JP3658975B2 - Electromagnetic flow meter - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配管を流れる水等の導電性を有する各種流体の流量を測定する電磁流量計に関する。
【0002】
【従来の技術】
各種プラントにおいて、配管を通じて供給される水などの導電性を有する各種流体の流量の測定には電磁流量計が広く用いられている。
【0003】
電磁流量計は、粘度や密度などの流体の組成に関わらず、殆どの導電性の流体の流量が計測可能であり、測定可能な流量範囲の広いことや、圧力損失が無視できる等の特徴を有し、特にプラントや水処理設備などにおける流量の管理・制御に利用されている。
【0004】
図3は、この電磁流量計の基本構成を示す図である。
電磁流量計は大きく分けて、流量測定し、その変化を電圧値の変化(以下流量信号という)として出力する検出器10と、この流量信号を増幅し、A/D変換してデジタルデータとして出力する変換器20により構成されている。
【0005】
電磁流量計の測定原理はファラデーの電磁誘導の法則に基づいており、磁束を切る導体には起電力が生じる電気磁気的現象を利用したものである。測定管内を流れる導電性流体にその流れと直交する向きに磁界を加えると、流体にはその流れの方向と加える磁界の向きとに対して共に直交する方向に起電力が生じる。この起電力の値は導体の移動速度である流体の速度に比例するので、この値を測定することによって流量を求めるのが電磁流量計である。検出器10では測定管11内に流れる流体に対して交番磁界を印加し、磁界と互いに直交する方向に配置された1対の電極12、13間に発生する起電力を測定管11内を流れる流量に対応する流量信号として変換器20に出力する。
【0006】
変換器20では、検出器10からの起電力を差動増幅器21により増幅する。
検出器10から出力される流量信号は非常に微弱で、数10μV〜数mV程度であり、周囲のノイズの影響を大きく受ける。従って、周囲を取り巻く商用電源の影響によるノイズを除去する為に、検出器10では商用電源周波数に同期させて励磁を行い、また変換器20では該商用電源周波数に同期させて信号のサンプリングを行っている。
【0007】
差動増幅器21により増幅された流量信号は、プラント内で用いられている商用電源によるノイズを除去するため、その周期(50Hzまたは60Hz)と同期したタイミングで同期サンプリング部22でサンプルリングされる。同期サンプリング部22では、差動増幅器21から入力される信号を上記商用電源の周期に同期して、信号値がプラスである時はサンプル部25により、マイナスの時はサンプル部26によりGND値を基準電圧としてサンプリングを行い、これを差動回路27により増幅した後出力する。そしてこの出力信号は、後段の平滑回路23により平滑化された後A/D変換部24によりデジタル化され、その値に基づいて不図示のマイクロプロセッサにより流量値が計算され、出力される。
【0008】
図4は、流量信号にノイズが加わっていない理想時を想定した場合の、図3の電磁流量計の各位置での応答波形を示す図である。尚図4中の各信号に付されているa〜eの記号は図3内に記載されている同一記号の位置での信号であることを示している。
【0009】
図4に於て、流量信号a1は検出器10からの出力を増幅器21により増幅したもので、励磁コイルに加える交流電流の周期T(プラントで用いられている商用電源の周期若しくはそれを分周したもの)で流量値に比した電圧値の方形波として出力される。
【0010】
またこの量流信号a1がプラスの時の信号をサンプリングするサンプル部25には図4のサンプル信号b1が、マイナス時の信号をサンプリングするサンプル部26にはサンプル信号c1がそれぞれ供給される。サンプル部25、26は、サンプル信号がONの時は入力される流量信号をGND値(0V)を基準として、すなわちそのまま出力し、OFFの時は0Vを出力する。このサンプル部25、26に加えられるサンプル信号b1、c1は、周期Tの方形パルス信号で、流量信号a1がプラス時にはサンプル部25が、マイナス時にはサンプル部26がサンプリングする様それぞれT/2周期ずれてONとなる。この様にこのサンプル信号b1、c1によりサンプリングされて入力された信号は、d1の様な一定の振幅値を持つ方形波として差動回路27より出力され、これを平滑化部23により平滑化するとe1の様なフラット直流成分が得られ、これをA/D変換したデータを用いることにより、正確な流量値を求めることが出来る。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
