JP3054124B2 - 磁気誘導型流量測定方法および磁気誘導型流量計 - Google Patents
磁気誘導型流量測定方法および磁気誘導型流量計Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被測定導電性液体
を案内するための測定管を備えた磁気誘導型流量計に関
する。
を案内するための測定管を備えた磁気誘導型流量計に関
する。
【０００２】
【従来の技術】刊行物“Ｍｅａｓ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎ
ｏｌ．”，Ｂｄ．７，１９９６，ｐｐ．３５４−３５７
には、次のような磁気誘導型流量計が記載されている。
この磁気誘導型流量計は、測定管を有し、この測定管に
は動作中に被測定導電性液体が流動し、測定管の直径
（以下、磁界直径と称する）に配置されたただ１つ手段
ペアを有し、該手段ペアは磁界直径方向に空間的に均質
な磁界を形成するためのものであり、第１および第２の
電極からなる第１の電極ペアを有し、該電極ペアには動
作中に第１の電極電圧が発生し、第３および第４の電極
からなる第２の電極ペアを有し、該電極ペアには動作中
に第２の電極電圧が発生し、第５および第６の電極から
成る第３の電極ペアを有し、該電極ペアには動作中に第
３の電極電圧が発生し、前記電極は前記液体に接し、前
記第１の電極ペアは測定管の第１の直径（以下、第１の
電極直径と称する）に配置されており、該第１の電極直
径は磁界直径と９０゜の角度を形成し、前記第２の電極
ペアは測定管の第２の直径（以下、第２の電極直径と称
する）に配置されており、該第２の電極直径は第１の電
極直径と４５゜の角度を形成し、前記第３の電極ペアは
測定管の第３の直径（以下、第３の電極直径と称する）
に配置されており、該第３の電極直径は第２の電極直径
と９０゜の角度を形成し、電極電圧を処理するための測
定回路を有している。
ｏｌ．”，Ｂｄ．７，１９９６，ｐｐ．３５４−３５７
には、次のような磁気誘導型流量計が記載されている。
この磁気誘導型流量計は、測定管を有し、この測定管に
は動作中に被測定導電性液体が流動し、測定管の直径
（以下、磁界直径と称する）に配置されたただ１つ手段
ペアを有し、該手段ペアは磁界直径方向に空間的に均質
な磁界を形成するためのものであり、第１および第２の
電極からなる第１の電極ペアを有し、該電極ペアには動
作中に第１の電極電圧が発生し、第３および第４の電極
からなる第２の電極ペアを有し、該電極ペアには動作中
に第２の電極電圧が発生し、第５および第６の電極から
成る第３の電極ペアを有し、該電極ペアには動作中に第
３の電極電圧が発生し、前記電極は前記液体に接し、前
記第１の電極ペアは測定管の第１の直径（以下、第１の
電極直径と称する）に配置されており、該第１の電極直
径は磁界直径と９０゜の角度を形成し、前記第２の電極
ペアは測定管の第２の直径（以下、第２の電極直径と称
する）に配置されており、該第２の電極直径は第１の電
極直径と４５゜の角度を形成し、前記第３の電極ペアは
測定管の第３の直径（以下、第３の電極直径と称する）
に配置されており、該第３の電極直径は第２の電極直径
と９０゜の角度を形成し、電極電圧を処理するための測
定回路を有している。
【０００３】前記形式の電磁誘導型流量計によって流量
測定の精度が、従来の磁気誘導型流量計に対して改善さ
れ、流動側面が非回転対称であっても可能である。
測定の精度が、従来の磁気誘導型流量計に対して改善さ
れ、流動側面が非回転対称であっても可能である。
【０００４】非回転対称の流動側面は、２つの電極しか
有していない従来の磁気誘導型流量計では通常は、前置
された直線管部分、いわゆる流入区間によって再び回転
対称にしていた。しかし流入区間の長さ、およびひいて
はそれにかかる製造コストは、公称幅が大きくなればな
るほど飛躍的に上昇する。前記の構成によって流入区間
の長さが低減される。
有していない従来の磁気誘導型流量計では通常は、前置
された直線管部分、いわゆる流入区間によって再び回転
対称にしていた。しかし流入区間の長さ、およびひいて
はそれにかかる製造コストは、公称幅が大きくなればな
るほど飛躍的に上昇する。前記の構成によって流入区間
の長さが低減される。
【０００５】しかしこの改善手段はしばしば十分ではな
い。とりわけ、１％以下の測定誤差に相当する高精度を
達成すべき場合には十分でない。
い。とりわけ、１％以下の測定誤差に相当する高精度を
達成すべき場合には十分でない。
【０００６】前の刊行物のｐｐ．３５８−３６０では、
ただ１つの空間的に均質な磁界を有する磁気誘導型流量
計に対する精度向上が、前記磁界に対して垂直の第２の
空間的に均質な磁界によって達成されている。
ただ１つの空間的に均質な磁界を有する磁気誘導型流量
計に対する精度向上が、前記磁界に対して垂直の第２の
空間的に均質な磁界によって達成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、１％
以下の測定誤差領域において測定精度を適当なコストで
さらに改善し、しかも第２の磁界を形成するために必要
な装置コストを不要にすることである。
以下の測定誤差領域において測定精度を適当なコストで
さらに改善し、しかも第２の磁界を形成するために必要
な装置コストを不要にすることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によ
り、導電液体の容積流量を、磁気誘導型流量計を用いて
測定する方法であって、前記磁気誘導型流量計は測定管
を有し、該測定管には動作中に液体が通流し、該測定管
の、液体と接する内側は絶縁性に構成されており、測定
管の外囲表面に測定管の直径（以下、磁界直径と称す
