JP5141957B2 - 電磁流量計 - Google Patents

Description

本発明は、電磁流量計に関し、特に、電源電圧が低下したときに消費電力を小さくする電磁流量計に関するものである。

電磁流量計は、プロセス制御（流量制御）などにおいて被測定流体の流量を測定するものである。図９は電磁流量計３０の構成図であり、電磁流量計３０の構成および動作についてこれを用いて説明する。

図９において、検出器４の励磁コイル１は、測定管１３を流れる被測定流体に磁界を加える。電極２、３は、磁界によって発生した起電力を検出する。増幅回路８は、起電力を増幅して増幅信号をＡＤ変換部９へ出力する。ＡＤ変換部９は、増幅信号をＡＤ変換してＡＤ変換データを絶縁回路１０を介して演算制御部２０へ出力する。

演算制御部２０は、ＡＤ変換データに基づいて被測定流体の流量を演算し、流量に対応した出力電流設定信号Ｓ４を電流出力部２３へ出力する。電流出力部２３は、出力電流設定信号Ｓ４に基づいて流量に対応した出力電流Ｉｏを外部へ出力する。そして、プロセス制御を行うコントローラ（図示しない）などは、抵抗４１に発生する電圧に基づいて出力電流Ｉｏおよび流量を算出してプロセス制御（流量制御）を行う。

また、演算制御部２０は、励磁コイル１に励磁電流ＩＥＸを供給するための制御信号（励磁クロック信号Ｓ１、励磁電流設定信号Ｓ２）を励磁部２１へ出力する。励磁部２１は、励磁クロック信号Ｓ１および励磁電流設定信号Ｓ２に基づいて、励磁コイル１への接続線Ｃ１およびＣ２を介して励磁電流ＩＥＸを励磁コイル１に供給する。

特開２００２−３４０６３８号公報

ところで、電磁流量計３０は、外部に接続された直流電源４０から電力の供給を受けて動作している。直流電源４０からの供給電圧（第１電源ラインＬ１の電圧）が低下したとき、電磁流量計３０内部の消費電力が直流電源４０からの供給電力を超えてしまい、電磁流量計３０の動作が不安定または不能になる可能性がある。

このため、電源電圧検出部２２は、第１電源ラインＬ１と第１コモンラインＬ２との間の電圧（以下、「Ｌ１電圧」という）を監視し、Ｌ１電圧が所定電圧以下になったことを検出して、電源電圧検出信号Ｓ３を演算制御部２０へ出力する。

そして、演算制御部２０は、電源電圧検出信号Ｓ３を受け取った後、特許文献１の図９に示すように励磁電流ＩＥＸを小さくするように励磁部２１を制御する。ここで、励磁電流ＩＥＸは、電磁流量計３０の消費電流の２５〜８０％を占める。このため、電磁流量計３０内部の消費電力は小さくなり、直流電源４０からの供給電力以下となって、電磁流量計３０の動作が安定となり正常な動作をすることができる。

しかし、演算制御部２０がＣＰＵから構成され、プログラム（ソフトウエア）を読み込んで命令を解読してから動作する場合、ＣＰＵが電源電圧検出信号Ｓ３を受け取ってから、励磁電流ＩＥＸを小さくするように制御するまで、処理時間を要する。このため、励磁電流ＩＥＸが小さくなるまでの間、Ｌ１電圧が低下を続け、各部の動作可能電圧以下となることによって、電磁流量計３０の動作が不能となり正常な動作に復帰しない可能性がある。

本発明の目的は、電源電圧が低下したときに、迅速かつ所定時間の間消費電力を小さくして、正常動作可能な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、
励磁クロック信号に同期して励磁コイルへ励磁電流を供給する励磁部と、前記励磁コイルから生じる磁界によって被測定流体に発生する電気信号に基づいて流量を演算する演算制御部と、前記励磁部に供給される励磁部電源電圧が所定電圧以下になったことを検出して電源電圧検出信号を出力する電源電圧検出部とを有する電磁流量計において、
前記電源電圧検出信号の変化に同期して、前記励磁クロック信号の１周期以上前記励磁電流を停止する励磁電流停止制御部を備えた、
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、
前記演算制御部は、前記励磁電流の停止が解除された後、前記励磁クロック信号に同期して前記流量を演算する、
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、
前記演算制御部は、前記電源電圧検出信号の変化の回数が所定値以上になったときに警報信号を出力する、
ことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１または２に記載の発明において、
前記演算制御部は、前記電源電圧検出信号の変化の回数が所定値以上になったときに前記励磁電流を小さくする、
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、
前記励磁部電源電圧を昇圧または降圧した電圧を前記演算制御部に電源電圧として供給する電圧変換部を備えた、
ことを特徴とする。

本発明によれば、電源電圧が低下したときに、迅速かつ励磁クロック信号の１周期以上の間励磁電流を停止して、消費電力を小さくすることによって、電源電圧が復帰して正常動作可能な電磁流量計を実現できる。

［第１の実施例］
第１の実施例を図１を用いて説明する。図１は、本発明を適用した電磁流量計６０の構成図であり、図９と同一のものは同一符号を付し説明を省略する。本実施例は、Ｌ１電圧（励磁部電源電圧）が低下したときに、励磁電流停止制御部５１が、迅速かつ励磁クロック信号Ｓ１の１周期以上の間励磁電流ＩＥＸを停止するものである。

図１において、電磁流量計６０は、被測定流体に発生する起電力（電気信号）を検出する検出器４、起電力を増幅する増幅回路８、増幅信号をＡＤ変換（アナログ−デジタル変換）するＡＤ変換部９、ＡＤ変換データを絶縁して演算制御部５０へ送る絶縁回路１０、ＡＤ変換部９などに電力を供給するＤＣ−ＤＣ変換回路１２、被測定流体の流量を演算する演算制御部５０、励磁電流停止制御部５１、励磁コイル１へ励磁電流ＩＥＸを供給する励磁部５２、流量に対応した出力電流Ｉｏを出力する電流出力部２３およびＬ１電圧を監視し検出する電源電圧検出部２２などから構成される。

検出器４は、被測定流体が流れる測定管１３、被測定流体に磁界を加える励磁コイル１および被測定流体に発生する起電力を検出する電極２、３を備えている。

例えば、電磁流量計６０が２線式フィールド機器の場合、電磁流量計６０は外部に接続された直流電源４０から電力の供給を受けて動作する。

直流電源４０の正極端子（＋）は、電磁流量計６０の一方の出力端子ＴＭ１および第１電源ラインＬ１に接続される。負極端子（−）は、抵抗４１を介して他方の出力端子ＴＭ２、出力電流検出抵抗２４の一端および接続線Ｌ５を介して電流出力部２３に接続される。また、出力電流検出抵抗２４の他端は第１コモンラインＬ２に接続される。

ＳＷ制御回路１１、電源電圧検出部２２、電流出力部２３、演算制御部５０、励磁電流停止制御部５１および励磁部５２の各部の電源とコモンは、第１電源ラインＬ１と第１コモンラインＬ２に接続されており、各部はＬ１電圧によって電源電圧を供給される。

また、ＤＣ−ＤＣ変換回路１２は、トランスによって絶縁されており、ＳＷ制御回路１１およびトランスによって、Ｌ１電圧を昇圧または降圧した電圧（以下、「Ｌ３電圧」という）を第２電源ラインＬ３と第２コモンラインＬ４との間に発生させる。

増幅回路８を構成するバッファ５、６、差動増幅器７のほか、ＡＤ変換部９および絶縁回路１０の各部の電源とコモンは、第２電源ラインＬ３と第２コモンラインＬ４に接続されており、各部はＬ３電圧によって電源電圧を供給される。

励磁部５２は、接続線Ｃ１およびＣ２を介して励磁コイル１と接続されており、励磁コイル１へ励磁電流ＩＥＸを供給する。そして、励磁コイル１から磁界が生じ、被測定流体に磁界が加わって、電極２、３は、磁界によって被測定流体に発生した起電力を検出する。

バッファ（ボルテージフォロワ）５、６は起電力をバッファして、差動増幅器７はこれらの差電圧を増幅した信号をＡＤ変換部９へ出力する。ＡＤ変換部９は、増幅信号をＡＤ変換して、ＡＤ変換データを絶縁回路１０を介して演算制御部５０へ出力する。

演算制御部５０は、受け取ったＡＤ変換データに基づいて被測定流体の流速および流量を演算し、流量に対応した出力電流設定信号Ｓ４を電流出力部２３へ出力する。出力電流設定信号Ｓ４は、流量に対応したデューティ比を有するＰＷＭ信号であり、電流出力部２３は、出力電流検出抵抗２４によって検出された出力電流Ｉｏに対応した電圧をＬ５を介して帰還して、デューティ比（流量）に対応した出力電流Ｉｏ（例えば４〜２０ｍＡ）を外部へ出力する。

つぎに、図１に示している電源電圧検出部２２、励磁電流停止制御部５１および励磁部５２の構成について演算制御部５０も交え、図２を用いて詳細に説明する。図２は、本発明を適用した励磁電流停止制御部５１などの回路図である。

図２において、電源電圧検出部２２はつぎの構成を有する。直列接続された抵抗Ｒ３とツェナーダイオードＺＤ１が、直列接続された抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２に並列接続される。抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ３との接続点は、第１電源ラインＬ１に接続されており、抵抗Ｒ２とツェナーダイオードＺＤ１（アノード）との接続点は、第１コモンラインＬ２に接続されている。演算増幅器ＩＣ１の反転入力端子（−）は、抵抗Ｒ３とツェナーダイオードＺＤ１（カソード）との接続点に接続されており、非反転入力端子（＋）は、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との接続点に接続されている。演算増幅器ＩＣ１の出力信号（電源電圧検出信号Ｓ３）は、励磁電流停止制御部５１に入力される。

励磁電流停止制御部５１において、電源電圧検出信号Ｓ３は、単安定マルチバイブレータ回路ＭＶと論理積回路（ＡＮＤ回路）ＩＣ１０の一方の入力に入力される。単安定マルチバイブレータ回路ＭＶの出力は、論理積回路ＩＣ１０の他方の入力に入力され、論理積回路ＩＣ１０の出力信号（励磁電流停止制御信号Ｓ１０）は、励磁部５２に入力される。単安定マルチバイブレータ回路ＭＶと論理積回路ＩＣ１０の電源とコモンは、第１電源ラインＬ１と第１コモンラインＬ２に接続される。

励磁部５２において、直列接続されたトランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ３が、直列接続されたトランジスタＴｒ２とトランジスタＴｒ４に並列接続される。トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２との接続点は第１電源ラインＬ１に接続され、トランジスタＴｒ３とトランジスタＴｒ４との接続点は定電流回路ＣＣの一方に接続される。また、定電流回路ＣＣの他方は第１コモンラインＬ２に接続される。なお、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ４はＦＥＴ（電界効果トランジスタ）であってもよい。

トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ３との接続点は、接続線Ｃ１を介して励磁コイル１（図示しない）に接続され、トランジスタＴｒ２とトランジスタＴｒ４との接続点は、接続線Ｃ２を介して励磁コイル１に接続される。

トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ４のベース（ゲート）端子は励磁タイミング信号発生回路ＴＧの一方の出力に接続され、トランジスタＴｒ２とトランジスタＴｒ３のベース（ゲート）端子は励磁タイミング信号発生回路ＴＧの他方の出力に接続される。また、励磁タイミング信号発生回路ＴＧは、演算制御部５０から励磁クロック信号Ｓ１を入力される。

論理積回路ＩＣ２０の一方の入力は、演算制御部５０から励磁電流設定信号Ｓ２を入力され、他方の入力は、励磁電流停止制御部５１の論理積回路ＩＣ１０から励磁電流停止制御信号Ｓ１０を入力される。なお、励磁電流停止制御信号Ｓ１０は演算制御部５０にも入力される。

論理積回路ＩＣ２０の出力はローパスフィルタＬＰＦに入力され、ローパスフィルタＬＰＦの出力は定電流回路ＣＣに入力される。

つぎに、図２の構成において、励磁電流ＩＥＸが流れるまたは停止するタイミングについて図３を用いて説明する。

図３（ａ）は励磁クロック信号Ｓ１、（ｂ）はＬ１電圧、（ｃ）は電源電圧検出信号Ｓ３、（ｄ）は励磁電流停止制御信号Ｓ１０の動作波形を表すタイミングチャート図である。なお、縦軸の単位はいずれもボルト（電圧）である。

図３（ａ）において、励磁クロック信号Ｓ１は、時間Ｔ１からＴ２までの間はハイレベル電圧（以下「Ｈ電圧」という）であり、時間Ｔ２からＴ３までの間はローレベル電圧（以下「Ｌ電圧」という）であり、以後Ｈ電圧とＬ電圧を繰り返す。時間Ｔ１からＴ３までの時間Ｔｃｌｋは励磁クロック信号Ｓ１の１周期を表し、例えば２６．６ｍｓである。

励磁電流ＩＥＸは次の動作によって流れる。励磁クロック信号Ｓ１が、Ｌ電圧からＨ電圧へ変化したことに同期して（例えば時間Ｔ１において）、トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ４は、励磁タイミング信号発生回路ＴＧの一方の出力信号によって導通（以下「ＯＮ」という）する。そして、励磁クロック信号Ｓ１（ａ）がＨ電圧になっている間（例えば時間Ｔ１からＴ２までの間）においてＯＮ状態が継続して、第１電源ラインＬ１、トランジスタＴｒ１、接続線Ｃ１、励磁コイル１、接続線Ｃ２、トランジスタＴｒ４、定電流回路ＣＣおよび第１コモンラインＬ２の経路で励磁電流ＩＥＸが流れ、励磁部５２が励磁コイル１に励磁電流ＩＥＸを供給する。

一方、励磁クロック信号Ｓ１（ａ）がＬ電圧になっている間（例えば時間Ｔ２からＴ３までの間）において、トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ４は、励磁タイミング信号発生回路ＴＧの一方の出力信号によって導通せず（以下「ＯＦＦ」という）、励磁電流ＩＥＸは流れない。

なお、トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ４がＯＮになる代わりに、トランジスタＴｒ２とトランジスタＴｒ３が励磁タイミング信号発生回路ＴＧの他方の出力信号によってＯＮになってもよい。このとき、第１電源ラインＬ１、トランジスタＴｒ２、接続線Ｃ２、励磁コイル１、接続線Ｃ１、トランジスタＴｒ３、定電流回路ＣＣおよび第１コモンラインＬ２の経路で、励磁電流ＩＥＸが流れる。

ここで、励磁電流ＩＥＸは、つぎのように一定電流となる。図２において、励磁電流設定信号Ｓ２はＰＷＭ信号であり、励磁電流停止制御信号Ｓ１０がＨ電圧の場合、論理積回路ＩＣ２０は、励磁電流設定信号Ｓ２と同じタイミングの信号をローパスフィルタＬＰＦへ出力する。ローパスフィルタＬＰＦは、論理積回路ＩＣ２０の出力信号のデューティ比に対応した電圧を定電流回路ＣＣへ出力する。そして、定電流回路ＣＣによって、この電圧に対応した一定電流が励磁電流ＩＥＸとして流れる。演算制御部５０は、励磁電流設定信号Ｓ２のデューティ比を変えることによって、励磁電流ＩＥＸの大きさを変えることができる。

図３に戻り、励磁電流ＩＥＸの停止動作について説明する。図３（ｂ）の時間Ｔ５ａにおいて、直流電源４０からの供給電圧が低下するに伴って、Ｌ１電圧（ｂ）も低下し始める。時間Ｔ５ｂにおいて、Ｌ１電圧（ｂ）がＬ１ｄｅｔ（所定電圧）になったとき、電源電圧検出信号Ｓ３（ｃ）がＨ電圧からＬ電圧に変化する。電源電圧検出部２２は、Ｌ１電圧（ｂ）がＬ１ｄｅｔ以下になったことを検出して、この間（時間Ｔ５ｂからＴ５ｃまで）電源電圧検出信号Ｓ３（ｃ）をＬ電圧にする。なお、Ｌ１ｄｅｔ＝（Ｒ１＋Ｒ２）ｘ ＶＺＤ１／Ｒ２となる。ここで、ＶＺＤ１は、ツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧である。

図３（ｄ）の時間Ｔ５ｂにおいて、電源電圧検出信号Ｓ３（ｃ）がＨ電圧からＬ電圧に変化することに同期して、励磁電流停止制御信号Ｓ１０（ｄ）がＨ電圧からＬ電圧に変化する。単安定マルチバイブレータ回路ＭＶは、時間Ｔ５ｂから励磁クロック信号Ｓ１の１周期Ｔｃｌｋの間Ｌ電圧を出力するため（ワンショットパルス）、励磁電流停止制御信号Ｓ１０（ｄ）は、時間Ｔ５ｂからＴ７ａまでＬ電圧となる。

そして、励磁電流停止制御信号Ｓ１０（ｄ）がＬ電圧となることによって、図２の論理積回路ＩＣ２０の出力はＬ電圧となり、ローパスフィルタＬＰＦの出力電圧はゼロボルトになって、低電流回路ＣＣは電流を流さず、励磁電流ＩＥＸは停止する。なお、単安定マルチバイブレータ回路ＭＶは、時間Ｔ５ｂから１周期Ｔｃｌｋ以上の間、Ｌ電圧を出力してもよく、この場合には励磁電流ＩＥＸは１周期Ｔｃｌｋ以上の間停止する。

図３に戻り、励磁電流停止制御信号Ｓ１０（ｄ）によって、Ｌ１電圧（ｂ）がＬ１ｄｅｔになった後迅速に（時間Ｔ５ｂ）励磁電流ＩＥＸは停止するため、電磁流量計６０の消費電流は小さくなる。

このため、Ｌ１電圧（ｂ）は、低下から上昇に転じて、時間Ｔ５ｃにおいてＬ１ｄｅｔになって、その後通常時の電圧に復帰する。この動作に伴い、電源電圧検出信号Ｓ３（ｃ）は、時間Ｔ５ｃにおいてＬ電圧からＨ電圧に変化する。

つぎに、図４は、励磁電流停止制御信号Ｓ１０によって、励磁電流ＩＥＸを停止する他の回路例であり、これを用いて他の回路例を説明する。なお、図２との相違点を中心に説明し、図２と同一のものは同一符号を付し説明を省略する。図４は、図２の論理積回路ＩＣ２０の代わりに論理積回路ＩＣ３０を用いたものである。

図４において、励磁部５２ａの論理積回路ＩＣ３０の一方の入力には、励磁クロック信号Ｓ１が入力され、他方の入力には、励磁電流停止制御信号Ｓ１０が入力される。論理積回路ＩＣ３０の出力は、励磁タイミング信号発生回路ＴＧに入力される。

図３（ｄ）において、励磁電流停止制御信号Ｓ１０がＬ電圧になっている間（時間Ｔ５ｂからＴ７ａまでの間）、論理積回路ＩＣ３０の出力はＬ電圧となり、励磁タイミング信号発生回路ＴＧはトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ４をＯＦＦにして、励磁電流ＩＥＸは停止する。

本実施例によれば、Ｌ１電圧が低下したとき迅速に励磁電流ＩＥＸは停止し、電磁流量計６０の消費電流が小さくなることによって、Ｌ１電圧が通常時の電圧に復帰して正常動作可能な電磁流量計を実現できる。

また、Ｌ１電圧は、励磁クロック信号Ｓ１とは非同期に低下するため、励磁クロック信号Ｓ１の１周期Ｔｃｌｋ以上の間励磁電流ＩＥＸを停止することによって、少なくとも１周期の間は励磁電流ＩＥＸを停止できるので、Ｌ１電圧が通常時の電圧に復帰することを可能にし、正常動作可能な電磁流量計を実現できる。

つぎに、励磁電流ＩＥＸの停止が解除された後の動作について図３を用いて説明する。

図３（ｄ）において、励磁電流停止制御信号Ｓ１０が、時間Ｔ７ａにおいてＬ電圧からＨ電圧に変化して、励磁電流ＩＥＸの停止が解除される。その後、図３（ａ）において、時間Ｔ７ａからＴ８までの間、励磁電流ＩＥＸは流れる。

ここで、励磁コイル１のインダクタンスに発生する逆起電力によって、時間Ｔ７ａからＴ８までの間に規定された励磁電流ＩＥＸが流れない場合がある。すなわち、時間Ｔ７ａからＴ８までの時間が短いため、励磁電流ＩＥＸが規定値まで立ち上がらない場合がある。この場合に、演算制御部５０が、時間Ｔ７ａからＴ８までの間に取得されたＡＤ変換データに基づいて流量を演算すると、この流量値は誤差を含むことになる。

このため、演算制御部５０は、励磁電流ＩＥＸの停止が解除された後（時間Ｔ７ａ）、図３（ａ）の励磁クロック信号Ｓ１のＬ電圧からＨ電圧への変化に同期（時間Ｔ９）して、ＡＤ変換データを取得し流量を演算することによって、正確な流量を演算することができる。なお、この同期のタイミングは、時間Ｔ９以後のＬ電圧からＨ電圧へ変化するタイミング（例えばＴ１１）であってもよい。

この演算制御部５０の動作によれば、励磁電流ＩＥＸの停止が解除された後、正確な流量が得られて、流量出力が異常な遥動（ハンチング）を起こすことを防止できる。

さらに、演算制御部５０が同様な動作を可能とする他の例について、図５を用いて説明する。図５は、励磁クロック信号Ｓ１に同期して励磁電流ＩＥＸの停止を解除する回路図の例である。なお、図２との相違点を中心に説明し、図２と同一のものは同一符号を付し説明を省略する。図５の励磁電流停止制御部５１ａの構成の一部が、図２の励磁電流停止制御部５１と相違する。

図５において、論理積回路ＩＣ１０の出力Ｓ１０は、Ｄ型フリップフリップＩＣ１１のＤ入力および論理積回路ＩＣ１２の一方の入力に入力される。Ｄ型フリップフリップＩＣ１１のクロック入力には、励磁クロック信号Ｓ１が入力され、出力Ｑは、論理積回路ＩＣ１２の他方の入力に接続される。そして、論理積回路ＩＣ１２の出力は、励磁電流停止制御信号Ｓ１０ａとして、励磁部５２の論理積回路ＩＣ２０の他方の入力および演算制御部５０に入力される（論理積回路ＩＣ２０には、図２では信号Ｓ１０が入力されるが、図５では、その代わりに信号Ｓ１０ａが入力される）。

図５の動作について図６を用いて説明する。図６は、図３と同様のタイミングチャートである。図６（ａ）〜（ｄ）は、図３（ａ）〜（ｄ）と同様である。図６は、図３に対して、励磁電流停止制御信号Ｓ１０ａのタイミングチャート（図６（ｅ））を追加したものであり、図３との相違点を中心に説明する。

図５のＤ型フリップフリップＩＣ１１は、論理積回路ＩＣ１０の出力信号Ｓ１０を励磁クロック信号Ｓ１によって同期をとる。これによって、図６（ｅ）の励磁電流停止制御信号Ｓ１０ａは、時間Ｔ５ｂにおいてＬ電圧になった後、励磁クロック信号Ｓ１（ａ）のＬ電圧からＨ電圧への変化に同期（時間Ｔ９）してＨ電圧になり、励磁電流ＩＥＸの停止が解除される。

そして、演算制御部５０は、励磁電流ＩＥＸの停止が解除された後、励磁電流停止制御信号Ｓ１０ａの電圧の変化に同期（時間Ｔ９）して、ＡＤ変換データを取得し流量を演算することによって正確な流量を演算することができ、流量出力が異常な遥動（ハンチング）を起こすことを防止できる。この演算のタイミングは、時間Ｔ９以後の励磁クロック信号Ｓ１がＬ電圧からＨ電圧へ変化するタイミング（例えばＴ１１）であってもよい。なお、図５の励磁電流停止制御部５１ａは、図４の励磁電流停止制御部５１にも同様に適用できる。

［第２の実施例］
第２の実施例を図７を用いて説明する。図７は、本発明を適用した電磁流量計８０の他の構成図であり、図１との相違点を中心に説明し、図１と同一のものは同一符号を付し説明を省略する。本実施例は、計数部７０と判定部７１を備えたものである。

図７において、電源電圧検出信号Ｓ３は計数部７０に入力され、計数部７０の出力は判定部７１に入力される。判定部７１の出力信号（判定結果信号Ｓ２０）は演算制御部５０に入力される。

ここで、励磁コイル１が短絡する異常が発生したとき、非常に大きな励磁電流ＩＥＸが流れる。このため、図３において、図３（ｂ）のようにＬ１電圧が低下する。そして、図３（ｃ）の電源電圧検出信号Ｓ３がＬ電圧になり、図３（ｄ）の励磁電流停止制御信号Ｓ１０がＬ電圧になることによって、時間Ｔ５ｂからＴ７ａまで励磁電流ＩＥＸは停止して、Ｌ１電圧（ｂ）は復帰する。しかし、時間Ｔ７ａ後に再び非常に大きな励磁電流ＩＥＸが流れるため、上述した動作の繰り返しが起こって、電磁流量計８０は正常な動作に復帰しない。

図７に戻り、計数部７０が、電源電圧検出信号Ｓ３の電圧変化の回数（Ｈ電圧からＬ電圧に変化する回数）を計数し、計数値を判定部７１へ送る。判定部７１は、計数値が所定値以上になったかどうかを判定し、判定結果信号Ｓ２０を演算制御部５０へ送る。そして、演算制御部５０は、計数値が所定値以上になったことを表す判定結果信号Ｓ２０を受け取ったとき、警報信号Ｓ２１を電流出力部２３へ出力する。

なお、この警報信号Ｓ２１は、電流出力部２３を介して、出力電流Ｉｏを所定の範囲外の電流値（例えば、２１．６ｍＡまたは３．６ｍＡ）にしたり、警報を表す通信データを通信信号として外部へ出力することによって、ユーザーはコントローラなどで警報（アラーム）を知ることができる。

また、このような場合、励磁電流停止制御信号Ｓ１０の電圧も同様に繰り返し変化するため、計数部７０は、励磁電流停止制御信号Ｓ１０の電圧変化の回数（Ｈ電圧からＬ電圧に変化する回数）を計数してもよい。

本実施例によれば、励磁コイル１が短絡する異常などが発生して、電磁流量計が正常な動作に復帰しない場合、警報を外部へ知らせることができる。

また、周囲温度の変化に伴って励磁コイル１の抵抗が増加し、励磁コイル１の消費電力が増加することによって、Ｌ１電圧が低下する場合がある。この場合、上述した励磁コイル１の短絡異常と同様に、電源電圧検出信号Ｓ３および励磁電流停止制御信号Ｓ１０の電圧が繰り返して変化する。

そこで、演算制御部５０は、計数値が所定値以上になったことを表す判定結果信号Ｓ２０を受け取ったとき、励磁電流設定信号Ｓ２のデューティ比を小さくする。このため、励磁電流ＩＥＸが小さくなり、励磁コイル１の消費電力が減少することによって、Ｌ１電圧の低下および上述した繰り返し変化が発生することを防止でき、正常動作可能な電磁流量計を実現できる。

また、、励磁電流ＩＥＸを小さくしても上述した繰り返し変化が発生する場合には、演算制御部５０は、繰り返し変化が所定回数発生した後に警報信号Ｓ２１を出力してもよい。

なお、計数部７０と判定部７１の動作は、演算制御部５０で行うこともできる。また上述した励磁電流停止制御信号Ｓ１０は、図５の励磁電流停止制御信号Ｓ１０ａであってもよい。

