JP2013540274A - 電磁流量計 - Google Patents

Abstract

【課題】交流増幅回路（２２）からのアナログの流量信号（流量信号成分＋ノイズ成分）を第１のＡ／Ｄ変換部（２６）でデジタル信号に変換する。励磁周波数ｆｅｘの例えば１周期を所定期間とし、この所定期間の第１のＡ／Ｄ変換部（２６）からのデジタル信号の値を記所定の周期で発生するサンプリングタイムでサンプリングし、サンプルデータとしてサンプリングタイミングとともにサンプルデータ群記憶部（２８Ｄ）に蓄積する。蓄積完了後、サンプルデータ群記憶部（２８Ｄ）および正常データ群記憶部（２８Ｃ）からそれぞれ同じサンプリングタイムの対応するサンプルデータおよび正常データを読み出し、このサンプルデータと正常データとの差の絶対値の平均値をノイズファクタＮＦ（ノイズ評価値）として求める。このノイズファクタＮＦが診断用閾値ＳＰ_NFを上回った場合に電極への異物の付着ありと判定する。
【選択図】図１

Description

この発明は、導電性を有する流体の流量を測定する電磁流量計に関するものである。

従来より、この種の電磁流量計では、測定管内を流れる流体の流れ方向に対してその磁界の発生方向を垂直として配置された励磁コイルへ、その極性が交互に変化する所定の周波数の電流を励磁電流として供給するようにしている。この励磁電流の周波数ｆｅｘを励磁周波数と呼ぶ。

そして、励磁コイルへ励磁周波数ｆｅｘの励磁電流を供給することにより、この励磁コイルの発生磁界と直交して測定管内に配置された一対の電極間に起電力（信号起電力）を生じさせ、この信号起電力をアナログの流量信号として検出し、この検出したアナログの流量信号をデジタル信号に変換して処理することにより計測流量を得るようにしている。

この電磁流量計では、電極に異物が付着した場合、この異物の付着によるノイズ成分が信号起電力に影響を及ぼし、流体の流量を正確に測定することができなくなる（例えば、特許文献１参照）。すなわち、電極間に生じる信号起電力には流量信号成分とノイズ成分とが含まれ、この信号起電力に含まれるノイズ成分の比率が大きくなり、流体の流量を正確に測定することができなくなる。

したがって、電極に異物が付着したことを自動的に検知する機能（電極付着検知機能）を電磁流量計に付加すれば、異物の除去清掃を適時に行うことができ、利便性を向上させることができる。このような電極付着検知機能を有する電磁流量計の一例が特許文献２，３に示されている。

特許文献２に示された電磁流量計では、電極の抵抗を測定するようにし、この測定された電極の抵抗が所定値以上となった場合に（電極抵抗の増大が検知された場合に）、電極に異物が付着したと判断する。

特許文献３には２つのタイプの電磁流量計が示されている。この特許文献３に示された第１のタイプの電磁流量計では、正方向の励磁電流による励磁を正励磁、励磁電流をゼロとする励磁を無励磁、負方向の励磁電流による励磁を負励磁とする３値励磁方式とし、期間Ｋ₁〜Ｋ₅（Ｋ₁，Ｋ₃，Ｋ₅：無励磁、Ｋ₂：正励磁、Ｋ₄：負励磁）において得られる信号起電力（Ｖ₁₁〜Ｖ₁₅：異物が付着していない状態での信号起電力、Ｖ₂₁〜Ｖ₂₅：異物が付着している状態での信号起電力）の大きさに基づいて、演算結果Ｒ₁〜Ｒ₄（Ｒ₁＝−Ｖ₂₁＋Ｖ₂₂＋Ｖ₂₃−Ｖ₂₄、Ｒ₂＝（−Ｖ₂₁＋２Ｖ₂₂−２Ｖ₂₄＋Ｖ₂₅）／２、Ｒ₃＝−Ｖ₁₁＋Ｖ₁₂＋Ｖ₁₃−Ｖ₁₄、Ｒ₄＝（−Ｖ₁₁＋２Ｖ₁₂−２Ｖ₁₄＋Ｖ₁₅）／２）を算出し、この算出した演算結果Ｒ₁〜Ｒ₄から異物の付着影響成分を求める。

特許文献３に示された第２のタイプの電磁流量計では、２つの励磁周波数（使用励磁周波数ｆＨ、低励磁周波数ｆＬ）を有する２値励磁方式とし、異物が付着していない状態で、使用励磁周波数ｆＨの期間の信号起電力の平均化処理値から低励磁周波数ｆＬの信号起電力の平均化処理値を減算して微分ノイズ成分を求め、この求めた微分ノイズ成分をＲＡＭ変数Ａとしてメモリに格納しておく。そして、異物が付着している状態で、使用励磁周波数ｆＨの期間の信号起電力の平均化処理値から低励磁周波数ｆＬの信号起電力の平均化処理値を減算し、この減算値からメモリに格納されているＲＡＭ変数Ａ（微分ノイズ成分）を減算することにより、異物の付着影響成分を求める。

特表２０１０−５２１６５９号公報 特開２００３−２８６８４号公報 特開２００２−１６８６６６号公報 特表２００４−５２８５２７号公報

しかしながら、特許文献２に示された電磁流量計では、電極抵抗の増大を検知する方式としているため、誤診断を招くおそれがある。すなわち、電極抵抗の増大は、異物が電極へ付着した場合だけではなく、測定流体中の抵抗値が変化した場合にも生じる。このため、電極抵抗の増大を一義的に異物の電極への付着であるとみなすことはできず、誤診断を招くおそれがある。また、特許文献２に示された電磁流量計では、電極の抵抗を測定するために、電極引出線などの特別な構成が必要となる。

また、特許文献３に示された電磁流量計では、励磁周波数を１つとする通常の２値励磁方式に対し、３値励磁方式としたり、２つの励磁周波数を有する２値励磁方式としなけければならず、この特殊な励磁方式を実現するための回路構成や処理が複雑となる。

なお、特許文献４には、電極からの流量信号成分とノイズ成分とを含むアナログ信号をデジタル信号に変換し、このデジタル信号を処理してスペクトル成分を生成し、このスペクトル成分から流量信号成分と既知のノイズ成分とを分離して抽出し、この抽出した既知のノイズ成分に基づいてノイズ診断出力を生成する電磁流量計が示されている。

しかしながら、この特許文献４に示された電磁流量計において、ノイズ診断出力の対象とされるノイズは商用電源周波数に一致するノイズや１／Ｆノイズと呼ばれる励磁周波数よりも低い既知のノイズである。この特許文献４に示された電磁流量計では、後述する本発明の実施例の記載からも分かるように、電極への異物の付着によって生じる周波数成分のノイズを抽出していないので、電極への異物の付着の有無を検出することはできない。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、簡単な構成で、電極への異物の付着の状態を正確に検知することが可能な電磁流量計を提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明に係る電磁流量計は、流体を流す測定管と、流体に磁界を与える励磁コイルと、励磁コイルへ励磁周波数ｆｅｘの励磁電流を供給する励磁電流供給手段と、測定管内に配置された一対の電極と、電極間に生じる起電力に基づいて流量を測定する手段と、起電力をデジタル信号に変換する第１のＡ／Ｄ変換手段と、デジタル信号を所定の周期で採取するサンプリング手段と、少なくともサンプリング手段が採取するサンプルデータに基づいて、電極への異物の付着によるノイズ成分の流量測定に及ぼす影響の大きさをノイズ評価値として算出するノイズ評価値算出手段と、ノイズ評価値と予め定められている診断用閾値とを比較することにより、電極への異物の付着状態を判定する電極付着診断手段とを備えていることを特徴とする。

