JPH0623937Y2 - 電磁流量計 - Google Patents
電磁流量計Info
- Publication number
- JPH0623937Y2 JPH0623937Y2 JP5632588U JP5632588U JPH0623937Y2 JP H0623937 Y2 JPH0623937 Y2 JP H0623937Y2 JP 5632588 U JP5632588 U JP 5632588U JP 5632588 U JP5632588 U JP 5632588U JP H0623937 Y2 JPH0623937 Y2 JP H0623937Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- frequency
- voltage
- pass filter
- signal voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、磁場を被測定流体に印加しその流量を測定す
る電磁流量計に係り、特にその励磁方式とこれに伴なう
信号処理方式を改良した電磁流量計に関する。
る電磁流量計に係り、特にその励磁方式とこれに伴なう
信号処理方式を改良した電磁流量計に関する。
〈従来の技術〉 工業用の電磁流量計は従来から商用電源を用いて励磁す
る商用周波の励磁方式が採用されてきた。商用周波の励
磁方式は，（イ）応答速度が早く低コストに出来る。
（ロ）スラリ性の流体や低導電率の流体で発生する流速
と共に増加する低周波のランダムノイズ（以下，フロー
ノイズという）の影響を受けがたい，という利点がある
が，稼動状態で比較的に長期，例えば１日程度の間，放
置しておくとゼロ点が変動するという欠点がある。
る商用周波の励磁方式が採用されてきた。商用周波の励
磁方式は，（イ）応答速度が早く低コストに出来る。
（ロ）スラリ性の流体や低導電率の流体で発生する流速
と共に増加する低周波のランダムノイズ（以下，フロー
ノイズという）の影響を受けがたい，という利点がある
が，稼動状態で比較的に長期，例えば１日程度の間，放
置しておくとゼロ点が変動するという欠点がある。
このため，商用周波の1/2，あるいはこれ以下の低周波
で励磁する低周波励磁方式が採用されるようになった。
低周波励磁方式にすると周知のようにゼロ点の安定な電
磁流量計が得られる利点がある。
で励磁する低周波励磁方式が採用されるようになった。
低周波励磁方式にすると周知のようにゼロ点の安定な電
磁流量計が得られる利点がある。
しかし、励磁周波数が低いのでフローノイズの周波数と
近接し，このためフローノイズの影響を受け易く，特に
流速が大になるとこの影響が顕著になる。また，フロー
ノイズの影響を軽減するためにダンピングをかけると応
答が遅くなる欠点を有している。
近接し，このためフローノイズの影響を受け易く，特に
流速が大になるとこの影響が顕著になる。また，フロー
ノイズの影響を軽減するためにダンピングをかけると応
答が遅くなる欠点を有している。
そこで，特願昭６０−１９７１６８号（発明の名称：電
磁流量計）で提案されているように商用周波数の励磁電
流成分とこれより低い周波数の励磁電流成分を励磁コイ
ルに同時に流して複合磁場を形成する複合励磁方式が提
案されている。
磁流量計）で提案されているように商用周波数の励磁電
流成分とこれより低い周波数の励磁電流成分を励磁コイ
ルに同時に流して複合磁場を形成する複合励磁方式が提
案されている。
そして、この複合磁場の印加のもとに測定流体を流すと
２つの周波数を含む信号電圧が発生する。この信号電圧
を商用周波数に基づいて弁別した高周波の信号電圧と低
い周波数に基づいて弁別した低周波の信号電圧をそれぞ
れ大きな時定数を持つローパスフイルタとハイパスフイ
ルタを介して出力し、更にこれらの出力を加算して出力
することにより高い周波数での励磁方式と低い周波数の
励磁方式の各々の利点を持つ出力を得ている。
２つの周波数を含む信号電圧が発生する。この信号電圧
を商用周波数に基づいて弁別した高周波の信号電圧と低
い周波数に基づいて弁別した低周波の信号電圧をそれぞ
れ大きな時定数を持つローパスフイルタとハイパスフイ
ルタを介して出力し、更にこれらの出力を加算して出力
することにより高い周波数での励磁方式と低い周波数の
励磁方式の各々の利点を持つ出力を得ている。
〈考案が解決しようとする課題〉 しかしながら、この様な電磁流量計では基本的に低周波
信号処理系と高周波信号処理系との２系列の信号処理系
を平行して必要とするので、その構成が冗長となる欠点
を持つ。
信号処理系と高周波信号処理系との２系列の信号処理系
を平行して必要とするので、その構成が冗長となる欠点
を持つ。
〈課題を解決するための手段〉 この考案は、構成を簡単にしてゼロ点が安定でかつフロ
ーノイズの影響を受けることもなくしかも応答も良い電
磁流量計を実現するために、第１周波数とこれより低い
第２周波数の２つの異なった周波数を有する磁場を供給
する励磁手段と、この励磁手段により励磁され流量に対
応して発生する信号電圧を前記第１周波数に基づいて弁
別して出力する第１復調手段と，信号電圧を第２周波数
に基づいて弁別して復調する第２復調手段と、第１復調
手段の出力と第２復調手段の出力との差を演算する第１
減算手段と、この減算手段の出力を高域波するハイパ
スフイルタと、このハイパスフイルタの出力と第２復調
手段の出力との差を演算する第２減算手段とを具備する
ように構成したものである。
ーノイズの影響を受けることもなくしかも応答も良い電
磁流量計を実現するために、第１周波数とこれより低い
第２周波数の２つの異なった周波数を有する磁場を供給
する励磁手段と、この励磁手段により励磁され流量に対
応して発生する信号電圧を前記第１周波数に基づいて弁
別して出力する第１復調手段と，信号電圧を第２周波数
に基づいて弁別して復調する第２復調手段と、第１復調
手段の出力と第２復調手段の出力との差を演算する第１
減算手段と、この減算手段の出力を高域波するハイパ
スフイルタと、このハイパスフイルタの出力と第２復調
手段の出力との差を演算する第２減算手段とを具備する
ように構成したものである。
〈作用〉 第１復調手段の出力には信号電圧とゼロドリフト成分が
含まれており、第２復調手段の出力には信号電圧とフロ
ーノイズが含まれている。従って、これ等の第１復調手
段と第２復調手段との差を第１減算手段で演算するとそ
の出力には信号電圧は除去されゼロドリフト成分とフロ
ーノイズが合成されたノイズ電圧が現れる。このノイズ
電圧をハイパスフイルタに通すと変動の緩やかなゼロド
リフト成分はカットされるのでハイパスフイルタの出力
にはフローノイズのみが現れる。そこで、第２減算手段
で第２復調手段の出力とハイパスフイルタの出力との差
を演算すると、その出力には流量に対応する信号電圧の
みが得られる。
含まれており、第２復調手段の出力には信号電圧とフロ
ーノイズが含まれている。従って、これ等の第１復調手
段と第２復調手段との差を第１減算手段で演算するとそ
の出力には信号電圧は除去されゼロドリフト成分とフロ
ーノイズが合成されたノイズ電圧が現れる。このノイズ
電圧をハイパスフイルタに通すと変動の緩やかなゼロド
リフト成分はカットされるのでハイパスフイルタの出力
にはフローノイズのみが現れる。そこで、第２減算手段
で第２復調手段の出力とハイパスフイルタの出力との差
を演算すると、その出力には流量に対応する信号電圧の
みが得られる。
また、流量の速い変動に対しては高い周波数の第１周波
数で弁別する第１復調手段の出力と主として応答するの
で速い応答の出力が得られる。
数で弁別する第１復調手段の出力と主として応答するの
で速い応答の出力が得られる。
〈実施例〉 以下、本考案の実施例について図面に基づいて説明す
る。第１図は本考案の１実施例を示すブロック図であ
る。
る。第１図は本考案の１実施例を示すブロック図であ
る。
１０は電磁流量計の検出器の導管であり、絶縁性のライ
ニングがその内面に施されている。１１ａ、１１ｂは信
号電圧を検出するための電極である。１２は励磁コイル
であり，これによって発生した磁場が被測定流体に印加
される。励磁コイル１２には，励磁回路１３から励磁電
流Ｉ が供給されている。
ニングがその内面に施されている。１１ａ、１１ｂは信
号電圧を検出するための電極である。１２は励磁コイル
であり，これによって発生した磁場が被測定流体に印加
される。励磁コイル１２には，励磁回路１３から励磁電
流Ｉ が供給されている。
励磁回路１３は次のように構成されている。基準電圧Ｅ
１はスイッチＳＷ１を介して増幅器Ｑ１の非反転入力端
（＋）に印加され、その出力端はトランジスタＱ２のベ
ースに接続されている。トランジスタＱ２のエミッタは
抵抗Ｒ を介してコモンＣＯＭに接続されると共に増幅
器Ｑ１の反転入力端（−）に接続されている。コモンＣ
ＯＭとトランジスタＱ２のコレクタとの間には励磁電圧
ＥＳがスイッチＳＷ２とＳＷ３の直列回路とこれに並列
に接続されたスイッチＳＷ４とＳＷ５の直列回路を介し
て印加される。励磁コイル１２はスイッチＳＷ２、ＳＷ
３の接続点とスイッチＳＷ４、ＳＷ５の接続点にそれぞ
れ接続される。タイミング信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３はそれ
ぞれスイッチＳＷ１，ＳＷ２とＳＷ５，ＳＷ３とＳＷ４
の開閉を制御する。
１はスイッチＳＷ１を介して増幅器Ｑ１の非反転入力端
（＋）に印加され、その出力端はトランジスタＱ２のベ
ースに接続されている。トランジスタＱ２のエミッタは
抵抗Ｒ を介してコモンＣＯＭに接続されると共に増幅
器Ｑ１の反転入力端（−）に接続されている。コモンＣ
ＯＭとトランジスタＱ２のコレクタとの間には励磁電圧
ＥＳがスイッチＳＷ２とＳＷ３の直列回路とこれに並列
に接続されたスイッチＳＷ４とＳＷ５の直列回路を介し
て印加される。励磁コイル１２はスイッチＳＷ２、ＳＷ
３の接続点とスイッチＳＷ４、ＳＷ５の接続点にそれぞ
れ接続される。タイミング信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３はそれ
ぞれスイッチＳＷ１，ＳＷ２とＳＷ５，ＳＷ３とＳＷ４
の開閉を制御する。
一方，信号電圧は電極１１ａ，１１ｂで検出され，前置
増幅器１４に出力される。前置増幅器１４でコモンモー
ド電圧の除去とインピーダンス変換がなされその出力端
を介して結合点１５に出力される。
増幅器１４に出力される。前置増幅器１４でコモンモー
ド電圧の除去とインピーダンス変換がなされその出力端
を介して結合点１５に出力される。
結合点１５における信号電圧はスイッチＳＷ７を介し
て、或いは反転増幅器Ｑ３とスイッチＳＷ８の直列回路
を介して低周波の出力電圧ＶＬとして減算回路１６の一
端に印加されている。
て、或いは反転増幅器Ｑ３とスイッチＳＷ８の直列回路
を介して低周波の出力電圧ＶＬとして減算回路１６の一
端に印加されている。
また、結合点１５における信号電圧はスイッチＳＷ９を
介して、或いは反転増幅器Ｑ４とスイッチＳＷ１０の直
列回路を介して高周波の出力電圧ＶＨとして減算回路１
７の一端にそれぞれ印加されている。ＳＷ７，ＳＷ８，
ＳＷ９、ＳＷ１０はそれぞれタイミング回路１８からの
タイミング信号Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１０で開閉され
る。減算回路１７はこの出力電圧ＶＬと出力電圧ＶＨと
の差を演算し、その出力はコンデンサＣ１と抵抗Ｒ１で
構成されるハイパスフイルタ１８を介してノイズ電圧Ｖ
Ｎとして減算回路１６の他端に印加される。
介して、或いは反転増幅器Ｑ４とスイッチＳＷ１０の直
列回路を介して高周波の出力電圧ＶＨとして減算回路１
７の一端にそれぞれ印加されている。ＳＷ７，ＳＷ８，
ＳＷ９、ＳＷ１０はそれぞれタイミング回路１８からの
タイミング信号Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１０で開閉され
る。減算回路１７はこの出力電圧ＶＬと出力電圧ＶＨと
の差を演算し、その出力はコンデンサＣ１と抵抗Ｒ１で
構成されるハイパスフイルタ１８を介してノイズ電圧Ｖ
Ｎとして減算回路１６の他端に印加される。
減算回路１６はこのノイズ電圧ＶＮと出力電圧ＶＬとの
差を演算して流量電圧ＶＱとして出力端１９に出力す
る。
差を演算して流量電圧ＶＱとして出力端１９に出力す
る。
次に、第１図に示す電磁流量計の動作につき第２図に示
す波形図を参照して説明する。
す波形図を参照して説明する。
タイミング信号Ｓ１は第２図（イ）で示すようにオン／
オフを繰返し、これにより基準電圧Ｅ１の増幅器Ｑ１の
非反転入力端（＋）への印加が制御される。一方、タイ
ミング信号Ｓ２（第２図（ロ））とＳ３（第２図
（ハ））により低周波でスイッチＳＷ２とＳＷ５、およ
びスイッチＳＷ３とＳＷ４が交互にオンとされるので、
第２図（ニ）に示すような低周波（周期：２Ｔ）と高周
波（周期：２ｔ）とが複合された励磁電流Ｉ が流れ
る。
オフを繰返し、これにより基準電圧Ｅ１の増幅器Ｑ１の
非反転入力端（＋）への印加が制御される。一方、タイ
ミング信号Ｓ２（第２図（ロ））とＳ３（第２図
（ハ））により低周波でスイッチＳＷ２とＳＷ５、およ
びスイッチＳＷ３とＳＷ４が交互にオンとされるので、
第２図（ニ）に示すような低周波（周期：２Ｔ）と高周
波（周期：２ｔ）とが複合された励磁電流Ｉ が流れ
る。
接合点１５における信号電圧は第２図（ホ），（ヘ）に
示すタイミング信号Ｓ７とＳ８でサンプリングされるの
で、第２図（ト）に示す出力電圧ＶＬがスイッチＳ
Ｗ７、ＳＷ８の出力側に得られる。
示すタイミング信号Ｓ７とＳ８でサンプリングされるの
で、第２図（ト）に示す出力電圧ＶＬがスイッチＳ
Ｗ７、ＳＷ８の出力側に得られる。
更に、結合点１５における信号電圧は第２図（チ）、
（リ）で示すタイミングでタイミング信号Ｓ９、Ｓ１０
によりサンプリングされるので、スイッチＳＷ９、ＳＷ
１０の出力側には第２図（ヌ）で示し出力電圧ＶＨが出
力される。
（リ）で示すタイミングでタイミング信号Ｓ９、Ｓ１０
によりサンプリングされるので、スイッチＳＷ９、ＳＷ
１０の出力側には第２図（ヌ）で示し出力電圧ＶＨが出
力される。
フローノイズＮ とほぼ同じ周波数帯域をもつ低周波側
の出力電圧ＶＬは信号電圧ｅＳの他にフローノイズＮ
が含まれる。また、高周波側の出力電圧ＶＨは信号電圧
ｅＳの他にゼロドリフト成分ｅＺが含まれる。
の出力電圧ＶＬは信号電圧ｅＳの他にフローノイズＮ
が含まれる。また、高周波側の出力電圧ＶＨは信号電圧
ｅＳの他にゼロドリフト成分ｅＺが含まれる。
従って、ＶＬ＝ｅＳ＋Ｎ ……（１） ＶＨ＝ｅＳ＋ｅＺ……（２） となる。
このため、減算回路１７の出力端には ＶＬ−ＶＨ＝Ｎ −ｅＺ……（３） なる電圧が現れる。
この電圧はハイパスフイルタ１８に印加されるので、そ
の出力端に現れるノイズ電圧ＶＮは（３）式を用いて、
ｓをラプラス変数、Ｔをハイパスフイルタ１８の時定数
とすれば、 ＶＮ＝ｓＴ（ＶＬ−ＶＨ）／（１＋ｓＴ） ＝ｓＴ（Ｎ −ｅＺ）／（１＋ｓＴ）……（４） となる。ここで、時定数Ｔは充分に大きく且つフローノ
イズＮ の大きさに対してゼロドリフト成分ｅＺは小さ
いので、（４）式は次式の様になる。
の出力端に現れるノイズ電圧ＶＮは（３）式を用いて、
ｓをラプラス変数、Ｔをハイパスフイルタ１８の時定数
とすれば、 ＶＮ＝ｓＴ（ＶＬ−ＶＨ）／（１＋ｓＴ） ＝ｓＴ（Ｎ −ｅＺ）／（１＋ｓＴ）……（４） となる。ここで、時定数Ｔは充分に大きく且つフローノ
イズＮ の大きさに対してゼロドリフト成分ｅＺは小さ
いので、（４）式は次式の様になる。
ＶＮ≒ｓＴ（Ｎ ）／（１＋ｓＴ）＝Ｎ ……（５） この結果、減算回路１６の出力端に生じる流量電圧ＶＱ
は（１）式と（５）式の差をとり ＶＬ＝ｅＳ……（６） を得る。
は（１）式と（５）式の差をとり ＶＬ＝ｅＳ……（６） を得る。
従って、出力端１９にはフローノイズＮ にもゼロドリ
フト成分ｅにも影響されない流量電圧ＶＱが得られる。
フト成分ｅにも影響されない流量電圧ＶＱが得られる。
〈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、簡単な構成によりスラリーノイズもゼロドリフト
成分も共に除去でき且つ速い流量変動にも応答できる電
磁流量計を実現することができる。
れば、簡単な構成によりスラリーノイズもゼロドリフト
成分も共に除去でき且つ速い流量変動にも応答できる電
磁流量計を実現することができる。
第１図は本考案の１実施例を示すブロック図、第２図は
第１図における実施例の各部の波形を示す波形図であ
る。 １０……導管、１２……励磁コイル、１３……励磁回
路、１４……前置増幅器、１５……結合点、１６、１７
……減算回路、１８……ハイパスフイルタ、ＶＬ、ＶＨ
……出力電圧、ＶＮ……ノイズ電圧、ＶＱ……流量電
圧。
第１図における実施例の各部の波形を示す波形図であ
る。 １０……導管、１２……励磁コイル、１３……励磁回
路、１４……前置増幅器、１５……結合点、１６、１７
……減算回路、１８……ハイパスフイルタ、ＶＬ、ＶＨ
……出力電圧、ＶＮ……ノイズ電圧、ＶＱ……流量電
圧。
Claims (1)
- 【請求項１】第１周波数とこれより低い第２周波数の２
つの異なった周波数を有する磁場を供給する励磁手段
と、この励磁手段により励磁され流量に対応して発生す
る信号電圧を前記第１周波数に基づいて弁別して出力す
る第１復調手段と，前記信号電圧を前記第２周波数に基
づいて弁別して復調する第２復調手段と、前記第１復調
手段の出力と前記第２復調手段の出力との差を演算する
第１減算手段と、この減算手段の出力を高域波するハ
イパスフイルタと、このハイパスフイルタの出力と前記
第２復調手段の出力との差を演算する第２減算手段とを
具備することを特徴とする電磁流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5632588U JPH0623937Y2 (ja) | 1988-04-26 | 1988-04-26 | 電磁流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5632588U JPH0623937Y2 (ja) | 1988-04-26 | 1988-04-26 | 電磁流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01160327U JPH01160327U (ja) | 1989-11-07 |
| JPH0623937Y2 true JPH0623937Y2 (ja) | 1994-06-22 |
Family
ID=31282204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5632588U Expired - Lifetime JPH0623937Y2 (ja) | 1988-04-26 | 1988-04-26 | 電磁流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0623937Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011232136A (ja) * | 2010-04-27 | 2011-11-17 | Yamatake Corp | 電磁流量計 |
-
1988
- 1988-04-26 JP JP5632588U patent/JPH0623937Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01160327U (ja) | 1989-11-07 |
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