JPH0829223A - Electromagnetic flowmeter - Google Patents
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- JPH0829223A JPH0829223A JP16785494A JP16785494A JPH0829223A JP H0829223 A JPH0829223 A JP H0829223A JP 16785494 A JP16785494 A JP 16785494A JP 16785494 A JP16785494 A JP 16785494A JP H0829223 A JPH0829223 A JP H0829223A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電磁流量計の空検出方
法に関し、特に電磁流量計により流量を測定する管の内
部が流体で満たされているか否かを検出する空検出を行
う電磁流量計に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electromagnetic flowmeter empty detection method, and more particularly to an electromagnetic flowmeter for performing empty detection for detecting whether or not the inside of a pipe whose flow rate is measured by an electromagnetic flowmeter is filled with a fluid. It is about the total.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、磁界中の流体から得られる信号起
電力に基づき流量を測定する電磁流量計では、図４に示
すような構成により流体の空検出を実施していた。同図
において、１は所定の磁界を発生させるとともに流体か
ら信号起電力を検出する検出部、１０は検出器１からの
信号起電力を信号処理して流量を算出し、所定のプロセ
ス制御信号に変換出力する変換器である。検出器１にお
いて、２は所定の磁界を発生させるコイル、３は測定さ
れる流体が流れる管、４ａ，４ｂは管３の内側面に対向
して流体に接液するように配設された検出電極、５は管
３内の流体に管３と同一の電位（接地電位）を与えるた
めのコモン電極（アースリング）である。2. Description of the Related Art Conventionally, in an electromagnetic flowmeter which measures a flow rate based on a signal electromotive force obtained from a fluid in a magnetic field, empty detection of the fluid has been carried out by the configuration shown in FIG. In the figure, 1 is a detector for generating a predetermined magnetic field and detecting a signal electromotive force from a fluid, 10 is a signal electromotive force from the detector 1 for signal processing to calculate a flow rate, and a predetermined process control signal is obtained. It is a converter for converting and outputting. In the detector 1, 2 is a coil for generating a predetermined magnetic field, 3 is a pipe through which a fluid to be measured flows, and 4a and 4b are arranged so as to face the inner surface of the pipe 3 and come into contact with the fluid. The electrodes 5 are common electrodes (earth rings) for applying the same potential (ground potential) as the pipe 3 to the fluid in the pipe 3.
【０００３】変換器１０において、１１はプロセス制御
装置（図示せず）から供給されるループ電流から所定の
電源電圧を生成する電源部、１２は所定周波数の励磁電
流をコイル２に出力する励磁部、１３はバッファ、１４
は検出電極４ａ，４ｂから得られた信号起電力を差動増
幅する交流増幅部、１５は交流増幅部１４の出力のうち
流体ノイズなどの低周波成分を減衰させるハイパスフィ
ルタ、１６はハイパスフィルタ１５の出力を所定間隔で
サンプリングするとともにディジタル情報に変換するＡ
／Ｄ変換部、１７はＡ／Ｄ変換部１６の出力から流量を
算出するとともに変換器１０内の各部を制御する制御
部、１８は制御部１７からの流量情報に基づき所定のプ
ロセス制御信号を出力する出力インターフェース部であ
り、１４〜１７で流量検出系を構成している。In the converter 10, 11 is a power supply section for generating a predetermined power supply voltage from a loop current supplied from a process control device (not shown), and 12 is an exciting section for outputting an exciting current of a predetermined frequency to the coil 2. , 13 is a buffer, 14
Is an AC amplification unit that differentially amplifies the signal electromotive force obtained from the detection electrodes 4a and 4b, 15 is a high-pass filter that attenuates low-frequency components such as fluid noise in the output of the AC amplification unit 14, and 16 is a high-pass filter 15 The output of A is sampled at predetermined intervals and converted into digital information A
An A / D conversion unit, 17 is a control unit that calculates a flow rate from the output of the A / D conversion unit 16 and controls each unit in the converter 10, and 18 is a predetermined process control signal based on the flow rate information from the control unit 17. This is an output interface unit for outputting, and 14 to 17 constitute a flow rate detection system.
【０００４】Ｒａ，Ｒｂは検出電極４ａ，４ｂに対して
空検出のための微少な電流を供給する抵抗、１９はバッ
ファ１３を介して得られた検出電極４ａ，４ｂの電位と
各検出電極４ａ，４ｂに対して設けられた基準電圧Ｖ
ａ，Ｖｂとを比較するコンパレータ１９ａ，１９ｂを有
し、各検出電極４ａ，４ｂの電位がそれぞれ対応する基
準電圧Ｖａ，Ｖｂを越えた場合に空検出信号を制御部１
７に出力する空検出部である。なお、＋Ｖは接地電位よ
り高い正の電源電圧、−Ｖは接地電位より低い負の電源
電圧であり、また基準電圧Ｖａ，Ｖｂは、それぞれ電源
電圧＋Ｖ，−Ｖと接地電位との間の所定値に設定されて
いる。Ra and Rb are resistors for supplying minute currents to the detection electrodes 4a and 4b for sky detection, and 19 is the potential of the detection electrodes 4a and 4b obtained via the buffer 13 and the detection electrodes 4a. , 4b provided for the reference voltage V
It has comparators 19a and 19b for comparing a and Vb, and when the potentials of the detection electrodes 4a and 4b exceed the corresponding reference voltages Va and Vb, respectively, the control unit 1 outputs an empty detection signal.
