JP3453751B2 - 電磁流量計 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、導管に設けられた
測定電極に発生する流量信号を所定のサンプリング信号
によりサンプリングして信号検出する矩形波励磁の電磁
流量計に係り、特に、導管の中の測定流体が空になった
ことを検知したり、導管の中に満たされている測定流体
の導電率を知ることができるように改良した電磁流量計
に関する。
測定電極に発生する流量信号を所定のサンプリング信号
によりサンプリングして信号検出する矩形波励磁の電磁
流量計に係り、特に、導管の中の測定流体が空になった
ことを検知したり、導管の中に満たされている測定流体
の導電率を知ることができるように改良した電磁流量計
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の空検知機能を有する電磁流量計と
しては、励磁周波数と同期した交流信号を測定電極に印
加する方式のもの、或いは直流電流を測定電極に印加し
て得た信号を用いて空検知を行っている。これらのう
ち、図３は直流電流を測定電極に印加することにより空
検知する方式の従来の電磁流量計の構成を示す構成図で
ある。
しては、励磁周波数と同期した交流信号を測定電極に印
加する方式のもの、或いは直流電流を測定電極に印加し
て得た信号を用いて空検知を行っている。これらのう
ち、図３は直流電流を測定電極に印加することにより空
検知する方式の従来の電磁流量計の構成を示す構成図で
ある。
【０００３】１０は内面が絶縁され測定流体Ｑを流すこ
とのできる導管であり、この導管１０には測定流体Ｑと
接液する一対の測定電極１１ａ、１１ｂが導管１０とは
絶縁されて固定され、測定流体Ｑを接地する接地電極１
１ｃは共通電位点ＣＯＭに接続されている。
とのできる導管であり、この導管１０には測定流体Ｑと
接液する一対の測定電極１１ａ、１１ｂが導管１０とは
絶縁されて固定され、測定流体Ｑを接地する接地電極１
１ｃは共通電位点ＣＯＭに接続されている。
【０００４】この測定流体Ｑに磁場を印加するための励
磁コイル１２は、この導管１０に近接して配置され、さ
らにこの励磁コイル１２には励磁回路１３から矩形波状
の励磁電流Ｉfが流されている。
磁コイル１２は、この導管１０に近接して配置され、さ
らにこの励磁コイル１２には励磁回路１３から矩形波状
の励磁電流Ｉfが流されている。
【０００５】そして、これ等の導管１０、励磁コイル１
２などにより、検出器１４が構成されている。また、測
定電極１１ａ、１１ｂには、前置増幅器１５が接続され
ているが、この前置増幅器１５は入力端が測定電極１１
ａ、１１ｂに接続されたバッフア増幅器１５ａ、１５ｂ
とこれ等の出力端が入力端に接続された差動増幅器１５
ｃとで構成されている。
２などにより、検出器１４が構成されている。また、測
定電極１１ａ、１１ｂには、前置増幅器１５が接続され
ているが、この前置増幅器１５は入力端が測定電極１１
ａ、１１ｂに接続されたバッフア増幅器１５ａ、１５ｂ
とこれ等の出力端が入力端に接続された差動増幅器１５
ｃとで構成されている。
【０００６】さらに、これ等の測定電極１１ａ、１１ｂ
には、ダイオードＤ1、Ｄ2のカソードが接続されてい
る。これ等のダイオードＤ1、Ｄ2のアノードは負電源−
Ｖにそれぞれ接続され、ダイオードＤ1、Ｄ2と負電源−
Ｖにより定電流回路１６（１６ａ、１６ｂ）が形成され
ている。
には、ダイオードＤ1、Ｄ2のカソードが接続されてい
る。これ等のダイオードＤ1、Ｄ2のアノードは負電源−
Ｖにそれぞれ接続され、ダイオードＤ1、Ｄ2と負電源−
Ｖにより定電流回路１６（１６ａ、１６ｂ）が形成され
ている。
【０００７】バッフア増幅器１５ｂの出力端と共通電位
点ＣＯＭとの間には、ツエナダイオードＤZ1とＤZ2とが
互いに逆極性に直列に接続されて形成された直列回路が
接続されている。
点ＣＯＭとの間には、ツエナダイオードＤZ1とＤZ2とが
互いに逆極性に直列に接続されて形成された直列回路が
接続されている。
【０００８】差動増幅器１５ｃの出力端は、信号処理回
路１７の入力端に接続され、信号処理回路１７はこの出
力端に現れる測定電圧ＶM1を用いて流量信号ＶQを演算
して出力端１８に出力する。
路１７の入力端に接続され、信号処理回路１７はこの出
力端に現れる測定電圧ＶM1を用いて流量信号ＶQを演算
して出力端１８に出力する。
【０００９】また、空検知回路１９は、測定電圧ＶM1の
うちの測定電極１１ａ、１１ｂに現れる直流電圧Ｅa、
Ｅbの差に対応する差電圧Ｅd1と基準電圧源２０からの
第１閾値電圧ＶR1とを比較してその出力端２１に空検知
信号Ｖe1を出力する。
うちの測定電極１１ａ、１１ｂに現れる直流電圧Ｅa、
Ｅbの差に対応する差電圧Ｅd1と基準電圧源２０からの
第１閾値電圧ＶR1とを比較してその出力端２１に空検知
信号Ｖe1を出力する。
