JPH0545933Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本考案は、磁場を測定流体に印加して電極に発
生する起電力から測定流体の流量を知る電磁流量
計に係り、特に電極に発生するスパイク状の雑音
電圧による影響の低減を図つた電磁流量計に関す
る。

＜従来の技術＞ 第５図はこの種の従来の電磁流量計の構成を示
すブロツク図である。

１０は励磁回路であり、例えば矩形波状の励磁
電流I_fが検出抵抗R_fを介して励磁コイル１１に供
給されている。励磁コイル１１により磁場が発生
され、これがパイプ１２に流れる測定流体に印加
されて流量に対応する矩形波状の電圧e_a，e_bが電
極１３ａ，１３ｂに発生する。

これ等の電圧e_a，e_bはそれぞれ増幅器１４，１
５で増幅され、これ等の出力は差動増幅器１６で
差が取られて出力電圧e_dを得る。そして、増幅器
１４，１５、差動増幅器１６などで前置増幅器１
７が構成されている。

出力電圧e_dはコンデンサC₁と抵抗R₁で構成さ
れるハイパスフイルタ１８に印加され、その出力
電圧e_hは割算器１９の入力の一端に印加され、そ
の他端には検出抵抗R_fから比較電圧e_rが印加され
ている。そして、割算器１９はこれ等の出力電圧
e_hと比較電圧e_rとの比を演算して出力端２０に励
磁電流I_fの変動による影響を受けない出力電圧e_p
を出力する。

＜考案が解決しようとする問題点＞ しかしながら、この様な電磁流量計は次に説明
する問題点がある。

第６図に示す波形図を参照してこの問題点につ
いて説明する。

一般に、電極１３ａ，１３ｂに発生する電圧
e_a，e_bを増幅した差動増幅器１６の出力には、励
磁電流I_f（第６図イ）の周期に同期した信号電圧e_s
（第６図ロ）の他に、電極１３ａ，１３ｂが測定
流体に接液して生じる電気化学的作用による信号
電圧の変動に比べて遅い変動を示す直流電圧E_o
も含まれている。

そこで、差動増幅器１６の出力のハイパスフイ
ルタ１８でこの直流電圧E_oを除去するが、この
場合に通常はハイパスフイルタ１８の時定数T₁
（＝C₁R₁）は信号電圧e_sに対して歪みを与えず、
かつ直流電圧E_oを充分に除去できる値に設定さ
れる。

ところで、測定流体がスラリ性の場合は流体中
の固形物が電極１３ａ，１３ｂの表面に衝突する
とその表面状態が変化し、第６図ハに示すように
差動増幅器１６の出力端にスパイク状のスラリ雑
音e_doによる電位変動が生じる。このスラリ雑音
e_doは高周波の成分を含むので、ハイパスフイル
タ１８を通過し、その波高値は信号電圧e_sの数倍
から数100倍に達する。

このため、ハイパスフイルタ１８の出力電圧e_h
は第６図ニに示す期間t₁で示される期間のあいだ
飽和し、この飽和から第６図ニに１点鎖線で示す
ハイパスフイルタ１８の時定数T₁で決定される
曲線に沿つて定常値に復帰する。

この場合に、復帰を早くするためにハイパスフ
イルタ１８の時定数T₁を小さくすると低周波の
信号電圧e_sの波形が歪み、逆に時定数T₁を大き
くすると信号電圧e_sの波形歪みは小さくなるが、
正常状態への復帰が遅くなるという問題がある。

また、出力電圧e_hにスラリ雑音e_doが重畳する
と、割算器１９の出力e_pはこのスラリ雑音e_doに
対しても応答して誤差が生じる。極端な場合には
割算器１９が第６図ホで示す期間t₂のあいだ飽和
し出力が振り切れるという問題がある。

＜問題点を解決するための手段＞ この考案は、以上の問題点を解決するために、
流量を検出する検出電極からの電圧を前置増幅器
で受信してこの電圧をハイパスフイルタを介して
出力し所定の演算を実行して出力する電磁流量計
において、このハイパスフイルタの時定数を変更
するスイツチ手段と、入力の一端に所定の基準電
圧が印加されその他端にハイパスフイルタの出力
が印加されこれ等の比較結果によりスイツチ手段
を制御する比較手段とを具備するようにしたもの
である。

＜作用＞ 通常の作動ではハイパスフイルタの時定数を大
きく設定して信号電圧に歪みを与えないようにし
ておき、ハイパスフイルタの出力電圧の大きさが
所定の値以上に達したときにその時定数を小さく
して生じた出力の飽和を早く消滅させて正常復帰
時間を短縮させる。

＜実施例＞ 以下、本考案の実施例について図面に基づき説
明する。第１図は本考案の１実施例を示すブロツ
ク図である。なお、第５図に示す電磁流量計と同
じ機能をする部分に対しては同一の符号を付して
適宜にその説明を省略する。

第１図に示す実施例は、第５図に示す回路に対
して、抵抗R₂と並列にスイツチSWと抵抗R₃の直
列抵抗が接続され、さらにハイパスフイルタ１８
の出力には絶対値回路２１が接続され、その出力
は入力の一端に基準電圧E_sが印加された比較器２
２の入力の他端に印加され、その出力によりスイ
ツチSWの開閉が制御される構成が追加されてい
る点が異なる。

次に、第２図に示す波形図を用いて第１図に示
す実施例の動作を説明する。

電極１３ａ，１３ｂにノイズ電圧が発生しない
場合には、第２図イに示す励磁電流I_fと同じ波形
の信号電圧e_sが差動増幅器１６の出力端に現れ
（第６図ロ）、これがハイパスフイルタ１８を介し
てその出力端に出力電圧e_hとして現れる。

この出力電圧e_hは絶対値回路２１を介して比較
器２２に入力され、ここで基準電圧E_sと比較され
る。ノイズ電圧が無い状態では E_s＞e_h となるように基準電圧E_sを選定することによつ
て、スイツチSWはオープン状態となり、第５図
に示す場合と同じになる。この場合には、大きな
時定数T₁つまり低いコーナ周波数を持つハイパ
スフイルタ１８に低周波の信号電圧が入力される
ので、信号電圧に歪みを与えずにかつ直流電圧
E_oを除去することができる。

しかし、測定流体中の固形成分により第２図ハ
に示すようなスラリ雑音e_doが差動増幅器１６の
出力端に現れた場合には、ハイパスフイルタ１８
の出力端には第２図ニに示すような波形の出力電
圧e_h′が生じる。この出力電圧e_h′は差動増幅器１
６の出力端に現れるスラリ雑音e_doに対応するス
ラリ雑音e_do′を含みこれが比較器２２の基準電圧
±E_sを越え、 e_h′＞E_s となるので、比較器２２が動作してスイツチSW
を閉じて（第２図ホ）抵抗R₃を抵抗R₂に並列に
接続して、その時定数T₁をT₂（T₁＞T₂）に下げ、
その出力電圧e_h′が第２図ニの点線で示すように
減衰するところを第２図ニの実線で示すように速
やかに定常値に向かつて減衰させる。従つて、出
力電圧e_h′は割算器１９のダイナミツクレンジの
中に入るように速やかに収束され、割算器１９の
出力電圧e_p′の飽和時間t₃が短縮されて出力変動
が大幅に低減される（第２図ヘ）。

第３図は本考案の要部を示す他の実施例のブロ
ツク図てある。

この実施例は、比較器の出力端に単安定回路２
３を接続しその出力でスイツチSWを開閉するよ
うにしたものである。このようにすると、ノイズ
電圧が入力された後、第４図ロに示すように一定
時間T_cの間スイツチSWを閉じたままにしておく
ので、スパイク性のスラリ雑音E_doが第４図イに
示すように入力されてもハイパスフイルタの時定
数が煩繁に切り替えられることはなく、出力の揺
らぎを小さくすることができる。

この単安定回路２３に相当する動作はマイクロ
プロセツサが使用されている場合にはこれを用い
ても良く、また比較器２２の代わりに出力電圧を
デシタル変換してその結果を用いてマイクロプロ
セツサで同様の演算しても良い。

＜考案の効果＞ 以上、実施例と共に具体的に説明したように本
考案によれば、スパイク性のスラリ雑音がないと
きは信号電圧の歪みを少なくして正確な出力を得
ると共に、スラリ雑音があるときはハイパスフイ
ルタの時定数を変更することによつて出力の飽和
時間を抑えてスラリ雑音による出力変動を減少さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の１実施例を示すブロツク図、
第２図は第１図に示す実施例の動作を説明する波
形図、第３図は本考案の他の実施例の要部を示す
ブロツク図、第４図は第３図の実施例の動作の説
明をするための波形図、第５図は従来の電磁流量
計の構成を示すブロツク図、第６図は第５図に示
す電磁流量計の問題点を説明するための波形図で
ある。 １０……励磁回路、１１……励磁コイル、１６
……差動増幅器、１７……前置増幅器、１８……
ハイパスフイルタ、１９……割算器、２１……絶
対値回路、２２……比較器、２３……単安定回
路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 流量を検出する検出電極からの電圧を前置増幅
   器で受信してこの電圧をハイパスフイルタを介し
   て出力し所定の演算を実行して出力する電磁流量
   計において、前記ハイパスフイルタの時定数を変
   更するスイツチ手段と、入力の一端に所定の基準
   電圧が印加されその他端に前記ハイパスフイルタ
   の出力が印加されこれ等の比較結果により前記ス
   イツチ手段を制御する比較手段とを具備すること
   を特徴とする電磁流量計。