この発明によれば、電極間に生じる起電力がデジタル信号に変換され、このデジタル信号に変換されたノイズ成分を含む流量信号が所定の周期でサンプリングされる。そして、このサンプリングされたデジタル信号に基づいて、電極への異物の付着によるノイズ成分の流量測定に及ぼす影響の大きさを示す評価値がノイズ評価値として算出され、この算出されたノイズ評価値と診断用閾値とが比較され、その比較結果に基づいて電極への異物の付着状態が判定される。

例えば、本発明の一形態では、サンプリング手段によって所定一定期間に採取されたサンプルデータをサンプリングタイミングとともに記憶するサンプルデータ群記憶手段と、電極に異物が付着していない時の一定期間に採取されたサンプルデータをサンプリングタイミングとともに記憶する正常データ群記憶手段とを設け、ノイズ評価値算出手段は、サンプルデータ群記憶手段および正常データ群記憶手段からそれぞれサンプリングタイミングの対応するサンプルデータおよび正常データを読み出し、サンプルデータと正常データとの差の絶対値の平均値をノイズファクタ（Noise Factor:ＮＦ）として算出する。そして、電極付着診断手段は、この算出したノイズファクタＮＦと診断用閾値ＳＰ_NFとを比較し、ノイズファクタＮＦが診断用閾値ＳＰ_NFを上回ったときに、電極に異物が付着していると判定する。

例えば、本発明の別の形態では、サンプリング手段によって採取された所定期間のサンプルデータの全ての周波数成分の絶対値を積算した値を第１の積算値として算出する第１の積算手段と、サンプリング手段によって採取された所定期間のサンプルデータの周波数成分のうち、励磁周波数ｆｅｘよりも高い所定の周波数以上の周波数成分を抽出する抽出手段と、抽出された所定の周波数以上の周波数成分の絶対値を積算した値を第２の積算値として算出する第２の積算手段とを設け、ノイズ評価値算出手段は、第１の積算手段によって算出された第１の積算値に対する第２の積算手段によって算出された第２の積算値の比率を高周波レシオ（High-frequency Ratio：ＨＲ）として算出する。そして、電極付着診断手段は算出された高周波レシオＨＲと診断用閾値ＳＰ_HRとを比較し、高周波レシオＨＲが診断用閾値ＳＰ_HRを上回ったときに、電極に異物が付着していると判定する。

本発明によれば、簡単な構成で、電極への異物の付着の状態を正確に検知することが可能となる。

図１は、本発明に係る電磁流量計の第１の実施例（実施例１）の要部を示す図である。 図２は、実施例１の電磁流量計において制御部が行う正常データ群の蓄積動作のフローチャートである。 図３は、実施例１の電磁流量計において制御部が行うサンプリングデータ群の蓄積動作のフローチャートである。 図４は、実施例１の電磁流量計において制御部が行うノイズ評価値の算出ルーチンのフローチャートである。 図５は、実施例１の電磁流量計において制御部が行うノイズ評価値に基づく電極付着診断ルーチンのフローチャートである。 図６は、電極への異物の付着状況が異なる電磁流量計（サンプルＮＯ．１のメータ）におけるアナログの流量信号（流量信号成分＋ノイズ成分）の観測波形を示す図である。 図７は、電極への異物の付着状況が異なる電磁流量計（サンプルＮＯ．２のメータ）におけるアナログの流量信号（流量信号成分＋ノイズ成分）の観測波形を示す図である。 図８は、電極への異物の付着状況が異なる電磁流量計（サンプルＮＯ．３のメータ）におけるアナログの流量信号（流量信号成分＋ノイズ成分）の観測波形を示す図である。 図９は、電極への異物の付着状況が異なる電磁流量計（サンプルＮＯ．４のメータ）におけるアナログの流量信号（流量信号成分＋ノイズ成分）の観測波形を示す図である。 図１０は、電極への異物の付着状況が異なる電磁流量計（サンプルＮＯ．５のメータ）におけるアナログの流量信号（流量信号成分＋ノイズ成分）の観測波形を示す図である。 図１１は、電極への異物の付着状況が異なる電磁流量計（サンプルＮＯ．６のメータ）におけるアナログの流量信号（流量信号成分＋ノイズ成分）の観測波形を示す図である。 図１２は、電極への異物の付着状況が異なる電磁流量計（サンプルＮＯ．７のメータ）におけるアナログの流量信号（流量信号成分＋ノイズ成分）の観測波形を示す図である。 図１３は、ＮＯ．１〜ＮＯ．６のメータにおいて算出されたノイズファクタＮＦ〔Volts〕と流量の測定誤差Ｅｒｒｏｒ〔％〕との関係を示す図である。 図１４は、ノイズファクタＮＦを横軸とし、流量の測定誤差Ｅｒｒｏｒを縦軸として、ノイズファクタＮＦと流量の測定誤差Ｅｒｒｏｒとの関係をプロットしたグラフを示す図である。 図１５は、本発明に係る電磁流量計の第２の実施例（実施例２）の要部を示す図である。 図１６は、実施例２の電磁流量計の制御部における第１の積算値および第２の積算値の算出を含むノイズ評価値の算出動作のフローチャートである。 図１７は、実施例２の電磁流量計の制御部におけるノイズ評価値に基づく電極付着診断ルーチンのフローチャートである。 図１８は、サンプルＮＯ．１〜ＮＯ．７のメータにおいて算出された高周波レシオＨＲ〔％〕と流量の測定誤差Ｅｒｒｏｒ〔％〕との関係を示す図である。 図１９は、高周波レシオＨＲを横軸とし、流量の測定誤差Ｅｒｒｏｒを縦軸として、高周波レシオＨＲと流量の測定誤差Ｅｒｒｏｒとの関係をプロットしたグラフを示す図である。 図２０は、励磁周波数ｆｅｘを商用電源周波数ＡＣ５０Ｈｚに同期させる場合の励磁周波数ｆｅｘ、励磁周期、サンプリング数およびカットオフ周波数ｆｃの具体例を示す図である。 図２１は、励磁周波数ｆｅｘを商用電源周波数ＡＣ６０Ｈｚに同期させる場合の励磁周波数ｆｅｘ、励磁周期、サンプリング数およびカットオフ周波数ｆｃの具体例を示す図である。 図２２は、ＡＣ非同期の場合の励磁周波数ｆｅｘ、励磁周期、サンプリング数およびカットオフ周波数ｆｃの具体例を示す図である。 図２３は、実施例２の変形例１における電極付着診断ルーチンのフローチャートである。 図２４は、実施例２の変形例２における電極付着診断ルーチンのフローチャートである。 図２５は、実施例２の変形例３の電磁流量計の要部を示す図である。

