JPS6014178Y2 - electromagnetic flow meter - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は電磁流量計、特に管路中に流れる液体に磁界
を加え、この磁界によって発生する誘導電圧を管路中に
設けられた一対の電極によって検出し、この検出信号を
測定回路に導入して液体の流量を測定する方式の電磁流
量計に関するものである。[Detailed description of the invention] This invention is an electromagnetic flowmeter, in particular, a magnetic field is applied to the liquid flowing in a pipe, and the induced voltage generated by this magnetic field is detected by a pair of electrodes installed in the pipe. This invention relates to an electromagnetic flowmeter that measures the flow rate of a liquid by introducing a signal into a measurement circuit.

従来、電磁流量計を使う際に、管路中を流れる測定液体
が汚れを含まない場合には誘導電圧を検出する電極は長
時間使用しても汚染されることはないけれども、重金属
を含む工場廃水や家庭から出される汚濁した下水等が測
定の対象となる場合には検出電極にはイオンや金属その
他のものが付着して測定誤差を生ずる。Conventionally, when using an electromagnetic flowmeter, if the measured liquid flowing through the pipe does not contain any dirt, the electrodes that detect the induced voltage will not become contaminated even after long-term use. When wastewater or polluted sewage discharged from households is to be measured, ions, metals, and other substances adhere to the detection electrode, causing measurement errors.

そしてこの各種の付着物を除去するために電極に電圧を
印加して電解洗浄する方法が使われている。In order to remove these various deposits, an electrolytic cleaning method is used in which voltage is applied to the electrodes.

第１図に基すいて従来の電解洗浄を説明する。Conventional electrolytic cleaning will be explained based on FIG.

第１図は従来の電磁流量計の概略の説明図であり、第１
図において１は液体２が流れる管路、３ａ、３ｂは誘動
電圧を検出するための電極、４ａ、４ｂは液体２に磁界
をかけるコイル、５はコイル４ａｙ４ｂに流す電流を供
給する電源、６は位相検出器７でコイル４ａｖ４ｂに流
れる電流の位相を検出するために設けられたコイル、８
はコイル４ａ、４ｂに流れる電流の大きさに比例した信
号を励磁電流比例信号発生器９より発生させるため設け
られたコイル、１０は増幅器、１１は同期整流器、１２
は割算器、１３は表示記録器、１４は高周波電圧発生器
、１５は切換スイッチである。Figure 1 is a schematic explanatory diagram of a conventional electromagnetic flowmeter.
In the figure, 1 is a pipe through which liquid 2 flows, 3a and 3b are electrodes for detecting induced voltage, 4a and 4b are coils that apply a magnetic field to liquid 2, 5 is a power source that supplies current to flow through coils 4ay 4b, and 6 is a phase detector 7, which is a coil provided to detect the phase of the current flowing through the coil 4av4b;
10 is an amplifier; 11 is a synchronous rectifier;
1 is a divider, 13 is a display/recorder, 14 is a high frequency voltage generator, and 15 is a changeover switch.

続いて動作を説明すると、まず電源５よリコイル４ａ、
４ｂに供給される電流によって液体２中に磁界が発生す
る。Next, to explain the operation, first, the power supply 5, the recoil 4a,
A magnetic field is generated in the liquid 2 by the current supplied to 4b.

そうすると当然この磁界によって液体２中の電極３ａ、
３ｂ間に誘導電圧が誘起されるが、この電圧の大きさは
液体２の流量と一定の関係がある。Then, of course, this magnetic field causes the electrode 3a in the liquid 2 to
An induced voltage is induced between 3b, and the magnitude of this voltage has a certain relationship with the flow rate of the liquid 2.

従ってこの電極３ａ、３ｂからの電圧を増幅器１０に導
びき増幅する。Therefore, the voltage from the electrodes 3a, 3b is led to an amplifier 10 and amplified.

一方、励磁磁界は交流であるので、従って電極３ａｔ３
ｂからの検出電圧も交流であり、一定位相の位置の振幅
を取り出すためコイル６および位相検出器７によって励
磁電流の位相を検出し、この位相信号によって増幅器１
０から取り出される検出信号を同期整流器１１を動作さ
せ同期整流する。On the other hand, since the excitation magnetic field is alternating current, the electrode 3at3
The detection voltage from b is also alternating current, and in order to extract the amplitude at a constant phase position, the phase of the exciting current is detected by the coil 6 and the phase detector 7, and this phase signal is used to control the amplifier 1.
The detection signal taken out from 0 is synchronously rectified by operating the synchronous rectifier 11.