【００１０】以上の構成において、タイミング回路２２
は励磁回路１３には励磁電流を矩形波として切り換える
タイミング信号Ｔ1を、信号処理回路１７には矩形波に
切換えた後の安定期間、つまり次に切り換る直前の所定
期間でのタイミングで測定電圧をサンプリングするタイ
ミング信号Ｔ2を送出する。
は励磁回路１３には励磁電流を矩形波として切り換える
タイミング信号Ｔ1を、信号処理回路１７には矩形波に
切換えた後の安定期間、つまり次に切り換る直前の所定
期間でのタイミングで測定電圧をサンプリングするタイ
ミング信号Ｔ2を送出する。
【００１１】次に、以上のように構成された電磁流量計
の動作について説明する。励磁回路１３からは、矩形波
状の励磁電流Ｉfが励磁コイル１２に流され、これによ
り測定流体Ｑに矩形波状の磁場が印加される。
の動作について説明する。励磁回路１３からは、矩形波
状の励磁電流Ｉfが励磁コイル１２に流され、これによ
り測定流体Ｑに矩形波状の磁場が印加される。
【００１２】これに伴ない、測定電極１１ａ、１１ｂに
発生する測定電圧は、前置増幅器１５でインピーダンス
変換されてその出力端に測定電圧ＶM1として出力され
る。次段の信号処理回路１７は、タイミング回路２２か
ら出力されるタイミング信号Ｔ 2に基づいて測定電圧Ｖ
M1をサンプリングする。
発生する測定電圧は、前置増幅器１５でインピーダンス
変換されてその出力端に測定電圧ＶM1として出力され
る。次段の信号処理回路１７は、タイミング回路２２か
ら出力されるタイミング信号Ｔ 2に基づいて測定電圧Ｖ
M1をサンプリングする。
【００１３】このサンプリングは、矩形波励磁の次の切
り換え直前の励磁電流が安定している期間で行われ、こ
のサンプリング信号を用いて流量演算を実行して出力端
１８に流量信号ＶQとして出力する。
り換え直前の励磁電流が安定している期間で行われ、こ
のサンプリング信号を用いて流量演算を実行して出力端
１８に流量信号ＶQとして出力する。
【００１４】一方、測定電極１１ａ、１１ｂには、アノ
ードが負電源−Ｖに接続されたダイオードＤ1、Ｄ2によ
って定電流回路１６が形成されているので、検出器１４
が空になり、測定電極１１ａと１１ｂとの間の接液抵抗
ＲA、Ｒbが大きくなるとダイオードＤ1、Ｄ2の逆方向の
リーク電流によって測定電極１１ａと１１ｂの直流電圧
Ｅa、Ｅbが大きくなる。
ードが負電源−Ｖに接続されたダイオードＤ1、Ｄ2によ
って定電流回路１６が形成されているので、検出器１４
が空になり、測定電極１１ａと１１ｂとの間の接液抵抗
ＲA、Ｒbが大きくなるとダイオードＤ1、Ｄ2の逆方向の
リーク電流によって測定電極１１ａと１１ｂの直流電圧
Ｅa、Ｅbが大きくなる。
【００１５】差動増幅器１５ｃは、これらの直流電圧Ｅ
a、Ｅbの差を演算してその出力端に差電圧Ｅd1を出力す
る。空検知回路１９は、この差電圧Ｅd1が閾値電圧ＶR1
を越えると、導管１０の中の測定流体Ｑは空と判断して
その出力端２１に、例えば負に振れ切れる空検知信号を
出力する。
a、Ｅbの差を演算してその出力端に差電圧Ｅd1を出力す
る。空検知回路１９は、この差電圧Ｅd1が閾値電圧ＶR1
を越えると、導管１０の中の測定流体Ｑは空と判断して
その出力端２１に、例えば負に振れ切れる空検知信号を
出力する。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３に
示す従来の空検知機能を有する電磁流量計は、測定電圧
ＶM1をサンプリングしているか否かにかかわらず、測定
電極１１ａと１１ｂに空検知のための直流電流を流して
いるので、測定電圧ＶM1を検出を不安定にする要因を有
している。
示す従来の空検知機能を有する電磁流量計は、測定電圧
ＶM1をサンプリングしているか否かにかかわらず、測定
電極１１ａと１１ｂに空検知のための直流電流を流して
いるので、測定電圧ＶM1を検出を不安定にする要因を有
している。
【００１７】また、既述の励磁周波数と同期した交流信
号を測定電極に印加する方式の電磁流量計でも、流量を
検出するときにも空検知用の交流電流を測定電極に印加
しているので、図３に示す電磁流量計と同様に、流量測
定に際して誤差要因を含み検知が不安定になるという問
題がある。
号を測定電極に印加する方式の電磁流量計でも、流量を
検出するときにも空検知用の交流電流を測定電極に印加
しているので、図３に示す電磁流量計と同様に、流量測
定に際して誤差要因を含み検知が不安定になるという問
題がある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の課題を
解決するための主な構成として、導管に設けられた一対
の測定電極に発生する流量信号を所定のサンプリング信
号によりサンプリングして信号検出する矩形波励磁の電
磁流量計において、先の一対の測定電極に電流信号を供
給する電流供給手段と、先のサンプリング信号によるサ