この様な電磁流量形では、次の様な問題があった。
電磁流量計では、流体に加える磁界を発生させる手段として、測定管10の外周部に対向して配置される一対の励磁コイル(不図示)を交流電流で励磁しているが、流体に励磁を行なうと、流体中を流れる微弱電流によって流体と電極界面との間で電気化学反応を連続的に発生し、この反応による界面の状態の変化や微弱な起電力の発生、あるいは界面の電気抵抗の変動などが生じる。これらはいずれも経時的に変化したり、あるいは流速によっても変動して一定せず、そのため流量信号に対するノイズとして観測される。
【0012】
この流体のイオン性に起因する電気化学的ノイズは、その周波数をfとすると大きさが1/fの特性を示す。よって低周波数領域に移るほど大きくなり、大きな直流オフセット電圧を与える。この流体ノイズは変換部回路内部で飽和を発生させたり、また測定流量値のふらつき等の原因となることが知られている。
【0013】
図5に、電気化学的ノイズを含む流体ノイズを考慮した場合の変換部回路内の応答波形の一例を示す。
図5では、流量信号a2は検出器10からの出力を増幅器21により増幅したもので、図4の流量信号a1に対応する。この流量信号a2には、周期Tより波長の長い(周波数の低い)ノイズが乗っている。そのため、検出器10からの流量信号の直流分は低い周波数で大きく変動し、またこれをサンプリングした差動回路27の出力d2は流量信号a2と同様に低周波数成分の波形に流量信号が畳み込まれた波形となる。よってこの後段の回路である平滑化部23の出力e2は、図5の様に低周波数成分流体ノイズによるうねりをそのまま反映したものとなる。
【0014】
この様なうねりは、図5の差動回路27の出力d2、平滑化部23の出力e2の波形に見られるように、それぞれ差動回路27の出力飽和、及び流量の測定値のばらつきの原因となり、精度の良い流量測定を困難とする。
【0015】
この流体ノイズは、例えば図3の増幅部21をHPF(ハイパスフィルタ)構成にして流量信号の低周波数成分を減衰させ、高域周波数成分を増幅してもその影響を完全に除去することは難しい。
【0016】
また別の対策方法として、増幅部20の電源電圧拡大によりダイナミックレンジを確保する方法、あるいは平滑化部23の時定数の大きくする方法等が考えられるが、前者においては、電源電圧の拡大が流体ノイズのない実使用上のダイナミックレンジの拡大には寄与がなく、また、平滑回路23の時定数を大きくした場合には、回路応答の遅れ等の問題が発生する。
【0017】
本発明は上記問題点を解決した電磁流量計を提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】
本発明による電磁流量計は、検出手段、サンプリング手段及びノイズ分別手段を備える。
【0019】
検出手段は、測定管内で交番磁界を発生させ、該測定管内に設けられた少なくとも1対の電極間の電位差の変化を流量信号として出力する。
ノイズ分別手段は、上記流量信号の一定周波数以下の成分を低周波数成分として抽出する。
【0020】
サンプリング手段は、ノイズ分別手段が抽出した上記低周波数成分を基準電圧として上記流量信号のサンプリングを行う。
上記ノイズ分別手段による流量信号の低周波数成分の抽出は、例えば、上記サンプリング手段がサンプリングを行うサンプリング周波数の1/2〜1/10以下の周波数成分を抽出することにより行われる。
【0021】
上記ノイズ分別手段による流量信号の低周波数成分の抽出は、あるいは、上記流量信号の上記流体物による流体ノイズの周波数以下の周波数の成分を上記低周波数成分として抽出することにより行われる。
【0022】
また本発明は、電磁流量計だけでなく、電磁流量計に用いられる変換器も含む。
本発明によれば、ノイズ分別手段により流量信号内の低周波数成分が抽出され、該低周波数成分を基準電圧としてサンプリング手段によりサンプリングされるので、流量信号に低周波数のノイズが含まれていても、該ノイズの動きに追従しながらサンプリングを行うことが出来る。
【0023】
【発明の実施の形態】
図1に本実施形態に於ける電磁流量計の基本構成を示す図である。
図1の電磁流量計は、検出器30と変換器40より構成されている。このうち検出器30は、図3の検出器10と基本的に同じものであり、測定管31内を流れる流体物に商用電源と同じ周波数の交番磁界を印加し、測定管31の内壁に設けられた電極32、33間に発生する電圧の変化をその流体物の流量の変化を表す流量信号として出力する。
【0024】