る）で配置されたただ１つの手段ペアを有し、該手段ペ
アは均質直径の方向に空間的に均質な磁界を形成するた
めの手段であり、第１および第２の電極からなる第１の
電極ペアを有し、該第１の電極ペアには動作時に第１の
電極電圧が発生し、第３および第４の電極からなる第２
の電極ペアを有し、該第２の電極ペアには動作時に第２
の電極電圧が発生し、第５および第６の電極からなる第
３の電極ペアを有し、該第３の電極ペアには動作時に第
３の電極電圧が発生し、前記電極は点状面よりも大きい
有限面を有し、前記液体に接し、第１の電極ペアは測定
管の第１の直径（以下、第１の電極直径と称する）に配
置され、該第１の電極直径は磁界直径と９０゜の角度を
形成し、第２の電極ペアは測定管の第２の直径（以下、
第２の電極直径と称する）に配置され、該第２の電極直
径は第１の電極直径と約４５゜の角度を形成し、第３の
電極ペアは測定管の第３の直径（以下、第３の電極直径
と称する）に配置され、該第３の電極直径は第２の電極
直径と約９０゜の角度を形成し、磁界形成手段に電流
（ｉ）を給電するための励磁回路（５）を有し、電極電
圧を処理するための測定回路を有する形式の方法におい
て、第２の電極電圧の０．１倍から０．７倍の成分と、
第３の電極電圧の、前記０．１倍から０．７倍と同じで
ある成分と、第１の電極電圧とを測定回路により加算し
て、容積流量に比例する信号を形成する、ように構成し
て解決される。
り、導電液体の容積流量を、磁気誘導型流量計を用いて
測定する方法であって、前記磁気誘導型流量計は測定管
を有し、該測定管には動作中に液体が通流し、該測定管
の、液体と接する内側は絶縁性に構成されており、測定
管の外囲表面に測定管の直径（以下、磁界直径と称す
る）で配置されたただ１つの手段ペアを有し、該手段ペ
アは均質直径の方向に空間的に均質な磁界を形成するた
めの手段であり、第１および第２の電極からなる第１の
電極ペアを有し、該第１の電極ペアには動作時に第１の
電極電圧が発生し、第３および第４の電極からなる第２
の電極ペアを有し、該第２の電極ペアには動作時に第２
の電極電圧が発生し、第５および第６の電極からなる第
３の電極ペアを有し、該第３の電極ペアには動作時に第
３の電極電圧が発生し、前記電極は点状面よりも大きい
有限面を有し、前記液体に接し、第１の電極ペアは測定
管の第１の直径（以下、第１の電極直径と称する）に配
置され、該第１の電極直径は磁界直径と９０゜の角度を
形成し、第２の電極ペアは測定管の第２の直径（以下、
第２の電極直径と称する）に配置され、該第２の電極直
径は第１の電極直径と約４５゜の角度を形成し、第３の
電極ペアは測定管の第３の直径（以下、第３の電極直径
と称する）に配置され、該第３の電極直径は第２の電極
直径と約９０゜の角度を形成し、磁界形成手段に電流
（ｉ）を給電するための励磁回路（５）を有し、電極電
圧を処理するための測定回路を有する形式の方法におい
て、第２の電極電圧の０．１倍から０．７倍の成分と、
第３の電極電圧の、前記０．１倍から０．７倍と同じで
ある成分と、第１の電極電圧とを測定回路により加算し
て、容積流量に比例する信号を形成する、ように構成し
て解決される。
【０００９】また本発明の磁気誘導型流量計では、測定
管を有し、該測定管には動作中に液体が通流し、該測定
管の、液体と接する内側は絶縁性に構成されており、測
定管の外囲表面に測定管の直径（以下、磁界直径と称す
る）で配置されたただ１つの手段ペアを有し、該手段ペ
アは均質直径の方向に空間的に均質な磁界を形成するた
めの手段であり、第１および第２の電極からなる第１の
電極ペアを有し、該第１の電極ペアには動作時に第１の
電極電圧が発生し、第３および第４の電極からなる第２
の電極ペアを有し、該第２の電極ペアには動作時に第２
の電極電圧が発生し、第５および第６の電極からなる第
３の電極ペアを有し、該第３の電極ペアには動作時に第
３の電極電圧が発生し、前記電極は点状面よりも大きい
有限面を有し、前記液体に接し、第１の電極ペアは測定
管の第１の直径（以下、第１の電極直径と称する）に配
置され、該第１の電極直径は磁界直径と９０゜の角度を
形成し、第２の電極ペアは測定管の第２の直径（以下、
第２の電極直径と称する）に配置され、該第２の電極直
径は第１の電極直径と約４５゜の角度を形成し、第３の
電極ペアは測定管の第３の直径（以下、第３の電極直径
と称する）に配置され、該第３の電極直径は第２の電極
直と約９０゜の角度を形成し、磁界形成手段に電流を給
電するための励磁回路を有し、電極電圧を処理するため
の測定回路を有し、該測定回路は、第１，第２および第
３の入力側を備えた加算段と、第１および第２の入力側
並びに出力側を備えた第１の乗算段と、第１および第２
の入力側並びに出力側を備えた第２の乗算段とを有し、
前記測定回路では、第１の電極電圧が加算段の第１の入
力側に結合され、第２の電極電圧が第１の乗算段の第１
の入力側に結合され、第３の電極電圧が第２の乗算段の
第１の入力側に結合され、第１の乗算段の第２の入力側
および第２の乗算段の第２の入力側には、乗算係数ｆを
表す乗算信号が供給され、該乗算係数は０．１から０．
７の間にあり、加算段の出力側は容積流量に比例する信
号を送出するように構成される。
管を有し、該測定管には動作中に液体が通流し、該測定
管の、液体と接する内側は絶縁性に構成されており、測
定管の外囲表面に測定管の直径（以下、磁界直径と称す
る）で配置されたただ１つの手段ペアを有し、該手段ペ
アは均質直径の方向に空間的に均質な磁界を形成するた
めの手段であり、第１および第２の電極からなる第１の
電極ペアを有し、該第１の電極ペアには動作時に第１の
電極電圧が発生し、第３および第４の電極からなる第２
の電極ペアを有し、該第２の電極ペアには動作時に第２
の電極電圧が発生し、第５および第６の電極からなる第
３の電極ペアを有し、該第３の電極ペアには動作時に第
３の電極電圧が発生し、前記電極は点状面よりも大きい
有限面を有し、前記液体に接し、第１の電極ペアは測定
管の第１の直径（以下、第１の電極直径と称する）に配
置され、該第１の電極直径は磁界直径と９０゜の角度を
形成し、第２の電極ペアは測定管の第２の直径（以下、
第２の電極直径と称する）に配置され、該第２の電極直
径は第１の電極直径と約４５゜の角度を形成し、第３の
電極ペアは測定管の第３の直径（以下、第３の電極直径
と称する）に配置され、該第３の電極直径は第２の電極
直と約９０゜の角度を形成し、磁界形成手段に電流を給
電するための励磁回路を有し、電極電圧を処理するため
の測定回路を有し、該測定回路は、第１，第２および第
３の入力側を備えた加算段と、第１および第２の入力側
並びに出力側を備えた第１の乗算段と、第１および第２
の入力側並びに出力側を備えた第２の乗算段とを有し、
前記測定回路では、第１の電極電圧が加算段の第１の入
力側に結合され、第２の電極電圧が第１の乗算段の第１
の入力側に結合され、第３の電極電圧が第２の乗算段の
第１の入力側に結合され、第１の乗算段の第２の入力側
および第２の乗算段の第２の入力側には、乗算係数ｆを
表す乗算信号が供給され、該乗算係数は０．１から０．
７の間にあり、加算段の出力側は容積流量に比例する信
号を送出するように構成される。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の測定回路の有利な実施例
では、測定回路において、第１の電極電圧が、出力側を
備えた第１の減結合増幅器の入力側に供給され、第２の
電極電圧が、出力側を備えた第２の減結合増幅器の入力
側に供給され、第３の電極電圧が、出力側を備えた第３
の減結合増幅器の入力側に供給され、前記減結合増幅器
は同じ増幅係数を有しており、第１の減結合増幅器の出
力側は、抵抗値Ｒを有する第１の抵抗を介して差動増幅
器の反転入力側に接続されており、該差動増幅器の非反
転入力側は回路ゼロ点に接続されており、該差動増幅器
の出力側は、抵抗値Ｒを有する第２の抵抗を介して反転
入力側に接続されており、該差動増幅器は容積流量に比
例する信号を送出し、第２の減結合増幅器の出力側は、
抵抗値Ｒ／ｆを有する第３の抵抗を介して差動増幅器の
反転入力側に接続されており、第３の減結合増幅器の出
力側は、抵抗値Ｒ／ｆを有する第４の抵抗を介して差動
増幅器の反転入力側に接続されているように構成され
る。
では、測定回路において、第１の電極電圧が、出力側を
備えた第１の減結合増幅器の入力側に供給され、第２の
電極電圧が、出力側を備えた第２の減結合増幅器の入力
側に供給され、第３の電極電圧が、出力側を備えた第３
の減結合増幅器の入力側に供給され、前記減結合増幅器
は同じ増幅係数を有しており、第１の減結合増幅器の出
力側は、抵抗値Ｒを有する第１の抵抗を介して差動増幅
器の反転入力側に接続されており、該差動増幅器の非反
転入力側は回路ゼロ点に接続されており、該差動増幅器
の出力側は、抵抗値Ｒを有する第２の抵抗を介して反転
入力側に接続されており、該差動増幅器は容積流量に比
例する信号を送出し、第２の減結合増幅器の出力側は、
抵抗値Ｒ／ｆを有する第３の抵抗を介して差動増幅器の
反転入力側に接続されており、第３の減結合増幅器の出
力側は、抵抗値Ｒ／ｆを有する第４の抵抗を介して差動
増幅器の反転入力側に接続されているように構成され
る。
【００１１】驚くべきことには発明者は、第２の電極電
圧と第３の電極電圧とは、第２の電極直径ないしは第３
の電極直径がただ１つの磁界と交差する角度が約＋４５
゜ないしは−４５゜であるためすでに第１の電極電圧よ
りも小さいのであるが、さらに第２の電極電圧と第３の
電極電圧を０．１から０．７倍に低減すると上記課題が
解決されることを発見した。
圧と第３の電極電圧とは、第２の電極直径ないしは第３
の電極直径がただ１つの磁界と交差する角度が約＋４５
゜ないしは−４５゜であるためすでに第１の電極電圧よ
りも小さいのであるが、さらに第２の電極電圧と第３の
電極電圧を０．１から０．７倍に低減すると上記課題が
解決されることを発見した。
【００１２】本発明の利点は、測定精度が、流動側面が
非回転対称であっても、磁界が空間的に不均質であって
も（実際はほとんど常に発生する）改善されることであ
る。このような非回転対称流動側面は、例えば導管の絞
り、弁、コック、ゲート、湾曲部の後方に発生する。従
って本発明では、前記の流入区間が格段に短縮され、省
略されることもある。
非回転対称であっても、磁界が空間的に不均質であって
も（実際はほとんど常に発生する）改善されることであ
る。このような非回転対称流動側面は、例えば導管の絞
り、弁、コック、ゲート、湾曲部の後方に発生する。従
って本発明では、前記の流入区間が格段に短縮され、省
略されることもある。
【００１３】
【実施例】図１には概略的に、磁気誘導型流量計の測定
値検出部の重要な個々の部材が示されている。ここで測
定管１は測定すべき導電性液体を案内するためのもので
ある。
値検出部の重要な個々の部材が示されている。ここで測
定管１は測定すべき導電性液体を案内するためのもので
ある。
【００１４】この測定管１は液体に接するその内側では
絶縁性に構成されている。すなわち、測定管１自体が完
全に絶縁材料、例えば焼結セラミック、有利には酸化ア
ルミニウムセラミックからなるか、または樹脂、例えば
硬質ゴムからなるようにする。
絶縁性に構成されている。すなわち、測定管１自体が完
全に絶縁材料、例えば焼結セラミック、有利には酸化ア
ルミニウムセラミックからなるか、または樹脂、例えば