ンプリング期間と異なる空検知期間で駆動電源を＋Ｖ Ｅ
と−Ｖ Ｅ に切り換えて先の電流供給回路に出力するタイ
ミング切換手段と、先の空検知期間で検出した検知信号
を用いて前記導管の中が空であることを検知することを
特徴とする電磁流量計。さらに、本発明は、この検知信
号を用いて測定すべき流体の導電率をも演算できるよう
にしたものである。
解決するための主な構成として、導管に設けられた一対
の測定電極に発生する流量信号を所定のサンプリング信
号によりサンプリングして信号検出する矩形波励磁の電
磁流量計において、先の一対の測定電極に電流信号を供
給する電流供給手段と、先のサンプリング信号によるサ
ンプリング期間と異なる空検知期間で駆動電源を＋Ｖ Ｅ
と−Ｖ Ｅ に切り換えて先の電流供給回路に出力するタイ
ミング切換手段と、先の空検知期間で検出した検知信号
を用いて前記導管の中が空であることを検知することを
特徴とする電磁流量計。さらに、本発明は、この検知信
号を用いて測定すべき流体の導電率をも演算できるよう
にしたものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を用いて説明する。図１は本発明の実施の１形態を
示す構成図である。なお、図３に示す従来の電磁流量計
と同一の機能を有する部分には同一の符号を付して適宜
にその説明を省略する。
て図を用いて説明する。図１は本発明の実施の１形態を
示す構成図である。なお、図３に示す従来の電磁流量計
と同一の機能を有する部分には同一の符号を付して適宜
にその説明を省略する。
【００２０】励磁回路１３は、タイミング信号Ｔ1によ
り決定されるタイミングで正負に亘る矩形波状に形成さ
れた励磁電流Ｉfとして励磁コイル１２ａ、１２ｂに流
して、導管１０に存在する測定流体Ｑに矩形波状の磁場
を印加する。
り決定されるタイミングで正負に亘る矩形波状に形成さ
れた励磁電流Ｉfとして励磁コイル１２ａ、１２ｂに流
して、導管１０に存在する測定流体Ｑに矩形波状の磁場
を印加する。
【００２１】測定電極１１ａと１１ｂに発生した電圧
は、バッフア増幅器１５ａ、１５ｂのそれぞれの非反転
入力端（＋）に出力される。これらの出力端は差動増幅
器１５ｄで差動演算がなされてアナログ／デジタル変換
器２３に出力される。
は、バッフア増幅器１５ａ、１５ｂのそれぞれの非反転
入力端（＋）に出力される。これらの出力端は差動増幅
器１５ｄで差動演算がなされてアナログ／デジタル変換
器２３に出力される。
【００２２】アナログ／デジタル変換器２３は、マイク
ロプロセッサ２４から出力されるタイミング信号Ｔ3に
基づいて差動増幅器１５の出力端に現れる測定電圧ＶM2
をサンプリングしデジタル信号に変換してマイクロプロ
セッサ２４に伝送する。
ロプロセッサ２４から出力されるタイミング信号Ｔ3に
基づいて差動増幅器１５の出力端に現れる測定電圧ＶM2
をサンプリングしデジタル信号に変換してマイクロプロ
セッサ２４に伝送する。
【００２３】マイクロプロセッサ２４は、励磁回路１３
にタイミング信号Ｔ1を出力すると共にサンプリングさ
れたアナログ／デジタル変換器２３のデータに基づいて
流量演算を実行して出力端２５に流量信号を出力する。
にタイミング信号Ｔ1を出力すると共にサンプリングさ
れたアナログ／デジタル変換器２３のデータに基づいて
流量演算を実行して出力端２５に流量信号を出力する。
【００２４】一方、定電流回路２６は、空検知用として
設けられ、測定電極１１ａと１１ｂを介して共通電位点
ＣＯＭに定電流ＩC1、ＩC2を流す。さらに、この定電流
回路２６はタイミング切換回路２７に接続されており、
このタイミング切換回路２７はマイクロプロセッサ２４
から出力されたタイミング信号Ｔ4により切り換えられ
て駆動電圧＋ＶE、−ＶEを定電流回路２６に供給する。
設けられ、測定電極１１ａと１１ｂを介して共通電位点
ＣＯＭに定電流ＩC1、ＩC2を流す。さらに、この定電流
回路２６はタイミング切換回路２７に接続されており、
このタイミング切換回路２７はマイクロプロセッサ２４
から出力されたタイミング信号Ｔ4により切り換えられ
て駆動電圧＋ＶE、−ＶEを定電流回路２６に供給する。
【００２５】さらに、アナログ／デジタル変換器２８
は、この定電流ＩC1、ＩC2によって測定電極１１ａと１
１ｂに発生した直流電圧ＶCMと測定電圧ＶM2とが重畳し
た重畳信号ＶS1、ＶS2をバッフア増幅器１５ａ、１５ｂ
を介して検出する。
は、この定電流ＩC1、ＩC2によって測定電極１１ａと１
１ｂに発生した直流電圧ＶCMと測定電圧ＶM2とが重畳し
た重畳信号ＶS1、ＶS2をバッフア増幅器１５ａ、１５ｂ
を介して検出する。
【００２６】このために、アナログ／デジタル変換器２
８は、マイクロプロセッサ２４から供給されるタイミン
グ信号Ｔ5に基づくタイミングで、定電流ＩC1、ＩC2に
対応した重畳信号ＶS1、ＶS2をサンプリングしデジタル
