JPH057548Y2 - - Google Patents
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- JPH057548Y2 JPH057548Y2 JP352383U JP352383U JPH057548Y2 JP H057548 Y2 JPH057548 Y2 JP H057548Y2 JP 352383 U JP352383 U JP 352383U JP 352383 U JP352383 U JP 352383U JP H057548 Y2 JPH057548 Y2 JP H057548Y2
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- JP
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- electromagnetic flowmeter
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- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 28
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 22
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 16
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 13
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
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- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は、低周波励磁方式の電磁流量計の改良
に関する。
に関する。
一般に電磁流量計は、管路を流れる流体に対し
て流れ方向と直角に磁界を与え同時に流体流路中
の電気的信号の変化を管路に設けた一対の電極で
検出し、これに基づいて流体の流量を計測するよ
うに構成されている。最近の電磁流量計は、交流
励磁方式や直流励磁方式に比して零点の安定性に
すぐれている台形波励磁や方形波励磁などと呼ば
れている低周波励磁方式のものが多く用いられて
いる。この種の低周波励磁方式の電磁流量計で
は、励磁コイルに供給する電流を２つの定常値間
で周期的に切換え、励磁電流が一定になつたとき
電極間に発生する誘起電圧をそれぞれサンプリン
グした後隣合つたサンプリング信号の差をとるこ
とにより、電気化学的な直流電圧や回路に基づく
オフセツト電圧による影響を除去し、流体の流量
に対応した信号を得ている。このような定周波励
磁方式の電磁流量計においても、管路内の流体の
充満度が許容値以下となり非満水状態になると、
電磁流量計の測定値は不定となり実際の流量を示
さなくなる。そこで管路内の流体の非満水状態を
検知することが望まれている。
て流れ方向と直角に磁界を与え同時に流体流路中
の電気的信号の変化を管路に設けた一対の電極で
検出し、これに基づいて流体の流量を計測するよ
うに構成されている。最近の電磁流量計は、交流
励磁方式や直流励磁方式に比して零点の安定性に
すぐれている台形波励磁や方形波励磁などと呼ば
れている低周波励磁方式のものが多く用いられて
いる。この種の低周波励磁方式の電磁流量計で
は、励磁コイルに供給する電流を２つの定常値間
で周期的に切換え、励磁電流が一定になつたとき
電極間に発生する誘起電圧をそれぞれサンプリン
グした後隣合つたサンプリング信号の差をとるこ
とにより、電気化学的な直流電圧や回路に基づく
オフセツト電圧による影響を除去し、流体の流量
に対応した信号を得ている。このような定周波励
磁方式の電磁流量計においても、管路内の流体の
充満度が許容値以下となり非満水状態になると、
電磁流量計の測定値は不定となり実際の流量を示
さなくなる。そこで管路内の流体の非満水状態を
検知することが望まれている。
本考案は、電極に生ずる電圧が流体の流量に応
じた信号成分の外に、満水状態のときと非満水状
態のときとでは波形が異り、しかも信号成分より
充分に大きいノイズ成分う含んでいることに着目
し、非満水状態のときのノイズ成分を検出するこ
とによつて、非満水状態を有効に検知できる低周
波励磁方式の電磁流量計を実現したものである。