さらに電極３ａ、３ｂに誘起される電圧は励磁電流との
一定の関係（励磁電流の振幅値が大きくなれば誘起され
る電圧も大きくなる）にあるので励磁電流の切換によっ
て流量信号が変化しないようにするために励磁電流比例
発生器９からの信号を割算器１２の一方の入力とし、他
方の入力に同期整流を終えた検出信号を入力して、励磁
電流の切換を補正するようになっている。Furthermore, since the voltage induced in the electrodes 3a and 3b has a constant relationship with the excitation current (the larger the amplitude value of the excitation current, the greater the induced voltage), the flow rate signal should not change due to switching of the excitation current. In order to do this, the signal from the excitation current proportional generator 9 is input to one side of the divider 12, and the detection signal after synchronous rectification is input to the other input to correct the switching of the excitation current. ing.

そして割算器１２を出た信号は適当な変換がなされ、流
量として記録紙上に記録されたり、メータ指示されたり
する。The signal output from the divider 12 is then appropriately converted and recorded as a flow rate on recording paper or indicated by a meter.

そして液体２内の汚れが付着した場合には一旦流量測定
を中止して切換スイッチ１５を切換えて、いったん増幅
器１０を切離し、代りに電極３ａ＊３ｂと高周波電圧発
生器１４とを接続し、電極３ａ＊３ｂに必要な時間だけ
高周波電圧を印加して、付着物を除去した後に、再度流
量測定するようにしていた。If dirt adheres to the liquid 2, the flow rate measurement is temporarily stopped and the selector switch 15 is switched to disconnect the amplifier 10 and connect the electrodes 3a*3b and the high frequency voltage generator 14 instead. A high frequency voltage was applied to 3a*3b for the necessary time to remove the deposits, and then the flow rate was measured again.

もちろん、このような作業はひんばんに行われるだけで
はないが、電磁流量計が使用されるのは昼夜連続運転さ
れるプラント設備が多いので、流量測定を中止して電極
の付着物を除去することは好ましいことではない。Of course, this kind of work is not only done frequently, but since electromagnetic flowmeters are often used in plant equipment that operates continuously day and night, it is necessary to stop flow measurement and remove deposits from the electrodes. That is not a good thing.

この考案は上述した問題を解決できる簡単な構成の電磁
流量計を提供しようとするものであり、その構成の要部
とするところは電極と検出信号の測定回路との接続を周
期的に遮断する制御部と、電極が測定回路から遮断させ
るとともに遮断直後の一定時間上記一対の電極間に高周
波電圧を印加するための切換制御部を備え、測定中に電
極を洗浄するようにしたところにある。This idea attempts to provide an electromagnetic flowmeter with a simple configuration that can solve the above-mentioned problems, and the main part of the configuration is to periodically cut off the connection between the electrodes and the detection signal measurement circuit. The device is equipped with a control section and a switching control section for cutting off the electrode from the measurement circuit and applying a high frequency voltage between the pair of electrodes for a certain period of time immediately after the cutoff, and cleaning the electrode during measurement.

次に本考案をその実施例の概略を説明するため第２図お
よび各部の信号波形の経時変化を示した第３図に基すい
て説明する。Next, the present invention will be explained based on FIG. 2 and FIG. 3 showing changes over time in signal waveforms at various parts in order to outline an embodiment of the present invention.

第２図において、第１図と同一の番号を附したものは第
１図に対応しており、２１はコイル４ａ４４ｂに流れる
電流の大きさに比例した信号を発生させるため設けられ
た抵抗器、２２，２３ａ、２３ｂ、２７は連動して切換
制御される切換スイッチ、２４はサンプルホールド器、
２５は交流電源（例えば商用周波の交流源）、２６は切
換スイッチ２２，２３ａ、２３ｂ、２Ｔの切換接続する
切換制御部である。In FIG. 2, the same numbers as in FIG. 1 correspond to those in FIG. 1, and 21 is a resistor provided to generate a signal proportional to the magnitude of the current flowing through the coil 4a44b; 22, 23a, 23b, 27 are changeover switches whose switching is controlled in conjunction; 24 is a sample and hold device;
25 is an AC power source (for example, a commercial frequency AC source), and 26 is a switching control unit that switches and connects the changeover switches 22, 23a, 23b, and 2T.

但し第１図の場合は電源５は交流電流を供給するような
方式のものであったが、第２図の電源５は正又は負の直
流電流を発生する方式のものであるところが相違する。However, in the case of FIG. 1, the power source 5 is of a type that supplies alternating current, but the power source 5 of FIG. 2 is different in that it is of a type that generates positive or negative direct current.

以上の構成において続いて動作を説明する。The operation of the above configuration will be explained next.

まず交流電源２５からは第３図ａに示すような交流電圧
が出力され、この電圧は電源５および切換制御部２６に
それぞれ送られる。First, the AC power supply 25 outputs an AC voltage as shown in FIG. 3a, and this voltage is sent to the power supply 5 and the switching control section 26, respectively.

