JP2017106771A - Electromagnetic flowmeter - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electromagnetic flowmeter capable of reducing measurement error even when the length of an excitation cable connecting an excitation circuit and an exciting coil is long.SOLUTION: The electromagnetic flowmeter includes: an excitation circuit that outputs excitation current; and an exciting coil, which are connected to each other via excitation cable. The excitation circuit corrects an excitation signal, which is detected based on the excitation current, based on characteristics including cable length of the excitation cable, characteristics of the exciting coil and the frequency of the excitation current.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電磁流量計に関し、特に、励磁回路と励磁コイルとを接続する励磁ケーブルのケーブル長が長い場合であっても、測定誤差を少なくすることができる電磁流量計に関する。   The present invention relates to an electromagnetic flow meter, and more particularly, to an electromagnetic flow meter that can reduce measurement errors even when the length of an excitation cable connecting an excitation circuit and an excitation coil is long.

電磁誘導を利用して導電性の流体の流量を計測する電磁流量計は、堅牢で高精度であることから工業的用途等に広く用いられている。電磁流量計は、直交方向に磁場がかけられた測定管内に導電性の被測定流体を流し、発生した起電力を一対の電極を用いて計測する。この起電力は、被測定流体の流速に比例するため、計測された起電力に基づいて被測定流体の体積流量を得ることができる。   Electromagnetic flowmeters that measure the flow rate of conductive fluid using electromagnetic induction are widely used in industrial applications and the like because they are robust and highly accurate. The electromagnetic flow meter measures the generated electromotive force using a pair of electrodes by flowing a conductive fluid to be measured in a measurement tube to which a magnetic field is applied in an orthogonal direction. Since this electromotive force is proportional to the flow velocity of the fluid to be measured, the volume flow rate of the fluid to be measured can be obtained based on the measured electromotive force.

図5は、従来の電磁流量計500の構成を示す図である。本図に示すように電磁流量計500は、検出器510と変換器520とを備えており、両者は信号ケーブル530および励磁ケーブル540によって電気的に接続される。   FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a conventional electromagnetic flow meter 500. As shown in the figure, the electromagnetic flow meter 500 includes a detector 510 and a converter 520, which are electrically connected by a signal cable 530 and an excitation cable 540.

検出器510は、被測定流体が流れる測定管511と、励磁コイル515とを備えており、測定管511には、一対の測定電極513と接地電極514とが取り付けられている。   The detector 510 includes a measurement tube 511 through which a fluid to be measured flows, and an excitation coil 515, and a pair of measurement electrodes 513 and a ground electrode 514 are attached to the measurement tube 511.

変換器520は、励磁回路521、差動増幅回路522、A/D回路523、演算回路524、出力回路525を備えている。差動増幅回路522と測定電極513とが信号ケーブル530で接続され、励磁回路521と励磁コイル515とが励磁ケーブル540で接続される。   The converter 520 includes an excitation circuit 521, a differential amplifier circuit 522, an A / D circuit 523, an arithmetic circuit 524, and an output circuit 525. The differential amplifier circuit 522 and the measurement electrode 513 are connected by a signal cable 530, and the excitation circuit 521 and the excitation coil 515 are connected by an excitation cable 540.

演算回路524からの励磁制御信号にしたがって、励磁回路521は励磁電流を出力する。この励磁電流は、励磁ケーブル540を介して励磁コイル515に流れ、測定管511内に磁場を与える。   In accordance with the excitation control signal from the arithmetic circuit 524, the excitation circuit 521 outputs an excitation current. This exciting current flows to the exciting coil 515 via the exciting cable 540 and gives a magnetic field in the measuring tube 511.

