JP2004219372A - Electromagnetic flowmeter - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁流量計に関するものであり、詳しくは測定管に配置した検出電極で得られた起電力の信号をシールドケーブルを用いて増幅する変換器の入力回路の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来技術における電磁流量計は、図4に示すように、測定管111の外部に設けられた励磁コイル112A、112Bにより磁界を発生させ、この測定管111に設けた検出電極113A、113B間に生じる起電力を変換器114で検出することにより測定管111内に流れる流体の流量を測定するように構成されており、その構成は、励磁コイル112A、112Bと検出電極113A、113Bを備えた測定管111と、検出電極113Bを芯線115に接続した外部導体116を有するシールドケーブル117と、シールドケーブル117の芯線115からの信号を増幅する変換器114と、変換器114で得られた信号に基づいて流量を演算測定する流量演算回路部118とから大略構成されている。
【0003】
変換器114は、測定管111に設置されている検出電極113Bからの信号を外部導体116を有するシールドケーブル117の芯線115に供給し、この芯線115に供給されている検出電極113Bの信号Vinを増幅する増幅器Uと、増幅器Uの出力端子とコモンとの間に接続した2つの抵抗器R1、R2の中間点をシールドケーブル117の外部導体116に接続して増幅器Uに正帰還するシールドデバイス119と、を備えた構成になっている。
【0004】
ここで、測定管111に直角に磁界をかけ、測定管111の内面に設けた一対の検出電極113A、113B間から起電力Esを測定し、その測定値から管内の流量を求めるためには、次に示す式(1)により求めることができる。
【0005】
Q=π・D・Es/(4kB)……式(1)
Q;体積流量(m3/S)
π;円周率
D;測定管の内径(m)
Es;起電力
k;定数
B;磁束密度
【0006】
このようにして、測定管111内で発生する起電力Esにより、流量を測定することができる。
この流量を測定するのに対して、変換器114において、測定管111の検出電極113Bと変換器114を接続するケーブルには、シールドケーブル117が使用される。ここで、若し、図5に示すように、シールドケーブル117の外部導体116を回路コモンに接続してしまうと、流体抵抗による信号源抵抗である接液抵抗Rsとケーブル容量Ccの分圧比で変換器114に起電力Esの信号(Vin)が入力されるので、シールドケーブル117のケーブル長が長くなるとケーブル容量Ccが大きくなり変換器114に入力される信号Vinが、下記に示す式(2)に示すように減衰してしまう。
【0007】
Vin=Es/[(ωCc)・(Rs+1/ωCc)]………式(2)
Vin:変換器を構成する増幅器への入力信号
Es:起電力
Cc:シールドケーブルのケーブル容量
Rs:接液抵抗
【0008】
この問題を防ぐために、通常、シールドケーブル117の外部導体116にバッフアの出力信号を与える。これにより、ケーブル容量Ccの両端の電位差はなくなるので、下記の式(2)に示すように、起電力Esの信号が変換器114に入力する信号Vinと同等となる。
【0009】
Es=Vin………式(3)
Es:起電力
Vin:変換器を構成する増幅器への入力信号
【0010】
しかし、ケーブル容量Ccを介して増幅器Uの非反転入力端子に帰還をかけることから、ゲイン1のまま正帰還をかけてしまうと、増幅器Uは発振してしまうという問題がある。
そこで、図4に示すように、抵抗R1とR2でなす分電圧を与えることで発振を防ぎつつ、ケーブル長による信号減衰を防いでいた。この手法は一般的にドライブシールドと呼ばれる。
【0011】
【特許文献1】
特開平8−278180号公報 (第3頁 第1図)
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術で説明した回路において、一つの変換器に対して、分電圧を生成するために抵抗R1とR2が必要で、その抵抗値の定数も一定であるために、次に示す問題点が発生する。
【0013】
▲1▼帰還率を下げると、流体導電率が低くなり、接液抵抗Rsが上がる場合に、信号減衰が大きくなる。
▲2▼帰還率を上げると、▲1▼の問題は解決するが、ケーブル長が長くて接液抵抗Rsが小さい場合、増幅器Uの出力端子に接続されるインピーダンスは、ほぼケーブル容量Ccとなり容量性負荷のために発振しやすくなるという問題点がある。
【0014】
従って、上記▲1▼、▲2▼の2点の問題点を解決するための、シールドケーブルを用いた変換器の入力回路を実現することに解決しなければならない課題を有する。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る電磁流量計は、次に示す構成にすることである。
【0016】
(1)電磁流量計は、測定管の外部に設けられた励磁コイルにより磁界を発生させ、前記測定管に設けた検出電極間に生じる起電力を変換器で検出することにより測定管内に流れる流体の流量を測定するように構成された電磁流量計において、前記変換器は、前記測定管に設置されている検出電極からの信号を外部導体を有するケーブルの芯線に供給し、該芯線に供給されている検出電極の信号を増幅する増幅器と、前記増幅器の出力端子とコモンとの間に接続した2つの抵抗器の中間点を前記ケーブルの外部導体に接続して前記増幅器に正帰還するシールドデバイスと、を備え、前記シールドデバイスを構成する前記抵抗器の抵抗値は可変であることである。
