JPH075006A - 電磁流量計励磁周期の電源周波数同期方法 - Google Patents
電磁流量計励磁周期の電源周波数同期方法Info
- Publication number
- JPH075006A JPH075006A JP14327393A JP14327393A JPH075006A JP H075006 A JPH075006 A JP H075006A JP 14327393 A JP14327393 A JP 14327393A JP 14327393 A JP14327393 A JP 14327393A JP H075006 A JPH075006 A JP H075006A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】電源誘導雑音（ＡＣノイズ）周波数を検知する
ことで電源周波数を収得し、それに同期した励磁・サン
プリングを行い、ＡＣノイズを容易に除去すること。 【構成】励磁回路１１でコイルを励磁し、電極で検出し
た起電力をサンプリング１，Ａ／Ｄ変換２し、そのサン
プリグデータをスペクトル分析３し、流量信号の各周波
数成分（スペクトル）を得る。電源周波数収得回路５
で、そのスペクトルから電源周波数を収得し、その周波
数の電源波形とサンプリングデータを重ね合わせ７した
後、スペクトル分析によって同期位置を見つけ、電源周
波数同期信号（ＡＣ同期信号）発生回路１０で、ＡＣ同
期信号を発生する。励磁回路１１，サンプリング回路１
を制御し、電源周波数に同期した励磁・サンプリングを
行う。
ことで電源周波数を収得し、それに同期した励磁・サン
プリングを行い、ＡＣノイズを容易に除去すること。 【構成】励磁回路１１でコイルを励磁し、電極で検出し
た起電力をサンプリング１，Ａ／Ｄ変換２し、そのサン
プリグデータをスペクトル分析３し、流量信号の各周波
数成分（スペクトル）を得る。電源周波数収得回路５
で、そのスペクトルから電源周波数を収得し、その周波
数の電源波形とサンプリングデータを重ね合わせ７した
後、スペクトル分析によって同期位置を見つけ、電源周
波数同期信号（ＡＣ同期信号）発生回路１０で、ＡＣ同
期信号を発生する。励磁回路１１，サンプリング回路１
を制御し、電源周波数に同期した励磁・サンプリングを
行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電磁流量計に関し、より
詳細には電源周波数に同期した励磁周期を持った電磁流
量計に関する。
詳細には電源周波数に同期した励磁周期を持った電磁流
量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＡＣノイズは一般的に電磁流量計で検出
される流量信号に見られる。電磁流量計は励磁・サンプ
リング周期を電源周波数に同期させることで、励磁・サ
ンプリング周期とＡＣノイズ周期を同位相とし、ＡＣノ
イズを容易に除去できることは良く知られている。この
例として、特開昭58−129219号公報，特開昭58−129599
号公報が挙げられる。
される流量信号に見られる。電磁流量計は励磁・サンプ
リング周期を電源周波数に同期させることで、励磁・サ
ンプリング周期とＡＣノイズ周期を同位相とし、ＡＣノ
イズを容易に除去できることは良く知られている。この
例として、特開昭58−129219号公報，特開昭58−129599
号公報が挙げられる。
【０００３】ＡＣ電源駆動の場合、容易に電源周波数の
同期信号が得られるが、ＤＣ電源の場合は難しい。この
様なときに、電源周波数に同期させる方法として電磁流
量計がサンプリングして得た両電極の流量信号を加算し
て流量信号からＡＣノイズ分のみを取り出し、商用電源
周波数のみ通過させるバンドパスフィルタリングによっ
て電源周波数同期信号（ＡＣ同期信号）を作り出すこと
が、第９回流体計測第６回流体制御合同シンポジウム講
演論文集の「２線式電磁流量計のＡＣノイズに関するＳ
／Ｎ比向上」に記述されている。
同期信号が得られるが、ＤＣ電源の場合は難しい。この
様なときに、電源周波数に同期させる方法として電磁流
量計がサンプリングして得た両電極の流量信号を加算し
て流量信号からＡＣノイズ分のみを取り出し、商用電源
周波数のみ通過させるバンドパスフィルタリングによっ
て電源周波数同期信号（ＡＣ同期信号）を作り出すこと