信号に変換してマイクロプロセッサ２４に送出する。
８は、マイクロプロセッサ２４から供給されるタイミン
グ信号Ｔ5に基づくタイミングで、定電流ＩC1、ＩC2に
対応した重畳信号ＶS1、ＶS2をサンプリングしデジタル
信号に変換してマイクロプロセッサ２４に送出する。
【００２７】マイクロプロセッサ２４は、この重畳信号
ＶS1、ＶS2の差を演算して後述する所定の演算式によ
り、測定流体の導電率σを演算したり、空検知の判断を
したり、警報を発したりする。
ＶS1、ＶS2の差を演算して後述する所定の演算式によ
り、測定流体の導電率σを演算したり、空検知の判断を
したり、警報を発したりする。
【００２８】ここで、タイミング切換回路２７と定電流
回路２６とについて具体的に説明する。タイミング切換
回路２７は、マイクロプロセッサ２４から出力されたタ
イミング信号Ｔ4にしたがってスイッチＳ1を駆動電圧＋
ＶE、共通電位点ＣＯＭ、駆動電圧−ＶEにそれぞれ切り
換えて、切換電圧ＶE0として定電流回路２６に出力す
る。
回路２６とについて具体的に説明する。タイミング切換
回路２７は、マイクロプロセッサ２４から出力されたタ
イミング信号Ｔ4にしたがってスイッチＳ1を駆動電圧＋
ＶE、共通電位点ＣＯＭ、駆動電圧−ＶEにそれぞれ切り
換えて、切換電圧ＶE0として定電流回路２６に出力す
る。
【００２９】定電流回路２６は、第１定電流回路２６ａ
と第２定電流回路２６ｂとから構成されている。第１定
電流回路２６ａはバッフア増幅器Ｑ11、Ｑ21、演算増幅
器Ｑ 31、抵抗Ｒ11、Ｒ21、Ｒ31、Ｒ41、Ｒ51で構成さ
れ、第２定電流回路２６ｂはバッフア増幅器Ｑ12、
Ｑ22、演算増幅器Ｑ32、抵抗Ｒ12、Ｒ22、Ｒ32、Ｒ42、
Ｒ52で構成されている。
と第２定電流回路２６ｂとから構成されている。第１定
電流回路２６ａはバッフア増幅器Ｑ11、Ｑ21、演算増幅
器Ｑ 31、抵抗Ｒ11、Ｒ21、Ｒ31、Ｒ41、Ｒ51で構成さ
れ、第２定電流回路２６ｂはバッフア増幅器Ｑ12、
Ｑ22、演算増幅器Ｑ32、抵抗Ｒ12、Ｒ22、Ｒ32、Ｒ42、
Ｒ52で構成されている。
【００３０】第１定電流回路２６ａは、演算増幅器Ｑ31
の非反転入力端（＋）が、バッフア増幅器Ｑ11の出力端
から抵抗Ｒ11を介して、さらに測定電極１１ｂからバッ
フア増幅器Ｑ21と抵抗Ｒ21を介してそれぞれ接続されて
いる。
の非反転入力端（＋）が、バッフア増幅器Ｑ11の出力端
から抵抗Ｒ11を介して、さらに測定電極１１ｂからバッ
フア増幅器Ｑ21と抵抗Ｒ21を介してそれぞれ接続されて
いる。
【００３１】また、演算増幅器Ｑ31の反転入力端（−）
は、抵抗Ｒ31を介して共通電位点ＣＯＭと、抵抗Ｒ41を
介して出力端とそれぞれ接続され、出力端は抵抗Ｒ51を
介して測定電極１１ｂに接続されている。
は、抵抗Ｒ31を介して共通電位点ＣＯＭと、抵抗Ｒ41を
介して出力端とそれぞれ接続され、出力端は抵抗Ｒ51を
介して測定電極１１ｂに接続されている。
【００３２】そして、第２定電流回路２６ｂは、第１定
電流回路２６ａの各構成要素であるバッフア増幅器、演
算増幅器、抵抗の符号のサフッイクスのうちその第２番
目のサフッイクスの番号を１から２に変更して読み替え
ることにより、同一の構成となるので、その説明を省略
する。
電流回路２６ａの各構成要素であるバッフア増幅器、演
算増幅器、抵抗の符号のサフッイクスのうちその第２番
目のサフッイクスの番号を１から２に変更して読み替え
ることにより、同一の構成となるので、その説明を省略
する。
【００３３】第１定電流回路２６ａからは定電流ＩC1が
測定電極１１ｂを介して共通電位点ＣＯＭに、第２定電
流回路２６ｂからは定電流ＩC2が測定電極１１ａを介し
て共通電位点ＣＯＭに、それぞれ流される。
測定電極１１ｂを介して共通電位点ＣＯＭに、第２定電
流回路２６ｂからは定電流ＩC2が測定電極１１ａを介し
て共通電位点ＣＯＭに、それぞれ流される。
【００３４】説明を簡単にするため、各抵抗Ｒ11、
Ｒ21、Ｒ31、Ｒ41、Ｒ51の抵抗値を一定の抵抗値Ｒ0を
有するものとし、第１定電流回路２６ａの出力電圧を仮
にＥ01とすれば、演算増幅器Ｑ31の非反転入力端（＋）
の電圧は、バッフア増幅器Ｑ11の出力端の電圧ＶE0とＥ
01の和電圧（ＶE0＋Ｅ01）を抵抗Ｒ11とＲ41で分圧した
分圧電圧（ＶE0＋Ｅ01）／２として得られる。
Ｒ21、Ｒ31、Ｒ41、Ｒ51の抵抗値を一定の抵抗値Ｒ0を
有するものとし、第１定電流回路２６ａの出力電圧を仮
にＥ01とすれば、演算増幅器Ｑ31の非反転入力端（＋）
の電圧は、バッフア増幅器Ｑ11の出力端の電圧ＶE0とＥ
01の和電圧（ＶE0＋Ｅ01）を抵抗Ｒ11とＲ41で分圧した
分圧電圧（ＶE0＋Ｅ01）／２として得られる。
【００３５】一方、演算増幅器Ｑ31の出力端の電圧をＥ
Xとすれば、このＥXを抵抗Ｒ41とＲ 31で分圧した電圧、
つまりＥX／２が反転入力端（−）の電圧となり、反転
