JP2932448B2 - 容量式電磁流量計 - Google Patents
容量式電磁流量計Info
- Publication number
- JP2932448B2 JP2932448B2 JP33845391A JP33845391A JP2932448B2 JP 2932448 B2 JP2932448 B2 JP 2932448B2 JP 33845391 A JP33845391 A JP 33845391A JP 33845391 A JP33845391 A JP 33845391A JP 2932448 B2 JP2932448 B2 JP 2932448B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exciting
- frequency
- measurement fluid
- signal
- signal voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、静電容量を介して信号
電圧を検出する容量式電磁流量計に係り、特に、信号対
雑音の比率を改良した容量式電磁流量計に関する。
電圧を検出する容量式電磁流量計に係り、特に、信号対
雑音の比率を改良した容量式電磁流量計に関する。
【0002】
【従来の技術】電磁流量計は、ノイズの影響を除去して
安定な流量信号を得るために各種の努力がなされている
が,このノイズの原因は各種存在し、これらに対して対
応する除去手段も異なり、これによって各種の形式の電
磁流量計が存在する.
安定な流量信号を得るために各種の努力がなされている
が,このノイズの原因は各種存在し、これらに対して対
応する除去手段も異なり、これによって各種の形式の電
磁流量計が存在する.
【0003】その1つに、電磁流量計の励磁コイルに流
す励磁電流の周波数として50Hz或いは60Hzなど
の商用周波数を採用する商用周波形の電磁流量計があ
る。この商用周波形の電磁流量計は、励磁電流によって
発生した商用周波数の磁場を、内面が絶縁物でライニン
グされた金属性のパイプを介して、測定流体に印加して
この測定流体によって発生した信号電圧の商用の周波数
成分を測定流体に接液する検出電極で検出する。
す励磁電流の周波数として50Hz或いは60Hzなど
の商用周波数を採用する商用周波形の電磁流量計があ
る。この商用周波形の電磁流量計は、励磁電流によって
発生した商用周波数の磁場を、内面が絶縁物でライニン
グされた金属性のパイプを介して、測定流体に印加して
この測定流体によって発生した信号電圧の商用の周波数
成分を測定流体に接液する検出電極で検出する。
【0004】具体的には、このタイプの電磁流量計の検
出部は図2に示すように、一対の金属製の検出電極1
0、11が固定され内面が絶縁性のライニング12で覆
われた金属性のパイプ13の外側に励磁コイル14、1
5が配置された構成となっている。
出部は図2に示すように、一対の金属製の検出電極1
0、11が固定され内面が絶縁性のライニング12で覆
われた金属性のパイプ13の外側に励磁コイル14、1
5が配置された構成となっている。
【0005】この励磁コイル14、15には図示しない
励磁回路から商用周波数の励磁電流If1が流され、図に
示すようにパイプ13の外側から磁束Bを測定流体に印
加するように構成されている。このような交流励磁方式
を用いることにより、測定流体に接液する検出電極に生
じる直流の分極電圧の影響を除去して安価な構成で流量
を測定することができる。
励磁回路から商用周波数の励磁電流If1が流され、図に
示すようにパイプ13の外側から磁束Bを測定流体に印
加するように構成されている。このような交流励磁方式
を用いることにより、測定流体に接液する検出電極に生
じる直流の分極電圧の影響を除去して安価な構成で流量
を測定することができる。
【0006】第2のタイプの電磁流量計として、例えば
特公昭54−33862号公報に開示されているような
容量式の電磁流量計がある。この容量式の電磁流量計
は、商用周波数の磁束を測定流体に印加し、この測定流
体に接触しないように絶縁性のパイプの外側に配置され
た検出電極で信号電圧を検出する。つまり、信号電圧を
測定流体と検出電極との間に形成される静電容量を介し
て検出する。このような方式を採用することにより、測
定流体に検出電極が接触することにより生じる電極の汚
れに起因するゼロ点変動の影響を除去することができ
る。
特公昭54−33862号公報に開示されているような
容量式の電磁流量計がある。この容量式の電磁流量計
は、商用周波数の磁束を測定流体に印加し、この測定流
体に接触しないように絶縁性のパイプの外側に配置され