硬質ゴムからなるようにする。
【００１５】または、測定管１が非強磁性金属管、例え
ばステンレス鋼菅からなり、内側を適切な人工樹脂から
なる絶縁層により被覆する。この人工樹脂は例えば硬質
ゴム、軟質ゴム、またはポリフルオレチレン、有利には
ポリテトラフルオレチレンである。この被覆部に機械的
な増強手段、例えば金属格子を埋め込むことができる。
ばステンレス鋼菅からなり、内側を適切な人工樹脂から
なる絶縁層により被覆する。この人工樹脂は例えば硬質
ゴム、軟質ゴム、またはポリフルオレチレン、有利には
ポリテトラフルオレチレンである。この被覆部に機械的
な増強手段、例えば金属格子を埋め込むことができる。
【００１６】測定管１の外側金属層には、測定管１の直
径に配置されたただ１つの磁界形成手段ペアが設けられ
ている。この手段ペアは、直径方向に延在する磁界を形
成するためのものである。この磁界は空間的に不均質で
ある。
径に配置されたただ１つの磁界形成手段ペアが設けられ
ている。この手段ペアは、直径方向に延在する磁界を形
成するためのものである。この磁界は空間的に不均質で
ある。
【００１７】磁界形成手段は、第１のコイル２１および
第２のコイル２２からなるただ１つのコイルペアと、第
１のコイルコア２３と第２のコイルコア２４からなるた
だ１つのコイルコアペアと、第１のポールシュー２５お
よび第２のポールシュー２６からなるポールシューペア
と、コイル２１，２２に電流ｉを給電するために用いる
励磁回路５を有する。コイル２１と２２は同相に直列接
続されている。
第２のコイル２２からなるただ１つのコイルペアと、第
１のコイルコア２３と第２のコイルコア２４からなるた
だ１つのコイルコアペアと、第１のポールシュー２５お
よび第２のポールシュー２６からなるポールシューペア
と、コイル２１，２２に電流ｉを給電するために用いる
励磁回路５を有する。コイル２１と２２は同相に直列接
続されている。
【００１８】ポールシュー２５，２６は、中央孔部を有
する扁平軟磁性板であり、コイルコア２３，２４は軟磁
性スリーブである。従って必要に応じてポールシューご
とに別の電極を測定管１に配置することができる。
する扁平軟磁性板であり、コイルコア２３，２４は軟磁
性スリーブである。従って必要に応じてポールシューご
とに別の電極を測定管１に配置することができる。
【００１９】図１に示された位置が磁気誘導型流量計の
組込位置であるなら、ポールシュー２６の孔部に配置さ
れた別の電極が回路ゼロ点との接続に用いられる。
組込位置であるなら、ポールシュー２６の孔部に配置さ
れた別の電極が回路ゼロ点との接続に用いられる。
【００２０】さらに図１に示された位置が磁気誘導型流
量計の組込位置であれば、ポールシュー２５の孔部に配
置された別の電極を、測定管１が完全に被測定液体によ
って満たされているか否かの監視に用いることができ
る。
量計の組込位置であれば、ポールシュー２５の孔部に配
置された別の電極を、測定管１が完全に被測定液体によ
って満たされているか否かの監視に用いることができ
る。
【００２１】電流ｉは、磁気誘導型流量計で通常の経過
を有することができる。従って電流ｉは例えば双極直
流、またはパルス状または連続的交流とすることができ
る。
を有することができる。従って電流ｉは例えば双極直
流、またはパルス状または連続的交流とすることができ
る。
【００２２】上に述べた直流または交流を形成するため
の回路として、磁気誘導型流量計では通常の、従来技術
に記載された回路が適する。従ってその詳細の説明はこ
こでは省略する。
の回路として、磁気誘導型流量計では通常の、従来技術
に記載された回路が適する。従ってその詳細の説明はこ
こでは省略する。
【００２３】コイルペア、コイルコアペア、およびポー
ルシューペアは同じ軸線を有し、この軸線は同時に測定
管１の直径でもある。この直径を以下、磁界直径３と称
する。
ルシューペアは同じ軸線を有し、この軸線は同時に測定
管１の直径でもある。この直径を以下、磁界直径３と称
する。
【００２４】磁気誘導型流量計では通常のように、コイ
ルコア２３，２４は強磁性（実施例で前提とされるよう
に）または軟磁性とすることができる。磁気回路は相応
の遮蔽板６によって閉じられている。
ルコア２３，２４は強磁性（実施例で前提とされるよう
に）または軟磁性とすることができる。磁気回路は相応
の遮蔽板６によって閉じられている。
【００２５】測定管１にはさらに、第１および第２の電
極４１，４２の第１電極ペア、第３および第４の電極４
３，４４の第２電極ペア、並びに第５および第６の電極
４５，４６の第３電極ペアが配置されている。各電極
は、点状の面よりも大きく液体と接し、測定管１の壁に
液体密に固定されている。
極４１，４２の第１電極ペア、第３および第４の電極４
３，４４の第２電極ペア、並びに第５および第６の電極
４５，４６の第３電極ペアが配置されている。各電極
は、点状の面よりも大きく液体と接し、測定管１の壁に
液体密に固定されている。
【００２６】第１の電極ペアの２つの電極４１，４２は
測定管１の直径に配置されている。この直径を以下、第
１の電極直径４１と称する。第２の電極ペアの２つの電
極４３，４４は測定管１の直径に配置されており、この
直径を以下、第２電極直径４２と称する。第３電極ペア
の２つの電極４５，４６は測定管１の直径に配置されて
おり、この直径を以下、第３電極直径４３と称する。
測定管１の直径に配置されている。この直径を以下、第
１の電極直径４１と称する。第２の電極ペアの２つの電
極４３，４４は測定管１の直径に配置されており、この
直径を以下、第２電極直径４２と称する。第３電極ペア
の２つの電極４５，４６は測定管１の直径に配置されて
おり、この直径を以下、第３電極直径４３と称する。
