JP2797673B2 - 電磁流量計 - Google Patents
電磁流量計Info
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- JP2797673B2 JP2797673B2 JP22271990A JP22271990A JP2797673B2 JP 2797673 B2 JP2797673 B2 JP 2797673B2 JP 22271990 A JP22271990 A JP 22271990A JP 22271990 A JP22271990 A JP 22271990A JP 2797673 B2 JP2797673 B2 JP 2797673B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は比較的高い周波数で励磁される電磁流量計に
係り、特に測定流体の流れを停止させることなく電磁流
量計のゼロ点を推定しこのゼロ点を用いてゼロ補正が出
来るように改良された電磁流量計に関する。
係り、特に測定流体の流れを停止させることなく電磁流
量計のゼロ点を推定しこのゼロ点を用いてゼロ補正が出
来るように改良された電磁流量計に関する。
＜従来の技術＞ 商用周波数で励振する電磁流量計は励振周波数が比較
的高いので検出電極での直流電圧の変動に起因するゼロ
点の変動の影響を受け難く、また応答速度が速い利点を
有しているので、古くから用いられている。
的高いので検出電極での直流電圧の変動に起因するゼロ
点の変動の影響を受け難く、また応答速度が速い利点を
有しているので、古くから用いられている。
しかし、逆に励振周波数が高いので測定流体或いは信
号回路にかなり大きな電磁誘導を起こし、このためゼロ
点が変動して流量測定の精度を低下させる原因になって
いた。
号回路にかなり大きな電磁誘導を起こし、このためゼロ
点が変動して流量測定の精度を低下させる原因になって
いた。
そこで、この電磁誘導の影響を低減させるために、商
用周波数より低い低周波で励振する低周波励振形の電磁
流量計が開発され実用化されるに至った。
用周波数より低い低周波で励振する低周波励振形の電磁
流量計が開発され実用化されるに至った。
＜発明が解決しようとする課題＞ しかし、低周波で励振する低周波励振形の電磁流量計
は電磁誘導の影響が小さくなったので、長期に亘るゼロ
点の安定性は向上するメリットは生じたが、逆に励振周
波数がかなり低くなったので検出電極が測定流体に接す
ることにより発生する直流電位の揺動によりゼロ点がふ
らつきやすくなり、また測定流体の流量変化に対して出
力応答もおそくなるという問題が生じている。
は電磁誘導の影響が小さくなったので、長期に亘るゼロ
点の安定性は向上するメリットは生じたが、逆に励振周
波数がかなり低くなったので検出電極が測定流体に接す
ることにより発生する直流電位の揺動によりゼロ点がふ
らつきやすくなり、また測定流体の流量変化に対して出
力応答もおそくなるという問題が生じている。
＜課題を解決するための手段＞ 本発明は、以上の課題を解決するために、複数の周波
数が時系列的に配列された励磁電流を励磁コイルに送出
する励磁手段と、各周波数に対応して発生した各出力信
号の平均値を各周波数ごとに算出する平均値演算手段
と、これ等の平均値を用いて各周波数に対応するゼロ点
の補正値を算出するゼロ補正算出手段と、各出力信号に
対してこれ等の周波数に対応する補正値を用いてゼロ点
の補正をして流量信号を出力する流量演算手段とを具備
する ＜作 用＞ 励磁手段により複数の周波数が時系列的に配列された
励磁電流を励磁コイルに送出し、平均値演算手段により
各周波数に対応して発生した各出力信号の平均値を各周
波数ごとに算出する。
数が時系列的に配列された励磁電流を励磁コイルに送出
する励磁手段と、各周波数に対応して発生した各出力信
号の平均値を各周波数ごとに算出する平均値演算手段
と、これ等の平均値を用いて各周波数に対応するゼロ点
の補正値を算出するゼロ補正算出手段と、各出力信号に
対してこれ等の周波数に対応する補正値を用いてゼロ点
の補正をして流量信号を出力する流量演算手段とを具備
する ＜作 用＞ 励磁手段により複数の周波数が時系列的に配列された
励磁電流を励磁コイルに送出し、平均値演算手段により
各周波数に対応して発生した各出力信号の平均値を各周
波数ごとに算出する。
さらに、ゼロ補正算出手段によりこれ等の平均値を用
いて各周波数に対応するゼロ点の補正値を算出し、流量
演算手段により各出力信号に対してこれ等の周波数に対
応する補正値を用いてゼロ点の補正をして流量信号を出
力する。
いて各周波数に対応するゼロ点の補正値を算出し、流量
演算手段により各出力信号に対してこれ等の周波数に対
応する補正値を用いてゼロ点の補正をして流量信号を出
力する。
