JPH03135730A

JPH03135730A - 電磁流量計

Info

Publication number: JPH03135730A
Application number: JP27449489A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Fudeyasu; 筆保　隆弘
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1989-10-20
Filing date: 1989-10-20
Publication date: 1991-06-10
Anticipated expiration: 2013-03-11
Also published as: JP2727694B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野この発明は、工業プラント等で使用する電磁流量計、特
に自動ノイズ処理機能を有する電磁流量計に関する。

（ロ）従来の技術一般に知られた電磁流量計は、内壁に一対の電極を備え
た測定管に被測定流体を流し、一方、測定管の軸方向と
電極の配置方向にそれぞれ直交する方向に励磁コイル等
で磁界を印加し、電磁誘導により、一対の電極間に導出
される電圧により流量を算出するようになっている。こ
の種の電磁流量計では励磁コイルに流す励磁電流を、例
えば第４図に示すように、極性が＋、０、−１＋、Ｏｌ
・・・と変化するものとすれば、これに応じ、測定管に
磁界が＋、０、−・・・と発生し、応じて一対の電極間
に流量信号が出力される。この流量信号は、増幅器で増
幅され、Ａ／Ｄ変換器で所定のサンプリング周期でデジ
タル値に変換され、ＣＰＵ等の演算手段に取り込まれ、
流量が算出される。

流量算出は、十励磁のデータをＥ、　　−励磁のデータ
をＥ２とし、流量−ｋ（Ｅｌ−Ｅ２）〔ｋ：設定スパン
〕などの演算式でなされる。

ところで、この種の電磁流量計において、第３図の（ａ
）に示すスラリ流体ノイズや、第３図の（ｂ）に示すよ
うに電気化学ノイズの大きい流体があり、これらの流体
では流量指示が乱れる。そのため、従来の電磁流量計で
は、スラリ流体ではデータ突変時にそのデータをキャン
セルしたり、電気化学ノイズではダンピングを大きくす
る。これらの処理は、流体に応じ手動で設定されていた
。

（ハ）発明が解決しようとする課題上記した従来の電磁流量計では、ノイズ処理機能を有す
るものであっても、各処理の選択は手動で行うものであ
るため、途中でノイズの環境が変わると、その都度、人
手によって処理内容を設定変更する必要があり、手間を
要する上に適性な処理に確実に変更し得るという保証が
なかった。

この発明は、上記問題点に着目してなされたものであっ
て、測定流体に応じ、最適なノイズ処理を自動的に選択
し得る電磁流量計を提供することを目的としている。

（ニ）課題を解決するための手段及び作用この発明の電
磁流量計は、内壁に、軸に直交する方向に配置する一対
の電極を備えた測定管と、この測定管の軸方向、電極の
配置方向にそれぞれ直交する方向に磁界を印加するため
の励磁手段と、所定のサンプリング周期毎に前記電極間
に導出される信号に応じ流量を算出する手段とを備える
ものにおいて、最新のｎ個のデータの移動平均を算出す
る移動平均算出手段と、最新のｎ個のデータの標準偏差
を算出する標準偏差算出手段と、移動平均からの偏差の
度数分布を算出する度数分布算出手段と、前記度数分布
が移動平均付近と移動平均から所定の点にピークを持つ
か否かに応じ、スラリノイズ処理の実行を決定する手段
と、前記度数分布が移動平均を中心に広く分布し、かつ
標準偏差が所定値より大きいか否かに応じ、電気化学ノ
イズ処理の実行を決定する手段とから構成されている。

この電磁流量計では、常に最新のｎ個のデータが記憶さ
れ、サンプリング毎に、これらｎ個のデータの移動平均
と、標準偏差と、移動平均からの偏差の度数分布が算出
される。

ところで、スラリ流体の場合は、第３図の（ａ）の左側
に示すようにスパイクノイズが入り、また第３図の（ａ
）の右（ｊｊｌｌに示すように、平均値中心に大きなピ
ークを持ち、移動平均との差の大きい部分にもピークが
表れる。また、導電率やＰＨの変化のはげしい流体のノ
イズ、つまり電気化学ノイズは第３図の（ｂ）の左側に
示す通りであり、この場合の偏差の度数分布は第３図の
（ｂ）の右側に示すように、データにばらつきが大きい
、標準偏差σが大きいと言える。したがってこの電磁流
量計では、移動平均からの偏差の度数分布のピークが移
動平均値と、この移動平均値より、比較的離れた点にも
ピーク値を持つか否かにより、スラリノイズ処理を行う
か否かを決定する。また、移動平均からの偏差の度数分
布のピークが移動平均値を中心に広く分布しているか否
かにより電気化学ノイズ処理を行うか否かが決定される
。なお、第３図の（Ｃ）はノイズの少ない流体の場合を
示している。

（ホ）実施例以下、実施例により、この発明をさらに詳細に説明する
。

第２図は、この発明が実施される電磁流量計の概略回路
ブロック図である。同図において測定管ｌの内壁面に管
の軸方向に直交する方向に一対の電極２ａ、２ｂが配置
されている。測定管１の周囲には、管軸及び電極２ａ、
２ｂの配置方向にそれぞれ直交する磁界を印加するため
の励磁コイル３ａ、３ｂが配置されており、これら励磁
コイル３ａ、３ｂは励磁回路４によって駆動される。励
磁回路４は、ＣＰＵ７からの指令により、第４図に示す
如き＋、０、−１＋・・・と極性が変化する電流を励磁
コイル３ａ、３ｂに流す。測定管１内を被測定流体が流
れると、電磁誘導により、電極２ａと２ｂに誘導電圧、
つまり流量信号が出力される。この流量信号は、増幅器
５で増幅され、Ａ／Ｄ変換器６で、サンプリング周期毎
にデジタル信号に変換されて、ＣＰＵ７に取り込まれる
。

ＣＰＵ７は、流量信号に基づいて、流量を算出する機能
を有するほか、今回を含め最初のｎ個のデータを記憶す
る機能、これらｎ個のデータの移動平均値を求める機能
、標準偏差σを求める機能、移動平均値と各データの偏
差の度数分布を求める機能、移動平均値、標準偏差、及
び前記偏差の度数分布等によりスラリノイズ処理機能、
電気化学ノイズ処理機能等を選択すべきか否かを判定す
る機能、さらにスラリノイズ処理機能、電気化学ノイズ
処理機能をも備えている。ＣＰＵ７からの流量はＤ／Ａ
変換器８でアナログ信号に変換されて出力し得るように
なっている。

次に、第１図のフロー図により、上記実施例電磁流量計
の動作について説明する。動作がスタートするとサンプ
リングタイムの到来が待機され（ステップ５Ｔ１）、サ
ンプリングタイムが到来すると、Ａ／Ｄ変換器６からの
信号°を取込み、今回流量値を計算し、ＣＰＵ７に内蔵
のメモリに記憶する（ステップ５Ｔ２）。メモリには、
今回からｎ回前までのデータがサンプリング毎に順次更
新されて記憶されている。そして、今回までの最新のｎ
個のデータにより、移動平均標準偏差σ及びその移動平
均値と各データの偏差ΔＸの度数分布を計算する（ステ
ップ５Ｔ３）。次に、度数分布がΔｘ＝Ｏ１つまり移動
平均値と１ΔＸ１が大きい分布にピークを持つか否かを
判定する（ステップ５Ｔ４）。もし、度数分布が第３図
の（ａ）の右側に示したものであると、この判定はＹＥ
Ｓとなり、つまりスラリスパイクノイズ処理と決定され
、以後はステップＳＴ５、・・・、Ｓｒ１でその処理を
実行する。先ず移動平均値と今回値との偏差ΔＸの絶対
値１Δｘｌが所定値Ａよりも大きいか否か判定しくステ
ップ５Ｔ５）、もし大きければ今回データはスパイクノ
イズによるものと判断し、今回のデータをすて、前回計
算値を今回のデータとする（ステップ５Ｔ６）。ステッ
プＳＴ５で、Δｘｌ＞Ａでない場合は、今回のデータを
そのまま記憶し、つまり使用し、いずれにしろ、ダンピ
ングを小さくして（ステップ５Ｔ７）　、ステップＳＴ
Ｉに戻り、次のサンプリングタイムの到来に備える。

ステップＳＴ４で、度数分布のピークがΔＸ＝０と、か
つＩΔＸ１が大きい分布にピークを持たない場合は判定
がＮｏとなり、次に度数分布がΔｘ＝Ｏを中心に分布し
、かつ標準偏差σが大きいか否か判定する（ステップ５
Ｔ８）。もし、度数分布が第３図の（ｂ）の右側に示し
たものであると、この判定はＹＥＳとなり、つまり電気
化学ノイズ処理と決定され、ステップＳＴ９、・・・、
５Ｔ１２でその処理を実行する。先ず移動平均値の変化
率が計算される（ステップ５Ｔ９）、そしてその変化率
が所定値より大きいか否か判定しくステップ５Ｔ１０）
、変化率が所定値より大きい時には、実際の流量変化が
大きい時であるから、この時に応答を良くするため、ダ
ンピング時定数を小さくする。

ステップ５ＴＩＯで変化率が所定値よりも小さい場合は
、判定ＮＯとなり、この場合電気化学ノイズが発生して
いると判断し、ダンピング時定数を大きくして（ステッ
プ５ＴＩＩ）、ステップＳＴ１に戻り、やはり次のサン
プリングタイムの到来に備える。

ステップＳＴ８で判定Ｎｏの場合は、スラリスパイクノ
イズも、また電気化学ノイズも発生していす、この場合
の度数分布は第３図の（Ｃ）の右側に示すものとなり、
ダンピング時定数を小さくして（ステップ５Ｔ１３）、
ステップＳＴＩに戻る。

なお、ダンピングを制御するには、Ｄ／Ａ変換器８の出
力側に、積分回路を設け、その時定数をＣＰＵ７から制
御しても良いし、あるいはデジタル演算で一次遅れ演算
を行ってもよい。

（へ）発明の効果この発明によれば、最初のｎ個のデータの移動平均標準
偏差、移動平均からの偏差の度数分布をそれぞれ算出す
る手段を備え、これら移動平均値、標準偏差、偏差の度
数分布により、スラリスパイクノイズ処理、電気化学ノ
イズ処理、処理無しを選択決定し、ノイズ処理が選択決
定された場合は、対応する適切な処理が自動的に取られ
るので、たとえ使用環境が変化し、発止ノイズのを無、
種類が変化しても、いちいちノイズ処理の種別を手動で
設定変更する必要がないので、取り扱い操作が非常に便
利になるし、ノイズ環境に応じて、ノイズ処理も確実に
変更されるので、その分精度の良い測定を行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明が実施される電磁流量計の動作を説
明するためのフロー図、第２図は、同電磁流量計の概略
ブロック図、第３図は、電磁流量計におけるノイズを説
明するための説明図、第４図は、電磁流量計における励
磁電流、流量信号、サンプリングパルスを示す波形図で
ある。１：測定管、　　　　　　　２ａ・２ｂ：電極、３ａ・
３ｂ：励磁コイル、４：励磁回路、５：増幅器、　　　
　　　　６：Ａ／Ｄ変換器、７　：　ＣＰＵ、８　：　
Ｄ／Ａ変換器。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）内壁に、軸に直交する方向に配置する一対の電極
を備えた測定管と、この測定管の軸方向、電極の配置方
向にそれぞれ直交する方向に磁界を印加するための励磁
手段と、所定のサンプリング周期毎に前記電極間に導出
される信号に応じ流量を算出する手段とを備える電磁流
量計において、最新のｎ個のデータの移動平均を算出す
る移動平均算出手段と、最新のｎ個のデータの標準偏差を算出する標準偏差算出
手段と、移動平均からの偏差の度数分布を算出する度数分布算出
手段と、前記度数分布が移動平均付近と移動平均から所定の点に
ピークを持つか否かに応じ、スラリノイズ処理の実行を
決定する手段と、前記度数分布が移動平均を中心に広く分布し、かつ標準
偏差が所定値より大きいか否かに応じ、電気化学ノイズ
処理の実行を決定する手段と、を備えたことを特徴とす
る電磁流量計。