JP4793473B2 - 電磁流量計 - Google Patents

Description

本発明は、電磁流量計に関し、特に、２周波励磁方式において、被測定流体の非満水状態を検出する電磁流量計に関するものである。

化学プラントなどで行われる流量制御において、被測定流体の流量測定に用いられる電磁流量計の励磁方式として、高い周波数（第１周波数）の励磁電流成分とこれより低い周波数（第２周波数）の励磁電流成分とを励磁コイルに同時に流して複合磁場を形成する複合励磁方式（以下、「２周波励磁方式」という）が一般に知られている。図８は、２周波励磁方式を行う電磁流量計１の構成図であり、これを用いて電磁流量計１の構成および動作について説明する。

図８において、電磁流量計１は、検出器１０、励磁回路２０、増幅回路３０、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器３１、定電流回路４０およびＣＰＵ（セントラルプロセッシングユニット）５０を備える。

また、検出器１０は、励磁コイル１１および電極１２、１３を備え、ＣＰＵ５０は、高周波流量演算手段５１、低周波流量演算手段５２、２周波流量演算手段５３、非満水検知手段５４および出力手段５５を備える。

電極１２、１３は検出器１０内部に設けられ、励磁コイル１１は、これから発生する磁場が検出器１０内部の被測定流体Ｒに印加されるように設けられている。

電極１２、１３の出力は増幅回路３０に入力され、増幅回路３０は、電極１２、１３の出力の差動増幅信号をＡ／Ｄ変換器３１へ出力する。Ａ／Ｄ変換器３１は、差動増幅信号を変換したデジタル信号をＣＰＵ５０へ出力する。

定電流回路４０の出力は電極１２、１３に接続される。例えば、定電流回路４０は、２つのダイオード（図示しない）から構成され、各ダイオードのアノードが所定電圧に、カソードが電極１２または１３に接続される。定電流回路４０は、ダイオードの逆方向のリーク電流（以下、「一定電流」という）を電極１２、１３に流す。

励磁回路２０は、ＣＰＵ５０からの励磁制御信号に基づいて励磁コイル１１へ励磁電流を流し、励磁コイル１１から磁場を発生させる。

ＣＰＵ５０内の高周波流量演算手段５１および低周波流量演算手段５２は、Ａ／Ｄ変換器３１からデジタル信号を受け取り、それぞれの励磁周波数に対応した被測定流体Ｒの流量を演算する。

２周波流量演算手段５３は、高周波流量演算手段５１および低周波流量演算手段５２によって演算された各流量値を受け取り、２周波励磁に対応した被測定流体Ｒの流量を演算する。

非満水検知手段５４は、定電流回路４０から電極１２、１３に一定電流が流されたときの電極１２、１３の出力を、増幅回路３０およびＡ／Ｄ変換器３１を介して受け取り、被測定流体Ｒが検出器１０内部において非満水であるか否かを検知する。

出力手段５５は、２周波流量演算手段５３よって演算された流量値と非満水検知手段５４よって検知された検知信号を受け取る。そして、流量値に対応する、または非満水状態を表す電流信号を出力する。

つぎに、電磁流量計１の流量測定および非満水検知動作について説明する。励磁回路２０は、ＣＰＵ５０からの励磁制御信号に基づいて、高周波励磁電流と低周波励磁電流とを加算した励磁電流（２周波励磁電流）を励磁コイル１１へ流し、励磁コイル１１は、励磁電流に対応した磁場を被測定流体Ｒに印加する。

電極１２、１３は、高周波励磁電流および低周波励磁電流に対応した磁場によって発生する、流速と磁場に応じた信号（起電力）を検出して出力する。

ＣＰＵ５０は、増幅回路３０およびＡ／Ｄ変換器３１を介して電極１２、１３の出力信号を受け取る。

ＣＰＵ５０内の高周波流量演算手段５１は、高周波数に同期したタイミングで、受け取った信号に所定演算を行って、高周波励磁に対応した流量ｅＨ（第１流量、以下「高周波流量」という）を算出する。さらに、高周波流量演算手段５１は、高周波流量ｅＨに低域濾波演算を行って、高周波低域濾波流量ＦＨ（第１低域濾波流量）を算出する。

また、低周波流量演算手段５２は、低周波数に同期したタイミングで、受け取った信号に所定演算を行って、低周波励磁に対応した流量ｅＬ（第２流量、以下「低周波流量」という）を算出する。さらに、低周波流量演算手段５２は、低周波流量ｅＬに低域濾波演算を行って、低周波低域濾波流量ＦＬ（第２低域濾波流量）を算出する。