It is an empty detection unit that outputs to 7. Note that + V is a positive power supply voltage higher than the ground potential, -V is a negative power supply voltage lower than the ground potential, and the reference voltages Va and Vb are predetermined voltages between the power supply voltages + V and -V and the ground potential, respectively. It is set to a value.
【０００５】次に、電磁流量計における従来の空検出方
法について説明する。図５は、空検出に関する回路部分
を示す説明図であり、（ａ）は図４に示す電磁流量計の
うち空検出に関する回路部分を示す説明図、（ｂ）は検
出電極４ａ側を示す説明図である。図５において、Ｚ
ａ，Ｚｂは流体により検出電極４ａ，４ｂとコモン電極
５との間にそれぞれ発生する流体抵抗、Ｉａは電源電圧
＋Ｖから抵抗Ｒａ、検出電極４ａ、流体抵抗Ｚａおよび
コモン電極５を介して接地電位に流れる電流、Ｉｂは接
地電位からコモン電極５、流体抵抗Ｒｂ、検出電極４ｂ
および抵抗Ｒｂを介して電源電圧−Ｖに流れる電流であ
る。Next, a conventional sky detecting method in the electromagnetic flow meter will be described. 5A and 5B are explanatory diagrams showing a circuit portion relating to sky detection, FIG. 5A is an explanatory diagram showing a circuit portion relating to sky detection in the electromagnetic flowmeter shown in FIG. 4, and FIG. 5B is a description showing a detection electrode 4a side. It is a figure. In FIG. 5, Z
a and Zb are fluid resistances generated between the detection electrodes 4a and 4b by the fluid and the common electrode 5, respectively, and Ia is a ground potential via the resistance Ra from the power supply voltage + V, the detection electrode 4a, the fluid resistance Za and the common electrode 5. Current, Ib is from the ground potential to the common electrode 5, the fluid resistance Rb, and the detection electrode 4b.
And a current flowing to the power supply voltage -V via the resistor Rb.
【０００６】流体が管３内を流れる場合、検出電極４
ａ，４ｂとコモン電極５との間に流体抵抗Ｚａ，Ｚｂ、
例えば水の場合には数ＫΩから十数ＫΩ程度の流体抵抗
が発生することが知られており、その変化により流体の
有無すなわち空検出を行うことが可能となる。実際に
は、図５（ｂ）に示すように、抵抗Ｒａを介して電源電
圧＋Ｖから流体抵抗Ｚａに対して、常時、微少な電流Ｉ
ａを供給しておき、抵抗Ｒａと流体抵抗Ｚａとの中点電
位すなわち検出電極４ａの電位と基準電圧Ｖａとをコン
パレータ１９ａにより比較することにより、流体抵抗Ｚ
ａの変化に伴う電流Ｉａの変化を検出している。When the fluid flows in the tube 3, the detection electrode 4
a, 4b and the common electrode 5 between the fluid resistance Za, Zb,
For example, in the case of water, it is known that a fluid resistance of several KΩ to several tens of KΩ is generated, and the change can detect the presence or absence of the fluid, that is, the sky. In practice, as shown in FIG. 5B, a small current I is constantly applied from the power supply voltage + V to the fluid resistance Za via the resistor Ra.
a is supplied and the midpoint potential of the resistance Ra and the fluid resistance Za, that is, the potential of the detection electrode 4a and the reference voltage Va are compared by the comparator 19a to obtain the fluid resistance Z.
The change in the current Ia associated with the change in a is detected.
【０００７】この場合には、流量の減少により流体が検
出電極４ａに接液しなくなって流体抵抗Ｚａが増加しあ
るいは無限大となり、検出電極４ａの電位が基準電圧Ｖ
ａより上昇した場合に、コンパレータ１９ａの出力が反
転し、管３内の流体、特に検出電極４ａとコモン電極５
側の流体が空状態であると検出出力され、直前に検出さ
れた流量の有効無効判断や空検出警報の出力に利用され
る。なお、電源電圧−Ｖが常時供給される検出電極４ｂ
では、前述とは逆に中点電位すなわち検出電極４ｂの電
位が基準電圧Ｖｂより降下した場合に空状態が検出出力
される。In this case, the fluid does not come into contact with the detection electrode 4a due to the decrease in the flow rate, the fluid resistance Za increases or becomes infinite, and the potential of the detection electrode 4a becomes the reference voltage V.