＜実施例＞ 以下、本発明の実施例について図を用いて説明する。
第１図は本発明の１実施例の構成を示すブロック図であ
る。
第１図は本発明の１実施例の構成を示すブロック図であ
る。
10はステンレススチールなどの非磁性の導管であり、
この内面には絶縁のためライニングが施されている。更
に、この導管10とは絶縁して一対の検出電極11、12が固
定されている。
この内面には絶縁のためライニングが施されている。更
に、この導管10とは絶縁して一対の検出電極11、12が固
定されている。
また、測定流体Ｑを接地するために接液電極13が共通
電位点COMに接続されている。
電位点COMに接続されている。
導管10の外部には励磁コイル14が固定されており、こ
こに励磁電流Ifが励磁回路15から供給されている。この
励磁電流Ifは制御信号CT1により制御されて第２図に示
すようにピーク値は一定であるが、その周波数は商用周
波数より高い周波数としてf1、f2、f3、……のごとく時
系列的に切り換えられて励磁コイル14に供給されてい
る。
こに励磁電流Ifが励磁回路15から供給されている。この
励磁電流Ifは制御信号CT1により制御されて第２図に示
すようにピーク値は一定であるが、その周波数は商用周
波数より高い周波数としてf1、f2、f3、……のごとく時
系列的に切り換えられて励磁コイル14に供給されてい
る。
一方、検出電極11、12は、差動増幅器16（簡単なた
め、増幅度は１とする）の各入力端に接続されており、
検出電極11、12に発生した各周波数f1、f2、f3に対応す
る出力信号e1、e2、e3はここでコモンモードノイズなど
が除去された後でサンプリング回路17に出力される。
め、増幅度は１とする）の各入力端に接続されており、
検出電極11、12に発生した各周波数f1、f2、f3に対応す
る出力信号e1、e2、e3はここでコモンモードノイズなど
が除去された後でサンプリング回路17に出力される。
サンプリング回路17はサンプリングスイッチSW0、ホ
ールドコンデンサＣ、バッフア増幅器QBなどで構成さ
れ、サンプリング信号T1により差動増幅器16の出力信号
e1、e2、e3をサンプリングしてホールドコンデンサＣに
ホールドする。
ールドコンデンサＣ、バッフア増幅器QBなどで構成さ
れ、サンプリング信号T1により差動増幅器16の出力信号
e1、e2、e3をサンプリングしてホールドコンデンサＣに
ホールドする。
ホールドされた出力信号e1、e2、e3はスイッチSW1、S
W2、SW3の一端に印加される。これ等のスイッチSW1、SW
2、SW3はタイミング信号T2によって励磁電流Ifの周波数
f1、f2、f3に対応して切り換えられて、スイッチSW1、S
W2、SW3の他端から各周波数に対応するホールド電圧が
それぞれ平均値演算回路18、19、20に出力され、ここで
各周波数に対応するホールド電圧の平均値E1、E2、E3が
演算される。
W2、SW3の一端に印加される。これ等のスイッチSW1、SW
2、SW3はタイミング信号T2によって励磁電流Ifの周波数
f1、f2、f3に対応して切り換えられて、スイッチSW1、S
W2、SW3の他端から各周波数に対応するホールド電圧が
それぞれ平均値演算回路18、19、20に出力され、ここで
各周波数に対応するホールド電圧の平均値E1、E2、E3が
演算される。
演算された各ホールド電圧の平均値E1、E2、E3はゼロ
補正算出回路21に出力される。
補正算出回路21に出力される。
ゼロ補正算出回路21では各周波数f1、f2、f3で励磁さ
れたときに発生する出力信号e1、e2、e3のゼロ点の補正
値Δe01、Δe02、Δe03を推測する演算を実行する。
れたときに発生する出力信号e1、e2、e3のゼロ点の補正
値Δe01、Δe02、Δe03を推測する演算を実行する。
これ等のゼロ点の補正値Δe01、Δe02、Δe03は、流
量演算回路22に出力され、各周波数f1、f2、f3に対応す
るサンプリング回路17の出力信号ef1、ef2、ef3に対し
てゼロ点の補正をして流量出力端23に流量信号Qf1、
Qf2、Qf3として出力する。
量演算回路22に出力され、各周波数f1、f2、f3に対応す
るサンプリング回路17の出力信号ef1、ef2、ef3に対し
てゼロ点の補正をして流量出力端23に流量信号Qf1、
Qf2、Qf3として出力する。
なお、24はタイミング発生回路であり、このタイミン
グ発生回路24は励磁回路15に対しては周波数f1、f2、f3
を切り換える順序を制御をする制御信号CT1を出力し、
サンプリング回路17にはスイッチSW0を各周波数f1、f
2、f3に対応して発生した出力信号をサンプリングする
タイミング信号T1を出力し、スイッチSW1、SW2、SW3に
はサンプリング回路17でサンプリングされた各周波数f
1、f2、f3に対応する出力信号をそれぞれ各平均値演算