被測定流体内で発生した起電力は、一対の測定電極513で検出され、信号ケーブル530を介して差動増幅回路522に入力されて、流量信号として出力される。A/D回路523は、励磁回路521が出力する励磁電流に対応した電圧の励磁信号と、流量信号とをデジタル変換し、演算回路に出力する。演算回路524はこれらの信号に基づいて、具体的には、流量信号と励磁信号との比に基づいて被測定流体の流量を算出し、出力回路525を介して外部に出力する。   The electromotive force generated in the fluid to be measured is detected by the pair of measurement electrodes 513, is input to the differential amplifier circuit 522 via the signal cable 530, and is output as a flow rate signal. The A / D circuit 523 digitally converts the excitation signal having a voltage corresponding to the excitation current output from the excitation circuit 521 and the flow rate signal, and outputs the digital signal to the arithmetic circuit. The arithmetic circuit 524 calculates the flow rate of the fluid to be measured based on these signals, specifically based on the ratio between the flow rate signal and the excitation signal, and outputs it to the outside via the output circuit 525.

図6は、励磁ケーブル540を介して励磁コイル515と接続している励磁回路521の構成例を示している。なお、本例では、図7に示すように正励磁区間と負励磁区間とを交互に繰り返す励磁電流を出力する場合を例にしている。ただし、無励磁区間を含んだ励磁電流や、長短の2つの周波数を組み合わせた励磁電流の場合等もある。   FIG. 6 shows a configuration example of the excitation circuit 521 connected to the excitation coil 515 via the excitation cable 540. In this example, as shown in FIG. 7, an example of outputting an excitation current that alternately repeats a positive excitation interval and a negative excitation interval is shown. However, there may be an excitation current including a non-excitation interval or an excitation current combining two long and short frequencies.

本図に示すように、励磁回路521は、電流供給部526と、4つのスイッチQ1、Q2、Q3、Q4とそれぞれのスイッチに対応したスイッチ制御部SW1、SW2、SW3、SW4と、励磁電流検出抵抗Rdを備えている。   As shown in this figure, the excitation circuit 521 includes a current supply unit 526, four switches Q1, Q2, Q3, Q4, switch control units SW1, SW2, SW3, SW4 corresponding to the respective switches, and excitation current detection. A resistor Rd is provided.

スイッチQ1とQ3とが直列に並んで電流供給部526に接続され、スイッチQ2とQ4とが直列に並んで電流供給部526に接続されており、スイッチQ1とQ3との接続点およびスイッチQ2とQ4との接続点に励磁ケーブル540が接続されている。このとき、励磁ケーブル540の一端は励磁電流検出抵抗Rdを挟んで接続されている。励磁電流検出抵抗Rdで生じる電圧は、励磁信号Vdとして出力される。   The switches Q1 and Q3 are arranged in series and connected to the current supply unit 526, the switches Q2 and Q4 are arranged in series and connected to the current supply unit 526, the connection point between the switches Q1 and Q3, and the switch Q2 An excitation cable 540 is connected to the connection point with Q4. At this time, one end of the excitation cable 540 is connected across the excitation current detection resistor Rd. The voltage generated at the excitation current detection resistor Rd is output as the excitation signal Vd.

励磁ケーブル540に接続された励磁コイル515は、インダクタンス成分Lと抵抗成分Rとを含んでいる。ここで、励磁電流検出抵抗Rdを流れる電流をIrとし、励磁コイル515を流れる電流をIexとする。   The exciting coil 515 connected to the exciting cable 540 includes an inductance component L and a resistance component R. Here, the current flowing through the exciting current detection resistor Rd is Ir, and the current flowing through the exciting coil 515 is Iex.

図8は、スイッチ制御部SW1、SW2、SW3、SW4のスイッチQ1、Q2、Q3、Q4に対する制御例である。図9に示すように、正励磁区間では、スイッチQ2とQ3オフ、スイッチQ4オンの状態で、スイッチ制御部SW1が励磁電流検出抵抗Rdに生じる電圧の増減に対応してスイッチQ1のオンオフを行なうことで電流Irが一定になるようにPWM制御し、負励磁区間では、スイッチQ1とQ4オフ、スイッチQ3オンの状態で、スイッチ制御部SW2がスイッチQ2のオンオフを行なうことで電流Irが一定になるようにPWM制御する。   FIG. 8 is a control example for the switches Q1, Q2, Q3, and Q4 of the switch control units SW1, SW2, SW3, and SW4. As shown in FIG. 9, in the positive excitation interval, the switch control unit SW1 turns on / off the switch Q1 corresponding to the increase / decrease of the voltage generated in the excitation current detection resistor Rd with the switches Q2 and Q3 off and the switch Q4 on. Thus, PWM control is performed so that the current Ir becomes constant. In the negative excitation interval, the switch Ir is turned on and off by the switch control unit SW2 while the switches Q1 and Q4 are turned off and the switch Q3 is turned on. PWM control is performed so that