じた信号成分の外に、満水状態のときと非満水状
態のときとでは波形が異り、しかも信号成分より
充分に大きいノイズ成分う含んでいることに着目
し、非満水状態のときのノイズ成分を検出するこ
とによつて、非満水状態を有効に検知できる低周
波励磁方式の電磁流量計を実現したものである。
第１図は本考案電磁流量計の一実施例を示す接
続図である。図において、１は電磁流量計発信器
で、励磁コイルＬと流体が流れる管路Ｐおよび一
対の電極G1，G2を備えている。２は励磁電源で、
低周波の励磁電流Ｉを励磁コイルＬに供給する。
３，４は一対のバツフア増幅器で、その入力には
それぞれ一対の電極G1，G2に生ずる電圧e1，e2
が加えられている。５は差動増幅器で、バツフア
増幅器３，４の出力e3，e4の差を増幅する。６は
信号処理回路で、差動増幅器５の出力e5を反転す
る反転増幅器６１と、励磁電流Ｉのオンオフと同
期して差動増幅器出力e5と反転増幅器出力e6とを
交互に切変えるスイツチ６２と、スイツチ６２で
選択された電圧を一定時間サンプリングするサン
プリングスイツチ６３と、サンプリングされた電
圧を積分する積分器６４と、積分器６４の出力e7
をデイジタル信号に変換するAD変換器６５と
AD変換器６５からのデイジタル信号に基づいて
所望のデイジタル演算を行うマイクロプロセツサ
６６と、マイクロプロセツサ６６の出力をアナロ
グ信号に変換するDA変換器６７とを有してい
る。７は非満水検知回路で、バツフア増幅器３の
出力e3を一定時間サンプリングするサンプリング
スイツチ７１と、サンプリングされた電圧を積分
する積分器７２と、成分器７２の出力e8をサンプ
リングスイツチ７３を介してホールドするサンプ
ルホールド回路７４と、サンプルホールド回路７
４の出力e9を監視し、e9が設定電圧etを越えたと
き非満水検知信号ALを出力するコンパレータ７
５とからなつている。なお励磁電源２への同期パ
ルスPoと、切換スイツチ６２を駆動するパルス
P1と、サンプリングスイツチ６３を駆動するパ
ルスP2と、積分器６４のリセツトスイツチSW1
を駆動するパルスP3と、サンプリングスイツチ
７１を駆動するパルスP4と、積分器７２のリセ
ツトスイツチSW2を駆動するパルスP5およびサ
ンプリングスイツチ７３を駆動するパルスP6を
マイクロプロセツサ６６が発生する場合を示して
いる。
続図である。図において、１は電磁流量計発信器
で、励磁コイルＬと流体が流れる管路Ｐおよび一
対の電極G1，G2を備えている。２は励磁電源で、
低周波の励磁電流Ｉを励磁コイルＬに供給する。
３，４は一対のバツフア増幅器で、その入力には
それぞれ一対の電極G1，G2に生ずる電圧e1，e2
が加えられている。５は差動増幅器で、バツフア
増幅器３，４の出力e3，e4の差を増幅する。６は
信号処理回路で、差動増幅器５の出力e5を反転す
る反転増幅器６１と、励磁電流Ｉのオンオフと同
期して差動増幅器出力e5と反転増幅器出力e6とを
交互に切変えるスイツチ６２と、スイツチ６２で
選択された電圧を一定時間サンプリングするサン
プリングスイツチ６３と、サンプリングされた電
圧を積分する積分器６４と、積分器６４の出力e7
をデイジタル信号に変換するAD変換器６５と
AD変換器６５からのデイジタル信号に基づいて
所望のデイジタル演算を行うマイクロプロセツサ
６６と、マイクロプロセツサ６６の出力をアナロ
グ信号に変換するDA変換器６７とを有してい
る。７は非満水検知回路で、バツフア増幅器３の
出力e3を一定時間サンプリングするサンプリング
スイツチ７１と、サンプリングされた電圧を積分
する積分器７２と、成分器７２の出力e8をサンプ
リングスイツチ７３を介してホールドするサンプ
ルホールド回路７４と、サンプルホールド回路７
４の出力e9を監視し、e9が設定電圧etを越えたと
き非満水検知信号ALを出力するコンパレータ７
５とからなつている。なお励磁電源２への同期パ
ルスPoと、切換スイツチ６２を駆動するパルス
P1と、サンプリングスイツチ６３を駆動するパ
ルスP2と、積分器６４のリセツトスイツチSW1
を駆動するパルスP3と、サンプリングスイツチ
７１を駆動するパルスP4と、積分器７２のリセ
ツトスイツチSW2を駆動するパルスP5およびサ
ンプリングスイツチ７３を駆動するパルスP6を
マイクロプロセツサ６６が発生する場合を示して
いる。
このように構成した本考案電磁流量計の動作を
第２図および第３図の波形図を参照して以下に説
明する。第２図は満水状態のときの波形図で、第
３図は非満水状態のときの波形図である。両図に
おいて、イ，ロ，ハ，ニ，ホ，ヘ，トはマイクロ
