JP2000241214A - 電磁流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】Ａ／Ｄ変換器の測定精度を損なうことなく、正
逆の切換え時の安定時間を早め、正逆方向の流量の測定
ができる電磁流量計を提供する。 【解決手段】測定導管１内を流れる流体の流れに対し垂
直に交番磁界φを印加する励磁手段３と、その結果発生
する信号起電力5aを検出する１対の信号検出電極2a,2b
と、この電極2a,2b からの出力5aを励磁手段３の励磁電
流3aと同期整流する同期整流増幅器５と、この同期整流
出力5bをディジタル信号6fに変換するＡ／Ｄ変換器６
と、このＡ／Ｄ変換器出力6fに基づき流量Ｆを求める流
量演算手段7Aと、を備えてなる電磁流量計において、流
量演算手段7Aは、流量閾値Thと演算された流量Ｆとを比
較する比較手段72と、この比較結果に応じて交番磁界φ
を印加する励磁手段３の励磁位相を反転する励磁位相反
転手段73と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は正方向および逆方向
の流量を測定することができる電磁流量計に関わり、特
に、流体の流量に応じて、励磁電流の位相を反転させる
ことにより、正方向および逆方向の流量測定を行う電磁
流量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９および図10に従来技術による電磁流
量計の要部構成図を示す。図９において、この電磁流量
計は、測定導管１内を図示例では紙面に垂直方向に流れ
る流体の流れ（流量Ｆ）に対し垂直に交番磁界φを印加
する励磁コイル3Aと励磁回路3Bとからなる励磁手段３
と、この結果発生する信号起電力を検出する１対の信号
検出電極2a,2b と、この電極2a,2b からの出力5aを交流
増幅する増幅器5Aと励磁手段３による交番磁界φを発生
する励磁電流3aと同期（同期信号5c,5d)して整流増幅す
る同期整流器5Bとからなる同期整流増幅器５と、流体の
正方向または逆方向の流れに応じて符号を変化するこの
同期整流増幅器５からの正負出力5b（±100％）を０〜1
00 ％範囲の信号に変換するレベルシフト回路８と、こ
のレベルシフト回路８の出力8bをディジタル信号に変換
するＡ／Ｄ変換回路６と、このＡ／Ｄ変換回路６の出力
6fに基づき流量Ｆを求める流量演算手段7Bを備える中央
処理装置(CPU) ７と、を備えて構成される。

【０００３】かかる構成において、信号検出電極2a,2b
間には励磁コイル3Aに流れる励磁電流3aによって発生す
る交番磁界φと測定導管１内を流れる流体の流速との積
に比例した信号起電力が発生し、交流増幅器5Aで交流増
幅され、同期整流器5Bで同期整流増幅される。この同期
整流増幅器５の出力5bは、例えば、正方向流量０〜100
％に対して、Ａ／Ｄ変換回路６の入力スパンに換算して
０〜+100％の電圧が出力される。また、負方向流量０〜
100 ％に対して、Ａ／Ｄ変換回路６の入力スパンに換算
して０〜-100％の電圧が出力される。この正負出力5b
（-100〜+100％）はレベルシフト回路８で０〜100 ％ス
パンの信号範囲に変換されて、Ａ／Ｄ変換回路６でディ
ジタル信号に変換されて、中央処理装置(CPU) ７で-100
〜+100％の流量に演算される。即ち、同期整流増幅器５
の正負出力5b（-100〜+100％）をレベルシフト回路８で
Ａ／Ｄ変換回路６が変換可能な０〜100 ％信号に変換し
て、逆方向の流量測定を可能にしている。

【０００４】また、図10において、図９と異なる点は、
レベルシフト回路８に代わって、Ａ／Ｄ変換回路６の入
力回路の直前に非反転増幅器91と反転増幅器92と切換ス
イッチ93とからなる増幅器９を設け、流体の正方向およ
び逆方向の流量に応じて非反転増幅器91あるいは反転増
幅器92の出力を選択して、Ａ／Ｄ変換回路６でディジタ
ル信号に変換することにより、逆方向の流量測定を可能
にしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来技術によるレベル
シフト回路を用いた方法では、Ａ／Ｄ変換回路のダイナ
ミックレンジが半減する。この結果、流量演算の分解能
が半減し、測定精度が半減する。