入力端（−）の電圧ＥX／２は非反転入力端（＋）の電
圧に等しくなるように演算増幅器Ｑ31が動作するので、 ＥX／２＝（ＶE0＋Ｅ01）／２ となる。これを整理して、 ＥX＝（ＶE0＋Ｅ01） （１） の関係を得る。
Xとすれば、このＥXを抵抗Ｒ41とＲ 31で分圧した電圧、
つまりＥX／２が反転入力端（−）の電圧となり、反転
入力端（−）の電圧ＥX／２は非反転入力端（＋）の電
圧に等しくなるように演算増幅器Ｑ31が動作するので、 ＥX／２＝（ＶE0＋Ｅ01）／２ となる。これを整理して、 ＥX＝（ＶE0＋Ｅ01） （１） の関係を得る。
【００３６】さらに、
ＥX−Ｅ01＝ＩC1・Ｒ51 （２）
の関係があるので、これらの（１）式と（２）式の関係
から、 ＶE0＝ＩC1・Ｒ51 （３） なる関係を得る。
から、 ＶE0＝ＩC1・Ｒ51 （３） なる関係を得る。
【００３７】このＩC1は、負荷側の抵抗（測定電極１１
ｂの接液抵抗）に依存しないで、Ｖ E0、つまりスイッチ
Ｓ1で切り換えて印加される駆動電圧＋ＶE、０、−ＶE
にそれぞれ比例する形で測定電極１１ｂに流されるの
で、このＩC1は定電流であることを意味している。第２
定電流回路２６ｂ側も同様に動作して、測定電極１１ａ
に定電流ＩC2を流す。
ｂの接液抵抗）に依存しないで、Ｖ E0、つまりスイッチ
Ｓ1で切り換えて印加される駆動電圧＋ＶE、０、−ＶE
にそれぞれ比例する形で測定電極１１ｂに流されるの
で、このＩC1は定電流であることを意味している。第２
定電流回路２６ｂ側も同様に動作して、測定電極１１ａ
に定電流ＩC2を流す。
【００３８】次に、以上のように構成された図１に示す
回路全体の動作について図２に示す波形図を用いて説明
する。先ず、空検知機能を作動させない通常の動作につ
いて説明する。
回路全体の動作について図２に示す波形図を用いて説明
する。先ず、空検知機能を作動させない通常の動作につ
いて説明する。
【００３９】この場合は、マイクロプロセッサ２４から
出力されるタイミング信号Ｔ4によりスイッチＳ1を共通
電位点ＣＯＭ側に切り換えて、定電流ＩC1、ＩC2の値が
ゼロで定電流回路２６の出力インピーダンスが高い状態
にしておく。
出力されるタイミング信号Ｔ4によりスイッチＳ1を共通
電位点ＣＯＭ側に切り換えて、定電流ＩC1、ＩC2の値が
ゼロで定電流回路２６の出力インピーダンスが高い状態
にしておく。
【００４０】励磁回路１３はタイミング信号Ｔ1を受け
て、励磁回路１３に内蔵される定電流を切り換えて正負
に変化する矩形波状の励磁電流Ｉf（図２（Ａ））と
し、これを励磁コイル１２ａ、１２ｂに流すことによ
り、測定流体Ｑに矩形波状の磁場を印加する。
て、励磁回路１３に内蔵される定電流を切り換えて正負
に変化する矩形波状の励磁電流Ｉf（図２（Ａ））と
し、これを励磁コイル１２ａ、１２ｂに流すことによ
り、測定流体Ｑに矩形波状の磁場を印加する。
【００４１】アナログ／デジタル変換器２３は、測定流
体Ｑの流量に対応して測定電極１１ａ、１１ｂに発生す
る測定電圧を前置増幅器１５ａ、１５ｂと差動増幅器１
５ｄを介して測定電圧ＶM2（図２（Ｂ））として受信す
る。
体Ｑの流量に対応して測定電極１１ａ、１１ｂに発生す
る測定電圧を前置増幅器１５ａ、１５ｂと差動増幅器１
５ｄを介して測定電圧ＶM2（図２（Ｂ））として受信す
る。
【００４２】アナログ／デジタル変換器２３は、マイク
ロプロセッサ２４から出力される図２（Ｃ）に示すタイ
ミング信号Ｔ3によりこの測定電圧ＶM2をサンプリング
しデジタル信号に変換してマイクロプロセッサ２４に出
力する。
ロプロセッサ２４から出力される図２（Ｃ）に示すタイ
ミング信号Ｔ3によりこの測定電圧ＶM2をサンプリング
しデジタル信号に変換してマイクロプロセッサ２４に出
力する。
【００４３】測定電圧ＶM2のタイミング信号Ｔ3により
測定電圧ＶM2（図２（Ｂ））をサンプリングするタイミ
ングは、励磁電流Ｉf（図２（Ａ））が切り換えられて
安定した期間で実行される。
測定電圧ＶM2（図２（Ｂ））をサンプリングするタイミ
ングは、励磁電流Ｉf（図２（Ａ））が切り換えられて
安定した期間で実行される。
【００４４】アナログ／デジタル変換器２３で変換され
たデジタル信号は、マイクロプロセッサ２４で所定の流
量演算プログラムにしたがって流量信号を演算して出力
端２５に出力される。
たデジタル信号は、マイクロプロセッサ２４で所定の流
量演算プログラムにしたがって流量信号を演算して出力
端２５に出力される。
【００４５】次に、空検知をする場合について説明す
る。タイミング切換回路２７においてマイクロプロセッ
サ２４から出力されるタイミング信号Ｔ4により駆動電
源が＋ＶEと−ＶEに切り換えられる。
る。タイミング切換回路２７においてマイクロプロセッ
サ２４から出力されるタイミング信号Ｔ4により駆動電
源が＋ＶEと−ＶEに切り換えられる。