変換器40は、図3の変換器20に対応するもので、検出器30から出力される数10μV〜数mV程度の微弱な信号を増幅した後、プラントで用いられている商用電源によるノイズを除去するために、該商用電源の周波数若しくは流量計の設置環境によっては該商用電源周波数を分周したものに同期してサンプリングを行った後に、平滑化、A/D変換する。そしてその値に基づいて不図示のマイクロプロセッサにより流量値を計算し、出力する。
【0025】
変換器40では、検出器30から出力される微弱な流量信号をまず増幅部41により増幅する。この増幅部41はHPFとなっており、流量信号の低周波数成分を減衰させ、高域周波数成分を増幅して出力する。この出力信号は、サンプリング部42に入力されてサンプリングされると共にノイズ分別部50に入力される。
【0026】
なお、検出器30の電極は必ずしも1対とは限らず、複数対ある構成の場合もある。この場合には、変換器40は、電極の各対毎に増幅部41を設け、これらの出力を加算器により加算したものを出力信号としてサンプリング部40及びノイズ分別部50に入力する構成となる。
【0027】
ノイズ分別部50は、オペアンプ51、抵抗R52、53及びキャパシタC54より構成されるLPF(ローパスフィルタ)回路である。
流量信号に含まれている流体ノイズは、6Hz前後と電磁流量計が同期させている商用電源に比べて十分に低い周波数である。よって、流量信号をLPFであるノイズ分別部50に通すと、含まれている低周波の流体ノイズのみを抽出することが出来る。
【0028】
このLPFであるノイズ分別部50は、フィルタのカットオフ周波数が流量信号の周波数に近いと流量信号の信号レベルを落とすことになる。また、流体ノイズは、その周波数fに対して強さが1/fの特性を持つため、低い周波域にほどその影響は大きくなる。よって抵抗R53とキャパシタC54の値で決定されるフィルタの時定数は、余り過大に取る必要はなく、流量信号の周波数よりある程度大きな値、すなわち流量信号の時定数の2〜10倍程度とする。これによりノイズ分別部50によって抽出される周波数成分は、流量信号の周波数、すなわちプラントで用いられる商用電源の周波数若しくは後述する同期サンプル部42でのサンプリング周波数の1/2〜1/10以下のものとなる。
【0029】
なおこの図1のノイズ分別部50の回路構成は一例であり、本実施形態でのノイズ分別部50の構成はこれのみに限るものではなく、上記周波数域の成分を抽出することが出来るLPFであれば、他の構成でもかまわない。
【0030】
このノイズ分別部50によって抽出された流量信号の低周波数成分は、同期サンプル部42に入力される。
同期サンプル部42は、プラント内で用いられている商用電源によるノイズを除去するため、検出部30から出力される流量信号を商用電流の周波数、若しくはこの電磁流量計の設置環境によりそれを1/N(N=2、3..)に分周した周波数に同期して流量信号のサンプリングを行う。
【0031】
この同期サンプリング部42は、サンプル信号に同期して出力を切り替えるサンプル部45、46と該サンプル部45と46との出力の差を増幅して出力する差動回路47により構成されている。
【0032】
このうちサンプル部45、46は入力サンプル信号に同期して出力を切り替えるスイッチで、サンプル信号がONの時は入力信号に基づいた出力信号を、OFFの時は0Vを出力する。このサンプル部45、46には入力信号として増幅部41からの流量信号とノイズ分別部50により抽出された流量信号の低周波数成分が入力され、サンプル信号がONの時には、該低周波数成分を基準電圧とした流量信号、すなわち流量信号から低周波数成分を差し引いたものを出力信号として出力される。
【0033】
また差動回路47は、入力信号を差動増幅するもので、2つの入力のうち+側に入力された信号と−側に入力された信号との差、すなわち+側の信号に−側の信号を反転して重ね合わせた信号を出力する。
【0034】
流量信号がプラスの時サンプル部45により、流量信号がマイナスの時サンプル部46によりサンプリングが行われるように、1/2周期位相のずれたサンプリング信号をそれぞれに与えると、同期サンプル部42からは、流量信号の低周波数成分が除去されたものに対してサンプリングされたものが出力される。
【0035】
この様に同期サンプル部42では、低周波数の流体ノイズ分によるうねりに追従しながら同期サンプリングが行われる。そしてこの同期サンプル部42からの出力信号は、後段の平滑回路48により平滑化された後A/D変換部49によりデジタル値化され、その値に基づいて不図示のマイクロプロセッサにより流量値が計算され、出力される。
【0036】
この様に本実施形態の電磁流量計では、流体ノイズ等による低周波数成分だけを抽出し、これを同期サンプリングのための基準値として用いることにより、流体ノイズによるうねりが同相分として差動回路47への入力となる。よって、差動回路47の出力からは流体ノイズによる大きな直流成分が除去される。これにより、差動回路47の出力が大きな直流成分により飽和することが無くなり、よって、次段の平滑化部出力値も安定する。
