JPH0329820A - 容量式電磁流量計 - Google Patents

容量式電磁流量計

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JPH0329820A
JPH0329820A JP16558589A JP16558589A JPH0329820A JP H0329820 A JPH0329820 A JP H0329820A JP 16558589 A JP16558589 A JP 16558589A JP 16558589 A JP16558589 A JP 16558589A JP H0329820 A JPH0329820 A JP H0329820A
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Yasuyoshi Koike
泰美 小池
Hironobu Ota
博信 太田
Yoshinori Matsunaga
松永 義則
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Yokogawa Electric Corp
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Yokogawa Electric Corp
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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】 く産業上の利用分野〉 本発明は、測定流体に磁場が印加されこの測定流体の流
量に対応した電圧を測定流体と検出電極の間に形成され
る静電容量を介して検出する容量式電磁流量J1に係り
、特に入力回路を高インピーダンスに維持ながら熱雑音
の影響がないように改良された容量式電磁流量計に関す
る。
く従来の技術〉 第3図は従来の容量式電磁流量計の検出部近傍の概要の
梢成を示す構成図である。
10は測定流体Qを流す絶縁性の円筒状のパイプである
。この測定流体には励磁コイル1lから磁場Bが印加さ
れている. 測定流体Qが流れることにより発生した電圧はパイプ1
0の中に埋め込まれた円弧状の検出電極12a、12b
で検出される。この検出電極の12a、12bの外周面
にはパイプ10の中に埋め込まれた円弧状のカード電極
13a、13bがそれぞれ埋め込まれている。
この検出電極1. 2 a、12bはケーブル14a1
4bで変換器の入力回路15に伝送され、それぞれ高入
力インピーダンスを持つ増幅器Q,とQ2の入力端に入
力される。この増幅器Q1とQ2の出力はそれぞれ差動
増幅器Q3に印加されてこれ等の差が演算されてその出
力端16に出力される。
また、増幅器Q1とQ2のロー出力インピーダンスの出
力端からはケーブル14a、14bの力−ド電f#!l
3a、13bに接続されたシールド線14a,14b−
に増幅器Q1とQ2の電位と同電位のガード電圧を印加
し、ケーブル14a、14bで形成される浮遊容量の影
響を除去している。
第4図は第3図に示す入力回路の上関の部分の詳細を示
す等価回路図である。
vsは測定流体Q中に発生ずる電圧、C1は測定流体Q
と検出電極12aで形成されるコンデンサ、R + 、
R 2はボルデージフオロワとして機能する演算増幅器
Q4の入力端と共通電位点C O Mとの間に直列に接
続されこの演算増幅器Q4によって発生するリーク電流
を流す抵抗、C2は演算増幅器Q4の出力端と抵抗R,
および丁t2との接続点に接続されたコンデンサである
今、この演算増幅器Q4の増幅度が無限大でありかつ充
分に広い周波数帯域を持っているとすれは、その入力イ
ンピーダンス2,は次式で示される。
Z7 =X( + +R1 +R2 +(R+ R2/
Xc2) 但し、xc I 、xc 2はそれぞれコンデンサc1
、C2のリアクタンスである。
ここで、Xc 1、Xc 2 (<Rl 、Fj2と選
定すれば、 Z t  ”;− R I R2 /XC 2となる。
従って、入力インピータンスziを大きくずるにはE,
、R2、C2を大きくずる。
く本発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、この様な従来の容量式電磁流量計では、
入力インピーダンスを大きくするために抵抗R1の値を
大きくずると抵抗R1で発生する熱雑音が無視し得ない
大きさになるという問題が3 4 ある, く課題を解決するための手段〉 本発明は、以上の課題を解決するために、測定流#6こ
磁場が印加されこの測定流体の流量に対応した電圧を測
定流体と検出電極の間に形成される静電容量を介して検
出する容量式電磁流量計において、検出電極に発生する
電圧を受信し動作時に若干のリーク電流か入力端に流れ
る高入力インピダンスの増幅器と、この増幅器の入力端
と共通電位点との間に接続されたスイッチ手段と、入力
端に発生する電圧と入力回路の動作範囲内に設定された
所定の基準電圧とを比較してこの基準電圧を越えたとき
にリセット信号を出力する比較手段とを具備し、このリ
セット信号によりスイッヂ手段をオンとするようにした
ものである。
〈作 用〉 入力回路の演算増幅器の入力端から流出するリーク電流
により検出電極と測定流体との間で形成されるコンデン
サが充電されて入力端の電圧が上昇するが、この上昇し
た電圧が所定の値に達したときに入力端をショートして
動作点を正常位置に引き戻す動作を繰り返して正常動作
点を維持しながら高抵抗を用いずに入力回路の高インピ
ーダンスを維持する。
く実施例〉 以下、本発明の実總例について図を用いて説明する。第
1図は本発明のl実施例の構成を示すブロック図である
11a、llbは励磁コイルであり、12a、12bは
検出電極である。この検出電極12a、12bはそれぞ
れ入力回路17の演算増幅器Q4、Q5の非反転入力@
(+)に接続されている。その反転入力端(一)はそれ
ぞれ出力端に接続されると共に差動増幅器Q6の入力端
に接続されている。
また、演算増幅器Q4、Q5の非反転入力端(+)と共
通電位点COMとの間にはスイッチSW + 、S W
 2が接続されている。
差動増幅器Q6の出力端はコンデンサC3を介してバッ
ファとして機能する演算増幅器Q7の入力端、と一端が
共通電位点に接続された抵抗R3の他端に接続されてい
る。さらに、コンデンサC3と抵抗R3との接続点と共
通電位点COMとの間にはスイッヂSW3が接続されて
いる。
演算増幅器Q7の出力端はサンプル回路18に入力され
、この後アナログ/デジタル変換器19に入力され、こ
こでデジタル信号に変換される。
変換されたデジタル信号はマイクロプロセッサ20で流
量演算がなされ、出力回路21を介して出力端22に出
力される。
23はタイミング回路であり、ここからのタイミング信
号STIに募づいて励磁回路24の励磁電流Ifの波形
が、例えば矩形波として励磁コイルlla、llbに流
される。また、タイミング回路23からのタイミング信
号ST2、ST3はそれぞれサンプル回路18、マイク
ロプロセッサ20に出力され、各々の信号処理のタイミ
ングかとられる。
演算増幅器Qa、Qsの出力は、それぞれ一端に基準電
圧ET,、Er2が印加された比較器25、26の他端
に印加され、これ等の出力はオアゲート27を介してリ
セッl・信号SRとしてスイッチSW,、SW2、SW
3、及びマイクロプロセッサ20に出力されている。基
準電圧Er+、ET2の大きさは入力回路17の動作範
囲内の所定の値に設定される。
次に、以上のように構成された実施例の動作について第
2図に示す波形図を参照して説明する。
例えば矩形波状の磁場Bが印加された状態で測定流体Q
が流れると検出電′I#A12a、12bにそれぞれ矩
形波状の信号電圧eG+ + es2として発生する。
一方、測定流体Qと検出電極12a、12bとで形成さ
れるコンデンサCat、Ca2にはそれぞれ演算増幅器
Q4、Q5の入力端からリーク電流i1、i2が流れ込
み、これ等の演算増幅器Q4、Q5の入力端の電圧Vj
 + V2は第2図〈イ〉(口)に示すように、信号電
圧e G + 、e 9 2に重畳してほぼ直線的に上
昇する。
この電圧■,、■2のいずれかが基準電圧ET7 8 1、BT2(通常、Er l =ET 2 )に達する
と、先に達したはう(ここでは、■,としてある)の比
較器26の出力vc,が反転し第2図(ハ)に示すよう
にハイレベルHになる。この場合、比較器27の出力V
C2は反転せず第2図(二)示すようにローレベルLの
ままである。
オアゲート27はこのハイレベルHの信号によりスイッ
チsw, 、sw2をオンとする。このため、演算増幅
器Q4、Q5の入力端の電圧■,、v2がゼロレベルに
低下する(第2図(イ)、(ロ)〉ので、比較器26の
出力VC+は第2図(ハ)に示すようにただちにゼロレ
ベルに低下する。また、このときは信号電圧eS + 
、eS 2もゼロになるのでスイッチSW,も同時にオ
ンとしてこれによるノイズの影響を避け、さらにこの情
報をマイクロプロセッサ20に伝達してこの間の信号を
サンプリングしないように制御する.コンデンサC3を
介して得た電圧は、直流電斤分が除去されて第2図(ホ
〉に示すような信号電圧のみに依存する電圧Vs−が演
算増幅器Q7の入力端に得られる。但し、この電圧VS
−はスイッチSW3がオンとされている間の信号が第2
図(ホ)に示すようにカットされている。
この電圧Vs一は7゜ナログ/デジタル変換器19でデ
ジタル信号に変換されてマイクロプロセッサ20に出力
され、流量演算が実行される.く発明の効果〉 以上、実施例と共に具体的に説明したように本発明の楊
成によれば、入力回路に高抵抗を使用しないので、抵抗
の熱雑音の影響を受けることな′く高入力インピーダン
スを得ることができる.
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の1実施例の楕戒を示すブロック図、第
2図は第1図に示す実施例の動作を説明する波形図、第
3図は従来の容量式電磁流量計の検出部近傍の概要の構
成を示す構成図、第4図は第3図に示す入力回路の上側
の部分の詳細を示す等価回路図である。 10・・・パイプ、11・・・励磁コイル、12a、1
2b・・・検出電極、13a、13b・・・カード電極
、15、17・・・入力回路、18・・・サンプル回路
、20・・・マイクロプロセッサ、23・・・タイミン
グ回路、24・・・励磁回路。 1 1 O 0 1I 〉 く

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 測定流体に磁場が印加されこの測定流体の流量に対応し
    た電圧を前記測定流体と検出電極の間に形成される静電
    容量を介して検出する容量式電磁流量計において、前記
    検出電極に発生する電圧を受信し動作時に若干のリーク
    電流が入力端に流れる高入力インピーダンスの増幅器と
    、この増幅器の前記入力端と共通電位点との間に接続さ
    れたスイッチ手段と、前記入力端に発生する電圧と入力
    回路の動作範囲内に設定された所定の基準電圧とを比較
    してこの基準電圧を越えたときにリセット信号を出力す
    る比較手段とを具備し、このリセット信号により前記ス
    イッチ手段をオンとすることを特徴とする容量式電磁流
    量計。
JP16558589A 1989-06-28 1989-06-28 容量式電磁流量計 Expired - Fee Related JP2745692B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005345166A (ja) * 2004-06-01 2005-12-15 Yokogawa Electric Corp 電磁流量計
US7332848B2 (en) 2004-03-15 2008-02-19 Akita Prefecture Method of damping actuator and actuator

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7332848B2 (en) 2004-03-15 2008-02-19 Akita Prefecture Method of damping actuator and actuator
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