When the voltage rises above a, the output of the comparator 19a is inverted, and the fluid inside the tube 3, especially the detection electrode 4a and the common electrode 5
When the fluid on the side is empty, it is detected and output, and is used for determining whether the flow rate detected immediately before is valid or invalid and for outputting an empty detection alarm. The detection electrode 4b to which the power supply voltage -V is constantly supplied
Contrary to the above, the empty state is detected and output when the midpoint potential, that is, the potential of the detection electrode 4b drops below the reference voltage Vb.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】したがって、このよう
な従来の電磁流量計では、検出電極４ａ，４ｂに対して
それぞれ電源電圧＋Ｖ，−Ｖから、常時、電流を供給し
ているため、流体抵抗Ｚａ，Ｚｂを介して一方向に電荷
の移動が発生し、この電荷により検出電極４ａ，４ｂの
材質と流体との関係から、検出電極４ａ，４ｂと流体と
の界面で電気化学反応が起こって、検出電極４ａまたは
４ｂの接液表面に絶縁物が付着し、この絶縁物により流
体との接触抵抗が増大するものとなり、本来の流量を示
す信号起電力を検出電極４ａ，４ｂにより正確に検出す
ることが不可能となるという問題点があった。Therefore, in such a conventional electromagnetic flowmeter, since the current is constantly supplied to the detection electrodes 4a and 4b from the power supply voltages + V and -V, respectively, the fluid resistance is increased. Electric charges move in one direction via Za and Zb, and due to the electric charges, an electrochemical reaction occurs at the interface between the detection electrodes 4a and 4b and the fluid due to the relationship between the material of the detection electrodes 4a and 4b and the fluid. , An insulator adheres to the liquid contact surface of the detection electrode 4a or 4b, and the insulation resistance increases the contact resistance with the fluid, and the signal electromotive force indicating the original flow rate is accurately detected by the detection electrodes 4a and 4b. There was a problem that it was impossible to do.
【０００９】また検出電極４ａ，４ｂとして電気化学反
応が起こりにくい金属、例えば白金、チタン、タンタル
などを使用する方法もあるが、これらの希少金属は高価
であり装置としてかなり高価なものとなってしまうとい
う問題点があった。本発明はこのような課題を解決する
ためのものであり、検出電極の腐食速度を抑制し、長期
間にわたって正確な流量を安定して検出することができ
る電磁流量計を提供することを目的としている。There is also a method of using a metal in which an electrochemical reaction does not easily occur as the detection electrodes 4a and 4b, for example, platinum, titanium, tantalum, etc., but these rare metals are expensive and considerably expensive as an apparatus. There was a problem that it would end up. The present invention is for solving such a problem, and an object thereof is to provide an electromagnetic flow meter capable of suppressing the corrosion rate of the detection electrode and stably detecting an accurate flow rate over a long period of time. There is.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明による電磁流量計は、流量に応じた信
号起電力を検出する一対の検出電極に対して所定の電流
を供給するとともに、各検出電極の電位と基準電圧とを
比較し、この比較結果に応じて被測定流体の空状態を検
出する電磁流量計において、この電流として所定の周波
数で交番する交流電流を供給する交流信号発生手段を備
えるものである。また、交流信号発生手段は、各検出電
極に対して同位相の交流電流を供給するものである。ま
た、交流信号発生手段は、流量検出系に設けられている
ハイパスフィルタにより十分減衰する周波数の交流電流
を供給するものである。In order to achieve such an object, an electromagnetic flowmeter according to the present invention supplies a predetermined current to a pair of detection electrodes for detecting a signal electromotive force corresponding to a flow rate. At the same time, in the electromagnetic flow meter that compares the potential of each detection electrode with the reference voltage and detects the empty state of the fluid to be measured according to the result of the comparison, an alternating current that supplies alternating current at a predetermined frequency It is provided with a signal generating means. Further, the AC signal generating means supplies AC currents of the same phase to the respective detection electrodes. Further, the AC signal generating means supplies an AC current having a frequency that is sufficiently attenuated by a high-pass filter provided in the flow rate detection system.
【００１１】[0011]
【作用】従って、交流信号発生手段により、各検出電極
に対して所定の周波数で交番する交流電流が供給され
る。また、交流信号発生手段により、各検出電極に対し
て同位相の電流が供給される。また、交流信号発生手段
により、流量検出系に設けられているハイパスフィルタ
により十分減衰する周波数の交流電流が供給される。Therefore, the alternating current signal generating means supplies alternating current having a predetermined frequency to each detection electrode. Further, the alternating-current signal generating means supplies currents of the same phase to the respective detection electrodes. Further, the AC signal generating means supplies an AC current having a frequency that is sufficiently attenuated by the high-pass filter provided in the flow rate detection system.