２周波流量演算手段５３は、高周波数に同期したタイミングで、高周波低域濾波流量ＦＨと低周波低域濾波流量ＦＬとを加算して、２周波励磁に対応した流量ｅＡ（第３流量、以下「２周波流量」という）を算出する。

出力手段５５は、２周波流量値ｅＡに対応した電流信号（例えば、４〜２０ｍＡの範囲内）または電圧信号（例えば、１〜５Ｖの範囲内）を出力する。

非満水検知手段５４における非満水であるかを検知する方法には、以下の２つがある。

（１）まず、定電流回路４０から電極１２、１３に一定電流を流す方法について説明する。被測定流体Ｒが非満水の場合、一定電流を流すと、電極１２、１３の出力電圧の差（差電圧）は、満水の場合より大きくなる。

非満水検知手段５４は、差電圧と所定の検知電圧と比較して、差電圧が所定の検知電圧より大きければ、非満水であると検知する。なお、このような非満水検知方法は、特許文献１に記載されている。

また、電極１２、１３の出力に、直流成分を減衰するための交流結合回路（コンデンサなど（図示しない））を接続してもよい。なお、コンデンサの接続については、特許文献２に記載されている。

（２）もう一つの方法として、電極１２、１３の出力信号に重畳したノイズ成分から検知する方法について説明する。この方法では、定電流回路４０を用いなくてよい。

被測定流体Ｒが非満水の場合、電極１２、１３の出力信号に重畳したノイズの大きさは、満水の場合より大きくなる。例えば、ノイズには商用電源周波数ノイズのほか、励磁コイル１１からの磁場によって生じる誘導ノイズなどがある。

非満水検知手段５４は、電極１２、１３の出力信号に重畳されたノイズの大きさ（電圧）を測定し、ノイズの大きさが所定の検知電圧より大きければ、非満水であると検知する。なお、このような非満水検知方法は、特許文献３、４に記載されている。

つぎに、出力手段５５が、非満水検知手段５４から非満水検知信号を受け取った場合の動作について説明する。

非満水の場合、電磁流量計１は、正確な流量を測定できない異常状態である。この場合、出力手段５５は、非満水であるという異常状態を外部へ知らせるため、電流または電圧信号を正常時の範囲外へ振り切らせる（以下、「バーンアウト」という）、あるいは発光または音による警報信号を出力する。

特開平３−１８６７１６号公報 特開平６−１７４５１３号公報 特開平３−２５７３２７号公報 実開平３−６００２７号公報

しかし、上述した２つの非満水検知方法では、以下の問題がある。
（１）一定電流を流す方法において、交流結合回路を用いた場合には以下の問題がある。満水から非満水状態、または非満水から満水状態に変化した場合、電極１２、１３の出力は、急激に大きく変化する。

このため、交流結合回路の出力は、微分的な動作によって安定するまでに時間がかかり、非満水検知手段５４は、安定後に満水／非満水の検知をするので、検知までの時間がかかる（例えば、約１０分）、という問題がある。
（２）また、ノイズ成分から検知する方法において、例えば、周囲環境によってノイズ発生源のノイズの大きさが小さい場合、非満水であっても、電極１２、１３の出力信号に重畳したノイズの大きさは、所定の検知電圧より小さくなり、非満水検知手段５４は非満水を検知できない、という問題がある。

このとき、出力手段５５は、非満水検知信号を受け取らないので、電流または電圧出力をバーンアウトさせずに、２周波流量値ｅＡに対応した電流または電圧信号を出力する。しかし、実際には非満水状態であり、電極１２、１３の出力信号の揺動は大きいので、電流または電圧出力は、上限値と下限値を繰り返すハンチング現象を生じる、という問題がある。

本発明は、２周波励磁方式を用いた電磁流量計において、被測定流体の非満水状態を正確、迅速に検知し、非満水検知に起因する出力のハンチングを抑制する電磁流量計を提供することである。

