JPS58118912A - 電磁流量計 - Google Patents

電磁流量計

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Publication number
JPS58118912A
JPS58118912A JP132382A JP132382A JPS58118912A JP S58118912 A JPS58118912 A JP S58118912A JP 132382 A JP132382 A JP 132382A JP 132382 A JP132382 A JP 132382A JP S58118912 A JPS58118912 A JP S58118912A
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JP
Japan
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zero
positive
negative
value
excitation
Prior art date
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Pending
Application number
JP132382A
Other languages
English (en)
Inventor
Terutaka Hirata
平田 輝孝
Kenta Mikuriya
健太 御厨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
Yokogawa Hokushin Electric Corp
Yokogawa Electric Works Ltd
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Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp, Yokogawa Hokushin Electric Corp, Yokogawa Electric Works Ltd filed Critical Yokogawa Electric Corp
Priority to JP132382A priority Critical patent/JPS58118912A/ja
Publication of JPS58118912A publication Critical patent/JPS58118912A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/56Measuring 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
    • G01F1/58Measuring 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
    • G01F1/60Circuits therefor

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、低周波励磁方式の醒磁流量針の改良に関する
一般に電磁流量計14 、流体の流れ方向に対して垂直
に磁界を与え、同時に流体流路中の電気的信号の便化を
検出し、これに基づいて流体の流量を計測するように構
成されている。最近の電磁流量計呟、交流励磁方式や直
流励磁方式に比して零点の安定性にすぐれている台形波
励磁や方形波1助燻などと呼ばれている低周波励磁方式
のものが多く用いられている。低周波励磁方式の電磁流
量計では、ゆ磁コイルに供給する電tIft、を2つの
定常値間で周期的に切換えて、励磁電流が一定になった
とき電極間に発生する誘起電圧をそれぞれす/プリング
した後隣り合ったサンプリング信号の差をとることによ
り、!気化学的な直流電圧や回路に基づくオフセラ)を
圧による影響を除去し、流体の流量に対応した信号を得
ている。このような低周波励磁方式の電磁流量計におい
ても、励磁電流が一定値に4してから十分な時間が経過
した後サンプリングしないと零点がドリフトする。これ
は電極間に発生する誘起電圧に、 !5!休の流量に比
例した信号成分と電気化学的な直流電圧や回路によるオ
フセット電圧の外(,1,0磁電流の切換えに伴うノイ
ズ成分が重畳されており、このノイズ成分は励磁電流を
切換えるたびに極性が反転するので、II抄合うす/プ
リンダ信号の差をとっても消去できず、しかも十分に時
間が経過しないと零にならないためである。よって、零
点の安定性の面から考えると吻磁周波数は低いほど有利
でちゃ、実用化されている電磁流量計には商用電源周波
数の1732Vc選ばれているものもある。しかし励磁
周波数をあtヤ低くすると応答性が悪くなり、制御ルー
プを組んだときハンチングを生じたりする。
このため最近では、電磁流量計発信器の励磁コイルに定
常値が正・零・負・零の順で繰9返す励磁電流を供給し
、電磁fIt置計見計発信器与えられる励磁電流の定常
値が正・零・負・零の各期間の信号電圧・1□、・1□
、・a3’ ”a4を用いて、信号処理回路で実質的に
次式の演算を行い、励磁電流の切換えに伴うノイズ成分
を除去するようKしたものがある。
”O” ”al ” ”12)−(・13+・a4)(
1)ところでこの方式において本、電気化学的な直流電
圧が変動しオフセット電圧が変化するとその影響をもろ
に受け、出力変動はまぬがれ得なかった。
そこで、信号電圧e、L□とe&a Kそれぞれ係数を
乗じた後次式の演算を行いオフセクト電圧の変化分を除
去するようにしたものもある。
”o ” ’a4−3”a3 ” 30a3− ”at
        ”しか屯この演算方式のものけ、(1
)式の演算方式のものとの信号処理回路の入力換算ノイ
ズ比が、8r7)r−■ij璽:;21:、2.fン弓
5v77「;−−4,47:2 (!S)で表わされる
よう忙、(り式のものに比して同一の大きさの信号を得
るだめの励磁電流が約2・3倍とな9、消費電力は5倍
も大きくなる。
本発明は、信号処理回路で電磁流量計発信器から順次与
えられる励磁電流の定常値がそれぞれ零・負・零・正の
各期間の信号電圧または零・正・零・負の各期間の信号
電圧の加減演算を行うことくよって、少ない消費電力で
1次式相当で変化するオフセット電圧成分を有効に除去
できる低周波励磁方式の電磁流量計を実現したものであ
る。
$1図は本発明電磁流量計の一実施例を示す接続図であ
る。図において、1は励磁回路で、直流定電流源11と
、この定電流源からの電流を切換えるスイッチ12.、
12bとを有している。2は電磁流を1発信器で、励磁
コイル21.fi体が流れるパイプ22および電極23
,23bを備えている。5は信号処理回路で、電磁流量
計発信器2の電極23WL、 23b間に誘起する電圧
・を増幅する交流増幅器31と、交流増幅器31の出力
eb1にサンプルホールドするサンプルホールド回路3
2.、32b、 32o、 32dと、サンプルホール
ド回路32 〜32の出力’cl〜”c4の加lL  
   d 減算を行う演算回路33と、演算回路33の出力edを
サンプルホールドするす/グルホールド回路34および
、励磁回路1のスイッチ12&、12bを制御するパル
スp p  サンプルホールド回路321L〜32dl
a’lb’ のサンプリングを制御するパルスP2JL”2b”2゜
P2dおよび、サンプルホールド回路34のサンプリン
グを制御するパルスp3を$2図に示すようなタイミン
グで発生するタイミングパルス発生回路35とを有して
いる。
このように構成した本発明の動作を第2図の波形図を参
照して以下に説明する。まずスイッチ12□、12.は
第2図(イ)、(ロ)に示す如き駆動パルスpIIL、
P1bで制御され、plaがオンとなっている期間TK
け定電流源11から電流量を正方向に、PlbI   
                      Sがオ
ンとなっている期間T3には定ma源11からの電流I
sを逆方向に切換えて励磁コイル21に流し、p p 
が共にオフとなっている期間T2. T、には1a’ 
  lb 励磁コイル21に電流を流さない。よって励磁コイル2
1には第2図fiK示すように定常値が零の休止期間T
2.T4と、正の励磁期間T1および亀の助f11期間
T、を有する励磁電流量、が供給される。なお励磁電流
量、はスイッチ12a112bで切換えられたとき、直
流定電流源11は有限の出力電圧し今供給で勢ぬから励
磁コイル21のインダクタンスと抵抗による時定数で実
際には立上り、立下9部分で遅れを伴ったのち定常値と
なるが図では省略しである。電磁流量計発信器20電極
23a、 23.間には第2図に)に示すようKvJ磁
1を流量に応じた誘起電圧eが発W         
                a生する。誘起電圧
eILには、パイプ22を流れる流体の流量Fに比例し
た信号成分v8の外に1励磁電流の切換えに伴うノイズ
成分vf18と、電気化学的な直流電位や回路によるオ
フセット電圧成分v とそn。
の変化分jv  とが重畳されている。その結果@2n
図に)に斜線で示す各期間忙発生する誘起電圧e&をサ
ンプリングして得た信号電圧011〜0.8はそれぞれ
次式で与えられる。
信号処理回路3では、まず電磁流量計発信器2からの誘
起電圧・會増幅器31で増幅し、第5図(ホ)。
(へ)、f))、(イ)に示す如きタイミングで発生す
るサンプリングパルスp2m”2b”2゜”2dによっ
て、第2図に)K斜線で示す励磁電流の定常値が零・員
・零・正のときの信号電圧・1□、・a3”a4’ ”
a5’相当する増−器31の出力がそれぞれサンプルホ
ールド回路32゜、 321.32゜、32dKホール
ドされる。これらサンプルホールド回路32〜32dの
ホールド電圧”c1〜・。4け演算回路33に加えられ
、(eol−・。2−・。3+e0.)なる加減演算が
行われる。その結果演算回路33の出力端には′42図
(す)に示すように、励磁電流の定常値が零・負・零・
正のときの信号電圧を用いる演算サイクルの演算結果e
d□と、励磁電流の定常値が負・零・正・零のときの信
号電圧を用正・零・負・零のときの信号電圧を用いる演
痺サイクルの演算結果ed4を順次繰り返す波形の電圧
edが得られる。そして・d1〜“・4.ハ増幅器31
のゲインikとするとそれぞれ次式で与えられる。
”di −k(”a2− ”a3− ’a4 ” el
LF!)−2v8        (5)”d4 ” 
k(”a6− ”a7− ’a8 ” ”a5)−”s
 −’Δvn0+a)よって、演算回路33の出力には
、励磁電流の定常値が負・零・旧・零または正・零・負
・零の各期間の信号電圧を用いる演算サイクルではオフ
セット電圧の変化分が重畳されているが、励磁電流の定
常値が零・負・零・正または零・正・零・負の各期間の
信号電圧を用いる演算サイクルではオフセット電圧の変
化分4除去でき流量成分Vを得るこ七ができる。そこで
第2図(ヌ)K示すタイ々ングで発生するサンプリング
パルスp3によって演算回が得られる。
このように本発明においては、励磁電流の定常値が零・
負・零・正または零・正・零・員の各期間の信号電圧を
用いて(5)式iたけ(7)式の加減演算を行っている
ので、(5)式の演算方式のように消費電力を大きくす
ることなくオフセット電圧成分を1次式近似で有効に除
去できる。
なお上述では、励磁電流の定常値が零・員・零・正の各
期間の信号電圧を用いる(5)式の演算結果と零・正・
零・負の各期間の信号電圧を用いる(7)式の演算−果
を交互に出力する場合を例示したが、いずれか一方を出
力するようにしてもよい。ただし実施例のように交互に
出力する場合の方が応答性を2倍よくできる利点がある
。また上述では、増幅器31の出力ebをサンプルホー
ルド回路32a〜32、に直接与える場合を例示したが
、第1図に示すように増幅器出力ebを積分器36で一
定時間積分した後サンプルホールド回路32 〜32a
に与えるようKしてもよい。この場合積分時間T8と商
用電源周期の整数倍に選ぺば電源周波数ノイズの影響を
除去できる。彦お第5図においては、積分器36として
抵抗RIと、演算増幅器Opと、Opの帰還回路に接続
された積分用コンデンサCIと、入力積分時間Tを制御
するタイミングスイッチT8および積分値をリセッ・ト
するリセットスイッチR3を有し、T8シよびR3けタ
イミングパルス発生器35からのパルスP4) P5に
よって駆動されるものが例示されている。ま九信号処理
回路5は第4図に示すようにディジタル演算を行うマイ
ク党プロ、セッサ37ヲ用いで構成してもよい。第4図
においては、積分器36の出力e1がA/D変換器38
でディジタル信号に変換されてマイクロプロセッサ37
で(5)式またri (7)式に相当するディジタル演
算を行い流量成分vK相当8 するディジタル値を出力し、D/A変換器39でアナロ
グ信号に変換した後サンプルホールド回路34にホール
ドして、その出力端に流量成分VK関連した出力電圧・
を得るものが例示されている。なお第4図において積分
器36に基準電圧−をパルスp6で駆動されてスイッチ
T8’を介して与え、・を−定時間だけ積分した値をA
/D変換器38でディジタル信号に変換後マイクロプロ
セッサ37に与えて、スパン調整等を行うよう圧しても
よい。この場合01の積分は励磁電流の定常値が零のと
きの信号電圧の積分と定常値が正または負のときの信号
電圧の積分との間で行われる。さらに上述では励磁電流
! として矩形波の場合を例示したが、台形波や商用交
流電源を周波数変換した後整流して得た波形のもの等必
要に応じて種々の波形のものを用いることができる。
以上説明したように本発明においては、電磁流量計発信
器の励磁コイルに定常値が零・負・零・正の順で繰り返
す励磁電流を供給し、電磁流量計発信器から順次与えら
れる励磁電流の定常値が零・負・零・正の各期間または
零・正・零・負の各期間の信号電圧の加減演算を行って
いるので、少ない消費電力でオフセット電圧成分を1次
式近似で有効に除去できる低周波励磁方式の電磁流量針
が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明電磁流量計の一実施例を示す接続図、第
2図はその動作説明のため波形図、第5図および第4図
は本発明電磁流量針の他の実施例を示す接続図である。 1・・・励磁回路、2・・・電磁流量計発信器、21・
・・励磁コイル% 23.、23.・・・電極、3・・
・信号処理回路、31・・・交流増幅器、32〜32a
・・・サンプルホールド& 回路、33・・・演算器、34・・・サンプルホールド
回路、36・・・積分器、37・・・マイクロプロセッ
サ、38・・・A/D変換器、39・・・D/A変換器
、36・・・タイミングパルス発生器。 4で ・J′

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 電磁流量計発信器の励磁コイルに定常値が零・負・零・
    正の順で繰抄返す励磁電流を供給する励磁回路と、電磁
    流量計発信器から順次与えられる励磁電流の定常値がそ
    れぞれ零・負・零・正のときの信号電圧または零・正・
    零・負のときの信号電圧の加減演算を行い、1次式相当
    のオフセット電圧成分を除去して流量信号を得る信号処
    理回路とを有する電磁流量計。
JP132382A 1982-01-07 1982-01-07 電磁流量計 Pending JPS58118912A (ja)

Priority Applications (1)

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JP132382A JPS58118912A (ja) 1982-01-07 1982-01-07 電磁流量計

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JP132382A JPS58118912A (ja) 1982-01-07 1982-01-07 電磁流量計

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JPS58118912A true JPS58118912A (ja) 1983-07-15

Family

ID=11498278

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JP132382A Pending JPS58118912A (ja) 1982-01-07 1982-01-07 電磁流量計

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JP (1) JPS58118912A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62187218A (ja) * 1986-02-06 1987-08-15 ダンフオス アクチエセルスカベト 電磁的流量計及び流量計測方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62187218A (ja) * 1986-02-06 1987-08-15 ダンフオス アクチエセルスカベト 電磁的流量計及び流量計測方法

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