JPS5848046B2

JPS5848046B2 - 電磁流量計

Info

Publication number: JPS5848046B2
Application number: JP2526378A
Authority: JP
Inventors: 敏夫関口; 尚鳥丸; 一宇鈴木
Original assignee: Yokogawa Hokushin Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1978-03-06
Filing date: 1978-03-06
Publication date: 1983-10-26
Also published as: JPS54118270A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は低周波励磁方式の電磁流量計に関し、励磁回路
のスイッチ素子としてトライアツク等を使用する場合の
ゲートトリガ方式に特徴を有するものである。

第１図は低周波励磁方式電磁流量計の基本構成図であり
、１は電磁流量計発振器、２，３は電極、４は励磁コイ
ル、５は変換器、６は整流器、７はトライアツク、８は
励磁ドライブ回路、９は商用電源等の交流電源である。

この電磁流量計は、トライアツクをＯＮ − ＯＦＦ
制御することにより交流電源９から整流器６を介して励
磁コイル４に低周波数矩形波の励磁電流を供給し、電極
２，３間に発生した電圧を変換器５で流量に応じた標準
信号に変換し出力するものである。

第２図は、励磁ドライブ回路８の従来例を示す回路図で
あり、１０は励磁タイミング発信回路、１１はワンショ
ット回路、１２は発光ダイオード、１３はフォトトラン
ジスタ、１４はトランジスタ、１５は直流電源である。

第３図は第１図に示す励磁ドライブ回路８に第２図回路
を使用した場合の電磁流量計の動作波形図であり、波形
Ａは励磁コイル４に流れる励磁電流波形、波形Ｂはワン
ショット回路１１の出力波形、波形Ｃは交流電源９の電
圧波形である。

すなわち、第２図に示す励磁ドライブ回路を使用する電
磁流量計においては、励磁タイミング発信回路１０で交
流電源９の出力電圧が零となるゼロクロス信号を検出し
この検出出力をワンショット回路１１でゴ定幅を持った
信号に変換し、次に絶縁、電流増幅してトライアツク７
のゲート信号を得ている。

ところで、電磁流量計の励磁コイルの様な時定数（τ＝
コイルインダクタンスＬ／コイル抵抗Ｒ）の大きな誘導
性負荷の電流をトライアップあるいはサイリスタで制御
する場合には、十分パルス幅の広いトリガパルスをトラ
イアツクあるいはサイリスタのゲートに与えなければ所
望の期間トライアツクあるいはサイリスタが導通状態を
保持できない場合がある。

次にこの点をトライアツクの場合について説明？る。

第４図はトライアツクの動作を説明するための波形図で
あり、波形Ａ？ｉトライアックに加わる電圧波形、波形
Ｂはトライアツクのゲートに加えられるトリガパルス、
波形Ｃはトライアツク点弧ミス時のトライアックに流れ
る電流波形である。

トライアツクには、ゲートにトリガパルスを人力するこ
とによりトリガパルスがＯＦＦとなった後もトライアッ
クに供給される電圧が零になるまで導通状態を保持する
特性があるが、この特性はトリガパルスがＯＦＦとなる
時トライアックに保持電流ｉＨ以上の電流が流れている
ことが必要条件である。

トライアソクの負荷が誘導性の場合第４図に示すように
、トライアツクに流れる電流の立ち上がりが遅いため保
持電流ｉＨ以下のところでトリガパルスがＯＦＦとなり
点弧ミスを起こす。

このトライアツクの点弧スを防止するには、誘導負荷の
時定数を小さくするか、或いはトリガハルスノハルス幅
を広クとるかの２つの方法がある。

第２図に示す励磁ドライブ回路においては、トリガバル
ス幅を点弧ミスが発生しないよう十分広く設計しておか
なければならない。

このような方式では励磁ドライブ回路に大きなパワーを
必要としトライアツクの特徴を生かしきれない恐れがあ
る。

また、低周波励磁方式の電磁流量計の励磁コイル４にお
いては、特性の統一、変換器の共用化のためその時定数
を電磁流量計発信器の口径によらずほぼ一定［直とする
必要があり、この様にすると励磁コイルに流れる電流は
口径に比例した１直となる。

電磁流量計発信器の口径は直径数ｍ流から２．５流前後
まであるので、励磁電流は例えば０．ＬＡから数Ａまで
と口径により大幅に異なる。

この様な広範囲の電流範囲を数種類のスイッチ素子で共
通に使用するとなると、第２図に示す従来の励磁ドライ
ブ回路では特に素子毎に定まっている保持電流直に関す
る問題が生ずる。

この点を改善するために、第５図に示す様に整流器６と
並列にダミー抵抗１６を接続し、トライアックの負荷抵
抗［直及び時定数を小さくする方法もあるが、この場合
にはダミー抵抗１６にかなりの電流を流す必要があり、
ダミー抵抗１６の放熱処理が問題となると共に効率が低
下し、実用的でない。

また、別の方法として、第６図に示す様にトライアツク
７と並列にコンデンサ１７と抵抗１８との直列回路を接
続する方法が考えられる。

これはトライアツク７のＯＦＦ状態の時にコンデンサ１
７にチャージされた電荷を、トリガパルスによりトライ
アツク７がＯＮ状態になった時トライアツク７を通して
放電させ、負荷電流（励磁電流）に放電電流を重量させ
、これにより短時間でトライアツク７に保持電流以上σ
醒流を流すようにしたものである。

これは、低周波励磁方式の電磁流量計においては、励磁
電流がＯＦＦ状態からＯＮ状態となる最初のトリガパル
スが人力される時には別途コンデンサ１７からトライア
ツク７に保持電流ｉＨ以上となるように電流を供給する
必要があるが、２番目以降のトリガパルスが人力される
時には励磁コイルの時定数により励磁電流は保持されて
流れ続けているので、別途他の手段からトライアツクに
流す必要がないから有効にみえる。

しかしながら低周波励磁方式の電磁流量計においては、
励磁コイルの時定数が１０〜２０ｍｓｅｃと長くコンデ
ンサ放電電流も１０ｍＡ以上必要となるので、コンデン
サ１７の大きさは実用上１００μＦ以上必要となり、コ
ンデンサ１７は非常に大きなものとなって実用性がない
。

そこで本発明は、励磁電流がＯＦＦ状態からＯＮ状態と
なる際の最初のトリガパルスのみのパルス幅を広くとり
、２番目以降のトリガパルスのパルス幅は狭くするよう
にしたものである。

これは２番目以降のトリガパルスのパルス幅は狭くても
先にも述べたように励磁コイルの時定数によシ励磁電流
は保持されて流れ続けているので容易にＯＮ状態を保持
することが出来ることを利用している。

第７図は本発明による励磁ドライブ回路の一実施例を示
す回路図であり、第１図と同一要素には同一記号を付し
、１９は第１のワンショット回路、２０ぱ第２のワンシ
ョット回路、２１はＯＲゲートである。

第８図は第１図に示す励磁ドライブ回路８に本発明によ
る第７図回路を使用した電磁流量計の動作波形図であり
、波形Ａは励磁電流波形、波形Ｂは第１のフンショット
回路１９の出力波形、波形Ｃは第２のワンショット回路
２０の出力波形、波形ＤはＯＲゲート２１の出力波形で
ある。

このように、第２のワンショット回路で励磁電流がＯＦ
Ｆ状態からＯＮ状態となる最初のトリガパルスのみパル
ス幅を広くとっているので誘導性負荷で立上りの遅い電
流に対しても、トライアツク７が確実にＯＮ状態を保持
することが出来る。

なお、上記実施例においては、スイッチ素子としてトラ
イブックを使用する場合を示したが、これに限らずサイ
リスタを逆並列に接続してスイッチ素子とした場合にも
本発明は適用出来る。

第９図はスイッチ素子としてサイリスタ２２，２３を使
用した場合の電磁流量計の基本構成図であり２４は励磁
ドライブ回路である。

この場合も励磁電流がＯＦＦ状態からＯＮ状態となる最
初のトリガパルスのみパルス幅を広くとればよい。

また本発明が適用される電磁流量計の励磁回路の構成と
しては、第１０図に示す様に整流器２５，２６とスイッ
チ素子２７．２８とが整流・スイッチ回路として一体に
構成されたもの等にも適用出来る。

更に本発明は、ＯＮ状態とＯＦＦ状態との連続による矩
形波励磁電流以外でも、極性が反転することによシ正、
負の連続による矩形波励磁電流とした正、負励磁方式の
電磁流量計に苑適用出来る。

第１１図はその電磁流量計の基本構戒図であり、２９．
３０は励磁電流の極性を反転させる切換えスイッチ、３
１は切換スイッチ２９，３０とトライアツク７とを駆動
する励磁ドライブ回路である。

このような正、負励磁方式の電流流量計においては、極
性反転時の最初のトリガパルスのパルス幅をそれ以降の
トリガパルスのパルス幅よりも広くとるようにする。

以上本発明によれば、次の様な効果がある。

（ｌ）スイッチ素子に点弧ミスのない励磁ドライブ
回路が簡単な構成により得られる。

（２）第２図に示す従来例と比較して、スイッチ素子を
ドライブするトリガパルスの平均出力電力を減らすこと
が出来るので、励磁ドライブ回路を小型化出来る。

（３）平均パルス電力が減少するので、一時的に大きな
トリガパルスを与えてもスイッチ素子のゲート損失定格
に対し十分な余裕がとれ、スイッチ素子の信頼性が向上
する。

【図面の簡単な説明】

第１図、第９図、第１０図、第１１図は低周波兄磁方式
電磁流量計の基本構成図、第２図は励磁ドライブ回路の
従来例を示す回路図第３図は第１図に示す励磁ドライブ
回路８に第２図回路を使用した電磁流量計の動作波形図
、第４図はトライアツクの動作説明用の波形図、第５図
、第６図はトライアツクの点弧ミスを防止するために考
えられた方法を示す電磁流量計の基本構成図、第７図は
本発明による励磁ドライグ回路の一実施例を示す回路図
、第８図は第１図に示す励磁ドライブ回路８に本発明に
よる第７図回路を使用した電磁流量計の動作波形図であ
る。１：電磁流量計発信器、２，３：電極，４・・・・・・
励磁コイル、５：変換器、６：整流器、７：トライアツ
ク、８，２４，３１；励磁ドライブ回路、９：交流電源
、１０：励磁タイミング発信回路、１９：第１フン
ショット回路、２０：第２ワンショット回路、２２，２
３，２７，２８：サイリスタ、２９，３０：切換え
スイッチ。

Claims

【特許請求の範囲】

１交流電源からスイッチ素子と整流器を介して電磁流
量計発信器の励磁コイルに励磁電流を供給する電磁流量
計において、上記スイッチ素子としテハトリガパルスに
よりＯＮ状態となった後に素子に供給でれる電圧が反転
するまでＯＮ状態を保持する特性のサイリスタ、トライ
アツクなどの素子を使用すると共に、上記トリガパルス
は上記励磁電流がＯＦＦ状態からＯＮ状態への切換時或
いは上記励磁電流の極性の反転時に釦ける最初のトリガ
パルスのパルス幅をそれ以降のトリガパルスのパルス幅
よりも広くしたことを特徴とする電磁流量計。