JP2012021831A

JP2012021831A - 電磁流量計

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Publication number: JP2012021831A
Application number: JP2010158608A
Authority: JP
Inventors: Katsumasa Takagi; 勝正高木
Original assignee: Aichi Tokei Denki Co Ltd
Current assignee: Aichi Tokei Denki Co Ltd
Priority date: 2010-07-13
Filing date: 2010-07-13
Publication date: 2012-02-02
Anticipated expiration: 2030-07-13
Also published as: JP5489167B2

Abstract

【課題】定量ポンプに対して従来より容易に設置可能な電磁流量計の提供を目的とする。
【解決手段】本発明の電磁流量計１０は、１対の検知電極２３，２３間の電位差Ｖが閾値Ｌｖ１を超えたか否かを判定する閾値比較部３４を備え、電位差Ｖが閾値Ｌｖ１を越えたか否かによって脈流が電磁流量計１０に到達したか否かを判別することができる。そして、電位差Ｖが閾値Ｌｖを越えた閾値クロスタイミングｔｘから待機期間Ｔ３が経過したときに磁束を反転させることで、磁束の向きが反転してから次ぎの反転までの間の１パルス励磁期間ＴＰ毎に１つずつの脈流を収めることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、定量ポンプから吐出されて計測流路内を脈流になって流れる流体に磁束を付与することで、その計測流路内の１対の検知電極間に電位差を発生させて、その電位差の時間積分に基づいて流体の流量を計測する電磁流量計に関する。

一般にこの種の電磁流量計では、磁束の向きを交互に反転させることで、１対の検知電極間に生じる電気ノイズをキャンセルさせている。そして、磁束の反転から次ぎの反転までの間の１パルス励磁期間内に１つの脈流が丁度収まるようにするために、従来の電磁流量計では、定量ポンプからトリガ用電気信号を受け取って定量ポンプとの同期を図っていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−３０４２８８号公報（段落［００２４］〜［００２６］、第３図）

ところが、上述した従来の電磁流量計では、トリガ用電気信号の出力機能を有しない定量ポンプに対しては、トリガ出力回路を後付けする必要が生じ、設置に手間がかかった。また、定量ポンプと電磁流量計との間の流路長の相違により、電磁流量計がトリガ用電気信号を受け取ってから電磁流量計に脈流が到達するまでの時間が異なるので、定量ポンプと電磁流量計との間の流路長が相違する度にトリガ用電気信号に応じた磁束の反転タイミングを調整し直す必要が生じ、この点においても設置に手間がかかった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、定量ポンプに対して従来より容易に設置可能な電磁流量計の提供を目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る電磁流量計は、流体が定量ポンプから間欠的な脈流となって流される計測流路内に１対の検知電極を対向配置し、計測流路内の流体に励磁コイルが付与する磁束の向きを交互に反転して反転から次ぎの反転までの間の１パルス励磁期間毎に１つずつの脈流を収め、流量演算部が１対の検知電極間に生じた電位差の時間積分値に基づいて流体の流量を計測する電磁流量計において、１対の検知電極間に生じた電位差が予め定められた閾値を越えたか否かを判定し、電位差が閾値を越えた閾値クロスタイミングから予め定められた待機期間が経過したときに磁束を反転させて１パルス励磁期間毎に１つずつの脈流が収まるように励磁コイルを励磁するコイル励磁制御手段を備えたところに特徴を有する。

請求項２の発明に係る電磁流量計は、流体が定量ポンプから間欠的な脈流となって流される計測流路内に１対の検知電極を対向配置し、計測流路内の流体に励磁コイルが付与する磁束の向きを交互に反転して磁束の向きが同じ状態で継続した１パルス励磁期間毎に１つずつの脈流を収め、流量演算部が１対の検知電極間に生じた電位差の時間積分値に基づいて流体の流量を計測する電磁流量計において、１対の検知電極間に生じた電位差が予め定められた閾値を越えたか否かを判定し、電位差が閾値を越えた閾値クロスタイミングから予め定められた継続励磁期間の経過前迄は励磁コイルの励磁を同じ状態で継続し、継続励磁期間の経過後、予め定められた停止期間の経過前迄は励磁コイルの励磁を停止し、停止期間の経過後に励磁コイルを逆向きに励磁して磁束を反転させ、１パルス励磁期間毎に１つずつの脈流が収まるように励磁コイルを励磁するコイル励磁制御手段を備えたところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の電磁流量計において、流量演算部は、閾値クロスタイミングに対して予め定められた遡及期間だけ遡ったスタートタイミングから、閾値クロスタイミングに対して予め定められた事後期間経過後のエンドタイミングまでの実演算期間の電位差の時間積分値に基づいて流体の流量を計測するように構成され、遡及期間以上に長い所定期間分だけ過去最新の電位差のデータを更新して記憶し、スタートタイミングから閾値クロスタイミングまでの電位差のデータを流量演算部に付与する更新記憶手段を備えたところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項３に記載の電磁流量計において、コイル励磁制御手段が励磁コイルに通電する電流値を変更する電流切替タイミングに対して、スタートタイミング及びエンドタイミングをずらしたところに特徴を有する。

