JPH0669744U - ２線式電磁流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 流量計測を不安定とすることなく、励磁コイ
ルの断線を検出する。 【構成】 アイソレーション回路９において、発光ダイ
オードＤ２のカソードおよびアノードを、励磁コイル断
線検出回路３−４のコンパレータＣＰ１の出力および定
電圧源３−１の高電源電位側に接続する。励磁コイル２
が断線すると、励磁コイル断線検出回路３−４におい
て、コンパレータＣＰ１の出力が「Ｌ」レベルとなり、
それまで励磁コイル２へ流れていた励磁電流が発光ダイ
オードＤ２へ流れる。これによって、励磁コイル２が断
線した旨の情報（断線検出結果）が、アイソレーション
してＣＰＵ７−１へ伝送されるものとなる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、各種プロセス系において導電性を有する流体の流量を測定する電 磁流量計に関し、特に直流電源に接続された２本のケーブルより電源が供給され 、このケーブルを介して測定値を出力する２線式電磁流量計に関するものである 。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、この種の２線式電磁流量計においては、測定管内を流れる流体の流 れ方向に対してその磁界の発生方向を垂直として配置された励磁コイルへ所定周 波数で励磁電流を供給し、励磁コイルの発生磁界と直交して測定管内に配置され た電極間に得られる信号起電力（流量に比例した信号）を検出し、この信号起電 力に基づいてＣＰＵでの演算処理により計測値を求め、直流電源（D.C.２４Ｖ） を供給している２本のケーブルに流れる電流を、上記求めた計測値に応じて４〜 ２０ｍＡ範囲で調整するものとしている。 この場合、励磁コイルへ励磁電流を供給する励磁回路と計測値を出力する出力 回路（ＣＰＵを含む）とは、直流電源を供給する２本のケーブルの間に直列に接 続され、互いにその基準電位が異なる。このため、ＣＰＵからの指令をフォトカ プラなどによりアイソレーションして励磁回路へ伝送し、励磁電流の供給周波数 （励磁周波数）を決定するものとしている。なお、計測値が４〜２０ｍＡ範囲の 電流信号に変換されるため、励磁回路では４ｍＡの電流しか消費することができ ず、信号起電力を大きくとるために４ｍＡ中の大部分を励磁電流としている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

この２線式電磁流量計において、励磁コイルが断線していなかどうかの自己診 断機能を付加しようとした場合、すなわち励磁回路に励磁コイルの正常／異常を 監視する機能を付加しようとした場合、その正常／異常の結果を励磁回路側から フォトカプラなどによりアイソレーションしてＣＰＵへ送ることが考えられる。 しかし、フォトカプラなどのアイソレーション回路では、ｍＡオーダの電流を 流さないと安定した伝送を行うことができない。すなわち、励磁回路側からＣＰ Ｕへ正常／異常の結果を送ろうとすると、励磁電流に加えさらにｍＡオーダのア イソレーション電流が必要となり、このアイソレーション電流を確保するために は励磁電流を減らさなければならない。 励磁電流が減ると、下記（１）式として得られる信号起電力Ｅが小さくなり、 信号起電力Ｅに含まれるノイズレベルの割合が高くなってＳ／Ｎ比が低下し、出 力のふらつきが大きくなり、安定した流量計測ができなくなってしまう。なお、 （１）式において、ｋは定数、Ｄは測定管の口径、ｖは流速、Ｂは発生磁束密度 であり、Ｂは励磁電流Ｉに比例する。 Ｅ＝ｋ・Ｄ・ｖ・Ｂ ・・・（１）

【０００４】 本考案はこのような課題を解決するためになされたもので、その目的とすると ころは、流量計測を不安定とすることなく、励磁コイルの断線を検出することの できる２線式電磁流量計を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

このような目的を達成するために、本考案は、励磁コイルの断線を検出した場 合、励磁コイルへ流れていた励磁電流を利用し、その断線検出結果をアイソレー ションして制御部へ伝送するようにしたものである。

【０００６】

【作用】

したがってこの考案によれば、励磁コイルが断線した場合、不要なる励磁電流 が利用され、その断線検出結果が制御部へ伝送される。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案を実施例に基づき詳細に説明する。

【０００８】 図１はこの考案の一実施例を示す２線式電磁流量計のブロック回路構成図であ る。同図において、１は測定管、２は測定管１内を流れる流体の流れ方向に対し てその磁界の発生方向を垂直として配置された励磁コイル、３は励磁コイル２へ 矩形波状の励磁電流を周期的に供給する励磁回路、４ａ，４ｂは励磁コイル２の 発生磁界と直交して測定管１内に配置された検出電極、５は接地電極、６は電極 ４ａ，４ｂ間に得られる信号起電力を検出する信号起電力検出回路、７はこの信 号起電力検出回路６の検出する信号起電力に基づいて計測値を得る出力回路、８ は信号起電力検出回路６と出力回路７との間に設けられたアイソレーション回路 、９は励磁回路３と出力回路７との間に設けられたアイソレーション回路である 。

【０００９】 励磁回路３は、定電圧源３−１と、定電流回路３−２と、励磁電流スイッチン グ回路３−３と、励磁コイル断線検出回路３−４と、インバータ３−５とを備え ている。信号起電力検出回路６は減算回路６−１と信号増幅回路６−２とを備え ている。出力回路７は、ＣＰＵ７−１と、Ｄ／Ａ変換器７−２と、定電源・定電 流出力回路７−３とを備えている。また、アイソレーション回路８および９はフ ォトカプラを用いて構成され、アイソレーション回路９は第１のアイソレーショ ン部９−１と第２のアイソレーション部９−２とを備えている。

【００１０】 アイソレーション回路９において、第１のアイソレーション部９−１は、ＣＰ Ｕ７−１からの励磁回路３への指令の伝送に使用される。また、アイソレーショ ン回路９において、第２のアイソレーション部９−２は、その発光ダイオードＤ ２のカソードおよびアノードが励磁コイル断線検出回路３−４のコンパレータＣ Ｐ１の出力および定電圧源３−１の高電源電位側に接続され、励磁回路３からの ＣＰＵ７−１への断線検出結果の伝送に使用される。

【００１１】 この２線式電磁流量計１００は、ケーブルＬ１，Ｌ２を介して直流電源（D.C. ２４Ｖ）８と接続され、励磁回路３と出力回路７と直流電源８および抵抗Ｒ１と で電流出力ループを形成している。すなわち、本実施例において、励磁回路３と 出力回路７とはケーブルＬ１，Ｌ２間に直列に接続されており、互いにその基準 電位が異なるため、励磁回路３と出力回路７との間にアイソレーション回路９を 設けている。

【００１２】 なお、アイソレーション回路８は、ケーブルＬ２のラインが点線矢印で示され るように接地して使用される場合（ユーザによって接地して使用される場合と接 地されない場合とがある）、２点接地となって回路内を不安定な電流が流れ出力 が安定しなくなることを避けるため、信号起電力検出回路６と出力回路７との間 に設けている。

【００１３】 次に、この２線式電磁流量計１００の動作について説明する。直流電源８から の電源の供給を受けて、定電圧源３−１よび定電源・定電流出力回路７−３は、 それぞれ所定の定電圧を生成する。定電源・定電流出力回路７−３の生成する定 電圧は、信号増幅回路６−２，ＣＰＵ７−１，Ｄ／Ａ変換器７−２，アイソレー ション回路８および９へ与えられる。なお、図において、定電源・定電流出力回 路７−３での定電圧生成部、および各回路への定電圧の供給ラインは省略してい る。

【００１４】 電圧の供給を受けて、ＣＰＵ７−１は、アイソレーション回路９の第１のアイ ソレーション部９−１を所定の周波数で駆動する。これにより、インバータ３ー ５を介して励磁電流スイッチング回路３−３が駆動され、励磁コイル２へ所定の 周波数で矩形波状の励磁電流が流れる。すなわち、ＣＰＵ７−１からアイソレー ションされた指令が励磁回路３へ送られ、この指令によって決定される周波数で 励磁コイル２へ励磁電流が流れる。この励磁電流の大きさは、定電流回路３−２ によって決定され、本実施例においてはほゞ４ｍＡとされる。

【００１５】 励磁コイル２へ所定の周波数で励磁電流が流れると測定管１内に交流磁界が発 生する。これにより、電極４ａ，４ｂ間に流速と磁界との相互作用により信号起 電力が生じ、これが信号起電力検出回路６で検出される。この検出される信号起 電力はアイソレーション回路８を介してＣＰＵ７−１へ送られる。ＣＰＵ７−１ は、送られてくる信号起電力に基づいて所定の演算処理により計測値を求め、こ の求めた計測値をＤ／Ａ変換器７−２を介して定電源・定電流出力回路７−３へ 送る。定電源・定電流出力回路７−３は、電流出力ループに流れる電流を調整し 、ＣＰＵ７−１から送られてくる計測値に応じた４〜２０ｍＡ範囲の値とする。

【００１６】 ここで、励磁コイル２が断線した場合を想定してみる。励磁コイル２が断線す ると、励磁電流が流れなくなるため、定電流回路３−２において、その抵抗Ｒ３ とトランジスタＱ１のエミッタとの接続点の電位が「Ｌ」レベルとなる。このた め、励磁コイル断線検出回路３−４において、コンパレータＣＰ１の出力が「Ｌ 」レベルとなり、それまで励磁コイル２へ流れていた励磁電流がアイソレーショ ン回路９−２の発光ダイオードＤ２へ流れる。これによって、励磁コイル２が断 線した旨の情報（断線検出結果）が、アイソレーションしてＣＰＵ７−１へ伝送 されるものとなる。

【００１７】

【考案の効果】

以上説明したことから明らかなように本考案によれば、励磁コイルの断線を検 出した場合、励磁コイルへ流れていた励磁電流（不要となる励磁電流）を利用し 、その断線検出結果をアイソレーションして制御部へ伝送するようにしたので、 アイソレーション電流を励磁電流とは別に確保する必要がなくなり、励磁電流を 減少させることなく、すなわち流量計測を不安定とすることなく、励磁コイルの 断線を検出することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す２線式電磁流量計のブ
ロック回路構成図である。

【符号の説明】

１ 測定管 ２ 励磁コイル ３ 励磁回路 ３−２ 定電流回路 ３−３ 励磁電流スイッチング回路 ３−４ 励磁コイル断線検出回路 ４ａ，４ｂ 検出電極 ６ 信号起電力検出回路 ７ 出力回路 ７−１ ＣＰＵ ９ アイソレーション回路 ９−１ 第１のアイソレーション部 ９−２ 第２のアイソレーション部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定管内を流れる流体の流れ方向に対し
   てその磁界の発生方向を垂直として配置された励磁コイ
   ルと、制御部よりアイソレーションして伝送されてくる
   指令によって決定される周波数で前記励磁コイルへ所定
   の大きさの励磁電流を供給する励磁回路とを備えた２線
   式電磁流量計において、 前記励磁コイルの断線を検出する断線検出回路と、 この断線検出回路が断線を検出した場合、前記励磁コイ
   ルへ流れていた励磁電流を利用し、その断線検出結果を
   アイソレーションして前記制御部へ伝送するアイソレー
   ション回路とを備えたことを特徴とする２線式電磁流量
   計。