回路18、19、20ごとに切り換えて出力するタイミング信
号T2を出力し、さらに流量演算回路22には各周波数f1、
f2、f3における出力信号に対してゼロ補正をするタイミ
ングを与えるタイミング信号T3を出力する。
グ発生回路24は励磁回路15に対しては周波数f1、f2、f3
を切り換える順序を制御をする制御信号CT1を出力し、
サンプリング回路17にはスイッチSW0を各周波数f1、f
2、f3に対応して発生した出力信号をサンプリングする
タイミング信号T1を出力し、スイッチSW1、SW2、SW3に
はサンプリング回路17でサンプリングされた各周波数f
1、f2、f3に対応する出力信号をそれぞれ各平均値演算
回路18、19、20ごとに切り換えて出力するタイミング信
号T2を出力し、さらに流量演算回路22には各周波数f1、
f2、f3における出力信号に対してゼロ補正をするタイミ
ングを与えるタイミング信号T3を出力する。
次に、以上のように構成された実施例の動作について
第３図を用いて説明する。
第３図を用いて説明する。
まず、測定流量Ｑが一定とみられる短い期間で励磁電
流Ifの各周波数f1、f2、f3に対応して発生する出力信号
e1、e2、e3を繰り返して測定しこれ等を平均値演算回路
18〜20に格納する。
流Ifの各周波数f1、f2、f3に対応して発生する出力信号
e1、e2、e3を繰り返して測定しこれ等を平均値演算回路
18〜20に格納する。
平均値演算回路18〜20はこれ等の出力信号を用いて所
定期間の各周波数ごとの平均値を演算して出力信号の平
均値E1、E2、E3を算出する。
定期間の各周波数ごとの平均値を演算して出力信号の平
均値E1、E2、E3を算出する。
これ等の平均値E1、E2、E3はゼロ補正算出回路21に出
力されるので、第３図に示すような周波数ｆに対する出
力信号の平均値Ｅとの関係が得られる。
力されるので、第３図に示すような周波数ｆに対する出
力信号の平均値Ｅとの関係が得られる。
ゼロ補正算出回路21はこれ等のデータ（f1、E1）、
（f2、E2）、（f3、E3）を用いて、例えば最小二乗法な
どにより第３図に点線で示すように周波数ｆがゼロの点
まで補正曲線CVを外挿し、周波数ｆがゼロの点における
出力信号の平均値Ｅが測定流量Ｑに対応する信号電圧の
平均値Ｓに対応し、その変動はゼロ点の変動によるもの
とみなす判断をする。
（f2、E2）、（f3、E3）を用いて、例えば最小二乗法な
どにより第３図に点線で示すように周波数ｆがゼロの点
まで補正曲線CVを外挿し、周波数ｆがゼロの点における
出力信号の平均値Ｅが測定流量Ｑに対応する信号電圧の
平均値Ｓに対応し、その変動はゼロ点の変動によるもの
とみなす判断をする。
これは、高い周波数f1、f2、f3の範囲では応答が良く
直流電圧の影響もないので、出力信号Ｅに変動があると
すればそれはゼロ点の変動に起因すると想定され、しか
も、周波数ｆがゼロの点まで外挿すれば、ｆ＝０ではゼ
ロ点の変動がないので、このゼロ周波数でのＥの値が信
号電圧の平均値Ｓを示していることになる。
直流電圧の影響もないので、出力信号Ｅに変動があると
すればそれはゼロ点の変動に起因すると想定され、しか
も、周波数ｆがゼロの点まで外挿すれば、ｆ＝０ではゼ
ロ点の変動がないので、このゼロ周波数でのＥの値が信
号電圧の平均値Ｓを示していることになる。
したがって、周波数ｆがゼロの点から横に引いた線と
補正曲線CVとの偏差Δe01、Δe02、Δe03は各周波数f
1、f2、f3におけるゼロ点のズレを示している。
補正曲線CVとの偏差Δe01、Δe02、Δe03は各周波数f
1、f2、f3におけるゼロ点のズレを示している。
ゼロ補正算出回路21はこのようにしてゼロ補正値Δe
01、Δe02、Δe03を確定してこれを流量演算回路22に出
力する。
01、Δe02、Δe03を確定してこれを流量演算回路22に出
力する。
次に、流量演算回路22はサンプリング回路17の各周波
数f1、f2、f3に対応する出力信号に対してこれ等のゼロ
補正値Δe01、Δe02、Δe03を用いて補正をしてゼロ点
誤差のない流量信号Qf1、Qf2、Qf3として出力端23に出
力する。
数f1、f2、f3に対応する出力信号に対してこれ等のゼロ
補正値Δe01、Δe02、Δe03を用いて補正をしてゼロ点
誤差のない流量信号Qf1、Qf2、Qf3として出力端23に出
力する。
なお、励磁電流における周波数の配列は周波数の高い
順或いは低い順に規則正しく配列する必要はなくランダ
ムな配列でも良く、また各周波数の励磁期間は一定であ
る必要はなく、ランダムでも良い。
順或いは低い順に規則正しく配列する必要はなくランダ
ムな配列でも良く、また各周波数の励磁期間は一定であ
る必要はなく、ランダムでも良い。
さらに、補正曲線CVは線形の最小二乗法で算出する必
要はなく、任意の方法、例えば指数関数を用いる多項式