【０００６】また、非反転増幅器と反転増幅器との出力
を切り換えてＡ／Ｄ変換回路に入力する方法では、切換
え時にアナログ回路の状態が不安定になり、安定するま
での間、正確な流量測定を行うことができない。

【０００７】本発明は上記の点にかんがみてなされたも
のであり、その目的は前記した課題を解決して、Ａ／Ｄ
変換回路のダイナミックレンジ即ち測定精度を損なうこ
となく、また、正逆の切り換え時の安定時間を早めた、
正方向および逆方向の流量の測定ができる電磁流量計を
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によれ
ば、測定導管内を流れる流体の流れに対し垂直に交番磁
界を印加する励磁手段と、その結果発生する信号起電力
を検出する１対の信号検出電極と、この電極からの出力
を励磁手段の励磁電流と同期して整流増幅する同期整流
増幅器と、この同期整流増幅器出力をディジタル信号に
変換するＡ／Ｄ変換回路と、このＡ／Ｄ変換回路出力に
基づき流量を求める流量演算手段と、を備えてなる電磁
流量計において、流量演算手段は、予め設定される流量
閾値と演算された流量とを比較する比較手段と、この比
較結果に応じて交番磁界を印加する励磁手段の励磁位相
を反転する励磁位相反転手段と、を備えるものとする。

【０００９】かかる構成により、演算された流量が予め
設定される流量閾値を越えて変化すると、交番磁界を印
加する励磁手段の励磁位相を反転することにより、１対
の信号検出電極で検出される信号起電力の符号を反転す
ることができるので、入力信号測定範囲が０〜100 ％の
Ａ／Ｄ変換回路で、正方向および逆方向の流量測定を可
能にすることができる。

【００１０】また、励磁位相反転手段の位相反転は、演
算された流量が予め設定される流量閾値を下回り、か
つ、Ａ／Ｄ変換回路がＡ／Ｄ変換期間中でなく、同期整
流増幅器の同期整流完了割り込みを受けつけた最初のタ
イミングで行うことができる。

【００１１】即ち、CPU が流量演算完了後に、その演算
結果が予め設定される流量閾値を下回るとき、同期整流
増幅器がサンプリングを行っていないタイミングで励磁
手段の励磁位相を反転することにより、同期整流の途中
で検出信号の極性を切り換えて誤ったデータを読み込む
という作動を防止することができ、測定精度を損なうこ
となく、また、正逆方向切り換え時の安定時間を早める
ことができる。

【００１２】また、励磁位相反転手段の予め設定される
流量閾値は、この設定される流量閾値に対して予め設定
される不感帯幅を有し、演算された流量がこの不感帯幅
内のとき、励磁位相反転手段の位相反転動作は不作動で
あり、演算された流量が不感帯幅を超えて変化したと
き、励磁位相反転手段の位相反転動作が作動することが
できる。かかる構成により、流量がゼロ近傍において、
不必要に励磁位相反転手段の位相反転動作が作動するこ
とを防止することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の電磁流量計の要部
構成図、図２は同期整流増幅器の回路図とこの動作説明
図、図３はＡ／Ｄ変換回路、図４はＡ／Ｄ変換回路の動
作説明図、図５は流量が一定のときの各部の動作波形
図、図６は流量が一定の速度で減少して流量が逆方向に
なったときの各部の動作波形図、図７、図８は本発明に
よる励磁位相反転手段のフローチャートである。

【００１４】図１において、本発明による電磁流量計
は、測定導管１内を図示例では紙面に垂直方向に流れる
流体の流れ（流量Ｆ）に対し垂直に交番磁界φを印加す
る励磁コイル3Aと励磁回路3Bとからなる励磁手段３と、
この結果発生する信号起電力を検出する１対の信号検出
電極2a,2b と、この電極2a,2b からの出力5aを交流増幅
する増幅器5Aと交番磁界φを発生する励磁電流3aと同期
（同期信号5c,5d)して整流増幅する同期整流器5Bとから
なる同期整流増幅器５と、この同期整流増幅器５の出力
5bをディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路６と、こ
のＡ／Ｄ変換回路６の出力6fに基づき流量Ｆを求める流
量演算手段7Aと、を備えて構成される。

