JP5462062B2 - 電磁流量計 - Google Patents

Description

この発明は、各種プロセス系において導電性を有する流体の流量を測定する電磁流量計に関するものである。

従来より、この種の電磁流量計では、測定管内を流れる流体の流れ方向に対してその磁界の発生方向を垂直として配置された励磁コイルへその極性が交互に切り替われる励磁電流を供給し、励磁コイルの発生磁界と直交して測定管内に配置された一対の電極間に生じる信号起電力を検出し、この電極間に生じる信号起電力を差動増幅して交流流量信号とし、この交流流量信号をさらに増幅し、サンプリングして信号処理することにより測定流量を得るようにしている。

この電磁流量計には、その駆動電源方式の違いによって、電池式電磁流量計、２線式電磁流量計、４線式電磁流量計などに区分される。また、この電磁流量計は、励磁電流が大きくなるにつれ、電極間に生じる信号起電力が大きくなるので、測定精度が高くなる性質がある。

４線式電磁流量計は２線の信号線とは別系統の２線の電源線により電磁流量計に電力が供給されるので、測定流量に拘わらず励磁コイルに流す励磁電流を大きくとることができる。それに対して、２線式電磁流量計は、２線の信号線を通して送られてくる４〜２０ｍＡの電流信号から自己の動作する電力を生成するものとされており、励磁コイルに流すことができる励磁電流を大きくとることができない。さらに、電池式電磁流量計では、駆動するための電力は内蔵する電池電源に依存しており、励磁電流は小電流とならざるを得ない。

このように、２線式電磁流量計や電池式電磁流量計は、４線式電磁流量計に比べて励磁電流が小電流であるので、電極間に得られる信号起電力も小さくなる。そのため、２線式電磁流量計や電池式電磁流量計における信号増幅回路のゲインは、４線式電磁流量計のものに比べて大きく設定される。また、電極間に得られる信号起電力は、測定流体の流量（流速）の増大に伴って大きくなるので、流量に応じて信号増幅回路のゲインを切り替えると、すなわち流量大のときは低ゲイン、流量小のときは高ゲインとすると、測定流量のレンジに応じて精度を高めることができる。

図１０に流量に応じて信号増幅回路のゲインを自動的に切り替える機能を備えた電磁流量計の概略を示す（例えば、特許文献１参照）。同図において、１００は励磁電流Ｉｅｘの供給を受けて測定管１Ｃ内を流れる流体に磁界を印加し、その流体に発生した信号起電力を出力する検出器、２００は検出器１００に対して励磁電流Ｉｅｘを供給するとともに、検出器１００からの信号起電力を処理することによって測定管１Ｃ内を流れる流体の流量を測定する変換器である。

この電磁流量計において、変換器２００は、差動増幅回路２と、交流増幅回路３と、サンプルホールド回路４と、直流増幅回路５と、Ａ／Ｄ変換回路６と、処理部７と、励磁回路８とを備えている。また、検出器１００には、測定管１Ｃ内を流れる流体の流れ方向に対してその磁界の発生方向を垂直として配置された励磁コイル１Ｄが設けられており、測定管１Ｃ内にはこの測定管１Ｃ内を流れる流体の流れ方向および励磁コイル１Ｄの発生磁界の方向と直交して一対の電極１Ａおよび１Ｂが配置されている。

この電磁流量計において、励磁回路８は、処理部７からの指令に基づいて、矩形波からなる所定周波数の交流の励磁電流Ｉｅｘを出力する。励磁コイル１Ｄは、励磁回路８からの励磁電流Ｉｅｘにより励磁されて磁界を発生し、その発生磁界を測定管１Ｃ内を流れる流体に対して印加する。これにより、流体の流速に応じた振幅を有する信号起電力が電極１Ａ，１Ｂ間に発生する。そして、この電極１Ａ，１Ｂ間に発生した信号起電力が差動増幅回路２に入力される。

差動増幅回路２は、電極１Ａ，１Ｂ間に発生した信号起電力を差動増幅し、交流流量信号とする。この交流流量信号は、交流増幅回路３で増幅されて、サンプルホールド回路４へ与えられる。サンプルホールド回路４は、交流増幅回路３からの増幅された交流流量信号をサンプリングし、直流流量信号とする。この直流流量信号は、直流増幅回路５で増幅されて、Ａ／Ｄ変換回路６へ与えられる。Ａ／Ｄ変換回路６は、直流増幅回路５からの増幅された直流流量信号をデジタル信号に変換し、処理部７へ送る。処理部７は、Ａ／Ｄ変換回路６からのデジタル信号から測定管１Ｃ内を流れる流体の流量を算出し、その算出した流量を測定流量として出力する。また、処理部７は、算出した測定流量に応じて交流増幅回路３におけるゲイン、すなわち差動増幅回路２からの交流流量信号に加えるゲインを切り替える。この場合、測定流量が大のときは低ゲイン、測定流量が小のときは高ゲインとする。

特開平６−２５８１１１号公報

しかしながら、図１０に示した従来の電磁流量計によると、サンプルホールド回路４の前段の交流増幅回路３のゲインを切り替えるようにしているので、低流量時に高ゲインとなっている際に低周波ノイズ等が発生したような場合（流体中の固形物が測定電極に当たった場合などに低周波ノイズが発生する）、交流増幅回路３のオペアンプに飽和が発生する可能性が高くなり、この飽和の発生によって測定流量に誤差が生じる虞があった。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、飽和の発生をなくして、測定流量の精度を高めることが可能な電磁流量計を提供することにある。

このような目的を達成するために本発明は、測定管内を流れる流体の流れ方向に対してその磁界の発生方向を垂直として配置された励磁コイルと、この励磁コイルへその極性が交互に切り替わる励磁電流を供給する励磁手段と、測定管内を流れる流体の流れ方向および励磁コイルの発生磁界の方向と直交して測定管内に配置された一対の電極と、この電極間に生じる信号起電力を差動増幅し交流流量信号とする差動増幅手段と、この差動増幅手段からの交流流量信号を増幅する交流増幅手段と、この交流増幅手段によって増幅された交流流量信号をサンプリングし直流流量信号とするサンプリング手段と、このサンプリング手段からの直流流量信号を増幅する直流増幅手段と、この直流増幅手段によって増幅された直流流量信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、このＡ／Ｄ変換手段によって変換されたデジタル信号から測定管内を流れる流体の流量を算出する処理手段とを備えた電磁流量計において、直流増幅手段に、サンプリング手段からの直流流量信号を個別に入力し、その直流流量信号に対して自己が生成するゲインを加えて出力するとともに、その直流流量信号に対して加えるゲインが順次大きな値として定められた第１〜第Ｎ（Ｎ≧２）の個別ゲイン生成手段と、第１〜第Ｎの個別ゲイン生成手段からの出力のうち何れか１つをＡ／Ｄ変換手段への直流流量信号として選択するゲイン選択手段と、第１〜第Ｎの個別ゲイン生成手段のうち第１の個別ゲイン生成手段を除く全ての個別ゲイン生成手段の前段に各個に接続され後段の個別ゲイン生成手段での飽和の発生を防止する飽和防止手段とを設け、処理手段に、算出される流体の流量に基づいて直流増幅手段における飽和防止手段の飽和防止動作の有効／無効およびゲイン選択手段の選択動作を制御する制御手段を設けたものである。

