電磁流量計的製作方法

2023-07-14 21:36:51 3

電磁流量計的製作方法
【專利摘要】一種電磁流量計（10），包括螺線管單元（18）的軛部（62），該螺線管單元（18）被容納在主體（12）的內部。軛部（62）的截面為U形，並且管單元（14）包括測量導管（44），該測量導管（44）布置在軛部（62）的內部。測量導管（44）的一端部（44a）和另一端部（44b）被形成為具有正圓形截面，而其在一端部（44a）和另一端部（44b）之間的中間部（44c）被形成為具有長圓形截面。在測量導管（44）上，形成在中間部（44c）中的截面直線部（53）布置在豎直方向上。螺線管單元（18）的線圈（70a、70b）和勵磁板（68a、68b）布置成面對截面直線部（53）。
【專利說明】電磁流量計

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種電磁流量計，該電磁流量計能夠測量在流體通道內部流動的流體 的流量。

【背景技術】
[0002] 迄今為止，例如，在已知的電磁流量計中，通過給線圈通電，磁場被形成在流體流 經的流體通道中，並且基於根據流經流體通道的流體的導電性產生的電動勢，流體的流量 被計算。
[0003] 例如在日本專利No. 4591015 (專利文獻1)公開的這樣的流量計安裝有：測量導 管，流體經由該測量導管被引導；一對電極，該一對電極被安裝在測量導管的外側；和一對 勵磁線圈以及一對磁心，上述每一對在測量導管的外側與電極垂直地布置。另外，通過勵磁 線圈產生的磁場與測量導管垂直地形成，並且通過一對電極在流體中產生的電動勢被控制 器提取並轉換成流體的流量。進一步，在這樣的電磁流量計中，形成在測量導管內部的流體 通道被形成，從而其沿著軸線方向的入口和出口被形成為具有圓形截面，並且沿著軸線方 向的中間區域被形成為具有橢圓形截面。從而，兩個勵磁線圈在中間區域靠近地布置，並且 勵磁線圈之間的間隔保持較小，從而磁損失被最小化，因此能夠利用低功率獲得大信號。
[0004] 進一步，對於日本專利No. 5102463 (專利文獻2)公開的電磁流量計，軛蓋被緊固 到勵磁板的上部，從而測量導管的外周區域被金屬構件包圍，並且磁路由勵磁線圈所產生 的磁場構成，其中，勵磁線圈被安裝在該勵磁板上。


【發明內容】

[0005] 然而，在根據上述專利文獻1的電磁流量計中，在測量導管內部的流體通道中，構 成入口和出口的一端部和另一端部被形成為具有圓形截面，並且流體通道的從一端部到另 一端部且包括兩者之間的中間區域的區域被形成為具有相同的截面積。因此，考慮到形成 為具有橢圓形截面的中間區域，其長軸(伸長部）大於形成為具有圓形截面的一端部和另一 端部的外徑並伴隨測量導管的直徑的擴大，從而導致電磁流量計的尺寸增大。
[0006] 進一步，利用該電磁流量計，內襯被配置在圓形截面的測量導管的內周表面上，通 過改變內襯的形狀，使中間區域的流體通道的截面變成橢圓形。然而，例如，當內襯通過將 樹脂材料粘附到測量導管的內周表面而被形成時，橢圓形截面的形成變複雜，並且很難以 高精確度製造測量導管以具有期望的流體通道截面積。
[0007] 另一方面，利用根據專利文獻2的電磁流量計，因為提供了一種測量導管的外周 側被軛蓋和勵磁板包圍的結構，部件的成本和軛部的重量增加。同時，由於需要將軛蓋緊固 到勵磁板上，裝配步驟的數量增加，並且伴隨生產成本的相應增加。
[0008] 本發明的一般目的是提供一種電磁流量計，該電磁流量計的尺寸和重量能夠被進 一步減小。
[0009] 本發明的特點在於一種電磁流量計，包括：主體，該主體具有通過流體通道連接的 上遊側埠和下遊側埠；測量導管，在主體的內部，該測量導管配置在上遊側埠和下遊 側埠之間；和一對線圈以及一對電極，上述每一對都布置成在測量導管的外周側彼此面 對。