【００１５】この流量演算手段7Aは、流量演算部71と、
予め設定される流量閾値(Th)と流量演算71で演算された
流量Ｆとを比較する比較手段72と、この比較結果に応じ
て交番磁界φを印加する励磁手段３の位相を反転する励
磁位相反転手段73と、を備えて構成される。

【００１６】かかる構成において、演算された流量Ｆが
予め設定される流量閾値(Th)を越えて変化すると、交番
磁界φを印加する励磁手段の励磁位相を反転することに
より、１対の信号検出電極で検出される信号起電力の符
号を反転することができるので、入力測定範囲が０〜10
0 ％のＡ／Ｄ変換回路を用いて、正方向および逆方向の
流量測定を可能にすることができる。

【００１７】

【実施例】図１および図５において、導管１内に一対の
電極2a,2b が設けられており、導管１の外部には、導管
１の軸方向および電極2a,2b の配置方向にそれぞれ直交
する方向に磁界φを印加する励磁コイル3Aが設けられて
いる。この励磁コイル3Aは励磁回路3Bによって駆動され
る。励磁回路3Bは、中央処理装置(CPU) ７からの指令に
より、励磁コイル3Aに図２、図５の(B) に図示される励
磁電流3aを流す。

【００１８】この結果、導管１内を被測定流体が流れる
と、電磁誘導により電極2a,2b 間に被測定流体の流量に
比例した起電力5a、即ち、図５の(C) に図示される流量
信号5aが発生する。この流量信号5aは、中央処理装置(C
PU) ７からの同期信号5c, 5dによって制御され、同期整
流増幅器５によって整流・増幅される。

【００１９】次に、同期整流増幅器５の動作を説明す
る。図２において、同期整流増幅器５は、抵抗R1＝R3、
R2＝R4に選択された抵抗R1,R2,R3,R4 と演算増幅器Q1と
からなる増幅度(R2/R1＝K1) の差動増幅器5Aと、中央処
理装置(CPU) ７からの同期信号5c, 5dによって制御され
るアナログスイッチSW1,SW2 と、次式に示される定数値
に選択された

【００２０】

【数１】R5＝R7、R6＝R8、C1＝C2・・・(1) 抵抗R1,R2,R3,R4 と容量C1,C2 と演算増幅器Q2とからな
る増幅度(R6/R5＝K2) の一次遅れ特性を有する差動増幅
器5Bと、から構成される。

【００２１】かかる構成により、流量信号5a(em)は、差
動増幅器5Aで増幅度 R2/R1＝K1倍に増幅される。この増
幅された流量信号5a(K1em)は、図５の(D),(E) に図示さ
れる様に、中央処理装置(CPU) ７からの同期信号5c, 5d
によって間欠的にアナログスイッチSW1,SW2 を演算増幅
器Q1の出力、即ち、増幅された流量信号5a(e1,e2) を選
択し、他の選択されていない期間は信号0Vを選択する。
この結果、一次遅れ特性を有する差動増幅器5Bは同期整
流器5Bとして動作する。

【００２２】次にこの同期整流器5Bの動作を説明する。
今、電極2a,2b 間に被測定流体の流量に比例した起電力
5a(em)が、流体が正方向の流れで励磁電流3aの極性が図
５の(B) に図示される正のとき、この誘起される起電力
5aの極性が図５の(C) に図示される正側とし、この正側
の電圧が同期整流増幅器５の抵抗R1側に、負側が抵抗R3
側に接続されているものとする。差動増幅器5Aによる増
幅された出力(K1em)は、図２の(C')に図示され、起電力
5a(em)の極性と反転する。

【００２３】同期信号5cによってアナログスイッチSW1
が動作(ON)し、差動増幅器5Aの出力e1を選択し、アナロ
グスイッチSW2 は信号0Vを選択しているとする。この状
態では、容量C1への充電電流は、差動増幅器5Aの出力電
圧(e1)から容量C2の充電電圧(e+)を差し引いた電圧値を
抵抗R5で除算した電流が流れ、この期間は電圧e1は負の
値をとっているので、演算増幅器Q2の出力は増加方向に
駆動される。

【００２４】次に、同期信号5c,5d が０になり、アナロ
グスイッチSW1,SW2 がOFF して信号0Vを選択すると、容
量C1,C2 に充電された電荷は放電され、演算増幅器Q2の
出力は減少方向に変化する。