(2)又、前記シールドデバイスは、前記ケーブルの長さが長い場合で、流体導電率が大きく接液抵抗が小さい場合は、前記抵抗器の抵抗値を小さくして帰還率を上げることを特徴とする(1)に記載の電磁流量計。
(3)前記シールドデバイスは、前記ケーブルの長さが長い場合で、流体導電率が小さく接液抵抗が大きい場合は、前記抵抗器の抵抗値を大きくして帰還率を下げることを特徴とする(1)に記載の電磁流量計。
(4)前記検出電極間に定電流を供給して流体導電率を測定する機能を備えたことを特徴とする(2)又(3)に記載の電磁流量計。
(5)前記流体導電率を測定する機能は、2つの検出電極により検出電極間の接液抵抗を測定し、
σ=2/(Rs・d)
ここで、
σ;流体導電率
Rs;接液抵抗
d;電極径
なる関係式に基づいて求めるように構成されたことを特徴とする(4)に記載の電磁流量計。
(6)前記流体導電率を測定する機能は、2つの検出電極とアース電極の3つの電極により検出電極とアース電極間の各接液抵抗をそれぞれ測定し、
σa=2/(Ras・d)
σb=2/(Rbs・d)
ここで、
σa、σb;各検出電極とアース電極間の流体導電率
Ras、Rbs;各検出電極とアース電極間の接液抵抗
d;電極径
なる関係式に基づいて求めるように構成されたことを特徴とする(4)に記載の電磁流量計。
【0017】
このように、測定管に備えた検出電極で得られた起電力をシールドケーブルを使用して増幅する増幅器にシールドデバイスを備えた変換器において、シールドデバイスを構成する抵抗器の抵抗値を可変にして、当該抵抗値を適宜変えることで、シールドケーブルのケーブル長及び流体導電率に応じて最適な帰還率を選択することが可能になり、信号減衰が少なく、発振することのない入力回路を備えた変換器を実現することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る電磁流量計の実施形態について、図面を参照して、以下、説明する。
【0019】
本発明に係る第1実施形態の電磁流量計は、図1に示すように、測定管11の外部に設けられた励磁コイル12A、12Bにより磁界を発生させ、測定管11に設けた検出電極13A、13B間に生じる起電力Esを変換器17で検出することにより測定管11内に流れる流体の流量を測定するように構成された電磁流量計であり、その構成は、測定管11に設けた励磁コイル12A、12B、対向する位置に設けた一対の検出電極13A、13Bと、この一対の検出電極13A、13Bの一方の検出電極13Bを芯線14に接続した外部導体15を有するシールドケーブル16と、シールドケーブル16を介して得られた電極からの信号Vinを増幅する変換器17と、変換器17で増幅した信号から流量を演算する流量演算回路部18とからなる。
流量の測定は、従来技術で説明した式(1)に基づいて、演算して求めるものであり、測定管内に発生する起電力Esに基づいて演算により求める。
【0020】
変換器17は、測定管11に設置されている検出電極13A、13Bからの信号を外部導体15を有するシールドケーブル16の芯線14に供給し、この芯線14に供給されている検出電極13Bの信号Vinを抵抗器Rを介して入力して増幅する増幅器Uと、増幅器Uの出力端子とコモンとの間に接続した2つの抵抗器VR、R1の中間点を外部導体15に接続して増幅器Uに正帰還するシールドデバイス19とを備えた構成になっている。この2つの抵抗器VR、R1のうち、一つの抵抗器VRの抵抗値は可変できる可変抵抗器VRとなっている。
この可変抵抗器VRは、図示しないが、流量演算回路部18で制御する構成にすることができる。
即ち、シールドデバイス19は、シールドケーブル16の長さが長い場合で、流体導電率が大きく接液抵抗が小さい場合は、抵抗器VRの値を小さくして帰還率を上げるようにする。又、シールドケーブル19の長さが長い場合で、流体導電率が小さく接液抵抗Rsが大きい場合は、抵抗器VRの値を大きくして帰還率を下げるようにする。
【0021】
流量演算回路部18は、変換器で得られた接液抵抗Rsにより発生する起電力Esの信号Vinを増幅した信号により流量を演算するもので、その中には、流体導電率を算出する機能を備えている。流体導電率は、測定管11に配置した検出電極13A、13B間の接液抵抗Rsと電極径との関係から求めることができる。この流体導電率を求めるための具体的な式は、第2実施形態で説明する式(4)、及び第3実施形態で説明する式(5)であるが、これらに限定されることなく、予め測定してある流体導電率をメモリ等に記憶させておいて、適宜使用するようにしてもよい。
【0022】
このような構成からなる電磁流量計において、分電圧を生成する抵抗器R又は可変抵抗器VR、実施例において可変抵抗器VRを可変にすることにより、シールドケーブル16のケーブル長と流体導電率の値に応じて、帰還率を変化させる。
具体的には、
▲1▼ケーブル長が長い場合で、流体導電率が大きく接液抵抗Rsが小さい場合には、帰還率を、例えば、95パーセント〜98パーセント以下に下げる。