［請求項１の発明］
請求項１の電磁流量計によれば、計測流路内の流速に応じて１対の検知電極間の電位差が変化し、その電位差が閾値を越えたか否かによって脈流が電磁流量計に到達したか否かを判別することができる。そして、電位差が閾値を越えた閾値クロスタイミングから待機期間が経過したときに磁束を反転させることで、１パルス励磁期間毎に１つずつの脈流を収めることができる。このように本発明によれば、定量ポンプからの脈流自体をトリガ信号にして励磁コイルの反転タイミングを決定するので、従来、必要とされた定量ポンプへのトリガ出力回路の取り付けや、定量ポンプと電磁流量計との間の流路長に応じた磁束の反転タイミングの調整が不要となる。即ち、本発明によれば、定量ポンプに対する電磁流量計の設置が従来より容易になる。

［請求項２の発明］
請求項２の電磁流量計によれば、計測流路内の流速に応じて１対の検知電極間の電位差が変化し、その電位差が閾値を越えたか否かによって脈流が電磁流量計に到達したか否かを判別することができる。そして、電位差が閾値を越えた閾値クロスタイミングから継続励磁期間の経過前迄は励磁コイルの励磁を同じ状態で継続し、継続励磁期間の経過後、停止期間の経過前迄は励磁コイルの励磁を停止し、さらに、その停止期間の経過後に励磁コイルを逆向きに励磁して磁束を反転させることで、１パルス励磁期間毎に１つずつの脈流を収めることができる。このように本発明によれば、定量ポンプからの脈流自体をトリガ信号にして励磁コイルの反転タイミングを決定するので、従来、必要とされた定量ポンプへのトリガ出力回路の取り付けや、定量ポンプと電磁流量計との間の流路長に応じた磁束の反転タイミングの調整が不要となる。即ち、本発明によれば、定量ポンプに対する電磁流量計の設置が従来より容易になる。

［請求項３の発明］
本発明の構成によれば、１パルス励磁期間には、実際に流体が脈流として流れている流動期間と流体が流れていない停滞期間とが存在することになるが、１パルス励磁期間の全てにおいて、１対の検知電極間の電位差を時間積分して流量を求めると、停滞期間中のノイズの影響により計測精度が低下し得る。これに対し、請求項３の電磁流量計では、閾値クロスタイミングに対して遡及期間だけ遡ったスタートタイミングから、閾値クロスタイミングに対して事後期間経過後のエンドタイミングまでの実演算期間の電位差の時間積分値に基づいて流体の流量を計測する。そして、実演算期間に上記した流動期間が収まるようにすることで、停滞期間中のノイズの影響が抑えられ、計測精度を高めることができる。

［請求項４の発明］
一般に、磁束が反転するタイミングではノイズ（所謂、磁束微分ノイズ）が発生し得るが、請求項４の発明によれば、１対の検知電極間の電位差の検出データのうち各脈流を流量を演算するために使うスタートタイミングからエンドタイミングの期間の検出データを、磁束が反転するタイミングから外して、計測精度を高めることができる。

本発明の第１実施形態に係る電磁流量計と定量ポンプの概念図電磁流量計のブロック図（Ａ）磁束（励磁電流）の波形、（Ｂ）計測流路における流量（流速）の波形、（Ｃ）検知電圧の波形、（Ｄ）脈動ノイズ相殺後の検知電圧の波形本発明の第２実施形態に係る（Ａ）磁束（励磁電流）の波形、（Ｂ）計測流路における流量（流速）の波形、（Ｃ）検知電圧の波形