【００２５】次にまた、同期信号5dによってアナログス
イッチSW2 が動作(ON)し、差動増幅器5Aの出力e2を選択
し、アナログスイッチSW1 は信号0Vを選択する。この状
態で容量C2へ充電電流が流れ、容量C2の充電電圧(e+)を
増加方向に駆動する。この充電電圧(e+)は演算増幅器Q2
の＋入力端子電圧であるので、演算増幅器Q2の出力を増
加方向に駆動し、同時に容量C1への充電も行う。

【００２６】そして、同期信号5c,5d が０になり、アナ
ログスイッチSW1,SW2 がOFF して信号0Vを選択すると、
容量C1,C2 に充電された電荷は放電され、演算増幅器Q2
の出力は減少方向に変化する。以上の動作が周期的に繰
り返され、同期整流増幅器５の演算増幅器Q2の出力は、
同期信号5c,5d の何れかの指令が加わる毎に増加方向に
駆動され、且つ、容量C1は充電される。

【００２７】同期整流増幅器５の特性は、定量的には抵
抗R5〜R8, 容量C1,C2 が（1)式の関係を満たし、演算増
幅器Q2の特性を理想演算増幅器とすると、入出力特性は
ラプラス変換式で、(2) 式の特性が得られる。

【００２８】

【数２】 (2) 式が意味する所は、時定数τ＝C1R6＝C2R8の一次遅
れ特性で、ゲインK2＝R6/R5 で、アナログスイッチSW1,
SW2 を介して入力電圧e1あるいはe2がduty比ηで印加さ
れたとき、同期整流増幅器５の出力e0は、出力 -K2e1あ
るいはK2e2の値になる方向に時定数τ＝C1R6の一次遅れ
で (duty期間ηΔT)駆動され、アナログスイッチSW1,SW
2 が信号0Vを選択すると、0V出力になる方向に時定数τ
＝C1R6の一次遅れで (duty期間 (1-η) ΔT)駆動され
る。

【００２９】容量C1,C2 はアナログスイッチSW1,SW2 の
ON-OFF動作で充放電され、１サイクル経過後は同一電圧
値に戻る。この条件から、同期整流増幅器５の平均出力
E0および脈動出力e0ppは,(3)、(4) 式で表すことができ
る。

【００３０】

【数３】E0＝K1K2emη・・・・・(3)

【００３１】

【数４】e0pp＝K1K2emη(1−η）ΔT/τ・・・・(4) 即ち、同期整流増幅器５の平均出力E0は、duty比ηを一
定に選べば、電極2a,2b間の起電力emに比例した電圧が
得られ、脈動出力e0ppは、時定数τ＝C1R6を励磁回路3B
の交番周期２ΔT に較べて十分に大きな値を選択するこ
とにより、小さな値にすることができる。

【００３２】本発明の実施例による同期整流増幅器５の
特徴は、(1) アナログスイッチSW1,SW2 のON動作を交番
磁束の位相が 180°および 360°に近い所で動作させて
いる。この結果、差動増幅器5Aの応答特性、例えば、遅
れ特性やリンギング特性があっても交流信号の応答が整
定範囲内に入った時点で同期信号5c,5d を作動させるこ
とにより、これらの遅れやリンギング特性を除いて測定
することができる。また、(2) 差動増幅器5Aの出力にオ
フセット電圧Eoffに上記交流起電力emを増幅した差動増
幅器5Aの出力 (Eoff＋K1em）が出力されても、本発明の
同期整流回路5Bは、レベルシフト特性を有する一次遅れ
差動増幅器回路であるので、同期整流回路5Bの出力E0に
は、差動増幅器5Aの出力にオフセット電圧Eoffの影響は
相殺され、脈動出力e0ppが僅かに増えるだけである。こ
の特徴は、図10に示す従来技術では増幅器９で逆方向の
流体の流れを測定するとき、反転増幅器92で差動増幅器
5Aの出力を切り換えるが、差動増幅器5Aの出力にオフセ
ット電圧Eoffがあるとき、オフセット電圧が−Eoffとし
て変化して同期整流回路5Bに入力されるので、このオフ
セット電圧変化分２Eoffが回路の安定化に悪影響を与え
る。本発明ではこの切り換えがなく、起電力5aの極性を
励磁電流の位相を反転させることで実施しているので、
回路の安定化に悪影響を与えることがない。