▲2▼ケーブル長が長い場合で、流体導電率が小さく接液抵抗Rsが大きい場合は、帰還率を、例えば99パーセント以上に上げる。
【0023】
又、流体導電率を測定する機能を具備する変換器17においては、測定した流体導電率の値に応じて帰還率を変えることができる。即ち、ケーブル長は予め長さが決まっているので、流量演算回路部18にケーブル長の長さを記憶させておく。又、流量演算回路部18からの制御信号により、自動的に帰還率(抵抗器Rと可変抵抗器VRとの比)を変更することができる。
【0024】
次に、本願発明に係る第2実施形態の電磁流量計について、図2を参照して、以下説明する。尚、第1の実施形態の電磁流量計と同じものには同一符号を付与して説明する。
【0025】
本発明に係る第2実施形態の電磁流量計は、図2に示すように、流体導電率を算出する機能を備えたものであり、測定管11の外部に設けられた励磁コイル12A、12Bにより磁界を発生させ、測定管11に設けた検出電極13A、13B間に生じる起電力Esを変換器17Aで検出することにより測定管11内に流れる流体の流量を測定するように構成された電磁流量計であり、その構成は、測定管11に設けた励磁コイル12A、12B、対向する位置に設けた一対の検出電極13A、13Bと、この一対の検出電極13A、13Bの一方の検出電極13Bを芯線14に接続したシールドケーブル16と、シールドケーブル16を介して得られた検出電極13A、13Bからの信号Vinを増幅する変換器17Aと、変換器17Aで増幅した信号から流量を演算する流量演算回路部18と、検出電極13A、13Bの各々にスイッチS1、S2を備え、スイッチS1、S2のオンにより定電流を印加する定電流源20、及びスイッチS1、S2のオン/オフを制御するスイッチ駆動回路部21と、から大略構成されている。
【0026】
変換器17Aは、測定管11に設置されている検出電極13A、13Bからの信号Vinを、外部導体15を有するシールドケーブル16の芯線14に供給し、この芯線14に供給されている検出電極13Bの信号Vinを抵抗器Rを介して入力して増幅する増幅器Uと、増幅器Uの出力端子とコモンとの間に接続した2つの抵抗器VR、R1の中間点を外部導体15に接続して増幅器Uに正帰還するシールドデバイス19Aとを備えた構成になっている。この2つの抵抗器VR、R1のうち、一つの抵抗器VRの抵抗値は可変できる可変抵抗器VRとなっている。この可変抵抗器VRは、流量演算回路部18で制御する構成になっている。
【0027】
即ち、シールドデバイス19Aは、シールドケーブル16の長さが長い場合で、流体導電率が大きく接液抵抗Rsが小さい場合は、抵抗器VRの値を小さくして帰還率を上げるように制御する。又、シールドケーブル16の長さが長い場合で、流体導電率が小さく接液抵抗Rsが大きい場合は、抵抗器VRの値を大きくして帰還率を下げるように制御する。
【0028】
流量演算回路部18は、変換器17Aで得られた接液抵抗Rsにより発生する起電力Esの信号Vinを増幅した信号により流量を演算するもので、その中には、スイッチ駆動回路部21によりスイッチS1、S2がオンに制御されたときに流体導電率を算出する機能を備えている。流体導電率は、測定管11に配置した検出電極13A、13B間の接液抵抗Rsと電極径との関係から求めることができる。
即ち、流体導電率を測定する機能は、2つの検出電極13A、13Bに一定の定電流を流すことにより接液抵抗Rsを測定することで、下記に示す式(4)により流体導電率を得ることができる。
【0029】
ここで、先ず、接液抵抗Rsを得るためには、先ず、スイッチ駆動回路部21でスイッチS1をオンにし、スイッチS2をオンにする。そうすると、定電流源20からの電流が、スイッチS1→検出電極13A→接液抵抗Rs→検出電極13B→スイッチS2を経由してコモンラインへと流れる。流量演算回路部18は、このときの検出電極13A、13B間に生じた電圧を測定すればよい。接液抵抗Rsは検出電極13A、13B間に生じた電圧と定電流源20の電流(既知)から求められ、流体導電率は、次の式(4)の関係で求めることができる。
【0030】
σ=2/(Rs・d)……式(4)
σ;流体導電率
Rs;接液抵抗
d;電極径
【0031】
このようにして流体導電率を求め、且つ分電圧を生成する抵抗器R又は可変抵抗器VR、実施例において可変抵抗器VRを可変にすることにより、シールドケーブル16のケーブル長と流体導電率の値に応じて、帰還率を変化させることが可能となる。
具体的には、
▲1▼ケーブル長が長い場合で、流体導電率が大きく接液抵抗Rsが小さい場合には、帰還率を、例えば、95パーセント〜98パーセント以下に下げる。
▲2▼ケーブル長が長い場合で、流体導電率が小さく接液抵抗Rsが大きい場合は、帰還率を、例えば99パーセント以上に上げる。
【0032】
次に、本願発明に係る第3実施形態の電磁流量計について、図3を参照して、以下説明する。
【0033】