以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
〔実施例１：ノイズ評価値としてノイズファクタＮＦを用いる例〕
図１は本発明に係る電磁流量計の第１の実施例（実施例１）の要部を示す図である。
同図において、１はその極性が交互に変化する周波数ｆｅｘの励磁電流Ｉｅｘの供給を受けて測定管１１内を流れる流体に磁界を印加し、その流体に発生した信号起電力を出力する検出器、２は検出器１に対して励磁電流Ｉｅｘを供給するとともに、検出器１からの信号起電力をアナログの流量信号として検出し、このアナログの流量信号をデジタル信号に変換して処理することにより測定管１１内を流れる流体の流量を算定する変換器である。この検出器１と変換器２とによって実施例１の電磁流量計１００が構成されている。

検出器１において、１２は測定管１１内を流れる流体の流れ方向に対してその磁界の発生方向を垂直として配置された励磁コイル１２であり、１３Ａ，１３Ｂは測定管１１内を流れる流体の流れ方向および励磁コイル１２の発生磁界の方向と直交して測定管１１内に配置された一対の電極である。

変換器２からの励磁電流Ｉｅｘは励磁コイル１２に供給される。これにより、測定管１１内を流れる流体に対して励磁コイル１２からの発生磁界が印加され、電極１３Ａ，１３Ｂ間に流体の流速に応じた振幅を有する信号起電力が発生する。この電極１３Ａ，１３Ｂ間に発生する信号起電力が変換器２に送られる。

変換器２は、初段回路２１と、交流増幅回路２２と、励磁部２３と、直流増幅回路２４と、ノイズ除去回路２５と、第１のＡ／Ｄ変換部２６と、第２のＡ／Ｄ変換部２７と、制御部２８と、流量出力部２９と、付着診断出力部３０とを備えている。

この実施例において、制御部２８は、プロセッサ（ＣＰＵ）や記憶装置からなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して各種機能を実現させるプログラムとによって実現され、通常の流量算定機能に加えて、本実施例特有の機能として電極付着診断機能を備えている。

なお、この実施例において、第１のＡ／Ｄ変換部２６としては、制御部２８におけるＣＰＵ内蔵のＡ／Ｄ変換器が使用されている。また、第２のＡ／Ｄ変換部２７としては、第１のＡ／Ｄ変換部２６よりもそのアナログ信号のデジタル信号への変換精度が高いＡ／Ｄ変換器が使用されている。

変換器２において、初段回路２１には、検出器１からの信号起電力が与えられる。この初段回路２１に与えられた信号起電力は、交流増幅回路２２において増幅され、アナログの流量信号として第１のＡ／Ｄ変換部２６および直流増幅回路２４へ送られる。このアナログの流量信号には流量信号成分とノイズ成分とが含まれている。

第１のＡ／Ｄ変換部２６は、交流増幅回路２２からのアナログの流量信号をデジタル信号に変換し、制御部２８へ送る。直流増幅回路２４は、交流増幅回路２２からのアナログの流量信号を直流流量信号に変換増幅し、ノイズ除去回路２５に送る。ノイズ除去回路２５は、直流増幅回路２４からの直流流量信号に含まれるノイズ成分を除去し、流量信号成分のみとして第２のＡ／Ｄ変換部２７へ送る。第２のＡ／Ｄ変換部２７は、ノイズ除去回路２５からのノイズ成分が除去された直流流量信号をデジタル信号に変換し、制御部２８へ送る。励磁部２３は、制御部２８からの指令を受けて、その極性が交互に変化する励磁周波数ｆｅｘの励磁電流Ｉｅｘを出力する。

制御部２８は、流量算定機能と電極付着診断機能とを有しており、流量算定機能を実現するための機能ブロックとして流量算定部２８Ａを備え、電極付着診断機能を実現するための機能ブロックとしてサンプリング部２８Ｂ，正常データ群記憶部２８Ｃ，サンプルデータ群記憶部２８Ｄ，ノイズ評価値算出部２８Ｅ，診断用閾値記憶部２８Ｆおよび電極付着診断部２８Ｇを有している。なお、２８Ｈは励磁制御部であり、励磁部２３に対して励磁電流Ｉｅｘの生成を指示する。また、診断用閾値記憶部２８Ｆには、予め定められた診断用閾値ＳＰ_NFが記憶されている。

〔流量算定機能〕
制御部２８において、流量算定部２８Ａは、第２のＡ／Ｄ変換部２７によってデジタル信号に変換された直流流量信号より測定管１１内を流れている現在の流体の流量を算定し、その算定した流量を流量出力部２９を介して出力する。

〔電極付着診断機能〕
制御部２８において、電極付着診断機能は、正常データ群の蓄積機能と、電極付着診断時のサンプルデータ群の蓄積機能と、正常データ群とサンプルデータ群とからのノイズ評価値の算出機能と、算出されたノイズ評価値に基づく判定機能とから構成される。

〔正常データ群の蓄積〕
操作者は、電極１３Ａ，１３Ｂに異物が付着していない正常な状態において、すなわち電磁流量計１００を現場に設置した初期の段階において、測定管１１内に所定の流量の流体を流した状態で、正常データ群の蓄積開始を制御部２８に対して指示する。

すると、制御部２８は、励磁周波数ｆｅｘの１周期を所定期間とし、この所定期間の第１のＡ／Ｄ変換部２６からのデジタル信号の値を所定の周期で発生するサンプリングタイミングで読み込み、この読み込んだデジタル信号のサンプリング値を正常データとしてサンプリングタイミングとともにメモリに蓄積させる。この場合、正常データのサンプリングはサンプリング部２８Ｂによって行われ、サンプリングされた正常データはサンプリングタイミングとともに正常データ群記憶部２８Ｃに蓄積される。

なお、この例では、所定期間を励磁周波数ｆｅｘの１周期としているが、この所定期間は励磁周波数ｆｅｘの１周期に限られるものではなく、２周期、３周期、４周期などとしてもよく、さらに長周期としてもよい。また、励磁周波数ｆｅｘとは関係なく、休止期間も含めて、所定期間を任意に定めるようにしてもよい。

図２に正常データ群の蓄積動作のフローチャートを示す。制御部２８は、正常データ群の蓄積開始が指示されると（ステップＳ１０１のＹＥＳ）、サンプリングタイミングｎを読み込み（ステップＳ１０２）、このサンプリングタイミングｎにおける第１のＡ／Ｄ変換部２６からのデジタル信号の値（Ａ／Ｄ変換値）Ｘｎを読み込み（ステップＳ１０３）、この読み込んだデジタル信号の値Ｘｎを正常データとしてサンプリングタイミングｎと組にして正常データ群記憶部２８Ｃに蓄積する（ステップＳ１０４）。