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。図１に示すように、液体タンク５０から延びた管路５１の途中には定量ポンプ４０が備えられている。定量ポンプ４０は、例えば、公知なダイアフラム式の電磁定量ポンプ或いはバルブレスポンプであって、ダイアフラム或いはピストンの往復動により、液体タンク５０に貯留された液体が一定量ずつ一定周期で吐出される。管路５１内では、液体が流れる流動期間Ｔ６と、液体が流れず静止した停滞期間Ｔ７とが交互に繰り返され、液体が間欠的な脈流となって下流側に流れる（図３（Ｂ）を参照）。なお、定量ポンプ４０は、１回の吐出（１ショット）当たりの液体の吐出量及び、単位時間当たりの吐出回数を任意に設定可能となっている。

定量ポンプ４０から間欠的な脈流になって流される液体の流量を計測するために、管路５１のうち定量ポンプ４０より下流側には、本発明に係る電磁流量計１０が設けられている。図２に示すように、電磁流量計１０は、検出器２０と変換器３０とから構成されている。

検出器２０は、管路５１の途中に接続されて定量ポンプ４０から吐出された液体が流れる計測管２１と、計測管２１の側方に配置された励磁コイル２２と、計測管２１に固定された１対の検知電極２３，２３とを備えている。励磁コイル２２に励磁電流Ｉｅが流れると、計測管２１内（計測流路２１Ａ）を横切る磁束が発生し、その磁束が計測流路２１Ａ内の液体に付与される。１対の検知電極２３，２３は、計測流路２１Ａ内で磁束及び液体の流れの向きと直交する方向に対向配置されており、計測流路２１Ａ内の液体に磁束が付与された状態でその磁束に直交して液体が流れると、１対の検知電極２３，２３間に液体の流速に比例した電位差Ｖが発生する。

一方、変換器３０は、励磁回路３１、演算処理部３２（例えばＭＰＵ）、主記憶部３３（メインメモリ）、閾値比較部３４（コンパレータ）を主要部として備えている。１対の検知電極２３，２３間に発生した電位差Ｖ（以下、適宜、「検知電圧Ｖ」という）は、アンプ３５及びＡ／Ｄ変換器３６を介して演算処理部３２に取り込まれる。演算処理部３２はこの検知電圧Ｖに基づいて流量を演算する。励磁回路３１は、図３（Ａ）に示すように励磁波形が２値の方形波となるように励磁コイル２２に励磁電流Ｉｅを流す。詳細には、演算処理部３２からの励磁切替信号Ｓ１に基づいて励磁コイル２２に流す励磁電流Ｉｅの向きを逆転させ、計測流路２１Ａを横切る磁束の向きを所定時間毎に交互に反転させる。主記憶部３３は、後述する遡及期間Ｔ１以上に長い所定期間分だけ過去最新の検知電圧Ｖのデータを更新して記憶する。閾値比較部３４は、検知電圧Ｖ（絶対値）が予め定められた閾値Ｌｖ１を越えたか否かを判定する。なお、演算処理部３２は本発明の「流量演算部」に相当し、主記憶部３３は、本発明の「更新記憶手段」に相当する。また、励磁回路３１と演算処理部３２と閾値比較部３４とから、本発明の「コイル励磁制御手段」が構成されている。これら変換器３０の主要部の動作については後に詳説する。

変換器３０には、表示回路３７及び出力回路３８が備えられている。表示回路３７は、演算処理部３２による流量の演算結果等を表示する。また、出力回路３８に図示しない外部機器を接続することで、流量の演算結果を外部機器に出力することができる。例えば、出力回路３８を定量ポンプ４０の駆動制御部に接続することで、流量の演算結果を定量ポンプ４０のフィードバック制御に使用することも可能である。

ここで、図３（Ａ）に示すように磁束の向きが反転すると、同図（Ｃ）に示すように１対の検知電極２３，２３による検知電圧Ｖの波形も反転する。また、１対の検知電極２３，２３間には、磁束の有無や向きに拘わらず吐出動作が起きる毎に毎回ほぼ一定の脈動ノイズが発生する（図３（Ｃ）のハッチング部分）。即ち、１対の検知電極２３，２３による検知電圧Ｖ（実測流量）は、流速（図３（Ｂ）参照）に比例した理論上の検知電圧（真の流量）に脈動ノイズが重畳したものである。詳細には、磁束の向きが一の方向のときの検知電圧Ｖは、脈動ノイズの影響で、理論上の検知電圧よりも大きくなり、磁束の向きが他の方向を向いたときの検知電圧Ｖは、脈動ノイズの影響で、理論上の検知電圧よりも小さくなる。なお、脈動ノイズは、液体が停滞状態から流動状態に急峻に変化することで１対の検知電極２３，２３間の電位バランスが変化するために生じるものと推測される。