特開2004−325100号公報JP 2004-325100 A 特開2002−168667号公報JP 2002-168667 A

励磁ケーブル540は、抵抗成分とインダクタンス成分と容量成分とを含む分布定数回路と考えることができる。励磁ケーブル540のケーブル長がそれほど長くないときには、これらの成分は無視することができるため、励磁電流検出抵抗Rdを流れる電流Ir(検出励磁電流Ir)と励磁コイル515を流れる電流Iex(実励磁電流Iez)とは同一と見なすことができる。   The excitation cable 540 can be considered as a distributed constant circuit including a resistance component, an inductance component, and a capacitance component. When the cable length of the excitation cable 540 is not so long, these components can be ignored. Therefore, the current Ir flowing through the excitation current detection resistor Rd (detection excitation current Ir) and the current Iex flowing through the excitation coil 515 (actual excitation current) Iez) can be considered the same.

しかしながら、励磁ケーブル540のケーブル長が長い場合には、図10に示すように、容量Ciを流れる電流Icが無視できなくなってくる。すなわち、実励磁電流Iezは、検出励磁電流Irから電流Icを引いた値となる。電流Icは、電流の反転時に多く流れるため、検出励磁電流Irと実励磁電流Iexとは、図11に示すような関係となる。   However, when the cable length of the excitation cable 540 is long, the current Ic flowing through the capacitor Ci cannot be ignored as shown in FIG. That is, the actual excitation current Iez is a value obtained by subtracting the current Ic from the detected excitation current Ir. Since a large amount of current Ic flows when the current is reversed, the detected excitation current Ir and the actual excitation current Iex have a relationship as shown in FIG.

このように、励磁電流検出抵抗Rdで励磁信号Vdとして検出される検出励磁電流Irは、実際に励磁コイル515を流れる実励磁電流Iexと差分を有している。上述のように、被測定流体の流量は、流量信号と励磁信号との比に基づいて算出されるため、この差分は電磁流量計の測定誤差となる。   Thus, the detected excitation current Ir detected as the excitation signal Vd by the excitation current detection resistor Rd has a difference from the actual excitation current Iex that actually flows through the excitation coil 515. As described above, since the flow rate of the fluid to be measured is calculated based on the ratio between the flow rate signal and the excitation signal, this difference becomes a measurement error of the electromagnetic flow meter.

そこで、本発明は、電磁流量計において、励磁回路と励磁コイルとを接続する励磁ケーブルのケーブル長が長い場合であっても、測定誤差を少なくすることを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to reduce measurement errors even when the length of an excitation cable connecting an excitation circuit and an excitation coil is long in an electromagnetic flow meter.