［第３の実施例］
第３の実施例を図８を用いて説明する。図８は、本発明を適用した電磁流量計１００の他の構成図であり、図１との相違点を中心に説明し、図１と同一のものは同一符号を付し説明を省略する。本実施例は、電圧変換部９０を備えたものである。

図８において、Ｌ１電圧が電圧変換部９０に入力され、電圧変換部９０はＬ１電圧を昇圧または降圧し、この電圧Ｌ１０を出力する。電圧Ｌ１０は、演算制御部５０へ電源電圧として供給される。なお、電圧変換部９０は、図７においても同様に適用することができる。

本実施例によれば、第１および第２の実施例に加え、Ｌ１電圧に変化が生じた場合でも、電圧変換部９０は安定な電圧Ｌ１０を出力できるため、演算制御部５０は安定した動作が可能となる。

また、第１〜第３の実施例において、電磁流量計は４線式電磁流量計であってもよく、電磁流量計の出力はフィールドバス通信を行う電磁流量計でもよい。

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ほか、上述した各部の組み合わせ以外の組み合わせを含むことができる。

本発明を適用した電磁流量計６０の構成図の例である。 本発明を適用した電源電圧検出部２２、励磁電流停止制御部５１および励磁部５２の回路図の例である。 （ａ）は励磁クロック信号Ｓ１、（ｂ）はＬ１電圧、（ｃ）は電源電圧検出信号Ｓ３、（ｄ）は励磁電流停止制御信号Ｓ１０の動作波形を表すタイミングチャート図の例である。 本発明を適用した電源電圧検出部２２、励磁電流停止制御部５１および励磁部５２ａの回路図の例である。 本発明を適用した電源電圧検出部２２、励磁電流停止制御部５１ａおよび励磁部５２の回路図の例である。 （ａ）は励磁クロック信号Ｓ１、（ｂ）はＬ１電圧、（ｃ）は電源電圧検出信号Ｓ３、（ｄ）は論理積回路ＩＣ１０の出力信号Ｓ１０、（ｅ）励磁電流停止制御信号Ｓ１０ａの動作波形を表すタイミングチャート図の例である。 本発明を適用した電磁流量計８０の構成図の他の例である。 本発明を適用した電磁流量計１００の構成図の他の例である。 背景技術における電磁流量計３０の構成図の例である。

符号の説明

１ 励磁コイル
２、３ 電極
４ 検出器
２２ 電源電圧検出部
２３ 電流出力部
５０ 演算制御部
５１、５１ａ 励磁電流停止制御部
５２、５２ａ 励磁部
６０、８０、１００ 電磁流量計
７０ 計数部
７１ 判定部
９０ 電圧変換部
ＩＥＸ 励磁電流
Ｌ１ 第１電源ライン
Ｌ２ 第１コモンライン
Ｓ１ 励磁クロック信号
Ｓ３ 電源電圧検出信号
Ｓ１０、Ｓ１０ａ 励磁電流停止制御信号

Claims (5)

1. 励磁クロック信号に同期して励磁コイルへ励磁電流を供給する励磁部と、前記励磁コイルから生じる磁界によって被測定流体に発生する電気信号に基づいて流量を演算する演算制御部と、前記励磁部に供給される励磁部電源電圧が所定電圧以下になったことを検出して電源電圧検出信号を出力する電源電圧検出部とを有する電磁流量計において、
   前記電源電圧検出信号の変化に同期して、前記励磁クロック信号の１周期以上前記励磁電流を停止する励磁電流停止制御部を備えた、
   ことを特徴とする電磁流量計。
2. 前記演算制御部は、前記励磁電流の停止が解除された後、前記励磁クロック信号に同期して前記流量を演算することを特徴とする請求項１に記載の電磁流量計。
3. 前記演算制御部は、前記電源電圧検出信号の変化の回数が所定値以上になったときに警報信号を出力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. 前記演算制御部は、前記電源電圧検出信号の変化の回数が所定値以上になったときに前記励磁電流を小さく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。
5. 前記励磁部電源電圧を昇圧または降圧した電圧を前記演算制御部に電源電圧として供給する電圧変換部を備えた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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