制御部２８は、このステップＳ１０２〜Ｓ１０４の処理動作を所定期間として定められた励磁周波数ｆｅｘの１周期の間繰り返し、正常データのサンプリングの個数が所定期間の終了を示す所定値ｋとなれば（ステップＳ１０５のＹＥＳ）、正常データ群記憶部２８Ｃへの正常データの蓄積を完了する。

なお、この例では、実機で得られる正常データ群を正常データ群記憶部２８Ｃに蓄積させるようにしているが、工場出荷段階でマスタ機で得られた正常データ群を正常データ群記憶部２８Ｃに蓄積させておくようにしてもよい。すなわち、製造される全ての電磁流量計１００に対し、マスタ機で得られた同じ正常データ群を正常データ群記憶部２８Ｃに蓄積させて出荷するようにしてもよい。

〔電極付着診断時のサンプルデータ群の蓄積〕
制御部２８は、電磁流量計１００を現場に設置しての運用中、正常データ群の収集期間と同じ励磁周波数ｆｅｘの１周期を所定期間とし、この所定期間の第１のＡ／Ｄ変換部２６からのデジタル信号の値を所定の周期で発生するサンプリングタイミングで読み込み、この読み込んだデジタル信号のサンプリング値をサンプルデータとしてサンプリングタイミングとともにメモリに蓄積させる。

この場合、正常データのサンプリングはサンプリング部２８Ｂによって行われ、サンプリングされたサンプルデータはサンプリングタイミングとともにサンプルデータ群記憶部２８Ｄに蓄積される。また、このサンプルデータ群記憶部２８Ｄへのサンプルデータ群の蓄積は、励磁周波数ｆｅｘの１周期毎に繰り返す。この際、サンプルデータ群記憶部２８Ｄへのサンプルデータの蓄積は、前回の蓄積データへ上書きしながら行う。

図３にサンプリングデータ群の蓄積動作のフローチャートを示す。制御部２８は、定周期割り込みタイマによって励磁周波数ｆｅｘの１周期の開始が知らされると（ステップＳ２０１のＹＥＳ）、サンプリングタイミングｎを読み込み（ステップＳ２０２）、このサンプリングタイミングｎにおける第１のＡ／Ｄ変換部２６からのデジタル信号の値（Ａ／Ｄ変換値）Ｙｎを読み込み（ステップＳ２０３）、この読み込んだデジタル信号の値Ｙｎをサンプルデータとしてサンプリングタイミングｎと組にしてサンプルデータ群記憶部２８Ｄに蓄積する（ステップＳ２０４）。

制御部２８は、このステップＳ２０２〜Ｓ２０４の処理動作を所定期間として定められた励磁周波数ｆｅｘの１周期の間繰り返し、サンプルデータのサンプリングの個数が所定期間の終了を示す所定値ｋとなれば（ステップＳ２０５のＹＥＳ）、ノイズ評価値の算出ルーチンへ進む（ステップＳ２０６）。

〔ノイズ評価値（ノイズファクタＮＦ）の算出〕
図４にノイズ評価値の算出ルーチンのフローチャートを示す。制御部２８は、サンプルデータ群記憶部２８Ｄへのサンプルデータの蓄積が完了すると、ｎ＝１とし（ステップＳ３０１）、サンプルデータ群記憶部２８Ｄからサンプリングタイミングｎに対応するサンプルデータＹｎを読み出し（ステップＳ３０２）、正常データ群記憶部２８Ｃからサンプリングタイミングｎに対応する正常データＸｎを読み出す（ステップＳ３０３）。そして、この読み出したサンプルデータＹｎと正常データＸｎとから、そのデータ間の差の絶対値Ｚｎ（Ｚｎ＝｜Ｙｎ−Ｘｎ｜）を求める（ステップＳ３０４）。

制御部２８は、ｎを１ずつアップしながら（ステップＳ３０６）、ステップＳ３０２〜Ｓ３０４の処理動作を繰り返し、ｎがサンプルデータ群記憶部２８Ｄおよび正常データ群記憶部２８Ｃ中の最終データを示す所定値ｋとなれば（ステップＳ３０５のＹＥＳ）、ステップＳ３０７へ進む。

ステップＳ３０７において、制御部２８は、ステップＳ３０４で求められたサンプルデータＹｎと正常データＸｎとの差の絶対値Ｚｎの平均値、すなわちｋ個の絶対値Ｚｎの平均値をノイズファクタＮＦ（ＮＦ＝ΣＺｎ／ｋ）として求め、このノイズファクタＮＦを電極１３Ａ，１３Ｂに対する異物の付着によるノイズ成分の影響度の評価値を示すノイズ評価値とする。

そして、制御部２８は、この算出されたノイズ評価値（ノイズファクタＮＦ）に基づく電極付着診断ルーチンへ進む（ステップＳ３０８）。なお、このノイズファクタＮＦの算出は、ノイズ評価値算出部２８Ｅで行われる。

〔ノイズ評価値に基づく電極付着診断〕
図５にノイズ評価値に基づく電極付着診断ルーチンのフローチャートを示す。制御部２８は、ノイズファクタＮＦの算出が終了すると、診断用閾値記憶部２８Ｆに記憶されている診断用閾値ＳＰ_NFを読み出す（ステップＳ４０１）。そして、算出されたノイズファクタＮＦと読み出した診断用閾値ＳＰ_NFとを比較する（ステップＳ４０２）。

ここで、ノイズファクタＮＦが診断用閾値ＳＰ_NFを上回っていれば（ステップＳ４０３のＹＥＳ）、制御部２８は、電極１３Ａ，１３Ｂの両方あるいは片方に異物が付着していると判定し（ステップＳ４０４）、診断結果として電極付着ありを報知する（ステップＳ４０５）。ノイズファクタＮＦが診断用閾値ＳＰ_NF以下であれば（ステップＳ４０３のＮＯ）、制御部２８は、電極１３Ａ，１３Ｂに異物が付着していないと判定し（ステップＳ４０６）、診断結果として電極付着なしを報知する（ステップＳ４０７）。

なお、このノイズ評価値に基づく電極付着診断は電極付着診断部２８Ｇで行われ、電極付着診断部２８Ｇからの電極付着の有無の診断結果は付着診断出力部３０から出力される。

〔診断用閾値ＳＰ_NFについて〕
図６〜図１２に電極１３Ａ（Ａ電極），１３Ｂ（Ｂ電極）への異物の付着状況が異なる複数の電磁流量計１００をサンプルのメータとし、このサンプルのメータにおいて観測された交流増幅回路２２からのアナログの流量信号（流量信号成分＋ノイズ成分）の波形を示す。

図６はサンプルＮＯ．１のメータでの観測波形（付着状況（外見）：Used meter. Heavily scaled throughout.）、図７はサンプルＮＯ．２のメータでの観測波形（付着状況（外見）：Extremely heavy scale throughout）、図８はサンプルＮＯ．３のメータでの観測波形（付着状況（外見）：Partly scaled. Thin hard scale on 'B' electrode. 'A' electrode clean.）、図９はサンプルＮＯ．４のメータでの観測波形（付着状況（外見）： 'A' electrode scaled. 'B' electrode partially scaled.）である。