た検出電極で信号電圧を検出する。つまり、信号電圧を
測定流体と検出電極との間に形成される静電容量を介し
て検出する。このような方式を採用することにより、測
定流体に検出電極が接触することにより生じる電極の汚
れに起因するゼロ点変動の影響を除去することができ
る。
【0007】第3のタイプの電磁流量計として、例えば
特開昭49−29676号公報に開示されているような
低周波励振形の電磁流量計がある。この方式は、商用周
波数を例えば8分の1に分周した6.25Hzとして,
これを励磁コイルに流して低周波の磁束としこれを測定
流体に印加するようにしたものである。このような構成
により、電磁誘導に起因して発生する微分ノイズによる
ゼロ点変動の影響を除去しようとするものである。
特開昭49−29676号公報に開示されているような
低周波励振形の電磁流量計がある。この方式は、商用周
波数を例えば8分の1に分周した6.25Hzとして,
これを励磁コイルに流して低周波の磁束としこれを測定
流体に印加するようにしたものである。このような構成
により、電磁誘導に起因して発生する微分ノイズによる
ゼロ点変動の影響を除去しようとするものである。
【0008】更に、この低周波励振形の電磁流量計にお
いて、商用周波数のノイズが混入したときに生じる「う
なり」周波数で出力が動揺するのを避けるために、例え
ば特公昭52−43695号公報に開示されているよう
に、励磁電源の周波数を商用周波数の偶数分の1に同期
させた発振器により制御するようにしたものがある。
いて、商用周波数のノイズが混入したときに生じる「う
なり」周波数で出力が動揺するのを避けるために、例え
ば特公昭52−43695号公報に開示されているよう
に、励磁電源の周波数を商用周波数の偶数分の1に同期
させた発振器により制御するようにしたものがある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような各種の電磁流量計は、次に説明するような問題が
ある。第1のタイプの商用周波形の電磁流量計は、商用
周波数で励磁するので安価に構成できる利点はあるが、
ゼロ点が経時的に変動して安定な流量信号の検出をする
ことができないという問題があった。
ような各種の電磁流量計は、次に説明するような問題が
ある。第1のタイプの商用周波形の電磁流量計は、商用
周波数で励磁するので安価に構成できる利点はあるが、
ゼロ点が経時的に変動して安定な流量信号の検出をする
ことができないという問題があった。
【0010】このようにゼロ点を変動させる原因として
は、例えば、次に説明する(イ)、(ロ)の原因があ
る。 (イ)商用周波の磁束の時間変化によって誘起される変
成器成分によるノイズに起因するもの。図2に示すよう
に金属性のパイプが用いられているので,パイプ13に
渦電流iPが誘起され、この渦電流iPにより励磁コイル
14、15による磁束Bを打ち消す方向に反磁場を作
る。このため励磁電流If1が一定値に達した後も磁束B
の時間微分成分を有し、これが変成器成分のノイズとな
る。
は、例えば、次に説明する(イ)、(ロ)の原因があ
る。 (イ)商用周波の磁束の時間変化によって誘起される変
成器成分によるノイズに起因するもの。図2に示すよう
に金属性のパイプが用いられているので,パイプ13に
渦電流iPが誘起され、この渦電流iPにより励磁コイル
14、15による磁束Bを打ち消す方向に反磁場を作
る。このため励磁電流If1が一定値に達した後も磁束B
の時間微分成分を有し、これが変成器成分のノイズとな
る。
【0011】この渦電流iPはパイプ13の導電率と渦
電流iPのループで作るインダクタンスで決まる時定数
で減衰するが、金属製のパイプのときはこの減衰に時間
がかかり、実質的100Hz程度以上の励磁は困難であ
る。
電流iPのループで作るインダクタンスで決まる時定数
で減衰するが、金属製のパイプのときはこの減衰に時間
がかかり、実質的100Hz程度以上の励磁は困難であ
る。
【0012】また、パイプ13の導電率は温度によって
変動し、渦電流iPの減衰時定数も変化するので、磁場
の時間微分成分のテール部の大きさが変動し、これがゼ
ロ点の不安定要因となる。この関係を図で示すと図3の
ようになる。ここで図3(a)は励磁電流If1の波形、
図3(b)は渦電流iPの波形、図3(c)は磁束Bの
時間微分成分の波形を示す。
変動し、渦電流iPの減衰時定数も変化するので、磁場
の時間微分成分のテール部の大きさが変動し、これがゼ
ロ点の不安定要因となる。この関係を図で示すと図3の
ようになる。ここで図3(a)は励磁電流If1の波形、
図3(b)は渦電流iPの波形、図3(c)は磁束Bの
時間微分成分の波形を示す。