本発明に係る第3実施形態の電磁流量計は、図3に示すように、流体導電率を算出する機能を備えたものであり、それは測定管11の外部に設けられた励磁コイル12A、12Bにより磁界を発生させ、測定管11に設けた検出電極13A、13Bのそれぞれとアース電極22間に生じる起電力を変換器17Aで検出することにより測定管11内に流れる流体の流体導電率を測定するように構成された電磁流量計であり、その構成は、測定管11に設けた励磁コイル12A、12B、対向する位置に設けた一対の検出電極13A、13Bと、一対の検出電極13A、13Bに等しい距離関係で設置したアース電極22と、この一対の検出電極13A、13Bの一方の検出電極13Bを芯線14に接続したシールドケーブル16と、シールドケーブル16を介して得られた電極からの信号Vinを増幅する変換器17Aと、変換器17Aで増幅した信号から流量を演算する流量演算回路部18と、検出電極13A、13Bの各々にスイッチS1、S2、アース電極22にスイッチS3を備え、スイッチS1とS3又はS2とS3のオンにより定電流を印加する定電流源20、及びこのスイッチS1、S2、S3のオン/オフを制御するスイッチ駆動回路部21と、から大略構成されている。
【0034】
変換器17Aは、測定管11に設置されている検出電極13Bからの信号を、外部導体15を有するシールドケーブル16の芯線14に供給し、この芯線14に供給されている検出電極13Bの信号Vinを抵抗器Rを介して入力して増幅する増幅器Uと、増幅器Uの出力端子とコモンとの間に接続した2つの抵抗器VR、R1の中間点を外部導体15に接続して増幅器Uに正帰還するシールドデバイス19Aとを備えた構成になっている。この2つの抵抗器VR、R1のうち、一つの抵抗器VRの抵抗値は可変できる可変抵抗器VRとなっている。
この可変抵抗器VRは、流量演算回路部18で制御する構成になっている。
【0035】
即ち、シールドデバイス19Aは、シールドケーブル16の長さが長い場合で、流体導電率が大きく接液抵抗Ras、Rbsが小さい場合は、抵抗器VRの値を小さくして帰還率を上げるように制御する。又、シールドケーブル16の長さが長い場合で、流体導電率が小さく接液抵抗Ras、Rbsが大きい場合は、抵抗器VRの値を大きくして帰還率を下げるように制御する。
【0036】
流量演算回路部18は、変換器17Aで得られた接液抵抗Ras、Rbsにより発生する起電力の信号Vinを増幅した信号により流量を演算するもので、その中には、スイッチ駆動回路部21によりスイッチS1、S3又はS2、S3がオンに制御されたときに流体導電率を算出する機能を備えている。流体導電率は、測定管11に配置した検出電極13A、13Bとアース電極22間の接液抵抗Ras、Rbsと電極径との関係から求めることができる。
即ち、流体導電率を測定する機能は、2つの検出電極13A、13Bとアース電極22間に一定の定電流を流すことにより接液抵抗Ras、Rbsを測定することで、下記に示す式(5)、(6)により流体導電率を得ることができる。
【0037】
ここで、先ず、検出電極13Aの接液抵抗Rasを得るためには、先ず、スイッチ駆動回路部21でスイッチS1をオンにし、スイッチS3をオンにする。そうすると、定電流源20からの電流が、スイッチS1→検出電極13A→接液抵抗Ras→アース電極22→スイッチS3を経由してコモンラインへと流れる。
又、検出電極13Bの接液抵抗Rbsを得るためには、先ず、スイッチ駆動回路部21でスイッチS2をオンにし、スイッチS3をオンにする。そうすると、定電流源20からの電流が、スイッチS2→検出電極13B→接液抵抗Rbs→アース電極22→スイッチS3を経由してコモンラインへと流れる。
【0038】
流量演算回路部18は、このときの検出電極13A、13Bとアース電極22間に生じた電圧を測定すればよい。接液抵抗Ras、Rbsは検出電極13A、13Bとアース電極22間に生じた電圧と定電流源20の電流(既知)から求められ、流体導電率は、次の式(5)、(6)の関係で求めることができる。
【0039】
σa=2/(Ras・d)………式(5)
σb=2/(Rbs・d)………式(6)
σa、σb;各検出電極とアース電極間の流体導電率
Ras、Rbs;各検出電極とアース電極間の接液抵抗
d;電極径
【0040】
このようにして流体導電率を求め、且つ分電圧を生成する抵抗器R又は可変抵抗器VR、実施例において可変抵抗器VRを可変にすることにより、シールドケーブル16のケーブル長と導電率の値に応じて、帰還率を変化させることが可能となる。
具体的には、
▲1▼ケーブル長が長い場合で、流体導電率が大きく接液抵抗Ras、Rbsが小さい場合には、帰還率を、例えば、95パーセント〜98パーセント以下に下げる。
▲2▼ケーブル長が長い場合で、流体導電率が小さく接液抵抗Ras、Rbsが大きい場合は、帰還率を、例えば99パーセント以上に上げる。
【0041】
【発明の効果】
上記説明したように、本発明に変換器は、ケーブル長、流体導電率に応じて最適な帰還率を選択することで、信号減衰が少なく、発振することのない入力回路を持つ変換器を実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1の実施形態の電磁流量計を示す略示的な説明図である。
【図2】本発明に係る第2の実施形態の電磁流量計を示す略示的な説明図である。
【図3】本発明に係る第3の実施形態の電磁流量計を示す略示的な説明図である。
【図4】従来技術における係る電磁流量計を示す略示的な説明図である。
【図5】従来技術における電磁流量計の略示的な等価回路である。
【符号の説明】
11 測定管
12A 励磁コイル
12B 励磁コイル
13A 検出電極
13B 検出電極
14 芯線
15 外部導体
16 シールドケーブル
17 変換器
17A 変換器
18 流量演算回路部
19 シールドデバイス
20 定電流源