【００１２】[0012]
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例である電磁流量計を示すブ
ロック図であり、同図において、前述の説明と同じまた
は同等部分には同一符号を付してある。図１において、
２０はコモン電極５の電位（接地電位）を中点として所
定周波数で交番する交流信号（交流電流）を発生する交
流信号発生部であり、例えば、ウィーンブリッジ回路な
どのポジティブフィードバック回路から構成されてお
り、この交流信号は、各種抵抗性素子からなる抵抗Ｒ
ａ，Ｒｂを介して検出電極４ａ，４ｂに供給されてい
る。Next, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an electromagnetic flowmeter which is an embodiment of the present invention. In the figure, the same or equivalent parts as those described above are designated by the same reference numerals. In FIG.
Reference numeral 20 denotes an AC signal generator that generates an AC signal (AC current) alternating at a predetermined frequency with the potential (ground potential) of the common electrode 5 as a middle point, and is composed of, for example, a positive feedback circuit such as a Wien bridge circuit. This AC signal is applied to the resistor R composed of various resistive elements.
It is supplied to the detection electrodes 4a and 4b via a and Rb.
【００１３】図２は、図１における各部の信号波形を示
す波形図であり、同図において、２１は交流信号発生部
２０から出力される交流信号、２２は各検出電極４ａ，
４ｂの直流電位、２３ａ，２３ｂはそれぞれ空検出部１
９のコンパレータ１９ａ，１９ｂからの出力信号、２４
は交流信号２１の他の波形例を示している。この場合、
交流信号２１は抵抗Ｒａ，Ｒｂを介して各検出電極４
ａ，４ｂに共通に供給されており、検出電極４ａ，４ｂ
の電位は、交流信号２１の出力電圧が抵抗Ｒａ，Ｒｂと
流体抵抗Ｚａ，Ｚｂとにより分圧された電位を示してい
る。また、流量に応じて検出電極４ａ，４ｂ間に発生し
た信号起電力は、信号２２に重畳するものとなる。FIG. 2 is a waveform diagram showing the signal waveform of each part in FIG. 1, in which 21 is an AC signal output from the AC signal generator 20, 22 is each detection electrode 4a,
4b is a DC potential, and 23a and 23b are the sky detector 1 respectively.
Output signals from the comparators 19a and 19b of 9
Shows another example of the waveform of the AC signal 21. in this case,
The AC signal 21 is applied to each detection electrode 4 via the resistors Ra and Rb.
a and 4b are commonly supplied to the detection electrodes 4a and 4b.
The potential of indicates the potential obtained by dividing the output voltage of the AC signal 21 by the resistors Ra and Rb and the fluid resistors Za and Zb. In addition, the signal electromotive force generated between the detection electrodes 4 a and 4 b according to the flow rate is superimposed on the signal 22.
【００１４】空検出部１９の基準電圧Ｖａは、満水時に
おいて交流信号２１の出力電圧が最も高い値となったと
きに抵抗Ｒａ（Ｒｂ）と流体抵抗Ｚａ（Ｚｂ）とにより
分圧された電位よりある程度高い電圧に設定されている
とともに、空検出部１９の基準電圧Ｖｂは、満水時にお
いて交流信号２１の出力電圧が最も低い値となったとき
に抵抗Ｒａ（Ｒｂ）と流体抵抗Ｚａ（Ｚｂ）とにより分
圧された電位よりある程度低い電圧に設定されている。The reference voltage Va of the empty detector 19 is a potential divided by the resistance Ra (Rb) and the fluid resistance Za (Zb) when the output voltage of the AC signal 21 becomes the highest value when the water is full. The reference voltage Vb of the empty detection unit 19 is set to a higher voltage to some extent, and the resistance Ra (Rb) and the fluid resistance Za (Zb) are set when the output voltage of the AC signal 21 becomes the lowest value when the water is full. ) Is set to a voltage somewhat lower than the potential divided by and.
【００１５】今、時刻Ｔ0 から交流信号２１の出力電圧
がコモン電極５の接地電位に比較して正側に増加した場
合、検出電極４ａ，４ｂの電位２２は抵抗Ｒａ，Ｒｂと
流体抵抗Ｚａ，Ｚｂとにより分圧された電位を示しなが
ら徐々に増加し、交流信号２１の出力電圧の低下に伴っ
て、検出電極４ａ，４ｂの電位２２も低下する。時刻Ｔ
1 において、交流信号２１の出力電圧および検出電極４
ａ，４ｂの電位２２が、それぞれコモン電極５の接地電
位と等しくなり、その後交流信号２１の出力電圧がコモ
ン電極５の接地電位に比較して負側に増加、すなわち減
少するに連れて検出電極４ａ，４ｂの電位２２も抵抗Ｒ
ａ，Ｒｂと流体抵抗Ｚａ，Ｚｂとにより分圧された電位
示しながら徐々に減少する。If the output voltage of the AC signal 21 increases to the positive side from the ground potential of the common electrode 5 from time T0, the potentials 22 of the detection electrodes 4a and 4b are resistances Ra and Rb and fluid resistance Za, It gradually increases while showing the potential divided by Zb, and the potential 22 of the detection electrodes 4a and 4b also decreases as the output voltage of the AC signal 21 decreases. Time T
1, the output voltage of the AC signal 21 and the detection electrode 4
The potentials 22 of a and 4b become equal to the ground potential of the common electrode 5 respectively, and thereafter, as the output voltage of the AC signal 21 increases to the negative side compared to the ground potential of the common electrode 5, that is, decreases, the detection electrode The potential 22 of 4a and 4b is also the resistance R
The potential divided by a, Rb and the fluid resistances Za, Zb is gradually decreased while showing the potential.