【0013】(ロ)電磁誘導によって測定流体中に誘起
された渦電流が検出電極に流入し、この検出電極の電極
インピーダンスにより位相シフトを起して発生する測定
流体の渦電流成分ノイズに起因するもの。
された渦電流が検出電極に流入し、この検出電極の電極
インピーダンスにより位相シフトを起して発生する測定
流体の渦電流成分ノイズに起因するもの。
【0014】図4を参照して説明する。導電性を有する
測定流体に商用周波数の交流磁束を印加するので、測定
流体中に渦電流ieが誘起される。この渦電流ieは磁束B
の時間変化によって発生する起電力en0に起因して誘起
され、磁束Bの時間変化がゼロになると渦電流が形成さ
れるループの時定数で速やかに減衰する。
測定流体に商用周波数の交流磁束を印加するので、測定
流体中に渦電流ieが誘起される。この渦電流ieは磁束B
の時間変化によって発生する起電力en0に起因して誘起
され、磁束Bの時間変化がゼロになると渦電流が形成さ
れるループの時定数で速やかに減衰する。
【0015】しかし、検出電極10、11が測定流体に
接液していると検出電極10、11の表面に形成される
コンデンサC1、C2、C3、C4、流体抵抗R1、R2、R
3、R4、R5、R6によって、検出電極10、11の表面
で渦電流ieによる電荷の蓄積、放電が行われ、渦電流ie
に対して遅れ位相のノイズ電圧が検出電極10、11に
発生する。
接液していると検出電極10、11の表面に形成される
コンデンサC1、C2、C3、C4、流体抵抗R1、R2、R
3、R4、R5、R6によって、検出電極10、11の表面
で渦電流ieによる電荷の蓄積、放電が行われ、渦電流ie
に対して遅れ位相のノイズ電圧が検出電極10、11に
発生する。
【0016】これらのコンデンサC1、〜C4の値は1m
m直径の検出電極でも1μFの程度のオーダであり、こ
の遅れ位相のノイズ電圧のためゼロ点が変化する。しか
もこれ等のインピーダンス成分は不安定であるのでゼロ
点が経時的に変化する要因をなす。
m直径の検出電極でも1μFの程度のオーダであり、こ
の遅れ位相のノイズ電圧のためゼロ点が変化する。しか
もこれ等のインピーダンス成分は不安定であるのでゼロ
点が経時的に変化する要因をなす。
【0017】次に、第2のタイプの容量式電磁流量計に
ついて説明する。このタイプは測定流体に検出電極が接
触することにより生じる電極の汚れに起因するゼロ点変
動の影響を除去することができる利点はあるが、測定流
体と検出電極で形成される小さな容量のコンデンサによ
り、数MΩ〜数100MΩの高インピーダンスの入力回
路が形成される。このため、励磁コイルから入力回路へ
の静電誘導によるノイズが発生しやすくなる欠点があ
る。
ついて説明する。このタイプは測定流体に検出電極が接
触することにより生じる電極の汚れに起因するゼロ点変
動の影響を除去することができる利点はあるが、測定流
体と検出電極で形成される小さな容量のコンデンサによ
り、数MΩ〜数100MΩの高インピーダンスの入力回
路が形成される。このため、励磁コイルから入力回路へ
の静電誘導によるノイズが発生しやすくなる欠点があ
る。
【0018】第3のタイプの低周波励振形の電磁流量計
について説明する。この低周波励磁形の電磁流量計は、
励磁周波数が低いので、誘導ノイズが低減され、従来に
比べて大幅にゼロ点の変動が改良されている。しかし、
誘導ノイズの低減によるゼロ点の変動は改良されたが、
反面、周波数が低下することにより、別の原因に帰する
ノイズが発生する。
について説明する。この低周波励磁形の電磁流量計は、
励磁周波数が低いので、誘導ノイズが低減され、従来に
比べて大幅にゼロ点の変動が改良されている。しかし、
誘導ノイズの低減によるゼロ点の変動は改良されたが、
反面、周波数が低下することにより、別の原因に帰する
ノイズが発生する。
【0019】その第1は、測定流体が流動することによ
って測定流体中に低周波の流動電位と呼ばれる電位変動
が発生し、特に測定流体が低導電率の場合に顕著に現れ
る。この電位変動は低周波励振の周波数と近似している
ので流量信号の乱れとして出力される。このノイズスペ
クトラムの実測例を図5と図6に示す。
って測定流体中に低周波の流動電位と呼ばれる電位変動
が発生し、特に測定流体が低導電率の場合に顕著に現れ
る。この電位変動は低周波励振の周波数と近似している
ので流量信号の乱れとして出力される。このノイズスペ
クトラムの実測例を図5と図6に示す。
【0020】いずれも横軸は励振周波数を、縦軸はノイ
ズパワーのスペクトラムをそれぞれ示し、図5は検出電
極として面電極とした場合を、図6は検出電極として点
電極を用いた場合をそれぞれ示している。検出電極の形