【0037】
図2は、流体ノイズを含んだ流量信号に対する図1の電磁流量計の各位置での応答波形を示す図である。尚図2中の各信号に付されているa〜hの記号は図1内に記載されている同一記号の位置での信号であることを示している。
【0038】
図2に於て、流量信号a3は検出器30からの出力を増幅部41により低周波数成分を減衰させ、高域周波数成分を増幅したものであるが、図2の様に、増幅部41を通過させた後でも流体ノイズの影響を完全に除去できてはおらず、流量信号a3は電磁流量計が同期している商用電源の周期Tより大きな周期(低い周波数)でうねりが発生している。
【0039】
この量流信号a3がプラスの時にサンプリングを行うサンプル部45には、図2のサンプル信号b3が、マイナスの時の信号にサンプリングするサンプル部46にはサンプル信号c3がそれぞれ供給される。このサンプル信号b3、c3は、周期Tの方形パルス信号で、流量信号a3がプラスになる時にサンプル部45が、マイナスになる時にサンプル部46がサンプリングを行う様それぞれT/2周期ずれてONとなる。
【0040】
fはノイズ分別部50の出力で、増幅部41から入力される流量信号a3より流体ノイズ等の低周波成分のみが抽出され出力されたものである。
サンプル部45、46ではこのノイズ分別部50の出力fをサンプリングの基準電圧とし、サンプル信号b3、c3がONの時はこの信号fを基準値として流量信号a3に対してサンプリングを行ったもの、すなわち流量信号a3からノイズ分別部50からの出力fを引いたものが出力され、またサンプル信号b3、c3がOFFの時は0Vが出力される。
【0041】
g、hは差動回路47の入力信号で、信号gは差動回路47の+側の入力信号(サンプル部45の出力信号)、信号hは差動回路47の−側の入力信号(サンプル部46の出力信号)である。信号g、hを見ると判るように、サンプル部45、46で信号fを基準値としてサンプリングを行ったため、これらには流体ノイズによる低周波のうねりが除去されている。
【0042】
この信号g、h入力信号として差動回路47により差動増幅を行ったものが、差動回路47の出力d3である。この出力d3は、図2に示す様な一定の振幅値を持つ方形波として得られ、これは平滑化部48により容易に平滑化することが出来る。
【0043】
e3はこの平滑化部48により平滑化された平滑化部48の出力信号を示すものである。本実施形態の電磁流量計では、流量信号に流体ノイズによる低周波数成分が含まれていても図2のe3の様な流体ノイズによる大きな直流成分が除去されたフラット直流成分が得られ、これをA/D変換部49によりデジタル化したデータを用いて不図示のマイクロプロセッサにより流量値を計算することにより正確な流量値を求めることが出来る。
【0044】
【発明の効果】
本発明によれば、流体ノイズが流量信号に含まれる場合に於ても、低周波数の流体ノイズ分の動きに追従しながらサンプリングが行われるので、流体ノイズによる影響を除去することが出来、精度の良い流量の測定が可能となる。
【0045】
また流体ノイズによる大きな直流成分が無くなるので、これにより変換器が飽和することが無くなり、またその出力値も安定する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態での電磁流量計の基本構成を示す図である。
【図2】本実施形態での電磁流量計内の各位置での、流体ノイズを含んだ流量信号に対する各応答波形を示す図である。
【図3】電磁流量計の基本構成を示す図である。
【図4】流量信号にノイズが加わっていない理想時を想定した場合の電磁流量計内の応答波形を示す図である。
【図5】流体ノイズが加わった場合の電磁流量計内の信号波形の例を示す図である。
【符号の説明】
10、30 検出器
11、31 測定管
12、13、32、33 電極
20、40 変換部
21、41 増幅器
22、42 同期サンプル部
23、48 平滑化部
24、49 A/D変換部
25、26、45、46 サンプル部
27、47 差動回路
50 ノイズ分別部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electromagnetic flowmeter that measures the flow rate of various fluids having conductivity such as water flowing through a pipe.