【００４６】定電流回路２６は、これを定電流化して定
電流ＩC1として測定電極１１ｂから共通電位点ＣＯＭ
に、また定電流ＩC2として測定電極１１ａから共通電位
点ＣＯＭにそれぞれ流す。
電流ＩC1として測定電極１１ｂから共通電位点ＣＯＭ
に、また定電流ＩC2として測定電極１１ａから共通電位
点ＣＯＭにそれぞれ流す。
【００４７】この場合の定電流値は、図２（Ｄ）に示す
ように、 ＩC1＝ＩC2＝ＶE0／Ｒ51＝±ＶE／Ｒ51 （４） として示される。
ように、 ＩC1＝ＩC2＝ＶE0／Ｒ51＝±ＶE／Ｒ51 （４） として示される。
【００４８】そして、定電流ＩC1とＩC2を流すタイミン
グは、図２（Ｄ）に示すように、電圧ＶM2をサンプリン
グするタイミング（図２（Ｂ、Ｃ））とは異なり、励磁
電流Ｉfの立ち上げ期間の近傍に設定されており、それ
以外の期間では流さないように設定されている。
グは、図２（Ｄ）に示すように、電圧ＶM2をサンプリン
グするタイミング（図２（Ｂ、Ｃ））とは異なり、励磁
電流Ｉfの立ち上げ期間の近傍に設定されており、それ
以外の期間では流さないように設定されている。
【００４９】図２（Ｅ）は、測定電極１１ａと１１ｂに
定電流ＩC1、ＩC2によって発生した直流電圧ＶCMが流量
信号を示す測定電圧ＶM2／２に重畳したときの共通電位
点ＣＯＭに対する測定電極１１ａと１１ｂに発生する重
畳信号ＶS1、ＶS2の波形として示している。
定電流ＩC1、ＩC2によって発生した直流電圧ＶCMが流量
信号を示す測定電圧ＶM2／２に重畳したときの共通電位
点ＣＯＭに対する測定電極１１ａと１１ｂに発生する重
畳信号ＶS1、ＶS2の波形として示している。
【００５０】Ｖ+は＋ＶE／Ｒ51に対応する定電流Ｉ
C1（ＩC2）を流したときに検出される重畳信号ＶS1、Ｖ
S2の値であり、Ｖ-は−ＶE／Ｒ51に対応する定電流ＩC1
（ＩC2）を流したときに検出される重畳信号ＶS1、ＶS2
の値である。ただし、簡単のため、測定電極１１ａと１
１ｂの接液抵抗は同一としてある。
C1（ＩC2）を流したときに検出される重畳信号ＶS1、Ｖ
S2の値であり、Ｖ-は−ＶE／Ｒ51に対応する定電流ＩC1
（ＩC2）を流したときに検出される重畳信号ＶS1、ＶS2
の値である。ただし、簡単のため、測定電極１１ａと１
１ｂの接液抵抗は同一としてある。
【００５１】なお、図２（Ｂ）に示す測定電圧ＶM2の波
形において、点線で示した波形部分は測定電極１１ａと
１１ｂの接液抵抗にアンバランスがあるときの波形を示
しているが、これは接液抵抗の差に基づいて定電流ＩC1
（ＩC2）によって発生する電圧降下が重畳されたからで
ある。
形において、点線で示した波形部分は測定電極１１ａと
１１ｂの接液抵抗にアンバランスがあるときの波形を示
しているが、これは接液抵抗の差に基づいて定電流ＩC1
（ＩC2）によって発生する電圧降下が重畳されたからで
ある。
【００５２】アナログ／デジタル変換器２８は、図２
（Ｆ）で示すタイミング信号Ｔ5によって規定されるタ
イミング、つまり定電流ＩC1（ＩC2）が流されている期
間における重畳信号Ｖ+、Ｖ-をサンプリングしてデジタ
ル信号に変換してマイクロプロセッサ２４に送出する。
（Ｆ）で示すタイミング信号Ｔ5によって規定されるタ
イミング、つまり定電流ＩC1（ＩC2）が流されている期
間における重畳信号Ｖ+、Ｖ-をサンプリングしてデジタ
ル信号に変換してマイクロプロセッサ２４に送出する。
【００５３】σを測定流体の導電率、ｒを測定電極の半
径とすれば、測定電極１１ａ、１１ｂの接液抵抗Ｒ
Mが、 ＲM＝１／σ・ｒ で示されるので、重畳信号Ｖ+（又はＶ-）は、 Ｖ+＝ＩC1／σ・ｒ で示される。
径とすれば、測定電極１１ａ、１１ｂの接液抵抗Ｒ
Mが、 ＲM＝１／σ・ｒ で示されるので、重畳信号Ｖ+（又はＶ-）は、 Ｖ+＝ＩC1／σ・ｒ で示される。
【００５４】したがって、導管１０の中の測定流体が空
になったら、導電率σが極端に小さくなったことと等価
になるので、重畳電圧Ｖ+が極大値、つまり電源電圧相
当（Ｖ+S）に達したことをマイクロプロセッサ２４が検
出することにより測定流体が空になったと判断すること
ができる。
になったら、導電率σが極端に小さくなったことと等価
になるので、重畳電圧Ｖ+が極大値、つまり電源電圧相
当（Ｖ+S）に達したことをマイクロプロセッサ２４が検
出することにより測定流体が空になったと判断すること
ができる。
【００５５】また、マイクロプロセッサ２４は、重畳信
号Ｖ+とＶ-を用いて、（Ｖ+−Ｖ-）／２を演算すること
により、測定電圧ＶMの成分を除去しながら、測定電極
１１ａと１１ｂの接液抵抗による電圧降下を知ることが
できる。
号Ｖ+とＶ-を用いて、（Ｖ+−Ｖ-）／２を演算すること
により、測定電圧ＶMの成分を除去しながら、測定電極
１１ａと１１ｂの接液抵抗による電圧降下を知ることが
できる。
【００５６】これを式で示すと、