状によりコーナ周波数fcが異なるが、1/fc特性とな
っていることがわかる。
ズパワーのスペクトラムをそれぞれ示し、図5は検出電
極として面電極とした場合を、図6は検出電極として点
電極を用いた場合をそれぞれ示している。検出電極の形
状によりコーナ周波数fcが異なるが、1/fc特性とな
っていることがわかる。
【0021】このほかに、例えば測定流体の中に固形物
を含むスラリ流体が検出電極に当たることにより発生す
る低周波のノイズに対する出力の不安定性もある。さら
に励磁周波数が低いので流量変化に対する応答性も悪化
するという問題が新たに発生している。
を含むスラリ流体が検出電極に当たることにより発生す
る低周波のノイズに対する出力の不安定性もある。さら
に励磁周波数が低いので流量変化に対する応答性も悪化
するという問題が新たに発生している。
【0022】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の各種の
課題を解決するための主な構成として、測定流体を流す
ための絶縁性物質で作られたパイプと、この測定流体に
磁場を供給するために配置され基準電位で全体がシール
ドされた励磁コイルと、測定流体に発生した信号電圧を
静電容量を介して検出する検出電極と、この検出電極と
は絶縁されこの検出電極を全体的に覆って配置されたガ
ード電極と、先の信号電圧を検出し先のガード電極に先
の信号電圧と同電位の電圧を付与する信号検出手段と、
2値以上の定常値を持ち繰り返し周期が120ヘルツ以
上の励磁電流を先の励磁コイルに供給する励磁手段と、
この励磁電流が各定常値に到達する毎に先の信号電圧を
サンプリングして流量を演算する演算手段とを具備する
ようにしたものである。
課題を解決するための主な構成として、測定流体を流す
ための絶縁性物質で作られたパイプと、この測定流体に
磁場を供給するために配置され基準電位で全体がシール
ドされた励磁コイルと、測定流体に発生した信号電圧を
静電容量を介して検出する検出電極と、この検出電極と
は絶縁されこの検出電極を全体的に覆って配置されたガ
ード電極と、先の信号電圧を検出し先のガード電極に先
の信号電圧と同電位の電圧を付与する信号検出手段と、
2値以上の定常値を持ち繰り返し周期が120ヘルツ以
上の励磁電流を先の励磁コイルに供給する励磁手段と、
この励磁電流が各定常値に到達する毎に先の信号電圧を
サンプリングして流量を演算する演算手段とを具備する
ようにしたものである。
【0023】
【作 用】測定流体を流すためのパイプは絶縁性物質で
作られ、この測定流体に磁場を供給するために配置され
た励磁コイルは基準電位で全体がシールドされている.
さらに、検出電極は先の測定流体に発生した信号電圧を
静電容量を介して検出するが、この検出電極とは絶縁さ
れたガード電極はこの検出電極を全体的に覆って配置さ
れている。
作られ、この測定流体に磁場を供給するために配置され
た励磁コイルは基準電位で全体がシールドされている.
さらに、検出電極は先の測定流体に発生した信号電圧を
静電容量を介して検出するが、この検出電極とは絶縁さ
れたガード電極はこの検出電極を全体的に覆って配置さ
れている。
【0024】また、信号検出手段は先の信号電圧を検出
し先のガード電極に先の信号電圧と同電位の電圧を付与
し、励磁手段は2値以上の定常値を持ち繰り返し周期が
120ヘルツ以上の励磁電流を先の励磁コイルに供給す
る。そして、演算手段はこの励磁電流が各定常値に到達
する毎に先の信号電圧をサンプリングして流量を演算す
る。以上により、測定流体の性質に依存することなくノ
イズに強くかつ応答も早く安定な容量式電磁流量計が実
現できる。
し先のガード電極に先の信号電圧と同電位の電圧を付与
し、励磁手段は2値以上の定常値を持ち繰り返し周期が
120ヘルツ以上の励磁電流を先の励磁コイルに供給す
る。そして、演算手段はこの励磁電流が各定常値に到達
する毎に先の信号電圧をサンプリングして流量を演算す
る。以上により、測定流体の性質に依存することなくノ
イズに強くかつ応答も早く安定な容量式電磁流量計が実
現できる。
【0025】
【実施例】以下、本発明の実施例について図を用いて説
明する。図1は本発明の1実施例の構成を示す構成図で
ある。
明する。図1は本発明の1実施例の構成を示す構成図で
ある。
【0026】16は測定流体を流すためのパイプであ
り、このパイプ16はセラミックス或いは塩化ビニール
樹脂などの絶縁物で作られている。17、18は測定流
体の中に発生した信号電圧を検出するための検出電極で
あり、この検出電極17、18は測定流体とは直流的に
絶縁されてパイプ16の外面或いはパイプ管壁内に埋め
込み配置されている.