[0002]
[Prior art]
In various plants, electromagnetic flow meters are widely used for measuring the flow rates of various fluids having conductivity such as water supplied through piping.
[0003]
The electromagnetic flowmeter can measure the flow rate of almost all conductive fluids regardless of the fluid composition such as viscosity and density, and has features such as a wide measurable flow range and negligible pressure loss. In particular, it is used for flow rate management and control in plants and water treatment facilities.
[0004]
FIG. 3 is a diagram showing a basic configuration of the electromagnetic flow meter.
The electromagnetic flowmeter is roughly divided into a detector 10 for measuring the flow rate and outputting the change as a voltage value change (hereinafter referred to as a flow rate signal), and amplifying the flow rate signal, A / D converting it, and outputting it as digital data. It is comprised by the
[0005]
The measurement principle of the electromagnetic flowmeter is based on Faraday's law of electromagnetic induction, and utilizes an electromagnetic phenomenon in which an electromotive force is generated in the conductor that cuts the magnetic flux. When a magnetic field is applied to the conductive fluid flowing in the measuring tube in a direction orthogonal to the flow, an electromotive force is generated in the fluid in a direction orthogonal to both the direction of the flow and the direction of the applied magnetic field. Since the value of this electromotive force is proportional to the velocity of the fluid, which is the moving speed of the conductor, the electromagnetic flow meter determines the flow rate by measuring this value. In the detector 10, an alternating magnetic field is applied to the fluid flowing in the measurement tube 11, and an electromotive force generated between a pair of
[0006]
In the
The flow rate signal output from the detector 10 is very weak, about several tens of μV to several mV, and is greatly affected by ambient noise. Therefore, in order to remove noise due to the influence of the commercial power supply surrounding the surroundings, the detector 10 performs excitation in synchronization with the commercial power supply frequency, and the
[0007]
The flow rate signal amplified by the
[0008]
FIG. 4 is a diagram showing response waveforms at various positions of the electromagnetic flow meter of FIG. 3 assuming an ideal time in which noise is not added to the flow signal. Note that symbols a to e attached to each signal in FIG. 4 indicate signals at the same symbol positions shown in FIG.
[0009]
In FIG. 4, the flow rate signal a1 is obtained by amplifying the output from the detector 10 by the
[0010]
4 is supplied to the sample unit 25 that samples a signal when the quantity flow signal a1 is positive, and the sample signal c1 is supplied to the sample unit 26 that samples a signal when negative. The sample units 25 and 26 output the input flow rate signal based on the GND value (0 V) when the sample signal is ON, that is, output as it is, and output 0 V when it is OFF. The sample signals b1 and c1 applied to the sample sections 25 and 26 are square pulse signals having a period T. The sample section 25 samples when the flow rate signal a1 is positive, and the sample section 26 samples when the flow signal a1 is negative. Turned ON. Thus, the signal sampled and input by the sample signals b1 and c1 is output from the differential circuit 27 as a square wave having a constant amplitude value such as d1, and when this is smoothed by the
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
Such an electromagnetic flow type has the following problems.
In the electromagnetic flow meter, as a means for generating a magnetic field to be applied to the fluid, a pair of exciting coils (not shown) arranged to face the outer peripheral portion of the measuring tube 10 are excited with an alternating current. When this is done, an electrochemical reaction is continuously generated between the fluid and the electrode interface due to a weak current flowing in the fluid, and the change of the interface state, weak electromotive force, or electrical resistance of the interface is caused by this reaction. Variations occur. None of these changes over time or fluctuates depending on the flow velocity and is not constant, and is therefore observed as noise with respect to the flow signal.
[0012]
The electrochemical noise resulting from the ionic nature of the fluid exhibits a characteristic of a magnitude of 1 / f, where f is the frequency. Therefore, it becomes larger as it moves to the low frequency region, and a large DC offset voltage is given. This fluid noise is known to cause saturation inside the converter circuit, and to cause fluctuations in the measured flow rate value.
[0013]
FIG. 5 shows an example of a response waveform in the converter circuit when fluid noise including electrochemical noise is taken into consideration.
In FIG. 5, the flow signal a2 is obtained by amplifying the output from the detector 10 by the
[0014]
Such swell is caused by the output saturation of the differential circuit 27 and the variation in the measured value of the flow rate as seen in the waveforms of the output d2 of the differential circuit 27 and the output e2 of the
[0015]
It is difficult to completely eliminate the influence of this fluid noise even if the amplifying
[0016]
As another countermeasure method, a method of securing a dynamic range by increasing the power supply voltage of the amplifying
[0017]
It is an object of the present invention to provide an electromagnetic flow meter that solves the above problems.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
The electromagnetic flow meter according to the present invention includes a detection means, a sampling means, and a noise separation means.
[0019]
The detection means generates an alternating magnetic field in the measurement tube and outputs a change in potential difference between at least one pair of electrodes provided in the measurement tube as a flow signal.
The noise separation unit extracts a component having a frequency equal to or lower than a certain frequency of the flow rate signal as a low frequency component.
[0020]
The sampling means samples the flow rate signal using the low frequency component extracted by the noise sorting means as a reference voltage.
The extraction of the low-frequency component of the flow rate signal by the noise separation unit is performed by, for example, extracting a frequency component that is 1/2 to 1/10 or less of the sampling frequency at which the sampling unit performs sampling.
[0021]
The extraction of the low frequency component of the flow rate signal by the noise classification means is performed by extracting the component of the flow rate signal having a frequency equal to or lower than the frequency of the fluid noise due to the fluid as the low frequency component.
[0022]
Moreover, this invention includes the converter used for not only an electromagnetic flowmeter but an electromagnetic flowmeter.
According to the present invention, since the low frequency component in the flow signal is extracted by the noise separation means and sampled by the sampling means using the low frequency component as a reference voltage, even if the flow signal contains low frequency noise. Sampling can be performed while following the movement of the noise.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of an electromagnetic flow meter in the present embodiment.
The electromagnetic flow meter shown in FIG. 1 includes a detector 30 and a converter 40. Among these, the detector 30 is basically the same as the detector 10 of FIG. 3, and an alternating magnetic field having the same frequency as that of the commercial power supply is applied to the fluid flowing in the measuring
[0024]
The converter 40 corresponds to the
[0025]
In the converter 40, the weak flow signal output from the detector 30 is first amplified by the amplifying
[0026]
The electrodes of the detector 30 are not necessarily a pair, and there may be a plurality of pairs. In this case, the converter 40 has an amplifying
[0027]
The noise separation unit 50 is an LPF (low-pass filter) circuit including an
The fluid noise included in the flow rate signal has a frequency sufficiently lower than that of a commercial power source that is synchronized with the electromagnetic flow meter around 6 Hz. Therefore, when the flow rate signal is passed through the noise classification unit 50 that is an LPF, only the low-frequency fluid noise contained therein can be extracted.
[0028]
The noise classification unit 50, which is an LPF, reduces the signal level of the flow rate signal when the cutoff frequency of the filter is close to the frequency of the flow rate signal. Further, since the fluid noise has a characteristic of a strength of 1 / f with respect to the frequency f, the influence becomes larger as the frequency becomes lower. Therefore, the time constant of the filter determined by the values of the resistor R53 and the capacitor C54 does not need to be excessively large and is a value that is somewhat larger than the frequency of the flow signal, that is, about 2 to 10 times the time constant of the flow signal. As a result, the frequency component extracted by the noise separation unit 50 is one that is 1/2 to 1/10 or less of the frequency of the flow signal, that is, the frequency of the commercial power source used in the plant or the sampling frequency in the synchronous sampling unit 42 described later. It becomes.