本実施形態の電磁流量計１０の構成は以上であり、次に、本実施形態の作用及び効果について図３を参照しつつ説明する。

定量ポンプ４０が吐出動作を１回行うと、１脈分（１ショット分）の液体が計測流路２１Ａ内を流れる。液体は、計測管２１の軸方向で減衰振動（下流側と上流側とに交互に移動）しながら全体として下流側に流れる（図３（Ｂ）参照）。

図３（Ａ）及び同図（Ｂ）に示すように、計測流路２１Ａ内を液体が流れる流動期間Ｔ６中は励磁電流Ｉｅが一定に保持され、液体に対して一定方向かつ一定強度の磁束が付与される。すると、１対の検知電極２３，２３間に液体の流速に比例した電位差Ｖが発生する。この電位差Ｖのデータは、主記憶部３３に過去最新の所定期間に亘って更新して記憶される。さらに、閾値比較部３４は、検知電圧Ｖと閾値Ｌｖ１とを比較して、検知電圧Ｖが閾値Ｌｖを越えたか否かを判定する。図３（Ｃ）に示すように、閾値Ｌｖ１は、検知電圧Ｖのピークと脈動ノイズの中間の値になるように設定されている。

閾値比較部３４にて検知電圧Ｖが閾値Ｌｖ１を越えたと判定されると、その閾値を越えた時点ｔｘ（以下、「閾値クロスタイミングｔｘ」という）で主記憶部３３に更新記憶されている過去最新の所定期間分の検知電圧Ｖのデータのうち、所定の遡及期間Ｔ１だけ遡ったスタートタイミングｔｓから閾値クロスタイミングｔｘまでの検知電圧Ｖのデータが、演算処理部３２の一時記憶部（レジスタ）に読み込まれる。また、閾値クロスタイミングｔｘ以降の予め定められた所定の事後期間Ｔ２（図３（Ｃ）参照）経過後のエンドタイミングｔｅまでの検知電圧Ｖのデータを一時記憶部（レジスタ）に取り込む。そして、スタートタイミングｔｓからエンドタイミングｔｅまでの期間Ｔ５（以下、「実演算期間Ｔ５」という）の検知電圧Ｖの時間積分値に基づいて流量が演算される。

ここで、閾値クロスタイミングｔｘを終点とした遡及期間Ｔ１の始点（スタートタイミングｔｓ）は磁束の反転タイミングより後でかつ流動期間Ｔ６の始点以前になるように、遡及期間Ｔ１の長さが予め設定されている。また、閾値クロスタイミングｔｘを始点とした事後期間Ｔ２の終点（エンドタイミングｔｅ）は流動期間Ｔ６の終点以降でかつ磁束の反転タイミングより前になるように、事後期間Ｔ２の長さが予め設定されている。

つまり、実演算期間Ｔ５に、計測流路２１Ａ内を１脈分（１ショット分）の液体が流れる流動期間Ｔ６が含まれている。また、流動期間Ｔ６を含む実演算期間Ｔ５は、磁束が反転してから次ぎに磁束が反転するまでの１パルス励磁期間ＴＰより短くなっており、１パルス励磁期間ＴＰ内に含まれている（図３参照）。即ち、磁束の反転タイミングに対して実演算期間Ｔ５のスタートタイミングｔｓとエンドタイミングｔｅとがずらされている。なお、閾値Ｌｖ１と、各期間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の長さは、定量ポンプ４０により流される流体の流量波形に基づいて容易に設定することができる。磁束の反転タイミングは、本発明の「電流切替タイミング」に相当する。

図３（Ｂ）及び同図（Ｃ）に示すように、実演算期間Ｔ５のエンドタイミングｔｅにおいて、計測流路２１Ａ内は既に流動期間Ｔ６から停滞期間Ｔ７に移行している。この停滞期間Ｔ７中、詳細には、エンドタイミングｔｅより後でかつ次回の流動期間Ｔ６の始点より前に、演算処理部３２は励磁回路３１を制御して磁束の向きを反転させる。具体的には、演算処理部３２は閾値クロスタイミングｔｘで内蔵タイマをスタートさせ、事後期間Ｔ２より長い所定の待機期間Ｔ３が経過（事後期間Ｔ２経過後さらに所定時間Ｔ４が経過）したときに、内蔵タイマをリセットすると共に励磁回路３１に励磁切替信号Ｓ１を出力する。