電源５は交流電圧の一定周期（第３図では３周期）ごと
に極性の異なる一定の電流をコイル４ａ、４ｂに供給す
るけれども切換制御部２６によってスイッチ２７は１周
期分だけ開成されるので、結局コイル４ａ、４ｂには第
３図すに示すような電流が流れることになる。Although the power source 5 supplies a constant current of different polarity to the coils 4a and 4b at every constant cycle of AC voltage (3 cycles in FIG. 3), the switch 27 is opened for only one cycle by the switching control section 26. Eventually, currents as shown in FIG. 3 will flow through the coils 4a and 4b.

従って液体２中にも矩形状の磁場が交互に印加され、こ
の磁場変化によって第１図の従来例の場合と同様に電極
３ａｙ３ｂに誘導電圧が発生する。Therefore, a rectangular magnetic field is applied alternately to the liquid 2, and due to the change in the magnetic field, an induced voltage is generated in the electrodes 3ay3b as in the conventional example shown in FIG.

そこでこの矩形状の磁場が印加されているときには第３
図Ｃに示されるようなタイミングでスイッチ２３ ａ、
２３ ｂは、電極３ａ、３ｂと増幅器１０とが接続さ
れるように切換られ、またスイッチ２２の接点は開成さ
れる。Therefore, when this rectangular magnetic field is applied, the third
Switch 23 a, at the timing shown in FIG.
23b is switched so that the electrodes 3a, 3b and the amplifier 10 are connected, and the contact of the switch 22 is opened.

そして励磁されている１周期の特定の時点（位相）にお
いて切換制御部からの信号によって増幅器１０の出力信
号はサンプルホールド器２４によって保持される。The output signal of the amplifier 10 is held by the sample and hold device 24 according to a signal from the switching control section at a specific time point (phase) of one cycle of excitation.

このサンプリングされた信号に基すいて、従来例と同じ
ように流量表示が行なわれる。Based on this sampled signal, the flow rate is displayed in the same way as in the conventional example.

信号の保持は次のサンプリング信号が入ってくるまで持
続する。The signal is held until the next sampling signal is received.

そしてサンプリグ動作が終了すると続いて切換スイッチ
２３ａ、２３ｂが図示されているのとは逆の方向に切換
えられて増幅器１０の入力は接地される（必ずしも接地
される必要はなく増幅器が切離されればよい）。When the sampling operation is completed, the changeover switches 23a and 23b are then switched in the opposite direction to that shown, and the input of the amplifier 10 is grounded (it does not necessarily have to be grounded, but the amplifier is disconnected). Good luck).

一方切換スイッチ２２も第３図ｄに示されるようなタイ
ミングで電極３ａｔ３ｂは高周波電圧発生器１４の２つ
の端子に各々接続され、一定時間印加される高周波電圧
よって電極３ａ、３ｂの洗浄動作が行なわれる。On the other hand, the changeover switch 22 also connects the electrodes 3at3b to the two terminals of the high frequency voltage generator 14 at the timing shown in FIG. It will be done.

すなわち切換制御部２６は第３図Ｃおよびｄの如く２系
列の接続信号を発生する。That is, the switching control section 26 generates two series of connection signals as shown in FIG. 3C and 3D.

洗浄効果が終了するとスイッチ２２は再びもとの開成状
態にもどる。When the cleaning effect ends, the switch 22 returns to its original open state.

また電極３ａ、３ｂへの電圧印加によってこの電極３ａ
、３ｂ付近で分極現象が生じるので洗浄動作終了後若干
時間をあけて次の励磁電流印加および流量信号のサンプ
リング動作に移行する。Moreover, by applying voltage to the electrodes 3a and 3b, this electrode 3a
, 3b, a polarization phenomenon occurs in the vicinity of 3b, so after a while after the cleaning operation is completed, the next operation of applying the excitation current and sampling the flow rate signal is started.

つまり図より明らかなように洗浄は電極が測定回路より
遮断されたとき、この遮断期間の開始直後にはじまり、
遮断期間の終了時にはすでに終っている一定時間のみ上
記一対の電極間に高周波電圧が印加され洗浄が行なわれ
るのである。In other words, as is clear from the figure, cleaning begins when the electrode is disconnected from the measuring circuit, immediately after the start of this disconnection period,
At the end of the cut-off period, a high frequency voltage is applied between the pair of electrodes for a certain period of time, which has already ended, and cleaning is performed.

なお、洗浄はサンプリングの各休止期間ごとに行なわず
、例えば５周期ごととかいうように何周期おきかづつに
行うようにしてもよく、測定対象の液体の種類あるいは
電極の汚染状況によって適当に決めればよい。Note that cleaning may not be performed every sampling pause period, but may be performed every several cycles, such as every 5 cycles, as determined appropriately depending on the type of liquid to be measured or the contamination status of the electrode. good.