図１０はサンプルＮＯ．５のメータでの観測波形（付着状況（外見）：Midium to heavy scale on both electrodes.）、図１１はサンプルＮＯ．６のメータでの観測波形（付着状況（外見）：Heavy scaling throughout. Both electrodes fully covered.）、図１２はサンプルＮＯ．７のメータでの観測波形（付着状況（外見）：Midium scale through out. Both electrodes covered.）を示す。

なお、図６〜図１２中、Ｓ１〜Ｓ７が各メータで観測された波形であり、この観測波形Ｓ１〜Ｓ７に対して電極Ａ，Ｂに異物の付着のない正常時の波形Ｓ０を対比して示している。

図１３にＮＯ．１〜ＮＯ．７のメータにおいて算出されたノイズファクタＮＦ〔Volts〕と流量の測定誤差Ｅｒｒｏｒ〔％〕との関係を示す。図１４にノイズファクタＮＦを横軸とし、流量の測定誤差Ｅｒｒｏｒを縦軸として、ノイズファクタＮＦと流量の測定誤差Ｅｒｒｏｒとの関係をプロットしたグラフを示す。

図１４中、Ｐ１はＮＯ．１のメータのプロット点、Ｐ２はＮＯ．２のメータのプロット点、Ｐ３はＮＯ．３のメータのプロット点、Ｐ４はＮＯ．４のメータのプロット点、Ｐ５はＮＯ．５のメータのプロット点、Ｐ６はＮＯ．６のメータのプロット点、Ｐ７はＮＯ．７のメータのプロット点を示す。

図１４において、ノイズファクタＮＦと流量の測定誤差Ｅｒｒｏｒとの間にはあまり良好な相関は見られないが、診断用閾値ＳＰ_NFを例えば０．００３〔Volts〕として定めれば、流量の測定誤差が５％を上回るＮＯ．１〜ＮＯ．３およびＮＯ．５〜ＮＯ．７のメータが異物が付着しているメータであると判定される。このようにして、実施例１では、診断用閾値ＳＰ_NFを適切に定めることにより、流量の測定精度に影響を与える電極への異物の付着の有無を正確に検知することが可能となる。

〔実施例２：ノイズ評価値として高周波レシオＨＲを用いる例〕
図１５は本発明に係る電磁流量計の第２の実施例（実施例２）の要部を示す図である。同図において、図１と同一符号は図１を参照して説明した構成要素と同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。なお、この実施例２では、実施例１における制御部２８と区別するために、変換器２における制御部を符号３１で示す。また、電磁流量計全体を符号２００で示す。

この実施例２において、制御部３１は、流量算定機能を実現するための機能ブロックとして流量算定部３１Ａを備え、電極付着診断機能を実現するための機能ブロックとしてサンプリング部３１Ｂ，デジタルハイパスフィルタ３１Ｃ，第１の積算部３１Ｄ、第２の積算部３１Ｅ、ノイズ評価値算出部３１Ｆ，診断用閾値記憶部３１Ｇおよび電極付着診断部３１Ｈを有している。なお、３１Ｉは励磁制御部であり、励磁部２３に対して励磁電流Ｉｅｘの生成を指示する。また、診断用閾値記憶部３１Ｇには、予め定められた診断用閾値ＳＰ_HRが記憶されている。

〔流量算定機能〕
制御部３１において、流量算定部３１Ａは、第２のＡ／Ｄ変換部２７によってデジタル信号に変換された直流流量信号より測定管１１内を流れている現在の流体の流量を算定し、その算定した流量を流量出力部２９を介して出力する。

〔電極付着診断機能〕
制御部３１において、電極付着診断機能は、第１の積算値の算出機能と、第２の積算値の算出機能と、第１の積算値と第２の積算値とからのノイズ評価値の算出機能と、算出されたノイズ評価値に基づく判定機能とから構成される。

〔第１の積算値の算出〕
制御部３１は、電磁流量計２００を現場に設置しての運用中、励磁周波数ｆｅｘの１周期を所定期間とし、この所定期間の第１のＡ／Ｄ変換部２６からのデジタル信号の値を所定の周期で発生するサンプリングタイミングで読み込み、この読み込んだ所定期間のデジタル信号の全ての周波数成分の絶対値を積算した値を第１の積算値として算出する。この場合、デジタル信号のサンプリングはサンプリング部３１Ｂによって行われ、第１の積算値の算出は第１の積算部３１Ｄによって行われる。

なお、この例でも、所定期間を励磁周波数ｆｅｘの１周期としているが、この所定期間は励磁周波数ｆｅｘの１周期に限られるものではなく、２周期、３周期、４周期などとしてもよく、さらに長周期とするなどしてもよい。また、励磁周波数ｆｅｘとは関係なく、休止期間も含めて、所定期間を任意に定めるようにしてもよい。

〔第２の積算値の算出〕
制御部３１は、電磁流量計２００を現場に設置しての運用中、励磁周波数ｆｅｘの１周期を所定期間とし、この所定期間の第１のＡ／Ｄ変換部２６からのデジタル信号の値を所定の周期で発生するサンプリングタイミングで読み込み、この読み込んだ所定期間のデジタル信号の周波数成分のうち、励磁周波数ｆｅｘよりも高い所定の周波数（この例では、励磁周波数ｆｅｘの８倍）をカットオフ周波数ｆｃとし、このカットオフ周波数ｆｃ以上の周波数成分の絶対値を積算した値を第２の積算値として算出する。

この場合、デジタル信号のサンプリングはサンプリング部３１Ｂによって行われ、カットオフ周波数ｆｃ以上の周波数成分の抽出はデジタルハイパスフィルタ３１Ｃによって行われ、抽出したカットオフ周波数ｆｃ以上の周波数成分の絶対値を積算しての第２の積算値の算出は第２の積算部３１Ｅで行われる。また、この第２の積算値の算出は、第１の積算値と同じ所定期間を対象として行われ、所定期間毎に第１の積算値および第２の積算値の算出が繰り返される。

〔ノイズ評価値（高周波レシオＨＲ）の算出〕
制御部３１は、この所定期間毎に、その算出される第１の積算値と第２の積算値とから、第１の積算値に対する第２の積算値の比率としてノイズ評価値（高周波レシオＨＲ）を算出する。この高周波レシオＨＲの算出はノイズ評価値算出部３１Ｆによって行われる。

図１６に第１の積算値および第２の積算値の算出を含むノイズ評価値（高周波レシオＨＲ）の算出動作のフローチャートを示す。

制御部３１は、定周期タイマの割り込みによってサンプリングを開始し（ステップＳ５０１）、サンプリングタイミングｎにおける第１のＡ／Ｄ変換部２６からのデジタル信号の値（Ａ／Ｄ変換値）をＸｎとして読み込む（ステップＳ５０２）。また、そのデジタル信号からデジタルハイパスフィルタ３１Ｃで計算値Ｙｎを算出する（ステップＳ５０３）。なお、計算値Ｙｎは具体的には、Ｙｎ＝ＡＹｎ_-1＋ＢＹｎ_-2＋Ｃ（Ｘｎ−２Ｘｎ_-1＋Ｘｎ_-2）から算出される（但し、Ａ，Ｂ，Ｃは定数）。そして、読み込んだＸｎの絶対値を積算し、その積算値をＸ＝Σ｜Ｘｎ｜とする（ステップＳ５０４）。また、算出したＹｎの絶対値を積算し、その積算値をＹ＝Σ｜Ｙｎ｜とする（ステップＳ５０５）。