このような目的を達成するために、請求項１の発明は、
第１周波数とこれより低い第２周波数の２つの異なった周波数を有する磁場を被測定流体に印加する励磁コイルと、前記第１周波数を有する磁場によって発生する信号に基づいて第１流量を演算し、前記第２周波数を有する磁場によって発生する信号に基づいて第２流量を演算し、前記第１流量を低域濾波して第１低域濾波流量を演算し、前記第２流量を低域濾波して第２低域濾波流量を演算する流量演算手段と、前記被測定流体が非満水であるという異常状態を外部へ知らせる出力手段とを有する電磁流量計において、
前記第１流量または前記第２流量の少なくともいずれか一つに基づいて、前記被測定流体の非満水の異常状態を判定する異常判定手段を備え、
前記出力手段は、前記異常判定手段によって異常状態であると判定された場合、異常状態を継続して外部へ知らせ、
前記異常判定手段によって異常状態であると判定されない場合、前記第１低域濾波流量と前記第２低域濾波流量との差が所定値より大きければ前記出力手段が継続して異常状態を外部へ知らせていることを解除せず、小さければ前記出力手段が継続して異常状態を外部へ知らせていることを解除する異常解除手段と、
前記異常判定手段によって異常状態であると判定されず、かつ前記異常解除手段によって前記出力手段が継続して異常状態を外部へ知らせていることが解除されないで第２所定時間が経過した後、前記第１低域濾波流量および前記第２低域濾波流量に値を設定する低域濾波流量設定手段とを備えたことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記低域濾波流量設定手段は、前記第１低域濾波流量に前記第１流量の値を、前記第２低域濾波流量に前記第２流量の値を設定することを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の発明において、
前記異常解除手段は、前記第１低域濾波流量と前記第２低域濾波流量との差が前記所定値より小さくなり、第１所定時間が経過した後に前記出力手段が継続して異常状態を外部へ知らせていることを解除する、
ことを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明において、
前記異常解除手段は、前記所定値を変更できることを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の発明において、
前記異常判定手段は、前記第１流量または前記第２流量の少なくともいずれか一つが所定範囲外の場合、前記異常状態であると判定することを特徴とする。

本発明によれば、２周波励磁方式を用いた電磁流量計において、第１流量または第２流量の少なくともいずれか一つに基づいて被測定流体の非満水の異常状態を判定し、異常状態と判定されない場合、第１低域濾波流量と第２低域濾波流量との差が所定値より大きければ出力手段が継続して異常状態を外部へ知らせていることを解除せず、小さければ出力手段が継続して異常状態を外部へ知らせていることを解除する。また、異常判定手段によって異常状態であると判定されず、かつ異常解除手段によって出力手段が継続して異常状態を外部へ知らせていることが解除されないで第２所定時間が経過した後、第１低域濾波流量および前記第２低域濾波流量に値を設定する。これによって、被測定流体の非満水の異常状態を正確、迅速に検知し、非満水検知に起因する出力のハンチングを抑制することができる。

本発明を適用した電磁流量計の構成図の例である。 被測定流体の満水／非満水状態における、図１の電磁流量計の動作タイミングチャートの例である。 図１の電磁流量計の異常判定処理（ａ）及び異常解除処理（ｂ）の動作フローチャートの例である。 本発明を適用した電磁流量計の構成図の他の例である。 図４の電磁流量計の異常解除処理の動作フローチャートの例である。 本発明を適用した電磁流量計の構成図の他の例である。 図６の電磁流量計の異常解除処理の動作フローチャートの例である。 背景技術で示した電磁流量計の構成図の例である。

［第１の実施例］
図１は、本実施例を適用した電磁流量計１００の構成図であり、これを用いて説明する。なお、図１において、図８と同一のものは同一符号を付し説明を省略する。

図１において、所定値設定手段１２０を備えるとともに、ＣＰＵ１１０は、非満水検知手段５４（図８参照）に代えて、異常判定手段１１１および異常解除手段１１２を備える点が、図８と相違する。

異常判定手段１１１は、高周波流量演算手段５１および低周波流量演算手段５２から各流量値を受け取り、非満水の異常状態か否かを判定する。

異常解除手段１１２は、異常判定手段１１１から判定結果、高周波流量演算手段５１および低周波流量演算手段５２から各流量値を受け取り、これらの値に応じて異常状態の解除を行う。

所定値設定手段１２０は、ユーザーなどから入力された所定値を、異常解除手段１１２で用いる所定値に設定する。

つぎに、電磁流量計１００の異常判定及び異常解除処理動作について、図２、３を用いて説明する。

まず、図２を用いて説明する。図２は、満水／非満水状態における、電磁流量計１００の流量値、解除フラグ、タイマー、出力などの動作タイミングチャート図である。

図２（ａ）は被測定流体Ｒの満水／非満水状態、（ｂ）は低周波流量値ｅＬ、（ｃ）は高周波流量値ｅＨ、（ｄ）は低周波低域濾波流量値ＦＬ、（ｅ）は高周波低域濾波流量値ＦＨ、（ｆ）は解除フラグ（図３で説明）、（ｇ）はタイマー（図３で説明）、（ｈ）は異常または正常状態を表す異常／正常状態（図３で説明）、（ｉ）は出力手段５５の電流または電圧出力（以下、「電流出力」という）を示す。