この発明において、例えばＮ＝３とした場合、直流増幅手段には、ゲインＧ１を生成する第１の個別ゲイン生成手段と、ゲインＧ２（Ｇ２＞Ｇ１）を生成する第２の個別ゲイン生成手段と、ゲインＧ３（Ｇ３＞Ｇ２）を生成する第３の個別ゲイン生成手段が設けられる。また、第２の個別ゲイン生成手段の前段にこの第２の個別ゲイン生成手段での飽和の発生を防止する飽和防止手段が、また第３の個別ゲイン生成手段の前段にこの第３の個別ゲイン生成手段での飽和の発生を防止する飽和防止手段が設けられる。ここで、第２の個別ゲイン生成手段の前段に設けられる飽和防止手段を第２の飽和防止手段、第３の個別ゲイン生成手段の前段に設けられる飽和防止手段を第３の飽和防止手段とすると、この第２の飽和防止手段および第３の飽和防止手段の飽和防止動作の有効／無効およびゲイン選択手段の選択動作が制御手段によって制御される。

例えば、本発明では、ゲイン選択手段の選択動作を制御する際、ゲイン選択手段がその出力を選択する個別ゲイン生成手段を使用ゲイン生成手段とする。そして、この使用ゲイン生成手段が生成するゲイン以下のゲインを生成する個別ゲイン生成回路に接続されている飽和防止手段の飽和防止動作を無効とし、その他の飽和防止手段の飽和防止動作を有効とする。上述したＮ＝３の例で言えば、第２の個別ゲイン生成手段が使用ゲイン生成手段とされると、第２の個別ゲイン生成手段に接続されている第２の飽和防止手段の飽和防止動作が無効とされ、第３の個別ゲイン生成手段に接続されている第３の飽和防止手段の飽和防止動作が有効とされる。この場合、第２の個別ゲイン生成手段（使用ゲイン生成手段）からの出力がＡ／Ｄ変換手段への直流流量信号として選択されるが、第３の飽和防止手段の飽和防止動作が有効とされるので、サンプリング手段からの直流流量信号の値が大きくても第３の個別ゲイン生成手段での飽和は発生しない。

本発明では、ゲインの切り替えが交流増幅手段ではなく、直流増幅手段で行われるものとなる。また、直流増幅手段では、飽和防止手段の飽和防止動作の有効／無効およびゲイン選択手段の選択動作を適切に制御することによって、使用ゲイン生成手段が生成するゲインよりも高いゲインを生成する個別ゲイン生成手段での飽和の発生を防止することが可能となる。これにより、交流増幅手段では定増幅を行うようにして、交流増幅手段でも直流増幅手段でも飽和が発生しないようにして、測定流量の精度を高めることが可能となる。

なお、本発明の変形例として、第１の個別ゲイン生成手段の前段にも飽和防止手段を接続することも考えられる。また、本発明において、飽和防止手段の飽和防止動作の有効／無効は制御手段によって制御されるが、例えば、サンプリング手段からの直流流量信号を後段の個別ゲイン生成手段に与える状態を飽和防止動作を無効とする状態とし、予め定められている基準電圧を後段の個別ゲイン生成手段に与える状態を飽和防止動作を有効とする状態として制御するようにする。この場合、飽和防止手段における基準電圧の値は、その飽和防止動作が有効から無効へ切り替えられる直前の使用ゲイン生成手段への直流流量信号の値に対応する値として定めるようにする。

本発明によれば、ゲインの切り替えを交流増幅手段ではなく、直流増幅手段で行うようにしたので、また、直流増幅手段に第１〜第Ｎの個別ゲイン生成手段とゲイン選択手段と飽和防止手段とを設け、直流増幅手段における飽和防止手段の飽和防止動作の有効／無効およびゲイン選択手段の選択動作を算出される流量に基づいて制御するようにしたので、交流増幅手段では定増幅を行うようにして、交流増幅手段でも直流増幅手段でも飽和を発生させないようにして、測定流量の精度を高めることが可能となる。

本発明に係る電磁流量計の一実施の形態の概略を示す図である。 この電磁電磁流量計における直流増幅回路の第１例（実施の形態１）の内部構成の概略（ゲインＧ３選択時の状態）を示す図である。 この実施の形態１の直流増幅回路におけるゲインＧ２選択時の状態を示す図である。 この実施の形態１の直流増幅回路におけるゲインＧ１選択時の状態を示す図である 流速が上昇して行く場合（流量が増大して行く場合）のＡ／Ｄ変換回路への入力電圧の変化と直流増幅回路でのゲインが切り替えられて行く様子を示す図である。 流速が下降して行く場合（流量が減少して行く場合）のＡ／Ｄ変換回路への入力電圧の変化と直流増幅回路でのゲインが切り替えられて行く様子を示す図である。 本発明に係る電磁電磁流量計における直流増幅回路の第２例（実施の形態２）の内部構成の概略（ゲインＧ３選択時の状態）を示す図である。 この実施の形態２の直流増幅回路におけるゲインＧ２選択時の状態を示す図である。 この実施の形態２の直流増幅回路におけるゲインＧ１選択時の状態を示す図である 従来の電磁流量計の概略を示す図である

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１はこの発明に係る電磁流量計の一実施の形態の概略を示す図である。同図において、図１０と同一符号は図１０を参照して説明した構成要素と同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。

図１０に示した従来の電磁流量計では、処理部７からの指令によって交流増幅回路３におけるゲインを切り替えるようにしていたが、本実施の形態の電磁流量計では、交流増幅回路３では定増幅を行うものとし、処理部７からの指令によって直流増幅回路５でのゲインを切り替えるようにしている。

なお、図１では、図１０に示した従来の直流増幅回路５と区別するために、直流増幅回路５を５Ａとして示す。また、図１０に示した従来の処理部７と区別するために、処理部７を７Ａとして示す。

