CN102288234B - 电磁流量计 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够去除在采样保持部与A/D转换部之间混入的噪声的电磁流量计。在采样保持部(3)与A/D转换部(5)之间设有噪声去除电路(4)。在噪声去除电路中，来自采样保持部的直流流量信号(3A)通过缓冲器(41)作为第1输入信号(S1)被发送至运算放大器(43)的一个输入端，通过高通滤波器(44)以及缓冲器(42)作为第2输入信号(S2)被发送至运算放大器的另一输入端。高通滤波器使直流流量信号中所包含的规定的频率以上的信号作为噪声成分通过。运算放大器求出第1输入信号(流量信号成分+噪声成分)与第2输入信号(噪声成分)之差，将该差(流量信号成分)作为直流流量信号(4A)输出至A/D转换部。

Description

电磁流量计
技术领域
本发明涉及一种在各种加工系统中测定有导电性的流体的流量的电磁流量计。 
背景技术
以前，在这种电磁流量计中，向被设置为磁场的产生方向与在测定管内流动的流体的流动方向相垂直的励磁线圈供给交流的励磁电流Iex，检测包含一对电极间所产生的信号电动势的电信号作为交流流量信号，其中所述一对电极配置在上述测定管内且与励磁线圈产生的磁场垂直相交，对该检测出的交流流量信号进行采样并进行信号处理，由此得到测量流量。 
图3是以前的电磁流量计的概略示意图。在该图中，10是检测器，其基于交流的励磁电流对在测定管10C内流动的流体施加磁场，检测包含该流体产生的信号电动势在内的电信号作为交流流量信号并输出，11是变换器，其对检测器10输出交流的励磁电流Iex，且通过对来自检测器10的交流流量信号进行信号处理算出在测定管10C内流动的流体的流量并输出。 
关于该电磁流量计，转换器11的励磁部8根据来自切换部9的励磁信号9B输出由矩形波构成的规定频率的交流励磁电流Iex。检测器10的励磁线圈10D通过来自转换器11的交流的励磁电流Iex被励磁，对在测定管10C内流动的流体施加规定的磁场，由此产生具有与流体的流速相对应的振幅的信号电动势。然后，含有该信号电动势的电信号通过电极10A，10B被检测，作为交流流量信号被输出给转换器11。 
在转换器11中，来自检测器10的交流流量信号在AC放大部1中被放大，作为被放大了的交流流量信号1A被输出。采样保持部3通过基于来自切换部9的采样信号9A控制采样电路31，32的开关31S，32S，对来自AC放大部1的交流流量信号1A中的正侧以及负侧分别采样，从运算放大器33输出直流流量信号3A。 
从采样保持部3输出的直流流量信号3A在A/D转换部5中被转换为数字信号。运算处理部6取得来自A/D转换部5的数字信号，通过进行规定的运算处理算出所需的测量 流量值，并通过输出部7转换为规定的信号并输出。 
图4是表示图3所示的电磁流量计的采样动作的时序图，图4(a)是来自切换部9的励磁信号9B，图4(b)是被输入到采样保持部3的交流流量信号1A，图4(c)是基于来自切换部9的采样信号9A进行动作的开关31S的切换动作，图4(d)是基于来自切换部9的采样信号9A进行动作的开关32S的切换动作，图4(e)是从采样保持部3输出的直流流量信号3A。 
这时，从该波形稳定性考虑，开关31S，32S的采样期间(由图4(b)中的斜线所示的期间)被设置在励磁信号9B(交流流量信号1A)的各脉冲的后缘附近，在采样保持部3中，使开关31S，32S仅在该采样期间分别接通来对交流流量信号1A积分并以直流流量信号3A输出。 
在该电磁流量计中，作为从电极10A，10B混入的噪声，存在有尖峰性噪声、低频噪声等多种噪声。尖峰性噪声的影响尤其显著，该尖峰性噪声的存在会导致测量精度的降低。 
为了排除该尖峰性噪声的影响，例如，专利文献1所揭示的电磁流量计中，在AC放大器与采样保持部3之间设有去除尖峰性噪声的噪声去除电路。 
现有技术文献 
专利文献 
专利文献1：日本特开2000-292230号公报 
发明内容
发明要解决的课题 
但是，在AC放大器1与采样保持部3之间设置噪声去除电路的结构，在采样保持部3至A/D转换部5之间有噪声混入的情况下，该混入了的噪声将不能除去。 