以上述べたようにこの考案は、電磁流量計において間歇
的に電極からの流量信号をサンプリングする場合、サン
プリングの相間に自動的に電極に高周波電圧を加えるよ
うにし流量測定中にも電極の洗浄を行い、常に電極に汚
染のない状況のもとて流量測定でき、従って安定した測
定精度を維持し続けることができるので、実用に供した
場合その効果は極めて顕著である。As mentioned above, this idea automatically applies a high-frequency voltage to the electrodes during sampling phases when the flow rate signal from the electrodes is sampled intermittently in an electromagnetic flowmeter, and cleans the electrodes even during flow rate measurement. The flow rate can be measured under conditions where the electrodes are always free from contamination, and stable measurement accuracy can therefore be maintained, so the effect will be extremely significant when put into practical use.

さらに本願の場合、高周波洗浄（電解洗浄）により引き
起こされがちな分極現象を防ぐ方策がとられているので
正確な流量測定が可能であるとともに、一対の電極間に
高周波電圧を印加するだけなので電極自体を特別な形状
、構造にすることなく、電極表面を常に活性状態に維持
することができ、機械的に落せない汚れ、例えば油膜等
の洗浄に対しても効果が発揮させるのである。Furthermore, in the case of the present application, measures are taken to prevent the polarization phenomenon that tends to be caused by high-frequency cleaning (electrolytic cleaning), so accurate flow measurement is possible, and since high-frequency voltage is only applied between a pair of electrodes, It is possible to maintain the electrode surface in an active state at all times without giving it a special shape or structure, and it is also effective in cleaning stains that cannot be removed mechanically, such as oil films.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は従来の電磁流量計の概略説明図、第２図はこの
考案の１実施例である電極の洗浄機構を備えた電磁流量
計の概略説明図、第３図は第２図に示された電磁流量計
における各部の信号波形と切換スイッチとのタイミング
関係を示したものである。 １・・・・・・管路、２・・・・・・液体、３ａ＊３ｂ
・・・・・・電源、４ａ、４ｂ・・・・・・（励磁）コ
イル、５・・・・・・電源、６，８・・・・・・コイル
、７・・・・・・位相検出器、９・・・・・・励磁電流
、１０・・・・・・増幅器、１１・・・・・・同期整流
器、１２・・・・・・割算器、１３・・・・・・表示記
録器、１４・・・・・・高周波電圧発生器、１５・・・
・・・切換スイッチ、２１−−−−−−抵抗器、２２，
２３ａ、２３ｂ、２７””・・・切換スイッチ、２４・
・・・・・サンプルホールド器、２５・・・・・・交流
電源、２６・・・・・・切換制御部。Fig. 1 is a schematic explanatory diagram of a conventional electromagnetic flowmeter, Fig. 2 is a schematic explanatory diagram of an electromagnetic flowmeter equipped with an electrode cleaning mechanism, which is an embodiment of this invention, and Fig. 3 is the same as that shown in Fig. 2. This figure shows the timing relationship between the signal waveform of each part and the changeover switch in the electromagnetic flowmeter. 1...Pipeline, 2...Liquid, 3a*3b
...Power supply, 4a, 4b ... (excitation) coil, 5 ... Power supply, 6, 8 ... Coil, 7 ... Phase Detector, 9...Exciting current, 10...Amplifier, 11...Synchronous rectifier, 12...Divider, 13... Display recorder, 14...High frequency voltage generator, 15...
... Selector switch, 21---Resistor, 22,
23a, 23b, 27""...changeover switch, 24.
... Sample hold device, 25 ... AC power supply, 26 ... Switching control unit.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 管路中を流れる液体に磁界を印加し、この磁界によって
発生する誘導電圧を管路中に設けられた一対の電極によ
って検出し、この検出信号を測定回路に導入して液体の
流量を測定する流量計において、上記電極と上記測定回
路との接続を周期的に遮断させ、かつこの遮断期間の開
始直後にはじまり遮断期間の終了時にはすでに終ってい
る一定時間のみ上記一対の電極間に高周波電圧を印加す
るための切換制御部を備えたことを特徴とする電磁流量
計。A magnetic field is applied to the liquid flowing in the pipe, the induced voltage generated by this magnetic field is detected by a pair of electrodes installed in the pipe, and this detection signal is introduced into the measurement circuit to measure the flow rate of the liquid. In the flowmeter, the connection between the electrodes and the measuring circuit is periodically interrupted, and a high-frequency voltage is applied between the pair of electrodes only for a certain period of time that starts immediately after the interruption period starts and ends at the end of the interruption period. An electromagnetic flowmeter characterized by having a switching control section for applying voltage.