【００３３】次に、図３に図示されるＡ／Ｄ変換回路６
の動作を図４を併用して説明する。図３において、Ａ／
Ｄ変換回路６は、Ｖ／Ｔ（電圧／時間）変換器61と、カ
ウンタ63、64と、カウンタ63に入力されるパルス6bの間
隔を計時するクロック信号6dを発振する発振器(OSC)62
と、から構成される。

【００３４】かかる構成により、電極2a,2b で交流信号
emとして検出された出力（流量信号）5aは同期整流増幅
器５で増幅・整流されて直流信号出力5b(E0)に変換さ
れ、この直流信号出力5b(E0)はＶ／Ｔ変換器61の入力電
圧6aとして入力される。このＶ／Ｔ変換器61は、例え
ば、市販されている積分器とコンパレータとからなるＶ
／Ｆ変換器用の集積回路を用いて容易に構成することが
できる。即ち、積分器の出力が入力電圧6a(E0)と等しく
なる様にセット（書き込み）し、次に、この積分器の入
力に基準電圧を入力して一定速度でリセットしていく。
この出力が0Vになる時点でコンパレータを作動させ、パ
ルス出力6bを出力すると同時に、積分器の出力に入力電
圧6a(E0)と等しくなる様に書き込みを行う。この動作を
繰り返すことにより、Ｖ／Ｔ変換器61の入力電圧6aに比
例したパルス間隔のパルス6b（周期信号T1,T2,・・Tn）
を発生することができる。

【００３５】この周期信号(T1,T2, ・・Tn）6bは、カウ
ンタ63、64に入力される。これらのカウンタ63、64は、
中央処理装置(CPU) ７からのリセット制御信号6cの立ち
下がりでリセットされ（時刻Tr）、周期信号6bの立ち下
がりでカウントを開始する（時刻T0）。カウンタ63は発
振器(OSC)62 が発するクロック6dを計数し、カウンタ64
は周期信号6bの立ち下がりをカウントする。このカウン
タ64は予め定められたカウント数ｎをカウントすると、
制御信号6eを発生し（時刻Tn）、カウントを停止する。
カウンタ63はこの制御信号6eの立ち下がりでカウントを
停止する。このカウンタ63で計数されたカウント値6f
は、電極2a,2b で検出された流量信号5aに比例した値と
なり、Ａ／Ｄ変換回路６でディジタル値6fに変換した値
として、中央処理装置(CPU) ７の流量演算手段7Aに渡さ
れる。中央処理装置(CPU) ７は、電極2a,2b で検出され
た流量信号5aをサンプリング周期毎に、リセット制御信
号6cを発し、流量信号5aに比例したディジタル値を読み
取り流量Ｆの演算処理を流量演算71で演算する。

【００３６】次に、中央処理装置(CPU) ７の流量演算手
段7Aの動作を図７、８のフローチャートで説明し、次に
図６の流量が一定の速度で減少して流量が逆方向になっ
たときの各部を動作波形図によって説明する。図７は本
発明の一実施例によるＡ／Ｄ変換回路６および流量演算
処理7Aを行う定周期割込み処理である。図６の(I) に図
示されるこの割込み処理の発生時間は、サンプリング周
期の1/2 に設定されており、割込みフラグによりB100と
B110との処理を交互に行う。図７において、ステップS1
00で定周期割込み処理が発生すると、ステップS101に移
行して割込みフラグint flag＝１？を調べる。この割込
みフラグint flag＝０のときは、B110の処理に移行して
ステップS111で割込みフラグint flag＝１にセットし
て、ステップS112でＡ／Ｄ変換回路６のサンプリング
（図６の(H) の網かけ部分) を開始し、上述のＡ／Ｄ変
換回路６からのディジタル値6fを読み取って、ステップ
S108に移行して割込み処理を終了する。

【００３７】次に、再びステップS100で定周期割込み処
理が発生すると、ステップS101に移行して割込みフラグ
int flag＝１？を調べる。この割込みフラグint flag＝
１であるのでB100の処理に移行してステップS102で割込
みフラグint flag＝０にセットして、ステップS103で読
み取ったディジタル値6fから流量Ｆを演算し、ステップ
S104で流量Ｆの演算結果を出力する。続いてステップS1
05でこの演算結果の流量Ｆが予め定められた規定値（閾
値Th）を下回っている？を調べる。演算結果の流量Ｆが
規定値（閾値Th）を下回っているとき、ステップS107に
移行して、励磁反転フラグ ex flag＝１にセットし、ま
た、演算結果の流量Ｆが規定値（閾値Th）を下回ってい
ないとき、ステップS106に移行して、励磁反転フラグ e
x flag＝０にクリアして、ステップS108に移行して割込
み処理を終了する。