り、このパイプ16はセラミックス或いは塩化ビニール
樹脂などの絶縁物で作られている。17、18は測定流
体の中に発生した信号電圧を検出するための検出電極で
あり、この検出電極17、18は測定流体とは直流的に
絶縁されてパイプ16の外面或いはパイプ管壁内に埋め
込み配置されている.
【0027】これ等の検出電極17と18を結ぶ線と直
角方向のパイプ16の外面には一対の励磁コイル19、
20が配置されている。そして、励磁コイル19、20
の外面はいずれも静電シールドが施され、基準電位であ
るアース電極Gに接続されている。
角方向のパイプ16の外面には一対の励磁コイル19、
20が配置されている。そして、励磁コイル19、20
の外面はいずれも静電シールドが施され、基準電位であ
るアース電極Gに接続されている。
【0028】また、検出電極17と18の外側には、こ
れらの検出電極17と18の全体を覆うように検出電極
17と18とは絶縁を保持してガード電極19、20が
配置されている。パイプ16には接液電極Eが設けられ
てあり、この接液電極Eは測定流体により発生する信号
電圧の基準電位を決定するものであり、アース電極Gに
接続されている。
れらの検出電極17と18の全体を覆うように検出電極
17と18とは絶縁を保持してガード電極19、20が
配置されている。パイプ16には接液電極Eが設けられ
てあり、この接液電極Eは測定流体により発生する信号
電圧の基準電位を決定するものであり、アース電極Gに
接続されている。
【0029】検出電極17と18はそれぞれ高入力イン
ピーダンスを持つプリアンプ21、22の非反転入力端
(+)に接続され、その反転入力端(−)はそれぞれガ
ード電極19、20に接続されると共にこれ等のプリア
ンプ21、22の出力端に接続されている。そして、プ
リアンプ21、22の出力端は差動増幅器23の入力端
にそれぞれ接続されている。
ピーダンスを持つプリアンプ21、22の非反転入力端
(+)に接続され、その反転入力端(−)はそれぞれガ
ード電極19、20に接続されると共にこれ等のプリア
ンプ21、22の出力端に接続されている。そして、プ
リアンプ21、22の出力端は差動増幅器23の入力端
にそれぞれ接続されている。
【0030】励磁回路24は制御信号Vcを受信して励
磁コイル19、20に2値以上の定常値を持つ励磁電流
If2を供給する。この励磁電流If2は商用電源周波数の
偶数倍の周波数、例えば200Hzの周波数を有する方
形波とされている。
磁コイル19、20に2値以上の定常値を持つ励磁電流
If2を供給する。この励磁電流If2は商用電源周波数の
偶数倍の周波数、例えば200Hzの周波数を有する方
形波とされている。
【0031】25はサンプル回路であり、サンプル回路
25は励磁電流If2が定常値になった状態で制御信号V
sの制御のもとに差動増幅器23の出力信号をサンプリ
ングし、サンプル信号Sとしてアナログ/デジタル変換
器26に出力する。アナログ/デジタル変換器26はサ
ンプル信号Sをデジタル信号Dに変換してマイクロコン
ピュータ27に出力する。
25は励磁電流If2が定常値になった状態で制御信号V
sの制御のもとに差動増幅器23の出力信号をサンプリ
ングし、サンプル信号Sとしてアナログ/デジタル変換
器26に出力する。アナログ/デジタル変換器26はサ
ンプル信号Sをデジタル信号Dに変換してマイクロコン
ピュータ27に出力する。
【0032】マイクロコンピュータ27はこのデジタル
信号Dを用いて、まず同期整流演算を実行し、このあと
流量演算を実行して、出力端28に流量信号QSとして
出力する。また、このマイクロコンピュータ27は励磁
回路24に励磁電流If2を制御する制御信号Vcを送出
すると共にサンプル回路25にも信号をサンプリングす
るタイミングを与える制御信号Vsを出力する。このデ
ジタル信号Dは商用電源周波数の偶数倍の周波数成分を
有しており、これに対して同期整流演算を実行すること
により商用電源から混入するノイズを演算により除去す
ることができる。
信号Dを用いて、まず同期整流演算を実行し、このあと
流量演算を実行して、出力端28に流量信号QSとして
出力する。また、このマイクロコンピュータ27は励磁
回路24に励磁電流If2を制御する制御信号Vcを送出
すると共にサンプル回路25にも信号をサンプリングす
るタイミングを与える制御信号Vsを出力する。このデ
ジタル信号Dは商用電源周波数の偶数倍の周波数成分を
有しており、これに対して同期整流演算を実行すること
により商用電源から混入するノイズを演算により除去す
ることができる。
【0033】次に、以上のように構成された実施例の動
作について説明する。マイクロコンピュータ27の制御
のもとに励磁回路24から商用電源周波数の偶数倍の周
波数を持つ方形波の励磁電流If2が励磁コイル19、2
0に流されると、この励磁電流If2と同一の周波数の方
形波状の磁束が測定流体に印加される。
作について説明する。マイクロコンピュータ27の制御
のもとに励磁回路24から商用電源周波数の偶数倍の周
波数を持つ方形波の励磁電流If2が励磁コイル19、2
0に流されると、この励磁電流If2と同一の周波数の方
形波状の磁束が測定流体に印加される。
【0034】ここで、測定流体が絶縁性のパイプ16の
中に流れると検出電極17、18に対応するパイプ16
