JPH04174324A

JPH04174324A - 電磁流量計

Info

Publication number: JPH04174324A
Application number: JP2300185A
Authority: JP
Inventors: Toyofumi Tomita; 冨田　豊文; Toshihiko Okamoto; 俊彦岡本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-11-06
Filing date: 1990-11-06
Publication date: 1992-06-22
Anticipated expiration: 2013-08-20
Also published as: KR940002187B1; KR920010267A; DE69118483T2; EP0485135B1; US5253537A; JP2788339B2; EP0485135A1; DE69118483D1

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】［発明の目的コ（産業上の利用分野）本発明は電磁流量計の改良に関する。

（従来の技術）電磁流量計は検出器及び変換器から構成されており、こ
れら検出器及び変換器はケーブルを介して接続されてい
る。このうち検出器には流体が流れる測定管が備えられ
、この測定管の直径方向にそれぞれ電極が対向配置され
るとともに測定管の管軸方向に磁束を発生する励磁コイ
ルか設けられている。しかるに、測定管内に流体が流れ
、励磁コイルにより発生した磁界が測定管に加わると、
各電極間には流量に応じた差電圧が現れる。

一方、変換器にはケーブルを伝送してくる各電極間の差
電圧を増幅する増幅器が設けられ、この増幅された差電
圧を処理して流量を求めている。

又、この変換器には検出器の励磁コイルに励磁電流を供
給する励磁回路が設けられている。

ところで、検出器と変換器とが分離されているのは、検
出器がピット内等の保守環境の良くないところに配置さ
れるためであり、一方の変換器は保守の容易なところに
配置される。例えば、検出器が防爆雰囲気の領域内に配
置された場合、変換器は安全領域に配置される。なお、
防爆雰囲気領域内に例えば数１０ｍ２の安全領域を作る
のは困難　、である。従って、検出器と変換器との分離
距離は３００〜１０００ｍ以上と長くなる。

又、検出器と変換器とを接続するケーブルは各電極に発
生した差電圧を伝送する信号ケーブル及び励磁電流を流
す励磁ケーブルから成っている。

ところで、各電極から見た出力インピーダンスは上記信
号ケーブルの線間容量や絶縁抵抗の影響を受ける。つま
り、信号ケーブルはその長さが長くなるに伴って線間容
量は増加するとともに絶縁抵抗は減少する。例えば、流
体の導電率が５μｓ／　ｃ　ｍの場合、ケーブルの長さ
はほぼ３０ｍに制限され、上記検出器と変換器との分離
距離と比較して非常に短い。

（発明が解決しようとする課題）以上のように信号ケーブルの線間容量や絶縁抵抗の影響
を受けて信号ケーブルの長さに制限が生じる。

そこで本発明は、信号ケーブルの線間容量や絶縁抵抗の
影響を受けずに伝送ができて検出器と変換器との距離を
長くできる電磁流量計を提供することを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は、流体が流れる測定管に励磁コイルにより発生
した磁界を加え、この状態に測定管の直径方向に対向配
置された各電極に現れる差電圧に応じた電流を出力する
検出器と、この検出器にケーブルを介して接続され検出
器から送られてくる電流から各電極間の差電圧に応じた
信号を分離して測定管に流れる流量を求める変換器とを
備えて上記目的を達成しようとする電磁流量計である。

（作　用）このような手段を備えたことにより、検出器において流
体が測定管に流れてこの測定管に励磁コイルにより発生
した磁界が加えられると、測定管に対向配置された各電
極に差電圧が現われ、この差電圧に応じた電流が出力さ
れる。この電流はケーブルを流れて変換器に送られ、こ
の変換器において電流信号から各電極間差電圧に応じた
信号が分離されて測定管に流れる流量が求められる。

（実施例）以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は電磁流量計の構成図である。この電磁流量計は
検出器ｌ及び変換器２がら構成され、これら検出器１及
び変換器２は信号ケーブル３及び励磁ケーブル４により
接続されている。

検出器１には流体が流れる測定管５が備えられている。

この測定管５の内壁にはその管軸方向で対向する位置に
それぞれ電極６．７が設けられている。又、この測定管
５に対して励磁コイル８が配置されており、この励磁コ
イル８は磁界を測定管５内の流体の流れ方向及び各電極
６．７の管軸方向に発生させて測定管５に加える。各電
極６．７はそれぞれ前置増幅器９の各入力端子に接続さ
れ、この前置増幅器９の出力端子が電流制御回路１０に
接続されている。この電流制御回路１ｏは電流検出抵抗
１１により検出された信号ケーブル３に流れる電流を受
けて、この電流が各電極６．７の差電圧に比例した値と
なるように制御する機能を有している。

第２図は電磁流量計の具体的な構成図であって、同図を
参照して電流制御回路１ｏの構成について説明する。前
置増幅器９の出力端子は抵抗１２を介して演算増幅器１
３の一方の入力端子に接続されている。この演算増幅器
１３の出力端子は抵抗１４を介してＮ　Ｐ　Ｎ４２　ト
ランジスタ１５のベースに接続されている。このＮＰＮ
型トランジスタ１５のコレクタは信号ケーブル３の一方
のラインに接続されるとともに電流検出抵抗１１を介し
て信号ケーブル３の他方のラインに接続されている。

なお、１６．１７は抵抗であって、抵抗１７は電流検出
抵抗１１に現われた電圧を演算増幅器１３の一方の入力
端子にフィードバックしている。又、信号ケーブル３の
各ライン間にはゼナーダイオード１８．１９が直列接続
されている。これらゼナーダイオード１８．１９のうち
ゼナーダイオード１８のカソードが前置増幅器９及び演
算増幅器１３の各電源ラインに接続され、ゼナーダイオ
ード１９のカソードが演算増幅器１３の他方の人ヵ端子
に接続されている。

一方、変換器２には電源３０及び信号検出抵抗３１が接
続されて備えられ、かつこれら電源３０及び信号検出抵
抗３１が信号ケーブル３に接続されている。この信号検
出抵抗３１には信号分離回路３２が接続されている。こ
の信号分離回路３２は信号検出抵抗３１に現われる電圧
から各電極６．７の差電圧に応じた電圧を分離する機能
を有している。具体的に信号分離回路３２は第２図に示
すようにコンデンサ３３．３４から構成されている。

この信号分離回路３２は増幅器３５を通して演算回路３
６に接続され、この演算回路３６は信号分離回路３２に
より分離された電圧を受けて流量信号を得る機能を有し
ている。又、変換器２には励磁回路３７が備えられてい
る。この励磁回路３７は方形波又は正弦波の励磁電流を
発生する機能を有するもので、励磁ケーブル４を介して
励磁コイル８に接続されている。

次に上記の如く構成された装置の作用について説明する
。

電源３０の出力電流は抵抗３１から信号ケーブル３に流
れて検出器１に供給され、さらに抵抗２０、ゼナーダイ
オード１８．１９及び抵抗１１に流れる。このとき現わ
れるゼナーダイオード１８．１９の電圧が前置増幅器９
及び演算増幅器１３に加わり、これら前置増幅器９及び
演算増幅器１３は動作する。

この状態に測定管５内に流体が流れ、励磁回路３７から
励磁ケーブル４を通して励磁コイル８に励磁電流が供給
されると、この励磁コイル８から磁界が発生して測定管
５の管軸方向に加わる。そうすると、ファラデイーの電
磁誘導の法則により各電極６．７間には起電力が発生す
る。この起電力は流体の平均流速と磁界の強さとに比例
する。

この起電力は前置増幅器９に送られ、この前置増幅器９
は各電極６．７間の差電圧Ｖ１゜を増幅して出力する。

ここで、励磁コイル８への励磁電流が方形波又は正弦波
なので、差電圧ｖ１．．は方形波又は正弦波となる。な
お、この差電圧ｖ１６はグラウト電位を基準とする。そ
して、この差電圧Ｖｌｆｌは演算増幅器１３の一方の入
力端子に入力される。

この演算増幅器１３は差電圧Ｖ　ｌａとゼナーダイオー
ド１つに現われるゼナー電圧との偏差電圧を抵抗１４を
通してＮＰＮ型トランジスタ１５のベースに送る。これ
により、ＮＰＮ型トランジスタ１５は差電圧Ｖｌｆｉに
応じてコレクタ電流が変化する。かくして、信号ケーブ
ル３には各電極６．７間の差電圧Ｖ１．に比例した電流
■。が流れる。この電流■。はＩ　ｏ　＝Ｒ＋７・Ｖ　Ｚ＋ｓ／　Ｒ＋＋・Ｒ１６−Ｖ
Ｚ　１９／ＲＩＩ＋ＲＩブ　Ｖ　Ｉ−／　Ｒ＋＋　”　
　Ｒ１２により表される。ここで、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ
１６、Ｒ１□は各抵抗１１．１２．１６及び１７の各抵
抗値、Ｖ　Ｚ　、８、Ｖ　Ｚ　、、はそれぞれゼナーダ
イオード１８．１９のゼナー電圧値である。なお、この
電流ＩＯが最低値となっても前置増幅器９及び演算増幅
器１３に加わるゼナー電圧はこれら前置増幅器９及び演
算増幅器１３が動作する値となるように各抵抗１１．１
２．１６及び１７の値が設定されている。

この電流Ｉ。は信号ケーブル３を経て変換器２の電流検
出抵抗３１に流れる。この電流検出抵抗３１には電流■
ｏに応じた電圧が現われる。この電圧は各コンデンサ３
３．３４により直流分がカットされて前記差電圧Ｖ１ｏ
に比例した電圧が各コンデンサ３３．３４を通して増幅
器３５に送られて増幅される。しかして、演算回路３６
は増幅器３５により増幅された電圧を受けて流量信号を
得る。

このように上記一実施例においては、測定管５の各電極
６．７に現われた差電圧に応じた電流Ｉ０を出力し、こ
の電流工０を信号ケーブル３を通して変換器２に送り、
この変換器２において電流信号から各電極６．７間の差
電圧に応じた信号を分離して測定管５に流れる流量を求
めるようにしたので、信号ケーブル３のインピーダンス
はほぼ抵抗３１となって大幅に小さくできる。又、各電
極６．７の出力インピーダンスは流体の導電率が低いと
数ＭΩとなるが、抵抗３１の抵抗値を１０Ω程度にでき
るので、信号ケーブル３を数ｋｍの長さにしてもの線間
容量や絶縁抵抗などの影響を受けない。さらに、信号ケ
ーブル３のインピーダンスは小さいので、長距離伝送で
もノイズの混入は少ない。従って、検出器１と変換器２
との間の距離を長くしても線間容量や絶縁抵抗などの影
響を受けず、電磁流量計の接地位置に制約がなくなる。

又、信号ケーブル３は線間容量や絶縁抵抗などの制約が
なくなって安価なものを使用できる。そして、信号ケー
ブル３の芯数は従来の変わらないので、新たにケーブル
を引く必要はなく、コスト低減が計れる。

なお、本発明は上記一実施例に限定されるものでなくそ
の要旨を逸脱しない範囲で変形してもよい。例えば、各
電極６．７の差電圧の分離は第３図に示すように信号ケ
ーブル３に電流トランス４０を接続するとともにこの電
流トランス４０の２次側コイルに抵抗４１を接続し、こ
の抵抗４１□を増幅器３５の各入力端子に接続する構成
と【、でもよい。かかる構成であれば、検出器１のグラ
ウトと変換器２のグラウトとを絶縁して検出器１と変換
器２とを別々にアースできる。これによりノイズの混入
を減少できる。

［発明の効果コ以上詳記したように本発明によれば、信号ケーブルの線
間容量や絶縁抵抗の影響を受けずに伝送ができて検出器
と変換器との距離を長くできる電磁流量計を提供できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる電磁流量計の一実施例を示す構
成図、第２図は同流量計の具体的な構成図、第３図は変
形例の構成図である。１・・・検出器、２・・・変換器、３・・・信号ケーブ
ル、４・・・励磁ケーブル、５・・・測定管、６，７．
・・・電極、８・・・励磁コイル、９・・・前置増幅器
、１０・・・電流制御回路、１１・・・電流検出抵抗、
３０・・・電源、３１・・・信号検出信号、３２・・・
信号分離抵抗、３５・・・増幅器、３６・・・演算回路
、３７・・・励磁回路。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims

【特許請求の範囲】

流体が流れる測定管に励磁コイルにより発生した磁束を
加え、この状態に前記測定管の直径方向に対向配置され
た各電極に現れる差電圧に応じた電流を出力する検出器
と、この検出器にケーブルを介して接続され前記検出器
から送られてくる電流から前記各電極間の差電圧に応じ
た信号を分離して前記測定管に流れる流量を求める変換
器とを具備したことを特徴とする電磁流量計。