【００１６】時刻Ｔ2 において、管３内の流体が空状態
となり、検出電極４ａ，４ｂに接液しなくなった場合、
流体抵抗Ｚａ，Ｚｂが増大または無限大となり、検出電
極４ａ，４ｂの電位２２は、空検出部１９の基準電圧Ｖ
ｂを負側に越えて、交流信号２１の出力電圧とほぼ等し
くなる。空検出部１９のコンパレータ１９ｂは、この検
出電極４ｂの電位２２の変化を検出して、その出力２３
ｂを反転させることにより制御部１７に対して空検出を
通知する。At time T2, when the fluid in the tube 3 becomes empty and does not come into contact with the detection electrodes 4a and 4b,
The fluid resistances Za and Zb increase or become infinite, and the potential 22 of the detection electrodes 4a and 4b changes to the reference voltage V of the empty detection unit 19.
The voltage exceeds b to the negative side and becomes substantially equal to the output voltage of the AC signal 21. The comparator 19b of the sky detection section 19 detects the change in the potential 22 of the detection electrode 4b and outputs the output 23.
By inverting b, the control unit 17 is notified of the sky detection.
【００１７】なお、この後の時刻Ｔ3 において、交流信
号２１の出力電圧が基準電圧Ｖｂより上昇するため、空
検出部１９のコンパレータ１９ｂの出力２３ｂが再度反
転して、空検知の通知を停止するが、時刻Ｔ4 以降に交
流信号２１の出力電圧が基準電圧Ｖａより上昇するとと
もに、空状態に応じて検出電極４ａ，４ｂの電位２２も
交流信号２１の出力電圧とほぼ等しくなっているため、
空検出部１９のコンパレータ１９ａにより、検出電圧４
ａの電位２２が基準電圧Ｖａを越えたことが検出され、
その出力２３ａを反転させることにより制御部１７に対
して空検出が通知されるものとなり、以降、空状態の発
生に応じて空検出部１９から制御部１７に対して空検出
が通知される。At time T3 thereafter, since the output voltage of the AC signal 21 rises above the reference voltage Vb, the output 23b of the comparator 19b of the sky detecting section 19 is inverted again and the notification of sky detection is stopped. However, after the time T4, the output voltage of the AC signal 21 rises above the reference voltage Va, and the potential 22 of the detection electrodes 4a and 4b becomes substantially equal to the output voltage of the AC signal 21 depending on the empty state.
The comparator 19a of the sky detector 19 detects the detected voltage 4
It is detected that the potential 22 of a exceeds the reference voltage Va,
By inverting the output 23a, the sky detection is notified to the control unit 17, and thereafter, the sky detection unit 19 notifies the control unit 17 of the sky detection according to the occurrence of the sky state.
【００１８】このように、所定周波数の交流信号２１を
出力する交流信号発生部２０を設けて、検出電極４ａ，
４ｂに対して、空検出のための電流をコモン電極５の接
地電位に対して正負交互に供給するようにしたので、従
来のように検出電極４ａ，４ｂにいずれか一方の極性の
電位を固定的に供給するものと比較して、検出電極４
ａ，４ｂと流体との界面での電気化学反応が一方向に進
行しつづけることがなくなり、検出電極４ａ，４ｂの接
液表面に付着する絶縁物の付着速度、すなわち腐食速度
を抑制することが可能となり、より長い期間にわたって
正確な流量を安定して検出することができる。また、各
検出電極４ａ，４ｂに対して、同位相の交流信号２１を
供給するようにしたので、交流増幅部１４における差動
増幅により、流量に応じて検出電極４ａ，４ｂ間に発生
した信号起電力に対する影響がキャンセルされ、正確な
流量検出が維持される。As described above, the AC signal generator 20 for outputting the AC signal 21 having a predetermined frequency is provided to detect the detection electrodes 4a,
Since a current for sky detection is alternately supplied to the ground potential of the common electrode 5 with respect to 4b, the potential of either polarity is fixed to the detection electrodes 4a and 4b as in the conventional case. Detection electrode 4 compared to the
The electrochemical reaction at the interface between a and 4b and the fluid does not continue to proceed in one direction, and it is possible to suppress the attachment rate of the insulator attached to the liquid contact surface of the detection electrodes 4a and 4b, that is, the corrosion rate. This makes it possible to stably detect an accurate flow rate over a longer period. Moreover, since the alternating-current signal 21 having the same phase is supplied to each of the detection electrodes 4a and 4b, the signal generated between the detection electrodes 4a and 4b according to the flow rate due to the differential amplification in the alternating-current amplification unit 14. The effect on the electromotive force is canceled and accurate flow rate detection is maintained.
