JPH0646163B2

JPH0646163B2 - 電磁流量計

Info

Publication number: JPH0646163B2
Application number: JP61257088A
Authority: JP
Inventors: ティベール、ド、パエプ; ジェラール、クロシェ
Original assignee: シュランベルジュ、インダストリーズ、ソシエテ、アノニム
Priority date: 1985-10-31
Filing date: 1986-10-30
Publication date: 1994-06-15
Anticipated expiration: 2009-06-15
Also published as: EP0225229A1; DE3678909D1; JPS62175620A; EP0225229B1; FR2589571A1; US4709583A; FR2589571B1

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は電磁流量計に関し、より詳しくは、磁界を生成
すると共に流量計の電極で検出した電圧を処理する回路
を有する電磁流量計に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕

仏国特許第２４０５４６６号明細書に記載されたタイプ
の電磁流量計においては、流量測定されるべき液体は管
に沿って流れる。その管は、管に直角に磁界を作る誘導
巻線と、直径方向に対向すると共に磁界中を流れる液体
に起因する電圧を検出する一対の電極と、を有する。こ
の電圧は液量の平均速度に比例し、さらに平均流量に比
例する。その電圧の処理により液体の流体を表わす電気
信号が得られる。

磁界は、正弦波電流又はパルス化された直流電流その他
によって生成される。

正弦波電流を使う場合、信号の周波数は、一般に、約３
０〜５０Hzである。電極によって検出される信号は、変
調電流を備えた流量信号と、変調電流を備えた矩形状の
寄生誘導信号と、位相及び振幅が流体の性質及び電極の
表面状態の関数として変化する第２寄生信号と、を有す
る。

そのような装置は、たとえ流量が零であるときでも、ド
リフトの影響を受ける。このドリフトは、流体の種類及
び電極に起因して、事実上数パーセントである。零点調
整は、ユーザーにより最終すえ付け時になされなければ
ならない。しかしながら、磁界に対するこのような制御
に関し、粒子を含む抵抗性液体、及び特定の酸（marked
acid）又は基本特性を有する液体によって生じさせら
れる非常に低いノイズ（１０Hz以下のもの）をろ波する
のは容易である。３０Hzから５０Hzの周波数の基本信号
を与えると、例えば３秒怒のような短い時定数で効果的
ろ波が行われる。そのような時定数は、例えば、調節サ
ーボシステムにおいて連動装置として使用されている流
量計に適する。

パルス電流によって制御されるとき、一般に、変調周波
数は１Hzから１０Hzまでの範囲に入るように選ばれる。
第１ａ図及び第１ｂ図は、パルス電流制御を使用した従
来の流量計の作用を示す。

第１ａ図は、時間ｔの関数として、制御電流の強度Ｉ、
即ち、合成磁界の磁束密度Ｂを示している。第１ｂ図
は、ある液体のある流量について、時間の関数として、
流量計の電極で検出された対応電圧信号Ｖを示してい
る。

電圧信号の各パルスは、磁界の方向が反転するときに生
じる寄生誘導効果に対応する第１のゾーンＡを有する。
その後には、磁界の方向が反転するときに、液体と電極
の境界面に生じるリラクセーション効果に対応するゾー
ンＢが続く。第１ｂ図の曲線によって示されるように、
このリラクセーション効果は緩やかに減少し、ゾーンＣ
に対応する真の流量信号が残る。流量を表わす信号を得
るためには、その信号はパルスのゾーンＣにおいて観察
されなければならない。流量信号Ｕ_１−Ｕ_２に比例す
る。このシステムは安定性の高い零点を有し、加えて、
２つの電圧の差から測定信号が得られるので、零からの
いずれのドリフトも自己調節される。それにより、非対
称電圧として観察される寄生ＤＣ信号が除去される。第
１ｂ図は、非対称電圧を示すものではない。上記仏国特
許明細書には、どのようにして非対称電圧が除去される
かが詳しく記述されている。これに対し、上記明細書に
記載の供給システムにおいては、非均質スラッジ中に存
在するタイプの低周波数ノイズを好適に除去するのが困
難である。ろ波されるべき１Hz〜１０Hzの周波数の信号
を与えると、フィルタ回路の時定数は数１０秒になる。
このことにより、もし、調節コントロールループにおい
てそのような流量計を使うことが不可能でないとして
も、非常に困難にさせられる。それは、ノイズの影響を
受けない測定信号を得るとすれば、応答時間が長くなり
すぎるからである。

本発明の好ましい実施例は、零ドリフトがなく且つ速い
応答時間で合成された低ノイズの流量測定を行うため
に、２つの先行技術の原理の利点を兼ね備えている電磁
流量計を提供する。そのような流量計は、例えば調節系
において使用するのに好適である。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕

流量を測定すべき液体を流通させる測定管と、励磁電流
を流して液体が流れる方向と直角に磁界を生成する誘導
巻線と、前記誘導巻線に電流を供給するためのものであ
り、周期Ｔの周期的励磁電流を生じる手段を有し、その
各周期Ｔは、周期Ｔ_１の第１励磁電流（Ｉ_１）のｎ個の
周期と周期Ｔ_２の第２励磁電流（Ｉ_２）のｍ個の周期を
合成することによって得られ、Ｔ_２＞Ｔ_１であり、周期
Ｔ_２は、対応する検出電圧信号の部分が緩和現象の影響
を受けないのを確実にするのに十分なだけ長い、電流供
給回路と、前記周期Ｔ_１であり且つ短い応答時間の第１
中間測定信号（Ｍ_１）と、前記周期Ｔ_２の電圧信号に応
答し且つ測定ドリフトの影響を受けない第２中間測定信
号（Ｍ_２）とを生じさせると共に、応答時間が短く且つ
ドリフトの影響を受けない測定信号Ｓを生じさせるよう
に、前記第１及び第２中間測定信号を合成、ろ波する手
段を有する処理回路と、を備えた電磁流量計を提供しよ
うとするものである。

このようにして、第１中間信号Ｍ_１は、限られた個数の
周期Ｔにおいて、効果的にろ波するのに十分なパルスを
周期Ｔ毎に有すること、及び、周期Ｔ_２の電圧信号の各
パルスは、緩和現象の影響を受けない部分を含むのに十
分長いこと、が理解される。

第１実施例においては、第１及び第２励磁電流は、それ
ぞれＴ_１／２又はＴ_２／２の周期の交番する正，負のパ
ルスによって周期が構成される電流であり、前記手段に
よる合成により、前記第１の電流のｎ周期と前記第２の
電流のｍ周期が、Ｔ＝ｎＴ_１＋ｍＴ_２の関係が得られるように交互に表われる。

第２実施例においては、前記第１励磁電流は正弦波電流
であり、前記第２励磁電流は周期ｔ′＝Ｔ_２／２である
正，負の半サイクルを備え、前記合成により前記第１及
び第２の電流が重ねられて、Ｔ＝ｎＴ_２の関係が得られる。

好ましくは、周期Ｔ_１は５_msから１００_msの範囲内にあ
り、ｍは１に等しく、周期Ｔ_２は５０_msから１_ｓの範囲
内にある。

好適な実施例においては、前記中間測定信号Ｍ_１，Ｍ_２
に基づいて生成されると共にノイズの影響を受けない修
正信号を生成する手段と、前記第１中間測定信号Ｍ_１と
前記修正信号とから生成されると共にドリフトの影響を
受けない測定信号Ｓを生成する手段とを備える。

〔実施例〕

本発明の電磁流量計の最初の実施例は、第２図及び第３
図を参照して記述される。

第２図に見られるように、流量計は筒状測定管１０を有
し、流量測定用液体が筒状測定管１０を流れる。筒状測
定管１０は２つの誘導巻線１２，１４を有する。誘導巻
線１２，１４は互いに直径方向に対向するように配置さ
れている。それにより、液体の流れる方向と直角な、即
ち、筒状測定管１０の軸ＸＸ′に対して直角な磁界を生
じる。筒状測定管１０は、さらに、直径方向に対向する
２つの電極１６，１８を含んでいる。それらの電極１
６，１８は筒状測定管１０を流れる液体に接触してい
る。電極１６，１８は、誘導巻線１２，１４によって生
じる磁界中に流れる液体によって生成させられる磁界中
を流れる液体によって生成される起電力（emf ）を検出
するのに役立つ。流量計は電気回路も含む。その電気回
路は、誘導巻線１２，１４に給電するための給電回路２
０と、電極１６，１８によって検出される電圧信号を処
理するための処理回路２２と、給電回路２０，処理回路
２２を制御するためのシーケンス回路２４とを備える。

流量計の最初の実施例においては、給電回路２０は、一
定の正又は負の電流を生成する電圧制御定電流回路２６
と、誘導巻線１２，１４を流れる電流の方向を反転させ
るための定電流回路制御回路３０とを備える。

処理回路２２は、入力端子が電極１６，１８に接続され
たプリアンプ３２と、プリアンプ３２の出力端子に接続
されたプリアンプ（サンプリング兼演算回路）３４とを
備える。

プリアンプ（サンプリング兼演算回路）３４の出力端子
は、以下に述べるフィルタを制御するための選択兼スイ
ッチ回路３６に接続されている。

選択兼スイッチ回路３６はそれぞれ２つのローパスフィ
ルタ４０，４２の入力端子に接続された２つの出力端子
３６ａ，３６ｂを有する。

ローパスフィルタ４０，４２は、互いに可能な限り近い
時定数ｔ_３，ｔ_２を有する。これらのローパスフィルタ
４０，４２の出力端子は減算器４４の入力端子に接続さ
れている。選択兼スイッチ回路３６の出力端子３６ａは
第３のローパスフィルタ４６の入力端子に接続されてい
る。そのローパスフィルタ４６は、時定数ｔ_２，ｔ_３よ
りも非常に小さい時定数ｔ_１を有する。減算器４４及び
ローパスフィルタ４６の出力端子は減算器４８の入力端
子に接続されている。

シーケンス回路２４の構成を述べる前に、第３図の波形
図を参照されたい。

第３図(a) の波形は、誘導巻線１２，１４へ供給される
電流における時間の関数としての変化を示す。それによ
り第３図(a) の波形は、実質的に、誘導巻線によって生
成される磁界における時間の関数としての変化に対応す
る。

励磁電流は周期Ｔを有し、その周期Ｔは、全部等しい振
幅のパルスＩ_１，Ｉ_２の列を備えている。第３図に示さ
れるように、パルスＩ_１による第１の列は、周期Ｔ_１の
交番矩形パルスの５つから形成される。パルスＩ_２によ
る第２の列は、周期Ｔ_２の交番矩形パルスの１つから形
成される。

従って、Ｔ＝５Ｔ_１＋Ｔ_２となる。

より一般的には、周期Ｔは、周期Ｔ_１の半サイクルパル
スが２ｎ個連続したものと、周期Ｔ_２の半サイクルパル
スが２ｍ個連続したものとから構成され、以下の関係を
与える。

Ｔ＝ｎＴ_１＋ｍＴ_２ここで、Ｔ_１＜Ｔ_２である。

第３図(b) の波形は、前記電極によって検出された電圧
を示す。既に説明したように、検出電圧パルスは、寄生
リラクセーション効果によって影響される。この効果
は、周知Ｔ_１のパルスの全期間に影響する。これに比し
て、周期Ｔ_２は、それぞれのパルスの終端がリラクセー
ション現象から解放されるのを確実にするのに十分なだ
け長く選ばれている。シーケンス回路２４は、先ず第１
に、第３図 (a)に示される波形のパルス電流を誘導巻線
へ供給するのを制御するように機能し、第２に、処理回
路２２に対する制御信号を生成するように機能する。

第３図(c) の波形は、誘導巻線に供給される電流を制御
するための信号Ｓ_１を示す。信号Ｓ_１は、周期Ｔを有
し、５つのパルスと１つのパルスを備えている。５つの
パルスの各パルスの周期はＴ_１／２であり、そのＴ_１／
２に等しい時間間隔で区分されている。１つのパルスの
周期はＴ_２／２であり、そのＴ_２／２に等しい時間間隔
を有する。信号Ｓ_１は、電流が正であるときはＨレベル
であり、電流が負であるときは零レベルである。第３図
(d) に示す波形は、信号Ｓ_２を示す。その信号Ｓ_２は、
電極１６，１８によって得られる電圧信号が測定される
時刻を制御するのに使用される。信号Ｓ_２は周期Ｔを有
する。それぞれの周期は、時間間隔Ｔ_１／２によって分
割された１０個のハーフサイクルパルス（２ｎ）の第１
の列を有する。信号Ｓ_２のこの部分におけるパルスのそ
れぞれは、信号Ｓ_１中の対応するパルスに対して、時間
ｂ_１＝ａＴ_１（ここでａ＜１）だけでずれている。信号
Ｓ_２のそれぞれの周期は、Ｔ_２／２に等しい時間間隔で
分離する２つのパルス（２ｍ）をも備える。信号Ｓ_２に
おけるこれらのパルスは、信号Ｓ_１中の対応するパルス
に対して、時間ｂ_２＝ｂＴ_２（ここで、ｂは１より小さ
い）だけずれている。

上記ａ，ｂの値は、信号Ｓ_２のパルスが、電圧信号のそ
れぞれのパルスの端部に存するように選ばれる。数ｂ
は、信号Ｓ_２における対応するパルスが、リラクセーシ
ョン現象に無関係な電圧パルスのその部分に存在するよ
うに、より厳格に決定される。

第３図(e) の波形は、周期Ｔの第３の制御信号Ｓ_３を示
す。その信号Ｓ_３は、周期Ｔのうち周期Ｔ_１のパルスが
存在する部分と、周期Ｔのうち周期Ｔ_２のパルスが存在
する部分とを区別するのに使われる。信号Ｓ_３のそれぞ
れの周期は、周期５Ｔ_１（ｎＴ_１）の１つの正状態部と
周期Ｔ_２（ｍＴ_２）の負状態部とを有する。

シーケンス回路２４の構成を、第２図を参照してより詳
細に説明する。

シーケンス回路２４は信号発生器５０を有する。信号発
生器５０は、出力端子５０ａ〜５０ｅを有する。出力端
子５０ａ〜５０ｅは周期Ｔ_１，Ｔ_２，ｎＴ_１，ｍＴ_２の
信号及びずれた制御信号Ｓ_２を永続的に出力する。

信号発生器５０はオシレータ５２を含み、オシレータ５
２は周期Ｔ′の信号を出力する。周期Ｔ′は周期Ｔ_１よ
り非常に小さい。オシレータ５２の出力端子は、周期Ｔ
_１，Ｔ_２の信号を出す直列接続された２つの周波数分割
器５４，５６の入力端子に接続されると共に、それぞれ
信号Ｓ_２及び周期ｎＴ_１，ｍＴ_２の信号を出力する３つ
のカウンタ５８，６０，６２の入力端子に接続されてい
る。信号発生器５０の出力端子５０ａ〜５０ｅは論理回
路６４の入力端子に接続されている。論理回路６４は３
つの出力端子６４ａ，６４ｂ，６４ｃを有し、論理回路
６４は制御信号Ｓ_１，Ｓ_２及びＳ_３をそれらの出力端子
６４ａ〜６４ｃに出力する。そのような論理回路は在来
のものであり、詳しくは述べない。

信号Ｓ_１は、定電流発生器制御回路３０の入力端子に加
えられると共に、プリアンプ（サンプリング兼演算回
路）３４の制御入力端子３４ａに加えられる。信号Ｓ_２
はプリアンプ（サンプリング兼演算回路）３４のサンプ
リング制御入力端子３４ｂに加えられる。さらに、信号
Ｓ_３は選択兼スイッチ回路３６の制御入力端子３６ｃに
加えられる。

第２図に示す回路は、以下のように作用する。

電圧制御定電流回路２６によって出力される一定電流は
誘導巻線に供給され、その巻線は、信号Ｓ_１の制御下に
おいて、交番する極性を有すると共に極性の反転する瞬
間を有する。この電流は第３図(a) に示す波形を有す
る。より詳しくは、周期Ｔ_１は３２ミリ秒（ms）、周期
Ｔ_２は１３１_msである。全周期Ｔは２９１_msである。

電極１６，１８によって検出される電圧は、第３図(b)
に示すような波形を有する。それぞれの周期Ｔは、周期
Ｔ_１の正，負半サイクルパルス対の５組と、周期Ｔ_２の
正，負半サイクルパルス対の１組とを有する。これらの
パルスのそれぞれは、リラクセーション効果及びノイズ
によって、減じられるであろう。検出電圧はプリアンプ
３２によって増幅される。サンプラは、信号Ｓ_２によっ
て決められる瞬間において、正，負パルスのそれぞれの
端部での信号のサンプルを採る。そして、信号Ｓ_１は、
サンプル値間においてとられるべき差を生じさせるのに
使用される。選択兼スイッチ回路３６は信号Ｓ_３によっ
て制御される。それにより、周期Ｔ_２を有する信号のそ
の部分から採られ、且つ中間測定信号Ｍ_２を構成するサ
ンプルは、ローパスフィルタ４０の入力端子に加えられ
る。上述したように、これらのサンプルはノイズに煩ら
わされるが、リラクセーション現象の影響は受けない。
そのようなサンプルは周期Ｔ毎に、即ち２９１_ms毎に採
られる。同様に、周期Ｔ_１の信号部分から採られ且つ中
間測定信号Ｍ_１を形成するサンプルは、時定数ｔ_２，ｔ
_１を有するローパスフィルタ４２，４６の入力端子に加
えられる。これらのサンプルは、、ノイズとリラクセー
ション効果の両方によって影響を受ける。周期Ｔ毎に５
つのサンプルがある。

時定数ｔ_３，ｔ_２は同一であり、３０秒に等しい。通常
の時定数は十分長く、たとえ周期Ｔ毎に１つのサンプル
しかない場合であっても、良好なノイズ除去を行う。減
算器４４の出力端子は修正信号Ｓ_ｚを出力する。修正信
号Ｓ_ｚは、リラクセーション効果によるエラーを表わす
と共にノイズとは無関係な信号を供給する。

ローパスフィルタ４６から出力される信号は十分にろ波
されるものの、リラクセーション効果をこうむってい
る。そのローパスフィルタ４６は、比較的小さな時定数
ｔ_１、例えば３秒の時定数を有する。

このようにして、減算器４８の出力端子は測定信号Ｓを
出力する。その信号Ｓは、リラクセーション効果とノイ
ズの両方の影響を受けないものである。また、その信号
Ｓは調整装置において使用できる。それは、それらの全
てが、あたかもろ波が３秒の時定数よりも短時間に生じ
るように作用するからである。

第２ａ図は、第２図に示す処理回路２２の他の構成例を
示す。

処理回路７０は、処理回路２２と同様に、プリアンプ３
２、プリアンプ（サンプリング兼演算回路）３４及び選
択兼スイッチ回路３６を備え、選択兼スイッチ回路３６
は２つの出力端子３６ａ，３６ｂを有している。周期Ｔ
_１の第１中間測定信号Ｍ_１が出力端子３６ａに表われ
る。出力端子３６ａは、減算器７４の入力端子の１つ
と、ローパスフィルタ７２の入力端子に接続されてい
る。ローパスフィルタ７２は、ローパスフィルタ４６と
同等であり、それと等しい時定数を有する。周期Ｔ_２の
第２中間測定信号Ｍ_２は選択兼スイッチ回路３６の出力
端子３６ｂ上に表われる。選択兼スイッチ回路３６は減
算器７４の第２入力端子に接続されている。減算器７４
の出力端子は修正信号を出力する。修正信号はローパス
フィルタ７６の入力端子に加えられる。ローパスフィル
タ７６は、ローパスフィルタ４０の時定数と等しい時定
数ｔ_２を有する。ローパスフィルタ７２，７６の出力端
子は、減算器７８の入力端子に接続されている。減算器
７８は、上記特性の測定信号Ｓを出力する。

第４図は、測定センサに接続する電気回路の第１の異種
例を示す。この異種例においては、第２図の回路におけ
るアナログによる処理に代えて、デジタル的に処理され
る。

第４図の流量計はセンサを含む。そのセンサは、測定管
２００を備える。その測定管２００は、誘導巻線２０
２，２０４及び電圧信号検出用電極２０６，２０８を備
える。

電気回路は以下の構成部材によって構成される。即ち、
誘導巻線２０２，２０４へ給電するための電流源２１０
と、電圧２０６，２０８によって得られる電圧信号を入
力するインピーダンスマッチングプリアンプ２１２と、
その電圧信号をデジタル信号に変換すると共にサンプリ
ング機能を有するＡ／Ｄコンバータ２１４と、シーケン
ス機能と信号処理機能を有するマイクロプロセッサ２１
６と、によって構成される。その回路はＤ／Ａコンバー
タ２１８も含む。Ｄ／Ａコンバータ２１８は、電流のよ
うな出力信号を出力するためのものである。その出力信
号は、マイクロプロセッサ２１６によって演算されて流
量に比例するものとして得られる。

マイクロプロセッサ２１６は、好ましくは、モトローラ
６８０３形のマイクロコントローラである。そのコント
ローラは、第３図にデジタル的に示す信号Ｓ_１，Ｓ_２を
生成し、且つ、それらの信号を電流源２１０とＡ／Ｄコ
ンバータ２１４とに加える。クロック信号から信号
Ｓ_１，Ｓ_２を生成するためのプログラムは、従来のもの
であり、より詳しくは説明しない。そのマイクロプロセ
ッサは、それぞれ周期Ｔ_１，Ｔ_２に対応する電圧部分に
おいてデジタルフィルタとしても作用する。そして、そ
のマイクロプロセッサは、ろ波部分を、第２図に示すア
ナログ回路と同様にして、結合する。デジタル処理の特
に優れた点は、フィルタパラメータを高精度に正確なも
のにできることにある。このようにして、互いに非常に
近い時定数ｔ_２，ｔ_３を得ることが可能となる。

デジタル処理のために及び特にろ波においてマイクロプ
ロセッサを使うが、デジタル化された信号は従来通りの
ものであり、ここではより詳しくは説明しない。これら
の技術は次の文献に詳しく記述されている。即ち、Jour
nal of the Audio Engineering Society, 27[10](1979-
8)p.793-802、及び、Lawrence R.Rabiner,“Theory and
Application of Digital Signal Processing"(1975)Pr
entice-Hallに記述されている。

上記既述において、磁界制御信号は２つの信号Ｉ_１，Ｉ
_２の合成によって構成される。２つの信号Ｉ_１，Ｉ_２は
それぞれ、交番パルスを有し、さらに周期Ｔ_１，Ｔ_２を
有する。それらの信号の合成は、周期Ｔ_１の信号Ｉ_１の
ｎ個の期間群と、周期Ｔ_２の信号Ｉ_２のｍ個の期間群と
を交互に生じさせることによりなされる。

第５図(a) 〜(c) の波形は、周期がＴ_１，Ｔ_２で磁界生
成に好適な信号Ｉ_１，Ｉ_２の他の可能な合成を示す。

第５図(a) ，(b) の波形は他の２つの制御信号波形を示
す。その制御信号波形は、周期Ｔ_１，Ｔ_２の信号を同様
に合成することによって得られる。第５図(a) の波形に
おいて、その信号のそれぞれの周期Ｔ_１は、Ｔ_１／２の
周期のパルスと、同じＴ_１／２の期間だけ続く零レベル
とにより構成される。上記信号のそれぞれの周期Ｔ
_２は、半サイクルパルスと、半サイクル零レベルとによ
り構成される。第５図(b) において、いずれの周期の各
サイクルも、正，負のパルスを含んでいるが、それらの
パルスは零レベルによって短期間だけ互いに分離されて
いる。

第５図(c) の波形において、周期Ｔ_１の信号Ｉ_１は、一
定振幅の正弦波信号である。これに対して、周期Ｔ_２の
信号Ｉ_２は、交番パルス信号である。その交番パルス信
号は、周期Ｔ_２の正，負のパルスである。加うるに、Ｔ
_２はＴ_１の整数倍である。これらの２つの信号は、制御
信号を得るために、重ねることにより合成される。この
場合には、制御信号の周期Ｔが周期Ｔ_２に等しいことが
理解されよう。

全ての場合において、周期Ｔ_２の信号は周期Ｔ′のパル
スを含む。ここで、ｔ′は、十分長く、パルスの端部で
検出された電圧がリラクセーション効果の影響を受ける
ことがないのが確実にされる。

第６図は、本発明の流量計の第２実施例を示す。その実
施例は、第５図(c) の制御信号によって生成される磁界
を利用するものである。それは、筒状測定管１０を有
し、その筒状測定管１０は、２つの誘導巻線１２，１４
及び２つの電極１６，１８を有する。流量計は以下の部
材を備える。即ち、誘導巻線１２，１４へ加える電流を
生成するための電流発生回路１０２と、流量計の電極１
６，１８に表われる電圧信号を処理するための処理回路
１０４と、を備える。

電流発生回路１０２は、オシレータ１０６を備え、その
オシレータ１０６は、周期Ｔ_１の正弦波信号を出力す
る。オシレータ１０６の出力端子は、先ず第１に、電流
発生回路１０８の第１入力端子１０８ａに接続され、第
２に、整形回路１１０の入力端子に接続されている。整
形回路１１０の出力端子１１０ａは、交番矩形パルスに
よって構成される信号を出力する。そのパルスは、オシ
レータ１０６から出力される正弦波信号のように、同じ
周期Ｔ_１を有している。その出力端子１１０ａは、先ず
第１にカウンタ１１２の入力端子１１２ａに接続され、
第２に、論理回路１１４の第１入力端子１１４ａに接続
されている。カウンタ１１２の出力端子１１２ｂは、周
期Ｔ_２の交番矩形パルスによって構成される信号を出力
する。ここで、Ｔ_２はＴ_１の倍である。出力端子１１２
ｂは、先ず第１に、電流発生回路１０８の第２入力端子
１０８ｂに接続され、第２に、論理回路１１４の第２入
力端子１１４ｂに接続されている。電流発生回路１０８
は、その第１入力端子１０８ａ，第２入力端子１０８ｂ
に加えられる信号に応答して、第５図(c) の波形の電流
を出力する。この電流は、誘導巻線１２，１４に加えら
れる。論理回路１１４の出力端子１１４ｃは、論理信号
Ｃ_ｄを出力する。この論理信号Ｃ_ｄは、第６ａ図に示す
波形を有する。即ち、カウンタ１１２から出力される周
期Ｔ_２の信号の正，負の端部に位置する短かい正パルス
と短い負パルスとを備えている。これらの短いパルスの
それぞれは、正弦波信号の２つの期間だけ接続する。

処理回路１０４はプリアンプ１１６を備える。プリアン
プ１１６は、流量計の電極１６，１８によって検出され
る電圧を受ける。プリアンプ１１６の出力端子は、先ず
第１に、同期デモジュレータ１２０の入力端子に接続さ
れ、第２に、サンプリング兼減算器１１２の入力端子に
接続されている。同期デモジュレータ１２０の制御入力
端子１２０ａは、整形回路１１０から出力される信号を
受け、サンプリング兼減算器１２２の制御入力端子１２
２ａは、論理回路１１４から出力される信号を受ける。
サンプリング兼減算器１２２の出力端子は第２中間測定
信号を出力する。第２中間測定信号は、正弦波信号の全
周期の間に検出された全信号の正のサンプルと、正弦波
信号の全周期の間に検出された全信号の負のサンプルと
の間の差に相応する。２つのサンプリング時刻を、周期
Ｔ_２の信号におけるパルスの端部に位置させたので、こ
れらのサンプル値はリラクセーション効果によって減じ
られない。さらに、処理回路１０４は、第２図の減算器
４４，４８と同等の減算器４４′，４８′に加えて、第
２図のローパスフィルタ４０，４２，４６に類似するロ
ーパスフィルタ４０′，４２′，４６′を有する、この
ようにして、減算器４８′は、その出力端子に流量測定
信号Ｓを出力する。その信号は、ドリフト即ちノズルに
よって影響を受けない。

この第２実施例、与えられた周期がＴ_１，Ｔ_２であり、
Ｔ＝ｎＴ_１＋ｍＴ_２よりはむしろＴ＝Ｔ_２であるので、
全周期Ｔの値を減少させるという利点がある。しかしな
がら、論理信号及び正弦波信号の両方を処理しなければ
ならないため、回路がより複雑化する。

上記したところにおいては、信号中の周期のｍ，ｎの数
は整数である。しかしながら、これらの数は、整数であ
る必要はない。しかしながら、ｍ，ｎが共に少なくとも
１より大きく、且つｎがｍよりも大きい必要がある。

同様に、十分な質の測定信号（Ｓ）が得られる。それ
は、周期Ｔ_１は１００_msから５_msの間にあり、周期Ｔ_２
は５０_msから１_ｓの間にある。上記１_ｓは、特に、第５
図(c) に示される形の電流波形が使用される際に受け入
れられる。

本発明の全実施例から、測定信号Ｓは以下の信号を発生
することにより得られるのが明らかである。即ち、その
生成すべき信号は、電極によって検出される信号の周期
Ｔ_１，Ｔ_２に応答する２つの中間測定信号Ｍ_１，Ｍ
_２と、信号Ｍ_１，Ｍ_２に基づき、且つ単にリラクセーシ
ョン現象を表わす修正信号と、中間測定信号Ｍ_１と修正
信号から得られる最終測定信号Ｓである。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図及び第１ｂ図は、電磁流量計の電極で検出され
た信号処理方法の先行技術を示す波形図である。第２図は、本発明の電磁流量計の第１実施例を示し、電
極で検出した電圧信号を処理するための回路を主体的に
示すブロック図である。第２ａ図は、第２図の回路の変形例を示す。第３図(a) 〜(e) は波形図であり、それぞれ本発明の第
１実施例の誘導巻線によって供給される磁界、上記電極
で検出される対応電圧信号、及び第２図の回路で使用さ
れる制御信号を示す。第４図は、本発明の第１実施例における電圧信号を処理
するための回路の変形例を示すブロック図である。第５図(a) 〜(c) は、流量計の磁界を制御する信号とし
ての他の可能な波形を示す。第６図は、本発明の流量計の第２実施例のブロック図で
ある。第６ａ図は、第６図の実施例で使用される制御信号の波
形図である。１０……筒状測定管、１２，１４……誘導巻線、１６，
１８……電極、２０……給電回路、２２……処理回路、
２４……シーケンス回路、２６……電圧制御定電流回
路、３０……定電流回路制御回路、３２……プリアン
プ、３４……プリアンプ（サンプリング兼演算回路）、
３４ａ……制御入力端子、３４ｂ……サンプリング制御
入力端子、３６……選択兼スイッチ回路、３６ａ，３６
ｂ……出力端子、３６ｃ……制御入力端子、４０，４
０′，４２，４２′，４６，４６′……ローパスフィル
タ、４４，４４′，４８，４８′……減算器、５０……
信号発生器、５０ａ〜５０ｅ……出力端子、５２……オ
シレータ、５４，５６……周波数分割器、５８，６０，
６２……カウンタ、６４……論理回路、６４ａ，６４
ｂ，６４ｃ……出力端子、７０……処理回路、７２，７
６……ローパスフィルタ、７４，７８……減算器、１０
２……電流発生回路、１０４……処理回路、１０６……
オシレータ、１０８……電流発生回路、１０８ａ……第
１入力端子、１０８ｂ……第２入力端子、１１０……整
形回路、１１０ａ……出力端子、１１２……カウンタ、
１１２ａ……入力端子、１１２ｂ……出力端子、１１４
……論理回路、１１４ａ……第１入力端子、１１４ｂ…
…第２入力端子、１１４ｃ……出力端子、１１６……プ
リアンプ、１２０……同期デモジュレータ、１２０ａ，
１２２ａ……制御入力端子、１２２……サンプリング兼
減算器、２００……測定管、２０２，２０４……誘導巻
線、２０６，２０８……電極、２１０……電流源、２１
２……インピーダンスマッチングプリアンプ、２１４…
…Ａ／Ｄコンバータ、２１６……マイクロプロセッサ、
２１８……Ｄ／Ａコンバータ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流量を測定すべき液体を流通させる測定管
と、励磁電流を流して液体が流れる方向と直角に磁界を生成
する誘導巻線と、前記誘導巻線に電流を供給するためのものであり、周期
Ｔの周期的励磁電流を生じる手段を有し、その各周期Ｔ
は、周期Ｔ_１の第１励磁電流（Ｉ_１）のｎ個の周期と周
期Ｔ_２の第２励磁電流（Ｉ_２）のｍ個の周期を合成する
ことによって得られ、Ｔ_２＞Ｔ_１であり、周期Ｔ_２は、対応する検出電圧信号
の部分が緩和現象の影響を受けないのを確実にするのに
十分なだけ長い、電流供給回路と、前記周期Ｔ_１であり且つ短い応答時間の第１中間測定信
号（Ｍ_１）と、前記周期Ｔ_２の電圧信号に応答し且つ測
定ドリフトの影響を受けない第２中間測定信号（Ｍ_２）
とを生じさせると共に、応答時間が短かく且つドリフト
の影響を受けない測定信号Ｓを生じさせるように、前記
第１及び第２中間測定信号を合成、ろ波する手段を有す
る処理回路と、を備えた電磁流量計。
【請求項２】前記第１及び第２励磁電流は、それぞれＴ
_１／２又はＴ_２／２の周期の交番する正，負のパルスに
よって周期が構成される電流であり、前記手段による合
成により、前記第１の電流のｎ周期と前記第２の電流の
ｍ周期が、Ｔ＝ｎＴ_１＋ｍＴ_２の関係が得られるように交互に表われる特許請求の範囲
第１項に記載の電磁流量計。
【請求項３】前記第１励磁電流は正弦波電流であり、前
記第２励磁電流は周期ｔ′＝Ｔ_２／２である正，負の半
サイクルを備え、前記合成により前記第１及び第２の電
流が重ねられて、Ｔ＝ｎＴ_２の関係が得られる特許請求の範囲第１項に記載の電磁流
量計。
【請求項４】前記ｍが１であり、前記周期Ｔ_１が１００
_msから５_msの範囲にあり、前記周期Ｔ_２が５０_msから１
_ｓである特許請求の範囲第２項に記載の電磁流量計。
【請求項５】前記中間測定信号Ｍ_１，Ｍ_２に基づいて生
成されると共にノイズの影響を受けない修正信号を生成
する手段と、前記第１中間測定信号Ｍ_１と前記修正信号とから生成さ
れると共にドリフトの影響を受けない測定信号Ｓを生成
する手段と、を備える特許請求の範囲第１項に記載の電磁流量計。
【請求項６】ノイズの影響を受けない前記修正信号は、
周期Ｔ_１の電圧信号に関連する予め定めた時刻において
測定されるリラクセーション誤差を表わし、前記第１中
間測定信号Ｍ_１は、前記予め定めた時刻における周期Ｔ
_１の前記電圧信号を表わす特許請求の範囲第５項に記載
の電磁流量計。
【請求項７】応答時間ｔ_１の前記第１中間測定信号Ｍ_１
をろ波するろ波手段と、前記第１及び第２中間測定信号Ｍ_１，Ｍ_２間の差に等し
い修正信号を生成する修正信号生成手段と、応答時間がｔ_２の前記差の信号をろ波するためのもので
あり、ｔ_２は、ろ波された修正信号がノイズの影響を受
けないのを確実化するのに十分なだけ長い、ろ波手段
と、前記ろ波された第１中間信号から前記ろ波された差を引
く減算を行うための減算手段と、を備え、それにより、応答時間ｔ_１を有すると共にドリ
フトの影響を受けない前記測定信号（Ｓ）を得るように
した特許請求の範囲第１項に記載の電磁流量計。
【請求項８】応答時間ｔ_２の中間測定信号Ｍ_１，Ｍ_２の
両方をろ波するためのものであると共に、前記ろ波され
た信号間の差に等しい修正信号を生成するためのもので
あり、ｔ_２は、前記ろ波された各信号がノイズの影響を
受けることがないことを確実化するだけ十分に長い、ろ
波兼修正信号生成手段と、応答時間ｔ_１の第１中間測定信号Ｍ_１をろ波するろ波す
るろ波手段と、ｔ_１の応答時間でろ波しながら、前記修正信号と前記第
１中間測定信号Ｍ_１との間の差信号を出力する差信号生
成手段と、を備え、それにより測定信号Ｓが応答時間ｔ_１を有する
と共にドリフトの影響を受けないことを確実にするよう
にした特許請求の範囲第１項に記載の電磁流量計。
【請求項９】前記周期Ｔ_２は５０_msから１_ｓの範囲にあ
り、前記周期Ｔ_１は１００_msから５_msの範囲にある特許
請求の範囲第３項に記載の電磁流量計。