の内面に方形波状で商用周波数より高い周波数の信号電
圧が発生する。この信号電圧は絶縁性のパイプ16で形
成されるコンデンサを介して検出電極17、18で検出
される。
中に流れると検出電極17、18に対応するパイプ16
の内面に方形波状で商用周波数より高い周波数の信号電
圧が発生する。この信号電圧は絶縁性のパイプ16で形
成されるコンデンサを介して検出電極17、18で検出
される。
【0035】したがって、検出された信号電圧は高入力
インピ−ダンスを持つプリアンプ21、22で受信され
ここでインピーダンス変換されて差動増幅器23に出力
される。この際、プリアンプ21、22の出力端から低
インピーダンスでガード電極19、20に信号電圧と同
一の電圧がドライブされる。
インピ−ダンスを持つプリアンプ21、22で受信され
ここでインピーダンス変換されて差動増幅器23に出力
される。この際、プリアンプ21、22の出力端から低
インピーダンスでガード電極19、20に信号電圧と同
一の電圧がドライブされる。
【0036】このため、検出電極17、18とガード電
極19、20との間などに形成される静電容量による信
号電圧の低下が防止される。差動増幅器23の出力はサ
ンプル回路25で励磁電流が定常値に達したときにサン
プリングされ、アナログ/デジタル変換器26でデジタ
ル信号とされてマイクロコンピュータ27で信号処理さ
れる。
極19、20との間などに形成される静電容量による信
号電圧の低下が防止される。差動増幅器23の出力はサ
ンプル回路25で励磁電流が定常値に達したときにサン
プリングされ、アナログ/デジタル変換器26でデジタ
ル信号とされてマイクロコンピュータ27で信号処理さ
れる。
【0037】このような実施例によれば、従来の電磁流
量計では得られない各種の利点が生じる。以下,これに
ついて説明する。検出電極17、18と測定流体間に形
成されるコンデンサの容量は、パイプ16の厚さ、検出
電極17、18の大きさなどにより異なるが、数pF〜
100pF程度の値となり、低周波励振を行った場合に
はかなりの高イン−ダンスとなるが、本実施例のように
商用周波数より高い周波数で励振することにより,その
インピーダンスを大幅に低下させることができる。
量計では得られない各種の利点が生じる。以下,これに
ついて説明する。検出電極17、18と測定流体間に形
成されるコンデンサの容量は、パイプ16の厚さ、検出
電極17、18の大きさなどにより異なるが、数pF〜
100pF程度の値となり、低周波励振を行った場合に
はかなりの高イン−ダンスとなるが、本実施例のように
商用周波数より高い周波数で励振することにより,その
インピーダンスを大幅に低下させることができる。
【0038】このため、容量形電磁流量計として構成し
ても、比較的低いインピーダンス回路として信号処理を
することができるので、信号処理が容易であり、外部か
ら混入するノイズの影響を受けにくくすることができ
る。さらに、渦電流ipによる電極インピーダンスの充
放電の大きさ、時定数も十分に小さく改善され、渦電流
ipによるゼロ点変動の原因も除去される。また、励磁
コイル19、20はその周囲が静電シールドされ、基準
電位に固定されているので、励磁電圧による信号回路へ
のノイズの影響はない。
ても、比較的低いインピーダンス回路として信号処理を
することができるので、信号処理が容易であり、外部か
ら混入するノイズの影響を受けにくくすることができ
る。さらに、渦電流ipによる電極インピーダンスの充
放電の大きさ、時定数も十分に小さく改善され、渦電流
ipによるゼロ点変動の原因も除去される。また、励磁
コイル19、20はその周囲が静電シールドされ、基準
電位に固定されているので、励磁電圧による信号回路へ
のノイズの影響はない。
【0039】さらに、検出電極が測定液に接触しない構
成なので、測定流体の中に流れる渦電流の影響をうけ
ず、このためゼロ点の変動に影響を与えることはない。
低周波励振の場合は、流動電位と呼ばれる電位変動が図
5、図6に示すように発生し、流量信号の乱れとして出
力されるが、このノイズはほぼ100Hzの周波数をコ
ーナ周波数として、これより低い周波数では増加する傾
向を示す。
成なので、測定流体の中に流れる渦電流の影響をうけ
ず、このためゼロ点の変動に影響を与えることはない。
低周波励振の場合は、流動電位と呼ばれる電位変動が図
5、図6に示すように発生し、流量信号の乱れとして出
力されるが、このノイズはほぼ100Hzの周波数をコ
ーナ周波数として、これより低い周波数では増加する傾
向を示す。
【0040】しかし、本実施例によれば励振周波数を商
用周波数の偶数倍にしてあるので、この流動電位に基づ
く出力変動の影響を実質的に受けない利点がある。パイ
プ16として金属性のパイプを用いると、この中に流れ
る渦電流回路のインダクタンスにより減衰時定数が大き
くなり、100Hz程度以上に励磁周波数を上げること
はできないが,本実施例の場合は絶縁性のパイプ16を
用いる構成なので、これよりも高い周波数で励磁するこ
とができる。
用周波数の偶数倍にしてあるので、この流動電位に基づ
く出力変動の影響を実質的に受けない利点がある。パイ
プ16として金属性のパイプを用いると、この中に流れ
る渦電流回路のインダクタンスにより減衰時定数が大き