上記課題を解決するため、本発明の第1の態様である電磁流量計は、励磁電流を出力する励磁回路と励磁コイルとが励磁ケーブルで接続される電磁流量計であって、前記励磁回路において前記励磁電流に基づいて検出される励磁信号を、前記励磁ケーブルのケーブル長を含んだ特性と、前記励磁コイルの特性と、前記励磁電流の周波数とに基づいて補正することを特徴とする。
ここで、前記励磁ケーブルの特性は、前記励磁ケーブルの単位長当たりのキャパシタンスを含むことができる。
また、前記励磁コイルの特性は、インダクタンス成分を含むことができる。
上記課題を解決するため、本発明の第2の態様である電磁流量計は、励磁電流を出力する励磁回路と励磁コイルとが励磁ケーブルで接続される電磁流量計であって、前記励磁回路において前記励磁電流に基づいて検出される励磁信号を、あらかじめ作成した前記励磁コイルを流れる電流と前記励磁信号との関係式を用いて補正することを特徴とする。
いずれの態様においても、前記励磁回路は、前記励磁電流が流れる検出抵抗を備え、前記励磁信号は、前記検出抵抗で生じる電圧とすることができる。
また、測定電極が取り付けられ、被測定流体が流れる測定管をさらに備え、補正された前記励磁信号と、前記測定電極で検出される流量信号に基づいて前記被測定流体の流量を算出することができる。
In order to solve the above-described problem, an electromagnetic flow meter according to a first aspect of the present invention is an electromagnetic flow meter in which an excitation circuit that outputs an excitation current and an excitation coil are connected by an excitation cable. The excitation signal detected based on the excitation current is corrected based on a characteristic including a cable length of the excitation cable, a characteristic of the excitation coil, and a frequency of the excitation current.
Here, the characteristics of the excitation cable may include a capacitance per unit length of the excitation cable.
The characteristics of the exciting coil may include an inductance component.
In order to solve the above-described problem, an electromagnetic flow meter according to a second aspect of the present invention is an electromagnetic flow meter in which an excitation circuit that outputs an excitation current and an excitation coil are connected by an excitation cable. The excitation signal detected based on the excitation current is corrected using a relational expression between the current flowing through the excitation coil and the excitation signal prepared in advance.
In any aspect, the excitation circuit may include a detection resistor through which the excitation current flows, and the excitation signal may be a voltage generated by the detection resistor.
A measurement tube attached to the measurement electrode; and the flow rate of the fluid to be measured is calculated based on the corrected excitation signal and the flow rate signal detected by the measurement electrode. it can.

本発明によれば、電磁流量計において、励磁回路と励磁コイルとを接続する励磁ケーブルのケーブル長が長い場合であっても、測定誤差を少なくすることができる。   According to the present invention, in the electromagnetic flow meter, even when the cable length of the excitation cable connecting the excitation circuit and the excitation coil is long, the measurement error can be reduced.

本実施形態の電磁流量計の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the electromagnetic flowmeter of this embodiment. 励磁ケーブルのケーブル長が長い場合のモデル図である。It is a model figure in case the cable length of an excitation cable is long. 本実施形態の電磁流量計の動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of the electromagnetic flowmeter of this embodiment. 本実施形態の電磁流量計の別例を示す図である。It is a figure which shows another example of the electromagnetic flowmeter of this embodiment. 従来の電磁流量計の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional electromagnetic flowmeter. 励磁回路を説明する図である。It is a figure explaining an excitation circuit. 正励磁区間と負励磁区間とを示す図である。It is a figure which shows a positive excitation area and a negative excitation area. スイッチ制御部の動作を説明する図表である。It is a chart explaining operation | movement of a switch control part. スイッチ制御部の動作を説明する波形図である。It is a wave form diagram explaining operation | movement of a switch control part. 励磁ケーブルのケーブル長が長い場合の影響を説明する図である。It is a figure explaining the influence when the cable length of an excitation cable is long. 検出励磁電流Irと実励磁電流Iexとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the detection exciting current Ir and the actual exciting current Iex.

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、本実施形態の電磁流量計100の構成を示す図である。本図に示すように電磁流量計100は、検出器110と変換器120とを備えており、両者は信号ケーブル130および励磁ケーブル140によって電気的に接続される。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an electromagnetic flow meter 100 of the present embodiment. As shown in the figure, the electromagnetic flow meter 100 includes a detector 110 and a converter 120, which are electrically connected by a signal cable 130 and an excitation cable 140.

検出器110は、被測定流体が流れる測定管111と、励磁コイル115とを備えており、測定管111には、一対の測定電極113と接地電極114とが取り付けられている。   The detector 110 includes a measurement tube 111 through which a fluid to be measured flows, and an excitation coil 115, and a pair of measurement electrodes 113 and a ground electrode 114 are attached to the measurement tube 111.

