JPH057549Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜考案の属する技術分野＞ 本考案は、低周波３値励磁方式の電磁流量計に
関する。

＜従来技術＞ 電磁流量計は、流体の流れ方向に対して直角方
向に磁界を与え、同時に流体流路中の電気的信号
の変化を検出し、これに基づいて流体の流量を計
測するように構成されている。最近の電磁流量計
は、ゼロ点が安定し、精度よく流量が測定できる
ものとして、励磁電流の定常値が零・正・零・負
の順で繰り返す３値の励磁波形を有し、それに同
期したサンプリング値に基く演算により出力を求
めている。そのための演算式としてはいくつか提
案されており、例えば、１次遅れノイズ等の影響
を除去して高精度に流量を測定するための(1)式の
演算式や、残留磁界の影響を受け難い(2)式の演算
式などが知られている。

e_S1＝１／２（−e₁＋e₂＋e₃−e₄） (1) e_S2＝１／２（−１／２e₁＋e₂−e₄＋１／２e₅） (2) (1)，(2)式において、e₁，e₂，e₃，e₄．e₅は励磁
電流の定常値が零・正・零・負・零の各期間の信
号電圧のサンプリング値である。そして本来は、
(1)式の演算結果e_s1と、(2)式の演算結果e_s2とは同
じであるべき値であるが、１次遅れノイズや直流
電位の変化の影響、残留磁界の影響などにより、
多少値が異る。一方、電磁流量計発信器の電極間
に生ずる起動力e_sと、流速ｖおよび励磁電流Ｉと
の間には、 e_s＝K_MvI (3) の関係がある。ここでK_Mは発信器固有の定数で、
バラツキを有しているため、実用上は発信器毎に
実流校正により求めている。この校正は流速を一
定v_sにして、(1)式または(2)式で流量測定を行い、
その結果から発信器定数を決定する。したがつて
(1)式に基づいて求めた発信器定数K_M1（＝e_s1／v_s
Ｉ）と、(2)式に基づいて求めた発信器定数K_M2
（＝e_s2／v_sＩ）とでは値が異なる。しかも(1)式の
演算式を用いる電磁流量計ではK_M1のみしか求め
られておらず、(2)式の演算式を用いる電磁流量計
ではK_M2のみしか求めていない。このため従来の
電磁流量計においては、演算式を(1)式から(2)式
へ、また(2)式から(1)式へ変更しようとすると、ス
パン誤差を生ずるので、その都度実流校正を行い
演算式にあつた発信器定数を決定しなおさなけれ
ばならず、現場に設置した後は、精度よく演算式
を変更することは困難であつた。

＜考案の目的＞ 本考案は、発信器定数を求めた演算式から他の
演算式へ変更する場合にも、実流校正なしに精度
よくできる電磁流量計を実現するにある。

＜考案の構成＞ 本考案は、電磁流量計発信器の励磁コイルに定
常値が正・負・零の３値を有する励磁電流を供給
するとともに、電磁流量計発信器からの誘起電圧
を先の各定常値においてサンプリングし、かつ
Ａ／Ｄ変換してマイクロコンピユータに与えるよ
うにした電磁流量計において、一定流速の下で先
のサンプリングにより得られたサンプルデータを
用いて所定の第１代数演算式により求めた流速信
号と先の励磁電流と先の一定流速とから第１発信
器定数を算出する定数算出手段と、先の定数算出
手段で第１発信器定数の決定に使用された第１代
数演算式を用いて流速信号の算出を行う第１信号
演算モードと、先の第１代数演算式とは異なる第
２代数演算式で流速信号を算出する第２信号演算
モードとを有し、同一時間に測定したデータに基
づいて先の第１代数演算式と第２代数演算式でそ
れぞれ求めた演算結果の比と先の第１代数演算式
に基づて求められている第１発信器定数とから先
の第２代数演算式に応じた第２発信器定数を決定
することを特徴としたものである。

＜実施例＞ 第１図は本考案電磁流量計の一実施例を示す接
続図である。図において、１は電磁流量計発信器
で、励磁コイル１１と流体Ｆが流れる管路１２お
よび電極１３ａ，１３ｂとを有しいる。２は励磁
回路で、定電流回路２１と、定電流回路の出力を
オンオフして励磁コイル１１に周波数が（例え
ば商用周波数の1/8）の励磁電流Ｉを流すための
スイツチ２２ａ，２２ｂとを有している。３は信
号処理回路で、電磁流量計発信器１の電極１３
ａ，１３ｂ間に誘起する電圧e_aを増幅する増幅器
３１と、増幅器３１の出力をデイジタル量に変換
するＡ／Ｄ変換器３２と、Ａ／Ｄ変換器３２から
のデイジタル量を取込み、デイジタル演算を行う
マイクロコンピユータ３３と、マイクロコンピユ
ータ３３の演算結果を出力電流I₀に変換するＤ／
Ａ変換器３４と、マイクロコンピユータ３３の演
算結果の表示やパラメータの設定を行う表示設定
部３５とを有している。

マイクロコンピユータ３３は、マイクロプロセ
ツサ３３ａと、ROM（リードオンリイメモリ）
とRAM（ランダムアクセスメモリ）とを有する
メモリ部３３ｂと、入出力インタフエイス３３ｃ
と、表示設定インタフエイス３３ｄおよびデータ
バース３３ｅとから構成されている。マイクロプ
ロセツサ３３ａはＡ／Ｄ変換器３２，Ｄ／Ａ変換
器３４の制御、励磁回路２のスイツチ２２ａ，２
２ｂの制御およびデイジタル演算、自己診断等を
メモリ部３３ｂのROMに格納されているプログ
ラムに基づいて行う。メモリ部３３ｂのRAMは
データの一時記憶等に用いるメモリで、バツテリ
３３ｆでバツクアツプされている。入出力インタ
ーフエイス３３ｃは、マイクロプロセツサ３３ａ
と周辺回路用の信号のやりとりを行うものであ
る。表示設定インタフエイス３３ｄは表示設定部
３５のキースイツチ３５ａによる入力の読込み
と、表示器３５ｂの駆動を行うものである。表示
設定部３５のキースイツチ３５ａには、演算モー
ド切換スイツチS₁が設けられている。

このように構成した本考案の動作を第２図の波
形図および第３図のフローチヤートを参照して以
下に説明する。まず励磁回路２のスイツチ２２
ａ，２２ｂはマイクロコピユータ３３からの駆動
パルスP₁，P₂で第２図イ，ロに示すようにオン
オフが制御され、励磁コイル１１には第２図ハに
示すように１サイクルに定常値が零の休止期間
T₁，T₃と、正の励磁期間T₂および負の励磁期間
T₄を有する励磁電流Ｉが供給される。このサイ
クルの周期ｒは160msで、各期間T₁，T₂，T₃，
T₄はそれぞれ40msに選ばれて、商用電源周期の
整数倍になつている。なお励磁電流Ｉはスイツチ
２２ａ，２２ｂで切換えられたとき、励磁コイル
１１のインダクトタンスと抵抗による時定数で実
際には立上り、立下り部分で遅れを伴つたのち定
常値となるが図では省略してある。電磁流量計発
信器１の電極１３ａ，１３ｂ間には励磁電流Ｉに
応じた誘起電圧e_aが発生する。この誘起電圧e_aは
信号処理回路３の増幅器３１で増幅され、第２図
ニに示すような信号電圧e_bとなる。この信号電圧
e_bには、管路１２を流れる流体の流速ｖと励磁電
流Ｉとに比例した信号成分の外に、励磁電流の切
換えに伴うノイズ成分、電気化学的な直流電位や
回路によるオフセツト成分および残留磁界成分と
が重畳されている。マイクロコンピユータ３３は
第２図ニに斜線で示すように信号電圧e_bを一定間
隔Δtで各期間に１回づつサンプリングしたとき
の電圧e₁，e₂，e₃，e₄，e₅をＡ／Ｄ変換器３２を
介してデイジタル量としてRAMに読込む。

一方マイクロコンピユータ３３のRAMには、
あらかじめ実流校正を行い、(1)式に基いて決定し
た発信器定数K_M1がデイジタル量として格納され
ている。

したがつて、演算モード切換スイツチS₁がオフ
で、(1)式の演算を行う第１の演算モードＡを選択
していると、マイクロコンピユータ３３は(1)式の
演算結果e_s1と発信器定数K_M1とから流速ｖに関連
した出力値e_O1を求め、RAMに格納する。また演
算モード切換スイツチS₁をオンにし、(2)式で演算
を行う第２の演算モードＢを選択すると、マイク
ロコンピユータ３３はまず読込んだ同一時間の測
定データにより、(1)式と(2)式の演算をそれぞれ行
い、その演算結果e_s10とe_s20の比を求め、RAMに
格納されている発信器定数K_M1を補正し、次式に
より発信器定数K_M2を求めてRAMに格納する。

K_M2＝K_M1e_s20／e_s10 (4) その後マイクロコンピユータ３３は測定データ
により(2)式の演算を行い、その演算結果e_s2と補
正して得た発信器定数K_M2とから流速ｖに関連し
た出力値e_O2を求めRAMに格納する。このように
演算モードＢでは発信器定数を補正しているの
で、演算式に変更によるスパンに誤差を生じな
い。

RAMに格納された出力値は、必要に応じてデ
イジタルフイルタ等で安定化された後Ｄ／Ａ変換
器３４に与えられ、アナログの出力電流I_Oとして
出力されるとともに、表示設定部３５に与えられ
表示器３５ｂで表示される。

なお上述では、(1)式の演算式に基づいて求めた
発信器定数K_M1を補正して、(2)式の演算式に応じ
た発信器定数K_M2を求める場合を例示したが、(2)
式の演算式に基づいてあらかじめ発信器定数K_M2
が求められている場合には、e_s10／e_s20によりK_M2
を補正することにより、(1)式の演算式に応じた発
信器定数K_M1を決定できる。また上述では、演算
式が(1)式と(2)式の場合について説明したが、３値
励磁方式で励磁周波数が同じであれば、その他の
演算式であつても同様に発信器定数を補正でき
る。

＜考案の効果＞ 本考案においては、演算式の変更を実流校正な
しで精度よく（スパン誤差を生ずることなく）で
きるため、すでに現場に設置されている電磁流量
計でも容易に演算式の変更を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案電磁流量計の一実施例を示す接
続図、第２図はその動作説明のための波形図、第
３図は動作説明のためのフローチヤートである。 １……電磁流量計発信器、２……励磁回路、３
……信号処理回路、３２……Ａ／Ｄ変換器、３３
……マイクロコンピユータ、３４……Ｄ／Ａ変換
器、s₁……演算モード切換スイツチ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 電磁流量計発信器の励磁コイルに定常値が正・
   負・零の３値を有する励磁電流を供給するととも
   に、電磁流量計発信器からの誘起電圧を前記各定
   常値においてサンプリングし、かつＡ／Ｄ変換し
   てマイクロコンピユータに与えるようにした電磁
   流量計において、一定流速の下で前記サンプリン
   グにより得られたサンプルデータを用いて所定の
   第１代数演算式により求めた流速信号と前記励磁
   電流と前記一定流速とから第１発信器定数を算出
   する定数算出手段と、前記定数算出手段で第１発
   信器定数の決定に使用された第１代数演算式を用
   いて流速信号の算出を行う第１信号演算モード
   と、前記第１代数演算式とは異なる第２代数演算
   式で流速信号を算出する第２信号演算モードとを
   有し、同一時間に測定したデータに基づいて前記
   第１代数演算式と第２代数演算式でそれぞれ求め
   た演算結果の比と前記第１代数演算式に基づいて
   求められている第１発信器定数とから前記第２代
   数演算式に応じた第２発信器定数を決定すること
   を特徴とした電磁流量計。