JPS5810610A - 電磁流量計 - Google Patents
電磁流量計Info
- Publication number
- JPS5810610A JPS5810610A JP10811081A JP10811081A JPS5810610A JP S5810610 A JPS5810610 A JP S5810610A JP 10811081 A JP10811081 A JP 10811081A JP 10811081 A JP10811081 A JP 10811081A JP S5810610 A JPS5810610 A JP S5810610A
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- Japan
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- correction
- signal
- flow rate
- fluid
- measured
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/56—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects
- G01F1/58—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects by electromagnetic flowmeters
- G01F1/60—Circuits therefor
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、測定条件、特にレイノルズ数凡・による測定
誤差を補正するようにした電磁流量針に関する。
誤差を補正するようにした電磁流量針に関する。
一般に１円管内の中心対称流はレイノルズ数Ｒｅが２３
００付近を境とし、Ｒｅ＜２３００で唸層流（放物線流
速分布）、Ｒ・）２３０ Ｇでは乱流（指数関数流速分
布）となることが良く知られている。ｔた、均一な磁界
をもつ電磁流量計では、層流と乱流いずれに対してもそ
の平均流速（平均流量）に比例した出力を発信すること
が知られている。
００付近を境とし、Ｒｅ＜２３００で唸層流（放物線流
速分布）、Ｒ・）２３０ Ｇでは乱流（指数関数流速分
布）となることが良く知られている。ｔた、均一な磁界
をもつ電磁流量計では、層流と乱流いずれに対してもそ
の平均流速（平均流量）に比例した出力を発信すること
が知られている。
しかし近年で杜、セ／す類の小形化、コストダウンの目
的により電磁流量計発信器の面間寸法（測定用管路の長
さに略々等しい）が縮小の傾向にあシ、それに伴って不
均一磁界が採用されている。そのため、層流と乱流の区
別なくその平均流量を指示するということは、必らずし
も当てはまらなくなっている。り１９、通常、電磁流量
計自身の検定は水によシその乱流領域で行われるのであ
るが。
的により電磁流量計発信器の面間寸法（測定用管路の長
さに略々等しい）が縮小の傾向にあシ、それに伴って不
均一磁界が採用されている。そのため、層流と乱流の区
別なくその平均流量を指示するということは、必らずし
も当てはまらなくなっている。り１９、通常、電磁流量
計自身の検定は水によシその乱流領域で行われるのであ
るが。
（１） 乱流領域では流速分布がほぼ一様であるから
、乱流領域内の流体を対象とする測定には問題ないが、 （２） ファイン・ケミカルや水処理プロセスの薬注
関係では、比較的粘度の高い流体を低流速度で流すため
、層流領域で使用することとなる。一方、発信器自体の
検定は水を使って乱流域で行うため、実使用状態での測
定流体の条件によっては発信器出力のスパン誤差が出や
すいという問題がある。特に、微小口径（例えば６〜２
．５Ａの発信器）では層流領域となりあいので、このよ
うな問題が比較的起シ易いことが指摘されている。
、乱流領域内の流体を対象とする測定には問題ないが、 （２） ファイン・ケミカルや水処理プロセスの薬注
関係では、比較的粘度の高い流体を低流速度で流すため
、層流領域で使用することとなる。一方、発信器自体の
検定は水を使って乱流域で行うため、実使用状態での測
定流体の条件によっては発信器出力のスパン誤差が出や
すいという問題がある。特に、微小口径（例えば６〜２
．５Ａの発信器）では層流領域となりあいので、このよ
うな問題が比較的起シ易いことが指摘されている。
このような問題に対する現状ての対応は必らずしも十分
ではなく、測定流体の種類に応じて測定の都度、実液検
定によるスパン補正が行われてき九のであるが、この実
液検定だとパッチで異種の流体を流すときには流体の種
類が異なることによるスパン誤差の補正に対応しきれな
い困難が生じている。
ではなく、測定流体の種類に応じて測定の都度、実液検
定によるスパン補正が行われてき九のであるが、この実
液検定だとパッチで異種の流体を流すときには流体の種
類が異なることによるスパン誤差の補正に対応しきれな
い困難が生じている。
本発明は上記従来技術に鑑み、レイノルズ数ン補正を行
える電磁流量計を提携することを目的とする。そのため
本発明で杜、測定液体の粘度、密度など流体の物性に関
する情報音入力してこれらパラメータの関数となる補正
係数を演算し、発信器からの流量比例信号をこの補正係
数で補正する信号処理を行ってその結果を出力する構成
か、あるいは測定液種毎に水による検定値と実液による
検定値との差から補正係数を予め求めてこれを記憶して
おき、測定時に液種等の識別信号を与えてこれに対応す
る補正係数で発信器からの流量比例信号を補正する信号
処理を行うことによシその結果を出力する構成をとる。
える電磁流量計を提携することを目的とする。そのため
本発明で杜、測定液体の粘度、密度など流体の物性に関
する情報音入力してこれらパラメータの関数となる補正
係数を演算し、発信器からの流量比例信号をこの補正係
数で補正する信号処理を行ってその結果を出力する構成
か、あるいは測定液種毎に水による検定値と実液による
検定値との差から補正係数を予め求めてこれを記憶して
おき、測定時に液種等の識別信号を与えてこれに対応す
る補正係数で発信器からの流量比例信号を補正する信号
処理を行うことによシその結果を出力する構成をとる。
以下、図面に基づいて本発明上説明する。
第１図は本発明の一実施例の回路構成を示す。
この実施例の電磁流量針は、信号処理にマイクロコンピ
ュータを使用した定電流駆動式の゛低周波励振形電磁流
量針である。予め、電磁流量針としての基本構成及び動
作を簡単に説明すると。
ュータを使用した定電流駆動式の゛低周波励振形電磁流
量針である。予め、電磁流量針としての基本構成及び動
作を簡単に説明すると。
１．２＆び３拡それぞれ励磁コイル、測定用管路及び一
対の電極であシ、これらが電磁流量計発信器を構成する
。４．５及び６はそれぞれバッファ増幅器、前置増幅器
及び演算制御回路でＴｏシ、これらが電磁流量計変換器
を構゛成し、この例では演算制御回路６がマイクロノロ
セッサ（以下、ＣＰＵと略称する）６ａ、メモリ６ｂ、
マルチプレクサ（以下、ＭＰＸと略称する）６Ｃ，アナ
ログ・デジタル変換ｒＭ（以下、ＡＤＣと略称する）６
ｄ、デジタル・アナログ変換ａ（以下、ＤＡＣと略称す
る）６・瓦び入出力ボート（以下、１１０と略称する）
６ｆによシ構成されている。なお、６ｇはデータ・パス
、６ｈはアドレス・パｘ、６１はコントロール・パス、
６ｊと６にはそれぞれタイミング信号である。励振回路
７はこの例では商用周波ノイズを除去するため、商用電
源８に同期し九タイミング信号６ｊによシ制御されて商
用周波数のｉ、＋’ｉ等の周波数の励磁電流を作る。励
磁電流波形拡止・員、正・ゼロ、負・ゼロ、正・ゼロ拳
負・ゼロの極性のものや、あるいは正弦波、三角波１台
形波など各種のものが採用されるが、ここでは第２図（
−の如き正・ゼロ・負・ゼｐを繰返す矩形波とする。こ
の励磁電流に対し電極間には第２図伽）の流量比例信号
が発生するが、これには第２図（ｅ）の電磁誘導ノイズ
、同図（尋の商用周液ノイズ及び同図（・）の電気化学
的直流ノイズが重畳する。そこで前置増幅器５の増幅出
力をＭＰＸ６Ｃによシ第２図（章のタイミングａ、ｂ、
ｃ。
対の電極であシ、これらが電磁流量計発信器を構成する
。４．５及び６はそれぞれバッファ増幅器、前置増幅器
及び演算制御回路でＴｏシ、これらが電磁流量計変換器
を構゛成し、この例では演算制御回路６がマイクロノロ
セッサ（以下、ＣＰＵと略称する）６ａ、メモリ６ｂ、
マルチプレクサ（以下、ＭＰＸと略称する）６Ｃ，アナ
ログ・デジタル変換ｒＭ（以下、ＡＤＣと略称する）６
ｄ、デジタル・アナログ変換ａ（以下、ＤＡＣと略称す
る）６・瓦び入出力ボート（以下、１１０と略称する）
６ｆによシ構成されている。なお、６ｇはデータ・パス
、６ｈはアドレス・パｘ、６１はコントロール・パス、
６ｊと６にはそれぞれタイミング信号である。励振回路
７はこの例では商用周波ノイズを除去するため、商用電
源８に同期し九タイミング信号６ｊによシ制御されて商
用周波数のｉ、＋’ｉ等の周波数の励磁電流を作る。励
磁電流波形拡止・員、正・ゼロ、負・ゼロ、正・ゼロ拳
負・ゼロの極性のものや、あるいは正弦波、三角波１台
形波など各種のものが採用されるが、ここでは第２図（
−の如き正・ゼロ・負・ゼｐを繰返す矩形波とする。こ
の励磁電流に対し電極間には第２図伽）の流量比例信号
が発生するが、これには第２図（ｅ）の電磁誘導ノイズ
、同図（尋の商用周液ノイズ及び同図（・）の電気化学
的直流ノイズが重畳する。そこで前置増幅器５の増幅出
力をＭＰＸ６Ｃによシ第２図（章のタイミングａ、ｂ、
ｃ。
ｄ、・・・で取込み且つＡＤＣ６ｄでデジタル信号にビ
、各タイミングでのサンプル値Ｖａ 、Ｖｂ 、Ｖｅ
ＩＶｄ を用いて次式（１）の演算をＣＰＵ６ｍが行う
ととによシ、ノイズ分を含まない流量値Ｖｉを得ている
。但し式（１）中のｋは比例定数である。
、各タイミングでのサンプル値Ｖａ 、Ｖｂ 、Ｖｅ
ＩＶｄ を用いて次式（１）の演算をＣＰＵ６ｍが行う
ととによシ、ノイズ分を含まない流量値Ｖｉを得ている
。但し式（１）中のｋは比例定数である。
Ｖｉ＝ｋ（−Ｖａ＋３Ｖｂ−３Ｖｅ＋Ｖｌ） ・・・
式（１）つｔシ、各タイミングでのサンプル値には第２
図（ｂ）〜（ｅ）の波形にて斜線を付し九部分が成分と
して含まれているが、電磁誘導ノイズは各す／ゾルタイ
ミングが励磁電流の極性変化時点から等時間ｔであるこ
とＫよル、ま九商用周波ノイズはサンプルタイミングが
商用電源周波数に同期していることによシ、更に電気化
学的直流ノイズはサンプルタイミングが等間隔であり励
磁周期程度の短時間で酸サンプル毎に一定変化量ΔＥで
変化するものと見なせることによ〕、それぞれ式（１）
の演算によって各ノイズ成分が相殺されて除去される。
式（１）つｔシ、各タイミングでのサンプル値には第２
図（ｂ）〜（ｅ）の波形にて斜線を付し九部分が成分と
して含まれているが、電磁誘導ノイズは各す／ゾルタイ
ミングが励磁電流の極性変化時点から等時間ｔであるこ
とＫよル、ま九商用周波ノイズはサンプルタイミングが
商用電源周波数に同期していることによシ、更に電気化
学的直流ノイズはサンプルタイミングが等間隔であり励
磁周期程度の短時間で酸サンプル毎に一定変化量ΔＥで
変化するものと見なせることによ〕、それぞれ式（１）
の演算によって各ノイズ成分が相殺されて除去される。
なお、演算結果の流量値ｖ１はＤＡＣ６・等にょシ所定
の出力形式の信号として出力される。
の出力形式の信号として出力される。
さて、上述し良信号処理だけでは流量値ｖ１が測定流体
の平均流量に必らずしも比例しないこと紘前述の通りで
ある。
の平均流量に必らずしも比例しないこと紘前述の通りで
ある。
そζで第１図の実施例では、測定流体に関する粘度ダ展
び密度ｐについての外部からの各信号をＭＰＸ６ｃよシ
読込み、ＣＰＵ６ｍがダ の演算によシレイノルズ数Ｒ・を求め、先の流量値ｖ１
に対して Ｖｅ −Ｖｉ ・（１ｔｈＫ（Ｒ＠ ） ） 一式（
３）の補正を行りたのちＤＡＣ６・を通じてηのアナ四
グ信号を出力する。但し、 式（２）中のＤは測定用管路２の内径、ｕＢ流遮である
が、レイノルズ数Ｒ・の橢定精度紘ｖ％のそれに比較し
て大まかなもので良く、流量値Ｖｔより得られる式（２
）の値を用いれば足りる。ｔた式（３）中の補正係数±
Ｋ（Ｒｅ）は電磁流置針発信器自身の磁界分布によって
異なるが、磁界分布が定まれにレイノルズ数Ｒｅで決定
され、例えば電磁流量計を１ ｍ／、程度の乱流域で水
によシ校正した時と各レイノルズ数Ｒｅにおける夷液測
定時とのスパン誤差の関係式で求まシ、Ｒ・の関数とし
てメモリ６ｂに記憶しておく。
び密度ｐについての外部からの各信号をＭＰＸ６ｃよシ
読込み、ＣＰＵ６ｍがダ の演算によシレイノルズ数Ｒ・を求め、先の流量値ｖ１
に対して Ｖｅ −Ｖｉ ・（１ｔｈＫ（Ｒ＠ ） ） 一式（
３）の補正を行りたのちＤＡＣ６・を通じてηのアナ四
グ信号を出力する。但し、 式（２）中のＤは測定用管路２の内径、ｕＢ流遮である
が、レイノルズ数Ｒ・の橢定精度紘ｖ％のそれに比較し
て大まかなもので良く、流量値Ｖｔより得られる式（２
）の値を用いれば足りる。ｔた式（３）中の補正係数±
Ｋ（Ｒｅ）は電磁流置針発信器自身の磁界分布によって
異なるが、磁界分布が定まれにレイノルズ数Ｒｅで決定
され、例えば電磁流量計を１ ｍ／、程度の乱流域で水
によシ校正した時と各レイノルズ数Ｒｅにおける夷液測
定時とのスパン誤差の関係式で求まシ、Ｒ・の関数とし
てメモリ６ｂに記憶しておく。
式（３）による補正の実行は、ＣＰ０６ｍ内部で式（３
）の演算を行うことＫよりても得られゐが、第１図の例
の如＜ＣＰＵ６ｍからの操作信号６１により、前置増幅
器５の負帰還要素βを補正係数±Ｋ（Ｒ・）Ｋ応じて変
化させるというゲイン調整によシ達成することもできる
。なお、ＣＰＵ６ａの演算等に必ｌ！カプログラムはメ
モリ６ｂに格納されている。
）の演算を行うことＫよりても得られゐが、第１図の例
の如＜ＣＰＵ６ｍからの操作信号６１により、前置増幅
器５の負帰還要素βを補正係数±Ｋ（Ｒ・）Ｋ応じて変
化させるというゲイン調整によシ達成することもできる
。なお、ＣＰＵ６ａの演算等に必ｌ！カプログラムはメ
モリ６ｂに格納されている。
第３図は他の実施例の回路構成を示す、この例も第１図
の例と同じくマイクロコンピュータを用いた例である。
の例と同じくマイクロコンピュータを用いた例である。
したがって電磁流量針としての基本的な動作の説明は省
略する。この例は測定流体の種類によってはそれの成る
流量範Ｈ内で補正係数Ｋがほぼ一定とみなし得る場合が
多い仁とに着目したものである。つｔシ、種々の測定液
種１に応じてその補正係数±Ｋｌ を±の符号も含めて
予めメモリ６ｂに記憶させてかき、外部から入力されて
液種を指定する識別信号Ｓによシ対応する補正係数±に
１を読み出して ニズと八゛（ヰ、〉６） Ｍ、−Ｖｉ（１±Ｋｔ） −・・式（４）補正を
行うのである。この例の電磁流量計は。
略する。この例は測定流体の種類によってはそれの成る
流量範Ｈ内で補正係数Ｋがほぼ一定とみなし得る場合が
多い仁とに着目したものである。つｔシ、種々の測定液
種１に応じてその補正係数±Ｋｌ を±の符号も含めて
予めメモリ６ｂに記憶させてかき、外部から入力されて
液種を指定する識別信号Ｓによシ対応する補正係数±に
１を読み出して ニズと八゛（ヰ、〉６） Ｍ、−Ｖｉ（１±Ｋｔ） −・・式（４）補正を
行うのである。この例の電磁流量計は。
パッチ的に液種を変えて一定する場合に有効である。但
し、各液種１の補正係数±Ｋｉ社水による検定値と実演
による検定値との差から予め求めておく、なお、式（４
）の補正の実行は第１図の場合と同じ＜ＣＰＵ６ａＫよ
る演算か、あるいは図示の如く操作信号６！による前置
増幅器５のゲイン制御によ〕達成できる。
し、各液種１の補正係数±Ｋｉ社水による検定値と実演
による検定値との差から予め求めておく、なお、式（４
）の補正の実行は第１図の場合と同じ＜ＣＰＵ６ａＫよ
る演算か、あるいは図示の如く操作信号６！による前置
増幅器５のゲイン制御によ〕達成できる。
以上説明し九如く、本発明によれば電磁流量計発信器が
不均一磁界であっても、層流領域と乱流領域にかかわら
ず測定流体の正確な流量測定を簡単な構成で達成できる
。
不均一磁界であっても、層流領域と乱流領域にかかわら
ず測定流体の正確な流量測定を簡単な構成で達成できる
。
第１図と第３図社本発明の各実施例を示すグロック構成
図、ｆ＊２図は波形図である。 図面中 ｌは励磁コイル ２は測定用管路 ３は１！極 ５は前置増幅器 ６ａはマイクロプロセッサ ６ｂはメモリ ６ｃはマルチプレクサ ６ｄはアナログ・デジタル変換器 ６＠はデジタル−アナログ変換器 ６ｆは入出カポ−ト ロ！はディン制御用の信号 ７は励振回路 ８は商用電源 ｖｏ は出力 ηは粘度を表わす信号 ρは密度を表わす信号 Ｓは液種Ｃ識別信号 βは負帰還要素である。 特許出願人 株式会社北辰電機製作所 代理人 弁理士 光 石 士 部（他１名）
図、ｆ＊２図は波形図である。 図面中 ｌは励磁コイル ２は測定用管路 ３は１！極 ５は前置増幅器 ６ａはマイクロプロセッサ ６ｂはメモリ ６ｃはマルチプレクサ ６ｄはアナログ・デジタル変換器 ６＠はデジタル−アナログ変換器 ６ｆは入出カポ−ト ロ！はディン制御用の信号 ７は励振回路 ８は商用電源 ｖｏ は出力 ηは粘度を表わす信号 ρは密度を表わす信号 Ｓは液種Ｃ識別信号 βは負帰還要素である。 特許出願人 株式会社北辰電機製作所 代理人 弁理士 光 石 士 部（他１名）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１１電磁流量計において、測定流体の粘度や密度など
流体の物性に関する情報を外部から入力し、この情報に
基づいてレイノルズ数に依存するスパンの補正係数を演
算によ請求める演算手段と、発信器からの信号にこの補
正、係数による補正を施す補正手段とを備え、補正結果
を流量信号として出力する構成としたことを特徴とする
電磁流量針。 （２） 上記補正手段が、演算手段からの信号によっ
て補正係数に応じたゲインに制御される前置増幅器であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電磁流
量針。 （３）電磁流量計において、レイノズル数に依存するス
パンの補正係数であって測定流体の種類毎に水による検
定値と実液による検定値との差から求まった既知の補正
係数を記憶している記憶手段と、外部から与えられる測
定流体の種別を示す信号に応じて読出された補正係数に
より発信器からの信号を補正する補正手段とを備え、補
正結果゛を流量信号として出力する構成としたことを特
徴とする電磁流量針。 （４）上記補正手段が、読出された補正係数に対応する
内容の信号によ６ｆｉ該補正係数に応じたゲインに制御
される前置増幅器であることを特徴とする特許請求の範
囲第３項記載の電磁流量針。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10811081A JPS5810610A (ja) | 1981-07-13 | 1981-07-13 | 電磁流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10811081A JPS5810610A (ja) | 1981-07-13 | 1981-07-13 | 電磁流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5810610A true JPS5810610A (ja) | 1983-01-21 |
| JPH0421128B2 JPH0421128B2 (ja) | 1992-04-08 |
Family
ID=14476141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10811081A Granted JPS5810610A (ja) | 1981-07-13 | 1981-07-13 | 電磁流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5810610A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6148319U (ja) * | 1984-09-03 | 1986-04-01 | ||
| JPH01294112A (ja) * | 1988-05-19 | 1989-11-28 | Bridgestone Corp | 無方向性コンベアベルト |
| JPH02221817A (ja) * | 1988-12-16 | 1990-09-04 | Honeywell Inc | 流量計における流体組成補正方法 |
-
1981
- 1981-07-13 JP JP10811081A patent/JPS5810610A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6148319U (ja) * | 1984-09-03 | 1986-04-01 | ||
| JPH01294112A (ja) * | 1988-05-19 | 1989-11-28 | Bridgestone Corp | 無方向性コンベアベルト |
| JPH02221817A (ja) * | 1988-12-16 | 1990-09-04 | Honeywell Inc | 流量計における流体組成補正方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0421128B2 (ja) | 1992-04-08 |
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