励磁切替信号Ｓ１を受けた励磁回路３１は、図示しないスイッチを切り替えて励磁コイル２２に流す励磁電流Ｉｅの向きを反転させる。これにより計測流路２１Ａ内の磁束の向きが反転する。

以上が、定量ポンプ４０による１回の吐出動作に対して電磁流量計１０が行う１サイクルの動作であり、以下、上述した１サイクルの動作が定量ポンプ４０の吐出動作に同期して繰り返される。

演算処理部３２は、各実演算期間Ｔ５（スタートタイミングｔｓからエンドタイミングｔｅまで）における検知電圧Ｖの時間積分値に基づいて各実演算期間Ｔ５の実測流量を演算すると共に、複数の実演算期間Ｔ５の実測流量を積算して積算流量を演算する。

具体的には、例えば、磁束の向きが互いに反対になった連続２回分の実演算期間Ｔ５，Ｔ５の実測流量の和を演算する。ここで、実演算期間Ｔ５のスタートタイミングｔｓとエンドタイミングｔｅを、磁束の反転タイミングからずらしたことで、所謂、磁束微分ノイズの影響を抑え、計測精度を高めることができる。また、停滞期間Ｔ７のうち、磁束の反転タイミングを含む実演算期間Ｔ５，Ｔ５の合間（実演算期間Ｔ５のエンドタイミングｔｅから次ぎの実演算期間Ｔ５のスタートタイミングｔｓまでの期間）の検知電圧Ｖは、流量演算用のデータから外すことができるから、停滞期間Ｔ７中のノイズの影響を抑えることができ、計測精度を高めることができる。

さらに、連続した２回の実演算期間Ｔ５，Ｔ５は、磁束の向きが互いに反対になっているので、それらの実測流量の和を演算すると、結果的に各実演算期間Ｔ５，Ｔ５の実測流量に含まれる脈動ノイズを相殺することができる。その理由は以下の通りである。

１対の検知電極２３，２３に脈動ノイズが生じないと仮定した場合の真の流量を、図３（Ｂ）に示すように、実演算期間Ｔ５の古い方から順に「Ｒ１」，「Ｒ２」，「Ｒ３」，「Ｒ４」とし、同図（Ｃ）に示すように定量ポンプ４０の吐出動作毎（各実演算期間Ｔ５毎）に発生する毎回ほぼ一定の脈動ノイズをそれぞれ「Ｎ１」とすると、磁束が一の方向を向いた１回目の実演算期間Ｔ５では、真の流量Ｒ１と脈動ノイズＮ１とが同符号なので、実測流量は「Ｒ１＋Ｎ１」と表すことができる。一方、磁束が他の方向を向いた２回目の実演算期間Ｔ５では、真の流量Ｒ２に対して脈動ノイズＮ１が逆符号なので、実測流量は「Ｒ２−Ｎ１」と表すことができる。

つまり、磁束が一の方向を向いた１回目の実演算期間Ｔ５で検出される実測流量は、真の流量Ｒ１より脈動ノイズＮ１だけ大きい値となり、磁束が他の方向を向いた２回目の実演算期間Ｔ５で検出される実測の流量は、真の流量Ｒ２より脈動ノイズＮ１だけ小さい値となる。

そして、これら１回目と２回目の各実演算期間Ｔ５，Ｔ５にて検出された２脈分の実測流量の和「（Ｒ１＋Ｎ１）＋（Ｒ２−Ｎ１）」を演算すると、結果的に、１回目と２回目の各実演算期間Ｔ５，Ｔ５の各実測流量に含まれる脈動ノイズＮ１，Ｎ１が相殺され、１回目と２回目の各実演算期間Ｔ５，Ｔ５における真の流量の和「Ｒ１＋Ｒ２」となる（図３（Ｄ）を参照）。

