JPS5833121A - 電磁流量計 - Google Patents

電磁流量計

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JPS5833121A
JPS5833121A JP13107481A JP13107481A JPS5833121A JP S5833121 A JPS5833121 A JP S5833121A JP 13107481 A JP13107481 A JP 13107481A JP 13107481 A JP13107481 A JP 13107481A JP S5833121 A JPS5833121 A JP S5833121A
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permanent magnets
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exciting
amplifier
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JP13107481A
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JPH0126491B2 (ja
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Kenta Mikuriya
健太 御厨
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
Yokogawa Hokushin Electric Corp
Yokogawa Electric Works Ltd
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Publication date
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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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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、電磁流量計に関し、特に低消費電力の電磁流
量計に関する。
電磁流量計は、流体の流れ方向に対して垂直にa界を与
え、同時に流体流路中の電気的信号の変化を検出し、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お
り、磁界を与える方式としては励磁コイルに励磁電流を
流すものが広く用いられている。ところで、電磁流量計
の消費電力はほとんど励磁電力で決定されるため、最近
は励磁コイルに励磁電流を周期的に流し、そのとき電極
間に生ずる信号をサンプリングして流量を計測し、他の
期間は励磁電流を流さないようにして消費電力を減すこ
とが行われている。しかし消費電力を低くするKは、励
磁電流を流す期間に比して励磁電流を流さない期間を長
くする必要があるが、あまり長くすると応答性および8
/N比が悪くなるという欠点が生じ、実際にはあtb効
果を上げていない。また磁界を与える方式としては永久
磁石を用いるものもある。永久磁石を用いる方式は低消
費電力化できるが、電極と液とで作る電気化学的電位の
ため出力がドリア)するという欠点がある。
本発明は、電磁流量計発信器に永久磁石と励磁コイルと
を併設し、はとんど永久磁石のみで励磁を行い、必II
K応じて励磁コイルに電流を流すようにして、永久磁石
のみによる励磁のとき電極間に発生する誘起電圧に含ま
れる電気化学的電位によるノイズを、励磁コイルに電流
を流したとき電極間に発生する誘起電圧を利用して除去
することKよって、上述の如き欠点のない低消費電力の
電磁流量計を実現したものである。
第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。第1図において、1は電磁流量計発信器、2は励磁
電流回路、5は信号処理回路である。電磁流量計発信器
1は、流体が流れるパイプ11と、電極12a、 12
bと、コア13a、 13b、 13c、 13dと、
永久磁石14a、 14b、 14c、 14dおよび
励磁コイル15m。
15b とを有している。コア13a〜13bと永久磁
石14a〜14dとは図示の如く結合され、パイプ11
内に垂直に磁界を発生する磁気回路を形成している。
なお永久磁石14aとコア13bおよび永久磁石14b
からなる部分と、永久磁石14cとコア13dおよび永
久磁石14dからなるど分はそれぞれ1本の永久磁石で
もよい、また磁石;イル15a、 15bはパイプ11
とコア13a、 13cとの間に設けられ、励磁電流I
wが流れたとき永久磁石14a〜14d Kよる磁界を
減磁(または増磁)する方向に励磁される。励磁電流回
路2は定電流源21とスイッチ22とからなり、信号処
理回路3からの制御パルスp1によってスイッチ22が
オンになると、励磁コイル15a、 15bに励磁電流
Iwを流すものである。信号処理回路Sは発信器1の電
極12a、 12b間に誘起する電圧θ1が与えられ、
励磁電流Iwが流れていない期間Tに生ずる誘起電圧に
含まれる電気化学物電位によるノイズを、励磁電流Iw
が流れている期間tに生ずる誘起電圧を利用して除去し
、流体の流量に関連した値vOを出力するもので、図に
は誘起電圧elLを増幅する増幅器31と、サンプリン
グスイッチS1トホールド用コンデンサC1とからなり
増幅器31の出力ebをサンプルホールドする回路32
と、増幅器31の出力ebとサンプルホールド回路32
の出力との差を増幅する差動増幅器33と、サンプリン
グスイッチS2とホールド用コンデンサC2および演算
増幅器opを用いたバッファアンプとからなシ、差動増
幅器33の出力e0をVoとして出力する出力回路34
と、スイッチ22とサンプリングスイy ? 80.B
2をそれぞれ制御するパルスp1. p2. p3を発
生するパルス発生回路35を備えたものが例示されてい
る。
このように構成した本発明の動作を第2図のタイムチャ