【００１９】なお、以上の説明において、交流信号発生
部２０から出力される交流信号２１の波形として、正弦
波を用いた場合について説明したが、検出電極４ａ，４
ｂ間に発生する信号起電力の検出に妨げとなるような検
出電極４ａ，４ｂの電位の急激な変動を生じさせるもの
でなければ、他の波形を有するものでもよく、例えば図
２の信号２４のように接地電位に対して滑らかに交番す
るような台形波形でもよい。さらに、各検出電極４ａ，
４ｂに対して同位相の交流信号２１を供給するようにし
た場合について説明したが、交流信号２１の周波数や波
形を選択することにより、交流増幅部１４における差動
増幅への影響を緩和できるため、各検出電極４ａ，４ｂ
に対して逆位相あるいは位相のずれた交流信号２１を供
給するようにしても前述と同様の作用効果を得ることが
できる。In the above description, the case where a sine wave is used as the waveform of the AC signal 21 output from the AC signal generator 20 has been described, but the detection electrodes 4a, 4
Other waveforms may be used as long as they do not cause abrupt changes in the potentials of the detection electrodes 4a and 4b that interfere with the detection of the signal electromotive force generated between points b, for example, the signal 24 in FIG. A trapezoidal waveform that alternately alternates with respect to the ground potential may be used. Furthermore, each detection electrode 4a,
Although the case where the AC signal 21 of the same phase is supplied to 4b has been described, the influence on the differential amplification in the AC amplification unit 14 can be mitigated by selecting the frequency and waveform of the AC signal 21. , Each detection electrode 4a, 4b
Even if the AC signal 21 having the opposite phase or the shifted phase is supplied, the same effect as described above can be obtained.
【００２０】また、一般にこの種の電磁流量計の流量検
出系（１４〜１７）には、図１に示したように、交流増
幅部１４からの出力信号のうち励磁周波数を有する信号
起電力を通過させ、出力信号に混入する周波数の低い流
体ノイズなどの信号を除去するために、ハイパスフィル
タ１５が設けられており、交流信号２１としてハイパス
フィルタ１５により除去され得るような周波数を選択す
ることにより、流量検出系に対する交流信号２１の影響
をさらに抑制することが可能となる。図３は、ハイパス
フィルタの周波数特性を示す説明図であり、一般に流体
ノイズなどを考慮して１０Ｈｚ以上の励磁周波数が使用
されるため、ハイパスフィルタ１５として、例えば図３
のような１０Ｈｚをコーナー周波数とした１次のハイパ
スフィルタにより構成される。Further, in general, in the flow rate detection system (14 to 17) of this type of electromagnetic flow meter, as shown in FIG. 1, among the output signals from the AC amplification section 14, a signal electromotive force having an excitation frequency is generated. A high-pass filter 15 is provided in order to remove signals such as low-frequency fluid noise that pass and are mixed in the output signal. By selecting a frequency that can be removed by the high-pass filter 15 as the AC signal 21, The influence of the AC signal 21 on the flow rate detection system can be further suppressed. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the frequency characteristics of the high-pass filter. Generally, an excitation frequency of 10 Hz or higher is used in consideration of fluid noise and the like.
The first-order high-pass filter having a corner frequency of 10 Hz as described above.
【００２１】ここで、流量検出精度に対する交流信号２
１の影響を０．１％程度に抑えたい場合には、−６０ｄ
Ｂの減衰が必要となるため、図３のハイパスフィルタに
よれば交流信号２１として０．０１Ｈｚ付近の周波数を
用いればよいことがわかる。このように、交流信号２１
の周波数として、流量検出系に設けられているハイパス
フィルタで十分減衰される周波数を用いることにより、
流量検出系に対する交流信号２１の影響をさらに抑制す
ることが可能となる。Here, the AC signal 2 for the flow rate detection accuracy
To suppress the effect of 1 to about 0.1%, -60d
Since the attenuation of B is necessary, it can be seen from the high-pass filter of FIG. 3 that a frequency near 0.01 Hz may be used as the AC signal 21. In this way, the AC signal 21
By using a frequency that is sufficiently attenuated by the high-pass filter provided in the flow rate detection system,
It is possible to further suppress the influence of the AC signal 21 on the flow rate detection system.