21 スイッチ駆動回路部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electromagnetic flowmeter, and more particularly, to an improvement in an input circuit of a converter that amplifies, using a shielded cable, an electromotive force signal obtained by a detection electrode arranged in a measurement tube.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 4, the electromagnetic flow meter according to the related art generates a magnetic field by
[0003]
The
[0004]
Here, in order to apply a magnetic field to the
[0005]
Q = π · D · Es / (4 kB) Equation (1)
Q: Volume flow rate (m 3 / S)
π; pi D; inner diameter of measuring tube (m)
Es; electromotive force k; constant B; magnetic flux density
Thus, the flow rate can be measured by the electromotive force Es generated in the
To measure this flow rate, a shielded cable 117 is used in the
[0007]
Vin = Es / [(ωCc) · (Rs + 1 / ωCc)] Equation (2)
Vin: Input signal to the amplifier constituting the converter Es: Electromotive force Cc: Cable capacity of shielded cable Rs: Wetted resistance
In order to prevent this problem, a buffer output signal is usually applied to the outer conductor 116 of the shielded cable 117. As a result, the potential difference between both ends of the cable capacitance Cc disappears, so that the signal of the electromotive force Es becomes equal to the signal Vin input to the
[0009]
Es = Vin Equation (3)
Es: electromotive force Vin: input signal to the amplifier constituting the converter
However, since feedback is applied to the non-inverting input terminal of the amplifier U via the cable capacitance Cc, there is a problem in that if positive feedback is applied with the gain being 1, the amplifier U will oscillate.
Therefore, as shown in FIG. 4, by applying a voltage corresponding to the resistances of the resistors R1 and R2, oscillation is prevented and signal attenuation due to the cable length is prevented. This method is generally called a drive shield.
[0011]
[Patent Document 1]
JP-A-8-278180 (
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the circuit described in the related art, the resistors R1 and R2 are required for generating a divided voltage for one converter, and the constants of the resistance values are constant. Occurs.
[0013]
{Circle around (1)} When the feedback rate is reduced, the fluid conductivity is reduced, and when the liquid contact resistance Rs is increased, the signal attenuation increases.