ートを参照して以下に説明する。通常電磁流量計発信器
1は永久磁石14a〜14dのみによって励磁されてお
り、流体には磁束密度町なる磁界が与えられている。一
方パルス発生回路35かもの第2図(ハ)に示す如きタ
イミングで発生するパルスp1で励磁電流回路2のスイ
ッチ22がオンにな1す、励磁コイル15a、 15b
 K一定時間tだけ励磁電流Iwが供給されると永久磁
石14a〜14d Kよる磁界を減磁(または増磁)す
る方向に励磁されるため、流体には磁束密度B2(B2
÷0 とする)なる磁界が与えられる。その結果電極1
2a、 12b l’lJlに発生する誘起電圧eaは
第2図(ロ)K示すようになり、励磁電流Iwを流すこ
とによって変化する。なお第2図(ロ)の実線は減磁し
た場合で、点線は増減した場合である。ここで流体の流
速をマツパイプ11の直径をDおよび電気化学的電位に
よるノイズをEcとすれば、励磁電流Iwが流れていな
い期間TK発生する誘起電圧の値emlおよび励磁電流
Iwが流れている期間tに発生する誘起電圧の値鷺・&
2はそれぞれ次式で与えられる。
ealm BIVD + EC(1 ea2 謬B2vD +BQ            
         (2)発信器1からの誘起電圧et
Lは増幅器31で増幅された後差動増幅器33の一方の
入力端子(→に加えられる。また増幅器31の出力eb
はサンプルホールド回路32にも与えられる。サンプル
ホールド回路32は励磁電流Iwが流れている期間tに
第2図eつに示す如きタイミングで発生するサンプリン
グパルスp2によってスイッチS1がオンになると、e
&2を増幅した電圧eb2を補償値としてホールドする
。サンプルホールド回路32の出力”b2は差動増幅器
33の他方の入力端子(−)K加えられる。よって差動
増幅器33の出力e0は、永久磁石のみで励磁されてい
る期間(励磁電流1wが流れていない期間)Tには、e
o−k2(ebl−eb2) ” klに2(B1− 
B2)vD    (s)ただし、kl:増幅器31の
ゲイン に2:差動増幅器33のゲイン となり、電気化学的電位を含むノイズ成分Ecは除去さ
れ流体の流量のみに比例した値となる。この差動増幅器
33の出力e0は出力回路34を介して出方端子OUT
に出力電圧vOとして送出される。出方回路34はti
X2図に)に示すようなタイミングで発生するパルスp
3で駆動され、励磁電流Iwが流れでいる傳7 期1’lltオフとなるスイッチ82によって、永久磁
石のみで励磁している期間〒の差動増幅器33の出力e
oをOUTに送出するようになっている。
このように本発明においては、はとんど永久磁石のみで
励磁しており、ときたま励磁電流を流すようにしている
ので、低消費電力化ができてS/N比や応答性も悪くな
らず、永久磁石による励磁で問題となる電気化学的電位
によるノイズ成分も有効にできる。
なお上述では、信号処理回路3としてアナログ回路で構
成した場合を例示したが、第3図に示すようにマイクロ
プロセッサを用いて構成してもよい。すなわち第3図に
おいては、発信器1からの誘起電圧e、は増幅器31で
増幅された後A/D変換器36でディジタル値り工に変
換されてマイクロプロセッサ37に与えられるよう罠な
っている。マイクロプロセッサ33は1励磁電流回路2
のスイッチ22をオンにするパルスp□を発生し、その
ときの誘起電圧の値ea□に応じ、+ A/D変換器3
6がらのディジタル値を補償値D12として取込みレジ
スタに格納する。パルスp1を発生していない通常の期
間は永久磁石のみの励磁によって生ずる誘起電圧の値e
EL1に応じたA/D変換器36がらのディジタル値を
測定周期毎に測定値D11として取込み、先にレジスタ
に格納した補償値Di2との間で次式の演算を行い、電
気化学的電位によるノイズ成分を除去した出方値Doを
求めている。
DoIIIK(Dll−D12) ただし、Kは比例定数      (4)このマイクロ
プロセッサ37の出方値Doは必要に応じてD/A変換
器38に与えられアナログ値Voとして出力端子OUT
 K送出される。
また、永久磁石14a〜14dが温度変化の影響を受は
磁束密度B1が変化する場合には、第4図に示すように
電磁流量計発信器1に磁束検出用のホール素子16を設
け、磁束密度B1. B2のときにホール素子16に生
ずる検出電圧edll ed2をそれぞれ増幅器39で
増幅した後A/D変換器36を介してマイクロプロセッ
サ37に取込み、edll ed2 K応じたディジタ
ル値−11Da2の差(D、1−D、2)Kよって(4
)式で求めたDOを除算して出力するようにすれば、磁
束密度の変化による影蕃も除去できる。なお第4図にお
いて、!ルチプレクサIは増幅器31からの出力と増幅
器39からの出力とを切換えてA/D変換器36に与え
るためのもので、マイクロプロセ、す37からのパルス
P、によって駆動される。また第4図においては、マイ
クロプロセッサ38で除算することによって磁束密度の
変化を補償しているが、検出電圧の差(edi ”’ 
ed2 )が一定すなわち磁束密度の差(B、−B2)
が一定になるように励磁電流1wの大きさを制御するよ
うにしてもよい。
以上説明したように本発明においては、電磁流量計発信
器に永久磁石と励磁コイルとを併設し、通常は永久磁石
のみで励磁して測定値を求め、測定値に含まれる電気化
学的電位によるノイズ成分を補償するための補償値を求
めるときのみ励磁コイル圧電流を流すようKしているの
で、低消費電力でしかも電気化学的電位によるノイズ成
分の影響を受けない電磁流量計が得られる。
【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図はその動作説明図、第3図および第4図は本発明電
磁流量の他の実施例を示す接続図である。 1・・・電磁流量計発信器、14a〜14d・・・永久
磁石15a、 15b ・・・励磁コイル、16・・・
ホール素子、2・・・励磁電流回路、5・・信号処理回
路、31・−増幅器、32・・・サンプルホールド回路
、33・・・差動増幅器、34・・・出力回路、35・
・・パルス発生回路、36・・・A/D変換器、37・
・・マイクロプロセッサ、38・・・D/A変換器、3
9・・・増幅器。 ) く    Cぐ   Q

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 電磁流量計発信器に永久磁石と励磁コイルとを併設し、
    通常は永久磁石のみによって励磁を行い、励磁コイルに
    必要に応じて電流を流して永久磁石と励磁コイルとの両
    者による励磁を行なわさせる手段を設けるとともに、永
    久磁石のみによって励磁を行っているとき電極間に誘起
    する電圧に含まれるノイズを、永久磁石と励磁コイルと
    の両者による励磁を行ったときに電極間に誘起する電圧
    を利用して補償した後出力する信号処理回路を設けたこ
    とを特徴とする電磁流量計。
JP13107481A 1981-08-21 1981-08-21 電磁流量計 Granted JPS5833121A (ja)

Priority Applications (1)

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JP13107481A JPS5833121A (ja) 1981-08-21 1981-08-21 電磁流量計

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JP13107481A JPS5833121A (ja) 1981-08-21 1981-08-21 電磁流量計

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JPS5833121A true JPS5833121A (ja) 1983-02-26
JPH0126491B2 JPH0126491B2 (ja) 1989-05-24

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180045545A1 (en) * 2015-03-11 2018-02-15 Endress + Hauser Flowtec Ag Magneto-inductive flow measuring device with reduced electrical current draw

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007011394A1 (de) * 2007-03-07 2008-09-11 Fachhochschule Kiel Verfahren zur Messung der Fließgeschwindigkeit eines Mediums unter Anlegen eines Magnetfelds an das durchsetzte Meßvolumen

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