JPH0450501Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0450501Y2 JPH0450501Y2 JP1983077224U JP7722483U JPH0450501Y2 JP H0450501 Y2 JPH0450501 Y2 JP H0450501Y2 JP 1983077224 U JP1983077224 U JP 1983077224U JP 7722483 U JP7722483 U JP 7722483U JP H0450501 Y2 JPH0450501 Y2 JP H0450501Y2
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- Japan
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- excitation
- current
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- amplifier
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- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 47
- 230000005279 excitation period Effects 0.000 claims description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 7
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
イ 産業上の利用分野
この考案は電磁流量計に関し、更に詳しくは、
信号線と電源線とを共用して構成した二線式の電
磁流量計に関する。
信号線と電源線とを共用して構成した二線式の電
磁流量計に関する。
ロ 従来技術
二線式の電磁流量計は零からフルスケールに変
化する流量に対応して例えば４〜20mAの信号電
流を出力し、この信号電流を受信器へ伝送する信
号線を通して励磁用電力を供給するものであり、
特開昭55−33685号公報で公知である。
化する流量に対応して例えば４〜20mAの信号電
流を出力し、この信号電流を受信器へ伝送する信
号線を通して励磁用電力を供給するものであり、
特開昭55−33685号公報で公知である。
この公報で提案された二線式電磁流量計は、流
量零のときの信号電流（以後ベース電流という）
4mAの半分の2mAの電流でコンデンサを充電し
ておいて、コンデンサの電荷を一時的に放電させ
て0.5Aの励磁電流を流すものであり、励磁電流
がコンデンサの充電流に比較して非常に大きいた
め、５秒間に一度5mSの短時間励磁電流0.5Aを
流してサンプリングする計測方式であつた。その
ため、流量変動に対して応答が遅くなる欠点があ
つた。
量零のときの信号電流（以後ベース電流という）
4mAの半分の2mAの電流でコンデンサを充電し
ておいて、コンデンサの電荷を一時的に放電させ
て0.5Aの励磁電流を流すものであり、励磁電流
がコンデンサの充電流に比較して非常に大きいた
め、５秒間に一度5mSの短時間励磁電流0.5Aを
流してサンプリングする計測方式であつた。その
ため、流量変動に対して応答が遅くなる欠点があ
つた。
このことは、信号線を通じてコンデンサを充電
するための電流がベース電流の半分程度以下に制
限されることと、励磁電流が0.5Aという大きな
値であることから、無励磁期間を励磁期間より長
くする必要が生じ、その結果としての欠点であつ
た。
するための電流がベース電流の半分程度以下に制
限されることと、励磁電流が0.5Aという大きな
値であることから、無励磁期間を励磁期間より長
くする必要が生じ、その結果としての欠点であつ
た。
ハ 考案の目的
この考案の目的は上記の欠点がない二線式電磁
流量計を提案することである。
流量計を提案することである。
ニ 考案の構成
上記目的を達成するために、この考案では、励
磁コイルの巻数を増加して励磁電流を例えば３〜
4mA程度以下に減少させるようにした。
磁コイルの巻数を増加して励磁電流を例えば３〜
4mA程度以下に減少させるようにした。
すなわち、この考案の二線式電磁流量計は、流
体に２値又は３値の定常的な磁界をかける励磁手
段、前記磁界により一対の電極間に発生する流体
の流速に比例した電圧を増幅する増幅器、この増
幅器の出力に応じて往復２本の伝送線に流れる電
流を制御する電流制御回路を持ち、上記励磁手
段、増幅器、電流制御回路など全ての回路が、前
記２本の伝送線から供給される電流によつて動作
する電磁流量計において、励磁コイルの巻数を多
くして励磁電流の定常値を二線式のベース電流の
２倍程度以下とし、無励磁期間を含む励磁の切換
り時間を励磁の１つの定常期間の1/2以下となる
ように前記励磁コイルの巻数を決めたことを特徴
とする。
体に２値又は３値の定常的な磁界をかける励磁手
段、前記磁界により一対の電極間に発生する流体
の流速に比例した電圧を増幅する増幅器、この増
幅器の出力に応じて往復２本の伝送線に流れる電
流を制御する電流制御回路を持ち、上記励磁手
段、増幅器、電流制御回路など全ての回路が、前
記２本の伝送線から供給される電流によつて動作
する電磁流量計において、励磁コイルの巻数を多
くして励磁電流の定常値を二線式のベース電流の
２倍程度以下とし、無励磁期間を含む励磁の切換
り時間を励磁の１つの定常期間の1/2以下となる
ように前記励磁コイルの巻数を決めたことを特徴
とする。
ホ 実施例
第１図において、１は被測定流体を流すパイ
プ、２ａ，２ｂは互いに対向してパイプ１に取付
けられた電極、３は励磁コイルで、これらは電磁
流量計の発信器を構成する。４は定電流回路、
S1，S2，S3，S4は定電流回路４からの電流ILを
ON，OFFする半導体スイツチ、５は制御パルス
P1，P2，P3，P4を発生するタイミング回路であ
る。６は電極２ａ，２ｂ間に生ずる起電力を増幅
する差動増幅器、S5，S6はサンプリングスイツ
チ、C2，C3はホールド用コンデンサである。ス
イツチS5又はS6とコンデンサC2又はC3は差動増
幅器６の出力電圧をサンプルホールドする回路７
又は８を構成している。演算増幅器９及び抵抗
R2，R3，R4，R5はサンプルホールド回路７，
８の出力の差を増幅する差動増幅器を構成する。
演算増幅器１０、トランジスタQ1及び抵抗R6，
R7，R8，R9は差動増幅器９の出力電圧が抵抗
R10に流れる電流と比例関係となるよう制御する
電圧−電流変換回路である。定電圧回路１１は増
幅器６，９，１０及び半導体スイツチS1〜S4と
定電流回路４より構成される励磁回路に例えば
24Vの定電圧（Es）を供給する。なお抵抗R1、
コンデンサC1は励磁電流の脈動が他の回路に影
響しないためのものである。受信器の直流電源Ｖ
は、例えば48Vで二線の伝送線１２を介して発信
器側に電力を供給する。
プ、２ａ，２ｂは互いに対向してパイプ１に取付
けられた電極、３は励磁コイルで、これらは電磁
流量計の発信器を構成する。４は定電流回路、
S1，S2，S3，S4は定電流回路４からの電流ILを
ON，OFFする半導体スイツチ、５は制御パルス
P1，P2，P3，P4を発生するタイミング回路であ
る。６は電極２ａ，２ｂ間に生ずる起電力を増幅
する差動増幅器、S5，S6はサンプリングスイツ
チ、C2，C3はホールド用コンデンサである。ス
イツチS5又はS6とコンデンサC2又はC3は差動増
幅器６の出力電圧をサンプルホールドする回路７
又は８を構成している。演算増幅器９及び抵抗
R2，R3，R4，R5はサンプルホールド回路７，
８の出力の差を増幅する差動増幅器を構成する。
演算増幅器１０、トランジスタQ1及び抵抗R6，
R7，R8，R9は差動増幅器９の出力電圧が抵抗
R10に流れる電流と比例関係となるよう制御する
電圧−電流変換回路である。定電圧回路１１は増
幅器６，９，１０及び半導体スイツチS1〜S4と
定電流回路４より構成される励磁回路に例えば
24Vの定電圧（Es）を供給する。なお抵抗R1、
コンデンサC1は励磁電流の脈動が他の回路に影
響しないためのものである。受信器の直流電源Ｖ
は、例えば48Vで二線の伝送線１２を介して発信
器側に電力を供給する。
次にその作動を第２図のタイミングチヤートを
参照して説明する。タイミング回路５が第２図の
イ，ロに示すように半周期ごとに交互に、ON，
OFFする制御パルスP1，P2を出力すると、半導
体スイツチS1，S4とS2，S3が交互にON，OFF
する。この結果励磁コイル３には第２図ハに示す
ような励磁電流が流れる。この励磁電流の最大値
ILは定電流回路４によつて設定され、例えば
3.5mAに維持される。
参照して説明する。タイミング回路５が第２図の
イ，ロに示すように半周期ごとに交互に、ON，
OFFする制御パルスP1，P2を出力すると、半導
体スイツチS1，S4とS2，S3が交互にON，OFF
する。この結果励磁コイル３には第２図ハに示す
ような励磁電流が流れる。この励磁電流の最大値
ILは定電流回路４によつて設定され、例えば
3.5mAに維持される。
先に励磁電流の減少分を励磁コイルの巻数増で
おぎなうが、励磁コイルにはインダクタンスＬが
あるため、励磁電流は第２図ハに示すように立上
りに勾配を持ち、この立上り時間によつて巻数が
制限される。従来のように0.5A〜2Aの励磁電流
を流す矩形波励磁方式では５〜８Hzの励磁周波数
が一般的であるが、３〜4mAの励磁電流の場合
には、流量変化に対する応答性及びスパイクノイ
ズ除去に最適な周波数は16Hz前後である。励磁の
１周期を60mSとした場合、励磁電流の立上り時
間は半周期の1/2の約15mS以内であることが望ま
しく、励磁電圧Es＝24Vとした場合、励磁コイル
の抵抗Ｒ及びインダクタンスＬが決り、必然的に
巻数の上限が決る。励磁電流の切換り後の、ｔ時
間後の電流値Ｉは次式で表わされる。
おぎなうが、励磁コイルにはインダクタンスＬが
あるため、励磁電流は第２図ハに示すように立上
りに勾配を持ち、この立上り時間によつて巻数が
制限される。従来のように0.5A〜2Aの励磁電流
を流す矩形波励磁方式では５〜８Hzの励磁周波数
が一般的であるが、３〜4mAの励磁電流の場合
には、流量変化に対する応答性及びスパイクノイ
ズ除去に最適な周波数は16Hz前後である。励磁の
１周期を60mSとした場合、励磁電流の立上り時
間は半周期の1/2の約15mS以内であることが望ま
しく、励磁電圧Es＝24Vとした場合、励磁コイル
の抵抗Ｒ及びインダクタンスＬが決り、必然的に
巻数の上限が決る。励磁電流の切換り後の、ｔ時
間後の電流値Ｉは次式で表わされる。
Ｉ＝Es／Ｒ（／−ｅ−Ｒ／Ｌｔ）＋IL1ｅ−Ｒ／Ｌｔ
ただし、IL1は切換り前の定常電流（前記最大
値）である。
値）である。
いま、Ｒ＝2.5Kr，IL1＝3.5mA，切換り後の励
磁電流が定常値3.5mAになるまでの時間Ｔ＝
15mSとすると、コイルのインダクタンスＬは約
50Hとなる。この値にコイルの形状、巻数を設計
すると最適な条件となる。この場合の励磁コイル
に流れる励磁電流は第２図ハであるが、電流源４
に流れる電流は第２図トに示される。この電流の
平均値I0は次式で示される。
磁電流が定常値3.5mAになるまでの時間Ｔ＝
15mSとすると、コイルのインダクタンスＬは約
50Hとなる。この値にコイルの形状、巻数を設計
すると最適な条件となる。この場合の励磁コイル
に流れる励磁電流は第２図ハであるが、電流源４
に流れる電流は第２図トに示される。この電流の
平均値I0は次式で示される。
I0＝IL（t2／２＋t3）／t1＋t2＋t3≒2.3mA
なお、t1＋t2が前記時間Ｔ＝15mSである。タ
イミング回路５及び増幅器６，９，１０をＣ−
MOSIC又は低消費電力のICで構成することによ
り、これら回路全体での消費電流を1mA程度に
することができる。したがつて、全体を24V，
4mA以下の電力で動作させることが可能である。
イミング回路５及び増幅器６，９，１０をＣ−
MOSIC又は低消費電力のICで構成することによ
り、これら回路全体での消費電流を1mA程度に
することができる。したがつて、全体を24V，
4mA以下の電力で動作させることが可能である。
励磁電流が第２図ハのように流れると、電極２
ａ，２ｂ間には、励磁電流とパルス１内に流れる
流量に応じた起電力が第２図ニのように発生し、
差動増幅器６で増幅され、励磁の切換りによるス
パイクノイズが実質的に零となつた後、サンプル
ホールド回路７又は８でサンプリングされる。サ
ンプルホールド回路７又は８はタイミング回路５
からの駆動パルスP3又はP4により動作し、その
タイミングを第２図ホ，ヘに示す。演算増幅器９
及び抵抗R2，R3，R4，R5からなる差動増幅器
は、サンプルホールド回路７と８の出力電圧の差
を出力として取り出す。演算増幅器１０は抵抗
R10に流れる電流が差動増幅器９の出力電圧に比
例関係となるように、トランジスタQ1をコント
ロールする。よつて受信側の負荷抵抗RLには流
量に比例する４〜20mAの信号電流が流れる。
ａ，２ｂ間には、励磁電流とパルス１内に流れる
流量に応じた起電力が第２図ニのように発生し、
差動増幅器６で増幅され、励磁の切換りによるス
パイクノイズが実質的に零となつた後、サンプル
ホールド回路７又は８でサンプリングされる。サ
ンプルホールド回路７又は８はタイミング回路５
からの駆動パルスP3又はP4により動作し、その
タイミングを第２図ホ，ヘに示す。演算増幅器９
及び抵抗R2，R3，R4，R5からなる差動増幅器
は、サンプルホールド回路７と８の出力電圧の差
を出力として取り出す。演算増幅器１０は抵抗
R10に流れる電流が差動増幅器９の出力電圧に比
例関係となるように、トランジスタQ1をコント
ロールする。よつて受信側の負荷抵抗RLには流
量に比例する４〜20mAの信号電流が流れる。
第２図ハのような励磁方式の場合、励磁電流の
定常値ILは二線式のベース電流の4mA以下が限度
であるが、第３図イ又はロのように励磁する期間
と無励磁の期間を交互に設けた場合は、ベース電
流の２倍である8mA程度まで定常値ILを増加させ
ることができる（最大値が8mAでも平均すれば
ベース電流の4mA以下になるから）。この場合に
は、流量変化に対する応答性を犠牲にしないため
に、無励磁期間は励磁期間の1/2程度でなければ
ならない。
定常値ILは二線式のベース電流の4mA以下が限度
であるが、第３図イ又はロのように励磁する期間
と無励磁の期間を交互に設けた場合は、ベース電
流の２倍である8mA程度まで定常値ILを増加させ
ることができる（最大値が8mAでも平均すれば
ベース電流の4mA以下になるから）。この場合に
は、流量変化に対する応答性を犠牲にしないため
に、無励磁期間は励磁期間の1/2程度でなければ
ならない。
ヘ 考案の効果
この考案によれば、励磁周期を短かくできるた
め、流量変化に対する応答性が速くなり、それだ
け精度が良くなる効果がある。
め、流量変化に対する応答性が速くなり、それだ
け精度が良くなる効果がある。
第１図はこの考案の実施例の電気回路図、第２
図はその作動を説明するタイミングチヤート、第
３図は励磁電流の異なる波形を示す図である。 ３……励磁コイル。
図はその作動を説明するタイミングチヤート、第
３図は励磁電流の異なる波形を示す図である。 ３……励磁コイル。
Claims (1)
- 流体に２値又は３値の定常的な磁界をかける励
磁手段、前記磁界により一対の電極間に発生する
流体の流速に比例した電圧を増幅する増幅器、こ
の増幅器の出力に応じて往復２本の伝送線に流れ
る電流を制御する電流制御回路を持ち、上記励磁
手段、増幅器、電流制御回路など全ての回路が、
前記２本の伝送線から供給される電流によつて動
作する電磁流量計において、励磁コイルの巻数を
多くして励磁電流の定常値を二線式のベース電流
の２倍程度以下とし、無励磁期間を含む励磁の切
換り時間を励磁の１つの定常期間の1/2以下とな
るように前記励磁コイルの巻数を決めたことを特
徴とする二線式の電磁流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7722483U JPS59183622U (ja) | 1983-05-23 | 1983-05-23 | 電磁流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7722483U JPS59183622U (ja) | 1983-05-23 | 1983-05-23 | 電磁流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59183622U JPS59183622U (ja) | 1984-12-06 |
| JPH0450501Y2 true JPH0450501Y2 (ja) | 1992-11-27 |
Family
ID=30207258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7722483U Granted JPS59183622U (ja) | 1983-05-23 | 1983-05-23 | 電磁流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59183622U (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH079375B2 (ja) * | 1991-06-19 | 1995-02-01 | 山武ハネウエル株式会社 | ２線式電磁流量計変換器 |
| JP4110442B2 (ja) * | 2001-05-14 | 2008-07-02 | 横河電機株式会社 | 電磁流量計 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54115163A (en) * | 1978-02-28 | 1979-09-07 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Electromagnetic flowmeter |
| JPS5533685A (en) * | 1978-09-01 | 1980-03-08 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Electromagnetic flow meter |
-
1983
- 1983-05-23 JP JP7722483U patent/JPS59183622U/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54115163A (en) * | 1978-02-28 | 1979-09-07 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Electromagnetic flowmeter |
| JPS5533685A (en) * | 1978-09-01 | 1980-03-08 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Electromagnetic flow meter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59183622U (ja) | 1984-12-06 |
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