(2) Increasing the feedback ratio solves the problem (1). However, when the cable length is long and the liquid contact resistance Rs is small, the impedance connected to the output terminal of the amplifier U becomes almost the cable capacitance Cc. There is a problem that oscillation is likely to occur due to the characteristic load.
[0014]
Therefore, there is a problem to be solved in realizing an input circuit of a converter using a shielded cable for solving the above two problems (1) and (2).
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, an electromagnetic flowmeter according to the present invention has the following configuration.
[0016]
(1) An electromagnetic flowmeter generates a magnetic field by an excitation coil provided outside a measuring tube, and detects a electromotive force generated between detection electrodes provided on the measuring tube by a converter, so that a fluid flowing in the measuring tube. In the electromagnetic flowmeter configured to measure the flow rate, the converter supplies a signal from a detection electrode provided in the measurement tube to a core wire of a cable having an outer conductor, and is supplied to the core wire. An amplifier for amplifying the signal of the detection electrode, and a shield device for connecting the midpoint between two resistors connected between the output terminal of the amplifier and the common to the outer conductor of the cable and positively feeding back the amplifier. The resistance value of the resistor constituting the shield device is variable.
(2) The shield device is characterized in that when the cable length is long and the fluid conductivity is large and the liquid contact resistance is small, the feedback value is increased by reducing the resistance value of the resistor. The electromagnetic flow meter according to (1).
(3) The shield device is characterized in that when the cable length is long and the fluid conductivity is small and the liquid contact resistance is large, the feedback value is reduced by increasing the resistance value of the resistor. The electromagnetic flowmeter according to (1).
(4) The electromagnetic flow meter according to (2) or (3), further comprising a function of measuring a fluid conductivity by supplying a constant current between the detection electrodes.
