JP3049811B2 - 電磁流量計 - Google Patents
電磁流量計Info
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- JP3049811B2 JP3049811B2 JP3093759A JP9375991A JP3049811B2 JP 3049811 B2 JP3049811 B2 JP 3049811B2 JP 3093759 A JP3093759 A JP 3093759A JP 9375991 A JP9375991 A JP 9375991A JP 3049811 B2 JP3049811 B2 JP 3049811B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- noise
- flow rate
- excitation
- conversion unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、コミュニケータの接
続可能な電磁流量計に関する。
続可能な電磁流量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般によく知られた電磁流量計は、流れ
る流体を挟み内壁に一対の電極が設けられる流路管と、
前記流体の流れ方向、及び電極の配置方向に直交する方
向に、一定周期の対称波磁界を与える励磁手段と、前記
両電極より流速に比例した信号を検出する流量検出部
と、この出力をディジタル化して取り込み所定の演算を
施し流量を算出し、この算出した流量値をアナログ値に
変換して出力する信号変換部とから構成されている。こ
の種の電磁流量計において、流量検出部よりの出力には
流速に比例した信号、電磁誘導ノイズ、商用電源
ノイズ、電気化学的ノイズ、流体中のスラリーによ
るノイズがある。このうちはもちろん導出を目的とす
る信号であり、は比較的周期的に同じノイズが発生
するので、サンプリング幅や演算式による補償で除去し
やすい。は、突変ノイズでノイズ幅は数１０ｍｓｅｃ
〜１ｓｅｃで大きさは数百ｍＶになる。は流体中のス
ラリーの粒子が電極に衝突したり、電極付近の通過によ
る圧力変化などで生じるもので、パルス状ノイズとな
り、パルスは数ｍｓｅｃ〜１ｓｅｃで大きさは信号成分
の数倍〜数１０倍になる。このやのような突変ノイ
ズに対しては、従来突変ノイズの平均値を比較し、突変
ノイズを除去する方法がとられている。
る流体を挟み内壁に一対の電極が設けられる流路管と、
前記流体の流れ方向、及び電極の配置方向に直交する方
向に、一定周期の対称波磁界を与える励磁手段と、前記
両電極より流速に比例した信号を検出する流量検出部
と、この出力をディジタル化して取り込み所定の演算を
施し流量を算出し、この算出した流量値をアナログ値に
変換して出力する信号変換部とから構成されている。こ
の種の電磁流量計において、流量検出部よりの出力には
流速に比例した信号、電磁誘導ノイズ、商用電源
ノイズ、電気化学的ノイズ、流体中のスラリーによ
るノイズがある。このうちはもちろん導出を目的とす
る信号であり、は比較的周期的に同じノイズが発生
するので、サンプリング幅や演算式による補償で除去し
やすい。は、突変ノイズでノイズ幅は数１０ｍｓｅｃ
〜１ｓｅｃで大きさは数百ｍＶになる。は流体中のス
ラリーの粒子が電極に衝突したり、電極付近の通過によ
る圧力変化などで生じるもので、パルス状ノイズとな
り、パルスは数ｍｓｅｃ〜１ｓｅｃで大きさは信号成分
の数倍〜数１０倍になる。このやのような突変ノイ
ズに対しては、従来突変ノイズの平均値を比較し、突変
ノイズを除去する方法がとられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】電磁流量計に生じる上
記ノイズのうち、突変ノイズは、液体の性質上、上流側
での流体同志の混合などにより、発生頻度、パルスノイ
ズ幅、波形、大きさなどが異なるため、上記した従来方
式のように、平均値と比較するという特定のノイズ処理
方法ではノイズ除去の効果が上がらないこともある。
記ノイズのうち、突変ノイズは、液体の性質上、上流側
での流体同志の混合などにより、発生頻度、パルスノイ
ズ幅、波形、大きさなどが異なるため、上記した従来方
式のように、平均値と比較するという特定のノイズ処理
方法ではノイズ除去の効果が上がらないこともある。
【０００４】この発明は、上記問題点に着目してなされ
たものであって、突変ノイズでもこれをうまく除去し得
る電磁流量計を提供することを目的としている。
たものであって、突変ノイズでもこれをうまく除去し得
る電磁流量計を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用】この発明の電磁
流量計は、流れる流体を挟み内壁に一対の電極が設けら
れる流路管(2) と、前記流体の流れ方向及び電極の配置
方向に直交する方向に、一定周期の対称波磁界を与える
励磁手段(4、6 、7 、8)と、前記両電極より流速に比例
した信号を検出する流量検出部(5) と、この出力をディ
ジタル化して取り込み所定の演算を施し流量を算出し、
この算出した流量値をアナログ値に変換して出力する信
号変換部(10 、11、12、13、14、15) と、この信号変換
部の出力ラインに接続されディジタル信号を重畳し信号
変換部と通信し、信号変換部のパラメータを設定・変更
し、出力信号を表示できるコミュニケータ(20)とを備え
るものにおいて、前記信号変換部に、前記励磁手段の励
磁を０に制御する手段と、予めノイズを低減するための
複数の演算処理方法を記憶しておく記憶手段と、前記ノ
イズを低減するための複数の演算処理方法の１つまたは
組み合わせの演算処理を無励磁状態で実行する手段と、
前記１つまたはいくつかの組み合わせでの実行の演算処
理に対応した信号変換部出力を前記コミュニケータの表
示部に表示させる手段とを特徴的に備えている。
流量計は、流れる流体を挟み内壁に一対の電極が設けら
れる流路管(2) と、前記流体の流れ方向及び電極の配置
方向に直交する方向に、一定周期の対称波磁界を与える
励磁手段(4、6 、7 、8)と、前記両電極より流速に比例
した信号を検出する流量検出部(5) と、この出力をディ
ジタル化して取り込み所定の演算を施し流量を算出し、
この算出した流量値をアナログ値に変換して出力する信
号変換部(10 、11、12、13、14、15) と、この信号変換
部の出力ラインに接続されディジタル信号を重畳し信号
変換部と通信し、信号変換部のパラメータを設定・変更
し、出力信号を表示できるコミュニケータ(20)とを備え
るものにおいて、前記信号変換部に、前記励磁手段の励
磁を０に制御する手段と、予めノイズを低減するための
複数の演算処理方法を記憶しておく記憶手段と、前記ノ
イズを低減するための複数の演算処理方法の１つまたは
組み合わせの演算処理を無励磁状態で実行する手段と、
前記１つまたはいくつかの組み合わせでの実行の演算処
理に対応した信号変換部出力を前記コミュニケータの表
示部に表示させる手段とを特徴的に備えている。
【０００６】突変ノイズは無励磁状態でも発生する。し
たがって、励磁手段を動作させない状態で流量検出部か
らの信号を取込み、予め記憶してあるノイズ処理方法の
いくつかを組み合わせてその演算結果、つまり信号変換
部の出力をコミュニケータの表示部に表示する。この表
示により、ノイズ除去に最も適正な組み合わせを確認す
ることができる。
たがって、励磁手段を動作させない状態で流量検出部か
らの信号を取込み、予め記憶してあるノイズ処理方法の
いくつかを組み合わせてその演算結果、つまり信号変換
部の出力をコミュニケータの表示部に表示する。この表
示により、ノイズ除去に最も適正な組み合わせを確認す
ることができる。
【０００７】以下、実施例によりこの発明をさらに詳細
に説明する。図１は、この発明が実施される電磁流量計
の回路ブロック図である。この電磁流量計は、流路管
２、流路管２の内壁に設けられる一対の電極３ａ、３
ｂ、流体の流方向及び電極の配置方向に何れも直交する
方向に磁界を与える励磁コイル４からなる発信器１と、
電極３ａ、３ｂからの信号を検出し、増幅するアンプ５
ａ、５ｂ、５ｃからなる前置増幅部５と、励磁電流検出
用抵抗器６と、励磁電流方向切替スイッチ７と、励磁電
流用定電流源８と、流速信号／励磁電流信号切替スイッ
チ９と、可変ゲイン増幅器１０と、Ａ／Ｄ変換器１１
と、流量演算や後述するコミュニケータとの通信機能を
有するＣＰＵ１２と、ＲＯＭ／ＲＡＭメモリ１３と、Ｉ
／Ｏインタフェース１４と、Ｄ／Ａ変換器１５とから構
成されている。
に説明する。図１は、この発明が実施される電磁流量計
の回路ブロック図である。この電磁流量計は、流路管
２、流路管２の内壁に設けられる一対の電極３ａ、３
ｂ、流体の流方向及び電極の配置方向に何れも直交する
方向に磁界を与える励磁コイル４からなる発信器１と、
電極３ａ、３ｂからの信号を検出し、増幅するアンプ５
ａ、５ｂ、５ｃからなる前置増幅部５と、励磁電流検出
用抵抗器６と、励磁電流方向切替スイッチ７と、励磁電
流用定電流源８と、流速信号／励磁電流信号切替スイッ
チ９と、可変ゲイン増幅器１０と、Ａ／Ｄ変換器１１
と、流量演算や後述するコミュニケータとの通信機能を
有するＣＰＵ１２と、ＲＯＭ／ＲＡＭメモリ１３と、Ｉ
／Ｏインタフェース１４と、Ｄ／Ａ変換器１５とから構
成されている。
【０００８】図２は同実施例電磁流量計の信号波形を示
しており、信号ＳＷ1a、ＳＷ1bは励磁電流の極性切替信
号であり、（ｃ）の波形は励磁電流、（ｄ）の波形は流
速信号、（ｅ）はサンプリング信号である。（ｆ）はサ
ンプリング信号Ｓ1 、…、Ｓ6 でサンプリングした流速
信号である。今、信号Ｖ1 、Ｖ2 、Ｖ3 、Ｖ4 の４個の
連続信号を取り出し、 Ｖ0 ＝ａＶ1 ＋ｂＶ2 ＋ｃＶ3 ＋ｄＶ4 ……（１）
（ａ、ｂ、ｃ、ｄは定数） の演算を行う。信号Ｖ1 、…、Ｖ4 の中には、流体の
流量に比例する信号電圧、励磁の磁束密度が瞬間的に
変化することに起因して発生する電磁誘導ノイズ電圧、
商用電源に起因する商用周波ノイズ、緩やかに変化
する電気化学的ノイズが含まれるが、ａ、ｂ、ｃ、ｄの
定数を適当な値に選定することにより、上記Ｖ0 は、
の信号電圧のみが得られる。
しており、信号ＳＷ1a、ＳＷ1bは励磁電流の極性切替信
号であり、（ｃ）の波形は励磁電流、（ｄ）の波形は流
速信号、（ｅ）はサンプリング信号である。（ｆ）はサ
ンプリング信号Ｓ1 、…、Ｓ6 でサンプリングした流速
信号である。今、信号Ｖ1 、Ｖ2 、Ｖ3 、Ｖ4 の４個の
連続信号を取り出し、 Ｖ0 ＝ａＶ1 ＋ｂＶ2 ＋ｃＶ3 ＋ｄＶ4 ……（１）
（ａ、ｂ、ｃ、ｄは定数） の演算を行う。信号Ｖ1 、…、Ｖ4 の中には、流体の
流量に比例する信号電圧、励磁の磁束密度が瞬間的に
変化することに起因して発生する電磁誘導ノイズ電圧、
商用電源に起因する商用周波ノイズ、緩やかに変化
する電気化学的ノイズが含まれるが、ａ、ｂ、ｃ、ｄの
定数を適当な値に選定することにより、上記Ｖ0 は、
の信号電圧のみが得られる。
【０００９】しかし、スラリー流体や突発的な電気化学
的変化が存在すると、上記（１）式のみでは除去できな
くなる。もっとも、スラリー流体ノイズや電気化学的ノ
イズは、流量検出部の励磁の有無と無関係に発生するの
で、無励磁にすることにより、逆に上記〜の電圧信
号を除去して測定することができる。したがって、この
実施例では上記（１）式の演算を中止し、Ｖ0 ＝Ｖn と
することによってどんなノイズが発生しているかを調べ
るようにしている。ノイズが特定できればそれに対する
ノイズ低減回路やソフト演算処理を行うことでノイズを
減少させることができる。特定されたノイズに対するノ
イズ低減回路やソフト演算処理は、それぞれすでによく
知られているものを使用すればよい。例えば、電磁誘導
ノイズは、磁界の時間的変化によって発生するものであ
るから、信号のサンプリングを磁界が安定した、即ち励
磁開始後安定と判断できる時間経過後に行う。励磁回路
を定電流化する等の処理を行う。商用周波数ノイズは、
信号に商用周波数成分が混入することにより生ずるもの
であり、低減処理としては、信号のサンプリング時間幅
を商用周波数の整数倍などとしてその平均値をとること
でキャンセルする。サンプリングを商用周波数と同期さ
せれば、整数倍でない場合でも励磁が正方向でも負方向
でも同じ極性で混入するため、正方向のサンプリングデ
ータと負方向のサンプリングデータの差をとって、キャ
ンセルする等の処理を行う。また、電気的化学的ノイズ
は、流体中のイオンと電極金属との間の電気化学的作用
（電池と同じ）によって発生するものであり、サンプリ
ング周期に比べて時間的に緩やかであり、サンプリング
周期間では直線的変化と見なせるので、正方向励磁デー
タと負方向励磁データに加えて、その間の非励磁の部分
のデータもサンプリングし、これらデータに一定の係数
を持たせて演算することにより、低減する。このような
機能、つまりノイズを低減するためのいくつかの処理機
能を電磁流量計に持たせておき、その機能に対する組み
合わせ指令をコミュニケータから行う。コミュニケータ
と電磁流量計とは、図３に示すように、出力ライン１６
にコミュニケータ２０が接続され通信が可能である。ま
た、電磁流量計の信号変換部１７でのノイズ減少処理を
実施した結果をコミュニケータ２０の表示画面上にトレ
ンド表示させ、減少処理効果を確認できる。
的変化が存在すると、上記（１）式のみでは除去できな
くなる。もっとも、スラリー流体ノイズや電気化学的ノ
イズは、流量検出部の励磁の有無と無関係に発生するの
で、無励磁にすることにより、逆に上記〜の電圧信
号を除去して測定することができる。したがって、この
実施例では上記（１）式の演算を中止し、Ｖ0 ＝Ｖn と
することによってどんなノイズが発生しているかを調べ
るようにしている。ノイズが特定できればそれに対する
ノイズ低減回路やソフト演算処理を行うことでノイズを
減少させることができる。特定されたノイズに対するノ
イズ低減回路やソフト演算処理は、それぞれすでによく
知られているものを使用すればよい。例えば、電磁誘導
ノイズは、磁界の時間的変化によって発生するものであ
るから、信号のサンプリングを磁界が安定した、即ち励
磁開始後安定と判断できる時間経過後に行う。励磁回路
を定電流化する等の処理を行う。商用周波数ノイズは、
信号に商用周波数成分が混入することにより生ずるもの
であり、低減処理としては、信号のサンプリング時間幅
を商用周波数の整数倍などとしてその平均値をとること
でキャンセルする。サンプリングを商用周波数と同期さ
せれば、整数倍でない場合でも励磁が正方向でも負方向
でも同じ極性で混入するため、正方向のサンプリングデ
ータと負方向のサンプリングデータの差をとって、キャ
ンセルする等の処理を行う。また、電気的化学的ノイズ
は、流体中のイオンと電極金属との間の電気化学的作用
（電池と同じ）によって発生するものであり、サンプリ
ング周期に比べて時間的に緩やかであり、サンプリング
周期間では直線的変化と見なせるので、正方向励磁デー
タと負方向励磁データに加えて、その間の非励磁の部分
のデータもサンプリングし、これらデータに一定の係数
を持たせて演算することにより、低減する。このような
機能、つまりノイズを低減するためのいくつかの処理機
能を電磁流量計に持たせておき、その機能に対する組み
合わせ指令をコミュニケータから行う。コミュニケータ
と電磁流量計とは、図３に示すように、出力ライン１６
にコミュニケータ２０が接続され通信が可能である。ま
た、電磁流量計の信号変換部１７でのノイズ減少処理を
実施した結果をコミュニケータ２０の表示画面上にトレ
ンド表示させ、減少処理効果を確認できる。
【００１０】
【発明の効果】この発明によれば励磁手段による流量検
出部の励磁を０とするので、一般的には除去しにくい流
体と電極間の電気化学的またはスラリーノイズに限定さ
れた信号が検出でき、コミュニケータに表示されるの
で、ノイズ減少演算処理効果が確認容易となる。
出部の励磁を０とするので、一般的には除去しにくい流
体と電極間の電気化学的またはスラリーノイズに限定さ
れた信号が検出でき、コミュニケータに表示されるの
で、ノイズ減少演算処理効果が確認容易となる。
【００１１】
【００１２】
【図１】この発明が実施される電磁流量計の構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【００１３】
【図２】同電磁流量計の各部の信号波形を示す図であ
る。
る。
【００１４】
【図３】電磁流量計本体部にコミュニケータを接続した
状態を示すブロック図である。
状態を示すブロック図である。
【００１５】
２ 流路管 ３ａ・３ｂ 電極 ４ 励磁コイル ８ 励磁電流用定電流源 １１ Ａ／Ｄ変換器 １２ ＣＰＵ １５ Ｄ／Ａ変換器 ２０ コミュニケータ
Claims (1)
- 【請求項１】流れる流体を挟み内壁に一対の電極が設け
られる流路管(2) と、前記流体の流れ方向及び電極の配
置方向に直交する方向に、一定周期の対称波磁界を与え
る励磁手段(4、6 、7 、8)と、前記両電極より流速に比
例した信号を検出する流量検出部(5) と、この出力をデ
ィジタル化して取り込み所定の演算を施し流量を算出
し、この算出した流量値をアナログ値に変換して出力す
る信号変換部(10 、11、12、13、14、15) と、この信号
変換部の出力ラインに接続されディジタル信号を重畳し
信号変換部と通信し、信号変換部のパラメータを設定・
変更し、出力信号を表示できるコミュニケータ(20)とを
備える電磁流量計において、 前記信号変換部に、前記励磁手段の励磁を０に制御する
手段と、予めノイズを低減するための複数の演算処理方
法を記憶しておく記憶手段と、前記ノイズを低減するた
めの複数の演算処理方法の１つまたは組み合わせの演算
処理を無励磁状態で実行する手段と、前記１つまたはい
くつかの組み合わせでの実行の演算処理に対応した信号
変換部出力を前記コミュニケータの表示部に表示させる
手段とを備えたことを特徴とする電磁流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3093759A JP3049811B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 電磁流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3093759A JP3049811B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 電磁流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04303712A JPH04303712A (ja) | 1992-10-27 |
| JP3049811B2 true JP3049811B2 (ja) | 2000-06-05 |
Family
ID=14091363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3093759A Expired - Lifetime JP3049811B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 電磁流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3049811B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7637169B2 (en) * | 2008-01-25 | 2009-12-29 | Rosemount, Inc. | Flangeless magnetic flowmeter with integrated retention collar, valve seat and liner protector |
-
1991
- 1991-03-29 JP JP3093759A patent/JP3049811B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04303712A (ja) | 1992-10-27 |
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