プロセツサ６６が発生するパルスPo，P1，P2，
P3，P4，P5，P6の波形で、チは励磁電流Ｉの波
形、リは検出電圧の信号成分esの波形、ヌは検出
電圧のノイズ成分eoの波形である。まず満水状態
のときの動作を説明する。励磁電源２はマイクロ
プロセツサ６６からのパルスPo（第２図イ参照）
に同期して、第２図チに示す如き低周波の励磁電
流Ｉを電磁流量計発信器１の励磁コイルＬに供給
する。電磁流量計発信器１は励磁電流Ｉが励磁コ
イルＬに供給されると、電極G1，G2には検出電
圧e1，e2が発生する。検出電圧e1，e2には管路Ｐ
を流れる流体の流量に応じた第２図リに示す如き
信号成分esの外に、励磁電源２が発信器１の漏れ
容量Cs1，Cs2を介して電極G1，G2に結合されて
いるために生ずる第２図ヌに示す如きノイズ成分
eoも重量されている。そして検出電圧e1，e2にお
いて信号成分esは互いに逆相で発生しているが、
ノイズ成分eoは同相で発生している。これら検出
電圧e1，e2はそれぞれバツフア増幅器３，４を介
して差動増幅器５に加えられノイズ成分eoが除去
され、信号成分esが有効に取り出される。しかも
差動増幅器５の出力e5とe5を反転増幅器６１で反
転した電圧e6とが励磁電流Ｉと同期した第２図ロ
に示す如きパルスP1で駆動されるスイツチ６２
で交互に選択された後、第２図ハに示す如きタイ
ミングで発生するパルスP2で駆動されるスイツ
チ６３で一定時間（ts）サンプリングされて積分
器６４に与えられるので、発信器１の構成のアン
バランス等によつて差動増幅器５を通過したノイ
ズ成分eoも有効に除去される。また積分器６４で
e5およびe6を積分する時間tsは電源周波数ノイズ
を除去するために商用電源周期（例えば50Hz帯で
は20ms）あるいはその整数倍になるよう、マイ
クロプロセツサ６６からのパルスP2によつてス
イツチ６３のオン時間が制御されている。積分器
６４の出力e7はAD変換器６５でデイジタル信号
に変換されてマイクロプロセツサ６６に与えられ
る。マイクロプロセツサ６６はAD変換器６５か
らのデイジタル信号に基づいてデイジタル演算を
行い、流体の流量を算出し、その演算結果をDA
変換器６７に与え、信号処理回路６の出力端６８
に流体の流量に関連した出力電圧e0を出力する。
第２図および第３図の波形図を参照して以下に説
明する。第２図は満水状態のときの波形図で、第
３図は非満水状態のときの波形図である。両図に
おいて、イ，ロ，ハ，ニ，ホ，ヘ，トはマイクロ
プロセツサ６６が発生するパルスPo，P1，P2，
P3，P4，P5，P6の波形で、チは励磁電流Ｉの波
形、リは検出電圧の信号成分esの波形、ヌは検出
電圧のノイズ成分eoの波形である。まず満水状態
のときの動作を説明する。励磁電源２はマイクロ
プロセツサ６６からのパルスPo（第２図イ参照）
に同期して、第２図チに示す如き低周波の励磁電
流Ｉを電磁流量計発信器１の励磁コイルＬに供給
する。電磁流量計発信器１は励磁電流Ｉが励磁コ
イルＬに供給されると、電極G1，G2には検出電
圧e1，e2が発生する。検出電圧e1，e2には管路Ｐ
を流れる流体の流量に応じた第２図リに示す如き
信号成分esの外に、励磁電源２が発信器１の漏れ
容量Cs1，Cs2を介して電極G1，G2に結合されて
いるために生ずる第２図ヌに示す如きノイズ成分
eoも重量されている。そして検出電圧e1，e2にお
いて信号成分esは互いに逆相で発生しているが、
ノイズ成分eoは同相で発生している。これら検出
電圧e1，e2はそれぞれバツフア増幅器３，４を介
して差動増幅器５に加えられノイズ成分eoが除去
され、信号成分esが有効に取り出される。しかも
差動増幅器５の出力e5とe5を反転増幅器６１で反
転した電圧e6とが励磁電流Ｉと同期した第２図ロ
に示す如きパルスP1で駆動されるスイツチ６２
で交互に選択された後、第２図ハに示す如きタイ
ミングで発生するパルスP2で駆動されるスイツ
チ６３で一定時間（ts）サンプリングされて積分
器６４に与えられるので、発信器１の構成のアン
バランス等によつて差動増幅器５を通過したノイ
ズ成分eoも有効に除去される。また積分器６４で
e5およびe6を積分する時間tsは電源周波数ノイズ
を除去するために商用電源周期（例えば50Hz帯で
は20ms）あるいはその整数倍になるよう、マイ
クロプロセツサ６６からのパルスP2によつてス
イツチ６３のオン時間が制御されている。積分器
６４の出力e7はAD変換器６５でデイジタル信号
に変換されてマイクロプロセツサ６６に与えられ
る。マイクロプロセツサ６６はAD変換器６５か
らのデイジタル信号に基づいてデイジタル演算を
行い、流体の流量を算出し、その演算結果をDA
変換器６７に与え、信号処理回路６の出力端６８
に流体の流量に関連した出力電圧e0を出力する。
次に管路内の流体の充満度が許容値以下の非満
水状態では、電極G1，G2が導電性流体と非接触
となり、電極インピーダンスが極めて大きくなる
ため、第３図リに示すように信号成分esは零にな
るが、励磁電源２からの電源電圧がそのまま電極
G1，G2に加わり、第３図ヌに示すような波形の
ノイズ成分eoが生ずる。このノイズ成分eoは数Ｖ
程度もあり、満水状態での信号成分esの最大振幅
10mVに比して非常に大きな値である。したがつ
てバツフア増幅器３の出力e3をパルスPo（励磁電
流Ｉ）と同期したパルスP4で駆動されるサンプ
リングスイツチ７１を介して積分器７２に与えれ
ば、積分器７２の出力e8は満水状態と非満水状態
で大幅に変化する。そこで積分器７２の出力e8を
第３図トに示すパルスP6でサンプリングスイツ
チ７３を駆動して得たサンプルホールド回路７４
の出力e9を監視するコンパレータ７５の設定電圧
etを適当に選ぶことによつて、非満水状態になる
とコンパレータ７５の出力が反転し非満水検知信
号ALを発生する。
水状態では、電極G1，G2が導電性流体と非接触
となり、電極インピーダンスが極めて大きくなる
ため、第３図リに示すように信号成分esは零にな
るが、励磁電源２からの電源電圧がそのまま電極
G1，G2に加わり、第３図ヌに示すような波形の
ノイズ成分eoが生ずる。このノイズ成分eoは数Ｖ
程度もあり、満水状態での信号成分esの最大振幅
10mVに比して非常に大きな値である。したがつ
てバツフア増幅器３の出力e3をパルスPo（励磁電
流Ｉ）と同期したパルスP4で駆動されるサンプ
リングスイツチ７１を介して積分器７２に与えれ
ば、積分器７２の出力e8は満水状態と非満水状態
で大幅に変化する。そこで積分器７２の出力e8を
第３図トに示すパルスP6でサンプリングスイツ
チ７３を駆動して得たサンプルホールド回路７４
の出力e9を監視するコンパレータ７５の設定電圧
etを適当に選ぶことによつて、非満水状態になる
とコンパレータ７５の出力が反転し非満水検知信
号ALを発生する。
なお上述では、非満水検知回路７としてサンプ
リングスイツチ７１と積分器７２を用いてバツフ
ア増幅器３の出力e3を同期整流して取り出してい
るが、その他の同期整流回路を用いて取り出すよ
うにしてもよい。また上述ではバツフア増幅器３
の出力e3を監視して非満水検知信号ALを得る場
合を例示したが、バツフア増幅器４の出力e4を監
視して非満水検知信号ALを得るようにしてもよ
く、また電極G1，G2の検出電圧e1，e2を監視し
て非満水検知信号ALを得るようにしてもよい。
さらに上述では信号処理回路６として、マイクロ
プロセツサ６３を用いてデイジタル演算を行うも
のを例示したが、アナログ演算を行う回路等必要
に応じて種々の回路構成のものを用いることがで
きる。
リングスイツチ７１と積分器７２を用いてバツフ
ア増幅器３の出力e3を同期整流して取り出してい
るが、その他の同期整流回路を用いて取り出すよ
うにしてもよい。また上述ではバツフア増幅器３
の出力e3を監視して非満水検知信号ALを得る場
合を例示したが、バツフア増幅器４の出力e4を監
視して非満水検知信号ALを得るようにしてもよ
く、また電極G1，G2の検出電圧e1，e2を監視し
て非満水検知信号ALを得るようにしてもよい。
さらに上述では信号処理回路６として、マイクロ
プロセツサ６３を用いてデイジタル演算を行うも
のを例示したが、アナログ演算を行う回路等必要
に応じて種々の回路構成のものを用いることがで
きる。
以上、詳細に説明したように、本考案において
は、電磁流量発信器の中に測定流体が満水状態に
なつているか否かを検出するために、何等かの外
乱、例えば電流などを検出電極に流すことなく、
検出電極から出力される電圧の性質、つまり電磁
流量計発信器の内部に測定流体が満水状態のとき
に発生する電圧の大きさに比べて非満水状態で発
生する電圧が格段に大きい点に着目して、この大
きさの差を、予め経験によつて設定された設定電
圧と検出電圧に関連する電圧とを比較して検出す
るようにしたので、通常の流量測定には何等の悪
影響も与えずに非満水状態を簡単に検出すること
ができる。
は、電磁流量発信器の中に測定流体が満水状態に
なつているか否かを検出するために、何等かの外
乱、例えば電流などを検出電極に流すことなく、
検出電極から出力される電圧の性質、つまり電磁
流量計発信器の内部に測定流体が満水状態のとき
に発生する電圧の大きさに比べて非満水状態で発
生する電圧が格段に大きい点に着目して、この大
きさの差を、予め経験によつて設定された設定電
圧と検出電圧に関連する電圧とを比較して検出す
るようにしたので、通常の流量測定には何等の悪
影響も与えずに非満水状態を簡単に検出すること
ができる。
第１図は本考案電磁流量計の一実施例を示す接
続図、第２図および第３図はその動作説明のため
の波形図である。 １……電磁流量計発信器、２……励磁電源、
３，４……バツフア増幅器、５……差動増幅器、
６……信号処理回路、７……非満水検知回路。
続図、第２図および第３図はその動作説明のため
の波形図である。 １……電磁流量計発信器、２……励磁電源、
３，４……バツフア増幅器、５……差動増幅器、
６……信号処理回路、７……非満水検知回路。
Claims (1)
- 測定流体が流される電磁流量計発信器と、この
電磁流量計発信器の励磁コイルに所定の切換タイ
ミングで切り換えて低周波の励磁電流を供給する
励磁電源と、前記電磁流量計発信器の一対の電極
にそれぞれ生じる検出電圧がバツフア増幅器を介
して加えられる差動増幅器と、この差動増幅器の
出力が入力されこれを用いて流量演算を実行して
流量信号として出力する信号処理回路と、前記検
出電圧に関連する電圧を前記切換タイミングに同
期してサンプリングするサンプリング手段と、こ
のサンプリング手段でサンプリングされたサンプ
ル電圧を同期整流する同期整流手段と、この同期
整流手段の出力をホールドしてホールド電圧とし
て保持するホールド手段と、前記電磁流量計発信
器の中が前記測定流体により満水にされていると
きに前記電磁流量計発信器に発生する検出電圧に
関連する電圧の検出点における電圧レベルに対し
て充分大きな設定電圧に設定された設定手段と、
前記ホールド電圧とこの設定電圧とを比較し前記
ホールド電圧がこの設定電圧を越えたときに非満
水検知信号として出力する比較手段を設けたこと
を特徴とする電磁流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP352383U JPS59109926U (ja) | 1983-01-14 | 1983-01-14 | 電磁流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP352383U JPS59109926U (ja) | 1983-01-14 | 1983-01-14 | 電磁流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59109926U JPS59109926U (ja) | 1984-07-24 |
| JPH057548Y2 true JPH057548Y2 (ja) | 1993-02-25 |
Family
ID=30135137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP352383U Granted JPS59109926U (ja) | 1983-01-14 | 1983-01-14 | 電磁流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59109926U (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10908849B2 (en) | 2010-08-18 | 2021-02-02 | Makerbot Industries, Llc | Networked three-dimensional printing |
-
1983
- 1983-01-14 JP JP352383U patent/JPS59109926U/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10908849B2 (en) | 2010-08-18 | 2021-02-02 | Makerbot Industries, Llc | Networked three-dimensional printing |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59109926U (ja) | 1984-07-24 |
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