JPH0450495Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、電磁流量計の改良に関し、さらに詳
しくは電磁流量計発信器の管路内の流体の非満水
状態を検知できる電磁流量計に関するものであ
る。

一般に電磁流量計においては第１図に示すよう
に、電磁流量計発信器１の励磁コイルＬに励磁回
路２から商用電源周波数あるいはそれより低周波
の励磁電流Ｉが供給されると、管路Ｐを流れる導
電性流体Ｆの流量に応じて一対の電極G₁，G₂の
一方G₁に交流電圧e₁が誘起し、他方G₂にe₁とは
逆位相の交流電圧e₂が誘起する。これら電圧e₁，
e₂はそれぞれコンデンサC₁，C₂でオフセツト等の
直流分がカツトされた後高入力インピーダンスの
バツフア増幅器３，４および差動増幅器５を介し
て信号処理回路（図示せず）に導かれている。と
ころで電磁流量計においては、管路内の流体の充
満度が許容値以下となり非満水状態になると、電
磁流量計の測定値は不定となり実際の流量を示さ
なくなる。そこで管路内の流体の非満水状態を検
知することが望まれていた。従来第２図に示すよ
うに、非満水状態検知用交流電源６を高抵抗Ｒを
介して一方の電極G₁に接続して、交流電源６の
電源電圧e_bを高抵抗Ｒと電極インピーダンスとで
分圧した交流電圧を電極G₁に発生させ、この電
圧をバツフア増幅器３を介して差動増幅器５に加
えるとともに、差動増幅器５の出力を整流平滑回
路７を介してコンパレータ８に加え、差動増幅器
５の出力変化から非満水状態を検知するものが提
案されている。すなわち管路内に流体が充満して
いる満水時には、電極と導電性流体とが接触して
おり、電極インピーダンスが小さく、交流電源６
の電源電圧e_bによつて電極G₁に生ずる電圧は小
さいが、非満水状態になると電極が導電性流体と
非接触となり電極インピーダンスが極めて大きく
なるため、e_bがそのまま電極G₁に生ずる。この
ように交流電源６によつて電極G₁に生ずる電圧
が満水状態と非満水状態とでは大幅に変化し、し
かもe_b≫e₁であるので非満水状態になると差動増
幅器５の出力e₃も大幅に変化する。よつて差動増
幅器出力e₃を整流平滑した電圧を監視するコンパ
レータ８は、e₃が所定値を越えると出力が反転
し、非満水検知信号ALを発生する。ところでこ
のような構成においては、電極G₁に高抵抗Ｒと
電極インピーダンスとでe_bを分圧した交流電圧を
印加しているため、高抵抗Ｒの抵抗値が充分に大
きく、かつ満水時の電極インピーダンスが充分に
小さければ、満水時の流量測定へのe_bによる影響
は充分に小さくなるが、実際には高抵抗Ｒの抵抗
値に限度があり、しかも電極インピーダンスは流
体の導電度や、電極材料と流体との組合せや、電
極の汚れや経時変化等によつて大幅に変化する。
このため第２図の回路ではe_bによる影響をさける
ことができず実用上問題があつた。特に流体の導
電度が低い場合にはe_bによる影響が大きく、適用
できなかつた。

本考案は、電極に定電流源から直流電流を流す
と、電極と流体との電気化学的作用に基づき、満
水時には電極インピーダンスが変化しても電極の
直流電位の絶対値が0Vから2Vの間にあることに
着目し、電磁流量計発信器の一対の電極のいずれ
か一方に定電流源を接続するとともに、この電極
の電位変化を監視する手段を設けて、電極の電位
が所定値を越えたとき非満水検知信号を生ずるよ
うにして、上述の如き欠点を除去し、流体の流量
測定の精度を損うことのない実用的な非満水検知
回路を有する電磁流量計を実現したものである。

第３図は本考案電磁流量計の一実施例を示す接
続図である。第３図において従来例と異るところ
は、電極G₁に定電流源９を接続し電極G₁に直流
電流I_Sを流すとともに、電極G₁にコンパレータ１
０を接続し電極G₁の電位変化を監視して、G₁の
電位が所定値を越えたとき非満水検知信号ALを
発生するようにした点である。

このような構成の本考案において、満水時には
電極と流体との電気化学的作用に基づき、電極に
流れる直流電流Ｉと電極の直流電位Ｖとの間に第
４図に示すような関係がある。しかも電極の直流
電位Ｖの絶対値は０〜2Vの間にあり、直流電流
Ｉの値が1nA〜1uA程度になると電極インピーダ
ンスにかかわらずほぼ一定になる。そこで定電流
源９から一定な直流電流I_Sを電極G₁に流すと、満
水時には電極G₁の直流電位はV_Sとなり一定（約
2V）となつている。一方管路内の流体が非満水
状態になると電極インピーダンスが極めて大きく
なるため、定電流源９がオープン状態となり、電
極G₁の直流電位は定電流源９の電源電圧V_b（例え
ば10V）まで上昇する。したがつて電極G₁の電位
を監視するコンパレータ１０のスレツシユホール
ド電圧V_thを例えば3Vにすれば、非満水状態にな
るとコンパレータ１０の出力が反転し非満水検知
信号ALを発生する。しかも電極G₁に生ずる流体
Ｆの流量に応じた誘起電圧e₁の振幅は、流量が最
大のときでも10mV程度であり、非満水検知には
影響を与えない。また電極G₁に生ずる直流成分
はコンデンサC₁でカツトされ、流量に応じた誘
起電圧e₁のみがバツフア増幅器３に与えられるの
で、定電流源９を接続したことによる誤差も生じ
ない。

このように本考案においては、流量測定を交流
信号で行い、非満水検知を直流信号で行つている
ので、流体の導電度や、電極材料と流体の組合せ
や、電極の汚れや経時変化等によつて流量測定の
精度を損うことなく、非満水検知ができる。した
がつて本考案は流体の導電度が低い場合にも有効
に用いることができる。

なお上述では、電極G₁に正の直流電流I_Sを流す
場合を例示したが、第４図のＶ−Ｉ曲線から明ら
かなように負の直流電流を流すようにしても同様
にできる。この場合は定電流源９の電源電圧を例
えば−10Vに選び、コンパレータ１０のスレツシ
ユホールド電圧V_thを例えば−3Vに選べばよい。
また電極G₁の代りにG₂に直流電流I_Sを供給して非
満水状態を検知するようにしてもよい。また定電
流源９としては、例えば第５図に示すような回路
が好適である。第５図イは電界効果トランジスタ
FETを用いた定電流源であり、第５図ロは電界
効果トランジスタFETとPNPトランジスタＱと
を組合せて微小な定電流を出力する定電流源であ
り、第５図ハはIC化したコンパレータ１０のバ
イアス電流i_Bを定電流I_Sとして用いることによつ
て、コンパレータに定電流源を兼ねさせた場合で
ある。さらに上述では定電流源９から一対の電極
G₁，G₂のいずれか一方に常時直流電流を流す場
合を例示したが、時分割的に流すようにしてもよ
いことは言うまでもない。

以上説明したように本考案においては、流量測
定を交流信号で行い、非満水検知を直流信号で行
つているので、流量測定の精度を損うことがな
く、流体の導電度が低い場合にも有効に適用でき
る実用的な非満水検知回路を有する電磁流量計が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の電磁流量計の一例
を示す接続図、第３図は本考案電磁流量計の一実
施例を示す接続図、第４図はその動作説明のため
の特性曲線、第５図は本考案電磁流量計に用いる
定電流回路の具体的な構成の一例を示す接続図で
ある。 １……電磁流量計発信器、Ｌ……励磁コイル、
G₁，G₂……電極、Ｐ……管路、２……励磁回路、
３，４……バツフア増幅器、５……差動増幅器、
６……非満水検知用交流電源、７……整流平滑回
路、８……コンパレータ、９……定電流源、１０
……コンパレータ、C₁，C₂……コンデンサ、Ｒ
……高抵抗。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 電磁流量計発信器の一対の電極にそれぞれ生ず
   る誘起電圧を個々にコンデンサを介して高入力イ
   ンピーダンスのバツフア増幅器に与えるようにし
   た電磁流量計において、前記一対の電極のいずれ
   か一方に直流電流を供給する定電流源と、この直
   流電流が供給される電極の電位変化を監視して電
   位が所定値を越えたとき非満水検知信号を出力す
   る手段とよりなる非満水検知回路を設けたことを
   特徴とする電磁流量計。