[0029]
Note that the circuit configuration of the noise classification unit 50 in FIG. 1 is an example, and the configuration of the noise classification unit 50 in the present embodiment is not limited to this, and is an LPF that can extract the components in the frequency range. Other configurations are possible as long as they are present.
[0030]
The low frequency component of the flow rate signal extracted by the noise classification unit 50 is input to the synchronous sample unit 42.
In order to remove noise due to the commercial power source used in the plant, the synchronous sample unit 42 converts the flow rate signal output from the detection unit 30 to 1 / of the frequency of the commercial current or the installation environment of the electromagnetic flow meter. The flow rate signal is sampled in synchronization with the frequency divided by N (N = 2, 3,...).
[0031]
The synchronous sampling unit 42 includes
[0032]
Among these, the
[0033]
The
[0034]
When a sampling signal with a half-cycle phase shift is applied to each of the sampling signals so that sampling is performed by the
[0035]
In this manner, the synchronous sampling unit 42 performs synchronous sampling while following the undulation due to the low frequency fluid noise. The output signal from the synchronous sample unit 42 is smoothed by a
[0036]
As described above, in the electromagnetic flow meter of the present embodiment, only the low frequency component due to fluid noise or the like is extracted and used as a reference value for synchronous sampling, so that the undulation due to fluid noise becomes the in-phase component and the
[0037]
FIG. 2 is a diagram showing response waveforms at various positions of the electromagnetic flow meter of FIG. 1 with respect to a flow signal containing fluid noise. Note that symbols a to h attached to each signal in FIG. 2 indicate signals at the same symbol positions shown in FIG.
[0038]
In FIG. 2, the flow rate signal a3 is obtained by attenuating the low frequency component of the output from the detector 30 by the amplifying
[0039]
2 is supplied to the
[0040]
f is an output of the noise classification unit 50, and only low frequency components such as fluid noise are extracted from the flow rate signal a3 input from the
In the
[0041]
g and h are input signals of the
[0042]
An output d3 of the
[0043]
e3 indicates an output signal of the smoothing
[0044]
【The invention's effect】
According to the present invention, even when fluid noise is included in the flow rate signal, sampling is performed while following the movement of the low-frequency fluid noise, so that the influence of fluid noise can be eliminated and the accuracy is improved. This makes it possible to measure a good flow rate.
[0045]
In addition, since a large DC component due to fluid noise is eliminated, the converter is not saturated, and its output value is stabilized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of an electromagnetic flow meter in the present embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing each response waveform with respect to a flow rate signal including fluid noise at each position in the electromagnetic flow meter according to the present embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing a basic configuration of an electromagnetic flow meter.
FIG. 4 is a diagram showing a response waveform in the electromagnetic flow meter when an ideal time when no noise is added to the flow signal is assumed.
FIG. 5 is a diagram showing an example of a signal waveform in the electromagnetic flow meter when fluid noise is applied.
[Explanation of symbols]
10, 30
Claims (4)
前記流量信号の一定周波数以下の成分を低周波数成分として抽出するノイズ分別手段と、
前記低周波数成分を基準電圧として前記流量信号のサンプリングを行うサンプリング手段と
を備えることを特徴とする電磁流量計。Detecting means for generating an alternating magnetic field in the measurement tube and outputting a change in potential difference between at least one pair of electrodes provided in the measurement tube as a flow signal;
Noise separation means for extracting a component of the flow rate signal below a certain frequency as a low frequency component;
A sampling means for sampling the flow rate signal using the low frequency component as a reference voltage.
前記流量信号の一定周波数以下の成分を低周波数成分として抽出するノイズ分別手段と、
前記低周波数成分を基準電圧として前記流量信号のサンプリングを行うサンプリング手段と
を備えることを特徴とする電磁流量計の変換器。A transducer used in an electromagnetic flow meter for sampling an input flow signal,
Noise separation means for extracting a component of the flow rate signal below a certain frequency as a low frequency component;
A converter for an electromagnetic flowmeter, comprising: sampling means for sampling the flow rate signal using the low frequency component as a reference voltage.
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