない評価回路
に供給される。それにより、外部磁界に対する高い耐障
害性が保証される。その他にもフロート２と接続された
永久磁石３の回転運動が測定結果に影響を与えない。
【００３３】図１０には本発明によるフロート式流量計
のさらなる別の実施例が示されている。この場合は追従
磁石が存在しない。この実施例ではフロート２と接続さ
れた永久磁石３の磁界が走査される。磁気センサ１０，
１１における磁界を高めるためには、測定管１ないしは
フロート２と接続された永久磁石３の方向に配向された
磁界コンセントレータ１４，１５が設けられる。これら
は磁気センサ１０，１１の箇所に磁界を誘導し、そこに
集束させる。それによって得ることのできる、磁気セン
サ１０，１１と測定管１ないしはフロート２に接続され
た永久磁石３との間の比較的大きな間隔は、次のような
利点をもたらす。すなわち測定管１と磁気センサ１０，
１１との間の熱抵抗を比較的高くする利点をもたらす。
それにより測定管１内を流れる媒体の温度が実質的に測
定信号に影響を与えなくなる。
のさらなる別の実施例が示されている。この場合は追従
磁石が存在しない。この実施例ではフロート２と接続さ
れた永久磁石３の磁界が走査される。磁気センサ１０，
１１における磁界を高めるためには、測定管１ないしは
フロート２と接続された永久磁石３の方向に配向された
磁界コンセントレータ１４，１５が設けられる。これら
は磁気センサ１０，１１の箇所に磁界を誘導し、そこに
集束させる。それによって得ることのできる、磁気セン
サ１０，１１と測定管１ないしはフロート２に接続され
た永久磁石３との間の比較的大きな間隔は、次のような
利点をもたらす。すなわち測定管１と磁気センサ１０，
１１との間の熱抵抗を比較的高くする利点をもたらす。
それにより測定管１内を流れる媒体の温度が実質的に測
定信号に影響を与えなくなる。
【００３４】図９及び図１０による実施例では磁気抵抗
形の磁気センサ１０，１１が適用されている。
形の磁気センサ１０，１１が適用されている。
【図１】本発明によるフロート式流量計の第１実施例の
垂直断面図である。
垂直断面図である。
【図２】従来技術によるの直径方向に磁化された環状の
２極形追従磁石の平面図である。
２極形追従磁石の平面図である。
【図３】本発明による横方向に磁化された環状の追従磁
石の第１実施例を示した図である。
石の第１実施例を示した図である。
【図４】本発明による横方向に磁化された環状の追従磁
石の第２実施例を示した図である。
石の第２実施例を示した図である。
【図５】本発明による横方向に磁化された環状の追従磁
石の第３実施例を示した図である。
石の第３実施例を示した図である。
【図６】ａ，ｂは従来技術から公知の追従磁石と結び付
けた２つのフロート式流量計の概略図である。
けた２つのフロート式流量計の概略図である。
【図７】本発明によるフロート式流量計の第１実施例の
水平断面図である。
水平断面図である。
【図８】様々な測定管直径のもとでの本発明によるフロ
ート式流量計の第２実施例を示した図である。
ート式流量計の第２実施例を示した図である。
【図９】ａ，ｂは電気的な測定信号を供給する表示装置
を備えた本発明によるフロート式流量計の第３実施例の
側面図である。
を備えた本発明によるフロート式流量計の第３実施例の
側面図である。
【図１０】追従磁石が省かれた本発明によるフロート式
流量計の第４実施例の側面図である。
流量計の第４実施例の側面図である。
１ 測定管 ２ フロート ３ 永久磁石 ４ 追従磁石 ５ 指示器 ６ 金属ブッシュ １０ 磁気センサ １１ 磁気センサ
フロントページの続き (73)特許権者 390009494 Ｌｕｄｗｉｇ−Ｋｒｏｈｎｅ−Ｓｔｒａ Ｂｅ５，Ｄ−47058 Ｄｕｉｓｂｕｒｇ, ＢＲＤ (72)発明者 ヘンリク クリシュ ドイツ連邦共和国 クレフェルト イル フェリッヒャー シュトラーセ ４ (72)発明者 ギュンター ムジオール ドイツ連邦共和国 ドゥイスブルク シ ュテルクラーダー シュトラーセ 83 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01F 1/24
Claims (1)
- 【請求項１】 測定管（１）と、該測定管内に配設され
流動方向に可動なフロート（２）と、該フロート（２）
に接続された永久磁石（３）と、前記フロート（２）に
接続された前記永久磁石（３）の動きに追従し前記測定
管（１）外に配設され回転可能に支承された追従磁石
（４）と、前記追従磁石（４）の動きを変換する表示装
置とを有し、前記追従磁石（４）は環状の永久磁石とし
て構成されている、流動媒体用のフロート式流量計にお
いて、 前記環状の追従磁石（４）が横方向で磁化され、該追従
磁石における測定管（１）近傍の結合部分でＮ極とＳ極
が約９０度の角度を形成するように構成されていること
を特徴とする、浮子式流量計。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19636778 | 1996-09-11 | ||
| DE19639060A DE19639060C2 (de) | 1996-09-11 | 1996-09-24 | Schwebekörper-Durchflußmesser |
| DE19636778.6 | 1996-09-24 | ||
| DE19639060.5 | 1996-09-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1090025A JPH1090025A (ja) | 1998-04-10 |
| JP3120059B2 true JP3120059B2 (ja) | 2000-12-25 |
Family
ID=26029230
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09246614A Expired - Fee Related JP3120059B2 (ja) | 1996-09-11 | 1997-09-11 | フロート式流量計 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6079279A (ja) |
| JP (1) | JP3120059B2 (ja) |
| CN (1) | CN1182205A (ja) |
| GB (1) | GB2317234B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014051999A (ja) * | 2012-09-05 | 2014-03-20 | Sekisui Chem Co Ltd | 複層管 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070251330A1 (en) * | 2006-04-13 | 2007-11-01 | Delaware Capital Formation, Inc. | Flowmeter |
| DE102012021363B4 (de) | 2012-11-02 | 2016-08-11 | Krohne Messtechnik Gmbh | Vorrichtung zur Bestimmung des Durchflusses nach dem Schwebekörperprinzip |
| US9506785B2 (en) | 2013-03-15 | 2016-11-29 | Rain Bird Corporation | Remote flow rate measuring |
| CN103575345B (zh) * | 2013-11-04 | 2017-03-15 | 冯琛 | 适用于液态二氧化碳/氮的流量计 |
| US10634538B2 (en) | 2016-07-13 | 2020-04-28 | Rain Bird Corporation | Flow sensor |
| DE102017007200B4 (de) | 2017-07-28 | 2024-04-04 | Rota Yokogawa Gmbh & Co. Kg | Schwebekörper-Durchflussmesser mit verbesserter Linearität |
| US10473494B2 (en) | 2017-10-24 | 2019-11-12 | Rain Bird Corporation | Flow sensor |
| CN109459117B (zh) * | 2018-10-09 | 2020-07-24 | 常州市成丰流量仪表有限公司 | 一种磁阻尼式金属管浮子流量计及其加工方法 |
| DE102018126790A1 (de) * | 2018-10-26 | 2020-04-30 | Krohne Messtechnik Gmbh | Schwebekörperdurchflussmessgerät, System aus einem Schwebekörperdurchflussmessgerät und einer externen Steuereinheit und Verfahren zum Betreiben eines Schwebekörperdurchflussmessgeräts |
| US11662242B2 (en) | 2018-12-31 | 2023-05-30 | Rain Bird Corporation | Flow sensor gauge |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3315523A (en) * | 1964-01-31 | 1967-04-25 | Wallace & Tiernan Inc | Magnetic coupling for a flowmeter |
| DE1648097A1 (de) * | 1967-03-23 | 1971-04-29 | Siemens Ag | Vorrichtung zur Messung des Durchflusses |
| DE1773798B2 (de) * | 1968-07-08 | 1976-12-16 | Josef Heinrichs Meßgerätebau, 5000Köln | Durchflussmessgeraet |
| US3977248A (en) * | 1975-04-03 | 1976-08-31 | Fischer & Porter Co. | Linearizing elements for variable area flowmeter |
| JPS5567618A (en) * | 1978-11-17 | 1980-05-21 | Toukiyouto | Liquid meter of electronic integrating type |
| US4263813A (en) * | 1979-07-23 | 1981-04-28 | Emerson Electric Co. | Rotameter-type flowmeter with means for linearizing output readings |
| GB2090419A (en) * | 1980-12-29 | 1982-07-07 | Hayden Nilos Conflow Ltd | Zero adjustment of flowmeters |
| DE3411156A1 (de) * | 1984-03-27 | 1985-10-10 | Turbo-Werk Messtechnik GmbH, 5000 Köln | Schwebekoerper-durchflussmesser |
| US4944190A (en) * | 1988-09-19 | 1990-07-31 | Ametek Corporation | Flow meter |
| DE4009959A1 (de) * | 1990-03-28 | 1991-10-02 | Fischer & Porter Gmbh | Vorrichtung zur messung des stroms eines fliessfaehigen mediums |
| US5327789A (en) * | 1992-04-03 | 1994-07-12 | Rosemount, Inc. | Electromagnetic detection system for variable area flowmeter |
| JP2929158B2 (ja) * | 1993-12-29 | 1999-08-03 | 東京計装株式会社 | 面積式流量計 |
| US5520058A (en) * | 1995-04-05 | 1996-05-28 | Cole-Parmer Instrument Company | Magnetic reluctance flowmeter |
-
1997
- 1997-08-27 GB GB9718025A patent/GB2317234B/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-09-10 US US08/926,555 patent/US6079279A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-09-11 JP JP09246614A patent/JP3120059B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1997-09-11 CN CN97118437A patent/CN1182205A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014051999A (ja) * | 2012-09-05 | 2014-03-20 | Sekisui Chem Co Ltd | 複層管 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB9718025D0 (en) | 1997-10-29 |
| GB2317234B (en) | 2000-12-27 |
| JPH1090025A (ja) | 1998-04-10 |
| CN1182205A (zh) | 1998-05-20 |
| GB2317234A (en) | 1998-03-18 |
| US6079279A (en) | 2000-06-27 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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