JP5532674B2 - 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、安定な流量を選択し出力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７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７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および流量切替手段５４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。

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の流量を演算する。

流量切替手段５４は、低周波流量演算手段５２および２周波流量演算手段５３から受け取った各流量値を、いずれか一方の流量値に切り替えて出力する。

つぎに、電磁流量計１の流量測定および切替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、流速および磁場に応じた信号（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（ｎ）（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（ｎ）に低域濾波演算を行って、高周波低域濾波流量ＦＨ（ｎ）を算出する。なお、ｎは、タイミングの順番を表す番号である。

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（ｎ）（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（ｎ）に低域濾波演算を行って、低周波低域濾波流量ＦＬ（ｎ）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（ｎ）と低周波低域濾波流量ＦＬ（ｎ）とを加算して、２周波励磁に対応した流量ｅＡ（ｎ）（第３流量、以下「２周波流量」という）を算出する。

流量切替手段５４は、低周波流量ｅＬ（ｎ）と２周波流量ｅＡ（ｎ）との差が所定値以下で流量が安定な場合、低周波流量ｅＬ（ｎ）に切り替えて出力し、所定値以上で流量が不安定な場合、２周波流量ｅＡ（ｎ）に切り替えて出力する。

なお、特許文献１には、２周波励磁方式を用いた電磁流量計、特許文献２には、低周波流量ｅＬ（ｎ）と２周波流量ｅＡ（ｎ）の切り替えを行う電磁流量計、について記載されている。

特開平５−７５３３９号公報 特開平６−１３７９１６号公報

励磁電流値が大きい場合には、磁場の値も大きくなるため、電極１２、１３の検出信号は大きくなる。このため、検出信号（Ｓ）とノイズ（Ｎ）との比（以下、「Ｓ／Ｎ比」という）は大きくなり、高周波流量ｅＨ（ｎ）および低周波流量ｅＬ（ｎ）は安定するとともに、高周波流量ｅＨ（ｎ）と低周波流量ｅＬ（ｎ）との差が小さくなって２周波流量ｅＡ（ｎ）も安定する。これによって、安定した流量測定が可能となる。

しかし、例えば、外部から供給される４〜２０ｍＡの電流で動作する２線式電磁流量計の場合、電磁流量計は約４ｍＡ以下の電流で動作させなければならないため、励磁電流値を小さくする必要がある。

このように、励磁電流値が小さい場合には、磁場の値も小さくなるため、電極１２、１３の検出信号は小さくなり、Ｓ／Ｎ比は小さくなる（悪化する）。

特に、被測定流体がスラリーを含む流体または低導電率の流体の場合、１／ｆ特性（ｆは周波数）を有するノイズ（以下、「フローノイズ」という）が発生する。フローノイズによって、低周波に対するノイズが大きくなって、Ｓ／Ｎ比は小さくなる。一方、高周波に対するノイズは、低周波に対するノイズより小さくなるため、高周波流量ｅＨ（ｎ）と低周波流量ｅＬ（ｎ）との差が大きくなる。

従って、Ｓ／Ｎ比は小さくなるとともに、高周波流量ｅＨ（ｎ）と低周波流量ｅＬ（ｎ）との差が大きくなるため、高周波流量ｅＨ（ｎ）、低周波流量ｅＬ（ｎ）および２周波流量ｅＡ（ｎ）は不安定になるという問題がある。

本発明の目的は、２周波励磁方式を用いた電磁流量計において、励磁電流値が小さい場合でも、安定した流量測定を実現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し、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流量と前記第２流量とに基づいて第３流量を演算する電磁流量計において、
前記第１乃至第３流量それぞれの安定度を判定する安定度判定手段と、
前記安定度判定手段によって判定されたそれぞれの安定度に基づいて前記第１乃至第３流量のいずれかを選択する流量選択手段と、
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、
前記安定度判定手段は、前記第１および第２流量の変動値を複数の判定値と比較して前記第１および第２流量の安定度のレベルを判定し、前記第１流量と前記第２流量との差を複数の判定値と比較して前記第３流量の安定度のレベルを判定し、
前記流量選択手段は、前記安定度のレベルの高い前記第１乃至第３流量のいずれかを選択する、
ことを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記安定度判定手段は、前記第１流量と前記第２流量との差を判定値と比較して前記第３流量の安定度を判定し、この第３流量を不安定と判定した場合には前記第１および第２流量の変動値を判定値と比較して前記第１および第２流量の安定度を判定し、
前記流量選択手段は、前記第３流量が安定と判定された場合には前記第３流量を選択し、不安定と判定された場合には、安定な前記第１および第２流量のいずれかを選択する、
ことを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項２または３に記載の発明において、
前記安定度判定手段は、所定周期毎に前記比較を行い、複数の比較結果から前記安定度を判定することを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記安定度判定手段は、前記第１および第２流量の変動値を前記第１および第２流量の安定度とし、前記第１流量と前記第２流量との差を前記第３流量の安定度とし、
前記流量選択手段は、前記安定度の高い前記第１乃至第３流量のいずれかを選択する、
ことを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の発明において、
前記安定度判定手段は、前記第１および第２流量として、前記第１および第２流量を低域濾波した演算値を用いることを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の発明において、
前記第１および第２流量のいずれかを設定し選択する流量設定手段と、
この流量設定手段によって前記第１および第２流量のいずれも設定されない場合、前記安定度判定手段および前記流量選択手段を用いて前記第１乃至第３流量のいずれかを選択する、
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、高周波流量、低周波流量および２周波流量の安定度を判定し、この安定度に基づいて高周波流量、低周波流量および２周波流量のいずれかを選択することによって、安定した流量測定を実現できる。

本発明を適用した電磁流量計の構成図の例である。 本発明を適用した安定度判定及び流量選択処理の動作フローチャートの例である。 本発明を適用した安定度判定及び流量選択処理の動作フローチャートの他の例である。 本発明を適用した安定度判定及び流量選択処理の動作フローチャートの他の例である。 本発明を適用した電磁流量計の構成図の他の例である。 本発明を適用した流量設定及び選択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、図２は、安定度判定手段１１１および流量選択手段１１２による安定度判定および流量選択処理の動作フローチャート図である。本実施例について図１、２を用いて説明する。なお、図１において、図７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、ＣＰＵ１１０は、流量切替手段５４（図７参照）に代えて、安定度判定手段１１１および流量選択手段１１２を備えている点が、図７と相違する。

安定度判定手段１１１は、高周波流量演算手段５１、低周波流量演算手段５２および２周波流量演算手段５３から各流量値を受け取り、各流量値の安定度を判定する。

流量選択手段１１２は、安定度判定手段１１１から各流量値の安定度を受け取り、安定度に基づいて、いずれかの流量値を選択して出力する。

電磁流量計１００の安定度判定および流量選択処理動作について、図２を用いて説明する。

図２の処理動作は、高周波流量演算手段５１、低周波流量演算手段５２および２周波流量演算手段５３で各流量値を演算（図７の説明参照）した後に行われる。安定度判定手段１１１は、図２のステップＳ１００〜Ｓ１２４の処理を行い、流量選択手段１１２は、ステップＳ１３０の処理を行う。

まず、安定度判定手段１１１が高周波流量ｅＨ（ｎ）の安定度判定を行う。ステップＳ１００において、高周波流量ｅＨ（ｎ）の時間経過に対する変動値として、例えば、今回の演算タイミングでの高周波流量ｅＨ（ｎ）と前回の高周波流量ｅＨ（ｎ−１）との差を用いる。そして、この差の絶対値｜ｅＨ（ｎ）−ｅＨ（ｎ−１）｜と所定の判定値ＨＬ（第１低判定値）とを、安定度判定手段１１１内の比較手段（図示しない）によって比較する。

｜ｅＨ（ｎ）−ｅＨ（ｎ−１）｜が、判定値ＨＬより小さい又は以下であれば（ステップＳ１００の「はい」）、ステップＳ１０１に移行し、高周波流量ｅＨ（ｎ）の安定度を表す安定度レベルＨＳをレベル３（値「３」）と算出する。

一方、判定値ＨＬより大きい又は以上であれば（ステップＳ１００の「いいえ」）、ステップＳ１０２に移行し、｜ｅＨ（ｎ）−ｅＨ（ｎ−１）｜と、判定値ＨＬより大きい所定の判定値ＨＭ（第１高判定値）とを比較手段によって比較する。

｜ｅＨ（ｎ）−ｅＨ（ｎ−１）｜が、判定値ＨＭより小さい又は以下であれば（ステップＳ１０２の「はい」）、ステップＳ１０３に移行し、安定度レベルＨＳをレベル２（値「２」）と算出する。

一方、判定値ＨＭより大きい又は以上であれば（ステップＳ１０２の「いいえ」）、ステップＳ１０４に移行し、安定度レベルＨＳをレベル１（値「１」）と算出する。

判定値として複数の判定値ＨＬ、ＨＭを用いており、大小関係はＨＬ＜ＨＭである。このため、安定度レベルＨＳのレベル３の方が、レベル１より高周波流量ｅＨ（ｎ）の変動値は小さく、安定度は高い。すなわち、安定度判定手段１１１により判定される安定度の高さは、レベル３、２、１の順になる。なお、判定値ＨＬ、ＨＭは、例えば、流量出力スパンの割合（％）を用いることができ、設定により変更可能である。また、高周波流量ｅＨ（ｎ）の変動値は、今回値と前回値との差のほかに、今回値と前々回値との差など、現在の値と過去の値との差を用いることができる。なお、これらは、後で説明を行う、判定値ＬＬ、ＬＭ、ＡＬ、ＡＭ、安定度レベルＬＳ、ＡＳ、低周波流量ｅＬ（ｎ）の変動値にも適用できる。

続いて、低周波流量ｅＬ（ｎ）の安定度判定を行う。ステップＳ１１０において、低周波流量ｅＬ（ｎ）の時間経過に対する変動値として、例えば、今回の演算タイミングでの低周波流量ｅＬ（ｎ）と前回の低周波流量ｅＬ（ｎ−１）との差を用いる。そして、この差の絶対値｜ｅＬ（ｎ）−ｅＬ（ｎ−１）｜と所定の判定値ＬＬ（第２低判定値）とを、比較手段によって比較する。

｜ｅＬ（ｎ）−ｅＬ（ｎ−１）｜が、判定値ＬＬより小さい又は以下であれば（ステップＳ１１０の「はい」）、ステップＳ１１１に移行し、低周波流量ｅＬ（ｎ）の安定度を表す安定度レベルＬＳをレベル３（値「３」）と算出する。

一方、判定値ＬＬより大きい又は以上であれば（ステップＳ１１０の「いいえ」）、ステップＳ１１２に移行し、｜ｅＬ（ｎ）−ｅＬ（ｎ−１）｜と、判定値ＬＬより大きい所定の判定値ＬＭ（第２高判定値）とを比較手段によって比較する。

｜ｅＬ（ｎ）−ｅＬ（ｎ−１）｜が、判定値ＬＭより小さい又は以下であれば（ステップＳ１１２の「はい」）、ステップＳ１１３に移行し、安定度レベルＬＳをレベル２（値「２」）と算出する。

一方、判定値ＬＭより大きい又は以上であれば（ステップＳ１１２の「いいえ」）、ステップＳ１１４に移行し、安定度レベルＬＳをレベル１（値「１」）と算出する。なお、判定値ＬＬ、ＬＭの大小関係はＬＬ＜ＬＭである。

続いて、２周波流量ｅＡ（ｎ）の安定度判定を行う。ステップＳ１２０において、高周波流量ｅＨ（ｎ）と低周波流量ｅＬ（ｎ）との差の絶対値｜ｅＨ（ｎ）−ｅＬ（ｎ）｜と、所定の判定値ＡＬ（第３低判定値）とを比較手段によって比較する。

｜ｅＨ（ｎ）−ｅＬ（ｎ）｜が、判定値ＡＬより小さい又は以下であれば（ステップＳ１２０の「はい」）、ステップＳ１２１に移行し、２周波流量ｅＡ（ｎ）の安定度を表す安定度レベルＡＳをレベル３（値「３」）と算出する。

一方、判定値ＡＬより大きい又は以上であれば（ステップＳ１２０の「いいえ」）、ステップＳ１２２に移行し、｜ｅＨ（ｎ）−ｅＬ（ｎ）｜と、判定値ＡＬより大きい所定の判定値ＡＭ（第３高判定値）とを比較手段によって比較する。

｜ｅＨ（ｎ）−ｅＬ（ｎ）｜が、判定値ＡＭより小さい又は以下であれば（ステップＳ１２２の「はい」）、ステップＳ１２３に移行し、安定度レベルＡＳをレベル２（値「２」）と算出する。

一方、判定値ＡＭより大きい又は以上であれば（ステップＳ１２２の「いいえ」）、ステップＳ１２４に移行し、安定度レベルＡＳをレベル１（値「１」）と算出する。なお、判定値ＡＬ、ＡＭの大小関係はＡＬ＜ＡＭである。

なお、判定値ＨＬ、ＬＬ、ＡＬ同士、判定値ＨＭ、ＬＭ、ＡＭ同士は、それぞれ同じ値でも異なる値でもよい。また、判定値の数は２つずつで説明したが、これ以上の数であってもよい。

続いて、流量選択を行う。ステップＳ１３０において、流量選択手段１１２は、安定度レベルＬＳ、ＨＳ、ＡＳを、流量選択手段１１２内の比較手段（図示しない）によって相互に比較し、最も安定度の高い低周波流量ｅＬ（ｎ）、高周波流量ｅＨ（ｎ）、２周波流量ｅＡ（ｎ）のいずれかを選択して出力する。

例えば、安定度レベルの値（「３」、「２」、「１」）を相互に比較し、値の大きい方が安定度は高い。なお、比較した結果、安定度が同じ場合、任意にいずれかの流量を選択することができる。以上で、安定度判定および流量選択処理を終了する。

上述した実施例によれば、安定度判定手段が、複数の判定値（ＨＬ、ＨＭなど）を用いて、高周波流量、低周波流量および２周波流量の安定度を安定度レベルとして段階的に判定し、流量選択手段が、この安定度から高安定な高周波流量、低周波流量および２周波流量のいずれかを選択することによって、安定した流量測定を実現できる。

また、流量出力スパンの割合（％）を判定値に用いることによって、流量出力の大きさに応じた安定度の判定を行えることができる。さらに、判定値は、設定により変更可能であるため、被測定流体の種類（例えば、導電率の違い）または測定アプリケーションの状態（例えば、スラリーを含む）に応じた安定度の判定を行えることができる。

つぎに、安定度判定および流量選択処理動作の他の例について、図３のフローチャート図を用いて説明する。安定度判定手段１１１は、図３のステップＳ２００〜Ｓ２２２の処理を行い、流量選択手段１１２は、ステップＳ２３０、Ｓ２３１の処理を行う。

まず、安定度判定手段１１１が２周波流量ｅＡ（ｎ）の安定度判定を行う。ステップＳ２００において、高周波流量ｅＨ（ｎ）と低周波流量ｅＬ（ｎ）との差の絶対値｜ｅＨ（ｎ）−ｅＬ（ｎ）｜と、所定の判定値Ａ（第４判定値）とを比較手段によって比較する。

｜ｅＨ（ｎ）−ｅＬ（ｎ）｜が、判定値Ａより小さい又は以下であれば（ステップＳ２００の「はい」）、ステップＳ２０１に移行し、２周波流量ｅＡ（ｎ）を「安定」と判定する。

一方、判定値Ａより大きい又は以上であれば（ステップＳ２００の「いいえ」）、ステップＳ２０２に移行し、２周波流量ｅＡ（ｎ）を「不安定」と判定する。

なお、判定値Ａおよび後述する判定値Ｈ、Ｌは、例えば、流量出力スパンの割合（％）を用いることができ、設定により変更可能である。

続いて、高周波流量ｅＨ（ｎ）の安定度判定を行う。ステップＳ２１０において、高周波流量ｅＨ（ｎ）の時間経過に対する変動値、例えば、｜ｅＨ（ｎ）−ｅＨ（ｎ−１）｜と所定の判定値Ｈ（第５判定値）とを比較手段によって比較する。

｜ｅＨ（ｎ）−ｅＨ（ｎ−１）｜が、判定値Ｈより小さい又は以下であれば（ステップＳ２１０の「はい」）、ステップＳ２１１に移行し、高周波流量ｅＨ（ｎ）を「安定」と判定する。

一方、判定値Ｈより大きい又は以上であれば（ステップＳ２１０の「いいえ」）、ステップＳ２１２に移行し、高周波流量ｅＨ（ｎ）を「不安定」と判定する。

続いて、低周波流量ｅＬ（ｎ）の安定度判定を行う。ステップＳ２２０において、低周波流量ｅＬ（ｎ）の時間経過に対する変動値、例えば、｜ｅＬ（ｎ）−ｅＬ（ｎ−１）｜と所定の判定値Ｌ（第６判定値）とを比較手段によって比較する。

｜ｅＬ（ｎ）−ｅＬ（ｎ−１）｜が、判定値Ｌより小さい又は以下であれば（ステップＳ２２０の「はい」）、ステップＳ２２１に移行し、低周波流量ｅＬ（ｎ）を「安定」と判定する。

一方、判定値Ｌより大きい又は以上であれば（ステップＳ２２０の「いいえ」）、ステップＳ２２２に移行し、低周波流量ｅＬ（ｎ）を「不安定」と判定する。

なお、判定値Ａ、Ｈ、Ｌ同士は、それぞれ同じ値でも異なる値でもよい。

続いて、流量選択を行う。ステップＳ２０１において、２周波流量ｅＡ（ｎ）が「安定」と判定された場合、ステップＳ２３０に移行し、流量選択手段１１２は、２周波流量ｅＡ（ｎ）を選択して出力する。

一方、ステップＳ２０１において、２周波流量ｅＡ（ｎ）が「不安定」と判定され、ステップＳ２１０〜Ｓ２２２が行われた場合、ステップＳ２３１に移行し、流量選択手段１１２は、低周波流量ｅＬ（ｎ）および高周波流量ｅＨ（ｎ）のいずれかのうち、安定な流量を選択して出力する。

なお、両方とも安定な場合、任意にいずれかの流量を選択することができる。また、両方とも不安定な場合、流量を選択しないで、流量が不安定であることを示す異常信号（アラーム信号）を出力する。以上で、安定度判定および流量選択処理を終了する。

図３で説明した実施例によれば、安定度判定手段は、高周波流量および低周波流量より先に２周波流量の安定度を判定し、流量選択手段は、２周波流量が安定な場合に２周波流量を選択することによって、フローノイズの影響を受け難いとともにゼロ点が安定な２周波流量を、高周波流量および低周波流量より優先的に選択して、より安定した流量測定を実現できる。

また、流量出力スパンの割合（％）を判定値に用いることによって、流量出力の大きさに応じた安定度の判定を行えることができる。さらに、判定値は、設定により変更可能であるため、被測定流体の種類または測定アプリケーションの状態に応じた安定度の判定を行えることができる。

つぎに、安定度判定手段１１１は、図２、３で説明した比較手段による比較（図２のＳ１００、Ｓ１０２、Ｓ１１０、Ｓ１１２、Ｓ１２０、Ｓ１２２、図３のＳ２００、Ｓ２１０、Ｓ２２０）を、安定度判定処理の所定処理周期毎に行い、複数の比較結果（例えば、前回および今回の比較結果）から安定度を判定してもよい。

例えば、同一の安定度レベル（図２）、安定状態または不安定状態（図３）がＮ回（Ｎは２以上の整数）連続した場合に、安定度（レベル）を決定する。このように、複数の比較結果から安定度を判定することによって、各流量の演算過程に突発的または一時的にノイズが混入しても、ノイズ混入による誤判定を防止することができる。

つぎに、安定度判定および流量選択処理の他の動作例について、図４のフローチャート図を用いて説明する。安定度判定手段１１１は、図４のステップＳ３００〜Ｓ３２０の処理を行い、流量選択手段１１２は、ステップＳ３３０〜Ｓ３５０の処理を行う。

ステップＳ３００において、安定度判定手段１１１が、高周波流量ｅＨ（ｎ）の時間経過に対する変動値、例えば、｜ｅＨ（ｎ）−ｅＨ（ｎ−１）｜を算出し、この値を高周波流量ｅＨ（ｎ）の安定度ＨＳＶとする。

ステップＳ３１０において、低周波流量ｅＬ（ｎ）の時間経過に対する変動値、例えば、｜ｅＬ（ｎ）−ｅＬ（ｎ−１）｜を算出し、この値を低周波流量ｅＬ（ｎ）の安定度ＬＳＶとする。

ステップＳ３２０において、高周波流量ｅＨ（ｎ）と低周波流量ｅＬ（ｎ）との差の絶対値｜ｅＨ（ｎ）−ｅＬ（ｎ）｜を算出し、この値を２周波流量ｅＡ（ｎ）の安定度ＡＳＶとする。

ステップＳ３３０において、流量選択手段１１２は、安定度ＨＳＶ、ＬＳＶおよびＡＳＶを、比較手段によって相互に比較する。比較した結果、３つの値のうち、安定度ＨＳＶが最小値であれば（ステップＳ３３０の「はい」）、ステップＳ３３１に移行し、最も安定度の高い高周波流量ｅＨ（ｎ）を選択して出力する。

安定度ＨＳＶが最小値でなければ（ステップＳ３３０の「いいえ」）、ステップＳ３４０に移行し、安定度ＬＳＶが最小値であれば（ステップＳ３４０の「はい」）、ステップＳ３４１に移行し、最も安定度の高い低周波流量ｅＬ（ｎ）を選択して出力する。

安定度ＬＳＶが最小値でなければ（ステップＳ３４０の「いいえ」）、安定度ＡＳＶが最小値であるので、ステップＳ３５０に移行し、最も安定度の高い２周波流量ｅＡ（ｎ）を選択して出力する。

なお、最小値となる安定度が２つ以上ある場合、任意にいずれかの流量を選択することができる。

図４で説明した実施例によれば、安定度判定手段は安定度ＨＳＶ、ＬＳＶおよびＡＳＶを算出し、流量選択手段は、安定度が最小の値を有する高周波流量、低周波流量および２周波流量のいずれかを選択することによって、安定した流量測定を実現できる。

つぎに、図２〜４で説明した高周波流量ｅＨ（ｎ）および低周波流量ｅＬ（ｎ）として、高周波低域濾波流量ＦＨ（ｎ）および低周波低域濾波流量ＦＬ（ｎ）を用いてもよい。

ローパスフィルタ（低域濾波）処理を行った高周波低域濾波流量ＦＨ（ｎ）および低周波低域濾波流量ＦＬ（ｎ）を用いることによって、各流量の演算過程に突発的または一時的にノイズが混入しても、ノイズ混入による誤判定を防止することができる。

［第２の実施例］
図５は、本実施例を適用した電磁流量計２００の構成図、図６は、流量設定手段２１１、安定度判定手段１１１および流量選択手段１１２による流量設定および選択処理の動作フローチャート図である。本実施例について図５、６を用いて説明する。なお、図５において、図１と同一のものは同一符号を付し説明を省略する。

図５において、ＣＰＵ２１０は、ＣＰＵ１１０（図１参照）内の構成要素に加えて、流量設定手段２１１を備えている点が、図１と相違する。

流量設定手段２１１は、ユーザーなどが選択する流量の設定指示信号を受け、高周波流量ｅＨ（ｎ）および低周波流量ｅＬ（ｎ）のいずれかを設定した場合、設定した流量を選択して出力する。

また、高周波流量ｅＨ（ｎ）および低周波流量ｅＬ（ｎ）のいずれも設定されない場合、これを示す信号（以下、「否設定信号」という）を安定度判定手段１１１へ送る。

電磁流量計２００の流量設定および選択処理動作について、図６を用いて説明する。

図６の処理動作は、高周波流量演算手段５１、低周波流量演算手段５２および２周波流量演算手段５３で各流量値を演算（図７の説明参照）した後に行われる。流量設定手段２１１は、図６のステップＳ４１０〜Ｓ４２１の処理を行い、安定度判定手段１１１および流量選択手段１１２は、ステップＳ４３０の処理を行う。

まず、ステップＳ４００において、ＣＰＵ２１０が、流量値の出力電流に応じた励磁電流値を算出し、この値の励磁電流を励磁コイル１１に流すために、励磁回路２０に励磁制御信号を送る。

例えば、出力電流の範囲が４〜２０ｍＡの場合、ＣＰＵ２１０は、出力電流値の大、中、小に応じて、大、中、小の励磁電流値を算出する。

続いて、ステップＳ４１０において、流量設定手段２１１は、ユーザーなどから低周波流量ｅＬ（ｎ）の設定指示信号を受けた場合、低周波流量ｅＬ（ｎ）を設定し（ステップＳ４１０の「はい」）、ステップＳ４１１に移行し、低周波流量ｅＬ（ｎ）を選択して出力する。

流量設定手段２１１は、低周波流量ｅＬ（ｎ）を設定しない場合（ステップＳ４１０の「いいえ」）、ステップＳ４２０に移行する。そして、ユーザーなどから高周波流量ｅＨ（ｎ）の設定指示信号を受けた場合、高周波流量ｅＨ（ｎ）を設定し（ステップＳ４２０の「はい」）、ステップＳ４２１に移行し、高周波流量ｅＨ（ｎ）を選択して出力する。

流量設定手段２１１は、高周波流量ｅＨ（ｎ）を設定しない場合（ステップＳ４２０の「いいえ」）、否設定信号を安定度判定手段１１１へ送る。

ステップＳ４３０において、安定度判定手段１１１は、否設定信号を受け取った後、第１の実施例で説明した安定度判定処理を行う。その後、流量選択手段１１２は、第１の実施例で説明した流量選択処理を行い、高周波流量ｅＨ（ｎ）、低周波流量ｅＬ（ｎ）および２周波流量ｅＡ（ｎ）の安定度に基づいて、いずれかの流量値を選択して出力する。以上で、流量設定および選択処理を終了する。

例えば、ユーザーなどは、出力電流値が小の場合には低周波流量ｅＬ（ｎ）を設定指示し、出力電流値が中の場合には高周波流量ｅＨ（ｎ）を設定指示することができる。

この実施例によれば、安定度判定手段および流量選択手段１１２が安定した流量を選択できるとともに、流量を設定し選択する流量設定手段によって、ユーザーなどは自ら、被測定流体の種類または測定アプリケーションの状態に応じて安定な流量を選択できるため、安定した流量測定を実現できる。

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、安定度判定手段１１１、流量選択手段１１２および流量設定手段２１１は、ＣＰＵ１１０、２１０内に設け所定のプログラムに従って実行されるが、ＣＰＵ１１０、２１０とは独立に設けてもよい。

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
１００、２００ 電磁流量計
１１０、２１０ ＣＰＵ
１１１ 安定度判定手段
１１２ 流量選択手段
２１１ 流量設定手段

Claims (7)

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し、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流量と前記第２流量とに基づいて第３流量を演算する電磁流量計において、
   前記第１乃至第３流量それぞれの安定度を判定する安定度判定手段と、
   前記安定度判定手段によって判定されたそれぞれの安定度に基づいて前記第１乃至第３流量のいずれかを選択する流量選択手段と、
   を備えたことを特徴とする電磁流量計。
2. 前記安定度判定手段は、前記第１および第２流量の変動値を複数の判定値と比較して前記第１および第２流量の安定度のレベルを判定し、前記第１流量と前記第２流量との差を複数の判定値と比較して前記第３流量の安定度のレベルを判定し、
   前記流量選択手段は、前記安定度のレベルの高い前記第１乃至第３流量のいずれかを選択する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電磁流量計。
3. 前記安定度判定手段は、前記第１流量と前記第２流量との差を判定値と比較して前記第３流量の安定度を判定し、この第３流量を不安定と判定した場合には前記第１および第２流量の変動値を判定値と比較して前記第１および第２流量の安定度を判定し、
   前記流量選択手段は、前記第３流量が安定と判定された場合には前記第３流量を選択し、不安定と判定された場合には、安定な前記第１および第２流量のいずれかを選択する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電磁流量計。
4. 前記安定度判定手段は、所定周期毎に前記比較を行い、複数の比較結果から前記安定度を判定することを特徴とする請求項２または３に記載の電磁流量計。
5. 前記安定度判定手段は、前記第１および第２流量の変動値を前記第１および第２流量の安定度とし、前記第１流量と前記第２流量との差を前記第３流量の安定度とし、
   前記流量選択手段は、前記安定度の高い前記第１乃至第３流量のいずれかを選択する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電磁流量計。
6. 前記安定度判定手段は、前記第１および第２流量として、前記第１および第２流量を低域濾波した演算値を用いることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の電磁流量計。
7. 前記第１および第２流量のいずれかを設定し選択する流量設定手段と、
   この流量設定手段によって前記第１および第２流量のいずれも設定されない場合、前記安定度判定手段および前記流量選択手段を用いて前記第１乃至第３流量のいずれかを選択する、
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の電磁流量計。

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