ＩC1／σ・ｒ＝（Ｖ+−Ｖ-）／２
となる。この式を変形すると、
σ＝２ＩC1／［ｒ（Ｖ+−Ｖ-）］ （５）
を得る。
【００５７】したがって、マイクロプロセッサ２４は、
この式を演算を実行する演算プログラムを例えばＲＯＭ
（リードオンリーメモリ）に設定することにより、これ
を用いて、測定流体の導電率σを算出することができ
る。
この式を演算を実行する演算プログラムを例えばＲＯＭ
（リードオンリーメモリ）に設定することにより、これ
を用いて、測定流体の導電率σを算出することができ
る。
【００５８】さらに、測定範囲の下限の導電率をσmin
と設定すると、（５）式の関係から Ｖ+−Ｖ-＝２ＩC1／ｒσmin （６） となる。差電圧（Ｖ+−Ｖ-）が右辺の値を越えると、正
常測定の範囲外と判断して異常状態のアラームを発する
ことができる。
と設定すると、（５）式の関係から Ｖ+−Ｖ-＝２ＩC1／ｒσmin （６） となる。差電圧（Ｖ+−Ｖ-）が右辺の値を越えると、正
常測定の範囲外と判断して異常状態のアラームを発する
ことができる。
【００５９】
【発明の効果】以上、発明の実施の形態と共に具体的に
説明したように、請求項１又は２に記載された発明によ
れば、空検知をするために測定電極に印加する電流信号
を信号サンプリングしない期間に流す構成にしたので、
安定な流量信号を確保することができるメリットがあ
る。
説明したように、請求項１又は２に記載された発明によ
れば、空検知をするために測定電極に印加する電流信号
を信号サンプリングしない期間に流す構成にしたので、
安定な流量信号を確保することができるメリットがあ
る。
【００６０】また、請求項３に記載された発明によれ
ば、測定電極に電流信号を流して得られる２種類の検知
信号を用いて測定流体の導電率を演算することができ、
この演算結果から測定範囲内に導電率が入っているか否
かを知ることができるので信頼性のある流量信号を得る
ことができる。
ば、測定電極に電流信号を流して得られる２種類の検知
信号を用いて測定流体の導電率を演算することができ、
この演算結果から測定範囲内に導電率が入っているか否
かを知ることができるので信頼性のある流量信号を得る
ことができる。
【図１】本発明の１実施の形態を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】図１に示す実施の形態の動作を説明する波形図
である。
である。
【図３】従来の電磁流量計の構成を示すブロック図であ
る。
る。
１０ 導管
１１ａ、１１ｂ 測定電極
１２ 励磁コイル
１３ 励磁回路
１４ 検出器
１５ 前置増幅器
１６ａ、１６ｂ 定電流回路
１７ 信号処理回路
１９ 空検知回路
２０ 基準電圧源
２２ タイミング回路
２３、２８ アナログ／デジタル変換器
２４ マイクロプロセッサ
２６ 定電流回路
２７ タイミング切換回路
Claims (3)
- 【請求項１】導管に設けられた一対の測定電極に発生す
る流量信号を所定のサンプリング信号によりサンプリン
グして信号検出する矩形波励磁の電磁流量計において、
前記一対の測定電極に電流信号を供給する電流供給手段
と、前記サンプリング信号によるサンプリング期間と異
なる空検知期間で駆動電源を＋Ｖ Ｅ と−Ｖ Ｅ に切り換え
て前記電流供給回路に出力するタイミング切換手段と、
前記空検知期間で検出した検知信号を用いて前記導管の
中が空であることを検知することを特徴とする電磁流量
計。 - 【請求項２】前記空検知期間を前記矩形波励磁の立ち上
げ期間の近傍にのみ設定したことを特徴とする請求項１
記載の電磁流量計。 - 【請求項３】前記検知信号を用いて前記導管内の測定流
体の導電率を演算する演算手段を具備することを特徴と
する請求項１又は２記載の電磁流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32949996A JP3453751B2 (ja) | 1996-12-10 | 1996-12-10 | 電磁流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32949996A JP3453751B2 (ja) | 1996-12-10 | 1996-12-10 | 電磁流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10170317A JPH10170317A (ja) | 1998-06-26 |
| JP3453751B2 true JP3453751B2 (ja) | 2003-10-06 |
Family