図２（ａ）において、被測定流体Ｒの状態は、時間ｔ１までは満水、ｔ１からｔ２までは非満水、ｔ２以降は満水である。

図２（ｂ）（ｃ）において、低周波流量値ｅＬ（ｂ）と高周波流量値ｅＨ（ｃ）とは、同じ縦軸に記載している。

時間ｔ１までは、低周波流量値ｅＬ（ｂ）と高周波流量値ｅＨ（ｃ）とは、ほぼ同じ値である。時間ｔ１からｔ２までは、低周波流量値ｅＬ（ｂ）と高周波流量値ｅＨ（ｃ）とも、上昇し、一定となり、下降する。なお、低周波流量値ｅＬ（ｂ）は、高周波流量値ｅＨ（ｃ）より大きく、上昇時にその差は拡大している。

時間ｔ２以降は、低周波流量値ｅＬ（ｂ）と高周波流量値ｅＨ（ｃ）とは、ほぼ同じ値に戻る。

図２（ｄ）（ｅ）において、低周波低域濾波流量値ＦＬ（ｄ）と高周波低域濾波流量値ＦＨ（ｅ）とは、同じ縦軸に記載している。

時間ｔ１までは、低周波低域濾波流量値ＦＬ（ｄ）と高周波低域濾波流量値ＦＨ（ｅ）とは、ほぼ同じ値である。時間ｔ１からｔ２までは、低周波低域濾波流量値ＦＬ（ｄ）と高周波低域濾波流量値ＦＨ（ｅ）とも、上昇し、一定となり、下降する。なお、低周波低域濾波流量値ＦＬ（ｄ）は、高周波低域濾波流量値ＦＨ（ｅ）より大きく、上昇時にその差は拡大している。

また、低周波低域濾波流量値ＦＬ（ｄ）と高周波低域濾波流量値ＦＨ（ｅ）は、それぞれ、低周波流量値ｅＬ（ｂ）と高周波流量値ｅＨ（ｃ）を低域濾波（例えば、ローパスフィルタ）演算したものである。

このため、低周波低域濾波流量値ＦＬ（ｄ）と高周波低域濾波流量値ＦＨ（ｅ）の上昇および下降時の勾配は、低周波流量値ｅＬ（ｂ）と高周波流量値ｅＨ（ｃ）の勾配より緩やかである。これに伴い、時間ｔ２より後のｔ３において、低周波低域濾波流量値ＦＬ（ｄ）と高周波低域濾波流量値ＦＨ（ｅ）とは、ほぼ同じ値に戻る。

図２（ｆ）〜（ｉ）の説明は、以下に、図２（ａ）〜（ｅ）の動作を踏まえ、図３の説明を交えながら行う。

なお、時間ｔ１までの図２（ｆ）〜（ｉ）の状態はつぎの通りである。解除フラグ（ｆ）はクリア（値「０」）、タイマー（ｇ）は一定時間（第１所定時間）経過状態、異常／正常状態（ｈ）は正常状態、電流出力（ｉ）は２周波流量値ｅＡに対応した電流値である。

続けて図３の説明を行う。図３（ａ）は異常判定処理の動作フローチャート図、（ｂ）は異常解除処理の動作フローチャート図である。

図３（ａ）のステップＳ１００において、低周波流量演算手段５２は、低周波流量ｅＬおよび低周波低域濾波流量ＦＬを演算する。高周波流量演算手段５１は、高周波流量ｅＨおよび高周波低域濾波流量ＦＨを演算する。

ステップＳ１１０において、異常判定手段１１１は、低周波流量値ｅＬと正常範囲（所定範囲）とを比較する。低周波流量値ｅＬが正常範囲外の場合（ステップＳ１１０の「Ｎｏ」）、ステップＳ１２０に移行し、解除フラグをクリアして、異常状態と判定する。

続けて、図３（ｂ）の異常解除処理のステップＳ２００が行われる。異常解除手段１１２は、解除フラグがセットされているか否かを判断し、解除フラグはクリアされているので（ステップＳ２００の「Ｎｏ」）、異常解除処理は終了する。

このため、図２において、時間ｔ１より少し後で低周波流量値ｅＬ（ｂ）が正常範囲外となるため、この時、解除フラグ（ｆ）はクリアを継続、タイマー（ｇ）は一定時間経過状態を継続、異常／正常状態（ｈ）は異常状態、電流出力（ｉ）は異常状態であるためバーンアウトする。そして、この状態が、時間ｔ２より少し前まで継続する。