変換器120は、励磁回路121、差動増幅回路122、A/D回路123、演算回路124、出力回路125を備えている。差動増幅回路122と測定電極113とが信号ケーブル130で接続され、励磁回路121と励磁コイル115とが励磁ケーブル140で接続される。   The converter 120 includes an excitation circuit 121, a differential amplifier circuit 122, an A / D circuit 123, an arithmetic circuit 124, and an output circuit 125. The differential amplifier circuit 122 and the measurement electrode 113 are connected by a signal cable 130, and the excitation circuit 121 and the excitation coil 115 are connected by an excitation cable 140.

演算回路124からの励磁制御信号にしたがって、励磁回路121は励磁電流を出力する。この励磁電流は、励磁ケーブル140を介して励磁コイル115に流れ、測定管111内に磁場を与える。   In accordance with the excitation control signal from the arithmetic circuit 124, the excitation circuit 121 outputs an excitation current. This exciting current flows to the exciting coil 115 via the exciting cable 140 and gives a magnetic field in the measuring tube 111.

被測定流体内で発生した起電力は、一対の測定電極113で検出され、信号ケーブル130を介して差動増幅回路122に入力されて、流量信号として出力される。A/D回路123は、励磁回路121が出力する励磁電流に対応した励磁信号と、流量信号とをデジタル変換し、演算回路に出力する。演算回路124は流量信号と励磁信号との比に基づいて被測定流体の流量を算出し、出力回路125を介して外部に出力する。   The electromotive force generated in the fluid to be measured is detected by the pair of measurement electrodes 113, is input to the differential amplifier circuit 122 via the signal cable 130, and is output as a flow rate signal. The A / D circuit 123 digitally converts the excitation signal corresponding to the excitation current output from the excitation circuit 121 and the flow rate signal, and outputs the digital signal to the arithmetic circuit. The arithmetic circuit 124 calculates the flow rate of the fluid to be measured based on the ratio between the flow rate signal and the excitation signal, and outputs it to the outside via the output circuit 125.

励磁回路121の構成は従来と同様である。すなわち、励磁電流検出抵抗Rdを備えており、検出励磁電流Irが検出される。具体的には、励磁電流検出抵抗Rdに発生する電圧として検出され、励磁信号Vdとして演算回路124に入力される。   The configuration of the excitation circuit 121 is the same as the conventional one. That is, the exciting current detection resistor Rd is provided, and the detected exciting current Ir is detected. Specifically, it is detected as a voltage generated in the excitation current detection resistor Rd and input to the arithmetic circuit 124 as the excitation signal Vd.

演算回路124は、励磁信号補正部126を備えている。励磁信号補正部126は、検出励磁電流Irを基準とした励磁信号Vdを、実励磁電流Iexを基準とした励磁信号Vexに補正する。演算回路124は、励磁信号補正部126によって補正された励磁信号Vexを用いて流量を算出する。すなわち、流量信号と補正された励磁信号との比に基づいて被測定流体の流量を算出する。これにより、励磁ケーブル140のケーブル長が長い場合であっても、誤差の少ない流量演算を行なうことができる。   The arithmetic circuit 124 includes an excitation signal correction unit 126. The excitation signal correction unit 126 corrects the excitation signal Vd based on the detected excitation current Ir to the excitation signal Vex based on the actual excitation current Iex. The arithmetic circuit 124 calculates the flow rate using the excitation signal Vex corrected by the excitation signal correction unit 126. That is, the flow rate of the fluid to be measured is calculated based on the ratio between the flow rate signal and the corrected excitation signal. Thereby, even when the length of the excitation cable 140 is long, the flow rate calculation with a small error can be performed.

図2は、励磁ケーブル140のケーブル長が長いときの簡易モデルである。励磁電流検出抵抗Rdを流れる検出励磁電流Irは、励磁ケーブル140に流入し、一部が容量成分Icを流れる電流Icとなる。そして、残りの電流が実励磁電流Iexとなって励磁コイル115を励磁し、測定管111内に磁場を与える。   FIG. 2 is a simplified model when the cable length of the excitation cable 140 is long. The detection excitation current Ir flowing through the excitation current detection resistor Rd flows into the excitation cable 140, and a part thereof becomes the current Ic flowing through the capacitance component Ic. Then, the remaining current becomes the actual excitation current Iex to excite the excitation coil 115 and give a magnetic field in the measurement tube 111.

ここで、励磁ケーブル140が有する容量成分CiのインピーダンスをZcとする。また、励磁コイル115は、インダクタンス成分L(H)と抵抗成分R(Ω)と有しているものとし、そのインピーダンスをZとする。なお、励磁ケーブル140の抵抗成分Riとインダクタンス成分Liは、本実施例では問題とならない。   Here, the impedance of the capacitive component Ci included in the excitation cable 140 is Zc. The exciting coil 115 has an inductance component L (H) and a resistance component R (Ω), and its impedance is Z. Note that the resistance component Ri and the inductance component Li of the excitation cable 140 are not a problem in this embodiment.

励磁電流の角周波数をω(rad/s)とし、励磁ケーブル140の単位長当たりのキャパシタンスをCco(F/m)とし、励磁ケーブル140のケーブル長をA(m)とすると、容量成分CiのインピーダンスZcは、[数1]となる。
なお、角周波数ωは、励磁電流の周波数がFc(Hz)の場合、[数2]で算出することができる。
[数1]が示すように、励磁ケーブル140のケーブル長Aが長くなると、ケーブル容量が増え、ケーブル容量Ciを介して流れる電流Icが増加する。これにより、励磁コイル115に流れる実励磁電流Iexが減少し、本来得られるべき起電力よりも、実際に発生する起電力が小さくなる。
When the angular frequency of the excitation current is ω (rad / s), the capacitance per unit length of the excitation cable 140 is Cco (F / m), and the cable length of the excitation cable 140 is A (m), the capacitance component Ci The impedance Zc is [Equation 1].
The angular frequency ω can be calculated by [Equation 2] when the frequency of the excitation current is Fc (Hz).
As [Equation 1] indicates, as the cable length A of the excitation cable 140 increases, the cable capacity increases and the current Ic flowing through the cable capacity Ci increases. As a result, the actual exciting current Iex flowing through the exciting coil 115 is reduced, and the electromotive force actually generated becomes smaller than the electromotive force that should be originally obtained.

励磁コイル115のインピーダンスZは、[数3]となる。
以上より、ケーブル容量Ciを介して流れる電流Icと、検出励磁電流Irとの関係は、[数4]で示すことができる。
仮に、Ir=100(mA)、R=100(Ω)、L=0.2(H)、Cco=0.1(nF/m)、Fc=50(Hz)とした場合、ケーブル長Aが200(m)であれば、Ic=0.1022(mA)となり、ケーブル長Aが2000(m)であれば、Ic=1.013(mA)となる。すなわち、励磁ケーブル140のケーブル長Aが長くなるとケーブル容量Ciを介して流れる電流Icが増加する結果が得られる。
The impedance Z of the exciting coil 115 is [Equation 3].
From the above, the relationship between the current Ic flowing through the cable capacitance Ci and the detected excitation current Ir can be expressed by [Equation 4].
If Ir = 100 (mA), R = 100 (Ω), L = 0.2 (H), Cco = 0.1 (nF / m), and Fc = 50 (Hz), the cable length A is If 200 (m), Ic = 0.1022 (mA), and if the cable length A is 2000 (m), Ic = 1.014 (mA). That is, as the cable length A of the excitation cable 140 increases, the result is that the current Ic flowing through the cable capacitance Ci increases.