ID=18222062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32949996A Expired - Fee Related JP3453751B2 (ja) | 1996-12-10 | 1996-12-10 | 電磁流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3453751B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020001876A1 (de) * | 2018-06-28 | 2020-01-02 | Endress+Hauser Flowtec Ag | Verfahren zur inbetriebnahme eines magnetisch-induktiven durchflussmessgerätes und ein magnetisch-induktives durchflussmessgerät |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1273892A1 (de) * | 2001-07-06 | 2003-01-08 | Endress + Hauser Flowtec AG | Verfahren zum Betrieb eines magnetisch-induktiven Durchflussmessers |
| EP1273891A1 (de) * | 2001-07-06 | 2003-01-08 | Endress + Hauser Flowtec AG | Verfahren zum Betrieb eines magnetischinduktiven Durchflussmessers |
| JP3915459B2 (ja) * | 2001-09-20 | 2007-05-16 | 横河電機株式会社 | 電磁流量計 |
| GB2434871B (en) * | 2006-01-16 | 2009-12-02 | Abb Ltd | Electromagnetic flow meter |
| DE102014007426B4 (de) * | 2013-07-01 | 2022-07-07 | Krohne Messtechnik Gmbh | Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät und Verfahren zum Betreiben eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts |
| DE102014114443B4 (de) * | 2014-10-06 | 2019-07-11 | Finetek Co., Ltd | Elektromagnetischer Durchflussmesser mit Spannungsamplituden-Leitfähigkeitsabtastfunktion für eine Flüssigkeit in einem Rohr |
| DE102014116505B3 (de) * | 2014-11-12 | 2016-03-31 | Finetek Co., Ltd. | Elektromagnetischer Durchflussmesser mit Leitfähigkeitserfassungsfunktion mit variabler Frequenz für eine Flüssigkeit in einem Rohr |
| CN104374439A (zh) * | 2014-11-21 | 2015-02-25 | 广西智通节能环保科技有限公司 | 一种导电液体流量测量系统 |
-
1996
- 1996-12-10 JP JP32949996A patent/JP3453751B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020001876A1 (de) * | 2018-06-28 | 2020-01-02 | Endress+Hauser Flowtec Ag | Verfahren zur inbetriebnahme eines magnetisch-induktiven durchflussmessgerätes und ein magnetisch-induktives durchflussmessgerät |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10170317A (ja) | 1998-06-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080725 Year of fee payment: 5 |
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090725 Year of fee payment: 6 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |