電磁流量計の原理と技術

愛知時計電機は、流体計測器のメーカーとして、様々な原理を応用した計測器を製品化しています その中で特徴的なものが「電磁誘導作用」を応用した電磁流量計のシリーズです。 自慢の技術の一部を簡単に紹介!

製品技術

電磁流量計とは何か。

電磁流量計は、コイルに電流を流して計測管内に磁界をつくり、その中を流れる導電性液体の流速に従って発生する起電力の大きさを検出して流量を測定する流量計です。 流路に可動部や液体の流れを妨げる障害物がないので、圧力の損失がほとんどなく耐久性に優れているのが特徴です。 ※磁界とは・・・磁気のある場所を磁界といいます。磁石の周辺には磁界があるということになります。

電磁流量計とは何か。

「電磁流量計」の測定原理

計測管内に電磁石で磁界を作ります。この磁界中を導電性の液体が通過するとき、磁界の向きと液体の流れの向きの両方に垂直な向きに、流速に比例した起電力が発生します(電磁誘導作用・フレミング右手の法則)。 この起電力は右の式のように流速に比例するため、計測管の断面積を掛けることで、通過体積を計算することができます。

「電磁流量計」の測定原理

世界初の「残留磁気励磁方式(ざんりゅうじきれいじほうしき)」

一般の電磁流量計の消費電力を見てみると、その大部分は磁界を作るのに必要な励磁部分(例えばコイル)で使われています。つまり、励磁コイルに電流を流し続けることで磁界を作っていたのです。

これに対し当社の開発した「残留磁気励磁方式」では、特殊な磁性材を入れた励磁コイルにある方向から電流を流します。そうすると磁性材は電流の向きに応じた極性でN-Sの磁石になります。この磁性材は保持力を持っているため、電流を切ってもそのまま磁石になっています。当方式ではこの残留磁気の現象を利用して磁束を発生させています。
この方式は電流を流し続けなくても磁界を作っておくことができるため、消費電力を従来の1/10000という極小値に激減させ、内蔵リチウム電池で10年間の連続計測を可能にしました。

電磁流量計に関わる特許数

電磁流量計シリーズの製品点数は構想段階も含め35種類。開発の過程で生まれた特許出願数は80件を超えます。この中には省電力技術をはじめ、微少流から大流量まで広範囲の計測が可能になる技術などが含まれます。一つの製品の開発は、次の製品の開発につながる様々なアイデアや技術を産み出してゆきます。アイチはこうした発想やコア技術を人間が必要とする「性能」に高める開発を続けていきます。