(5) The function of measuring the fluid conductivity is to measure the liquid contact resistance between the detection electrodes by using two detection electrodes,
σ = 2 / (Rs · d)
here,
The electromagnetic flowmeter according to (4), characterized in that it is determined based on a relational expression of σ: fluid conductivity Rs; liquid contact resistance d; electrode diameter.
(6) The function of measuring the fluid conductivity is to measure each liquid contact resistance between the detection electrode and the earth electrode with three electrodes of two detection electrodes and the ground electrode, respectively.
σa = 2 / (Ras · d)
σb = 2 / (Rbs · d)
here,
σa, σb; fluid conductivity Ras, Rbs between each detection electrode and the ground electrode; liquid contact resistance d between each detection electrode and the ground electrode; The electromagnetic flowmeter according to (4).
[0017]
As described above, in a converter having a shield device in an amplifier that amplifies an electromotive force obtained by a detection electrode provided in a measurement tube using a shielded cable, the resistance value of a resistor constituting the shield device is made variable. By appropriately changing the resistance value, it is possible to select an optimal feedback rate according to the cable length and fluid conductivity of the shielded cable, and to provide an input circuit with less signal attenuation and no oscillation. Converter can be realized.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an embodiment of an electromagnetic flowmeter according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0019]
As shown in FIG. 1, the electromagnetic flowmeter according to the first embodiment of the present invention generates a magnetic field by exciting coils 12 </ b> A and 12 </ b> B provided outside measurement tube 11, and detects detection electrode 13 </ b> A provided on measurement tube 11. , 13B is an electromagnetic flowmeter configured to measure the flow rate of the fluid flowing in the measuring tube 11 by detecting the electromotive force Es generated between the measuring tube 11 and the electromotive force Es. A
The flow rate is measured by calculation based on the equation (1) described in the related art, and is calculated by calculation based on the electromotive force Es generated in the measurement tube.
[0020]
The
Although not shown, the variable resistor VR can be configured to be controlled by the flow rate
That is, in the case where the length of the shielded
[0021]
The flow rate
[0022]
In the electromagnetic flow meter having such a configuration, by varying the resistor R or the variable resistor VR for generating the divided voltage, and in the embodiment, the variable resistor VR, the cable length of the shielded
In particular,
{Circle around (1)} When the cable length is long and the fluid conductivity is large and the liquid contact resistance Rs is small, the feedback rate is reduced to, for example, 95% to 98% or less.
(2) If the cable length is long and the fluid conductivity is small and the liquid contact resistance Rs is large, the feedback rate is increased to, for example, 99% or more.
[0023]
Further, in the
[0024]
Next, an electromagnetic flow meter according to a second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. Note that the same components as those of the electromagnetic flow meter of the first embodiment will be described with the same reference numerals.
[0025]
As shown in FIG. 2, the electromagnetic flow meter according to the second embodiment of the present invention has a function of calculating fluid conductivity, and is provided with
[0026]
The
[0027]
That is, when the length of the shielded
[0028]
The flow rate
That is, the function of measuring the fluid conductivity is to obtain the fluid conductivity by the following equation (4) by measuring the liquid contact resistance Rs by applying a constant current to the two
[0029]
Here, first, in order to obtain the liquid contact resistance Rs, first, the switch S1 is turned on by the switch
[0030]
σ = 2 / (Rs · d) Equation (4)
σ; fluid conductivity Rs; liquid contact resistance d; electrode diameter
In this manner, by determining the fluid conductivity and making the resistor R or the variable resistor VR for generating the divided voltage, and the variable resistor VR in the embodiment, variable, the cable length of the shielded
In particular,
{Circle around (1)} When the cable length is long and the fluid conductivity is large and the liquid contact resistance Rs is small, the feedback rate is reduced to, for example, 95% to 98% or less.
(2) If the cable length is long and the fluid conductivity is small and the liquid contact resistance Rs is large, the feedback rate is increased to, for example, 99% or more.
