JPH10170317A - Electromagnetic flowmeter - Google Patents
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- JPH10170317A JPH10170317A JP32949996A JP32949996A JPH10170317A JP H10170317 A JPH10170317 A JP H10170317A JP 32949996 A JP32949996 A JP 32949996A JP 32949996 A JP32949996 A JP 32949996A JP H10170317 A JPH10170317 A JP H10170317A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、導管に設けられた
測定電極に発生する流量信号を所定のサンプリング信号
によりサンプリングして信号検出する矩形波励磁の電磁
流量計に係り、特に、導管の中の測定流体が空になった
ことを検知したり、導管の中に満たされている測定流体
の導電率を知ることができるように改良した電磁流量計
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electromagnetic flowmeter of rectangular wave excitation for sampling a flow signal generated at a measuring electrode provided in a conduit by a predetermined sampling signal and detecting the signal, and more particularly to a flowmeter in a conduit. The present invention relates to an electromagnetic flowmeter improved so as to detect that the measurement fluid is empty or to know the conductivity of the measurement fluid filled in the conduit.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の空検知機能を有する電磁流量計と
しては、励磁周波数と同期した交流信号を測定電極に印
加する方式のもの、或いは直流電流を測定電極に印加し
て得た信号を用いて空検知を行っている。これらのう
ち、図3は直流電流を測定電極に印加することにより空
検知する方式の従来の電磁流量計の構成を示す構成図で
ある。2. Description of the Related Art As a conventional electromagnetic flowmeter having an empty detection function, a method in which an AC signal synchronized with an excitation frequency is applied to a measurement electrode or a signal obtained by applying a DC current to a measurement electrode is used. Sky detection. Among them, FIG. 3 is a configuration diagram showing a configuration of a conventional electromagnetic flow meter of a system that performs empty detection by applying a direct current to a measurement electrode.
【0003】10は内面が絶縁され測定流体Qを流すこ
とのできる導管であり、この導管10には測定流体Qと
接液する一対の測定電極11a、11bが導管10とは
絶縁されて固定され、測定流体Qを接地する接地電極1
1cは共通電位点COMに接続されている。[0003] Reference numeral 10 denotes a conduit having an insulated inner surface through which a measurement fluid Q can flow, and a pair of measurement electrodes 11a and 11b in contact with the measurement fluid Q are fixed to the conduit 10 while being insulated from the conduit 10. , Ground electrode 1 for grounding measurement fluid Q
1c is connected to the common potential point COM.
【0004】この測定流体Qに磁場を印加するための励
磁コイル12は、この導管10に近接して配置され、さ
らにこの励磁コイル12には励磁回路13から矩形波状
の励磁電流Ifが流されている。An exciting coil 12 for applying a magnetic field to the measuring fluid Q is disposed close to the conduit 10, and a rectangular wave-like exciting current If flows from the exciting circuit 13 to the exciting coil 12. ing.
【0005】そして、これ等の導管10、励磁コイル1
2などにより、検出器14が構成されている。また、測
定電極11a、11bには、前置増幅器15が接続され
ているが、この前置増幅器15は入力端が測定電極11
a、11bに接続されたバッフア増幅器15a、15b
とこれ等の出力端が入力端に接続された差動増幅器15
cとで構成されている。[0005] These conduits 10 and exciting coils 1
2, etc., constitute the detector 14. A preamplifier 15 is connected to the measuring electrodes 11a and 11b.
a, 11b connected to buffer amplifiers 15a, 15b
And a differential amplifier 15 whose output terminal is connected to the input terminal.
c.
【0006】さらに、これ等の測定電極11a、11b
には、ダイオードD1、D2のカソードが接続されてい
る。これ等のダイオードD1、D2のアノードは負電源−
Vにそれぞれ接続され、ダイオードD1、D2と負電源−
Vにより定電流回路16(16a、16b)が形成され
ている。Further, these measuring electrodes 11a, 11b
Are connected to the cathodes of diodes D 1 and D 2 . The anodes of these diodes D 1 and D 2 are connected to a negative power supply −
V, and diodes D 1 and D 2 and a negative power supply
V forms a constant current circuit 16 (16a, 16b).
【0007】バッフア増幅器15bの出力端と共通電位
点COMとの間には、ツエナダイオードDZ1とDZ2とが
互いに逆極性に直列に接続されて形成された直列回路が
接続されている。A series circuit formed by connecting zener diodes D Z1 and D Z2 in series with opposite polarities is connected between the output terminal of the buffer amplifier 15b and the common potential point COM.