制御部３１は、このステップＳ５０２〜Ｓ５０５の処理動作を所定期間として定められた励磁周波数ｆｅｘの１周期の間繰り返し、ＸｎおよびＹｎの積算数が所定期間の終了を示す所定値ｋとなれば（ステップＳ５０６のＹＥＳ）、その時のＸ＝Σ｜Ｘｎ｜を第１の積算値とし、Ｙ＝Σ｜Ｙｎ｜を第２の積算値とする。そして、第１の積算値Ｘに対する第２の積算値Ｙの比率を高周波レシオＨＲ（ＨＲ＝Ｙ／Ｘ）として求め（ステップＳ５０７）、この高周波レシオＨＲを電極１３Ａ，１３Ｂに対する異物の付着によるノイズ成分が流量の測定に及ぼす影響の大きさを示すノイズ評価値とする。なお、高周波レシオＨＲが求められたならば、次回の高周波レシオＨＲの算出に備えてＸおよびＹをゼロクリアしておく（ステップＳ５０８）。そして、この算出したノイズ評価値（高周波レシオＨＲ）に基づく電極付着診断ルーチンへ進む（ステップＳ５０９）。

〔ノイズ評価値に基づく電極付着診断〕
図１７にノイズ評価値（高周波レシオＨＲ）に基づく電極付着診断ルーチンのフローチャートを示す。制御部３１は、高周波レシオＨＲの算出が終了すると、診断用閾値記憶部３１Ｇに記憶されている診断用閾値ＳＰ_HRを読み出す（ステップＳ６０１）。そして、算出された高周波レシオＨＲと読み出した診断用閾値ＳＰ_HRとを比較する（ステップＳ６０２）。

ここで、高周波レシオＨＲが診断用閾値ＳＰ_HRを上回っていれば（ステップＳ６０３のＹＥＳ）、制御部３１は、電極１３Ａ，１３Ｂの両方あるいは片方に異物が付着していると判定し（ステップＳ６０４）、診断結果として電極付着ありを報知する（ステップＳ６０５）。高周波レシオＨＲが診断用閾値ＳＰ_HR以下であれば（ステップＳ６０３のＮＯ）、制御部３１は、電極１３Ａ，１３Ｂには異物が付着していないと判定し（ステップＳ６０６）、診断結果として電極付着なしを報知する（ステップＳ６０７）。

なお、このノイズ評価値に基づく電極付着診断は電極付着診断部３１Ｈで行われ、電極付着診断部３１Ｈからの電極付着の有無の診断結果は付着診断出力部３０から出力される。

〔診断用閾値ＳＰ_HRについて〕
図１８に図６〜図１２にその観測波形Ｓ１〜Ｓ７を示したサンプルＮＯ．１〜ＮＯ．７のメータにおいて算出された高周波レシオＨＲ〔％〕と流量の測定誤差Ｅｒｒｏｒ〔％〕との関係を示す。図１９に高周波レシオＨＲを横軸とし、流量の測定誤差Ｅｒｒｏｒを縦軸として、高周波レシオＨＲと流量の測定誤差Ｅｒｒｏｒとの関係をプロットしたグラフを示す。

図１９中、Ｐ１はＮＯ．１のメータのプロット点、Ｐ２はＮＯ．２のメータのプロット点、Ｐ３はＮＯ．３のメータのプロット点、Ｐ４はＮＯ．４のメータのプロット点、Ｐ５はＮＯ．５のメータのプロット点、Ｐ６はＮＯ．６のメータのプロット点、Ｐ７はＮＯ．７のメータのプロット点を示す。

図１９において、Ｐ３点にプロットされたＮＯ．３のメータは片側の電極だけに絶縁物が付着している状態なので高周波レシオＨＲは小さくなっているが、高周波レシオＨＲと流量の測定誤差Ｅｒｒｏｒとの間には良好な相関があることが分かる。すなわち、電磁流量計に実際に流れた測定流体の実流量と電磁流量計が測定した測定流量との誤差率と、電極から得られた信号電圧（流量信号成分＋ノイズ成分）中のカットオフ周波数ｆｃ以上の周波数成分のパワーの積算値と信号電圧の全周波数成分のパワーの積算値との比率とに良好な相関があることが分かる。

この関係を利用して、実施例２では、高周波レシオＨＲを求め、診断用閾値ＳＰ_HRと比較することによって、電極への異物の付着の有無を判定する。図１９において、診断用閾値ＳＰ_HRを例えば１０〔％〕として定めれば、流量の測定誤差が５％を上回るＮＯ．１〜ＮＯ．３およびＮＯ．５〜ＮＯ．７のメータが異物の付着しているメータであると判定される。このようにして、実施例２では、診断用閾値ＳＰ_HRを適切に定めることにより、流量の測定精度に影響を与える電極への異物の付着の有無を正確に検知することが可能となる。

また、実施例２では、実施例１のような正常データ群を必要としないので、正常データ取得時の流量差や流体の状態に影響を受けない。すなわち、正常データ群取得時の流量と診断時の流量とに差があったり、流体の状態が異なる（流量信号自身が相違する）と、実施例１の場合、誤診断を招くおそれがある。これに対して、実施例２では、同じ流量で、また流体の状態も同じ状態で、第１の積算値Ｘと第２の積算値Ｙを算出するので、そのような誤診断のおそれがなくなる。また、実施例２では、サンプリングの開始タイミングを励磁の開始タイミングと合わせる必要がないので、制御部の処理が簡単となる。

図２０に励磁周波数ｆｅｘを商用電源周波数ＡＣ５０Ｈｚに同期させる場合の励磁周波数ｆｅｘ、励磁周期、サンプリング数およびカットオフ周波数ｆｃの具体例を示す。図２１に励磁周波数ｆｅｘを商用電源周波数ＡＣ６０Ｈｚに同期させる場合の励磁周波数ｆｅｘ、励磁周期、サンプリング数およびカットオフ周波数ｆｃの具体例を示す。

商用電源周波数ＡＣ５０Ｈｚに同期させる場合、標準タイプとして、励磁周波数ｆｅｘを商用電源周波数の１／４である１２．５Ｈｚとし、カットオフ周波数ｆｃを励磁周波数ｆｅｘの８倍の１００Ｈｚとする。商用電源周波数ＡＣ６０Ｈｚに同期させる場合、標準タイプとして、励磁周波数ｆｅｘを商用電源周波数の１／４である１５Ｈｚとし、カットオフ周波数ｆｃを励磁周波数ｆｅｘの８倍の１２０Ｈｚとする。