による算定でも良い。
要はなく、任意の方法、例えば指数関数を用いる多項式
による算定でも良い。
＜発明の効果＞ 以上、実施例と共に具体的に説明したように本発明に
よれば、複数の高周波で励磁している状態でゼロ点の補
正値を各励磁周波数ごとに算定しこれを用いて各周波に
対応する出力信号を補正するようにしたので、高周波で
のゼロ点の変動を低減することができ、さらに外部ノイ
ズの影響が小さくなることから励磁電流の小さい低消費
電力の電磁流量計が実現可能となる。
よれば、複数の高周波で励磁している状態でゼロ点の補
正値を各励磁周波数ごとに算定しこれを用いて各周波に
対応する出力信号を補正するようにしたので、高周波で
のゼロ点の変動を低減することができ、さらに外部ノイ
ズの影響が小さくなることから励磁電流の小さい低消費
電力の電磁流量計が実現可能となる。
第１図は本発明の１実施例の構成を示すブロック図、第
２図は第１図に示す励磁電流の波形を示す波形図、第３
図は第１図に示すゼロ補正産出回路の動作を説明する特
性曲線図である。 10……導管、11、12……検出電極、14……励磁コイル、
15……励磁回路、17……サンプリング回路、18〜20……
平均値演算回路、21……ゼロ補正算出回路、22……流量
演算回路、24……タイミング発生回路。
２図は第１図に示す励磁電流の波形を示す波形図、第３
図は第１図に示すゼロ補正産出回路の動作を説明する特
性曲線図である。 10……導管、11、12……検出電極、14……励磁コイル、
15……励磁回路、17……サンプリング回路、18〜20……
平均値演算回路、21……ゼロ補正算出回路、22……流量
演算回路、24……タイミング発生回路。
Claims (1)
- 【請求項１】複数の周波数が時系列的に配列された励磁
電流を励磁コイルに送出する励磁手段と、各周波数に対
応して発生した各出力信号の平均値を各周波数ごとに算
出する平均値演算手段と、これ等の平均値を用いて前記
各周波数に対応するゼロ点の補正値を算出するゼロ補正
算出手段と、前記各出力信号に対してこれ等の周波数に
対応する前記補正値を用いてゼロ点の補正をして流量信
号を出力する流量演算手段とを具備することを特徴とす
る電磁流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22271990A JP2797673B2 (ja) | 1990-08-24 | 1990-08-24 | 電磁流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22271990A JP2797673B2 (ja) | 1990-08-24 | 1990-08-24 | 電磁流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04104014A JPH04104014A (ja) | 1992-04-06 |
| JP2797673B2 true JP2797673B2 (ja) | 1998-09-17 |
Family
ID=16786838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22271990A Expired - Fee Related JP2797673B2 (ja) | 1990-08-24 | 1990-08-24 | 電磁流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2797673B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003042821A (ja) * | 2001-07-27 | 2003-02-13 | Yokogawa Electric Corp | 電磁流量計及び電磁流量計の信号処理方法 |
| US9182258B2 (en) * | 2011-06-28 | 2015-11-10 | Rosemount Inc. | Variable frequency magnetic flowmeter |
| US11060893B2 (en) * | 2019-09-13 | 2021-07-13 | Micro Motion Inc. | Magnetic flowmeter with flow independent autozero estimation |
-
1990
- 1990-08-24 JP JP22271990A patent/JP2797673B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04104014A (ja) | 1992-04-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |