JPH0450498Y2 - - Google Patents

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JPH0450498Y2
JPH0450498Y2 JP2173683U JP2173683U JPH0450498Y2 JP H0450498 Y2 JPH0450498 Y2 JP H0450498Y2 JP 2173683 U JP2173683 U JP 2173683U JP 2173683 U JP2173683 U JP 2173683U JP H0450498 Y2 JPH0450498 Y2 JP H0450498Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 この考案は電磁流量計に関し、特にライニング
を持たない電磁流量計に適用して有用なものであ
る。
本件出願人は、先に特願昭57−115870号(以下
「従来技術」という)でライニングを持たない電
磁流量計(以下「ライニングレス電磁流量計」と
いう)の提案を行つた。この考案は、上記従来技
術のライニングレス電磁流量計の増幅器について
の改良を提案するものである。
第1図は、従来技術のライニングレス電磁流量
計を表わしたものである。1は被測定流体2が流
れる管である。Bは磁界発生手段(図示省略)に
より発生させられた磁界であり、管1に作用して
いる。この管1に、信号検出手段である測定電極
3,3aと、この測定電極3,3aの近傍で且つ
これより管軸方向にずれた位置に管電位検出電極
4,4aが配置される。この管電位検出電極4,
4aは、その配置における電位、即ち測定電極
3,3aの近傍における管1のV4,V4aを検出
する。更に、管1には管軸方向に伸びる補助電極
6,6aが備え付けられる。5,5aは増幅器で
あり、前置増幅器51,51aとトランジスタ5
2,52a,53,53aが内蔵されている。前
置増幅器51,51aには、管電位検出電極4,
4aの検出電圧V4,V4a、と測定電極3,3a
の検出電圧VM,VMaとが等しくなるように、
増幅器5,5aの出力電圧V5,V5aを補助電極
6,6aに印加する。尚、補助電極6,6aと増
幅器5,5aとにより給電手段が形成される。こ
のように構成することで管1の管壁に流体2の流
れと印加磁界Bによつて発生する誘導電力と大略
等しい電位分布を形成することができ、管1の内
面に絶縁物によるライニングを設けなくとも正確
な流量測定が可能になる。
上記ライニングレス電極流量計の増幅器5につ
いて考える。(増幅器5aは5と対称であるので
以下全て“a”記号のものを省略する。)増幅器
5の出力電流をIとし、出力電圧をV5とし、ま
ずこの出力電圧V5>0の場合について説明する。
Rwで管1の等価抵抗を表わすと、このRwは通
常0.1〜1mΩ(以下0.1mΩとして扱う)程度であ
る。出力電圧V5は測定電極3の検出電圧VMに
ほぼ等しく流量に依存するが、通常は0.1〜1mV
(以下0.1mVとして扱う)程度である。このよう
な場合においては、管路で消費される電力をPw
とすると、 Pw=〔V52/Rw=0.1mW ……(1) となる。一方出力電流Iは、 I=V5/Rw=1A ……(2) となる。出力段のトランジスタ52は、コレクタ
ーエミツタ間に最低数Vの電圧Vc(以下Vcを5V
として扱う)を印加させる必要があり、従つてト
ランジスタ52の消費電力をPcとすると、 Pc=(Vc−V5)・(I+Ii) ……(3) となる。但しIiはトランジスタ53のアイドル電
流である。ここで、(Vc≫V5)及び(I≫Ii)と
すると、上記(3)式は、 PcVc・I=5W ……(4) となる。
次に出力電圧V5<0の場合を考える。この場
合はトランジスタ53でPcが消費される。即ち
増幅器5の内部においてPcの電力を消費してい
ることになる。今測定に必要な電力をPwとし、
トランジスタ52の消費電力Pcとの比を求める
と、 Pc/PW=50000 ……(5) となることが判る。これは、目的の電力の50000
倍を消費することになる。以上の事をまとめると
エネルギが多大に浪費され、放熱対策の費用・設
置面積が大きくなり高価格等の問題が発生し、ま
た信頼性の面について十分なものが得にくい、と
いう問題点があることがわかる。尚、上記出力段
のトランジスタをNPNトランジスタで構成した
場合で説明したが、PNPトランジスタ又はこれ
等を組合せたコンプリメンタリ構成であつても同
様の問題が発生する。
この考案の目的は、上記従来技術に鑑み、消費
電力の小さい増幅器を使用するライニングレス電
磁流量計を提供するものである。この目的を達成
するために、その構成を次のようにした。即ち、 被測定流体を流すための導電性管路と、この導
電性管路に磁界を印加するための磁界発生手段
と、前記被測定流体中に発生する誘導起電力を取
り出すための信号検出手段と、この信号検出手段
の近傍に配置されてこの配置位置における前記導
電性管路の電位を検出する管電位検出手段と、前
記信号検出手段と前記管電位検出手段とにより
夫々検出された電圧を受けて両電圧の差が零とな
るように前記導電性管路に所定の電圧を給電する
ことにより少なくとも前記信号検出手段付近にお
いて前記誘導超電力の分布とほぼ等しい電位分布
を前記導電性管路に形成するため上記印加する磁
界の方向を表わす信号を入力として極性が切換る
スイツチング電源を用いた給電手段とを有するこ
とを特徴とする電磁流量計。
としたことである。
この考案の具体的実施例を図面を用いて説明す
る。尚、第1図と同一の部分は同一番号を付して
説明を省略する。
第2図は第1図従来技術の増幅器5を改良した
部分である。この改良した増幅器を番号7として
以下説明する。増幅器7は、測定電極3より検出
電圧VMと、管電位検出電極4より検出電圧V4
を入力し、出力電圧V7が補助電極6に与えられ
る。なお、増幅器7の一方の入力として、V4
かわりに補助電極6の電位を与えてもよい。上記
検出電圧VMとV4は差動増幅器71に入力し、
差電圧を電圧/デユーテイ比変換器(以下「V/
D変換器」という)72に出力する。V/D変換
器72においては、入力された差動圧がデユーテ
イ比に変換される。このデユーテイ比出力は出力
は出力端73より取り出すことができる。74は
切換要素であり、励磁回路(図示省略)よりの励
磁信号8で切換えが行われる。V/D変換器72
のデユーテイ比出力は、この切換要素74を介し
てスイツチング電源75に伝達する。切換要素7
4の一端を74aとし、他端を74bとして、こ
の回路においてはスイツチング電源75の端子
と74aが、端子と74bがそれぞれ接続され
ている。尚、上記回路で、例えば差動増幅器71
とV/D変換器72との間に、差動増幅器71の
利得が可成り小さい場合は、積分回路を設けるよ
うにしてもよい。
更に又、極性の切換えを励磁信号8で行うよう
にしているが、測定電極3の検出電圧VMの極性
で行うようにしてもよい。しかしながら、検出電
圧VMmVであるので、差動増幅器71のオフ
セツト電圧を受けやすくなるという欠点がある。
スイツチング電源75の出力極性は、印加磁場の
方向に依存するので結局励磁信号8によつて切換
要素74を切換える方がよいことになる。又、こ
のことを被測定流体2の流れ方向が一定の場合に
ついて考えてみる。励磁信号8の極性と測定電極
3の検出電圧VMの極性とは常に同一極性に有
り、従つて励磁信号8で切換要素74の切換をし
てもよいことがわかる。
ところで、このような回路において管路抵抗
Rwを一定とすると、出力端73から得られるデ
ユーテイ比は流量に比例するので、このデユーテ
イ比出力を用いて流量演算することができる。即
ち、出力端73から得られる出力パルス幅を一定
にすると、出力パルス周波数は流量に比例し、よ
つてこのパルスを適当なサンプリング時間の間計
数すれば、上記流量演算をすることができること
になる。またデユーテイ比をアナログ電圧又は電
流に変換しても良い。
スイツチング電源75は第3図又は第4図のよ
うな回路で構成できる。第3図のスイツチング電
源を75Aとして表わすと、このスイツチング電
源75Aは、スイツチング回路○イと平滑回路○ロと
より成る。スイツチング回路○イは、スイツチ素子
SW1の一端とスイツチ素子SW2の一端とが接続(a)
され、スイツチ素子SW1の他端は直流電源Vc1
+側に接続され、スイツチ素子BW1の他端は直
流電源Vc2の−側に接続され、直流電源Vc1の一
側と直流電源Vcの+側が接続(b)され、その接続
点bが共通電位に接続される。上記スイツチ素子
SW1の一端とスイツチ素子SW2の一端との接続点
aに平滑回路○ロが接続される。スイツチ素子SW1
はスイツチング電源75Aの端子に入力される
デユーテイ比でON−OFF制御され、スイツチ素
子SW2はスイツチング電源75Aの端子に入力
されるデユーテイ比でON−OFF制御される。平
滑回路○ロは、コイルL1とこのコイルL1の一端に
第1のゼナーダイオードZ1のカソードが接続さ
れ、この第1のゼナーダイオードZ1のアノードに
第2のゼナーダイオードのアノードが接続され、
この第2のゼナーダイオードのカソードが共通電
位点に接続され、コイルL1の他端にはコンデン
サC1の一端が接続され、このコンデンサC1の他
端が共通電位に接続される。このようにスイツチ
回路○イと平滑回路○ロとでスイツチング電源75A
を構成すれば、正又は負の両極性を有する出力電
圧V7が得られ、しかもこの場合は、負荷電流が
ない場合でもスイツチ回路○イの消費電力は小さな
ものとすることができる。スイツチ素子SW1とス
イツチ素子SW2のスイツチングのデユーテイ比
は、測定電極3の検出電圧VMと管電位検出電極
4の検出電圧V4とが等しくなるように制御され
るので、第1図に示す従来の増幅器5に要求され
る動作と同じ動作が実現できる。上記スイツチン
グ電源75Aにおいて、スイツチ回路○イのスイツ
チ素子SW1とSW2はプツシユブル構成としてもよ
く、平滑回路○ロの構成は一般のスイツチング電源
に使われるものならどのようなもので代用しても
よい。
第4図は第3図とは別のスイツチング電源の具
体的回路である。これを75Bで表わす。第3図
と対応して考えるために○ハをスイツチ回路、○ニを
平滑回路として説明する。スイツチ回路○ハは、他
端が共通電位に接続されたスイツチ素子SW2の一
端はトランスT1の一次側T1−1に接続され、他
端が共通電位に接続されたスイツチ素子SW4の一
端はトランスT2の一次側の一端T2−1に接続さ
れ、トランスT1の一次側の他端T1−2とトラン
スT2の一次側の他端T2−2とが結線されて直流
電源Vc3の+側に接続され、直流電源Vc3の一側
は共通電位に接続され、トランスT1の2次側の
一端T1−3とトランスT2の2次側の一端T2−4
はそれぞれ共通電位に接続され、トランスT1
2次側の他端T1−4とトランスT2の2次側の他
端T2−3は平滑回路にそれぞれ接続される。ス
イツチ素子SW3はスイツチング電源75Bの端
子に入力されるデユーテイ比でON−OFF制御さ
れ、スイツチ素子SW4はスイツチング電源75B
の端子に入力されるデユーテイ比でON−OFF
制御される。平滑回路○ニは、ダイオードD1のア
ノードが上記スイツチ回路○ハのトランスT1の2
次側の他端T1−4に接続され、ダイオードD2
カソードが上記スイツチ回路○ハのトランスT2
2次側の他端T2−3に接続され、ダイオードD1
のカソードとダイオードD2のアノードが接続(c)
され、この接続点CにコンデンサC2の一端が接
続されるとともに平滑回路○ニの出力端となり、コ
ンデンサC2の他端は共通電位に接続される。こ
のように構成されるスイツチング電源75Bの動
作及び効果は、第3図のスイツチング電源75A
と同様のものが得られる。
以上説明したように第2図(第3図,第4図)
に記載した増幅器7をライニングレス電磁流量計
に使用すれば、従来技術で問題となつたエネルギ
の多大浪費や、放熱対策や信頼性低下等を容易に
解決することができる。即ち、消費電力を大幅に
減少させるとともに、装置の小型化が可能となり
安価でしかも信頼性の高い増幅器が容易に得られ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のライニングレス電磁流量計であ
り、第2図はこの考案による増幅器の構成であり
第3図、第4図は第2図の増幅器に使用されるス
イツチング電源の具体的回路である。 1……管、2……被測定流体、3,3a……測
定電極、4,4a……管電位検出電極、5,5a
……従来の増幅器、6,6a……補助電極、7…
…この考案による増幅器、75A,75B……増
幅器7に使用されるスイツチング電源。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 被測定流体を流すための導電性管路と、この導
    電性管路に磁界を印加するための磁界発生手段
    と、前記被測定流体中に発生する誘導起電力を取
    り出すための信号検出手段と、この信号検出手段
    の近傍に配置されてこの配置位置における前記導
    電性管路の電位を検出する管電位検出手段と、前
    記信号検出手段と前記管電位検出手段とにより
    夫々検出された電圧を受けて両電圧の差が零とな
    るように前記導電性管路に所定の電圧を給電する
    ことにより少なくとも前記信号検出手段付近にお
    いて前記誘導超電力の分布とほぼ等しい電位分布
    を前記導電性管路に形成するため上記印加する磁
    界の方向を表わす信号を入力として極性が切換る
    スイツチング電源を用いた給電手段とを有するこ
    とを特徴とする電磁流量計。
JP2173683U 1983-02-17 1983-02-17 電磁流量計 Granted JPS59127130U (ja)

Priority Applications (1)

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JP2173683U JPS59127130U (ja) 1983-02-17 1983-02-17 電磁流量計

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JP2173683U JPS59127130U (ja) 1983-02-17 1983-02-17 電磁流量計

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JPS59127130U JPS59127130U (ja) 1984-08-27
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