JP5555654B2 - Electromagnetic flow meter - Google Patents
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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し、特に内蔵電池を備えた電磁流量計に関するものである。 The present invention relates to an electromagnetic flow meter for measuring a flow rate of a fluid having conductivity in various process systems, and more particularly to an electromagnetic flow meter provided with a built-in battery.
従来より、この種の電磁流量計として、電池駆動形の電磁流量計がある(以下、電池式電磁流量計と称す)。電池式電磁流量計は、商用電源によって電源が供給される代わりに、内部に電池を搭載して、その電池を電源として励磁回路を駆動するとともに、測定管内に設置された一対の電極間に生じる信号起電力より流量測定信号を生成する流量測定回路を駆動する。 Conventionally, as this type of electromagnetic flow meter, there is a battery-driven electromagnetic flow meter (hereinafter referred to as a battery-type electromagnetic flow meter). A battery-type electromagnetic flow meter has a battery mounted inside instead of being supplied with a commercial power source, drives an excitation circuit using the battery as a power source, and is generated between a pair of electrodes installed in a measurement tube A flow measurement circuit that generates a flow measurement signal from the signal electromotive force is driven.
図5に従来の電池式電磁流量計の要部を示す(例えば、特許文献1,2参照)。同図において、1は測定管、2は測定管1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、3は励磁コイル2へ無励磁期間を挾んで正方向および逆方向への励磁電流Iex(図6参照)を交互に供給する励磁回路、4a,4bは測定管1内を流れる流体の流れ方向および励磁コイル2の発生磁界の方向と直交して測定管1内に配置された一対の検出電極、5は接地電極、6は検出電極4a,4b間に生じる信号起電力を検出し、この検出される信号起電力に基づいて測定管1内を流れる流体の流量に応じたデューティ比のパルス信号を流量測定信号として出力する流量測定回路、7は内蔵電池である。励磁回路3および流量測定回路6には内蔵電池7からの電源電圧VBが供給される。
FIG. 5 shows a main part of a conventional battery-type electromagnetic flow meter (see, for example,
この電池式電磁流量計において、励磁回路3は、励磁電流方向切替回路3−1や励磁電流値調整回路3−2などを備えている。励磁電流方向切替回路3−1は、流量測定回路6からの指示を受けて、励磁コイル2への励磁電流Iexの方向を無励磁期間を挟んで正方向および逆方向へ交互に切り替える。励磁電流値調整回路3−2は、流量測定回路6からの指示を受けて、励磁コイル2への励磁電流Iexの値を調整する。流量測定回路6はCPU6−1を備えている。このCPU6−1から励磁電流方向切替回路3−1や励磁電流値調整回路3−2へ指示が出される。また、CPU6−1によって、検出電極4a,4b間に生じる信号起電力に基づく流量の算出が行われる。
In this battery type electromagnetic flow meter, the excitation circuit 3 includes an excitation current direction switching circuit 3-1, an excitation current value adjustment circuit 3-2, and the like. Upon receiving an instruction from the
この電池式電磁流量計では、動作電源を内蔵電池7に依存しており、内蔵電池7が消耗すれば新しい電池に交換しなければならない。このため、電池交換の周期を延ばすことが求められ、励磁コイル2への励磁電流Iexの供給に際して無励磁期間を設けることによって、電力消費の削減を図っている。
In this battery type electromagnetic flow meter, the operating power source depends on the
しかしながら、励磁回路3には内蔵電池7からの電源電圧VBが常時印加されており、励磁コイル2への励磁電流Iexの供給を行わない無励磁期間であっても、励磁回路3内の励磁電流値調整回路3−2などで電力が消費されており、低消費電力化が十分に図られているとは言えなかった。
However, the power supply voltage VB from the built-in
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、低消費電力化をさらに図ることができる電磁流量計を提供することにある。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an electromagnetic flow meter capable of further reducing power consumption.
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、この励磁コイルへ無励磁期間を挟んで正方向および逆方向への励磁電流を交互に供給する励磁回路と、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に基づいて測定管内を流れる流体の流量に応じた信号を流量測定信号として出力する流量測定回路と、励磁回路および流量測定回路に電源を供給する内蔵電池とを備えた電磁流量計において、内蔵電池からの電源電圧を所定の電圧に降圧する降圧手段と、内蔵電池からの励磁回路への電源電圧の供給通路に設けられた第1のスイッチ手段と、降圧手段からの励磁回路への降圧電圧の供給通路に設けられた第2のスイッチ手段と、励磁コイルへの励磁電流の供給を行う励磁期間の開始時に第1のスイッチ手段をオン,第2のスイッチ手段をオフとし、所定時間経過後、残された励磁期間が終了するまでの間、第1のスイッチ手段をオフ,第2のスイッチ手段をオンとする一方、励磁コイルへの励磁電流の供給を行わない無励磁期間の間、第1のスイッチ手段をオフ,第2のスイッチ手段をオフとするスイッチ制御手段とを設けたものである。 In order to achieve such an object, the present invention provides an excitation coil arranged with the direction of generation of the magnetic field perpendicular to the flow direction of the fluid flowing in the measurement tube, and a non-excitation period between the excitation coil and the excitation coil. An excitation circuit that alternately supplies excitation currents in the forward and reverse directions, a pair of electrodes arranged in the measurement tube perpendicular to the flow direction of the fluid flowing in the measurement tube and the direction of the magnetic field generated by the excitation coil, and A flow measurement circuit that outputs a signal corresponding to the flow rate of the fluid flowing in the measurement tube based on a signal electromotive force generated between the electrodes as a flow measurement signal, and an internal battery that supplies power to the excitation circuit and the flow measurement circuit the electromagnetic flow meter, and the step-down means for stepping down the power supply voltage from the internal battery to a predetermined voltage, a first switching means provided on the supply passage of the power supply voltage to the excitation circuit from the built-in battery, The second switch means provided in the supply path of the step-down voltage from the pressure means to the excitation circuit, and the first switch means are turned on at the start of the excitation period for supplying the excitation current to the excitation coil. The switch means is turned off, and after the elapse of a predetermined time, the first switch means is turned off and the second switch means is turned on until the remaining excitation period ends, while the exciting current is supplied to the exciting coil. Switch control means for turning off the first switch means and turning off the second switch means during the non-excitation period during which no control is performed.
この発明によれば、励磁コイルへ励磁電流の供給を行わない無励磁期間の間、励磁回路への電源電圧の供給通路に設けられた第1のスイッチ手段と励磁回路への降圧電圧の供給通路に設けられた第2のスイッチ手段とが共にオフとされ、励磁回路全体への電力の供給が遮断される。これにより、無励磁期間の間、励磁回路内で電力が消費されることがなく、低消費電力化が図られる。また、励磁期間の開始時には、第1のスイッチ手段がオン、第2のスイッチ手段がオフとされ、内蔵電池からの電源電圧が励磁回路へ供給され、所定時間経過後、残された励磁期間が終了するまでの間、第1のスイッチ手段がオフ,第2のスイッチ手段がオンとされ、内蔵電池からの電源電圧ではなく、この電源電圧を降圧した降圧電圧が励磁回路へ供給されるので、励磁期間の開始後の残された励磁期間における電力消費が少なくなり、低消費電力化がさらに図られる。 According to the present invention, the first switch means provided in the power supply voltage supply path to the excitation circuit and the step-down voltage supply path to the excitation circuit during the non-excitation period in which no excitation current is supplied to the excitation coil. Both of the second switch means provided in are turned off, and the power supply to the entire excitation circuit is cut off. As a result, power is not consumed in the excitation circuit during the non-excitation period, and power consumption can be reduced. Also, at the start of the excitation period, the first switch means is turned on and the second switch means is turned off, the power supply voltage from the built-in battery is supplied to the excitation circuit, and after the predetermined time has elapsed, the remaining excitation period Until the end, the first switch means is turned off, the second switch means is turned on, and not the power supply voltage from the built-in battery, but the step-down voltage obtained by stepping down the power supply voltage is supplied to the excitation circuit. The power consumption in the remaining excitation period after the start of the excitation period is reduced, further reducing the power consumption.
本発明によれば、内蔵電池からの励磁回路への電源電圧の供給通路および降圧手段からの励磁回路への降圧電圧の供給通路にスイッチ手段を設けるようにしたので、無励磁期間の間、励磁回路内で電力が消費されないようにして、低消費電力化をさらに図ることができるようになる。 According to the present invention, the switch means is provided in the supply path for the power supply voltage from the built-in battery to the excitation circuit and the supply path for the step-down voltage from the step-down means to the excitation circuit. It is possible to further reduce power consumption by preventing power from being consumed in the circuit.
以下、本発明を実施の形態に基づき詳細に説明する。
〔参考例1〕
図1はこの発明に係る電磁流量計の実施の形態の説明に入る前の参考例1の要部を示す図である。同図において、図5と同一符号は図5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。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.
[ Reference Example 1 ]
FIG. 1 is a diagram showing a main part of Reference Example 1 before the description of the embodiment of the electromagnetic flow meter according to the present invention. 5, the same reference numerals as those in FIG. 5 denote the same or equivalent components as those described with reference to FIG. 5, and the description thereof will be omitted.
この参考例1の電磁流量計(電池式電磁流量計)100では、内蔵電池7からの励磁回路3への電源電圧VBの供給ラインL1にスイッチSW1を設け、このスイッチSW1のオン/オフを流量測定回路6からの指示によって切り替えるようにしている。このスイッチSW1への指示は流量測定回路6におけるCPU6−1が行う。
In the electromagnetic flow meter (battery type electromagnetic flow meter) 100 of the reference example 1 , the switch SW1 is provided in the supply line L1 of the power supply voltage VB from the built-in
この例において、CPU6−1は、励磁コイル2への励磁電流Iexの供給を行う励磁期間の間、スイッチSW1をオンとし、励磁コイル2への励磁電流Iexの供給を行わない無励磁期間の間、スイッチSW1をオフとする。これにより、励磁回路3には、励磁期間の間、内蔵電池7からの電源電圧VBが印加され、無励磁期間の間、電源電圧VBの印加が中断される。
In this example, the CPU 6-1 turns on the switch SW1 during an excitation period in which the excitation current Iex is supplied to the
この電池式電磁流量計100では、励磁コイル2へ励磁電流Iexの供給を行わない無励磁期間の間、スイッチSW1がオフとされることにより、励磁回路3全体への電力の供給が遮断される。これにより、無励磁期間の間、励磁回路3内で電力が消費されることがなく、低消費電力化が図られるものとなる。
In the battery type
〔実施の形態〕
図2にこの発明に係る電磁流量計の実施の形態の要部を示す。この実施の形態の電磁流量計(電池式電磁流量計)200では、パルストランス8を使用し、内蔵電池7からの電源電圧VBを所定の電圧に降圧し、この降圧した電圧を降圧電圧VDとして得るようにしている。
Embodiment
FIG. 2 shows a main part of an embodiment of the electromagnetic flow meter according to the present invention. In the electromagnetic flow meter (battery type electromagnetic flow meter) 200 of this embodiment , the pulse transformer 8 is used, the power supply voltage VB from the built-in
また、内蔵電池7からの励磁回路3への電源電圧VBの供給ラインL1にスイッチSW1を設ける一方、パルストランス8を使用して生成される降圧電圧VDの励磁回路3への供給ラインL2にスイッチSW2を設け、このスイッチSW1,SW2のオン/オフを流量測定回路6からの指示によって切り替えるようにしている。このスイッチSW1,SW2への指示は流量測定回路6におけるCPU6−1が行う。なお、電源電圧VBの供給ラインL1と降圧電圧VDの供給ラインL2とは、スイッチSW1およびスイッチSW2を介する励磁回路3への電源の供給側において、共通のラインL3に接続されている。
Further, a switch SW1 is provided on the supply line L1 of the power supply voltage VB from the built-in
この例において、CPU6−1は、励磁コイル2への励磁電流Iexの供給を行う励磁期間の開始時にスイッチSW1をオン,スイッチSW2をオフとし、所定時間経過後、残された励磁期間が終了するまでの間、スイッチSW1をオフ,スイッチSW2をオンとし、励磁コイル2への励磁電流の供給を行わない無励磁期間の間、スイッチSW1をオフ,スイッチSW2をオフとする。
In this example, the CPU 6-1 turns on the switch SW1 and turns off the switch SW2 at the start of the excitation period in which the excitation current Iex is supplied to the
これにより、励磁回路3には、励磁期間の開始時に内蔵電池7からの電源電圧VBが印加され、所定時間経過後、残された励磁期間が終了するまでの間、パルストランス8によって作成された降圧電圧VDが印加される。そして、無励磁期間の間、励磁回路3への電源電圧VBおよび降圧電圧VDの何れの印加も中断される。
As a result, the power supply voltage VB from the built-in
この電池式電磁流量計100では、励磁コイル2へ励磁電流Iexの供給を行わない無励磁期間の間、スイッチSW1,SW2がオフとされることにより、励磁回路3全体への電力の供給が遮断される。これにより、無励磁期間の間、励磁回路3内で電力が消費されることがなく、低消費電力化が図られるものとなる。
In the battery type
また、励磁期間の開始時には、スイッチSW1がオン、スイッチSW2がオフとされることにより、内蔵電池7からの電源電圧VBが励磁回路3へ供給され、所定時間経過後、残された励磁期間が終了するまでの間、スイッチSW1がオフ,スイッチSW2がオンとさ、内蔵電池7からの電源電圧VBではなく、この電源電圧VBを降圧した降圧電圧VDが励磁回路3へ供給される。
Further, at the start of the excitation period, the switch SW1 is turned on and the switch SW2 is turned off, so that the power supply voltage VB from the built-in
この場合、励磁期間の開始時には、所定時間が経過するまで、内蔵電池7からの電源電圧VBが励磁回路3へ供給されるので、励磁コイル2への励磁電流Iexの供給が速やかに行われる。また、その後、残された励磁期間が終了するまでの間、パルストランス8によって生成される降圧電圧VDが励磁回路3へ供給されるので、励磁期間の開始後の残された励磁期間における電力消費が少なくなる。これにより、低消費電力化がさらに図られるものとなる。
In this case, at the start of the excitation period, the power supply voltage VB from the built-in
例えば、励磁電流Iexが2mAで、電源電圧VBが3V、降圧電圧VDが0.5Vとすると、実質的に、残された励磁期間では、内蔵電池7からは励磁電流2mAの1/6(降圧電圧VD/電源電圧VB)程度の電力しか消費されないものとなる。
For example, when the excitation current Iex is 2 mA, the power supply voltage VB is 3 V, and the step-down voltage VD is 0.5 V, the built-in
この電池式電磁流量計200において、スイッチSW1が本発明でいう第1のスイッチ手段、スイッチSW2が第2のスイッチ手段、流量測定回路6におけるCPU6−1がスイッチ制御手段、パルストランス8が降圧手段に相当する。
In this battery type
なお、この例では、スイッチSW1とスイッチSW2とを独立して設けたが、図3に示すような1回路2接点の切替スイッチSW3を使用してもよい。この切替スイッチSW3を使用した場合、第1の接点aとコモン接点との間の導通路を開閉する機構が第1のスイッチ手段、第2の接点bとコモン接点cとの間の導通路を開閉する機構が第2のスイッチ手段に相当する。 In this example, the switch SW1 and the switch SW2 are provided independently, but a switch SW3 having one circuit and two contacts as shown in FIG. 3 may be used. When this changeover switch SW3 is used, the mechanism for opening and closing the conduction path between the first contact a and the common contact is the first switch means, and the conduction path between the second contact b and the common contact c. The mechanism for opening and closing corresponds to the second switch means.
〔参考例2〕
図4にパルストランスを使用した電磁流量計の別の例を参考例2として示す。この参考例2の電磁流量計(電池式電磁流量計)300でも、実施の形態と同様に、パルストランス8を使用し、内蔵電池7からの電源電圧VBを降圧した降圧電圧VDを作成するようにしている。
[ Reference Example 2 ]
FIG. 4 shows another example of an electromagnetic flowmeter using a pulse transformer as Reference Example 2 . Similarly to the embodiment , the electromagnetic flow meter (battery type electromagnetic flow meter) 300 of the reference example 2 uses the pulse transformer 8 to create the step-down voltage VD obtained by stepping down the power supply voltage VB from the built-in
但し、この参考例2では、パルストランス8を使用して生成される降圧電圧VDを電源電圧VBに代えて励磁回路3へ供給するようにし、この降圧電圧VDの励磁回路3への供給ラインL1にスイッチSW1を設け、このスイッチSW1のオン/オフを流量測定回路6からの指示によって切り替えるようにしている。このスイッチSW1への指示は流量測定回路6におけるCPU6−1が行う。
However, in the second reference example , the step-down voltage VD generated using the pulse transformer 8 is supplied to the excitation circuit 3 in place of the power supply voltage VB, and the supply line L1 for supplying the step-down voltage VD to the excitation circuit 3 is supplied. Is provided with a switch SW1 and the switch SW1 is turned on / off by an instruction from the
この例において、CPU6−1は、励磁コイル2への励磁電流Iexの供給を行う励磁期間の間、スイッチSW1をオンとし、励磁コイル2への励磁電流Iexの供給を行わない無励磁期間の間、スイッチSW1をオフとする。これにより、励磁回路3には、励磁期間の間、パルストランス8を使用して生成される降圧電圧VDが印加され、無励磁期間の間、降圧電圧VDの印加が中断される。
In this example, the CPU 6-1 turns on the switch SW1 during an excitation period in which the excitation current Iex is supplied to the
この電池式電磁流量計300では、励磁コイル2へ励磁電流Iexの供給を行わない無励磁期間の間、スイッチSW1がオフとされることにより、励磁回路3全体への電力の供給が遮断される。これにより、無励磁期間の間、励磁回路3内で電力が消費されることがなく、低消費電力化が図られるものとなる。
In the battery type
また、励磁期間の間、スイッチSW1がオンとされることにより、内蔵電池7からの電源電圧VBではなく、この電源電圧VBを降圧した降圧電圧VDが励磁回路3へ供給されるので、励磁期間の全期間における電力消費が少なくなる。これにより、低消費電力化がさらに図られるものとなる。
In addition, since the switch SW1 is turned on during the excitation period, not the power supply voltage VB from the built-in
なお、上述した実施の形態(図2に示した電池式電磁流量計)では、流量測定回路6を内蔵電池7からの電源電圧VBの供給を受けて動作させるようにしているが、パルストランス8を使用して生成される降圧電圧VDの供給を受けて動作させるようにしてもよい。このようにすることにより、流量測定回路6での電力消費を少なくし、低消費電力化をさらに図ることができるようになる。
In the above-described embodiment (battery type electromagnetic flow meter shown in FIG. 2) , the flow
また、上述した実施の形態では、内蔵電池7に対して励磁回路3と流量測定回路6とを並列に接続した構成としているが、内蔵電池7に対して励磁回路3と流量測定回路6とを直列に接続した構成としてもよい。励磁回路3と流量測定回路6とを直列に接続する構成では、CPU6−1へ常時電源を供給するものとし、スイッチSW1やSW2のオン/オフの切り替えを行えるようにしておけばよい。
In the embodiment described above, the excitation circuit 3 and the flow
本発明の電磁流量計は、導電性を有する流体の流量を測定する電磁流量計として、各種プロセス系において利用することが可能である。 The electromagnetic flow meter of the present invention can be used in various process systems as an electromagnetic flow meter for measuring the flow rate of a fluid having conductivity.
1…測定管、2…励磁コイル、3…励磁回路、3−1…励磁電流方向切替回路、3−2…励磁電流値調整回路、4a,4b…検出電極、5…接地電極、6…流量測定回路、6−1…CPU、7…内蔵電池、8…パルストランス、SW1〜SW3…スイッチ、L1〜L3…電源の供給ライン、100〜300…電池式電磁流量計、VB…電源電圧、VD…降圧電圧、Iex…励磁電流。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記内蔵電池からの電源電圧を所定の電圧に降圧する降圧手段と、
前記内蔵電池からの前記励磁回路への電源電圧の供給通路に設けられた第1のスイッチ手段と、
前記降圧手段からの前記励磁回路への降圧電圧の供給通路に設けられた第2のスイッチ手段と、
前記励磁コイルへの前記励磁電流の供給を行う励磁期間の開始時に前記第1のスイッチ手段をオン,前記第2のスイッチ手段をオフとし、所定時間経過後、残された励磁期間が終了するまでの間、前記第1のスイッチ手段をオフ,前記第2のスイッチ手段をオンとする一方、前記励磁コイルへの前記励磁電流の供給を行わない無励磁期間の間、前記第1のスイッチ手段をオフ,前記第2のスイッチ手段をオフとするスイッチ制御手段と
を備えることを特徴とする電磁流量計。 An excitation coil arranged with the direction of magnetic field generation perpendicular to the flow direction of the fluid flowing in the measurement tube, and excitation currents in the forward and reverse directions are alternately supplied to the excitation coil with a non-excitation period interposed therebetween. Based on an excitation circuit, a pair of electrodes arranged in the measurement tube perpendicular to the flow direction of the fluid flowing in the measurement tube and the direction of the magnetic field generated by the excitation coil, and a signal electromotive force generated between the electrodes In an electromagnetic flowmeter comprising: a flow measurement circuit that outputs a signal corresponding to the flow rate of the fluid flowing through the measurement tube as a flow measurement signal; and an internal battery that supplies power to the excitation circuit and the flow measurement circuit.
Step-down means for stepping down the power supply voltage from the internal battery to a predetermined voltage;
First switch means provided in a power supply voltage supply path from the internal battery to the excitation circuit;
Second switch means provided in a supply path of a step-down voltage from the step-down means to the excitation circuit;
The first switch means is turned on and the second switch means is turned off at the start of an excitation period for supplying the excitation current to the excitation coil, and after the predetermined time has elapsed, the remaining excitation period ends. While the first switch means is turned off and the second switch means is turned on, the first switch means is turned on during the non-excitation period during which the excitation current is not supplied to the excitation coil. An electromagnetic flowmeter comprising: switch control means for turning off the second switch means .
前記流量測定回路は、
前記降圧手段からの降圧電圧の供給を受けて動作する
ことを特徴とする電磁流量計。 The electromagnetic flow meter according to claim 1,
The flow measurement circuit includes:
An electromagnetic flowmeter which operates by receiving a step-down voltage supplied from the step-down means .
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