１回目の実演算期間Ｔ５と同様に、磁束が一の方向を向いた３回目の実演算期間Ｔ５で検出される実測流量は「Ｒ３＋Ｎ１」と表すことができる。つまり、３回目の実演算期間Ｔ５における実測流量は、真の流量Ｒ３より脈動ノイズＮ１分だけ大きい値となる。また、２回目の実演算期間Ｔ５と同様に磁束が他の方向を向いた４回目の実演算期間Ｔ５に検出される実測流量は「Ｒ４−Ｎ１」と表すことができる。つまり、４回目の実演算期間Ｔ５における実測流量は、真の流量Ｒ４より脈動ノイズＮ１分だけ小さい値となる。そして、３回目と４回目の各実演算期間Ｔ５，Ｔ５で検出された２脈分の実測流量の和「（Ｒ３＋Ｎ１）＋（Ｒ４−Ｎ１）」を演算することで、結果的に、３回目と４回目の各実演算期間Ｔ５，Ｔ５で検出された各実測流量に含まれる脈動ノイズＮ１，Ｎ１が相殺され、３回目と４回目の各実演算期間Ｔ５，Ｔ５における真の流量の和「Ｒ３＋Ｒ４」となる（図３（Ｄ）参照）。

このように、連続した２回の実演算期間Ｔ５，Ｔ５毎にそれら２脈分の実測流量の和を演算すると共に、その実測流量の和を積算していくことで、脈動ノイズＮ１をキャンセルした積算流量を演算することができる。

なお、本実施形態では、磁束が一の方向を向いたときに検出される１脈分の流量と、磁束が他の方向を向いたときに検出される１脈分の流量との和を演算することで、一度に２脈分の脈動ノイズを相殺していたが、磁束が一の方向を向いたときに検出される所定の複数脈分の流量と、磁束が他の方向を向いたときに検出される同一複数脈分の流量との和を演算することで、４以上の偶数脈分の脈動ノイズを一度に相殺するようにしてもよい。

このように、本実施形態の電磁流量計１０によれば、計測流路２１Ａ内の流速に応じて１対の検知電極２３，２３間の電位差Ｖが変化し、その電位差Ｖが閾値Ｌｖ１を越えたか否かによって脈流が電磁流量計１０に到達したか否かを判別することができる。そして、電位差Ｖが閾値Ｌｖを越えた閾値クロスタイミングｔｘから待機期間Ｔ３が経過したときに磁束を反転させることで、１パルス励磁期間ＴＰ毎に１つずつの脈流を収めることができる。このように本発明によれば、定量ポンプ４０からの脈流自体をトリガ信号にして励磁コイル２２の反転タイミングを決定するので、従来、必要とされた定量ポンプ４０へのトリガ出力回路の取り付けや、定量ポンプ４０と電磁流量計１０との間の流路長に応じた磁束の反転タイミングの調整が不要となる。よって、定量ポンプ４０に対する電磁流量計１０の設置が従来より容易になる。

また、液体が滞留している停滞期間Ｔ７のうち、磁束が反転するタイミングを含む実演算期間Ｔ５，Ｔ５の合間の検知電圧Ｖを流量演算用のデータから外すことができるから、磁束の反転に伴うノイズや、停滞期間Ｔ７中のノイズの影響を抑えて、計測精度を高めることができる。

また、例えば、計測流路２１Ａの液体が流れているか否かに拘わらず、１パルス励磁期間ＴＰの全てにおいて検知電圧Ｖを時間積分して流量を求めた場合、液体が流れていない停滞期間Ｔ７が平均流量を大きく低下させることになり、Ａ／Ｄ変換時に発生する誤差（量子化誤差）が相対的に大きくなって計測精度が低下し得る。これに対し、本実施形態では、停滞期間Ｔ７の一部を除いたスタートタイミングｔｓからエンドタイミングｔｅまでの限られた実演算期間Ｔ５の検知電圧Ｖの時間積分値に基づいて流量を演算するので、実演算期間Ｔ５の平均流量を大きくすることができ、Ａ／Ｄ変換による誤差の影響を小さく抑えることができるから計測精度を向上させることができる。

また、磁束の有無に拘わらず１対の検知電極２３，２３間に発生する脈動ノイズは、磁束が一の方向を向いたときに検出される流量を真の流量よりも増加させる一方、磁束が他の方向を向いたときに検出される流量を真の流量よりも減少させる。これに対し、本実施形態の電磁流量計１０は、磁束が一の方向を向いたときに検出される所定の脈数分（１脈分）の流量と、磁束が他の方向を向いたときに検出される同一脈数分（１脈分）の流量との和を演算することで、それら和を演算した複数脈分の脈動ノイズを相殺させることができる。これにより、脈動ノイズをキャンセルして計測精度を高めることができる。