くなり、100Hz程度以上に励磁周波数を上げること
はできないが,本実施例の場合は絶縁性のパイプ16を
用いる構成なので、これよりも高い周波数で励磁するこ
とができる。
【0041】さらに、マイクロコンピユータ27は商用
周波数の偶数倍の周波数をもつ信号電圧に対して同期整
流演算を実行するので、商用周波ノイズの影響を演算に
より除去することができる。
周波数の偶数倍の周波数をもつ信号電圧に対して同期整
流演算を実行するので、商用周波ノイズの影響を演算に
より除去することができる。
【0042】なお、以上の説明ではマイクロコンピュー
タを用いてソフト的に同期整流演算を実行したが、これ
に限ることなくデスクリートな回路素子を用いて同期整
流を行っても良いことはもちろんである。
タを用いてソフト的に同期整流演算を実行したが、これ
に限ることなくデスクリートな回路素子を用いて同期整
流を行っても良いことはもちろんである。
【0043】
【発明の効果】以上、実施例と共に具体的に説明したよ
うに本発明によれば、請求項に記載した構成により、従
来ゼロ点が不安定とされていた高周波励磁の欠点を除去
しノイズ対信号比がよく、しかも応答性の良い容量式電
磁流量計を実現することができる。
うに本発明によれば、請求項に記載した構成により、従
来ゼロ点が不安定とされていた高周波励磁の欠点を除去
しノイズ対信号比がよく、しかも応答性の良い容量式電
磁流量計を実現することができる。
【図1】本発明の1実施例の構成を示す構成図である。
【図2】従来の電磁流量計の検出部の構成を示す説明図
である。
である。
【図3】従来の電磁流量計の欠点を説明する波形図であ
る。
る。
【図4】従来の電磁流量計の欠点を説明する説明図であ
る。
る。
【図5】流動電位の周波数特性を示す第1の特性図であ
る。
る。
【図6】流動電位の周波数特性を示す第2の特性図であ
る。
る。
10、11、17、18 検出電極 12 ライニング 13 パイプ 14、15、16 励磁コイル 19、20 ガード電極 21、22 プリアンプ 23 差動増幅器 24 励磁回路 25 サンプル回路 27 マイクロコンピュータ
フロントページの続き (72)発明者 松永 義則 東京都武蔵野市中町2丁目9番32号 横 河電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−99829(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01F 1/58 G01F 1/60
Claims (2)
- 【請求項1】測定流体を流すための絶縁性物質で作られ
たパイプと、この測定流体に磁場を供給するために配置
され基準電位で全体がシールドされた励磁コイルと、前
記測定流体に発生した信号電圧を静電容量を介して検出
する検出電極と、この検出電極とは絶縁されこの検出電
極を全体的に覆って配置されたガード電極と、前記信号
電圧を検出し前記ガード電極に前記信号電圧と同電位の
電圧を付与する信号検出手段と、2値以上の定常値を持
ち繰り返し周期が120ヘルツ以上の励磁電流を前記励
磁コイルに供給する励磁手段と、この励磁電流が各定常
値に到達する毎に前記信号電圧をサンプリングして流量
を演算する演算手段とを具備することを特徴とする容量
式電磁流量計。 - 【請求項2】第1請求項に記載の励磁手段は2値以上の
定常値を持ち繰り返し周期が120ヘルツ以上で商用電
源周波数の偶数倍の周波数の励磁電流を前記励磁コイル
に供給するようにしたことを特徴とする容量式電磁流量
計。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33845391A JP2932448B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 容量式電磁流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33845391A JP2932448B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 容量式電磁流量計 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05172600A JPH05172600A (ja) | 1993-07-09 |
JP2932448B2 true JP2932448B2 (ja) | 1999-08-09 |
Family
ID=18318304
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33845391A Expired - Fee Related JP2932448B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 容量式電磁流量計 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2932448B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6802223B2 (en) | 2002-09-25 | 2004-10-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Capacitative electromagnetic flow meter |