【００２２】なお、以上の説明において、空検出部１９
のコンパレータ１９ａを検出電極４ａ側に、またコンパ
レータ１９ｂを検出電極４ｂ側にそれぞれ設けて、交流
信号２１がコモン電極５の接地電位より高い（正側の）
場合は検出電極４ａ側すなわちコンパレータ１９ａで空
状態を検出し、交流信号２１が接地電位より低い（負側
の）場合は検出電極４ｂ側すなわちコンパレータ１９ｂ
で空状態を検出するようにした場合について説明した
が、各検出電極４ａ，４ｂの両方に１対のコンパレータ
１９ａ，１９ｂをそれぞれ設けてもよく、これにより交
流信号２１の極性に依存せず常に両方の検出電極４ａ，
４ｂの電位により空状態を検出することが可能となり、
検出の遅れや検出精度を改善することが可能となる。In the above description, the sky detecting section 19
The comparator 19a is provided on the detection electrode 4a side and the comparator 19b is provided on the detection electrode 4b side, and the AC signal 21 is higher than the ground potential of the common electrode 5 (on the positive side).
In the case, the detection electrode 4a side, that is, the comparator 19a detects the empty state, and when the AC signal 21 is lower than the ground potential (negative side), the detection electrode 4b side, that is, the comparator 19b.
Although the case where the empty state is detected is described above, a pair of comparators 19a and 19b may be provided on both of the detection electrodes 4a and 4b, respectively, so that the detection signal is always independent of the polarity of the AC signal 21. Both detection electrodes 4a,
It becomes possible to detect the empty state by the potential of 4b,
It is possible to improve the detection delay and the detection accuracy.
【００２３】すなわち、各検出電極４ａ，４ｂの両方に
コンパレータ１９ａ，１９ｂをそれぞれ設けることによ
り、交流信号２１が正側となり検出電極４ｂの電位が基
準電圧Ｖａより高くなった場合に、検出電極４ｂ側に設
けられたコンパレータ１９ａによりこれを検出して空状
態と判断することが可能となり、逆に交流信号２１が負
側となり検出電極４ａの電位が基準電圧Ｖｂより低くな
った場合に、検出電極４ａ側に設けられたコンパレータ
１９ｂによりこれを検出して空状態と判断することが可
能となり、空検出の休止期間が短縮されるとともに、検
出電極４ａ，４ｂのいずれか一方で空状態となった場合
でも正確に検出されるものとなる。That is, by providing the comparators 19a and 19b on both the detection electrodes 4a and 4b, respectively, when the AC signal 21 becomes positive and the potential of the detection electrode 4b becomes higher than the reference voltage Va, the detection electrode 4b is detected. It is possible to detect this by the comparator 19a provided on the side and judge that it is empty, and conversely, when the AC signal 21 becomes negative and the potential of the detection electrode 4a becomes lower than the reference voltage Vb, It is possible to detect this by the comparator 19b provided on the side of 4a and judge it as an empty state, and the idle period of empty detection is shortened, and one of the detection electrodes 4a and 4b becomes empty. Even if it is detected correctly.
【００２４】[0024]
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、流量に
応じた信号起電力を検出する一対の検出電極に対して所
定の電流を供給するとともに、各検出電極の電位と基準
電圧とを比較し、この比較結果に応じて被測定流体の空
状態を検出する電磁流量計において、所定の周波数で交
番する交流電流を供給する交流信号発生手段を備えて、
空検出のための電流として各検出電極に交流電流を供給
するようにしたので、従来のように各検出電極にいずれ
か一方の極性の電流を固定的に供給するものと比較し
て、検出電極と流体との界面での電気化学反応が一方向
に進行しつづけることがなくなり、検出電極の接液表面
に付着する絶縁物の付着速度、すなわち腐食速度を抑制
することが可能となり、より長い期間にわたって正確な
流量を安定して検出することができる。As described above, according to the present invention, a predetermined current is supplied to a pair of detection electrodes for detecting a signal electromotive force according to the flow rate, and the potential of each detection electrode and the reference voltage are set. In comparison, in the electromagnetic flow meter for detecting the empty state of the fluid to be measured according to the comparison result, an alternating current signal generating means for supplying alternating current at a predetermined frequency is provided,
Since an alternating current is supplied to each detection electrode as a current for sky detection, the detection electrode is compared with a conventional one in which a current of either polarity is fixedly supplied to each detection electrode. The electrochemical reaction at the interface between the liquid and the fluid does not continue to proceed in one direction, and it becomes possible to suppress the adhesion rate of the insulator that adheres to the liquid contact surface of the detection electrode, that is, the corrosion rate, and for a longer period. An accurate flow rate can be stably detected over the range.