本发明正是为了解决该课题而作出的，其目的在于提供一种能够去除在采样保持部和A/D转换部之间混入的噪声的电磁流量计。 
解决问题的手段 
为了达成本发明的目的，电磁流量计具有：励磁线圈，其磁场的产生方向被配置为与在测定管内流动的流体的流动方向相垂直；励磁单元，其向该励磁线圈提供交流的励磁电流；一对电极，其与在测定管内流动的流体的流动方向和励磁线圈产生磁场的方向垂直相交地配置在测定管内；检测单元，其检测包含该电极之间所产生的信号电动势的电信号作为交流流量信号；放大该检测单元所检测出的交流流量信号的放大单元；采样单元，其对 已被该放大单元放大了的交流流量信号进行采样并作为直流流量信号和将来自该采样单元的直流流量信号转换为数字信号的A/D转换单元，该电磁流量计的特征在于，具有噪声去除单元，所述噪声去除单元设置在采样单元与A/D转换单元之间，去除被送往A/D转换单元的直流流量信号中所包含的噪声成分，所述噪声去除单元具有：从来自采样单元的直流流量信号中仅提取噪声成分的噪声成分提取单元和输出单元，其将来自采样单元的直流流量信号作为第1输入信号，将通过噪声成分提取单元提取的噪声成分作为第2输入信号，将第1输入信号与第2输入信号的差作为直流流量信号输出至A/D转换单元。 
在本发明中，去除噪声单元将来自采样单元的直流流量信号作为第1输入信号，从来自采样单元的直流流量信号仅提取噪声成分作为第2输入信号，将该第1输入信号与第2输入信号的差作为直流流量信号输出至A/D转换单元。由此，从第1输入信号(流量信号成分+噪声成分)减去第2输入信号(噪声成分)，仅将流量信号成分作为直流流量信号输出至A/D转换单元。 
发明的效果 
采用本发明，由于在采样单元与A/D转换单元之间设置有将被发送往A/D转换单元的直流流量信号中包含的噪声成分去除的噪声除去单元，仅流量信号成分作为直流流量信号被发送至A/D转换单元并输出，不仅可以除去从电极混入的尖峰性噪声，还可以除去从采样保持部与A/D转换部之间混入的噪声。 
附图说明
图1是本发明的电磁流量计的一实施形态的主要部分的示意图。 
图2是本发明的电磁流量计的另一实施形态的主要部分的示意图。 
图3是以往的电磁流量计的主要部分的示意图。 
图4是示出该电磁流量计的采样动作的时序图。 
符号的说明 
1…AC放大部，1A…交流流量信号，3…采样保持部，3A…直流流量信号，31，32…采样电路，33…运算放大器，31S，32S…开关，4…噪声去除电路，41，42…缓冲器，43…运算放大器，44…高通滤波器，C1…电容器，R1…电阻，S1…第1输入信号，S2…第2输入信号，4A…直流流量信号，5…A/D转换部，6…运算处理部，7…输出部，8…励磁部，9…切换部，9A…采样信号，9B…励磁信号，10…检测器，10A，10B…电极，10C…测定管，10D… 励磁线圈，11…转换器，12…高通滤波器，Iex…励磁电流。 
具体实施方式
下面，根据实施形态对本发明进行具体地说明。图1是本发明的电磁流量计的一实施形态的主要部分的示意图。在该图中，与图3相同的符号表示与参照图3所说明的构成要素相同或者等同的构成要素，其说明省略。 
本实施形态的电磁流量计与图3所示的以前的电磁流量计的不同点是，在采样保持部3与A/D转换部5之间(A/D转换部5跟前)设置有噪声去除电路4。该噪声去除电路4具有缓冲器41、缓冲器42、运算放大器43、电容器C1与电阻R1。 
在噪声去除电路4中，缓冲器41将来自采样保持部3的直流流量信号3A作为第1输入信号S1输入至运算放大器43的一个输入端(正极性输入端)。电容器C1与电阻R1构成高通滤波器44，使来自采样保持部3的直流流量信号3A中包含的规定的频率以上的信号作为噪声成分通过，该通过的噪声成分作为第2输入信号S2输入至运算放大器43的另一个输入端(负极性输入端)。 
在该实例中，高通滤波器44中的规定的频率被设定为能够将来自采样保持部3的直流流量信号3A中所包含的流量信号成分完全去除的频率。通过将该频率设定为非常接近直流成分的值，噪声去除电路4的噪声去除性能提高。在该噪声去除电路4中，高通滤波器44相当于本发明中所述的噪声成分提取单元，运算放大器43相当于本发明中所述的输出单元。而且，噪声去除电路4相当于本发明中所述的噪声去除单元。 