〔実施の形態１：飽和防止回路に基準電圧を設定しない例（第１例）〕
図２に直流増幅回路５Ａの第１例（実施の形態１）の内部構成の概略を示す。この実施の形態１において、直流増幅回路５Ａは、サンプルホールド回路４からの直流流量信号を個別に入力し、その直流流量信号に対して自己が生成するゲインを加えて出力する個別ゲイン生成回路５１−１〜５１−３と、この個別ゲイン生成回路５１−１〜５１−３からの出力のうち何れか１つをＡ／Ｄ変換回路６への直流流量信号として選択するゲイン選択回路５２と、個別ゲイン生成回路５１−２および５１−３の前段に各個に接続された飽和防止回路５３−２および５３−３とを備えている。

この直流増幅回路５Ａにおいて、個別ゲイン生成回路５１（５１−１〜５１−３）は、オペアンプＯＰ（ＯＰ１〜ＯＰ３）とローパスフィルタＬＰＦ（ＬＰＦ１〜ＬＰＦ３）と抵抗Ｒ１（Ｒ１₁〜Ｒ１₃）と抵抗Ｒ２（Ｒ２₁〜Ｒ２₃）とから構成されている。この個別ゲイン生成回路５１−１，５１−２，５１−３において、その生成するゲインをそれぞれＧ１，Ｇ２，Ｇ３とした場合、そのゲインの大きさはＧ１＜Ｇ２＜Ｇ３として定められている。すなわち、個別ゲイン生成回路５１−１，５１−２，５１−３におけるゲインＧ１，Ｇ２，Ｇ３は、順次大きな値（小ゲイン、中ゲイン、大ゲイン）として定められている。

また、ゲイン選択回路５２は、第１のスイッチＳＷ１と第２のスイッチＳＷ２とから構成されており、スイッチＳＷ１およびＳＷ２はともに１回路２接点のスイッチとされている。このゲイン選択回路５２において、スイッチＳＷ１の接点Ｓ１ａは個別ゲイン生成回路５１−１からの出力ラインＬ１に接続されており、スイッチＳＷ１の接点Ｓ１ｂは個別ゲイン生成回路５１−２からの出力ラインＬ２に接続されている。また、スイッチＳＷ１のコモン端子Ｓ１ｃは、スイッチＳＷ２の接点Ｓ２ａに接続されており、スイッチＳＷ２の接点Ｓ２ｂは個別ゲイン生成回路５１−３からの出力ラインＬ３に接続されており、スイッチＳＷ２のコモン端子Ｓ２ｃはＡ／Ｄ変換回路６への出力ラインＬ_OUTに接続されている。

また、飽和防止回路５３（５３−２，５３−３）も、スイッチＳＷ１，ＳＷ２と同様の１回路２接点のスイッチとされている。飽和防止回路５３−２において、接点Ｔ２ａはサンプルホールド回路４からの入力ラインＬ_INに接続されており、接点Ｔ２ｂは開放されており、コモン端子Ｔ２ｃは個別ゲイン生成回路５１−２のオペアンプＯＰ２の＋側の入力端に接続されている。飽和防止回路５３−３において、接点Ｔ３ａはサンプルホールド回路４からの入力ラインＬ_INに接続されており、接点Ｔ３ｂは開放されており、コモン端子Ｔ３ｃは個別ゲイン生成回路５１−３のオペアンプＯＰ３の＋側の入力端に接続されている。

個別ゲイン生成回路５１−１において、オペアンプＯＰ１の＋側の入力端は、サンプルホールド回路４からの入力ラインＬ_INにダイレクトに接続されている。すなわち、オペアンプＯＰ１の前段には、飽和防止回路５３は設けられていない。オペアンプＯＰ１からのローパスフィルタＬＰＦ１への出力ラインには、抵抗Ｒ１₁と抵抗Ｒ２₁との直列接続回路が接続されており、抵抗Ｒ１₁と抵抗Ｒ２₁との接続点にオペアンプＯＰ１の−側の入力端が接続されている。

個別ゲイン生成回路５１−２でも、同様に、オペアンプＯＰ２からのローパスフィルタＬＰＦ２への出力ラインに、抵抗Ｒ１₂と抵抗Ｒ２₂との直列接続回路が接続されており、抵抗Ｒ１₂と抵抗Ｒ２₂との接続点にオペアンプＯＰ２の−側の入力端が接続されている。個別ゲイン生成回路５１−３でも、同様に、オペアンプＯＰ３からのローパスフィルタＬＰＦ３への出力ラインに、抵抗Ｒ１₃と抵抗Ｒ２₃との直列接続回路が接続されており、抵抗Ｒ１₃と抵抗Ｒ２₃との接続点にオペアンプＯＰ３の−側の入力端が接続されている。

この直流増幅回路５Ａにおいて、ゲイン選択回路５２におけるスイッチＳＷ１およびＳＷ２の動作は、処理部７から送られてくるゲイン選択指令によって制御される。また、飽和防止回路５３−２および５３−３の動作は、処理部７から送られてくる飽和防止動作有効／無効設定指令によって制御される。本実施の形態では、このゲイン選択指令と飽和防止動作有効／無効設定指令とを合わせた指令を処理部７Ａからのゲイン切替指令と呼ぶ。

処理部７Ａは、プロセッサや記憶装置からなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して各種機能を実現させるプログラムとによって実現され、本実施の形態特有の機能として直流増幅回路５Ａへのゲイン切替指令生成機能を有している。以下、流量が増大（流速が増大）して行く場合と、流量が減少（流速が減少）して行く場合を例にとり、処理部７Ａが有するゲイン切替指令生成機能およびそのゲイン切替指令に従う直流増幅回路５Ａでの動作について説明する。

〔流量が増大して行く場合（流速が上昇して行く場合）〕
〔流量小（流速小）〕
今、流量が小さく、流速が例えば０．３２ｍ／ｓ以下（図５に示すｔ０〜ｔ１点）であるとする。この場合、処理部７Ａは、その時の測定流量に基づいて、ゲインＧ１，Ｇ２，Ｇ３のうち大ゲインであるゲインＧ３へのゲイン切替指令を生成し、直流増幅回路５Ａへ送る。

この場合、処理部７Ａは、ゲイン選択回路５２へスイッチＳＷ１を接点Ｓ１ｂ側への接続モード、スイッチＳＷ２を接点Ｓ２ｂ側への接続モードとするゲイン選択指令を送り、飽和防止回路５３−２へ接点Ｔ２ａ側への接続モードとする飽和防止動作無効設定指令を送り、飽和防止回路５３−３へ接点Ｔ３ａ側への接続モードとする飽和防止動作無効設定指令を送る。

これにより、図２に示されるように、ゲイン選択回路５２において、スイッチＳＷ１が接点Ｓ１ｂ側への接続モードとされ、スイッチＳＷ２が接点Ｓ２ｂ側への接続モードとされ、飽和防止回路５２−２が接点Ｔ２ａ側への接続モードとされ、飽和防止回路５２−３が接点Ｔ３ａ側への接続モードとされる。

これにより、サンプルホールド回路４からの直流流量信号が飽和防止回路５３−３を通って個別ゲイン生成回路５１−３へ入力され、その直流流量信号に対して個別ゲイン生成回路５１−３が生成するゲインＧ３が加えられ、このゲインＧ３が加えられた直流流量信号がゲイン選択回路５２のスイッチＳＷ２を通って、後段のＡ／Ｄ変換回路６へ出力される。

この場合、サンプルホールド回路４からの直流流量信号は個別ゲイン生成回路５１−１および５１−２にも入力されるが、ゲイン選択回路５２においてスイッチＳＷ１が接点Ｓ１ｂ側への接続モードとされ、スイッチＳＷ２が接点Ｓ２ｂ側への接続モードとされているので、個別ゲイン生成回路５１−１および５１−２で増幅された直流流量信号はゲイン選択回路５２を通過せず、後段のＡ／Ｄ変換回路６へ出力されることはない。

また、この場合、個別ゲイン生成回路５１−３が使用ゲイン生成回路として選択され、この個別ゲイン生成回路５１−３からの出力が後段のＡ／Ｄ変換回路６へ出力されるが、個別ゲイン生成回路５１−１および５１−２に入力されるサンプルホールド回路４からの直流流量信号は小さいので、個別ゲイン生成回路５１−１および５１−２で飽和が発生することはない。

〔流量中〕
流量が増大し、流速が０．３２ｍ／ｓを超えると（図５に示すｔ１点）、処理部７Ａは、その時の測定流量に基づいて、ゲインＧ１，Ｇ２，Ｇ３のうち中ゲインであるゲインＧ２へのゲイン切替指令を生成し、直流増幅回路５Ａへ送る。

この場合、処理部７Ａは、ゲイン選択回路５２へスイッチＳＷ１を接点Ｓ１ｂ側への接続モード、スイッチＳＷ２を接点Ｓ２ａ側への接続モードとするゲイン選択指令を送り、飽和防止回路５３−２へ接点Ｔ２ａ側への接続モードとする飽和防止動作無効設定指令を送り、飽和防止回路５３−３へ接点Ｔ３ｂ側への接続モードとする飽和防止動作有効設定指令を送る。

これにより、図３に示されるように、ゲイン選択回路５２において、スイッチＳＷ１が接点Ｓ１ｂ側への接続モードとされ、スイッチＳＷ２が接点Ｓ２ａ側への接続モードとされ、飽和防止回路５２−２が接点Ｔ２ａ側への接続モードとされ、飽和防止回路５２−３が接点Ｔ３ｂ側への接続モードとされる。

これにより、サンプルホールド回路４からの直流流量信号が飽和防止回路５３−２を通って個別ゲイン生成回路５１−２へ入力され、その直流流量信号に対して個別ゲイン生成回路５１−２が生成するゲインＧ２が加えられ、このゲインＧ２が加えられた直流流量信号がゲイン選択回路５２のスイッチＳＷ１，ＳＷ２を通って、後段のＡ／Ｄ変換回路６へ出力される。

この場合、個別ゲイン生成回路５１−２が使用ゲイン生成回路として選択され、この個別ゲイン生成回路５１−２からの出力が後段のＡ／Ｄ変換回路６へ出力されるが、飽和防止回路５３−３が接点Ｔ３ｂ側への接続モードとされているので、個別ゲイン生成回路５１−３への入力が阻止（飽和防止動作が有効）されて、サンプルホールド回路４からの直流流量信号の値が大きくても個別ゲイン生成回路５１−３での飽和は発生しない。

すなわち、飽和防止回路５３−３が接点側Ｔ３ａへの接続モード（飽和防止動作が無効）とされたままとした場合、サンプルホールド回路４からの直流流量信号の値が大きいので、この直流流量信号が大ゲインＧ３で増幅されることになって、個別ゲイン生成回路５１−３で飽和が発生する。この場合、個別ゲイン生成回路５１−３での飽和が使用ゲイン生成回路である個別ゲイン生成回路５１−２への入力に影響を与え、Ａ／Ｄ変換回路６への直流流量信号にその影響が波及する。このようなことが生じないように、本実施の形態では、個別ゲイン生成回路５１−２を使用ゲイン生成回路として選択する場合、個別ゲイン生成回路５１−３に対して設けられている飽和防止回路５３−３の飽和防止動作を有効とする。

〔流量大〕
流量がさらに増大し、流速が２．２ｍ／ｓを超えると（図５に示すｔ２点）、処理部７Ａは、その時の測定流量に基づいて、ゲインＧ１，Ｇ２，Ｇ３のうち小ゲインであるゲインＧ３へのゲイン切替指令を生成し、直流増幅回路５Ａへ送る。

この場合、処理部７Ａは、ゲイン選択回路５２へスイッチＳＷ１を接点Ｓ１ａ側への接続モード、スイッチＳＷ２を接点Ｓ２ａ側への接続モードとするゲイン選択指令を送り、飽和防止回路５３−２へ接点Ｔ２ｂ側への接続モードとする飽和防止動作有効設定指令を送り、飽和防止回路５３−３へ接点Ｔ３ｂ側への接続モードとする飽和防止動作有効設定指令を送る。

これにより、図４に示されるように、ゲイン選択回路５２において、スイッチＳＷ１が接点Ｓ１ａ側への接続モードとされ、スイッチＳＷ２が接点Ｓ２ａ側への接続モードとされ、飽和防止回路５２−２が接点Ｔ２ｂ側への接続モードとされ、飽和防止回路５２−３が接点Ｔ３ｂ側への接続モードとされる。

これにより、サンプルホールド回路４からの直流流量信号が個別ゲイン生成回路５１−１へ入力され、その直流流量信号に対して個別ゲイン生成回路５１−１が生成するゲインＧ１が加えられ、このゲインＧ１が加えられた直流流量信号がゲイン選択回路５２のスイッチＳＷ１，ＳＷ２を通って、後段のＡ／Ｄ変換回路６へ出力される。

この場合、個別ゲイン生成回路５１−１が使用ゲイン生成回路として選択され、この個別ゲイン生成回路５１−１からの出力が後段のＡ／Ｄ変換回路６へ出力されるが、飽和防止回路５３−２が開放された接点Ｔ２ｂ側への接続モード（飽和防止動作が有効）とされているので、また飽和防止回路５３−３が接点Ｔ３ｂへの接続モード（飽和防止動作が有効）とされているので、サンプルホールド回路４からの直流流量信号の値が大きくても個別ゲイン生成回路５１−２，５１−３での飽和は発生せず、Ａ／Ｄ変換回路６への直流流量信号に影響を与えることはない。