なお、図３（ａ）のステップＳ１１０において、高周波流量値ｅＨと正常範囲とを比較し、高周波流量値ｅＨが正常範囲外の場合、ステップＳ１２０へ移行してもよい。また、低周波流量値ｅＬおよび高周波流量値ｅＨを、それぞれ正常範囲と比較し、両方とも正常範囲外の場合、ステップＳ１２０へ移行してもよい。

以下では、説明を簡単にするため、ステップＳ１１０での比較は、低周波流量値ｅＬと正常範囲とを比較するものとして説明する。なお、例えば、正常範囲は、電磁流量計１００が精度内に測定できる流量の範囲である。

つぎに、図２の時間ｔ２より少し後において、低周波流量値ｅＬ（ｂ）は正常範囲内となるため、図３（ａ）の異常判定処理は異常状態と判定せず、ステップＳ１３０に移行する（ステップＳ１１０の「Ｙｅｓ」）。

ステップＳ１３０において、ステップＳ１２０の異常状態からステップＳ１３０に移行した時点で、異常判定手段１１１は、解除フラグをセット（値「１」）する。

続けて、図３（ｂ）の異常解除処理のステップＳ２００が行われる。解除フラグはセットされているので（ステップＳ２００の「Ｙｅｓ」）、ステップＳ２１０に移行する。

ステップＳ２１０において、異常解除手段１１２は、低周波低域濾波流量値ＦＬと高周波低域濾波流量値ＦＨとの差の絶対値を比較値（所定値）と比較し、差の絶対値が比較値より大きいまたは以上であれば（ステップＳ２１０の「Ｎｏ」）、ステップＳ２２０に移行する。

ステップＳ２２０において、異常解除手段１１２は、タイマーの値を初期値(例えば、値「０」)に設定して、異常解除処理は終了する。

このため、図２において、時間ｔ２より少し後において、低周波流量値ｅＬ（ｂ）が正常範囲内となり、低周波低域濾波流量値ＦＬと高周波低域濾波流量値ＦＨとの差の絶対値は比較値より大きいので、解除フラグ（ｆ）はセット、タイマー（ｇ）は初期値、異常／正常状態（ｈ）は異常状態を継続、電流出力（ｉ）はバーンアウトを継続する。そして、この状態が、時間ｔ３まで継続する。

なお、被測定流体が流れ出して時間ｔ２において満水となるが、時間ｔ２からｔ３の間では被測定流体の流れおよび満水状態が安定していないことがある。このような場合、時間ｔ２において直ちに異常状態を解除して正常状態としたならば、満水状態の不安定性のため、正常状態と異常状態が繰り返して電流出力がハンチングすることがある。このようなハンチングを抑制するため、以下に説明する動作を行う。

時間ｔ３において、図２の低周波低域濾波流量値ＦＬ（ｄ）と高周波低域濾波流量値ＦＨ（ｅ）との差が比較値より小さくなるので、図３（ｂ）の異常解除処理はステップＳ２３０に移行する（ステップＳ２１０の「Ｙｅｓ」）。

ステップＳ２３０において、異常解除手段１１２は、タイマーの値をカウントし、値を増加させる。

ステップＳ２４０において、異常解除手段１１２は、タイマーが一定時間（第１所定時間）経過したかを判断する。例えば、タイマーの値を所定の閾値と比較し、タイマーの値が閾値より小さいまたは以下であれば、一定時間は経過しておらず（ステップＳ２４０の「Ｎｏ」）、異常解除処理は終了する。

このため、図２において、時間ｔ３からｔ４の間では、タイマー（ｇ）の値は所定の閾値より小さいので、解除フラグ（ｆ）はセットを継続、タイマー（ｇ）はカウント中、異常／正常状態（ｈ）は異常状態を継続、電流出力（ｉ）はバーンアウトを継続する。

時間ｔ４において、タイマー（ｇ）の値は所定の閾値より大きいまたは以上になり、一定時間を経過したので、図３（ｂ）の異常解除処理はステップＳ２５０に移行する（ステップＳ２４０の「Ｙｅｓ」）。

ステップＳ２５０において、異常解除手段１１２は、異常状態を解除し、解除フラグをクリアして、異常解除処理は終了する。

このため、図２において、時間ｔ４以降では、タイマー（ｇ）の値は所定の閾値より大きくなり一定時間を経過したので、解除フラグ（ｆ）はクリア、タイマー（ｇ）は一定時間経過状態、異常／正常状態（ｈ）は正常状態（異常解除）、電流出力（ｉ）は２周波流量値ｅＡに対応した電流値である。

なお、例えば、一定時間（第１所定時間）は、低周波低域濾波流量値ＦＬ（ｄ）と高周波低域濾波流量値ＦＨ（ｅ）との差が比較値より小さくなってから、被測定流体の流れおよび満水状態が十分安定するまでの時間とすればよい。

以上で、異常判定および異常解除処理動作についての説明を終える。

本実施例によれば、異常判定手段１１１は、低周波流量ｅＬまたは高周波流量ｅＨの少なくともいずれか一つが正常範囲外であれば異常状態と判定する。そして、正常範囲内であって異常状態と判定されない場合、異常解除手段１１２は、低周波低域濾波流量ＦＬと高周波低域濾波流量ＦＨとの差が比較値より小さくなって一定時間経過後に、異常状態を解除する。これによって、被測定流体の非満水の異常状態を正確に検知し、出力のハンチングを抑制することができる。また、背景技術で説明した、交流結合回路を用いて一定電流を流す方法より、迅速に非満水の異常状態を検知できる。

瞬間的にノイズが混入して、低周波流量ｅＬおよび高周波流量ｅＨが変動（突変）しても、低域濾波演算によって低周波低域濾波流量ＦＬと高周波低域濾波流量ＦＨの変動を抑制できる。このため、低周波低域濾波流量ＦＬと高周波低域濾波流量ＦＨと用いて異常状態を解除することによって、ノイズによる誤動作を防止できる。

また、図３（ｂ）のステップＳ２１０において、低周波低域濾波流量値ＦＬと高周波低域濾波流量値ＦＨとの差が比較値より小さくなった場合（ステップＳ２１０の「Ｙｅｓ」）、一定時間の経過を待たずに（すなわち、ステップＳ２３０、２４０を行わない）、ステップＳ２５０において異常状態を解除してもよい。

これによって、図２の時間ｔ３において異常状態を解除して、より迅速に正常状態にすることができる。

また、所定値設定手段１２０によって、異常解除手段１１２で用いる比較値（所定値）を変更してもよい。これによって、ユーザーなどは、被測定流体の流れ状態などに応じて、より効果的な非満水の検知を行える値に変更することができる。例えば、比較値は、流量スパンの割合（％）に相当する値を設定することができる。

［第２の実施例］
図２において、非満水時に、低周波低域濾波流量値ＦＬ（ｄ）と高周波低域濾波流量値ＦＨ（ｅ）との差が非常に大きい場合、または低域濾波演算に用いる時定数が非常に大きい場合、低周波低域濾波流量値ＦＬ（ｄ）と高周波低域濾波流量値ＦＨ（ｅ）との差が比較値より小さくなるまでの時間がかかることがある。

すなわち、時間ｔ２からｔ３までの時間が長くなり、これによって、時間ｔ４において異常状態が解除されるまでの時間が長くなる。本実施例は、この時間を極力短じかくするためのものである。

低周波低域濾波流量値ＦＬと高周波低域濾波流量値ＦＨとの差が非常に大きい場合に対する実施例について、図４を用いて説明する。図４は、本実施例を適用した電磁流量計２００の構成図であり、図１と同一のものは同一符号を付し説明を省略する。

図４において、ＣＰＵ２１０は、ＣＰＵ１１０（図１参照）内の構成要素に加えて、低域濾波流量設定手段２２０を備えている点が、図１と相違する。

低域濾波流量設定手段２２０は、異常解除手段１１２から処理結果を受け取り、高周波流量演算手段５１の高周波低域濾波流量ＦＨ、および低周波流量演算手段５２の低周波低域濾波流量ＦＬに値を設定する。

低域濾波流量設定手段２２０の動作について、図５を用いて説明する。図５は、低域濾波流量設定手段２２０の動作を含む、異常解除処理の動作フローチャート図であり、図３（ｂ）と同一のものは同一符号を付し説明を省略する。

図５のステップＳ２１０において、低周波低域濾波流量値ＦＬと高周波低域濾波流量値ＦＨとの差の絶対値が比較値より大きく（ステップＳ２１０の「Ｎｏ」）、異常状態が解除されないで、ステップＳ２２０に移行する処理から説明する。図２においては、時間ｔ２の時点からの説明となる。

異常解除手段１１２は、タイマーの値を初期値に設定（ステップＳ２２０）した後、ステップＳ３００において、ステップＳ２２０の処理を実行した回数をカウンタでカウントし、値を増加させる。

ステップＳ３１０において、低域濾波流量設定手段２２０は、このカウント値を受け取り、この値が所定の閾値より大きいか否かを判断する。閾値より小さいまたは以下であれば（ステップＳ３１０の「Ｎｏ」）、異常解除処理は終了する。