在该电磁流量计中，与以前的电磁流量计同样，转换器11的励磁部8基于来自切换部9的励磁信号9B输出由矩形波构成的规定频率的交流励磁电流Iex。检测器10的励磁线圈10D通过来自转换器11的交流的励磁电流Iex被励磁，对在测定管10C内流动的流体施加规定的磁场，由此，产生具有与流体的流速相对应振幅的信号电动势。然后，含有该信号电动势的电信号被电极10A，10B检测，作为交流流量信号被输出给转换器11。 
在转换器11中，来自检测器10的交流流量信号在AC放大部1中被放大，作为被放大了的交流流量信号1A被输出。在采样保持部3中，通过基于来自切换部9的采样信号9A控制采样电路31，32的开关31S，32S，对来自AC放大部1的交流流量信号1A中的正侧以及负侧分别采样，从运算放大器33以直流流量信号3A输出。 
从该采样保持部3输出的直流流量信号3A被发送至噪声去除电路4。在噪声去除电路4中，来自采样保持部3的直流流量信号3A被发送至缓冲器41以及高通滤波器44。缓冲 器41将来自采样保持部3的直流流量信号3A作为第1输入信号S1发送至运算放大器43的一个输入端，高通滤波器44使来自采样保持部3的直流流量信号3A所包含的规定的频率以上的信号作为噪声成分通过，将该通过的噪声成分作为第2输入信号S2，通过缓冲器42发送至运算放大器43的另一个输入端。 
运算放大器43求出从缓冲器41发送来的第1输入信号S1与从高通滤波器44发送来的第2输入信号S2之差，将该差作为直流流量信号4A输出到A/D转换部5。这时，在运算放大器43中，从第1输入信号S1(流量信号成分+噪声成分)减去第2输入信号S2(噪声成分)。 
这样一来，在本实施形态中，仅流量信号成分作为直流流量信号4A被输出给A/D转换部5，不仅能够去除从电极10A，10B混入的尖峰性噪声，还能够去除在采样保持部3与A/D转换部5之间混入的噪声。 
从噪声去除电路4输出的直流流量信号4A在A/D转换部5中被转换为数字信号。运算处理部6取得来自A/D转换部5的数字信号，通过规定的运算处理算出所需的测量流量值，并通过输出部7转换为规定的信号输出。 
又，如图2所示，在AC放大部1设有高通滤波器12，通过使从检测器10得到的检测信号中的低频成分衰减，也可以抑制该检测信号中混入的低频噪声。 
工业上的可利用性 
本发明的电磁流量计作为对具有导电性的流体的流量进行测定的电磁流量计能够用于各种加工系统。 

Claims (2)

1.一种电磁流量计，其具有：励磁线圈，所述励磁线圈的磁场的产生方向被配置为与在测定管内流动的流体的流动方向相垂直；励磁单元，其向该励磁线圈提供交流的励磁电流；一对电极，其与在所述测定管内流动的流体的流动方向和所述励磁线圈产生磁场的方向垂直相交地配置在所述测定管内；检测单元，其检测包含该电极之间所产生的信号电动势的电信号作为交流流量信号；放大该检测单元所检测出的交流流量信号的放大单元；采样单元，其对已被该放大单元放大了的交流流量信号进行采样并作为直流流量信号；和将来自该采样单元的直流流量信号转换为数字信号的A/D转换单元，该电磁流量计的特征在于，
具有噪声去除单元，所述噪声去除单元设置在所述采样单元与所述A/D转换单元之间，去除被送往所述A/D转换单元的直流流量信号中所包含的噪声成分，
所述噪声去除单元具有：
从来自所述采样单元的直流流量信号中仅提取噪声成分的噪声成分提取单元；和
输出单元，其将来自所述采样单元的直流流量信号作为第1输入信号，将通过所述噪声成分提取单元提取的噪声成分作为第2输入信号，将所述第1输入信号与所述第2输入信号的差作为直流流量信号输出至所述A/D转换单元。
2.如权利要求1所述的电磁流量计，其特征在于：所述噪声成分提取单元是使来自所述采样单元的直流流量信号中所包含的规定的频率以上的信号作为噪声成分通过的高通滤波器。
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