が、第９回流体計測第６回流体制御合同シンポジウム講
演論文集の「２線式電磁流量計のＡＣノイズに関するＳ
／Ｎ比向上」に記述されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＡＣ電源で駆動される
電磁流量計の場合、ＡＣ同期信号を得ることは容易であ
るが、ＤＣ電源の場合は難しい。そこで従来の技術と同
じようにＡＣノイズからＡＣ同期信号を得ることが考え
られる。しかしＡＣノイズ分のみを取り出した場合、高
周波数成分も含んでいるためバンドパスフィルタが必要
であり、またＡＣノイズが小さい場合、電源周波数成分
を分離することが難しい。
電磁流量計の場合、ＡＣ同期信号を得ることは容易であ
るが、ＤＣ電源の場合は難しい。そこで従来の技術と同
じようにＡＣノイズからＡＣ同期信号を得ることが考え
られる。しかしＡＣノイズ分のみを取り出した場合、高
周波数成分も含んでいるためバンドパスフィルタが必要
であり、またＡＣノイズが小さい場合、電源周波数成分
を分離することが難しい。
【０００５】本発明の目的は、ＡＣ／ＤＣ電源にかかわ
らず、またＡＣノイズが小さい場合でもＡＣ同期信号を
得ることにある。
らず、またＡＣノイズが小さい場合でもＡＣ同期信号を
得ることにある。
【０００６】また、本発明の目的は電源周波数に同期し
た励磁・サンプリングを行うことでＡＣノイズを除去す
ることである。
た励磁・サンプリングを行うことでＡＣノイズを除去す
ることである。
【０００７】さらにまた、本発明の目的はＡＣノイズだ
けでなく、他のノイズも容易に除去し、ノイズ影響の少
ない電磁流量計を得ることである。
けでなく、他のノイズも容易に除去し、ノイズ影響の少
ない電磁流量計を得ることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】電磁流量計はサンプリン
グして得た流量信号をＡ／Ｄ変換し、ディジタル値のサ
ンプリングデータを得る。時系列のサンプリングデータ
をスペクトル分析することで、流量信号の各周波数成分
（スペクトル）を得る。ＡＣノイズは電源周波数に同期
しているため、商用電源周波数近傍にＡＣノイズのスペ
クトルが検知できる。そこで、ＡＣノイズのスペクトル
の最大強度の周波数を、電源周波数と見なすことが出来
る。さらに、補間することで周波数分解能を上げ、より
正確な電源周波数を得ることができる。次に、得られた
電源周波数と同じ周波数の理想的な電源波形を時系列の
サンプリングデータに任意の位置で重ね合わせ、スペク
トル分析することにより、電源周波数のスペクトルの強
度も変化する。強度が最大となる重ね合わせ位置が、電
源波形とサンプリングデータ中のＡＣノイズの波形が同
期した位置と言える。この位置からＡＣ同期信号を作成
し、励磁・サンプリング回路を制御し、励磁・サンプリ
ング周期を容易に電源周波数に同期させることができ
る。
グして得た流量信号をＡ／Ｄ変換し、ディジタル値のサ
ンプリングデータを得る。時系列のサンプリングデータ
をスペクトル分析することで、流量信号の各周波数成分
（スペクトル）を得る。ＡＣノイズは電源周波数に同期
しているため、商用電源周波数近傍にＡＣノイズのスペ
クトルが検知できる。そこで、ＡＣノイズのスペクトル
の最大強度の周波数を、電源周波数と見なすことが出来
る。さらに、補間することで周波数分解能を上げ、より
正確な電源周波数を得ることができる。次に、得られた
電源周波数と同じ周波数の理想的な電源波形を時系列の
サンプリングデータに任意の位置で重ね合わせ、スペク
トル分析することにより、電源周波数のスペクトルの強
度も変化する。強度が最大となる重ね合わせ位置が、電
源波形とサンプリングデータ中のＡＣノイズの波形が同
期した位置と言える。この位置からＡＣ同期信号を作成
し、励磁・サンプリング回路を制御し、励磁・サンプリ
ング周期を容易に電源周波数に同期させることができ
る。
【０００９】
【作用】サンプリング回路は高速サンプリングすること
で、スペクトル分析時の最大周波数，周波数分解能を向
上させている。
で、スペクトル分析時の最大周波数，周波数分解能を向
上させている。
【００１０】スペクトル分析回路は時系列のサンプリン
グデータからスペクトルを求め、得られたスペクトルか
ら電源周波数に同期したＡＣノイズ周波数を容易に検知
できるようにしている。その際、商用電源周波数に対し
て最大周波数は大きく、また周波数分解能はできるだけ
高くすることで、小さなＡＣノイズでも正確にノイズ周
波数を検知できるようにしている。また、補間によって
も周波数分解能を向上させている。また、サンプリング
データのスペクトル分析によってＡＣ同期信号を得てい
るため、電磁流量計の電源がＡＣ／ＤＣ電源にはかかわ
らないようにしている。さらにまた、スペクトル分析回
路によってＡＣノイズ以外のノイズ成分も容易に検知で
きる。
グデータからスペクトルを求め、得られたスペクトルか
ら電源周波数に同期したＡＣノイズ周波数を容易に検知
できるようにしている。その際、商用電源周波数に対し
て最大周波数は大きく、また周波数分解能はできるだけ
高くすることで、小さなＡＣノイズでも正確にノイズ周
波数を検知できるようにしている。また、補間によって
も周波数分解能を向上させている。また、サンプリング
データのスペクトル分析によってＡＣ同期信号を得てい
るため、電磁流量計の電源がＡＣ／ＤＣ電源にはかかわ
らないようにしている。さらにまた、スペクトル分析回
路によってＡＣノイズ以外のノイズ成分も容易に検知で
きる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜図４により説
明する。
明する。
【００１２】図１に一実施例のシステム構成（処理の流
れ）を示す。励磁回路１１によってコイルが励磁され、
発生した磁界によって測定管内を流れる導電性の流体に
起電力が生じる。サンプリング回路１によって制御され
たタイミングで、その起電力を電極によって検出する。
検出した起電力をＡ／Ｄ変換２し、サンプリングデータ
を得る。サンプリングデータをスペクトル分析３し、流
量信号のスペクトルを得る。スペクトル補間４によって
周波数分解能を高め、商用電源周波数近傍のＡＣノイズ
周波数を検知し、電源周波数収得回路５によって電源周
波数を収得する。その際、電源周波数変動を学習６する
ことで、次の電源波形のマッチング処理を効率よく行え
るようにする。
れ）を示す。励磁回路１１によってコイルが励磁され、
発生した磁界によって測定管内を流れる導電性の流体に
起電力が生じる。サンプリング回路１によって制御され
たタイミングで、その起電力を電極によって検出する。
検出した起電力をＡ／Ｄ変換２し、サンプリングデータ
を得る。サンプリングデータをスペクトル分析３し、流
量信号のスペクトルを得る。スペクトル補間４によって
周波数分解能を高め、商用電源周波数近傍のＡＣノイズ
周波数を検知し、電源周波数収得回路５によって電源周
波数を収得する。その際、電源周波数変動を学習６する
ことで、次の電源波形のマッチング処理を効率よく行え
るようにする。
【００１３】時系列のサンプリングデータと、上記で収
得した電源周波数の理想的な波形を重ね合わせ７し、Ａ
Ｃ成分のスペクトルが最大かどうかの判定９によってス
ペクトル分析８を繰り返す。電源波形のマッチング位置
によって電源周波数同期信号発生回路１０によって電源
周波数同期信号を発生し、励磁回路１１，サンプリング
回路１が制御され、電源周波数に同期した励磁・サンプ
リングが行われる。
得した電源周波数の理想的な波形を重ね合わせ７し、Ａ
Ｃ成分のスペクトルが最大かどうかの判定９によってス
ペクトル分析８を繰り返す。電源波形のマッチング位置
によって電源周波数同期信号発生回路１０によって電源
周波数同期信号を発生し、励磁回路１１，サンプリング
回路１が制御され、電源周波数に同期した励磁・サンプ
リングが行われる。
【００１４】図２にスペクトル分析によって得られた流
量信号のスペクトルを示す。商用電源周波数近傍のスペ
クトル２１に、ＡＣノイズのスペクトルが見られる。補
間によって求めた最大のスペクトル２２の周波数を、電
源周波数として収得する。
量信号のスペクトルを示す。商用電源周波数近傍のスペ
クトル２１に、ＡＣノイズのスペクトルが見られる。補
間によって求めた最大のスペクトル２２の周波数を、電
源周波数として収得する。
【００１５】図３に電源周波数同期位置のチェックの様
子を示す。チェック時点の時系列のサンプリングデータ
３１に、上記で収得した電源周波数の理想的な電源波形
データ３２を重ね合わせ、スペクトル分析８する。順
次、電源波形データ３２をずらして行き、スペクトル中
の電源周波数成分が最大のときに電源波形のマッチング
がとれた（同期点）と判断する。
子を示す。チェック時点の時系列のサンプリングデータ
３１に、上記で収得した電源周波数の理想的な電源波形
データ３２を重ね合わせ、スペクトル分析８する。順
次、電源波形データ３２をずらして行き、スペクトル中
の電源周波数成分が最大のときに電源波形のマッチング
がとれた（同期点）と判断する。
【００１６】図４に電磁流量計がＤＣ電源の場合におけ
る一実施例のシステム構成を示す。励磁回路４８によっ
てコイル４１が励磁され、発生した磁界によって測定管
内を流れる導電性の流体に起電力が生じる。サンプリン
グ回路４３によって制御されたタイミングで、その起電
力を電極４２によって検出する。検出した起電力をＡ／
Ｄ変換４４し、サンプリングデータを得る。スペクトル
分析回路４５によってサンプリングデータをスペクトル
分析し、そのスペクトルを得る。
る一実施例のシステム構成を示す。励磁回路４８によっ
てコイル４１が励磁され、発生した磁界によって測定管
内を流れる導電性の流体に起電力が生じる。サンプリン
グ回路４３によって制御されたタイミングで、その起電
力を電極４２によって検出する。検出した起電力をＡ／
Ｄ変換４４し、サンプリングデータを得る。スペクトル
分析回路４５によってサンプリングデータをスペクトル
分析し、そのスペクトルを得る。
【００１７】スペクトルから商用電源周波数近傍のＡＣ
ノイズ周波数を検知し、電源周波数収得回路４６によっ
て電源周波数を収得する。そして、電源周波数同期信号
発生回路４７によって電源周波数同期信号を発生させ、
励磁回路４８，サンプリング回路４３が制御され、電源
周波数に同期した励磁・サンプリングが行われる。これ
ら励磁・サンプリングの動作は、ＤＣ電源５０によって
電源供給されている。電源周波数に同期して励磁・サン
プリングして得られたサンプリングデータを、流量値収
得回路４９によってそのスペクトルのノイズ周波数域を
除去したサンプリングデータに補正し、それらを演算し
流量値を得る。
ノイズ周波数を検知し、電源周波数収得回路４６によっ
て電源周波数を収得する。そして、電源周波数同期信号
発生回路４７によって電源周波数同期信号を発生させ、
励磁回路４８，サンプリング回路４３が制御され、電源
周波数に同期した励磁・サンプリングが行われる。これ
ら励磁・サンプリングの動作は、ＤＣ電源５０によって
電源供給されている。電源周波数に同期して励磁・サン
プリングして得られたサンプリングデータを、流量値収
得回路４９によってそのスペクトルのノイズ周波数域を
除去したサンプリングデータに補正し、それらを演算し
流量値を得る。
【００１８】
【発明の効果】本発明によって、商用電源周波数と分離
できないような小さいＡＣノイズの場合でも電源周波数
を収得できる。また、電源周波数の収得が難しいＤＣ電
源駆動の場合にも電源周波数に同期した励磁・サンプリ
ングが容易にできる。
できないような小さいＡＣノイズの場合でも電源周波数
を収得できる。また、電源周波数の収得が難しいＤＣ電
源駆動の場合にも電源周波数に同期した励磁・サンプリ
ングが容易にできる。
【００１９】これによって、ＡＣノイズの除去が容易に
行える。
行える。
【００２０】また、流量信号のスペクトルからＡＣノイ
ズ以外のノイズ成分も容易に検知し、当該ノイズの周波
数成分を除去（ディジタルフィルタリング）できる。
ズ以外のノイズ成分も容易に検知し、当該ノイズの周波
数成分を除去（ディジタルフィルタリング）できる。
【００２１】これらによって、より正確な流量信号が得
られる。
られる。
【００２２】さらにまた、スペクトル分析回路はソフト
ウェアによっても実現できるため、特別なハードウェア
を必要とせず経済的である。
ウェアによっても実現できるため、特別なハードウェア
を必要とせず経済的である。
【図１】電磁流量計のシステム構成（処理の流れ）図で
ある。
ある。
【図２】スペクトル分析によって得られた流量信号のス
ペクトルを示す図である。
ペクトルを示す図である。
【図３】電源周波数同期位置をチェックする様子を示す
図である。
図である。
【図４】ＤＣ電源の場合の電磁流量計のシステム構成図
である。
である。
１…サンプリング回路、２…Ａ／Ｄ変換、３…スペクト
ル分析回路、４…スペクトル補間回路、５…電源周波数
収得回路、６…電源周波数変動学習回路、７…電源波形
重ね合わせ、８…スペクトル分析回路、９…ＡＣ成分の
スペクトルが最大かどうかの判断、１０…電源周波数同
期信号発生回路、１１…励磁回路、１２…ノイズ周波数
成分除去回路、１３…流量値収得回路、２１…商用電源
周波数近傍スペクトル、２２…補間後の最大スペクト
ル、３１…時系列のサンプリングデータ、３２…理想的
な電源波形、４１…励磁コイル、４２…電極、４３…サ
ンプリング回路、４４…Ａ／Ｄ変換、４５…スペクトル
分析回路、４６…電源周波数収得回路、４７…電源周波
数同期信号発生回路、４８…励磁回路、４９…流量値収
得回路、５０…ＤＣ電源。
ル分析回路、４…スペクトル補間回路、５…電源周波数
収得回路、６…電源周波数変動学習回路、７…電源波形
重ね合わせ、８…スペクトル分析回路、９…ＡＣ成分の
スペクトルが最大かどうかの判断、１０…電源周波数同
期信号発生回路、１１…励磁回路、１２…ノイズ周波数
成分除去回路、１３…流量値収得回路、２１…商用電源
周波数近傍スペクトル、２２…補間後の最大スペクト
ル、３１…時系列のサンプリングデータ、３２…理想的
な電源波形、４１…励磁コイル、４２…電極、４３…サ
ンプリング回路、４４…Ａ／Ｄ変換、４５…スペクトル
分析回路、４６…電源周波数収得回路、４７…電源周波
数同期信号発生回路、４８…励磁回路、４９…流量値収
得回路、５０…ＤＣ電源。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斎藤 功治 茨城県勝田市大字市毛882番地 株式会社 日立製作所計測器事業部内
Claims (1)
- 【請求項１】測定管内を通過する流体の流量を測定する
電磁流量計に於いて、検出した流量信号をスペクトル分
析し、流量信号に含まれるＡＣノイズから電源周波数に
同期した励磁周期を収得することを特徴とする電磁流量
計励磁周期の電源周波数同期方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14327393A JPH075006A (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 電磁流量計励磁周期の電源周波数同期方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14327393A JPH075006A (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 電磁流量計励磁周期の電源周波数同期方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH075006A true JPH075006A (ja) | 1995-01-10 |
Family
ID=15334919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14327393A Pending JPH075006A (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 電磁流量計励磁周期の電源周波数同期方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH075006A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004528527A (ja) * | 2000-05-23 | 2004-09-16 | ローズマウント インコーポレイテッド | 電磁流量計におけるスペクトル診断法 |
| JP2014109529A (ja) * | 2012-12-04 | 2014-06-12 | Azbil Corp | 電磁流量計 |
-
1993
- 1993-06-15 JP JP14327393A patent/JPH075006A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004528527A (ja) * | 2000-05-23 | 2004-09-16 | ローズマウント インコーポレイテッド | 電磁流量計におけるスペクトル診断法 |
| JP2014109529A (ja) * | 2012-12-04 | 2014-06-12 | Azbil Corp | 電磁流量計 |
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