JP2018141667A (ja) * | 2017-02-27 | 2018-09-13 | アズビル株式会社 | 電磁流量計 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10663331B2 (en) * | 2013-09-26 | 2020-05-26 | Rosemount Inc. | Magnetic flowmeter with power limit and over-current detection |
JP6851785B2 (ja) | 2016-11-09 | 2021-03-31 | アズビル株式会社 | 電磁流量計 |
-
1991
- 1991-12-20 JP JP33845391A patent/JP2932448B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6802223B2 (en) | 2002-09-25 | 2004-10-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Capacitative electromagnetic flow meter |
JP2018141667A (ja) * | 2017-02-27 | 2018-09-13 | アズビル株式会社 | 電磁流量計 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05172600A (ja) | 1993-07-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5090250A (en) | Electromagnetic flowmeter utilizing magnetic fields of a plurality of frequencies | |
JP3915459B2 (ja) | 電磁流量計 | |
JP5492201B2 (ja) | 流動媒体の誘導導電率測定の方法およびデバイス | |
US5089781A (en) | Electromagnetic conductivity meter and a conductivity measuring method | |
KR100186887B1 (ko) | 전자유량계 및 유량의 전자측정방법 | |
JP2003097986A5 (ja) | ||
US5621177A (en) | Electromagnetic flowmeter | |
US7574924B1 (en) | Magnetic flow meter | |
JPH10253412A (ja) | 液体、特に水の流速を測定する方法及び装置 | |
US4953408A (en) | Capacitive type electromagnetic flowmeter | |
JP2932448B2 (ja) | 容量式電磁流量計 | |
JP2931354B2 (ja) | 電磁流量計 | |
US4357835A (en) | Electromagnetic flowmeter in shielded lines | |
JP3204066B2 (ja) | 容量式電磁流量計 | |
JP3047282B2 (ja) | 容量式電磁流量計 | |
JP4053392B2 (ja) | 容量式電磁流量計 | |
JP3047283B2 (ja) | 容量式電磁流量計 | |
JP3695074B2 (ja) | 電磁流量計 | |
JPS6383614A (ja) | 電磁流量計 | |
JPH07248240A (ja) | 電磁流量計 | |
JP3047284B2 (ja) | 容量式電磁流量計 | |
JPH06174513A (ja) | 電磁流量計の空検知回路 | |
JPH08261808A (ja) | 容量式電磁流量計 | |
JPH07333020A (ja) | 電磁流量計 | |
JPH06258113A (ja) | 電磁流量計 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080528 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090528 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 11 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100528 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 11 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100528 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110528 Year of fee payment: 12 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |