JPS5811009B2 - electromagnetic flow meter - Google Patents

electromagnetic flow meter

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JPS5811009B2
JPS5811009B2 JP10799578A JP10799578A JPS5811009B2 JP S5811009 B2 JPS5811009 B2 JP S5811009B2 JP 10799578 A JP10799578 A JP 10799578A JP 10799578 A JP10799578 A JP 10799578A JP S5811009 B2 JPS5811009 B2 JP S5811009B2
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JP
Japan
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current
circuit
excitation
flowing
excitation coil
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JP10799578A
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Japanese (ja)
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JPS5533685A (en
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栗田良夫
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Yokogawa Electric Corp
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Yokogawa Electric Works Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電磁流量計の全体回路に関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to the overall circuit of an electromagnetic flowmeter.

更に詳しくは、全体回路を信号線と電源線とを共用して
構成した二線式の電磁流量計に関するものである。
More specifically, the present invention relates to a two-wire electromagnetic flowmeter in which the entire circuit uses both a signal line and a power line.

従来公知の電磁流量計においては、パイプ内に磁界を発
生するための励磁コイルに0.5〜1.0A程度の電流
を連続して流さなければならないため、励磁コイルで消
費される電力が大きく、励磁回路を含めた全体回路を二
線式で構成することは不可能であった。
In conventionally known electromagnetic flowmeters, a current of about 0.5 to 1.0 A must be continuously passed through the excitation coil to generate a magnetic field in the pipe, so the power consumed by the excitation coil is large. However, it was impossible to configure the entire circuit including the excitation circuit with a two-wire system.

本発明は励磁コイルに励磁電流を流さない期間を設ける
ことによって、全体回路を二線式で構成できるようにし
たものである。
The present invention allows the entire circuit to be configured in a two-wire system by providing a period during which no excitation current is passed through the excitation coil.

第1図は本発明電磁流量計の一実施例を示す構成ブロッ
ク図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the electromagnetic flowmeter of the present invention.

図において、1は被測定流体か流れているパイプ、11
,12は互に対向してパイプ1に取付けられた電極、1
3,14は励磁コイルで、これらは電磁流量計発信器を
構成している。
In the figure, 1 is a pipe through which the fluid to be measured flows, 11
, 12 are electrodes attached to the pipe 1 facing each other, 1
3 and 14 are excitation coils, which constitute an electromagnetic flowmeter transmitter.

21は定電流回路、22はこの定電流回路21からの電
流1wをオン・オフする半導体スイッチ、3は制御パル
スP1.P2.P3を発生するパルス発生器、4はコン
デンサである。
21 is a constant current circuit, 22 is a semiconductor switch that turns on and off the current 1W from this constant current circuit 21, and 3 is a control pulse P1. P2. A pulse generator that generates P3, 4 is a capacitor.

パルス発生器3の電源端、および励磁コイル14゜13
、半導体スイッチ22、定電流回路21の直列回路は、
いずれもコンデンサ4の両端に接続されている。
The power supply end of the pulse generator 3 and the excitation coil 14゜13
The series circuit of the semiconductor switch 22 and the constant current circuit 21 is as follows:
Both are connected to both ends of the capacitor 4.

5は電極11,12間に生ずる起電力を入力とする増幅
器、61,62はサンプリングスイッチ、63,64は
ホールド用コンデンサである。
5 is an amplifier which inputs the electromotive force generated between the electrodes 11 and 12, 61 and 62 are sampling switches, and 63 and 64 are holding capacitors.

スイッチ61.62およびコンデンサ63゜64は、増
幅器5からの出力信号をサンプルホールドする回路5H
1(SF3)を構成している。
Switches 61 and 62 and capacitors 63 and 64 form a circuit 5H that samples and holds the output signal from the amplifier 5.
1 (SF3).

7はサンプルホールド回路SH1,SH2の出力信号の
差を増幅する差動増幅器、8はとの差動増幅器の出力端
に接続され、出力電流Ioを制御する出力トランジスタ
、9は定電圧回路である。
7 is a differential amplifier that amplifies the difference between the output signals of the sample and hold circuits SH1 and SH2; 8 is an output transistor connected to the output terminal of the differential amplifiers and controls the output current Io; 9 is a constant voltage circuit. .

増幅器5の電源端、差動増幅器7の電源端およびコンデ
ンサ4の一端は、いずれも定電圧回路9に接続されてい
る。
The power supply end of the amplifier 5, the power supply end of the differential amplifier 7, and one end of the capacitor 4 are all connected to a constant voltage circuit 9.

10は二線の伝送線で、出力トランジスタ8のコレクタ
およびエミッタは、帰還抵抗Rf、二線の伝送線10を
介して受信側に設けられている直流電源Esおよび受信
計器等の負荷りの直列回路に接続されている。
10 is a two-wire transmission line, and the collector and emitter of the output transistor 8 are connected in series to a feedback resistor Rf, a DC power source Es provided on the receiving side, and a load such as a receiving instrument via the two-wire transmission line 10. connected to the circuit.

受信側に設けた直流電源Esは、例えば24Vで、ここ
からの電力か二線伝送線10を介して増幅器および発信
器側に供給される。
The DC power source Es provided on the receiving side is, for example, 24V, and power from there is supplied to the amplifier and transmitter side via the two-wire transmission line 10.

定電圧回路9は、例えば定電流素子と定電圧素子とで構
成され、その出力端に10Vの定電圧(Es)を出力し
、励磁コイル13,14、パルス発生器3、増幅器5お
よび差動増幅器7はここからの定電圧で駆動される。
The constant voltage circuit 9 is composed of, for example, a constant current element and a constant voltage element, outputs a constant voltage (Es) of 10V to its output terminal, and connects excitation coils 13 and 14, a pulse generator 3, an amplifier 5, and a differential The amplifier 7 is driven by a constant voltage from this.

このように構成した装置の動作を次に第2図のタイムチ
ャートを参照して以下に説明する。
The operation of the apparatus configured as described above will be explained below with reference to the time chart of FIG.

まず、パルス発生器3から駆動パルスP1 を出力し、
半導体スイッチ22を第2図イに示すように、オンとな
っている時間τonが例えば20m5程度と短かく、オ
フとなっている時間Tが例えば5secと長くなるよう
に駆動する。
First, a driving pulse P1 is output from the pulse generator 3,
As shown in FIG. 2A, the semiconductor switch 22 is driven so that the on time τon is short, for example, about 20 m5, and the off time T is long, for example, 5 seconds.

これによって、励磁コイル13,14には、第2図口に
示すようにオン・オフされる励磁電流Iwが流れる。
As a result, an excitation current Iw that is turned on and off flows through the excitation coils 13 and 14 as shown in the opening of FIG.

ここで、この励磁電流の最大値Ioは、定電流回路21
の回路定数によって設定でき、例えば0.5Aに維持さ
れる。
Here, the maximum value Io of this excitation current is the constant current circuit 21
It can be set by a circuit constant of 0.5A, for example, and maintained at 0.5A.

また 励磁コイル13,14は、インダクタンスLをも
つために、図示するように立上りに勾配をもち、を時間
後の励磁電流Iは(1)式で与えられる。
Furthermore, since the excitation coils 13 and 14 have inductance L, they have a slope at the rise as shown in the figure, and the excitation current I after a time is given by equation (1).

ただし、Rは励磁コイル13,14の抵抗いま、励磁コ
イル13,14のインダクタンスLを0.236H,抵
抗Rを8.2Ω、Esを10V、最大電流Ioを0.5
Aとすると、Io=0.5Aになるまでの時間t1 は
約15m5となり、τonを20m5 とすれば、最大
電流Ioが流れている時間は5msとなる。
However, R is the resistance of the excitation coils 13 and 14.The inductance L of the excitation coils 13 and 14 is 0.236H, the resistance R is 8.2Ω, Es is 10V, and the maximum current Io is 0.5.
If A, the time t1 until Io=0.5A is approximately 15 m5, and if τon is 20 m5, the time during which the maximum current Io flows is 5 ms.

また、スイッチ21がオフとなっている時間を5 se
cとすると、励磁コイルにおける平均消費電流ivは(
2)式の通りとなる。
Also, the time during which the switch 21 is off is 5 se
c, the average current consumption iv in the exciting coil is (
2) The formula is as follows.

パルス発生器3、増幅器5および差動増幅器7は、例え
ばCMO8あるいは低消費電力のICで構成されるもの
を用いることによって、これらの回路全体での消費電流
は2mA以下とできる。
The pulse generator 3, the amplifier 5, and the differential amplifier 7 can be made of, for example, a CMO8 or a low power consumption IC, so that the current consumption of these circuits as a whole can be 2 mA or less.

したがって、全体回路を10V、4mA以下の電力で動
作させることが可能となる。
Therefore, it is possible to operate the entire circuit with a power of 10V and 4mA or less.

電極11,12間には、第2図ハに示すように励磁電流
Iwが流れている期間、この励磁電流とパイプ1内を流
れる流体の流量に応じた起電力e1が発生し、また、励
磁電流が流れていない期間、電気化学的不平衡電圧e2
が発生している。
Between the electrodes 11 and 12, during the period when the excitation current Iw is flowing as shown in FIG. During the period when no current flows, the electrochemical unbalance voltage e2
is occurring.

増幅器5は電極1L12間に発生する起電力e1とe2
とを増幅し、起電力e1は第2図二に示すような駆動パ
ルスP2によって、サンプルホールド回路SH1にホー
ルドされ、また、起電力e2は第2図ホに示すような駆
動パルスP3によってサンプルホールド回路SH2にホ
ールドされる。
The amplifier 5 receives the electromotive force e1 and e2 generated between the electrodes 1L12.
The electromotive force e1 is held in the sample and hold circuit SH1 by the drive pulse P2 as shown in FIG. It is held in circuit SH2.

差動増幅器7は各サンプルホールド回路5H19SH2
の出力信号の差e1−e2および帰還抵抗Rfに生ずる
帰還電圧を増幅し、出力トランジスタ8に出力する。
Differential amplifier 7 includes each sample and hold circuit 5H19SH2
The difference e1-e2 between the output signals and the feedback voltage generated at the feedback resistor Rf are amplified and output to the output transistor 8.

出力トランジスタ8は差動増幅器7の出力信号に応じて
そこを流れる出力電流Ioの大きさを制御する。
Output transistor 8 controls the magnitude of output current Io flowing therein in accordance with the output signal of differential amplifier 7.

よって、受信側の負荷りには不平衡成分e1 の影響を
除去した流量に比例した信号Ioを受信できる。
Therefore, the load on the receiving side can receive a signal Io proportional to the flow rate with the influence of the unbalanced component e1 removed.

なお、この受信信号Ioは、励磁コイル13,14に励
磁電流が流れるごとに更新される。
Note that this received signal Io is updated every time an excitation current flows through the excitation coils 13 and 14.

なお、上記の実施例において、励磁コイル13゜14に
流す励磁電流は、定電圧回路9の出力(コンデンサ4の
両端電圧)を定電流回路21で定電流化して流すように
したものであるが、定電圧回路9の出力を例えばDC/
DCコンバータで昇圧し、これを定電流化して流すよう
にしてもよい。
In the above embodiment, the excitation current flowing through the excitation coils 13 and 14 is made by converting the output of the constant voltage circuit 9 (the voltage across the capacitor 4) into a constant current using the constant current circuit 21. , the output of the constant voltage circuit 9 is, for example, DC/
It is also possible to boost the voltage with a DC converter and make it a constant current.

これによって、励磁電流の立ち上り時間t1を小さくで
きる。
Thereby, the rise time t1 of the excitation current can be reduced.

また、この励磁電流は正逆の両方向に流すようにしても
よい。
Further, this exciting current may be made to flow in both forward and reverse directions.

また、定電圧、定電流装置はラフに設定して、励磁電流
を検出して、信号電圧を割算するような回路構成として
もよい。
Further, the constant voltage and constant current device may be roughly set, and the circuit may be configured to detect the excitation current and divide the signal voltage.

以上説明したように、本発明によれば、励磁コイルに励
磁電流を流す期間を流さない期間より短かく選んでいる
ので、励磁電流の平均値を小さくでき、全体回路を二線
式で構成できる。
As explained above, according to the present invention, the period in which the excitation current is passed through the excitation coil is selected to be shorter than the period in which it is not passed, so the average value of the excitation current can be reduced, and the entire circuit can be configured with a two-wire system. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明電磁流量計の一実施例を示す構成ブロッ
ク図、第2図はその動作波形図である。 1・・・パイプ、11,12・・・電極、13,14・
・・励磁コイル、22・・・半導体スイッチ、21・・
・定電流回路、3・・・パルス発生器、5・・・増幅器
、SHl。 SF3・・・サンプルホールド回路、7・・・差動増幅
器、8・・・出力トランジスタ、10・・・二線式伝送
線、L・・・負荷。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the electromagnetic flowmeter of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing its operating waveforms. 1... Pipe, 11, 12... Electrode, 13, 14...
...Exciting coil, 22...Semiconductor switch, 21...
- Constant current circuit, 3... pulse generator, 5... amplifier, SHL. SF3...Sample hold circuit, 7...Differential amplifier, 8...Output transistor, 10...Two-wire transmission line, L...Load.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 二線式の伝送線を介して電力が供給され励磁コイル
に直流電流をオン・オフして供給する回路手段、前記二
線式の伝送線を介して電力が供給され、前記励磁コイル
に電流が流れているとき電極相互間に生ずる信号電圧の
定常値と、前記励磁コイルに電流が流れていないとき生
ずる信号電圧の定常値との差を得るとともにこれを増幅
する回路手段、この回路手段の出力信号に応じて前記二
線式の伝送線に流れる電流を制御する電流制御素子を具
備し、前記励磁コイルに電流が流れている期間を電流が
流れていない期間より短かく選んだ電磁流量計。
1. Circuit means to which power is supplied via a two-wire transmission line and to turn on and off DC current to the excitation coil; power is supplied via the two-wire transmission line to supply current to the excitation coil; circuit means for obtaining and amplifying the difference between the steady value of the signal voltage that occurs between the electrodes when current is flowing and the steady value of the signal voltage that occurs when no current is flowing through the excitation coil; An electromagnetic flowmeter comprising a current control element that controls the current flowing through the two-wire transmission line according to an output signal, and in which a period during which current is flowing through the excitation coil is selected to be shorter than a period when no current is flowing. .
JP10799578A 1978-09-01 1978-09-01 electromagnetic flow meter Expired JPS5811009B2 (en)

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JPS5533685A JPS5533685A (en) 1980-03-08
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