JPH05126608A

JPH05126608A - 電磁流量計

Info

Publication number: JPH05126608A
Application number: JP3317360A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Mitsutake; 一郎光武; Hiroshi Okaniwa; 広岡庭; Atsushi Koshimizu; 篤古清水
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 1991-11-06
Filing date: 1991-11-06
Publication date: 1993-05-21
Anticipated expiration: 2013-09-10
Also published as: JP2794646B2

Abstract

(57)【要約】【目的】商用電源ノイズと同期したタイミング信号を
作り出す。【構成】流体に重畳している商用電源ノイズをノイズ
検出部８で検出し、そのノイズ振幅をリミッタ回路１１
で一定にする。そして、この一定振幅の商用電源ノイズ
に基づき磁界を発生させる励磁電流の発生タイミングお
よび検出信号のサンプリングタイミングを作成する。こ
れにより、商用電源ノイズから得られたタイミング信号
の周波数と商用電源周波数のずれがなくなり、出力の精
度が高くなるとともに出力のふらつきが低減化される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プロセス制御などにお
いて導電性流体の流量を検出する電磁流量計に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】磁界中を流れる導電性流体に接触させた
電極に発生する電圧を所定のタイミングでサンプリング
することによって、流体の流量に対応した検出信号を得
ることができ、この原理が電磁流量計に使用されてい
る。

【０００３】ところで、電磁流量計において検出信号に
は電気化学ノイズが重畳しているので励磁電流の極性を
交互に変えることによってその電気化学ノイズを除去す
るようにしている。しかし、このように交互に極性を変
えると状態が安定するまで所定の時間がかかるので、励
磁極性が変わる度に状態が安定するまで待って、安定時
点以後にサンプリングを行って検出信号を得るようにし
ている。

【０００４】このため、励磁電流の極性切換を行う励磁
電流切換タイミングと、サンプリングを行うためのサン
プリングタイミングが必要であり、これは内部にタイミ
ング発生手段を設けて双方のタイミングを作り出してい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらノイズに
は前述の電気化学ノイズの他に外来ノイズ（大部分は商
用電源ノイズであるため以下、商用電源ノイズと称す
る）がある。このノイズが小さい場合は問題ないが、商
用電源ノイズと内部で発生するタイミング信号とは同期
がとれていないので、商用電源ノイズの振幅が大きい場
合、出力の変動あるいはふらつきが顕著に現れ、時とし
てビートと呼ばれる長時間の周期を持つうねりが発生
し、測定の妨害になることがある。

【０００６】商用電源によって動作する装置の場合はタ
イミング信号を商用電源から作り出せば、タイミング信
号と商用電源ノイズとは同期するので、ノイズリダクシ
ョン効果を期待できる。ところが、商用電源ノイズは電
源系統の違う系のものが混入することが多く、期待した
ほどの効果をあげられないことが多い。また、直流電源
によって動作する装置の場合は商用電源と同期する信号
を持たないため、出力の変動、ふらつきが現れることが
多い。

【０００７】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
もので、商用電源ノイズと同期したタイミング信号を作
り出すことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明は、流体に重畳しているノイズ信号を電
極から検出するノイズ検出手段と、このノイズ検出手段
で検出されたノイズ信号の振幅を一定にして出力する信
号出力手段と、この信号出力手段からのノイズ信号の有
無を判定する判定手段と、この判定手段においてノイズ
信号が検出されないと判定したとき疑似ノイズ信号を発
生する疑似ノイズ発生手段と、前記ノイズ信号あるいは
疑似ノイズ信号のうちいずれか発生している信号によっ
て磁界を発生させる励磁電流の発生タイミングおよび流
量信号のサンプリングタイミングを作り出すタイミング
信号発生手段とを備えたものである。

【０００９】

【作用】本発明においては、電極から検出される商用電
源ノイズの振幅を一定にして、その商用電源ノイズから
得られたタイミング信号の周波数と商用電源周波数のず
れをなくすことができる。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示すブロック図で
ある。図１において管路１内に導電性の流体が流れてお
り、その流体に励磁コイル２ａ、２ｂに流れる電流によ
って発生する磁界が与えられることによって、１対の電
極１ａ、１ｂから流量に対応した信号が得られるように
なっている。

【００１１】検出された信号は増幅器３ａ、３ｂによっ
て増幅され、差動増幅器３ｃを介して増幅され、サンプ
リング回路４によってサンプリングされ、差動増幅器３
ｄを介してＡ／Ｄ変換器５に供給されそこでデジタル信
号に変換され、ＣＰＵ６で処理され、Ｄ／Ａ変換器７に
よって流量信号の最低値がＤＣ４ｍＡ、最大値がＤＣ２
０ｍＡのアナログ信号に変換されて、２線式の線路Ｌに
出力されるようになっている。なお、Ｄ／Ａ変換器７は
線路Ｌを介して外部装置から供給される電源に基づい
て、この装置内で使用する電圧Ｖを作り出している。

【００１２】電極１ａ、１ｂには前述したように商用電
源ノイズが発生している。この商用電源ノイズは増幅器
３ａ、３ｂによって増幅され、例えば加算器８ａによっ
て構成される商用電源ノイズ検出部８によって商用電源
ノイズが検出される。商用電源ノイズはリミッタ回路１
１で振幅が一定に制限されたのち、遅延回路１２を介し
て予め決められた所定時間遅延させタイミング信号発生
部９に供給される。

【００１３】そしてタイミング信号発生部９によって、
商用電源ノイズに同期した信号が発生し、この信号に基
づいて励磁回路１０によって励磁電流を発生し、その励
磁電流が励磁コイル２ａ、２ｂに供給される。また、タ
イミング信号発生部９は商用電源ノイズに同期したサン
プリング信号も発生しており、このサンプリング信号に
よってサンプリング回路４のサンプリングスイッチ４
ａ、４ｂを制御し、サンプリングされたデータをコンデ
ンサ４ｃ、４ｄに蓄積させている。

【００１４】このように本発明の基本的な考えは、検出
信号とともに重畳している商用電源ノイズをノイズ検出
部８で検出し（図２（ａ））、その振幅をリミッタ回路
１１によって図２（ｂ）に示すように一定にしたうえ、
その商用電源ノイズに基づきタイミング信号を発生させ
れば、このタイミング信号が商用電源周波数に同期して
いるので、ノイズリダクション効果を期待できる。

【００１５】すなわち、電極１ａ、１ｂから重畳してく
る商用電源ノイズの振幅が図３（ａ）に示すように一定
でないとき、この商用電源ノイズからその閾値Ｖ_thを検
出点として得られる図３（ｂ）に示すタイミング信号の
周波数は、図３（ｃ）に示す商用電源周波数（東日本５
０Ｈz（Ｔ≒１０ｍｓｅｃ），西日本６０Ｈz（Ｔ≒８．
３ｍｓｅｃ））とずれαを生じ、その検出精度が悪い。
そのため出力の変動あるいはふらつきの原因となってい
る。

【００１６】これに対して本発明では、電極から検出さ
れる商用電源ノイズの振幅を一定にして取り出している
ので、商用電源ノイズから得られたタイミング信号の周
波数と商用電源周波数のずれがなくなり、出力の精度が
高くなり、しかも出力のふらつきを低減させることがで
きる。なお、商用電源ノイズの振幅を一定にする手段と
しては、リミッタ回路に限らずオートゲインコントロー
ル回路（ＡＧＣ）などでもよい。

【００１７】以上は商用電源ノイズが得られるときの動
作であるが、何らかの事情によって商用電源ノイズが得
られないこともある。この場合、判定部１３によって商
用電源ノイズが得られなくなったことを検出し、その検
出結果に基づき疑似ノイズ発生部１４によって商用電源
ノイズと同一周期の疑似ノイズを発生し、発生した疑似
ノイズをタイミング信号発生部９に供給する。これによ
って商用電源ノイズが得られなくなったときでも安定し
てタイミング信号を発生することができる。

【００１８】ところが、商用電源の周波数は一定ではな
くある値の変動を許容している。このため、商用電源ノ
イズが得られたか否かはその許容値によって決まる時間
経過後でないと判定することはできない。商用電源ノイ
ズ検出部８で検出したノイズの振幅をリミッタ回路１１
によって一定にしたときそのリミッタ回路１１から図４
（ａ）に示す商用電源ノイズ信号が発生しているとする
とその商用電源ノイズが得られた場合は良いとして、時
点ｔ１で商用電源ノイズが得られ、通常は周期Ｔ毎に商
用電源ノイズが得られている場合、通常で有れば時点ｔ
２において商用電源ノイズが得れるはずである。

【００１９】時点ｔ２において商用電源ノイズが得られ
ない場合であっても、商用電源周波数には変動する事を
許容されている値があるので、その許容時間経過後の時
点ｔ３を過ぎても検出できない場合に初めて商用電源ノ
イズが得られないと判定できることになる。従って、図
４（ｃ）に示すようにこの時点になって初めて疑似ノイ
ズを発生することができることになる。

【００２０】ところがこの時点は直前に得られた商用電
源ノイズ発生時点から周期Ｔだけ経過した時点ではなく
それよりも（ｔ３−ｔ２）時間だけ長くなっている。こ
のため、このままでは同期ズレが発生し、出力が不安定
になる。この同期ズレを防止するためには図４（ｄ）に
示すように、商用電源ノイズ発生部８で得られた商用電
源ノイズを（ｔ３−ｔ２）だけ遅延させて図４（ｃ）に
示す疑似ノイズの発生タイミングと同期させれば良い。

【００２１】図１の遅延回路１２は商用電源ノイズをこ
の時間だけ遅らせるものである。判定部１３は商用電源
が変動を許容される値を考慮して決められた時間経過
後、即ち図４（ｂ）に示す許容時間の前縁から後縁まで
の間に商用電源ノイズが得られないときに、商用電源ノ
イズが得られなかったと判断し、疑似ノイズ発生部１４
を駆動するものである。このため疑似ノイズ発生部１４
は判定部１３から駆動信号が供給されることによって図
４（ｃ）に示すような疑似ノイズを発生するようになっ
ている。そして、遅延回路１２の出力あるいは疑似ノイ
ズ発生部１４の出力の何れかに同期してタイミング信号
発生部９からタイミング信号が発生する。

【００２２】図５は各部波形を示す波形図であり、リミ
ッタ回路１１から図５（ａ）に示す信号が得られ、時点
ｔ１，ｔ２，ｔ３において本来、商用電源ノイズが得ら
れるタイミングに発生しなかったものとする。この信号
は遅延回路１２によって予め決められた時間Ｔだけ遅延
され図５（ｂ）に示す信号としてタイミング発生部９に
供給される。この時間Ｔは前述したように、電源周波数
の変動許容値から決められる値である。

【００２３】本来、商用電源ノイズが発生する予定の時
点ｔ１，ｔ２，ｔ３において商用電源ノイズが発生しな
いのであるから、それを判断する時間の最後のタイミン
グを経過した時点、即ち時点ｔ１，ｔ２，ｔ３から時間
Ｔを経過した時点で判定部１２は商用電源ノイズが発生
しないと判断し、疑似ノイズ発生部１４を駆動し図５
（ｃ）に示す疑似ノイズを発生させる。このため、タイ
ミング信号発生部９は図５（ｂ）または（ｃ）に示す信
号によって図５（ｄ）、（ｅ）に示すサンプリング信号
および図５（ｆ）に示す励磁信号を発生する。

【００２４】なお、各回路をＣＰＵによって構成し、ソ
フトウェア処理すれば構成を簡単にすることができる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、流体に重
畳している商用電源ノイズを電極から検出してこのノイ
ズ振幅を一定にし、その商用電源ノイズに基づき磁界を
発生させる励磁電流の発生タイミングおよび検出信号の
サンプリングタイミングを作成するようにしたので、出
力の精度が高くなるとともに出力のふらつきが低減化さ
れる。また、商用電源が得られない期間はその時点まで
得られていたノイズの周期を有する疑似信号を発生する
ことによって、安定したノイズリダクション作用が得ら
れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図

【図２】図１の回路の動作を説明するための波形図

【図３】商用電源ノイズの振幅が一定でないときのタイ
ミング信号のずれを説明するための波形図

【図４】図１の回路の動作を説明するための波形図

【図５】図１の回路の各部波形を表す波形図

【符号の説明】

１管路１ａ、１ｂ電極２ａ、２ｂ励磁コイル４サンプリング回路５Ａ／Ｄ変換器６ＣＰＵ８商用電源ノイズ検出部９タイミング信号発生部１０励磁回路１１リミッタ回路１２遅延回路１３判定部１４疑似ノイズ発生部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁界中を流れる導電性流体に接触させた
電極に発生する電圧を所定のタイミングでサンプリング
して検出信号を得る電磁流量計において、流体に重畳しているノイズ信号を前記電極から検出する
ノイズ検出手段と、前記ノイズ検出手段で検出されたノイズ信号の振幅を一
定にして出力する信号出力手段と、前記信号出力手段からのノイズ信号の有無を判定する判
定手段と、前記判定手段においてノイズ信号が検出されないと判定
したとき疑似ノイズ信号を発生する疑似ノイズ発生手段
と、前記ノイズ信号あるいは前記疑似ノイズ信号のうちいず
れか発生している信号によって前記磁界を発生させる励
磁電流の発生タイミングおよび前記サンプリングタイミ
ングを作り出すタイミング信号発生手段とを備えたこと
を特徴とする電磁流量計。