閾値より大きいまたは以上であれば（ステップＳ３１０の「Ｙｅｓ」）、ステップＳ３２０へ移行する。すなわち、ステップＳ３１０の処理によって、第２所定時間経過後にステップＳ３２０へ移行する。なお、カウンタではなく、第１の実施例とは別のタイマーを用いて、第２所定時間の経過を判断してもよい。

ステップＳ３２０において、低域濾波流量設定手段２２０は、高周波低域濾波流量ＦＨに現在の高周波流量ｅＨを、低周波低域濾波流量ＦＬに現在の低周波流量ｅＬを設定する。

現在の高周波流量ｅＨと低周波流量ｅＬとは、ほぼ同じ値であるため、設定後の低周波低域濾波流量値ＦＬと高周波低域濾波流量値ＦＨとの差の絶対値は比較値より小さくなる。このため、これ以降に行われるステップＳ２１０の処理はＹｅｓとなり、一定時間（第１所定時間）経過後、ステップＳ２５０において異常状態が解除される。

この動作を図２で説明する。図２の時間ｔ２からｔ３ａまでの時間を第２所定時間とすると、時間ｔ３ａにおいて、タイマー（ｇ）のカウントが始まる。すなわち、時間ｔ３がｔ３ａに早まることになる。

そして、時間ｔ４ａにおいて、タイマー（ｇ）が一定時間（第１所定時間）経過し、解除フラグ（ｆ）はクリア、異常／正常状態（ｈ）は正常状態（異常解除）、電流出力（ｉ）は２周波流量値ｅＡに対応した電流値となる。すなわち、時間ｔ４がｔ４ａに早まることになる。

本実施例によれば、低域濾波流量設定手段２２０は、異常状態が解除されないで第２所定時間経過した後、高周波低域濾波流量ＦＨに現在の高周波流量ｅＨを、低周波低域濾波流量ＦＬに現在の低周波流量ｅＬを設定する。これによって、異常状態が解除されるまでの時間を短くして、より迅速に正常状態にすることができる。

つぎに、低域濾波演算に用いる時定数が非常に大きい場合に対する実施例について、図６を用いて説明する。図６は、本実施例を適用した電磁流量計３００の構成図であり、図１と同一のものは同一符号を付し説明を省略する。

図６において、ＣＰＵ３１０は、ＣＰＵ１１０（図１参照）内の構成要素に加えて、時定数変更手段３２０を備えている点が、図１と相違する。

時定数変更手段３２０は、異常解除手段１１２から処理結果を受け取り、高周波流量演算手段５１の高周波低域濾波流量演算に用いる時定数、および低周波流量演算手段５２の低周波低域濾波流量演算に用いる時定数を変更する。

時定数変更手段３２０の動作について、図７を用いて説明する。図７は、時定数変更手段３２０の動作を含む、異常解除処理の動作フローチャート図であり、図３（ｂ）と同一のものは同一符号を付し説明を省略する。

図７のステップＳ２１０において、低周波低域濾波流量値ＦＬと高周波低域濾波流量値ＦＨとの差の絶対値が比較値より大きく（ステップＳ２１０の「Ｎｏ」）、異常状態が解除されないで、ステップＳ２２０に移行する処理から説明する。図２においては、時間ｔ２の時点からの説明となる。

異常解除手段１１２は、タイマーの値を初期値に設定（ステップＳ２２０）した後、ステップＳ３００において、ステップＳ２２０の処理を実行した回数をカウンタでカウントし、値を増加させる。

ステップＳ３１０において、時定数変更手段３２０は、このカウント値を受け取り、この値が所定の閾値より大きいか否かを判断する。閾値より小さいまたは以下であれば（ステップＳ３１０の「Ｎｏ」）、異常解除処理は終了する。

閾値より大きいまたは以上であれば（ステップＳ３１０の「Ｙｅｓ」）、ステップＳ４００へ移行する。すなわち、ステップＳ３１０の処理によって、第３所定時間経過後にステップＳ４００へ移行する。なお、カウンタではなく、第１の実施例とは別のタイマーを用いて、第３所定時間の経過を判断してもよい。

ステップＳ４００において、時定数変更手段３２０は、高周波低域濾波流量演算および低周波低域濾波流量演算に用いる時定数を小さくする。

これによって、低周波低域濾波流量値ＦＬと高周波低域濾波流量値ＦＨは、迅速に同じ値に近づき（収束し）、その差は比較値より小さくなる。このため、これ以降に行われるステップＳ２１０の処理はＹｅｓとなり、一定時間（第１所定時間）経過後、ステップＳ２５０において異常状態が解除される。