励磁電流検出抵抗Rdで生じる電圧である励磁信号Vdは、電流Icによって生じる電圧分も含んでいる。このため、実励磁電流Iexによって生じる電圧である励磁信号Vexは、補正係数をkとした[数5]にしたがって求めることができる。
励磁信号補正部126は、[数5]にしたがって、励磁信号Vdを補正した励磁信号Vexを算出する。このため、励磁信号補正部126は、あらかじめ励磁ケーブル140のケーブル長A(m)、単位長当たりのキャパシタンスCco(F/m)の登録を受け付けておく。また、検出器110の仕様に基づいて、励磁コイル115のインダクタンス成分インダクタンス成分L(H)と抵抗成分R(Ω)を記録しておく。抵抗成分R(Ω)が十分小さい場合には、無視してもよい。励磁電流の周波数は、演算回路124から取得することができる。
The excitation signal Vd, which is a voltage generated by the excitation current detection resistor Rd, also includes a voltage generated by the current Ic. Therefore, the excitation signal Vex, which is a voltage generated by the actual excitation current Iex, can be obtained according to [Equation 5] with a correction coefficient k.
The excitation signal correction unit 126 calculates an excitation signal Vex obtained by correcting the excitation signal Vd according to [Equation 5]. For this reason, the excitation signal correction unit 126 receives in advance registration of the cable length A (m) of the excitation cable 140 and the capacitance Cco (F / m) per unit length. Further, based on the specifications of the detector 110, the inductance component L (H) and the resistance component R (Ω) of the exciting coil 115 are recorded. If the resistance component R (Ω) is sufficiently small, it may be ignored. The frequency of the excitation current can be acquired from the arithmetic circuit 124.

次に、本実施形態の電磁流量計100の流量測定動作について、図3のフローチャートを参照して説明する。   Next, the flow measurement operation of the electromagnetic flow meter 100 of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

流量測定を開始すると、演算回路124は、デジタル変換された流量信号を取得する(S101)。また、デジタル変換された励磁信号Vdを取得する(S102)。   When the flow rate measurement is started, the arithmetic circuit 124 acquires a digitally converted flow rate signal (S101). Further, the excitation signal Vd that has been digitally converted is acquired (S102).

取得した励磁信号Vdに対して、励磁信号補正部126が励磁ケーブル140のケーブル長A(m)、単位長当たりのキャパシタンスCco(F/m)等の補正用のパラメータを参照して(S103)、[数5]にしたがった補正を行ない、補正後の励磁信号Vexを算出する(S104)。   With respect to the acquired excitation signal Vd, the excitation signal correction unit 126 refers to correction parameters such as the cable length A (m) of the excitation cable 140 and the capacitance Cco (F / m) per unit length (S103). Then, the correction according to [Equation 5] is performed, and the corrected excitation signal Vex is calculated (S104).

そして、演算回路124が、流量信号と補正後の励磁信号Vexとの比に基づいて被測定流体の流量を算出し(S105)、出力回路125を介して外部に出力する(S106)。電磁流量計100は、以上の処理を測定が終了するまで繰り返す(S107)。   Then, the arithmetic circuit 124 calculates the flow rate of the fluid to be measured based on the ratio between the flow rate signal and the corrected excitation signal Vex (S105), and outputs it to the outside via the output circuit 125 (S106). The electromagnetic flow meter 100 repeats the above processing until the measurement is completed (S107).

励磁ケーブル140が短い場合には、補正演算は不要であるため、励磁信号補正部126の補正機能はオンオフを切り替えられるようにしてもよい。   When the excitation cable 140 is short, no correction calculation is required, and the correction function of the excitation signal correction unit 126 may be switched on and off.

なお、上述の例では、簡易モデルを用いた補正方法を用いたが、図4に示すように、実際の測定に先立ち、電流計127を用いて励磁コイル115近傍を流れる実励磁電流Iexを測定し、実励磁電流Iexと励磁信号Vdとの関係に基づいて、励磁信号Vdを励磁信号Vex(=Iex×Rd)に変換する変換式を作成しておくようにしてもよい。変換式は励磁電流の周波数毎に作成することが望ましい。複数の励磁ケーブル140を付け替えて用いる場合には、励磁ケーブル140毎に作成する。   In the above example, the correction method using the simple model is used. However, as shown in FIG. 4, the actual excitation current Iex flowing in the vicinity of the excitation coil 115 is measured using the ammeter 127 prior to the actual measurement. Then, based on the relationship between the actual excitation current Iex and the excitation signal Vd, a conversion equation for converting the excitation signal Vd into the excitation signal Vex (= Iex × Rd) may be created. It is desirable to create a conversion formula for each excitation current frequency. In the case where a plurality of excitation cables 140 are used after replacement, the excitation cables 140 are created for each excitation cable 140.