［第２実施形態］
前記第１実施形態では、励磁コイル２２の励磁方式が２値励磁方式であったが、流動期間Ｔ６に対して停滞期間Ｔ７が長い場合（脈流の発生間隔が十分に長い）場合には、互いに反転した１パルス励磁期間ＴＰ，ＴＰの間に無励磁期間ＴＮを設けた３値励磁方式にしてもよい。なお、電磁流量計１０の構成部品は上記第１実施形態と同一であるので説明を省略し、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。

本実施形態の電磁流量計１０は、図４に示すように、１対の検知電極２３，２３間に発生した電位差Ｖ（検知電圧Ｖ）が閾値Ｌｖ１を越えた閾値クロスタイミングｔｘから予め定められた継続励磁期間Ｔ３１の経過前までは励磁コイル２２の励磁を同じ状態で継続し、継続励磁期間Ｔ３１の経過後、予め定められた停止期間Ｔ３２が経過する前までは励磁を停止して無励磁期間ＴＮとし、停止期間Ｔ３２の経過後に励磁コイル２２を励磁停止前とは逆向きに励磁して、磁束の向きを反転させることで、磁束の向きが同じ状態で継続した１パルス励磁期間ＴＰ毎に１つずつの脈流を収めるようになっている。

ここで、閾値クロスタイミングｔｘを始点とした事後期間Ｔ２の終点（エンドタイミングｔｅ）は、流動期間Ｔ６の終点以降でかつ励磁停止タイミングより前になるように、予め事後期間Ｔ２の長さが設定されている。また、閾値クロスタイミングｔｘを終点とした遡及期間Ｔ１の始点（スタートタイミングｔｓ）は、励磁開始タイミングより後でかつ流動期間Ｔ６の始点以前となるように、遡及期間Ｔ１の長さが予め設定されている。

つまり、スタートタイミングｔｓからエンドタイミングｔｅ迄の間の実演算期間Ｔ５に、計測流路２１Ａ内を１脈分（１ショット分）の液体が流れる流動期間Ｔ６が含まれている。また、流動期間Ｔ６を含む実演算期間Ｔ５は、励磁開始タイミングから次ぎの励磁停止タイミングまでの１パルス励磁期間ＴＰより短くなっており、その１パルス励磁期間ＴＰ内に含まれている（図３参照）。なお、励磁開始タイミング及び励磁停止タイミングは、本発明の「電流切替タイミング」に相当する。

このように、励磁開始タイミングに対して実演算期間Ｔ５のスタートタイミングｔｓがずらされ、励磁停止タイミングに対してエンドタイミングｔｅがずらされたことで、励磁電流Ｉｅの変化に起因したノイズの影響を抑えることができる。また、停滞期間Ｔ７のうち、実演算期間Ｔ５，Ｔ５の合間の検知電圧Ｖを流量演算用のデータから外すことができるから、停滞期間Ｔ７中のノイズの影響を抑えることができる。そして、本実施形態によっても、上記第１実施形態と同等の効果を奏する。

［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）前記第１及び第２実施形態では、脈流が２回起こる毎に流量を積算する構成であったが、磁束が反転しかつ連続した２脈分の流量の移動平均を演算しながら移動平均値を積算していってもよい。即ち、１，２回目の実演算期間Ｔ５，Ｔ５における流量の平均値に、２，３回目の実演算期間Ｔ５，Ｔ５における流量の平均値を積算し、次いで３，４回目の実演算期間Ｔ５，Ｔ５における流量の平均値を積算していくようにしてもよい。

（２）前記第１及び第２実施形態では、実演算期間Ｔ５のエンドタイミングｔｅを磁束の反転タイミング又は励磁停止タイミングに対してずらすと共に、実演算期間Ｔ５のスタートタイミングｔｓを磁束の反転タイミング又は励磁開始タイミングに対してずらしていたが、エンドタイミングｔｅと磁束の反転タイミング又は励磁停止タイミングを一致させ、スタートタイミングｔｓと磁束の反転タイミング又は励磁開始タイミングを一致させてもよい。

なお、磁束の反転タイミング、励磁開始タイミング、励磁停止タイミングでは励磁電流Ｉｅの変化に起因したノイズが発生し易いので、計測精度を高めるためには上記第１及び第２実施形態の構成が好ましい。