【００３８】図８は同期整流増幅器５の同期整流割込み
完了に発生し、励磁手段３の励磁位相反転指令3bを処理
するフローチャートである。図８において、ステップS2
00で同期整流増幅完了割込みが発生すると、ステップS2
01に移行して励磁反転フラグex flag＝１？を調べる。
この励磁反転フラグ ex flag＝０のときは何も処理する
ことなく、ステップS205に移行して割込みを終了する。
励磁反転フラグ ex flag＝１のときは、ステップS202に
移行してＡ／Ｄ変換サンプリング中？を調べる。このＡ
／Ｄ変換サンプリング中であるときは何も処理すること
なく、ステップS205に移行して割込みを終了する。Ａ／
Ｄ変換サンプリング中でないときは、ステップS203に移
行して励磁手段３への励磁位相反転指令3bを出力し、励
磁電流3aの位相を反転し、ステップS204に移行して励磁
反転フラグ ex flag＝０にクリアして、ステップS205に
移行して割込み処理を終了する。

【００３９】上記処理によって、励磁位相反転手段73の
位相反転は、演算された流量Ｆが予め設定される流量閾
値Thを下回り、かつ、Ａ／Ｄ変換回路６がＡ／Ｄ変換期
間中でなく、同期整流増幅器５の同期整流完了割り込み
を受けつけた最初のタイミングで行うことができる。こ
の結果、同期整流期間中に不必要に励磁電流の位相を切
り換え流量測定に誤ったデータを取り込むことを防止す
ることができる。

【００４０】図６において横軸に時間軸を取る。図６の
(A) は流量Ｆが一定の速度で正方向から逆方向に変化す
る状態を示す。図６の(B) は励磁コイル3Aに流れる励磁
電流3aの波形を示し、図６の(C) に電極2a,2b に発生す
る起電力5aの波形を示す。図図６の(D),(E) に中央処理
装置(CPU) ７からの同期信号5c, 5dによって間欠的にア
ナログスイッチSW1,SW2 を駆動する制御信号の波形を示
し、図６の(F) に同期整流増幅完了割込み処理のタイミ
ングを黒三角印で示す。図６の(H) にＡ／Ｄ変換回路６
がサンプリングを開始し、Ａ／Ｄ変換したディジタル値
6fが中央処理装置(CPU) ７に読み込まれ、割込み終了す
る迄の期間（図７のフローチャートB110）を網かけ図で
示し、残りの部分は読み込まれたディジタル値6fから流
量Ｆを演算する期間（図７のフローチャートB100）を示
し、図６の(I) にこのＡ／Ｄ変換処理を行う割込み処理
のタイミングを黒三角印で示す。そして、図６の(J) に
演算処理された流量Ｆの演算結果を黒丸で図示し、経時
特性を細線で示す。

【００４１】図６の(J) において、時刻tm以前では、流
量Ｆの演算結果は予め定められた規定値（閾値Th）を下
回っていないので、図７に図示される定周期割込み処理
では励磁反転フラグを０にクリアする(S106)。時刻tmで
流量Ｆの演算結果が規定値（閾値Th）を下回っているの
で、定周期割込み処理の励磁反転フラグを１にセットす
る(S107)。この結果を受けて、時刻tnで、図８に図示さ
れる同期整流増幅完了割込み処理で、“励磁反転フラグ
が１にセットされており、且つ、Ａ／Ｄ変換処理がサン
プリング中でない”ので励磁電流の位相を反転し、励磁
反転フラグを０にクリアする。即ち、定周期割込み処理
で流量演算を行い、励磁電流の位相を反転すべきである
か否かを判断し、同期整流増幅完了割込み処理でＡ／Ｄ
変換回路がサンプリングを行っていないタイミングで励
磁電流の位相を反転させる。

【００４２】また、励磁位相反転手段73の予め設定され
る流量閾値Thは、この設定される流量閾値Thに対して予
め設定される不感帯幅BWを有し、演算された流量Ｆがこ
の不感帯幅BW内のとき、励磁位相反転手段73の位相反転
動作を不作動とし、演算された流量Ｆが不感帯幅BWを超
えて変化したとき、励磁位相反転手段73の位相反転動作
を作動させる。この様に流量閾値Thに対して不感帯幅BW
を設けることにより、例えば、流体の流れが逆方向から
０流量に戻り、０流量近傍で流量の多少の変動があって
も、不必要に励磁位相反転手段73が作動して位相反転動
作を行うことを防止することができる。

【００４３】

【発明の効果】以上述べたように本発明による電磁流量
計を用いることにより、正方向および逆方向の流量測定
において、Ａ／Ｄ変換回路のダイナミックレンジ即ち測
定精度を損なうことなく、測定精度は流体の流れが単一
方向のみの測定と同一精度を保ち、また、正逆の切り換
え時の安定時間を早めた、正方向および逆方向の流量の
測定ができる電磁流量計を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての電磁流量計の要部構
成図

【図２】同期整流増幅器の回路図とこの動作説明図

【図３】Ａ／Ｄ変換回路の回路図

【図４】Ａ／Ｄ変換回路の動作説明図

【図５】流量が一定のときの各部の動作波形図

【図６】流量が一定の速度で減少して流量が逆方向にな
ったときの各部の動作波形図

【図７】励磁位相反転手段のフローチャート

【図８】励磁位相反転手段のフローチャート

【図９】従来技術による電磁流量計の要部構成図

【図１０】従来技術による電磁流量計の要部構成図

【符号の説明】

１ 導管 2a,2b 電極 3A 励磁コイル 3B 励磁回路 3a 励磁電流 3b 位相反転指令 ５,5B 同期整流増幅器 5A 増幅器 5a 起電力 5b 同期整流増幅出力 5c,5d 同期信号 ６ Ａ／Ｄ変換回路 61 Ｖ／Ｔ変換器 62 発振器 63、64 カウンタ 6a Ａ／Ｄ変換回路入力 6b パルス 6c リセット信号 6d クロック信号 6e 制御信号 6f Ａ／Ｄ変換回路出力 R1〜R8 抵抗 C1,C2 容量 Q1,Q2 演算増幅器 SW1,SW2 アナログスイッチ ７ 中央処理装置 7A,7B,7C 流量演算手段 71 流量演算 72 比較手段 73 励磁位相反転手段 Tr,T0,T1,T2 ・・Tn,tm,tn 時刻 ８ レベルシフト回路 ９ 増幅器 91 非反転増幅器 92 反転増幅器 93 切換スイッチ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】測定導管内を流れる流体の流れに対し垂直
   に交番磁界を印加する励磁手段と、その結果発生する信
   号起電力を検出する１対の信号検出電極と、この電極か
   らの出力を前記励磁手段の励磁電流と同期して整流増幅
   する同期整流増幅器と、この同期整流増幅器出力をディ
   ジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、このＡ／Ｄ変
   換回路出力に基づき流量を求める流量演算手段と、を備
   えてなる電磁流量計において、 流量演算手段は、予め設定される流量閾値と前記演算さ
   れた流量とを比較する比較手段と、この比較結果に応じ
   て前記交番磁界を印加する励磁手段の励磁位相を反転す
   る励磁位相反転手段と、を備える、 ことを特徴とする電磁流量計。
2. 【請求項２】請求項１に記載の電磁流量計において、 励磁位相反転手段の位相反転は、演算された流量が予め
   設定される流量閾値を下回り、かつ、Ａ／Ｄ変換回路が
   Ａ／Ｄ変換期間中でなく、同期整流増幅器の同期整流完
   了割り込みを受けつけた最初のタイミングで行う、 ことを特徴とする電磁流量計。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２に記載の電磁流量
   計において、 励磁位相反転手段の予め設定される流量閾値は、この設
   定される流量閾値に対して予め設定される不感帯幅を有
   し、 演算された流量がこの不感帯幅内のとき、励磁位相反転
   手段の位相反転動作は不作動であり、演算された流量が
   不感帯幅を超えて変化したとき、励磁位相反転手段の位
   相反転動作が作動する、 ことを特徴とする電磁流量計。