[0032]
Next, an electromagnetic flow meter according to a third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
[0033]
As shown in FIG. 3, the electromagnetic flow meter according to the third embodiment of the present invention has a function of calculating fluid conductivity, which is provided with
[0034]
The
This variable resistor VR is configured to be controlled by the flow rate
[0035]
That is, when the length of the shielded
[0036]
The flow rate
That is, the function of measuring the fluid conductivity is to measure the liquid contact resistances Ras and Rbs by flowing a constant current between the two
[0037]
Here, first, in order to obtain the liquid contact resistance Ras of the
In addition, in order to obtain the liquid contact resistance Rbs of the
[0038]
The flow rate
[0039]
σa = 2 / (Ras · d) Equation (5)
σb = 2 / (Rbs · d) (6)
σa, σb; fluid conductivity Ras, Rbs between each detection electrode and earth electrode; liquid contact resistance d between each detection electrode and earth electrode; electrode diameter
In this way, the value of the cable length and the value of the conductivity of the shielded
In particular,
{Circle around (1)} When the cable length is long and the fluid conductivity is large and the liquid contact resistances Ras and Rbs are small, the feedback rate is reduced to, for example, 95% to 98% or less.
(2) If the cable length is long and the fluid conductivity is small and the liquid contact resistances Ras and Rbs are large, the feedback rate is increased to, for example, 99% or more.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, the converter according to the present invention realizes a converter having an input circuit that has less signal attenuation and does not oscillate by selecting an optimal feedback rate according to the cable length and the fluid conductivity. There is an effect that can be.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic explanatory view showing an electromagnetic flow meter according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic explanatory view showing an electromagnetic flow meter according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic explanatory view showing an electromagnetic flow meter according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic explanatory view showing an electromagnetic flow meter according to the related art.
FIG. 5 is a schematic equivalent circuit of an electromagnetic flow meter according to the related art.
[Explanation of symbols]
11
Claims (6)
前記測定管に設置されている検出電極からの信号を外部導体を有するケーブルの芯線に供給し、該芯線に供給されている検出電極の信号を増幅する増幅器と、
前記増幅器の出力端子とコモンとの間に接続した2つの抵抗器の中間点を前記ケーブルの外部導体に接続して前記増幅器に正帰還するシールドデバイスと、を備え、
前記シールドデバイスを構成する前記抵抗器の抵抗値は可変であることを特徴とする電磁流量計。A magnetic field is generated by an excitation coil provided outside the measuring tube, and an electromotive force generated between detection electrodes provided in the measuring tube is detected by a converter to measure a flow rate of a fluid flowing in the measuring tube. In the obtained electromagnetic flow meter, the converter is:
An amplifier that supplies a signal from a detection electrode provided in the measurement tube to a core wire of a cable having an outer conductor, and amplifies a signal of the detection electrode supplied to the core wire.
A shield device that connects an intermediate point of two resistors connected between an output terminal of the amplifier and a common to an outer conductor of the cable and positively feeds back to the amplifier,
The resistance value of the resistor constituting the shield device is variable.
σ=2/(Rs・d)
ここで、
σ;流体導電率
Rs;接液抵抗
d;電極径
なる関係式に基づいて求めるように構成されたこと
を特徴とする請求項4に記載の電磁流量計。The function of measuring the fluid conductivity measures the liquid contact resistance between the detection electrodes by two detection electrodes,
σ = 2 / (Rs · d)
here,
The electromagnetic flowmeter according to claim 4, wherein the flow rate is determined based on a relational expression of σ; fluid conductivity Rs; liquid contact resistance d;
σa=2/(Ras・d)
σb=2/(Rbs・d)
ここで、
σa、σb;各検出電極とアース電極間の流体導電率
Ras、Rbs;各検出電極とアース電極間の接液抵抗
d;電極径
なる関係式に基づいて求めるように構成されたこと
を特徴とする請求項4に記載の電磁流量計。The function of measuring the fluid conductivity is to measure each liquid contact resistance between the detection electrode and the ground electrode by three electrodes of two detection electrodes and the ground electrode,
σa = 2 / (Ras · d)
σb = 2 / (Rbs · d)
here,
σa, σb; fluid conductivity Ras, Rbs between each detection electrode and the ground electrode; liquid contact resistance d between each detection electrode and the ground electrode; The electromagnetic flow meter according to claim 4, wherein
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