【００２７】第１電極直径４１は磁界直径３と９０゜の
角度を成す。第２電極直径４２は第１電極直径４１と４
５゜の角度を成し、第３電極直径４３と９０゜の角度を
成す。後者２つの角度は正確に保持する必要はなく、例
えば約１０％これから偏差することができる。この場
合、下で詳しく説明する乗算係数ｆの、正確に４５゜ま
たは９０゜に対して当てはまる値は僅かにこれから異な
って選択される。
角度を成す。第２電極直径４２は第１電極直径４１と４
５゜の角度を成し、第３電極直径４３と９０゜の角度を
成す。後者２つの角度は正確に保持する必要はなく、例
えば約１０％これから偏差することができる。この場
合、下で詳しく説明する乗算係数ｆの、正確に４５゜ま
たは９０゜に対して当てはまる値は僅かにこれから異な
って選択される。
【００２８】図２には、本発明で適用される測定回路の
基本ブロック回路図が示されている。この回路は電極電
圧Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３の処理に用いる。
基本ブロック回路図が示されている。この回路は電極電
圧Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３の処理に用いる。
【００２９】第１電極電圧Ｕ１は第１の減結合増幅器１
１の入力側に供給される。すなわち第１の入力側が第１
の電極４１と、第２の入力側が第２の電極４２と接続さ
れている。
１の入力側に供給される。すなわち第１の入力側が第１
の電極４１と、第２の入力側が第２の電極４２と接続さ
れている。
【００３０】第２電極電圧Ｕ２は第２の減結合増幅器１
２の入力側に供給される。すなわち第１の入力側は第３
の電極４３と、第２の入力側が第４の電極４４と接続さ
れている。
２の入力側に供給される。すなわち第１の入力側は第３
の電極４３と、第２の入力側が第４の電極４４と接続さ
れている。
【００３１】第３電極電圧Ｕ３は第３の減結合増幅器１
３の入力側に供給される。すなわち第１の入力側が第５
の電極４５と、第２の入力側が第６の電極４６と接続さ
れている。
３の入力側に供給される。すなわち第１の入力側が第５
の電極４５と、第２の入力側が第６の電極４６と接続さ
れている。
【００３２】第１の乗算段８の第１の入力側は第２の減
結合増幅器１２の出力側に接続されている。第１の乗算
段８の第２の入力側には、乗算係数ｆを表す乗算信号Ｆ
が供給される。乗算係数ｆは０．１から０．７の間にあ
る。
結合増幅器１２の出力側に接続されている。第１の乗算
段８の第２の入力側には、乗算係数ｆを表す乗算信号Ｆ
が供給される。乗算係数ｆは０．１から０．７の間にあ
る。
【００３３】加算段７の第１入力側は第１の減結合増幅
器１１の出力側と接続されており、加算段７の第２入力
側は第１の乗算段８の出力側と接続されており、加算段
７の第３入力側は第２乗算段９の出力側と接続されてい
る。
器１１の出力側と接続されており、加算段７の第２入力
側は第１の乗算段８の出力側と接続されており、加算段
７の第３入力側は第２乗算段９の出力側と接続されてい
る。
【００３４】３つの減結合増幅器１１，１２，１３は同
じ増幅率を有する。すなわちできるだけ相互に同じよう
に構成されている。加算段７の出力側は、容積流量に比
例する信号ｖを送出する。
じ増幅率を有する。すなわちできるだけ相互に同じよう
に構成されている。加算段７の出力側は、容積流量に比
例する信号ｖを送出する。
【００３５】図３は、測定回路の有利な実現を示すブロ
ック回路図である。ここでも３つの減結合増幅器１１，
１２，１３はできるだけ同じように構成される。
ック回路図である。ここでも３つの減結合増幅器１１，
１２，１３はできるだけ同じように構成される。
【００３６】第１の減結合増幅器１１の出力側は、抵抗
値Ｒを有する第１の抵抗Ｗ１を介して差動増幅器１０の
反転入力側に接続されている。差動増幅器の非反転入力
側は回路ゼロ点ＳＮに接続されている。差動増幅器１０
の出力側は抵抗値Ｒを有する第２の抵抗Ｗ２を介してそ
の反転入力側に接続されており、容積流量に比例する信
号を送出する。
値Ｒを有する第１の抵抗Ｗ１を介して差動増幅器１０の
反転入力側に接続されている。差動増幅器の非反転入力
側は回路ゼロ点ＳＮに接続されている。差動増幅器１０
の出力側は抵抗値Ｒを有する第２の抵抗Ｗ２を介してそ
の反転入力側に接続されており、容積流量に比例する信
号を送出する。
【００３７】第２の減結合増幅器１２の出力側は抵抗値
Ｒ／ｆを有する第３の抵抗Ｗ３を介して、また第３の減
結合増幅器１３の出力側は抵抗値Ｒ／ｆを有する第４の
抵抗を介して差動増幅器１０の反転入力側に接続されて
いる。抵抗値Ｒ／ｆは従ってｆの逆数と乗算される。
Ｒ／ｆを有する第３の抵抗Ｗ３を介して、また第３の減
結合増幅器１３の出力側は抵抗値Ｒ／ｆを有する第４の
抵抗を介して差動増幅器１０の反転入力側に接続されて
いる。抵抗値Ｒ／ｆは従ってｆの逆数と乗算される。
【００３８】図３の実施例では、差動増幅器１０の反転
入力側が図２の加算段に相当する。この加算段はここで
は単に加算接続点として示されている。
入力側が図２の加算段に相当する。この加算段はここで
は単に加算接続点として示されている。
【００３９】図２および図３の説明は、電極電圧Ｕ１，
Ｕ２，Ｕ３がアナログ電圧であるからこれらがアナログ
で処理されることを前提としている。従って回路部分
８，９，１０，１１，１２，１３はアナログ回路であ
る。しかしこのことは必要ではない。電極電圧Ｕ１，Ｕ
２，Ｕ３をデジタル処理することもできる。
Ｕ２，Ｕ３がアナログ電圧であるからこれらがアナログ
で処理されることを前提としている。従って回路部分
８，９，１０，１１，１２，１３はアナログ回路であ
る。しかしこのことは必要ではない。電極電圧Ｕ１，Ｕ
２，Ｕ３をデジタル処理することもできる。
【００４０】図４は、図２の測定回路の有利な発展形態
をブロック回路図で示す。この改善実施例は原則的に、
適切な減結合増幅器１１１，１１２，１１３，１１４，
１１５，１１６が相応する電極４１，４２，４３，４
４，４５，４６に配属されていることを前提とする。こ
れら減結合増幅器の出力信号がアナログ／デジタル変換
されて初めて、デジタル信号がこれまで説明した本発明
の基本原理に従ってデジタルで処理される。
をブロック回路図で示す。この改善実施例は原則的に、
適切な減結合増幅器１１１，１１２，１１３，１１４，
１１５，１１６が相応する電極４１，４２，４３，４
４，４５，４６に配属されていることを前提とする。こ
れら減結合増幅器の出力信号がアナログ／デジタル変換
されて初めて、デジタル信号がこれまで説明した本発明
の基本原理に従ってデジタルで処理される。
【００４１】減結合増幅器１１１，１１２，１１３，１
１４，１１５，１１６は演算増幅器であり、これらの非
反転入力側はそれそれ相応する電極４１，４２，４３，
４４，４５，４６と接続されている。一方反転入力側は
それそれ回路ゼロ点ＳＮに接続されている。減結合増幅
器１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１６は
同じ増幅率を有し、従ってできるだけ相互に同じに構成
されている。
１４，１１５，１１６は演算増幅器であり、これらの非
反転入力側はそれそれ相応する電極４１，４２，４３，
４４，４５，４６と接続されている。一方反転入力側は
それそれ回路ゼロ点ＳＮに接続されている。減結合増幅
器１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１６は
同じ増幅率を有し、従ってできるだけ相互に同じに構成
されている。
【００４２】各減結合増幅器１１１，１１２，１１３，
１１４，１１５，１１６にはアナログ／デジタル変換器
１２１，１２２，１２３，１２４，１２５，１２６が後
置接続されている。これら変換器の信号入力側は相応す
る減結合増幅器の出力側と接続されており、場合により
破線で示したようにそれそれ１つの増幅器１３１，１３
２，１３３，１３４，１３５，１３６が中間接続されて
いる。
１１４，１１５，１１６にはアナログ／デジタル変換器
１２１，１２２，１２３，１２４，１２５，１２６が後
置接続されている。これら変換器の信号入力側は相応す
る減結合増幅器の出力側と接続されており、場合により
破線で示したようにそれそれ１つの増幅器１３１，１３
２，１３３，１３４，１３５，１３６が中間接続されて
いる。
【００４３】第１の減算器１７がアナログ／デジタル変
換器１２１，１２２のそれぞれの出力側に後置接続され
ている。従って例えば減算器１７の被減数入力側はアナ
ログ／デジタル変換器１２１の出力側と接続され、その
減数入力側はアナログ／デジタル変換器１２２の出力側
と接続されている。
換器１２１，１２２のそれぞれの出力側に後置接続され
ている。従って例えば減算器１７の被減数入力側はアナ
ログ／デジタル変換器１２１の出力側と接続され、その
減数入力側はアナログ／デジタル変換器１２２の出力側
と接続されている。
【００４４】第２の減算器１８がアナログ／デジタル変
換器１２３，１２４のそれぞれの出力側に後置接続され
ている。従って例えば、減算器１８の被減数入力側はア
ナログ／デジタル変換器１２３の出力側と接続され、そ
の減数入力側はアナログ／デジタル変換器１２４の出力
側と接続されている。
換器１２３，１２４のそれぞれの出力側に後置接続され
ている。従って例えば、減算器１８の被減数入力側はア
ナログ／デジタル変換器１２３の出力側と接続され、そ
の減数入力側はアナログ／デジタル変換器１２４の出力
側と接続されている。
【００４５】第３の減算器１９がアナログ／デジタル変
換器１２５，１２６のそれそれの出力側に後置接続され
ている。従って例えば減算器１９の被減数入力側はアナ
ログ／デジタル変換器１２５の出力側と接続され、その
減数入力側はアナログ／デジタル変換器１２６の出力側
と接続されている。
換器１２５，１２６のそれそれの出力側に後置接続され
ている。従って例えば減算器１９の被減数入力側はアナ
ログ／デジタル変換器１２５の出力側と接続され、その
減数入力側はアナログ／デジタル変換器１２６の出力側
と接続されている。
【００４６】クロック発生器１８０はアナログ／デジタ
ル変換器１２１，１２２，１２３，１２４，１２５，１
２６にサンプリング信号を供給する。このサンプリング
信号の周波数は約１ｋＨｚよりも大きく、有利にはこの
周波数は１０ｋＨｚのオーダーであり、５ｋＨｚから５
０ｋＨｚの間である。さらにクロック発生器１８０は減
算器１７，１８，１９に適切な周波数のクロック信号を
供給する。このクロック信号は、アナログ／デジタル変
換器を制御するクロック信号の周波数と同じにすること
ができる。
ル変換器１２１，１２２，１２３，１２４，１２５，１
２６にサンプリング信号を供給する。このサンプリング
信号の周波数は約１ｋＨｚよりも大きく、有利にはこの
周波数は１０ｋＨｚのオーダーであり、５ｋＨｚから５
０ｋＨｚの間である。さらにクロック発生器１８０は減
算器１７，１８，１９に適切な周波数のクロック信号を
供給する。このクロック信号は、アナログ／デジタル変
換器を制御するクロック信号の周波数と同じにすること
ができる。
【００４７】第１のマルチプライヤ８’の第１の入力側
は減算器１８の出力側と接続されている。第１の乗算係
数ｆを表すデジタル乗算信号Ｆ’がマルチプライヤ８’
の第２の入力側に供給される。
は減算器１８の出力側と接続されている。第１の乗算係
数ｆを表すデジタル乗算信号Ｆ’がマルチプライヤ８’
の第２の入力側に供給される。
【００４８】第２のマルチプライヤ９’の第１の入力側
が減算器１９の出力側に接続されている。第１の乗算係
数ｆを表すデジタル乗算信号Ｆ’はマルチプライヤ９’
の第２の入力側に供給される。
が減算器１９の出力側に接続されている。第１の乗算係
数ｆを表すデジタル乗算信号Ｆ’はマルチプライヤ９’
の第２の入力側に供給される。
【００４９】加算器７’の第１の入力側が減算器１７の
出力側と接続されており、加算器７’の第２の入力側が
第１のマルチプライヤ８’の出力側と接続されており、
加算器７’の第３の入力側が第２のマルチプライヤ９’
の出力側と接続されている。加算器７’の出力側は容積
流量に比例するデジタル信号ｖ’を送出する。
出力側と接続されており、加算器７’の第２の入力側が
第１のマルチプライヤ８’の出力側と接続されており、
加算器７’の第３の入力側が第２のマルチプライヤ９’
の出力側と接続されている。加算器７’の出力側は容積
流量に比例するデジタル信号ｖ’を送出する。
【００５０】簡単にするため図４ではマルチプライヤ
８’、９’が加算器７’の回路部分として示されてい
る。これについては問題はない。なぜなら加算および乗
算機能は通常デジタルプロセッサ、例えばマイクロプロ
セッサによって実現されるからである。
８’、９’が加算器７’の回路部分として示されてい
る。これについては問題はない。なぜなら加算および乗
算機能は通常デジタルプロセッサ、例えばマイクロプロ
セッサによって実現されるからである。
【００５１】上に述べた信号ｖないしはｖ’はディスプ
レイまたは他の適切な手段、例えば曲線表示器により視
覚化される。しかし信号ｖないしはｖ’を単独で、また
はこの視覚化に加えて、大量の測定値処理に利用するこ
ともできる。
レイまたは他の適切な手段、例えば曲線表示器により視
覚化される。しかし信号ｖないしはｖ’を単独で、また
はこの視覚化に加えて、大量の測定値処理に利用するこ
ともできる。
【００５２】磁気誘導型流量計の実現実施例では、測定
管の公称幅は５０ｍｍであり、図１の横断面にほぼ縮尺
通り相当する構造を有する。また乗算係数ｆの値は０．
３である。１００ｍｍまでの公称幅および、磁界形成手
段が図１と比較可能な構造であれば、同じように０．３
の値が適用される。
管の公称幅は５０ｍｍであり、図１の横断面にほぼ縮尺
通り相当する構造を有する。また乗算係数ｆの値は０．
３である。１００ｍｍまでの公称幅および、磁界形成手
段が図１と比較可能な構造であれば、同じように０．３
の値が適用される。
【００５３】公称幅が１００ｍｍより大きい場合には、
磁界形成手段の寸法が図１に示した公称値よりも小型に
なり、乗算係数は０．３５から０．７の間の値を有す
る。
磁界形成手段の寸法が図１に示した公称値よりも小型に
なり、乗算係数は０．３５から０．７の間の値を有す
る。
【図１】磁気誘導型流量計の測定値検出器の構造を示す
断面図である。
断面図である。
【図２】本発明で使用される測定回路の基本ブロック回
路図である。
路図である。
【図３】図２の測定回路の有利な実現形態のブロック回
路図である。
路図である。
【図４】図２の測定回路の有利な発展形態のブロック回
路図である。
路図である。
１ 測定管 ２１，２２ コイル ２３，２４ コイルコア ２５，２６ ポールシュー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ボリス ホルナー ドイツ連邦共和国 カールスルーエ シ ュックシュトラ ーセ ４ (56)参考文献 特開 平５−52619（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−52012（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−337220（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01F 1/60
Claims (3)
- 【請求項１】 導電液体の容積流量を、磁気誘導型流量
計を用いて測定する方法であって、 前記磁気誘導型流量計は測定管（１）を有し、 該測定管には動作中に液体が通流し、 該測定管の、液体と接する内側は絶縁性に構成されてお
り、 測定管の外囲表面に測定管の直径（以下、磁界直径
（３）と称する）で配置されたただ１つの手段ペアを有
し、該手段ペアは均質直径の方向に空間的に均質な磁界
を形成するための手段であり、 第１および第２の電極（２１，２２）からなる第１の電
極ペアを有し、該第１の電極ペアには動作時に第１の電
極電圧（ｕ１）が発生し、 第３および第４の電極（２３，２４）からなる第２の電
極ペアを有し、該第２の電極ペアには動作時に第２の電
極電圧（ｕ２）が発生し、 第５および第６の電極（２５，２６）からなる第３の電
極ペアを有し、該第３の電極ペアには動作時に第３の電
極電圧（ｕ３）が発生し、 前記電極は点状面よりも大きい有限面を有し、前記液体
に接し、 第１の電極ペアは測定管の第１の直径（以下、第１の電
極直径（４１）と称する）に配置され、該第１の電極直
径は磁界直径（３）と９０゜の角度を形成し、 第２の電極ペアは測定管の第２の直径（以下、第２の電
極直径（４２）と称する）に配置され、該第２の電極直
径は第１の電極直径（４１）と約４５゜の角度を形成
し、 第３の電極ペアは測定管の第３の直径（以下、第３の電
極直径（４３）と称する）に配置され、該第３の電極直
径は第２の電極直径（４２）と約９０゜の角度を形成
し、 磁界形成手段に電流（ｉ）を給電するための励磁回路
（５）を有し、 電極電圧（ｕ１，ｕ２，ｕ３）を処理するための測定回
路を有する形式の方法において、第２の電極電圧（ｕ ２ ）の０．１倍から０．７倍の成分
と、第３の電極電圧（ｕ ３ ）の、前記０．１倍から０．
７倍と同じである成分と、第１の電極電圧（ｕ １ ）とを
測定回路により加算して、容積流量に比例する信号
（ｖ）を形成する 、ことを特徴とする方法。 - 【請求項２】 測定管（１）を有し、 該測定管には動作中に液体が通流し、 該測定管の、液体と接する内側は絶縁性に構成されてお
り、 測定管の外囲表面に測定管の直径（以下、磁界直径
（３）と称する）で配置されたただ１つの手段ペアを有
し、該手段ペアは均質直径の方向に空間的に均質な磁界
を形成するための手段であり、 第１および第２の電極（２１，２２）からなる第１の電
極ペアを有し、該第１の電極ペアには動作時に第１の電
極電圧（ｕ１）が発生し、 第３および第４の電極（２３，２４）からなる第２の電
極ペアを有し、該第２の電極ペアには動作時に第２の電
極電圧（ｕ２）が発生し、 第５および第６の電極（２５，２６）からなる第３の電
極ペアを有し、該第３の電極ペアには動作時に第３の電
極電圧（ｕ３）が発生し、 前記電極は点状面よりも大きい有限面を有し、前記液体
に接し、 第１の電極ペアは測定管の第１の直径（以下、第１の電
極直径（４１）と称する）に配置され、該第１の電極直
径は磁界直径（３）と９０゜の角度を形成し、 第２の電極ペアは測定管の第２の直径（以下、第２の電
極直径（４２）と称する）に配置され、該第２の電極直
径は第１の電極直径（４１）と約４５゜の角度を形成
し、 第３の電極ペアは測定管の第３の直径（以下、第３の電
極直径（４３）と称する）に配置され、該第３の電極直
径は第２の電極直径（４２）と約９０゜の角度を形成
し、 磁界形成手段に電流（ｉ）を給電するための励磁回路
（５）を有し、 電極電圧（Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３）を処理するための測定回
路を有し、 該測定回路は、第１，第２および第３の入力側を備えた
加算段（７）と、第１および第２の入力側並びに出力側
を備えた第１の乗算段（８）と、第１および第２の入力
側並びに出力側を備えた第２の乗算段（９）とを有し、 前記測定回路では、第１の電極電圧（ｕ１）が加算段の
第１の入力側に結合され、 第２の電極電圧（ｕ２）が第１の乗算段の第１の入力側
に結合され、 第３の電極電圧（ｕ３）が第２の乗算段の第１の入力側
に結合され、 第１の乗算段の第２の入力側および第２の乗算段の第２
の入力側には、乗算係数ｆを表す乗算信号（Ｆ）が供給
され、該乗算係数は０．１から０．７の間にあり、 加算段の出力側は容積流量に比例する信号（ｖ）を送出
する、 ことを特徴とする電磁誘導型流量計。 - 【請求項３】 前記測定回路では、 第１の電極電圧（ｕ１）が、出力側を備えた第１の減結
合増幅器（１１）の入力側に供給され、 第２の電極電圧（ｕ２）が、出力側を備えた第２の減結
合増幅器（１２）の入力側に供給され、 第３の電極電圧（ｕ３）が、出力側を備えた第３の減結
合増幅器（１３）の入力側に供給され、 前記減結合増幅器は同じ増幅係数を有しており、 第１の減結合増幅器の出力側は、抵抗値Ｒを有する第１
の抵抗（Ｗ１）を介して差動増幅器（１０）の反転入力
側に接続されており、 該差動増幅器の非反転入力側は回路ゼロ点（ＳＮ）に接
続されており、 該差動増幅器の出力側は、抵抗値Ｒを有する第２の抵抗
（Ｗ２）を介して反転入力側に接続されており、 該差動増幅器は容積流量に比例する信号（ｖ）を送出
し、 第２の減結合増幅器の出力側は、抵抗値Ｒ／ｆを有する
第３の抵抗（Ｗ３）を介して差動増幅器の反転入力側に
接続されており、 第３の減結合増幅器の出力側は、抵抗値Ｒ／ｆを有する
第４の抵抗（Ｗ４）を介して差動増幅器の反転入力側に
接続されている、請求項２記載の磁気誘導型流量計。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP97810300A EP0878694A1 (de) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | Verfahren zur magnetisch-induktiven Durchflussmessung und entsprechender Durchflussmesser |
| DE97810300.0 | 1997-05-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11271116A JPH11271116A (ja) | 1999-10-05 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10171979A Expired - Fee Related JP3054124B2 (ja) | 1997-05-15 | 1998-05-15 | 磁気誘導型流量測定方法および磁気誘導型流量計 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0878694A1 (ja) |
| JP (1) | JP3054124B2 (ja) |
| CN (1) | CN1131997C (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| DE10244646A1 (de) * | 2002-09-25 | 2004-04-08 | Ketelsen, Broder | Induktiver Durchflußmesser |
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