この場合は、測定時に、あらかじめ作成した変換式に基づいて励磁信号Vdを補正することで励磁信号Vexを求めることができる。   In this case, at the time of measurement, the excitation signal Vex can be obtained by correcting the excitation signal Vd based on a conversion formula created in advance.

100…電磁流量計、110…検出器、111…測定管、113…測定電極、114…接地電極、115…励磁コイル、120…変換器、121…励磁回路、122…差動増幅回路、123…A/D回路、124…演算回路、125…出力回路、126…励磁信号補正部、127…電流計、130…信号ケーブル、140…励磁ケーブル DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Electromagnetic flow meter, 110 ... Detector, 111 ... Measuring tube, 113 ... Measuring electrode, 114 ... Ground electrode, 115 ... Excitation coil, 120 ... Converter, 121 ... Excitation circuit, 122 ... Differential amplification circuit, 123 ... A / D circuit, 124 ... arithmetic circuit, 125 ... output circuit, 126 ... excitation signal correction unit, 127 ... ammeter, 130 ... signal cable, 140 ... excitation cable

Claims (6)

励磁電流を出力する励磁回路と励磁コイルとが励磁ケーブルで接続される電磁流量計であって、
前記励磁回路において前記励磁電流に基づいて検出される励磁信号を、前記励磁ケーブルのケーブル長を含んだ特性と、前記励磁コイルの特性と、前記励磁電流の周波数とに基づいて補正することを特徴とする電磁流量計。
An electromagnetic flowmeter in which an excitation circuit that outputs an excitation current and an excitation coil are connected by an excitation cable,
An excitation signal detected based on the excitation current in the excitation circuit is corrected based on a characteristic including a cable length of the excitation cable, a characteristic of the excitation coil, and a frequency of the excitation current. Electromagnetic flow meter.
前記励磁ケーブルの特性は、前記励磁ケーブルの単位長当たりのキャパシタンスを含むことを特徴とする請求項1に記載の電磁流量計。   The electromagnetic flowmeter according to claim 1, wherein the characteristic of the excitation cable includes a capacitance per unit length of the excitation cable. 前記励磁コイルの特性は、インダクタンス成分を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の電磁流量計。   The electromagnetic flowmeter according to claim 1, wherein the characteristics of the exciting coil include an inductance component. 励磁電流を出力する励磁回路と励磁コイルとが励磁ケーブルで接続される電磁流量計であって、
前記励磁回路において前記励磁電流に基づいて検出される励磁信号を、あらかじめ作成した前記励磁コイルを流れる電流と前記励磁信号との関係式を用いて補正することを特徴とする電磁流量計。
An electromagnetic flowmeter in which an excitation circuit that outputs an excitation current and an excitation coil are connected by an excitation cable,
An electromagnetic flowmeter, wherein an excitation signal detected based on the excitation current in the excitation circuit is corrected using a relational expression between a current flowing through the excitation coil and the excitation signal, which is created in advance.
前記励磁回路は、前記励磁電流が流れる検出抵抗を備え、
前記励磁信号は、前記検出抵抗で生じる電圧であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の電磁流量計。
The excitation circuit includes a detection resistor through which the excitation current flows,
The electromagnetic flow meter according to claim 1, wherein the excitation signal is a voltage generated in the detection resistor.
測定電極が取り付けられ、被測定流体が流れる測定管をさらに備え、
補正された前記励磁信号と、前記測定電極で検出される流量信号に基づいて前記被測定流体の流量を算出することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の電磁流量計。
A measuring tube to which a measuring electrode is attached and a fluid to be measured flows;
6. The electromagnetic flow meter according to claim 1, wherein the flow rate of the fluid to be measured is calculated based on the corrected excitation signal and a flow rate signal detected by the measurement electrode. .
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