この動作を図２で説明すると、上述した低域濾波流量設定手段２２０の動作と同様に、時間ｔ３がｔ３ａに、時間ｔ４がｔ４ａに早まることになる。

なお、第２所定時間および第３所定時間は、時間ｔ３をｔ３ａに、時間ｔ４をｔ４ａに早めることによって、正常状態への復帰（異常解除）を第１の実施例より早くする時間であればよい。

本実施例によれば、時定数変更手段３２０は、異常状態が解除されないで第３所定時間経過した後、高周波低域濾波流量演算および低周波低域濾波流量演算に用いる時定数を小さくする。これによって、異常状態が解除されるまでの時間を短くして、より迅速に正常状態にすることができる。

他の実施例として、上述した一定電流を流す方法またはノイズ成分から検知する方法と、第１または第２の実施例とを併用することによって、更なる非満水状態の検知が可能となるとともに、定電流回路４０が不要となりコストダウンとなる。

なお、高周波流量演算手段５１、低周波流量演算手段５２、２周波流量演算手段５３、異常判定手段１１１、異常解除手段１１２、低域濾波流量設定手段２２０および時定数変更手段３２０は、ＣＰＵ１１０、２１０、３１０内に設けて所定のプログラムに従って実行されるが、ＣＰＵ１１０、２１０、３１０とは独立に、例えば、論理回路によって実現してもよい。

また、第１の実施例のタイマーおよび第２の実施例のカウンタと別タイマーは、ＣＰＵ１１０、２１０、３１０内に設けても、独立に設けてもよい。解除フラグは、記憶手段（図示しない）に記憶され、読み書きされてもよい。

なお、本発明は、前述の実施例に限定されることなく、その本質を逸脱しない範囲で、さらに多くの変更および変形を含む。また、前述した各手段の組み合わせ以外の組み合わせを含むことができる。

５１ 高周波流量演算手段
５２ 低周波流量演算手段
５３ ２周波流量演算手段
５５ 出力手段
１００、２００、３００ 電磁流量計
１１０、２１０、３１０ ＣＰＵ
１１１ 異常判定手段
１１２ 異常解除手段
１２０ 所定値設定手段
２２０ 低域濾波流量設定手段
３２０ 時定数変更手段

Claims (5)

1. 第１周波数とこれより低い第２周波数の２つの異なった周波数を有する磁場を被測定流体に印加する励磁コイルと、前記第１周波数を有する磁場によって発生する信号に基づいて第１流量を演算し、前記第２周波数を有する磁場によって発生する信号に基づいて第２流量を演算し、前記第１流量を低域濾波して第１低域濾波流量を演算し、前記第２流量を低域濾波して第２低域濾波流量を演算する流量演算手段と、前記被測定流体が非満水であるという異常状態を外部へ知らせる出力手段とを有する電磁流量計において、
   前記第１流量または前記第２流量の少なくともいずれか一つに基づいて、前記被測定流体の非満水の異常状態を判定する異常判定手段を備え、
   前記出力手段は、前記異常判定手段によって異常状態であると判定された場合、異常状態を継続して外部へ知らせ、
   前記異常判定手段によって異常状態であると判定されない場合、前記第１低域濾波流量と前記第２低域濾波流量との差が所定値より大きければ前記出力手段が継続して異常状態を外部へ知らせていることを解除せず、小さければ前記出力手段が継続して異常状態を外部へ知らせていることを解除する異常解除手段と、
   前記異常判定手段によって異常状態であると判定されず、かつ前記異常解除手段によって前記出力手段が継続して異常状態を外部へ知らせていることが解除されないで第２所定時間が経過した後、前記第１低域濾波流量および前記第２低域濾波流量に値を設定する低域濾波流量設定手段とを備えた、
   ことを特徴とする電磁流量計。
2. 前記低域濾波流量設定手段は、前記第１低域濾波流量に前記第１流量の値を、前記第２低域濾波流量に前記第２流量の値を設定することを特徴とする請求項１に記載の電磁流量計。
3. 前記異常解除手段は、前記第１低域濾波流量と前記第２低域濾波流量との差が前記所定値より小さくなり、第１所定時間が経過した後に前記出力手段が継続して異常状態を外部へ知らせていることを解除する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の電磁流量計。
4. 前記異常解除手段は、前記所定値を変更できることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電磁流量計。
5. 前記異常判定手段は、前記第１流量または前記第２流量の少なくともいずれか一つが所定範囲外の場合、前記異常状態であると判定することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電磁流量計。

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