【００２５】また、交流信号発生手段により、各検出電
極に対して同位相の交流電流を供給するようにしたの
で、流量検出系の交流増幅部における差動増幅により、
流量に応じて検出電極間に発生した信号起電力に対する
交流電流の影響がキャンセルされ、正確な流量検出が維
持される。また、交流信号発生手段は、流量検出系に設
けられているハイパスフィルタにより十分減衰する周波
数の交流電流を供給するようにしたので、新たな手段を
設けることなく、流量検出系に対する交流電流の影響を
さらに抑制することが可能となる。Further, since the alternating current signal generating means supplies the alternating currents of the same phase to the respective detection electrodes, by the differential amplification in the alternating current amplification part of the flow rate detection system,
The influence of the alternating current on the signal electromotive force generated between the detection electrodes according to the flow rate is canceled, and accurate flow rate detection is maintained. Further, since the AC signal generating means is configured to supply the AC current having a frequency that is sufficiently attenuated by the high-pass filter provided in the flow rate detection system, the influence of the AC current on the flow rate detection system can be achieved without providing new means. Can be further suppressed.
【図１】 本発明の一実施例による電磁流量計のブロッ
ク図である。FIG. 1 is a block diagram of an electromagnetic flow meter according to an embodiment of the present invention.
【図２】 図１に示した実施例の各部における信号波形
図である。FIG. 2 is a signal waveform diagram in each part of the embodiment shown in FIG.
【図３】 ハイパスフィルタの周波数特性を示す説明図
である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing frequency characteristics of a high pass filter.
【図４】 従来の電磁流量計のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of a conventional electromagnetic flow meter.
【図５】 従来の空検出に関する回路部分を示す説明図
である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a circuit portion related to conventional sky detection.
１…検出器、２…コイル、３…管、４ａ，４ｂ…検出電
極、５…コモン電極、１０…変換器、１１…電源部、１
２…励磁部、１３…バッファ、１４…交流増幅部、１５
…ハイパスフィルタ、１６…Ａ／Ｄ変換部、１７…制御
部、１８…出力インターフェース部、１９…空検出部、
１９ａ，１９ｂ…コンパレータ、２０…交流信号発生
部、Ｖａ，Ｖｂ…基準電圧、Ｒａ，Ｒｂ…抵抗。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Detector, 2 ... Coil, 3 ... Tube, 4a, 4b ... Detection electrode, 5 ... Common electrode, 10 ... Converter, 11 ... Power supply part, 1
2 ... Excitation unit, 13 ... Buffer, 14 ... AC amplification unit, 15
... high-pass filter, 16 ... A / D converter, 17 ... controller, 18 ... output interface, 19 ... sky detector,
19a, 19b ... Comparator, 20 ... AC signal generator, Va, Vb ... Reference voltage, Ra, Rb ... Resistor.
Claims (3)
の検出電極に対して所定の電流を供給するとともに、前
記各検出電極の電位と基準電圧とを比較し、この比較結
果に応じて被測定流体の空状態を検出する電磁流量計に
おいて、 前記電流として所定の周波数で交番する交流電流を供給
する交流信号発生手段を備えることを特徴とする電磁流
量計。1. A predetermined current is supplied to a pair of detection electrodes for detecting a signal electromotive force according to a flow rate, and the potential of each of the detection electrodes is compared with a reference voltage. An electromagnetic flowmeter for detecting an empty state of a fluid to be measured, comprising an AC signal generating means for supplying an alternating current alternating at a predetermined frequency as the current.
相の交流電流を供給することを特徴とする電磁流量計。2. The electromagnetic flowmeter according to claim 1, wherein the alternating-current signal generating means supplies alternating currents of the same phase to the respective detection electrodes.
ハイパスフィルタにより十分減衰する周波数の交流信号
を供給することを特徴とする電磁流量計。3. The electromagnetic flowmeter according to claim 1, wherein the alternating-current signal generating means supplies an alternating-current signal having a frequency that is sufficiently attenuated by a high-pass filter provided in a flow rate detection system. Total.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16785494A JPH0829223A (en) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | Electromagnetic flowmeter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16785494A JPH0829223A (en) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | Electromagnetic flowmeter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0829223A true JPH0829223A (en) | 1996-02-02 |
Family
ID=15857327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16785494A Pending JPH0829223A (en) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | Electromagnetic flowmeter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0829223A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6804613B2 (en) | 2001-09-20 | 2004-10-12 | Yokogawa Electric Corporation | Electromagnetic flowmeter |
| JP2017116485A (en) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 横河電機株式会社 | Electromagnetic flowmeter |
-
1994
- 1994-07-20 JP JP16785494A patent/JPH0829223A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6804613B2 (en) | 2001-09-20 | 2004-10-12 | Yokogawa Electric Corporation | Electromagnetic flowmeter |
| DE10243748B4 (en) * | 2001-09-20 | 2018-11-08 | Yokogawa Electric Corporation | Electromagnetic flowmeter |
| JP2017116485A (en) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 横河電機株式会社 | Electromagnetic flowmeter |
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