［参考例］
本参考例は前記実施形態を応用したものであって、本発明の技術的範囲には含まれないが本発明と同等の効果を奏する。具体的には、前記第１及び第２実施形態では、閾値クロスタイミングｔｘが、遡及期間Ｔ１、事後期間Ｔ２、待機期間Ｔ３の基点（始点又は終点）となっていたが、検知電圧Ｖがピーク値になったときを遡及期間Ｔ１、事後期間Ｔ２、待機期間Ｔ３の基点としてもよい。詳細には、１脈分（１ショット）の液体が計測流路２１Ａ内を流れるときの検知電圧Ｖが最初のピーク値になったときから所定の待機期間Ｔ３が経過したときに、演算処理部３２が励磁切替信号Ｓ１を出力して励磁回路３１が計測流路２１Ａ内の磁束を反転させる。また、主記憶部３３は、ピーク値になったときから遡って過去最新の所定の遡及期間Ｔ１分の検知電圧Ｖのデータと、ピーク値になったとき以降の所定の事後期間Ｔ２分の検知電圧Ｖのデータとから液体の流量を演算する。

１０電磁流量計
２１Ａ計測流路
２２励磁コイル
２３，２３検知電極
３１励磁回路（コイル励磁制御手段）
３２演算処理部（流量演算部、コイル励磁制御手段）
３３主記憶部（更新記憶手段）
３４閾値比較部（コイル励磁制御手段）
４０定量ポンプ
Ｌｖ１閾値
Ｎ１脈動ノイズ
Ｔ１遡及期間
Ｔ２事後期間
Ｔ３待機時間
Ｔ５実演算期間
Ｔ６流動期間
Ｔ７滞留期間
Ｖ検知電圧

Claims

流体が定量ポンプから間欠的な脈流となって流される計測流路内に１対の検知電極を対向配置し、前記計測流路内の流体に励磁コイルが付与する磁束の向きを交互に反転して反転から次ぎの反転までの間の１パルス励磁期間毎に１つずつの脈流を収め、流量演算部が前記１対の検知電極間に生じた電位差の時間積分値に基づいて前記流体の流量を計測する電磁流量計において、
前記１対の検知電極間に生じた電位差が予め定められた閾値を越えたか否かを判定し、前記電位差が前記閾値を越えた閾値クロスタイミングから予め定められた待機期間が経過したときに前記磁束を反転させて、前記１パルス励磁期間毎に１つずつの脈流が収まるように前記励磁コイルを励磁するコイル励磁制御手段を備えたことを特徴とする電磁流量計。
流体が定量ポンプから間欠的な脈流となって流される計測流路内に１対の検知電極を対向配置し、前記計測流路内の流体に励磁コイルが付与する磁束の向きを交互に反転して前記磁束の向きが同じ状態で継続した１パルス励磁期間毎に１つずつの脈流を収め、流量演算部が前記１対の検知電極間に生じた電位差の時間積分値に基づいて前記流体の流量を計測する電磁流量計において、
前記１対の検知電極間に生じた電位差が予め定められた閾値を越えたか否かを判定し、前記電位差が前記閾値を越えた閾値クロスタイミングから予め定められた継続励磁期間の経過前迄は前記励磁コイルの励磁を同じ状態で継続し、前記継続励磁期間の経過後、予め定められた停止期間の経過前迄は前記励磁コイルの励磁を停止し、前記停止期間の経過後に前記励磁コイルを逆向きに励磁して前記磁束を反転させ、前記１パルス励磁期間毎に１つずつの脈流が収まるように前記励磁コイルを励磁するコイル励磁制御手段を備えたことを特徴とする電磁流量計。
前記流量演算部は、前記閾値クロスタイミングに対して予め定められた遡及期間だけ遡ったスタートタイミングから、前記閾値クロスタイミングに対して予め定められた事後期間経過後のエンドタイミングまでの実演算期間の電位差の時間積分値に基づいて前記流体の流量を計測するように構成され、
前記遡及期間以上に長い所定期間分だけ過去最新の前記電位差のデータを更新して記憶し、前記スタートタイミングから前記閾値クロスタイミングまでの電位差のデータを前記流量演算部に付与する更新記憶手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電磁流量計。
前記コイル励磁制御手段が前記励磁コイルに通電する電流値を変更する電流切替タイミングに対して、前記スタートタイミング及び前記エンドタイミングをずらしたことを特徴とする請求項３に記載の電磁流量計。