〔流量が減少して行く場合（流速が下降して行く場合）〕
〔流量大（流速大）〕
今、流量が大きく、流速が例えば１．６ｍ／ｓ以上（図６に示すｔ２〜ｔ３点）であるとする。この場合、処理部７Ａは、その時の測定流量に基づいて、ゲインＧ１，Ｇ２，Ｇ３のうち小ゲインであるゲインＧ１へのゲイン切替指令を生成し、直流増幅回路５Ａへ送る。

この場合、処理部７Ａは、ゲイン選択回路５２へスイッチＳＷ１を接点Ｓ１ａ側への接続モード、スイッチＳＷ２を接点Ｓ２ａ側への接続モードとするゲイン選択指令を送り、飽和防止回路５３−２へ接点Ｔ２ｂ側への接続モードとする飽和防止動作有効設定指令を送り、飽和防止回路５３−３へ接点Ｔ３ｂ側への接続モードとする飽和防止動作有効設定指令を送る。

これにより、図４に示されるように、ゲイン選択回路５２において、スイッチＳＷ１が接点Ｓ１ａ側への接続モードとされ、スイッチＳＷ２が接点Ｓ２ａ側への接続モードとされ、飽和防止回路５２−２が接点Ｔ２ｂ側への接続モードとされ、飽和防止回路５２−３が接点Ｔ３ｂ側への接続モードとされる。

これにより、サンプルホールド回路４からの直流流量信号が飽和防止回路５３−１を通って個別ゲイン生成回路５１−１へ入力され、その直流流量信号に対して個別ゲイン生成回路５１−１が生成するゲインＧ１が加えられ、このゲインＧ１が加えられた直流流量信号がゲイン選択回路５２のスイッチＳＷ１，ＳＷ２を通って、後段のＡ／Ｄ変換回路６へ出力される。

この場合、個別ゲイン生成回路５１−１が使用ゲイン生成回路として選択され、この個別ゲイン生成回路５１−１からの出力が後段のＡ／Ｄ変換回路６へ出力されるが、飽和防止回路５３−２が接点Ｔ２ｂ側への接続モード（飽和防止動作が有効）とされているので、また飽和防止回路５３−３が接点Ｔ３ｂへの接続モード（飽和防止動作が有効）とされているので、サンプルホールド回路４からの直流流量信号の値が大きくても個別ゲイン生成回路５１−２，５１−３での飽和は発生せず、Ａ／Ｄ変換回路６への直流流量信号に影響を与えることはない。

〔流量中〕
流量が減少し、流速が１．６ｍ／ｓを下回ると（図６に示すｔ２点）、処理部７Ａは、その時の測定流量に基づいて、ゲインＧ１，Ｇ２，Ｇ３のうち中ゲインであるゲインＧ２へのゲイン切替指令を生成し、直流増幅回路５Ａへ送る。

この場合、処理部７Ａは、ゲイン選択回路５２へスイッチＳＷ１を接点Ｓ１ｂ側への接続モード、スイッチＳＷ２を接点Ｓ２ａ側への接続モードとするゲイン選択指令を送り、飽和防止回路５３−２へ接点Ｔ２ａ側への接続モードとする飽和防止動作無効設定指令を送り、飽和防止回路５３−３へ接点Ｔ３ｂ側への接続モードとする飽和防止動作有効設定指令を送る。

これにより、図３に示されるように、ゲイン選択回路５２において、スイッチＳＷ１が接点Ｓ１ｂ側への接続モードとされ、スイッチＳＷ２が接点Ｓ２ａ側への接続モードとされ、飽和防止回路５２−２が接点Ｔ２ａ側への接続モードとされ、飽和防止回路５２−３が接点Ｔ３ｂ側への接続モードとされる。

これにより、サンプルホールド回路４からの直流流量信号が飽和防止回路５３−２を通って個別ゲイン生成回路５１−２へ入力され、その直流流量信号に対して個別ゲイン生成回路５１−２が生成するゲインＧ２が加えられ、このゲインＧ２が加えられた直流流量信号がゲイン選択回路５２のスイッチＳＷ１，ＳＷ２を通って、後段のＡ／Ｄ変換回路６へ出力される。

この場合、個別ゲイン生成回路５１−２が使用ゲイン生成回路として選択され、この個別ゲイン生成回路５１−２からの出力が後段のＡ／Ｄ変換回路６へ出力されるが、飽和防止回路５３−３が接点Ｔ３ｂ側への接続モード（飽和防止動作が有効）とされているので、サンプルホールド回路４からの直流流量信号の値が大きくても個別ゲイン生成回路５１−３での飽和は発生せず、Ａ／Ｄ変換回路６への直流流量信号に影響を与えることはない。

〔流量小〕
流量がさらに減少し、流速が０．２２ｍ／ｓを下回ると（図６に示すｔ１点）、処理部７Ａは、その時の測定流量に基づいて、ゲインＧ１，Ｇ２，Ｇ３のうち大ゲインであるゲインＧ３へのゲイン切替指令を生成し、直流増幅回路５Ａへ送る。

この場合、処理部７Ａは、ゲイン選択回路５２へスイッチＳＷ１を接点Ｓ１ｂ側への接続モード、スイッチＳＷ２を接点Ｓ２ｂ側への接続モードとするゲイン選択指令を送り、飽和防止回路５３−２へ接点Ｔ２ａ側への接続モードとする飽和防止動作無効設定指令を送り、飽和防止回路５３−３へ接点Ｔ３ａ側への接続モードとする飽和防止動作無効設定指令を送る。

これにより、図２に示されるように、ゲイン選択回路５２において、スイッチＳＷ１が接点Ｓ１ｂ側への接続モードとされ、スイッチＳＷ２が接点Ｓ２ｂ側への接続モードとされ、飽和防止回路５２−２が接点Ｔ２ａ側への接続モードとされ、飽和防止回路５２−３が接点Ｔ３ａ側への接続モードとされる。

これにより、サンプルホールド回路４からの直流流量信号が個別ゲイン生成回路５１−３へ入力され、その直流流量信号に対して個別ゲイン生成回路５１−３が生成するゲインＧ３が加えられ、このゲインＧ３が加えられた直流流量信号がゲイン選択回路５２のスイッチＳＷ２を通って、後段のＡ／Ｄ変換回路６へ出力される。

この場合、サンプルホールド回路４からの直流流量信号は個別ゲイン生成回路５１−１および５１−２にも入力されるが、ゲイン選択回路５２においてスイッチＳＷ１が接点Ｓ１ｂ側への接続モードとされ、スイッチＳＷ２が接点Ｓ２ｂ側への接続モードとされているので、個別ゲイン生成回路５１−１および５１−２で増幅された直流流量信号はゲイン選択回路５２を通過せず、後段のＡ／Ｄ変換回路６へ出力されることはない。

また、この場合、個別ゲイン生成回路５１−３が使用ゲイン生成回路として選択され、この個別ゲイン生成回路５１−３からの出力が後段のＡ／Ｄ変換回路６へ出力されるが、個別ゲイン生成回路５１−１および５１−２に入力されるサンプルホールド回路４からの直流流量信号は小さいので、個別ゲイン生成回路５１−１および５１−２で飽和が発生することはなく、Ａ／Ｄ変換回路６への直流流量信号に影響を与えることはない。

〔実施の形態２：飽和防止回路に基準電圧を設定する例（第２例）〕
実施の形態１において、飽和防止回路５３−２および５３−３では、開放された接点Ｔ２ｂおよびＴ３ｂ側への接続モードとすることによって飽和防止動作を有効としている。この場合、流量が減少（流速が下降）して行く過程において、ゲインをＧ１からＧ２へ切り替える際（図６に示すｔ２点）、個別ゲイン生成回路５１−２に開放された状態から急にサンプルホールド回路４からの直流流量信号が入力されるので、個別ゲイン生成回路５１−２での増幅処理に遅れが生じ、切替誤差が発生する。同様に、ゲインをＧ２からＧ３へ切り替える際（図６に示すｔ１点）、個別ゲイン生成回路５１−３に開放された状態から急にサンプルホールド回路４からの直流流量信号が入力されるので、個別ゲイン生成回路５１−３での増幅処理に遅れが生じ、切替誤差が発生する。

なお、流量が増大（流速が上昇）して行く過程では、上述したような切替誤差は発生しない。すなわち、流量が増大して行く過程において、ゲインがＧ３からＧ２へ切り替えられる場合（図５に示すｔ１点、図２→図３）、飽和防止回路５３−２での飽和防止動作を無効としてサンプルホールド回路４からの直流流量信号がすでに個別ゲイン生成回路５１−２に入力された状態にあるので、個別ゲイン生成回路５１−２での増幅処理に遅れが生じず、切替誤差は発生しない。同様に、ゲインがＧ２からＧ１へ切り替えられる場合（図５に示すｔ２点、図３→図４）、サンプルホールド回路４からの直流流量信号がすでに個別ゲイン生成回路５１−１に入力された状態にあるので、個別ゲイン生成回路５１−１での増幅処理に遅れが生じず、切替誤差は発生しない。

このようように、実施の形態１では、流量が増大して行く過程では問題はないが、流量が減少して行く過程において、切替誤差が発生する。そこで、この実施の形態２では、流量が減少して行く過程における切替誤差の発生を防ぐために、図７に示すように、飽和防止回路５３−２の接点Ｔ２ｂに対して基準電圧Ｅ２を接続し、飽和防止回路５３−３の接点Ｔ３ｂに対して基準電圧Ｅ３を接続している。

この場合、飽和防止回路５３−２における基準電圧Ｅ２は、飽和防止回路５３−２の飽和防止動作が有効から無効へ切り替えられる直前（図４→図３）の使用ゲイン生成回路である個別ゲイン生成回路５１−１への直流流量信号の値を考慮し、この個別ゲイン生成回路５１−１への直流流量信号の値に対応する値として定められている。すなわち、使用ゲイン生成回路が個別ゲイン生成回路５１−１から個別ゲイン生成回路５１−２に切り替えられる直前のサンプルホールド回路４からの直流流量信号の電圧値を想定し、この想定される直流流量信号の電圧値と等しい値として基準電圧Ｅ２の値を定めている。

また、飽和防止回路５３−３における基準電圧Ｅ３は、飽和防止回路５３−３の飽和防止動作が有効から無効へ切り替えられる直前（図３→図２）の使用ゲイン生成回路である個別ゲイン生成回路５１−２への直流流量信号の値を考慮し、この個別ゲイン生成回路５１−２への直流流量信号の値に対応する値として定められている。すなわち、使用ゲイン生成回路が個別ゲイン生成回路５１−２から個別ゲイン生成回路５１−３に切り替えられる直前のサンプルホールド回路４からの直流流量信号の電圧値を想定し、この想定される直流流量信号の電圧値と等しい値として基準電圧Ｅ３の値を定めている。

〔流量が減少して行く場合（流速が下降して行く場合）〕
〔流量大（流速大）〕
今、流量が大きく、流速が例えば１．６ｍ／ｓ以上（図６に示すｔ２〜ｔ３点）であるとする。この場合、処理部７Ａは、その時の測定流量に基づいて、ゲインＧ１，Ｇ２，Ｇ３のうち小ゲインであるゲインＧ１へのゲイン切替指令を生成し、直流増幅回路５Ａへ送る。

この場合、処理部７Ａは、ゲイン選択回路５２へスイッチＳＷ１を接点Ｓ１ａ側への接続モード、スイッチＳＷ２を接点Ｓ２ａ側への接続モードとするゲイン選択指令を送り、飽和防止回路５３−２へ接点Ｔ２ｂ側への接続モードとする飽和防止動作有効設定指令を送り、飽和防止回路５３−３へ接点Ｔ３ｂ側への接続モードとする飽和防止動作有効設定指令を送る。

これにより、図９に示されるように、ゲイン選択回路５２において、スイッチＳＷ１が接点Ｓ１ａ側への接続モードとされ、スイッチＳＷ２が接点Ｓ２ａ側への接続モードとされ、飽和防止回路５２−２が接点Ｔ２ｂ側への接続モードとされ、飽和防止回路５２−３が接点Ｔ３ｂ側への接続モードとされる。

これにより、サンプルホールド回路４からの直流流量信号が飽和防止回路５３−１を通って個別ゲイン生成回路５１−１へ入力され、その直流流量信号に対して個別ゲイン生成回路５１−１が生成するゲインＧ１が加えられ、このゲインＧ１が加えられた直流流量信号がゲイン選択回路５２のスイッチＳＷ１，ＳＷ２を通って、後段のＡ／Ｄ変換回路６へ出力される。

この場合、個別ゲイン生成回路５１−１が使用ゲイン生成回路として選択され、この個別ゲイン生成回路５１−１からの出力が後段のＡ／Ｄ変換回路６へ出力されるが、飽和防止回路５３−２が基準電圧Ｅ２に接続された接点Ｔ２ｂ側への接続モード（飽和防止動作が有効）とされているので、また飽和防止回路５３−３が基準電圧Ｅ３に接続された接点Ｔ３ｂへの接続モード（飽和防止動作が有効）とされているので、サンプルホールド回路４からの直流流量信号の値が大きくても個別ゲイン生成回路５１−２，５１−３での飽和は発生せず、Ａ／Ｄ変換回路６への直流流量信号に影響を与えることはない。

〔流量中〕
流量が減少し、流速が１．６ｍ／ｓを下回ると（図６に示すｔ２点）、処理部７Ａは、その時の測定流量に基づいて、ゲインＧ１，Ｇ２，Ｇ３のうち中ゲインであるゲインＧ２へのゲイン切替指令を生成し、直流増幅回路５Ａへ送る。

この場合、処理部７Ａは、ゲイン選択回路５２へスイッチＳＷ１を接点Ｓ１ｂ側への接続モード、スイッチＳＷ２を接点Ｓ２ａ側への接続モードとするゲイン選択指令を送り、飽和防止回路５３−２へ接点Ｔ２ａ側への接続モードとする飽和防止動作無効設定指令を送り、飽和防止回路５３−３へ接点Ｔ３ｂ側への接続モードとする飽和防止動作有効設定指令を送る。

これにより、図８に示されるように、ゲイン選択回路５２において、スイッチＳＷ１が接点Ｓ１ｂ側への接続モードとされ、スイッチＳＷ２が接点Ｓ２ａ側への接続モードとされ、飽和防止回路５２−２が接点Ｔ２ａ側への接続モードとされ、飽和防止回路５２−３が接点Ｔ３ｂ側への接続モードとされる。

これにより、サンプルホールド回路４からの直流流量信号が飽和防止回路５３−２を通って個別ゲイン生成回路５１−２へ入力され、その直流流量信号に対して個別ゲイン生成回路５１−２が生成するゲインＧ２が加えられ、このゲインＧ２が加えられた直流流量信号がゲイン選択回路５２のスイッチＳＷ１，ＳＷ２を通って、後段のＡ／Ｄ変換回路６へ出力される。

この場合、個別ゲイン生成回路５１−２が使用ゲイン生成回路として選択され、この個別ゲイン生成回路５１−２からの出力が後段のＡ／Ｄ変換回路６へ出力されるが、飽和防止回路５３−３が基準電圧Ｅ３に接続された接点Ｔ３ｂ側への接続モード（飽和防止動作が有効）とされているので、サンプルホールド回路４からの直流流量信号の値が大きくても個別ゲイン生成回路５１−３での飽和は発生せず、Ａ／Ｄ変換回路６への直流流量信号に影響を与えることはない。

また、使用ゲイン生成回路として選択される個別ゲイン生成回路５１−２には、個別ゲイン生成回路５１−１に入力されていた直前の直流流量信号の電圧値と等しい基準電圧Ｅ２がすでに入力されており、この基準電圧Ｅ２が入力されていた状態からサンプルホールド回路４からの直流流量信号が入力されるので、個別ゲイン生成回路５１−２での増幅処理に遅れが生じず、切替誤差も発生しない。

〔流量小〕
流量がさらに減少し、流速が０．２２ｍ／ｓを下回ると（図６に示すｔ１点）、処理部７Ａは、その時の測定流量に基づいて、ゲインＧ１，Ｇ２，Ｇ３のうち大ゲインであるゲインＧ３へのゲイン切替指令を生成し、直流増幅回路５Ａへ送る。

この場合、処理部７Ａは、ゲイン選択回路５２へスイッチＳＷ１を接点Ｓ１ｂ側への接続モード、スイッチＳＷ２を接点Ｓ２ｂ側への接続モードとするゲイン選択指令を送り、飽和防止回路５３−２へ接点Ｔ２ａ側への接続モードとする飽和防止動作無効設定指令を送り、飽和防止回路５３−３へ接点Ｔ３ａ側への接続モードとする飽和防止動作無効設定指令を送る。

これにより、図７に示されるように、ゲイン選択回路５２において、スイッチＳＷ１が接点Ｓ１ｂ側への接続モードとされ、スイッチＳＷ２が接点Ｓ２ｂ側への接続モードとされ、飽和防止回路５２−２が接点Ｔ２ａ側への接続モードとされ、飽和防止回路５２−３が接点Ｔ３ａ側への接続モードとされる。

これにより、サンプルホールド回路４からの直流流量信号が個別ゲイン生成回路５１−３へ入力され、その直流流量信号に対して個別ゲイン生成回路５１−３が生成するゲインＧ３が加えられ、このゲインＧ３が加えられた直流流量信号がゲイン選択回路５２のスイッチＳＷ２を通って、後段のＡ／Ｄ変換回路６へ出力される。

この場合、サンプルホールド回路４からの直流流量信号は個別ゲイン生成回路５１−１および５１−２にも入力されるが、ゲイン選択回路５２においてスイッチＳＷ１が接点Ｓ１ｂ側への接続モードとされ、スイッチＳＷ２が接点Ｓ２ｂ側への接続モードとされているので、個別ゲイン生成回路５１−１および５１−２で増幅された直流流量信号はゲイン選択回路５２を通過せず、後段のＡ／Ｄ変換回路６へ出力されることはない。

また、この場合、個別ゲイン生成回路５１−３が使用ゲイン生成回路として選択され、この個別ゲイン生成回路５１−３からの出力が後段のＡ／Ｄ変換回路６へ出力されるが、個別ゲイン生成回路５１−１および５１−２に入力されるサンプルホールド回路４からの直流流量信号は小さいので、個別ゲイン生成回路５１−１および５１−２で飽和が発生することはなく、Ａ／Ｄ変換回路６への直流流量信号に影響を与えることはない。

また、使用ゲイン生成回路として選択される個別ゲイン生成回路５１−３には、個別ゲイン生成回路５１−２に入力されていた直前の直流流量信号の電圧値と等しい基準電圧Ｅ３がすでに入力されており、この基準電圧Ｅ３が入力されていた状態からサンプルホールド回路４からの直流流量信号が入力されるので、個別ゲイン生成回路５１−３での増幅処理に遅れが生じず、切替誤差も発生しない。

以上の説明から分かるように、本実施の形態の電磁流量計によれば、ゲインの切り替えが交流増幅回路３ではなく、直流増幅回路５Ａで行われるものとなる。また、直流増幅回路５Ａでは、飽和防止回路５３−２，５３−３の飽和防止動作の有効／無効およびゲイン選択回路５２の選択動作が適切に制御されることによって、使用ゲイン生成回路が生成するゲインよりも高いゲインを生成する個別ゲイン生成回路での飽和の発生が防止される。これにより、交流増幅回路３では定増幅を行うようにして、交流増幅回路３でも直流増幅回路５Ａでも飽和が発生しないようにして、測定流量の精度を高めることができるようになる。

なお、上述した実施の形態１，２では、切り替えられるゲインの数を３つしたが、切り替えられるゲインの数を２つとしてもよく、さらにそのゲインの数を増やすようにしてもよい。この場合、そのゲインが順次大きな値として定められた第１〜第Ｎ（Ｎ≧２）の個別ゲイン生成回路５１を設けるようにし、最小ゲインとされる第１の個別ゲイン生成回路５１を除く全ての個別ゲイン生成回路５１の前段に各個に飽和防止回路５３を設けるようにする。そして、処理部７によって、ゲイン選択回路５２の選択動作を制御する際、ゲイン選択回路５２がその出力を選択する個別ゲイン生成回路５１を使用ゲイン生成回路とし、この使用ゲイン生成回路が生成するゲイン以下のゲインを生成する個別ゲイン生成回路５１に接続されている飽和防止回路５３の飽和防止動作を無効とし、その他の飽和防止回路５３の飽和防止動作を有効とするようにする。

なお、上述した実施の形態１，２において、個別ゲイン生成回路５１−１は、自己よりも低いゲインを生成する個別ゲイン生成回路が存在しないので、飽和は発生しない。このため、実施の形態１，２では、個別ゲイン生成回路５１−１に対しては飽和防止回路５３を設けていない。しかし、変形例として、個別ゲイン生成回路５１−２，５１−３と同様に、個別ゲイン生成回路５１−１の前段にも飽和防止回路５３を設けるようにしてもよい。実施の形態１，２では、個別ゲイン生成回路５１−１に対して飽和防止回路５３を設けていないので、その分回路が簡素となり、安価となる。

本発明の電磁流量計は、配管内を流れる流体の流量を計測する機器として、プロセス制御など様々な分野で利用することが可能である。

１Ａ，１Ｂ…電極、１Ｃ…測定管、１Ｄ…励磁コイル、２…差動増幅回路、３…交流増幅回路、４…サンプルホールド回路、５Ａ…直流増幅回路、５１（５１−１〜５１−３）…個別ゲイン生成回路、ＯＰ（ＯＰ１〜ＯＰ３）…オペアンプ、Ｒ１（Ｒ１₁〜Ｒ１₃），Ｒ２（Ｒ２₁〜Ｒ２₃）…抵抗、ＬＰＦ（ＬＰＦ１〜ＬＰＦ３）…ローパスフィルタ、Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３…ゲイン、５２…ゲイン選択回路、ＳＷ１…第１のスイッチ、Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ…接点、Ｓ１ｃ…コモン端子、ＳＷ２…第２のスイッチ、Ｓ２ａ，Ｓ２ｂ…接点、Ｓ２ｃ…コモン端子、５３（５３−１，５３−２）…飽和防止回路、Ｔ２ａ，Ｔ２ｂ，Ｔ３ａ，Ｔ３ｂ…接点、Ｔ２ｃ，Ｔ３ｃ…コモン端子、Ｅ２，Ｅ３…基準電圧、６…Ａ／Ｄ変換回路、７Ａ…処理部、８…励磁回路、１００…検出器、２００…変換器。

Claims (4)

1. 測定管内を流れる流体の流れ方向に対してその磁界の発生方向を垂直として配置された励磁コイルと、この励磁コイルへその極性が交互に切り替わる励磁電流を供給する励磁手段と、前記測定管内を流れる流体の流れ方向および前記励磁コイルの発生磁界の方向と直交して前記測定管内に配置された一対の電極と、この電極間に生じる信号起電力を差動増幅し交流流量信号とする差動増幅手段と、この差動増幅手段からの交流流量信号を増幅する交流増幅手段と、この交流増幅手段によって増幅された交流流量信号をサンプリングし直流流量信号とするサンプリング手段と、このサンプリング手段からの直流流量信号を増幅する直流増幅手段と、この直流増幅手段によって増幅された直流流量信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、このＡ／Ｄ変換手段によって変換されたデジタル信号から前記測定管内を流れる流体の流量を算出する処理手段とを備えた電磁流量計において、
   前記直流増幅手段は、
   前記サンプリング手段からの直流流量信号を個別に入力し、その直流流量信号に対して自己が生成するゲインを加えて出力するとともに、その直流流量信号に対して加えるゲインが順次大きな値として定められた第１〜第Ｎ（Ｎ≧２）の個別ゲイン生成手段と、
   前記第１〜第Ｎの個別ゲイン生成手段からの出力のうち何れか１つを前記Ａ／Ｄ変換手段への直流流量信号として選択するゲイン選択手段と、
   前記第１〜第Ｎの個別ゲイン生成手段のうち前記第１の個別ゲイン生成手段を除く全ての個別ゲイン生成手段の前段に各個に接続され後段の個別ゲイン生成手段での飽和の発生を防止する飽和防止手段とを備え、
   前記処理手段は、
   前記算出される流体の流量に基づいて前記直流増幅手段における前記飽和防止手段の飽和防止動作の有効／無効および前記ゲイン選択手段の選択動作を制御する制御手段
   を備えることを特徴とする電磁流量計。
2. 請求項１に記載された電磁流量計において、
   前記制御手段は、
   前記ゲイン選択手段の選択動作を制御する際、前記ゲイン選択手段がその出力を選択する個別ゲイン生成手段を使用ゲイン生成手段とし、この使用ゲイン生成手段が生成するゲイン以下のゲインを生成する個別ゲイン生成手段に接続されている前記飽和防止手段の飽和防止動作を無効とし、その他の飽和防止手段の飽和防止動作を有効とする
   ことを特徴とする電磁流量計。
3. 請求項２に記載された電磁流量計において、
   前記飽和防止手段は、
   前記サンプリング手段からの直流流量信号を後段の個別ゲイン生成手段に与える状態を前記飽和防止動作を無効とする状態とし、予め定められている基準電圧を後段の個別ゲイン生成手段に与える状態を前記飽和防止動作を有効とする状態とし、
   前記飽和防止手段における前記基準電圧の値は、
   その飽和防止動作が有効から無効へ切り替えられる直前の前記使用ゲイン生成手段への直流流量信号の値に対応する値として定められている
   ことを特徴とする電磁流量計。
4. 請求項１−３の何れか１項に記載された電磁流量計において、
   前記第１の個別ゲイン生成手段の前段にも前記飽和防止手段が接続されている
   ことを特徴とする電磁流量計。

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