[0010] 測量導管由樹脂材料整體地形成，該測量導管的沿著軸線方向的一端部和另一端 部與上遊側埠和下遊側埠連接，該一端部和另一端部被形成為具有正圓形截面，該測 量導管的在一端部和另一端部之間的中間部被形成為具有長圓形截面，線圈布置成面對形 成在中間部的外周表面上的截面直線部，並且電極與線圈垂直地布置。
[0011] 根據本發明，在電磁流量計中，由樹脂材料製成的測量導管被配置在主體中，並且 一對線圈和電極在測量導管的外周側分別布置成面對關係，測量導管的一端部和另一端部 分別被連接到在主體中的上遊側埠和下遊側埠。一端部和另一端部分別被形成為具有 正圓形截面，而在一端部和另一端部之間的中間部被形成為具有長圓形截面。此外，在測量 導管上，線圈布置成面對形成在中間部的外周表面上的截面直線部，並且電極與線圈垂直 地布置。因而，因為一對線圈能夠靠近地布置並且將形成為具有橢圓形截面的測量導管的 中間部夾在兩者之間，所以磁損失被抑制，因此能夠以低功率獲得大信號。此外，在傳統技 術的電磁流量計中出現的測量導管的外徑的尺寸的增大被避免。因此，能夠減小電磁流量 計的尺寸和重量。
[0012] 本發明的上述及其他目的、特點和優勢在結合附圖的以下說明中將更加明顯，其 中，本發明的較優實施例經由說明性實例展示。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1是根據本發明的實施例的電磁流量計的外部立體圖；
[0014] 圖2是圖1所示的電磁流量計的分解立體圖；
[0015] 圖3是圖1所示的電磁流量計的堅直截面圖；和
[0016] 圖4是沿著圖1中的線IV-IV的截面圖。

【具體實施方式】
[0017] 如圖1至4所示，電磁流量計10包括：主體12 ;管單元14,該管單元14被容納在 主體12的內部；一對(地電位)附件16a、16b，該一對附件16a、16b被連接到主體12和管單 元14的相反端；螺線管單元18,該螺線管單元18在主體12內部被配置在管單元14的兩 偵h蓋構件20,該蓋構件20覆蓋主體12的側表面；和顯示單元22,該顯示單元22被設置在 主體12的上表面上。
[0018] 主體12由例如金屬材料形成為具有大致矩形形狀的截面，並且被形成為在其內 部具有空間的中空形狀。安裝孔24分別在主體12的在軸線方向（箭頭A和B的方向)上的 相反端開口，附件16a、16b被安裝在安裝孔24中。開口 26被設置在主體12的上表面上， 顯示單元22被安裝在開口 26中。截面為U形的蓋構件20被安裝在主體12上，以便覆蓋 主體12的兩側和底部(見圖4)。
[0019] 如圖3所示，安裝孔24包括附接孔30,其在安裝孔24的大致中心處開口。在附接 孔30的開口端部分上，0形環32a經由環形槽被分別安裝在附接孔30的外周側。
[0020] 附件16a、16b由基部34、第一和第二管狀部分36、38構成，該基部34被形成為矩 形形狀，第一和第二管狀部分36、38被配置在基部34的中心並且分別從基部34的相反側 表面在軸線方向上向外突出。此外，通孔(埠）40沿著穿過第一和第二管狀部分36、38和 基部34的內部的直線形成。當附件16a、16b被安裝在主體12上時，第一管狀部分36被插 入附接孔30中，並且基部34通過多個附接螺栓42被緊固到主體12。在這種情況下，第二 管狀部分38被布置成從主體12的相反端向外突出。未顯示的管等等例如被連接到第二管 狀部分38。
[0021] 用這樣的方式，兩個附件16a、16b以共軸的方式配置並且將主體12夾在兩者之 間。
[0022] 管單元14包括：管狀測量導管44,該管狀測量導管44在軸線方向（箭頭A和B 方向）上具有預定的長度；一對電極46a、46b，該一對電極46a、46b附著到測量導管44的 側表面；一對泡沫片48a、48b，該一對泡沫片48a、48b覆蓋電極46a、46b ; -對電路板保持 器50a、50b，該一對電路板保持器50a、50b被配置在泡沫片48a、48b的外側，而且在其中保 持電路板58a、58b ;和一對屏蔽蓋52a、52b，該一對屏蔽蓋52a、52b被設置在電路板保持器 50a、50b的外周側並且覆蓋電路板58a、58b。
[0023] 測量導管44由例如樹脂材料形成為在軸線方向（箭頭A和B的方向）上具有預定 的長度。測量導管44的一端部44a和另一端部44b被形成為具有正圓形形狀的截面，並且 在一端部44a和另一端部44b之間的中間部被形成為具有長圓形(橢圓形)形狀的截面。更 具體地，測量導管44的截面形狀在軸線方向上(在箭頭B的方向上)從一端部44a逐漸地改 變以變成橢圓形截面，從而形成中間部44c，並且從中間部44c朝向另一端部44b進一步逐 漸地改變以再次變為正圓形截面。
[0024] 另外，因為測量導管44由樹脂材料形成，在根據傳統技術的電磁流量計中設置的 內襯不會被配置在其內周表面上。
[0025] 如圖4所示，中間部44c被形成為具有橢圓形截面，其在堅直方向（箭頭C和D的 方向)上被拉長，並且一對截面直線部53布置成面對稍後描述的螺線管單元18的線圈70a、 70b，該一對截面直線部53被形成在長圓形形狀的相反側部。換句話說，測量導管44被配 置在主體12的內部，從而形成為橢圓形截面的中間部44c的長軸被定位在堅直方向（箭頭 C和D的方向）上，而短軸被定位在水平方向上。
[0026] 進一步，如圖2和3所示，凸緣54被形成在測量導管44的一端部44a和另一端部 44b上，該凸緣54在其外周表面上呈環狀形狀突出，0形環32b被分別安裝在凸緣54上。
[0027] 如圖3和4所示，電極46a、46b中的一個和另一個被配置在繞著測量導管44中心 對稱的位置上，並且通過利用例如導電粘合劑粘附到測量導管44的外周表面而被固定。換 句話說，電極46a、46b沿著垂直於測量導管44的軸線的方向布置在一條直線上。電極46a、 46b的截面為與測量導管44的外周截面形狀對應的弧形。泡沫片48a、48b被分別安裝在電 極46a、46b的外周側，以便完全覆蓋電極46a、46b。
[0028] 如圖4所示，由例如樹脂材料形成的電路板保持器50a、50b包括主體部56和電路 板保持部60,該主體部56被形成為具有與測量導管44的外周表面對應的弧形截面，該電路 板保持部60被形成在主體部56的上部，並且能夠在其中保持電路板58a、58b。
[0029] 此外，電路板保持器50a、50b被安裝成經由主體部56覆蓋泡沫片48a、48b的外周 偵k板狀的電路板58a、58b被安裝在電路板保持部60上。電路板58a、58b被電連接到電 極 46a、46b。
[0030] 屏蔽蓋52a、52b的截面為U形，並且屏蔽蓋52a、52b由例如金屬材料形成。一個 屏蔽蓋52a被從上方安裝成包圍測量導管44和電路板保持器50a，而另一個屏蔽蓋52b被 從下方安裝成包圍測量導管44和電路板保持器50b。另外，一個屏蔽蓋52a的開口端和另 一個屏蔽蓋52b的開口端彼此以重疊狀態被相互固定。因而，測量導管44,電極46a、46b， 和包含電路板58a、58b的電路板保持器50a、50b的外周側被一對屏蔽蓋52a、52b覆蓋。
[0031] 如圖2和4所示，螺線管單元18包括：軛部（yoke)62,該軛部62被設置在管單元 14的測量導管44的外周側；一對線圈架（bobbin) 64a、64b，該一對線圈架64a、64b被固定 到軛部62 ;-對勵磁板68a、68b，該一對勵磁板68a、68b經由鐵心66a、66b被固定到線圈架 64a、64b的中心部；和線圈70a、70b，該線圈70a、70b纏繞線圈架64a、64b。
[0032] 線圈70a、70b，線圈架64a、64b，和勵磁板68a、68b在對稱位置上配置在一條直線 上，並且將測量導管44夾在它們之間。
[0033] 軛部62通過例如由金屬材料壓制形成的板形成為大致U形截面。軛部62包括平 面部72和一對垂直壁74a、74b，該一對垂直壁74a、74b從平面部72的相反端垂直地堅立。 更具體地，垂直壁74a、74b被配置成互相大致平行。
[0034] 在軛部62中，線圈70a、70b所纏繞的線圈架64a、64b通過螺栓76被固定到垂直 壁74a、74b。鐵心66a、66b被插入通過線圈架64a、64b的中心並且被螺栓76固定，該鐵心 66a、66b通過鉚接(卷邊）預先被牢固地附接到勵磁板68a、68b。
[0035] 此外，線圈架64a、64b和勵磁板68a、68b等以上述方式被裝配在軛部62上，該軛 部62被固定到主體12的底部，從而其平面部72被向下(在箭頭C的方向上)定位並且被水 平地布置，而垂直壁74a、74b被配置成向上(在箭頭D的方向上）延伸。
[0036] 進一步，勵磁檢測電路板78被配置成面對主體12的開口 26。根據來自勵磁檢測 電路板78的電流控制，電流被供應到線圈70a、70b。
[0037] 當管單元14布置在軛部62的內部時，測量導管44的兩個截面直線部53被分別 配置成面對線圈70a、70b和勵磁板68a、68b。由此，例如，與將一對線圈70a、70b布置在形 成為具有正圓形形狀的截面的測量導管的外周側相比，通過將線圈70a、70b配置成在面對 作為橢圓形截面中較窄的短軸上的區域中的截面直線部53的位置，線圈70a、70b能夠彼此 更接近地布置。
[0038] 如圖1至4所示，顯示單元22被配置在主體12的上表面上以便靠近開口 26。當 顯示單元22的外殼80被安裝在主體12的上表面上時，通過接觸防水密封件82,防止水分 從外側滲透進入顯示單元22的內部。
[0039] 如圖1至3所示，在外殼80 (在箭頭A的方向上）的一端側，連接器84被設置成 能夠連接未顯示的信號電纜。通過將信號電纜連接到連接器84,通過電磁流量計10檢測的 檢測結果能夠作為檢測信號被輸出到外部。
[0040] 進一步,在外殼80的中心部中，顯示部88被設置成具有顯示屏86,顯示屏86上 顯示例如將被測量的流體的流量，該流量通過電磁流量計10來測量。外殼80(在箭頭B的 方向上）的另一端側，設置有控制板90和按鈕92,該控制板90控制顯示屏86等等，該按鈕 92使顯示部88的顯示切換操作等等可以進行。
[0041] 根據本發明的實施例的電磁流量計10基本如上所述地構造。接下來，將描述其操 作和有益效果。
[0042] 在電磁流量計10上，未顯示的管被連接到一對附件16a、16b，並且要被測量的流 體(液體）從未顯示的測量流體供應源通過這樣的管被供應。此外，測量流體流經在上遊側 的一個附件16a，流入管單元14的測量導管44的內部，然後通過配置在下遊側的另一個附 件16b被導出。
[0043] 此時，螺線管單元18的線圈70a、70b被通電並且被激勵，從而在垂直於測量導管 44的方向上產生磁場，該測量導管44被配置成面對線圈70a、70b。電動勢通過配置在垂直 於磁場的方向上的一對電極46a、46b被檢測，並且該電動勢被輸出到控制器(未顯不)，該控 制器計算測量流體的流量。因而，流經電磁流量計10的內部的測量流體的流量被檢測，並 且檢測到的流量被顯示在顯示單元22的顯示部88上。
[0044] 以上述方式，利用本實施例，管單元14的測量導管44由樹脂材料整體地形成，其 一端部44a和另一端部44b被形成為具有正圓形截面，並且沿著軸線方向（箭頭A和B的方 向)的中間部44c被形成為具有橢圓形截面，從而在傳統技術的電磁流量計出現的測量導管 的外徑的增大被避免。因此，與傳統的電磁流量計相比，因為測量導管的直徑沒有擴大，能 夠使電磁流量計10的尺寸變小。此外，通過將一對線圈70a、70b靠近地布置並且將測量導 管44夾在兩者之間，磁損失能夠被抑制，並且能夠以較小功率獲得大信號。
[0045] 進一步，通過由樹脂材料形成測量導管44,在測量導管44的內部不必設置內襯， 此外，截面為正圓形的一端部44a和另一端部44b和截面為橢圓形的中間部44c能夠一起 整體地形成在測量導管44中。因此，測量流體所流經的測量導管44能夠以高精確度形成 為具有期望的流體通道截面積。
[0046] 此外，由於由金屬材料形成為U形截面，因為將保持線圈70a、70b和線圈架64a、 64b保持在其中的軛部62能夠以向上開口（在箭頭D表示的方向上開口）的方式被布置，因 此能夠提高當管單元14被裝配在軛部62的內部時的裝配的容易度。另外，與管單元14的 外周側被軛部62完全包圍的情況相比，因為構成部件的數量被減少，因此能夠減小尺寸和 重量。
[0047] 更進一步，由金屬材料製成的蓋構件20與處於地電位的附件16a、16b電隔離。因 此，與根據整個主體等等都被蓋構件包圍並且被偏壓至地電位的傳統技術的電磁流量計相 比I，能夠提1?裝配的容易度。
[〇〇48] 雖然以上已經說明了本發明的較優實施例，但是根據上述實施例的流量計不被該 實施例所限制，在不背離以下權利要求所述的本發明的範圍的前提下，可以進行各種變化 和修改。
【權利要求】
1. 一種電磁流量計，其特徵在於，包括：主體（12)，所述主體（12)具有通過流體通道連 接的上遊側埠（40)和下遊側埠（40);測量導管（44)，在所述主體（12)的內部，所述測 量導管（44)配置在上遊側埠（40)和下遊側埠（40)之間；和一對線圈（70a、70b)以及 一對電極（46a、46b)，其中每一對都布置成在所述測量導管（44)的外周側彼此面對； 其中，所述測量導管（44)由樹脂材料整體地形成，所述測量導管（44)的沿著軸線方向 的一端部（44a)和另一端部（44b)與所述上遊側埠（40)和所述下遊側埠（40)連接，所 述一端部（44a)和所述另一端部（44b)被形成為具有正圓形截面，所述測量導管（44)的在 所述一端部（44a)和所述另一端部（44b)之間的中間部（44c)被形成為具有長圓形截面，所 述線圈（70a、70b)布置成面對形成在所述中間部（44c)的外周表面上的截面直線部，並且 所述電極（46a、46b)相對於所述線圈（70a、70b)垂直地布置。
2. 如權利要求1所述的電磁流量計，其特徵在於，所述線圈（70a、70b)被保持在軛部 (62)上，所述軛部（62)形成為具有U形截面，所述測量導管（44)配置在所述軛部（62)的 內部。
3. 如權利要求1所述的電磁流量計，其特徵在於，蓋構件（20)配置在與地電位隔離的 位置，所述蓋構件（20)被安裝在所述主體（12)上並且由金屬材料製成。
4. 如權利要求1所述的電磁流量計，其特徵在於，所述中間部（44c)形成為具有長圓形 截面，所述中間部（44c )朝向配置在所述主體（12 )中的電路板（58a、58b )伸長。
5. 如權利要求1所述的電磁流量計，其特徵在於，所述電極（46a、46b)配置在所述測量 導管（44)的外周表面上，並且安裝在其上的泡沫片（48a、48b)覆蓋所述電極（46a、46b)。
6. 如權利要求3所述的電磁流量計，其特徵在於，所述地電位由一對附件（16a、16b)構 成，所述附件（16a、16b)配置在所述主體（12)在所述軸線方向上的相反端上，並且所述附 件（16a、16b)中分別包括所述上遊側埠（40)和所述下遊側埠（40)。
【文檔編號】G01F15/00GK104101391SQ201410139024
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年4月8日 優先權日:2013年4月8日
【發明者】深野喜弘, 津田裕司 申請人:Smc株式會社