【0008】差動増幅器15cの出力端は、信号処理回
路17の入力端に接続され、信号処理回路17はこの出
力端に現れる測定電圧VM1を用いて流量信号VQを演算
して出力端18に出力する。[0008] The output terminal of the differential amplifier 15c is connected to the input terminal of the signal processing circuit 17, the signal processing circuit 17 is output by calculating the flow rate signal V Q using the measured voltage V M1 appearing at the output terminal 18 is output.
【0009】また、空検知回路19は、測定電圧VM1の
うちの測定電極11a、11bに現れる直流電圧Ea、
Ebの差に対応する差電圧Ed1と基準電圧源20からの
第1閾値電圧VR1とを比較してその出力端21に空検知
信号Ve1を出力する。The empty detection circuit 19 detects the DC voltage E a of the measurement voltage V M1 that appears on the measurement electrodes 11a and 11b,
A difference voltage E d1 corresponding to the difference between E b and a first threshold voltage V R1 from the reference voltage source 20 are compared, and an empty detection signal V e1 is output to an output terminal 21 thereof.
【0010】以上の構成において、タイミング回路22
は励磁回路13には励磁電流を矩形波として切り換える
タイミング信号T1を、信号処理回路17には矩形波に
切換えた後の安定期間、つまり次に切り換る直前の所定
期間でのタイミングで測定電圧をサンプリングするタイ
ミング信号T2を送出する。In the above configuration, the timing circuit 22
Is measured in the excitation circuit 13 at a timing signal T 1 for switching the excitation current as a rectangular wave, and in the signal processing circuit 17 during a stable period after switching to the rectangular wave, that is, at a timing in a predetermined period immediately before the next switching. It sends a timing signal T 2 for sampling the voltage.
【0011】次に、以上のように構成された電磁流量計
の動作について説明する。励磁回路13からは、矩形波
状の励磁電流Ifが励磁コイル12に流され、これによ
り測定流体Qに矩形波状の磁場が印加される。Next, the operation of the electromagnetic flow meter configured as described above will be described. From the excitation circuit 13, a rectangular wave exciting current If flows through the exciting coil 12, whereby a rectangular wave magnetic field is applied to the measurement fluid Q.
【0012】これに伴ない、測定電極11a、11bに
発生する測定電圧は、前置増幅器15でインピーダンス
変換されてその出力端に測定電圧VM1として出力され
る。次段の信号処理回路17は、タイミング回路22か
ら出力されるタイミング信号T 2に基づいて測定電圧V
M1をサンプリングする。Along with this, the measuring electrodes 11a and 11b
The generated measurement voltage is impedance-controlled by the preamplifier 15.
It is converted and the measured voltage VM1Output as
You. The next-stage signal processing circuit 17
Output timing signal T TwoBased on the measured voltage V
M1Is sampled.
【0013】このサンプリングは、矩形波励磁の次の切
り換え直前の励磁電流が安定している期間で行われ、こ
のサンプリング信号を用いて流量演算を実行して出力端
18に流量信号VQとして出力する。[0013] The sampling is carried out during a period following immediately before switching of the excitation current of the square wave excitation is stable, the output to the output terminal 18 by executing the flow rate operation using the sampling signal as a flow rate signal V Q I do.
【0014】一方、測定電極11a、11bには、アノ
ードが負電源−Vに接続されたダイオードD1、D2によ
って定電流回路16が形成されているので、検出器14
が空になり、測定電極11aと11bとの間の接液抵抗
RA、Rbが大きくなるとダイオードD1、D2の逆方向の
リーク電流によって測定電極11aと11bの直流電圧
Ea、Ebが大きくなる。On the other hand, since a constant current circuit 16 is formed on the measurement electrodes 11a and 11b by the diodes D 1 and D 2 whose anodes are connected to the negative power supply -V,
There empty, wetted resistance R A between the measuring electrodes 11a and 11b, R b is increased when the diode D 1, a DC voltage measuring electrodes 11a and 11b by reverse leakage of D 2 E a, E b increases.
【0015】差動増幅器15cは、これらの直流電圧E
a、Ebの差を演算してその出力端に差電圧Ed1を出力す
る。空検知回路19は、この差電圧Ed1が閾値電圧VR1
を越えると、導管10の中の測定流体Qは空と判断して
その出力端21に、例えば負に振れ切れる空検知信号を
出力する。The differential amplifier 15c receives these DC voltages E
The difference between a and Eb is calculated, and a difference voltage E d1 is output to the output terminal. The sky detection circuit 19 determines that the difference voltage Ed1 is equal to the threshold voltage VR1.
Is exceeded, it is determined that the measurement fluid Q in the conduit 10 is empty, and an empty detection signal is output to the output end 21 thereof, for example, which swings negatively.
【0016】[0016]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図3に
示す従来の空検知機能を有する電磁流量計は、測定電圧
VM1をサンプリングしているか否かにかかわらず、測定
電極11aと11bに空検知のための直流電流を流して
いるので、測定電圧VM1を検出を不安定にする要因を有
している。However, the conventional electromagnetic flow meter having an empty detecting function shown in FIG. 3 has an empty detecting electrode on the measuring electrodes 11a and 11b regardless of whether or not the measuring voltage VM1 is sampled. Since a DC current is supplied for the measurement, there is a factor that makes detection of the measurement voltage VM1 unstable.
【0017】また、既述の励磁周波数と同期した交流信
号を測定電極に印加する方式の電磁流量計でも、流量を
検出するときにも空検知用の交流電流を測定電極に印加
しているので、図3に示す電磁流量計と同様に、流量測
定に際して誤差要因を含み検知が不安定になるという問
題がある。Also, in the electromagnetic flowmeter of the type in which an AC signal synchronized with the above-described excitation frequency is applied to the measurement electrode, an AC current for empty detection is applied to the measurement electrode even when the flow rate is detected. As with the electromagnetic flow meter shown in FIG. 3, there is a problem that the flow rate measurement includes an error factor and the detection becomes unstable.
【0018】[0018]
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の課題を
解決するための主な構成として、導管に設けられた測定
電極に発生する流量信号を所定のサンプリング信号によ
りサンプリングして信号検出する矩形波励磁の電磁流量
計において、先の測定電極に電流信号を供給する電流供
給手段と、先のサンプリング信号によるサンプリング期
間と異なる空検知期間で先の電流信号を送出するタイミ
ング切換手段と、先の空検知期間で検出した検知信号を
用いて先の導管の中が空であることを検知するようにし
たものである。さらに、本発明は、この検知信号を用い
て測定すべき流体の導電率をも演算できるようにしたも
のである。According to the present invention, as a main structure for solving the above problems, a flow rate signal generated at a measuring electrode provided on a conduit is sampled by a predetermined sampling signal to detect a signal. In a rectangular wave excitation electromagnetic flowmeter, current supply means for supplying a current signal to the previous measurement electrode, timing switching means for transmitting the previous current signal in an empty detection period different from the sampling period by the previous sampling signal, In this case, it is detected that the inside of the previous conduit is empty using the detection signal detected in the empty detection period. Further, in the present invention, the conductivity of the fluid to be measured can be calculated using the detection signal.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を用いて説明する。図1は本発明の実施の1形態を
示す構成図である。なお、図3に示す従来の電磁流量計
と同一の機能を有する部分には同一の符号を付して適宜
にその説明を省略する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of the present invention. Parts having the same functions as those of the conventional electromagnetic flow meter shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be appropriately omitted.
【0020】励磁回路13は、タイミング信号T1によ
り決定されるタイミングで正負に亘る矩形波状に形成さ
れた励磁電流Ifとして励磁コイル12a、12bに流
して、導管10に存在する測定流体Qに矩形波状の磁場
を印加する。The excitation circuit 13, the exciting coil 12a as an excitation current I f which is formed in a rectangular wave shape across the positive and negative at a timing determined by the timing signals T 1, flowing in 12b, to the measuring fluid Q present in the conduit 10 A rectangular wave magnetic field is applied.
【0021】測定電極11aと11bに発生した電圧
は、バッフア増幅器15a、15bのそれぞれの非反転
入力端(+)に出力される。これらの出力端は差動増幅
器15dで差動演算がなされてアナログ/デジタル変換
器23に出力される。The voltages generated at the measuring electrodes 11a and 11b are output to the non-inverting input terminals (+) of the buffer amplifiers 15a and 15b. These output terminals are subjected to a differential operation by the differential amplifier 15d and output to the analog / digital converter 23.
【0022】アナログ/デジタル変換器23は、マイク
ロプロセッサ24から出力されるタイミング信号T3に
基づいて差動増幅器15の出力端に現れる測定電圧VM2
をサンプリングしデジタル信号に変換してマイクロプロ
セッサ24に伝送する。The analog / digital converter 23 outputs a measured voltage V M2 appearing at the output terminal of the differential amplifier 15 based on the timing signal T 3 output from the microprocessor 24.
Is sampled, converted into a digital signal, and transmitted to the microprocessor 24.
【0023】マイクロプロセッサ24は、励磁回路13
にタイミング信号T1を出力すると共にサンプリングさ
れたアナログ/デジタル変換器23のデータに基づいて
流量演算を実行して出力端25に流量信号を出力する。The microprocessor 24 includes the excitation circuit 13
And it outputs a flow rate signal to an output terminal 25 by executing the flow calculation based on the data of the analog / digital converter 23 which is sampled with a timing signal T 1 to.
【0024】一方、定電流回路26は、空検知用として
設けられ、測定電極11aと11bを介して共通電位点
COMに定電流IC1、IC2を流す。さらに、この定電流
回路26はタイミング切換回路27に接続されており、
このタイミング切換回路27はマイクロプロセッサ24
から出力されたタイミング信号T4により切り換えられ
て駆動電圧+VE、−VEを定電流回路26に供給する。On the other hand, the constant current circuit 26 is provided for empty detection, and supplies constant currents I C1 and I C2 to the common potential point COM via the measurement electrodes 11a and 11b. Further, the constant current circuit 26 is connected to a timing switching circuit 27,
This timing switching circuit 27 is a microprocessor 24
The driving voltages + V E and −V E are supplied to the constant current circuit 26 by being switched by the timing signal T 4 output from the control circuit 26.
【0025】さらに、アナログ/デジタル変換器28
は、この定電流IC1、IC2によって測定電極11aと1
1bに発生した直流電圧VCMと測定電圧VM2とが重畳し
た重畳信号VS1、VS2をバッフア増幅器15a、15b
を介して検出する。Further, the analog / digital converter 28
Is determined by the constant currents I C1 and I C2 .
The superimposed signals V S1 and V S2 in which the DC voltage V CM generated in 1b and the measured voltage V M2 are superimposed are converted into buffer amplifiers 15a and 15b.
To detect through.
【0026】このために、アナログ/デジタル変換器2
8は、マイクロプロセッサ24から供給されるタイミン
グ信号T5に基づくタイミングで、定電流IC1、IC2に
対応した重畳信号VS1、VS2をサンプリングしデジタル
信号に変換してマイクロプロセッサ24に送出する。For this purpose, the analog / digital converter 2
8, at the timing based on the timing signal T 5 supplied from the microprocessor 24, sends to the microprocessor 24 converts the superimposed signal V S1, V S2 corresponding to the constant current I C1, I C2 to sampled digital signals I do.
【0027】マイクロプロセッサ24は、この重畳信号
VS1、VS2の差を演算して後述する所定の演算式によ
り、測定流体の導電率σを演算したり、空検知の判断を
したり、警報を発したりする。The microprocessor 24 calculates the difference between the superimposed signals V S1 and V S2 and calculates the conductivity σ of the fluid to be measured, determines empty detection, determines an alarm by using a predetermined arithmetic expression described later, and issues an alarm. Or to emit.
【0028】ここで、タイミング切換回路27と定電流
回路26とについて具体的に説明する。タイミング切換
回路27は、マイクロプロセッサ24から出力されたタ
イミング信号T4にしたがってスイッチS1を駆動電圧+
VE、共通電位点COM、駆動電圧−VEにそれぞれ切り
換えて、切換電圧VE0として定電流回路26に出力す
る。Here, the timing switching circuit 27 and the constant current circuit 26 will be specifically described. The timing switching circuit 27 switches the switch S 1 according to the timing signal T 4 output from the microprocessor 24 to the driving voltage +
V E, the common potential point COM, by switching each of the driving voltage -V E, and outputs the constant current circuit 26 as a switching voltage V E0.
【0029】定電流回路26は、第1定電流回路26a
と第2定電流回路26bとから構成されている。第1定
電流回路26aはバッフア増幅器Q11、Q21、演算増幅
器Q 31、抵抗R11、R21、R31、R41、R51で構成さ
れ、第2定電流回路26bはバッフア増幅器Q12、
Q22、演算増幅器Q32、抵抗R12、R22、R32、R42、
R52で構成されている。The constant current circuit 26 includes a first constant current circuit 26a.
And a second constant current circuit 26b. 1st fixed
The current circuit 26a includes a buffer amplifier Q11, Qtwenty one, Operational amplification
Container Q 31, Resistance R11, Rtwenty one, R31, R41, R51Composed of
The second constant current circuit 26b includes a buffer amplifier Q12,
Qtwenty two, Operational amplifier Q32, Resistance R12, Rtwenty two, R32, R42,
R52It is composed of
【0030】第1定電流回路26aは、演算増幅器Q31
の非反転入力端(+)が、バッフア増幅器Q11の出力端
から抵抗R11を介して、さらに測定電極11bからバッ
フア増幅器Q21と抵抗R21を介してそれぞれ接続されて
いる。The first constant current circuit 26a includes an operational amplifier Q 31
The non-inverting input terminal of the (+), via a resistor R 11 from the output of Baffua amplifier Q 11, are connected via a further measuring electrode 11b Baffua amplifier Q 21 and resistors R 21 from.
【0031】また、演算増幅器Q31の反転入力端(−)
は、抵抗R31を介して共通電位点COMと、抵抗R41を
介して出力端とそれぞれ接続され、出力端は抵抗R51を
介して測定電極11bに接続されている。Further, the inverting input of the operational amplifier Q 31 (-)
Includes a common potential point COM through the resistor R 31, are respectively output via a resistor R 41 connected, the output end is connected to the measuring electrode 11b via a resistor R 51.
【0032】そして、第2定電流回路26bは、第1定
電流回路26aの各構成要素であるバッフア増幅器、演
算増幅器、抵抗の符号のサフッイクスのうちその第2番
目のサフッイクスの番号を1から2に変更して読み替え
ることにより、同一の構成となるので、その説明を省略
する。The second constant current circuit 26b sets the number of the second suffix from 1 to 2 among the suffixes of the signs of the buffer amplifier, the operational amplifier, and the resistor, which are the components of the first constant current circuit 26a. Since the same configuration can be obtained by changing and reading the description, the description thereof is omitted.
【0033】第1定電流回路26aからは定電流IC1が
測定電極11bを介して共通電位点COMに、第2定電
流回路26bからは定電流IC2が測定電極11aを介し
て共通電位点COMに、それぞれ流される。The constant current I C1 from the first constant current circuit 26a is supplied to the common potential point COM via the measuring electrode 11b, and the constant current I C2 is supplied from the second constant current circuit 26b via the measuring electrode 11a to the common potential point COM. COM, respectively.
【0034】説明を簡単にするため、各抵抗R11、
R21、R31、R41、R51の抵抗値を一定の抵抗値R0を
有するものとし、第1定電流回路26aの出力電圧を仮
にE01とすれば、演算増幅器Q31の非反転入力端(+)
の電圧は、バッフア増幅器Q11の出力端の電圧VE0とE
01の和電圧(VE0+E01)を抵抗R11とR41で分圧した
分圧電圧(VE0+E01)/2として得られる。For the sake of simplicity, each resistor R 11 ,
Assuming that the resistance values of R 21 , R 31 , R 41 , and R 51 have a constant resistance value R 0 and the output voltage of the first constant current circuit 26 a is E 01 , the non-inversion of the operational amplifier Q 31 Input end (+)
Voltage, the voltage V E0 of the output end of Baffua amplifier Q 11 and E
01 is obtained as a divided voltage (V E0 + E 01 ) / 2 obtained by dividing the sum voltage (V E0 + E 01 ) by the resistors R 11 and R 41 .
【0035】一方、演算増幅器Q31の出力端の電圧をE
Xとすれば、このEXを抵抗R41とR 31で分圧した電圧、
つまりEX/2が反転入力端(−)の電圧となり、反転
入力端(−)の電圧EX/2は非反転入力端(+)の電
圧に等しくなるように演算増幅器Q31が動作するので、 EX/2=(VE0+E01)/2 となる。これを整理して、 EX=(VE0+E01) (1) の関係を得る。On the other hand, the operational amplifier Q31The voltage at the output terminal of
XThen, this EXIs the resistance R41And R 31Voltage divided by
That is, EX/ 2 becomes the voltage of the inverting input terminal (-),
Input terminal (-) voltage EX/ 2 is the voltage at the non-inverting input terminal (+).
Operational amplifier Q31Works, so EX/ 2 = (VE0+ E01) / 2. Arranging this, EX= (VE0+ E01(1) Obtain the relationship (1).
【0036】さらに、 EX−E01=IC1・R51 (2) の関係があるので、これらの(1)式と(2)式の関係
から、 VE0=IC1・R51 (3) なる関係を得る。Furthermore, since there is a relationship of E X -E 01 = I C1 · R 51 (2), these (1) and (2) the relationship, V E0 = I C1 · R 51 (3 ) Get a relationship.
【0037】このIC1は、負荷側の抵抗(測定電極11
bの接液抵抗)に依存しないで、V E0、つまりスイッチ
S1で切り換えて印加される駆動電圧+VE、0、−VE
にそれぞれ比例する形で測定電極11bに流されるの
で、このIC1は定電流であることを意味している。第2
定電流回路26b側も同様に動作して、測定電極11a
に定電流IC2を流す。This IC1Is the resistance on the load side (measurement electrode 11
b) E0I.e. the switch
S1Drive voltage + V applied by switchingE, 0, -VE
To the measuring electrode 11b in proportion to
And this IC1Means a constant current. Second
The constant current circuit 26b operates in the same manner, and the measurement electrode 11a
Constant current IC2Flow.
【0038】次に、以上のように構成された図1に示す
回路全体の動作について図2に示す波形図を用いて説明
する。先ず、空検知機能を作動させない通常の動作につ
いて説明する。Next, the operation of the entire circuit configured as described above and shown in FIG. 1 will be described with reference to the waveform diagram shown in FIG. First, a normal operation in which the sky detection function is not activated will be described.
【0039】この場合は、マイクロプロセッサ24から
出力されるタイミング信号T4によりスイッチS1を共通
電位点COM側に切り換えて、定電流IC1、IC2の値が
ゼロで定電流回路26の出力インピーダンスが高い状態
にしておく。In this case, the switch S 1 is switched to the common potential point COM side by the timing signal T 4 output from the microprocessor 24, and the values of the constant currents I C1 and I C2 are zero and the output of the constant current circuit 26 is Keep the impedance high.
【0040】励磁回路13はタイミング信号T1を受け
て、励磁回路13に内蔵される定電流を切り換えて正負
に変化する矩形波状の励磁電流If(図2(A))と
し、これを励磁コイル12a、12bに流すことによ
り、測定流体Qに矩形波状の磁場を印加する。Upon receiving the timing signal T 1 , the exciting circuit 13 switches the constant current contained in the exciting circuit 13 to generate a rectangular wave-like exciting current If (FIG. 2 (A)) which changes between positive and negative. By flowing the coils through the coils 12a and 12b, a rectangular magnetic field is applied to the measurement fluid Q.
【0041】アナログ/デジタル変換器23は、測定流
体Qの流量に対応して測定電極11a、11bに発生す
る測定電圧を前置増幅器15a、15bと差動増幅器1
5dを介して測定電圧VM2(図2(B))として受信す
る。The analog / digital converter 23 converts the measurement voltages generated at the measurement electrodes 11a and 11b corresponding to the flow rate of the measurement fluid Q into the preamplifiers 15a and 15b and the differential amplifier 1
It is received as the measured voltage V M2 (FIG. 2B) via 5d.
【0042】アナログ/デジタル変換器23は、マイク
ロプロセッサ24から出力される図2(C)に示すタイ
ミング信号T3によりこの測定電圧VM2をサンプリング
しデジタル信号に変換してマイクロプロセッサ24に出
力する。The analog / digital converter 23, the timing signal T 3 shown in FIG. 2 (C) which is outputted from the microprocessor 24 outputs the measured voltage V M2 to sampled microprocessor 24 into a digital signal .
【0043】測定電圧VM2のタイミング信号T3により
測定電圧VM2(図2(B))をサンプリングするタイミ
ングは、励磁電流If(図2(A))が切り換えられて
安定した期間で実行される。The running period timing for sampling the measured voltage V M2 (see FIG. 2 (B)) by the timing signal T 3 is the exciting current I f (FIG. 2 (A)) is switched to a stable measured voltage V M2 Is done.
【0044】アナログ/デジタル変換器23で変換され
たデジタル信号は、マイクロプロセッサ24で所定の流
量演算プログラムにしたがって流量信号を演算して出力
端25に出力される。The digital signal converted by the analog / digital converter 23 is calculated by a microprocessor 24 in accordance with a predetermined flow rate calculation program, and is output to an output terminal 25.
【0045】次に、空検知をする場合について説明す
る。タイミング切換回路27においてマイクロプロセッ
サ24から出力されるタイミング信号T4により駆動電
源が+VEと−VEに切り換えられる。Next, the case of detecting the sky will be described. Driving power by the timing signal T 4 output from the microprocessor 24 is switched to + V E and -V E at the timing switch circuit 27.
【0046】定電流回路26は、これを定電流化して定
電流IC1として測定電極11bから共通電位点COM
に、また定電流IC2として測定電極11aから共通電位
点COMにそれぞれ流す。The constant current circuit 26 converts this into a constant current to generate a constant current I C1 from the measurement electrode 11b to the common potential point COM.
And as a constant current I C2 from the measurement electrode 11a to the common potential point COM.
【0047】この場合の定電流値は、図2(D)に示す
ように、 IC1=IC2=VE0/R51=±VE/R51 (4) として示される。The constant current value in this case is expressed as I C1 = I C2 = V E0 / R 51 = ± V E / R 51 (4) as shown in FIG.
【0048】そして、定電流IC1とIC2を流すタイミン
グは、図2(D)に示すように、電圧VM2をサンプリン
グするタイミング(図2(B、C))とは異なり、励磁
電流Ifの立ち上げ期間の近傍に設定されており、それ
以外の期間では流さないように設定されている。The timing at which the constant currents I C1 and I C2 flow is different from the timing at which the voltage VM 2 is sampled (FIGS. 2B and 2C), as shown in FIG. 2D. It is set near the rise period of f , and is set not to flow during other periods.
【0049】図2(E)は、測定電極11aと11bに
定電流IC1、IC2によって発生した直流電圧VCMが流量
信号を示す測定電圧VM2/2に重畳したときの共通電位
点COMに対する測定電極11aと11bに発生する重
畳信号VS1、VS2の波形として示している。FIG. 2E shows a common potential point COM when the DC voltage V CM generated by the constant currents I C1 and I C2 is superimposed on the measurement electrodes 11a and 11b on the measurement voltage V M2 / 2 indicating the flow signal. Are shown as waveforms of superimposed signals V S1 and V S2 generated on the measurement electrodes 11a and 11b.
【0050】V+は+VE/R51に対応する定電流I
C1(IC2)を流したときに検出される重畳信号VS1、V
S2の値であり、V-は−VE/R51に対応する定電流IC1
(IC2)を流したときに検出される重畳信号VS1、VS2
の値である。ただし、簡単のため、測定電極11aと1
1bの接液抵抗は同一としてある。V + is a constant current I corresponding to + V E / R 51
Superimposed signals V S1 , V S detected when C1 (I C2 ) flows
S2 is a value, V - the constant current I C1 corresponding to -V E / R 51
(I C2 ) and superimposed signals V S1 and V S2 detected when flowing
Is the value of However, for simplicity, the measurement electrodes 11a and 1
The liquid contact resistance of 1b is the same.
【0051】なお、図2(B)に示す測定電圧VM2の波
形において、点線で示した波形部分は測定電極11aと
11bの接液抵抗にアンバランスがあるときの波形を示
しているが、これは接液抵抗の差に基づいて定電流IC1
(IC2)によって発生する電圧降下が重畳されたからで
ある。In the waveform of the measurement voltage VM2 shown in FIG. 2B, the waveform indicated by the dotted line shows the waveform when the liquid contact resistance of the measurement electrodes 11a and 11b is unbalanced. This is based on the difference in liquid contact resistance and the constant current I C1
This is because the voltage drop generated by (I C2 ) is superimposed.
【0052】アナログ/デジタル変換器28は、図2
(F)で示すタイミング信号T5によって規定されるタ
イミング、つまり定電流IC1(IC2)が流されている期
間における重畳信号V+、V-をサンプリングしてデジタ
ル信号に変換してマイクロプロセッサ24に送出する。The analog / digital converter 28 corresponds to FIG.
Timing defined by the timing signal T 5 shown by (F), i.e. a superimposed signal in a period in which a constant current I C1 (I C2) is flowed V +, V - and is converted into sampling and digital signal microprocessor 24.
【0053】σを測定流体の導電率、rを測定電極の半
径とすれば、測定電極11a、11bの接液抵抗R
Mが、 RM=1/σ・r で示されるので、重畳信号V+(又はV-)は、 V+=IC1/σ・r で示される。If σ is the conductivity of the measurement fluid and r is the radius of the measurement electrode, the liquid contact resistance R of the measurement electrodes 11a and 11b
Since M is represented by R M = 1 / σ · r, the superimposed signal V + (or V − ) is represented by V + = I C1 / σ · r.
【0054】したがって、導管10の中の測定流体が空
になったら、導電率σが極端に小さくなったことと等価
になるので、重畳電圧V+が極大値、つまり電源電圧相
当(V+S)に達したことをマイクロプロセッサ24が検
出することにより測定流体が空になったと判断すること
ができる。Therefore, when the measuring fluid in the conduit 10 becomes empty, it becomes equivalent to the conductivity σ becoming extremely small, so that the superimposed voltage V + becomes the maximum value, that is, the power supply voltage equivalent (V + S ) Is reached by the microprocessor 24, it can be determined that the measurement fluid is empty.
【0055】また、マイクロプロセッサ24は、重畳信
号V+とV-を用いて、(V+−V-)/2を演算すること
により、測定電圧VMの成分を除去しながら、測定電極
11aと11bの接液抵抗による電圧降下を知ることが
できる。[0055] The microprocessor 24 is superimposed signal V + and V - by using, (V + -V -) by calculating / 2, while removing the component of the measured voltage V M, the measurement electrodes 11a And the voltage drop due to the liquid contact resistance of 11b.
【0056】これを式で示すと、 IC1/σ・r=(V+−V-)/2 となる。この式を変形すると、 σ=2IC1/[r(V+−V-)] (5) を得る。This can be expressed by the following equation: I C1 / σ · r = (V + −V − ) / 2. By transforming this equation, σ = 2I C1 / [r (V + −V − )] (5) is obtained.
【0057】したがって、マイクロプロセッサ24は、
この式を演算を実行する演算プログラムを例えばROM
(リードオンリーメモリ)に設定することにより、これ
を用いて、測定流体の導電率σを算出することができ
る。Therefore, the microprocessor 24
An operation program for executing the operation of this formula is stored in a ROM, for example.
(Read only memory) can be used to calculate the conductivity σ of the measurement fluid.
【0058】さらに、測定範囲の下限の導電率をσmin
と設定すると、(5)式の関係から V+−V-=2IC1/rσmin (6) となる。差電圧(V+−V-)が右辺の値を越えると、正
常測定の範囲外と判断して異常状態のアラームを発する
ことができる。Further, the conductivity at the lower limit of the measurement range is defined as σ min
With the setting, (5) V + -V from the relationship - a = 2I C1 / rσ min (6 ). Difference voltage (V + -V -) is exceeds the value of the right side, it is possible to determine the range of normal measurement to alarm the abnormal condition.
【0059】[0059]
【発明の効果】以上、発明の実施の形態と共に具体的に
説明したように、請求項1又は2に記載された発明によ
れば、空検知をするために測定電極に印加する電流信号
を信号サンプリングしない期間に流す構成にしたので、
安定な流量信号を確保することができるメリットがあ
る。As described above, according to the first or second aspect of the present invention, the current signal applied to the measurement electrode for detecting the empty state is a signal. Because it was configured to flow during the period when sampling is not performed,
There is an advantage that a stable flow signal can be secured.
【0060】また、請求項3に記載された発明によれ
ば、測定電極に電流信号を流して得られる2種類の検知
信号を用いて測定流体の導電率を演算することができ、
この演算結果から測定範囲内に導電率が入っているか否
かを知ることができるので信頼性のある流量信号を得る
ことができる。According to the third aspect of the present invention, the conductivity of the measurement fluid can be calculated using two types of detection signals obtained by applying a current signal to the measurement electrode,
Since it is possible to know from the calculation result whether or not the conductivity is within the measurement range, a reliable flow signal can be obtained.
【図1】本発明の1実施の形態を示すブロック図であ
る。FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention.
【図2】図1に示す実施の形態の動作を説明する波形図
である。FIG. 2 is a waveform chart for explaining the operation of the embodiment shown in FIG.
【図3】従来の電磁流量計の構成を示すブロック図であ
る。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a conventional electromagnetic flow meter.
10 導管 11a、11b 測定電極 12 励磁コイル 13 励磁回路 14 検出器 15 前置増幅器 16a、16b 定電流回路 17 信号処理回路 19 空検知回路 20 基準電圧源 22 タイミング回路 23、28 アナログ/デジタル変換器 24 マイクロプロセッサ 26 定電流回路 27 タイミング切換回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Conduit 11a, 11b Measurement electrode 12 Excitation coil 13 Excitation circuit 14 Detector 15 Preamplifier 16a, 16b Constant current circuit 17 Signal processing circuit 19 Empty detection circuit 20 Reference voltage source 22 Timing circuit 23, 28 Analog / digital converter 24 Microprocessor 26 Constant current circuit 27 Timing switching circuit
Claims (3)
信号を所定のサンプリング信号によりサンプリングして
信号検出する矩形波励磁の電磁流量計において、前記測
定電極に電流信号を供給する電流供給手段と、前記サン
プリング信号によるサンプリング期間と異なる空検知期
間で前記電流信号を送出するタイミング切換手段と、前
記空検知期間で検出した検知信号を用いて前記導管の中
が空であることを検知することを特徴とする電磁流量
計。1. A current supply means for supplying a current signal to a measuring electrode in a rectangular wave excitation electromagnetic flow meter for sampling a flow signal generated at a measuring electrode provided in a conduit by a predetermined sampling signal and detecting the signal. Timing switching means for transmitting the current signal in an empty detection period different from the sampling period by the sampling signal, and detecting that the inside of the conduit is empty by using a detection signal detected in the empty detection period. An electromagnetic flowmeter characterized by the following.
げ期間にのみ設定したことを特徴とする請求項1記載の
電磁流量計。2. The electromagnetic flow meter according to claim 1, wherein the empty detection period is set only in a rising period of the rectangular wave excitation.
体の導電率を演算する演算手段を具備することを特徴と
する請求項1又は2記載の電磁流量計。3. The electromagnetic flowmeter according to claim 1, further comprising a calculating means for calculating the electric conductivity of the measurement fluid in the conduit using the detection signal.
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- 1996-12-10 JP JP32949996A patent/JP3453751B2/en not_active Expired - Fee Related
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