図２２にＡＣ非同期の場合の励磁周波数ｆｅｘ、励磁周期、サンプリング数およびカットオフ周波数ｆｃの具体例を示す。ＡＣ非同期の場合、標準タイプとして、励磁周波数ｆｅｘを１２．５Ｈｚとし、カットオフ周波数ｆｃを励磁周波数ｆｅｘの８倍の１００Ｈｚとする。

カットオフ周波数ｆｃを定めると、１／Ｆノイズなどの低周波ノイズの影響を受けずに、電極付着診断を行うことができる。しかし、カットオフ周波数ｆｃを商用電源周波数よりも低くすると、商用電源周波数と同じノイズが含まれる可能性がある。これに対して、カットオフ周波数ｆｃを商用電源周波数よりも高くすれば、商用電源周波数と同じノイズが含まれる可能性を除去することができ、電極付着診断の信頼性が更に向上する。

なお、デジタルハイパスフィルタ３１Ｃに商用電源周波数と同じ周波数成分をカットする機能を設けるようにすれば、カットオフ周波数ｆｃを商用電源周波数よりも高くしなくても、商用電源周波数と同じ周波数成分のみを除去するようにして、電極付着診断の信頼性を向上させることができる。また、この実施例２では、カットオフ周波数ｆｃを励磁周波数ｆｅｘの８倍としているが、励磁周波数ｆｅｘの８倍に限られるものでないことは言うまでもない。

〔実施例２の変形例１〕
上述した実施例２では、高周波レシオＨＲが１回でも診断閾値ＳＰ_HRを上回ると、異物が電極に付着していると判断される。これに対して、実施例２の変形例１では、電極付着を１回で判定せずに、所定回数連続して高周波レシオＨＲが診断閾値ＳＰ_HRを上回った場合に電極付着ありと判定する。

図２３にこの場合の電極付着診断ルーチンのフローチャートを示す。この電極付着診断ルーチンでは、図１７に示した実施例２でのフローチャートと比較して分かるように、ステップＳ６０３とステップＳ６０４との間にステップＳ６０８を設け、高周波レシオＨＲが診断閾値ＳＰ_HRを連続してＮ回（例えば、１０回）上回ったか否かを確認するようにしている。

これにより、電極への異物の付着が継続し、高周波レシオＨＲが診断閾値ＳＰ_HRを連続してＮ回上回った時に（ステップＳ６０３のＹＥＳ）、初めて電極に異物が付着していると判定されるものとなる（ステップＳ６０４，Ｓ６０５）。したがって、異物が一時的に電極に付着してもすぐに電極から剥離するような場合、電極付着ありと判定されることがなく、判定の信頼性が増す。

〔実施例２の変形例２〕
一定期間継続して電極に付着した異物が自然に剥離するのは稀であるが、流体又は流体に混入した物質によって剥離する場合もある。このような場合を想定して、実施例２の変形例２では、実施例２の変形例１において、電極に異物が付着していると判定された後に、所定回数連続して高周波レシオＨＲが診断閾値ＳＰ_HRを下回った場合に電極付着なしと判定する。

図２４にこの場合の電極付着診断ルーチンのフローチャートを示す。この場合、高周波レシオＨＲがＮ回連続してＳＰ_HRを上回って電極付着ありと判断された後も高周波レシオＨＲの算出を続け、その算出した高周波レシオＨＲと診断用閾値ＳＰ_HRとの比較を行う（ステップＳ７０１〜Ｓ７０３）。

そして、高周波レシオＨＲが診断閾値ＳＰ_HRを連続してＮ回（例えば、１０回）下回ったことが確認された時点で（ステップＳ７０８のＹＥＳ）、電極への異物の付着がなくなったと判定する（ステップＳ７０４，Ｓ７０５）。電極への異物の付着がなくなったと判定されるまでは、ステップＳ７０３のＮＯあるいはステップＳ７０８のＮＯに応じて、ステップＳ７０６，Ｓ７０７へ進み、電極に異物が継続して付着していると判定する。

これにより、電極に異物が付着していると判定された後、電極への異物の付着が解消された状態が継続していることを確認したうえで、電極に異物が付着していないと判定されるものとなり、判定の信頼性が増す。

〔実施例２の変形例３〕
実施例２において、第１のＡ／Ｄ変換部２６は、ノイズを含んだ信号をＡ／Ｄ変換するので、変換精度は比較的高くなくてもよいが、変換スピードの速いＡ／Ｄ変換器が望まれる。このため、制御部２８におけるＣＰＵ内蔵のＡ／Ｄ変換器を使用している。一方、第２のＡ／Ｄ変換部２７は、流量信号を扱うので、サンプリング周期は比較的長くても、変換精度の高いＡ／Ｄ変換器が望まれる。このため、第２のＡ／Ｄ変換部２７としては、第１のＡ／Ｄ変換部２６よりもそのアナログ信号のデジタル信号への変換精度が高いＡ／Ｄ変換器を使用している。これにより、流量算定精度が高く、且つ、電極付着診断の信頼性の高い電磁流量計が得られる。

これに対して、実施例２の変形例３では、図２５に示すように、交流増幅回路２２からのアナログの流量信号とノイズ除去回路２５からの直流流量信号とを第１のＡ／Ｄ変換部２６へ与えるようにし、制御部３１に設けた時分割部３１Ｊからの指令によって、第１のＡ／Ｄ変換部２６に交流増幅回路２２からのアナログの流量信号のデジタル信号への変換とノイズ除去回路２５からの直流流量信号のデジタル信号への変換とを時分割で行わせるようにしている。

このようにすることにより、第１のＡ／Ｄ変換部２６で電極付着診断用のＡ／Ｄ変換と流量を算定するためのＡ／Ｄ変換とが時分割で行われ、第２のＡ／Ｄ変換部２７（図１５参照）を不要として、コストダウンを図ることができる。この実施例２の変形例３の電磁流量計を符号２０１で示す。なお、この電磁流量計２０１において、第１のＡ／Ｄ変換部２６は、流量信号を取り扱うので、変換精度の高いものが望まれる。この場合、制御部３１におけるＣＰＵ内蔵のＡ／Ｄ変換器を高変換精度としてもよいが、変換精度の高いＡ／Ｄ変換器を第１のＡ／Ｄ変換部２６として制御部３１とは別に設けるようにしてもよい。

なお、上述した実施例１においても、実施例２の変形例１のように、所定回数連続してノイズファクタＮＦが診断用閾値ＳＰ_NFを上回った場合に電極付着ありと判定するようにしてもよい。また、実施例２の変形例２のように、電極付着ありと判定された後、所定回数連続してノイズファクタＮＦが診断用閾値ＳＰ_NFを下回った場合に電極付着なしと判定してもい。また、実施例２の変形例３のように、第１のＡ／Ｄ変換部２６でのＡ／Ｄ変換を時分割で行わせるようにしてもよい。

また、上述した実施例１や実施例２において、診断用閾値ＳＰ（ＳＰ_NF，ＳＰ_HR）を例えば２段階として、１段階目では軽警報、２段階目では重警報というように、段階的に電極への異物の付着の診断を行うようにしてもよい。

本発明の電磁流量計は、導電性を有する流体の流量を測定する電磁流量計として、各種プロセス系において利用することが可能である。

１…検出器、２…変換器、１１…測定管、１２…励磁コイル、１３Ａ，１３Ｂ…電極、２１…初段回路、２２…交流増幅回路、２３…励磁部、２４…直流増幅回路、２５…ノイズ除去回路、２６…第１のＡ／Ｄ変換部、２７…第２のＡ／Ｄ変換部、２８…制御部、２８Ａ…流量算定部、２８Ｂ…サンプリング部、２８Ｃ…正常データ群記憶部、２８Ｄ…サンプルデータ群記憶部、２８Ｅ…ノイズ評価値算出部、２８Ｆ…診断用閾値記憶部、２８Ｇ…電極付着診断部、２８Ｈ…励磁制御部、２９…流量出力部、３０…付着診断出力部、３１…制御部、３１Ａ…流量算定部、３１Ｂ…サンプリング部、３１Ｃ…デジタルハイパスフィルタ、３１Ｄ…第１の積算部、３１Ｅ…第２の積算部、３１Ｆ…ノイズ評価値算出部、３１Ｇ…診断用閾値記憶部、３１Ｈ…電極付着診断部、３１Ｉ…励磁制御部、３１Ｊ…時分割部、１００，２００，２０１…電磁流量計。

Claims (8)

1. 流体を流す測定管（１１）と、
   励磁コイル（１２）と、
   前記励磁コイルへ励磁周波数ｆｅｘの励磁電流を供給する励磁電流供給手段（２３）と、
   前記測定管内に配置された一対の電極（１３Ａ，１３Ｂ）と、
   前記電極間に生じる起電力に基づいて流量を測定する手段（２４,２５,２６,２７,２８Ａ,３１Ａ）と、
   前記起電力をデジタル信号に変換する第１のＡ／Ｄ変換手段（２６）と、
   前記デジタル信号を所定の周期で採取するサンプリング手段（２８Ｂ）と、
   少なくとも前記サンプリング手段が採取するサンプルデータに基づいて、前記電極への異物の付着によるノイズ成分の流量測定に及ぼす影響の大きさをノイズ評価値（ＮＦ，ＨＲ）として算出するノイズ評価値算出手段（２８Ｅ，３１Ｆ）と、
   前記ノイズ評価値（ＮＦ，ＨＲ）と予め定められている診断用閾値（ＳＰＮＦ，ＳＰＨＲ）とを比較することにより、前記電極への異物の付着状態を判定する電極付着診断手段（２８Ｇ，３１Ｈ）と、
   を備えることを特徴とする電磁流量計。
2. 請求項１に記載された電磁流量計において、
   一定期間に採取されたサンプルデータをサンプリングタイミングとともに記憶するサンプルデータ群記憶手段（２８Ｄ）と、
   前記電極に異物が付着していない時の一定期間に採取されたサンプルデータをサンプリングタイミングとともに記憶する正常データ群記憶手段（２８Ｃ）とを備え、
   前記ノイズ評価値算出手段（２８Ｅ）は、
   前記サンプルデータ群記憶手段および前記正常データ群記憶手段からそれぞれサンプリングタイミングの対応するサンプルデータおよび正常データを読み出し、サンプルデータと正常データとの差の絶対値の平均値をノイズファクタ（ＮＦ）として算出し、
   前記電極付着診断手段（２８Ｇ）は、前記ノイズ評価値として前記ノイズファクタ（ＮＦ）を用いる
   ことを特徴とする電磁流量計。
3. 請求項１に記載された電磁流量計において、
   前記サンプリング手段によって採取された所定期間のサンプルデータの全ての周波数成分の絶対値を積算した値を第１の積算値として算出する第１の積算手段（３１Ｄ）と、
   前記サンプリング手段によって採取された所定期間のサンプルデータの周波数成分のうち、前記励磁周波数ｆｅｘよりも高い所定の周波数以上の周波数成分を抽出する高周波数成分抽出手段（３１Ｃ）と、
   前記抽出された所定の周波数以上の周波数成分の絶対値を積算した値を第２の積算値として算出する第２の積算手段（３１Ｅ）とを備え、
   前記ノイズ評価値算出手段（３１Ｆ）は、
   前記第１の積算手段によって算出された第１の積算値に対する前記第２の積算手段によって算出された第２の積算値の比率を高周波レシオ（ＨＲ）として算出し、
   前記電極付着診断手段（３１Ｈ）は、前記ノイズ評価値として前記高周波レシオ（ＨＲ）を用いる
   ことを特徴とする電磁流量計。
4. 請求項３に記載された電磁流量計において、
   前記高周波数成分抽出手段（３１Ｃ）は、
   前記抽出する周波数成分に商用電源周波数と同じ周波数成分を含めない
   ことを特徴とする電磁流量計。
5. 請求項３に記載された電磁流量計において、
   前記電極付着診断手段（３１Ｈ）は、
   前記ノイズ評価値として算出された前記高周波レシオ（ＨＲ）が所定回数連続して前記診断用閾値（ＳＰＨＲ）を上回った場合に、前記電極に異物が付着していると判定する
   ことを特徴とする電磁流量計。
6. 請求項５に記載された電磁流量計において、
   前記電極付着診断手段（３１Ｈ）は、
   前記電極に異物が付着していると判定した後、前記ノイズ評価値として算出された前記高周波レシオ（ＨＲ）が所定回数連続して前記診断用閾値（ＳＰＨＲ）を下回った場合に、前記電極に異物が付着していないと判定する
   ことを特徴とする電磁流量計。
7. 請求項３に記載された電磁流量計において、
   前記起電力を直流流量信号に変換する直流流量信号変換手段（２４）と、
   前記直流流量信号に含まれるノイズ成分を除去するノイズ除去手段（２５）と、
   前記ノイズ成分が除去された直流流量信号をデジタル信号に変換する第２のＡ／Ｄ変換手段（２７）と、
   前記デジタル信号に変換された直流流量信号より前記流体の流量を算定する流量算定手段（３１Ａ）とを備え、
   前記第２のＡ／Ｄ変換手段（２７）は、前記第１のＡ／Ｄ変換手段（２６）よりそのアナログ信号のデジタル信号への変換精度が高い
   ことを特徴とする電磁流量計。
8. 請求項３に記載された電磁流量計において、
   前記起電力を直流流量信号に変換する直流流量信号変換手段（２４）と、
   前記直流流量信号に含まれるノイズ成分を除去するノイズ除去手段（２５）と、
   前記第１のＡ／Ｄ変換手段（２６）にノイズ成分を含む前記起電力のデジタル信号への変換と前記ノイズ成分が除去された直流流量信号のデジタル信号への変換とを時分割で行わせる手段（３１Ｊ）と、
   前記デジタル信号に変換された直流流量信号より前記流体の流量を算定する流量算定手段（３１Ａ）と
   を備えることを特徴とする電磁流量計。

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