JPS6055230A - 電磁流量計 - Google Patents

電磁流量計

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JPS6055230A
JPS6055230A JP16390083A JP16390083A JPS6055230A JP S6055230 A JPS6055230 A JP S6055230A JP 16390083 A JP16390083 A JP 16390083A JP 16390083 A JP16390083 A JP 16390083A JP S6055230 A JPS6055230 A JP S6055230A
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JP
Japan
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flow rate
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signal
frequency
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JP16390083A
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JPH0415886B2 (ja
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Hitoshi Akiyama
均 秋山
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Yokogawa Electric Corp
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Yokogawa Hokushin Electric Corp
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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】 〈産業、Eの利用分野〉 本発明は、電磁流■翳;発信器(以下、発信器と略称づ
る)からの流M信号に含まれるスラリ流体に起因号る雑
音の影響を除去Jるように改良した電磁流酊計に関する
〈従来技術〉 近年、電磁側■1は従来の商用周波励損形の電磁流量計
の欠点である磁束変化に基ずくゼOl−” l、Jフト
等の影響を除去づるため励磁周波数をFげる傾向にある
しかし、スラリ流体を測定づるとさには励磁周波数を極
端に下げると第1図に示1ような周波数f (横軸)に
対して雑音量(縦軸)が1/fで変化づる1/「雑音が
増大し流布信号が揺動して安定した動作を期待すること
がIMかしい。
このようなときは零点の安定性を多少犠11にしても1
/11i音に対して安定した動作を確保づる方が全体と
して好ましい。
〈発明の目的〉 本発明は、前記の従来技術に鑑1ノ、1/f雑音に起因
する流研信号の揺動を検出しこのli’fl動の程度に
応じて励振周波数を自動的に変更して安定な動作を確保
することを目的とづる。
〈発明の構成〉 この目的を達成する本発明の措或は、電磁流量計であっ
て、発信器からの流量信号を順次勺ンブリングして前回
までのナンプリング値の平均値を算出し、前記平均値に
対して上下の所定幅の範囲に境界値を設定し、新たな流
量信@値を前記境界値と比較して前記の新たな流量信号
値が前記の境界値を越えたときに前記の新たな流m信号
の揺動の程度を判断し、で、この判断の結果に基づいて
発信器の励磁周波数を変更リ−るようにして常に安定な
動作をするJ:うにしたものである。
〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。
第2図は本発明に係る実施例の構成を示づブロック図で
ある。1は発信器であり、測定管路2、電極3a(3b
)、および励磁コイル4などがらなり、励磁コイル4は
定電流源11切苔スイッヂSW+−t〜SW+−aおよ
び抵抗rを介して接続されている。この切替スイッチは
それぞれ切替制御回路5からの信号1で切替えられる。
一方弁信器1の出力は高久ノjインピーダンス増幅器6
を介してコンデン+J’ −Chの一端に与えられる。
コンデンサーChの他端はスイッチSW2の切換片に接
続されている。スイッチSW2の他の端子はそれぞれ抵
抗R+ 、R2、R3、・・・Rnに接続され、その他
端は共通電位点Cに接続されている。
このコンデンサChと抵抗R+ 、Rp 、R3、・・
・Rnで各々フィルタを構成している。
スイッチSW2の切換ハはまたスイッチSW3と接続さ
れ、このスイッチにより抵抗rに生じた比較電圧と(f
fi号電圧電圧替えられる。 スイッチSW3の出力は
信号のサンプリングを兼ねたアナ[1グ・デジタル変換
器〈以下、Δ/D変換器と略称する)7に入力される。
8はマイクロプロセラ)す(以下、CPUと略称する)
、9はメモリ(ROM/RAM) 、10G;L入出カ
ポ−1〜(Ilo)、11はデジタル・アノ−1」グ変
換器く以下、D/△変換器と略称づる)、12はアドレ
スバス、13はデータバス、14は流石出力である。
メモリ9にはCPU8を制nりるプ【−1グラ11が書
込まれており、CPLJ8はこのプログラムに従ってI
10ボート10より必要とされる信号電圧や比較電圧を
取り込lυだり、あるいはメモリ9中のRAMとの間で
データの授受を行なったりしながら演算処理し、必要に
応じて処理したデータを110ボート10へ出力する。
D/△変換器11は110ボート・10より与えられる
データをアナログ信号に変換して出力する。
110ボート10は切替制御回路5へ励磁電流の切替の
タイミングを決める制御+信@S1を送り、これにより
励磁電流の励振周波数が決められる。
制御供@S1の周波数に対応して△/D変換器7ぐの信
号電圧のサンプリング周波数も変更される。
また、I10ボート10からは制御4rJ号S2を出し
、これにJ:リスイッヂSW2を切替えてフィルタ定数
を変更りる。さらにI10ボート10はスイッチSW3
を切替える制御信483を出し、信号電圧と比較電圧V
rとを切替える。
次に以上のように構成された電141流量計の動作につ
いて説明する。
(全体の動作) 第3図は全体の動作を示す70一チ〜7−ト図である。
先ずステップ■として第2図K J3LIJるコンデン
サChと各抵抗R+ 、R2、・・・Rnで構成される
フィルタの抵抗をn−1に設定づる。この時フィルタの
遮断周波数はf+=1/2πR+Chとなる。
次にステップ■として、このフィルタの遮断周波数[1
に対応して、これよりも高い周波数F1(−α[+、α
−2〜10)になるJ:うに励磁電流の周波数を設定す
る。これは実際のフィルタ特性が第4図の実線で示づ特
性となっており、点線で示すごとく急峻なカットオフ特
性を右()ていないからである。
n=1に対応覆る励磁周波数に設定しt=mはこの励磁
周波数に基づいて後述づるステップ■で示す−雑音判定
を含む(iij号処即が実行される。
ステップ■での信号処理の結果、肩1音が少ないと判断
されれば、そのまま流量出力を出づ。雑音が大きいと判
断されれば、ステップ■に移行し、ステップ■でメモリ
9中のROMによりあらかじめ設定した数のフィルタ数
の中に入っているが否かを判断づる。所定の数11の中
に入っていれば、ステップ■に戻りスイッチSW2をn
=2に切替えてフィルタの遮断周波数を変更し、これに
伴ない励磁周波数を変えて再度ステップ■で示す信号処
理を行なう。、所定の数11を越してしまっIこときは
フィルタの切替えが出来ないので、警報を出し処理をス
トップづる。
ここで、フィルタを用いてこれを切替えているのは次の
叩出によるものである。△/D変換器7に含:Lれてい
るVンブリング動作にはフィルタ特性があり、サンプリ
ング周波数以下の周波数成分には悪疫を持たない。この
サンプリング周波数と励磁周波数とは一定の関係がある
ので、励磁周波数を変更りれ、ばこれに伴ないフィルタ
特性も自動的に変更される。、従って本来フィルタは不
要である。しかし、励磁周波数よりも低い周波数の雑音
でも高入力インピーダンス増幅器6を飽和させる秒の大
きな雑音が入力されると高調波成分が生じ、この成分に
A/D変挽器7が応答づるのであらが成されるフィルタ
によりこの高調波成分を除去している。このため励磁周
波数に対応してフィルタ定数を変更しているのである。
(信号処理の動作) 次に第3図にJ3けるステップ■の信号処理の動作につ
いて説明する。
第5図は信号処理の動作を示リフ[1−ヂt−−I−図
である。第6図の波形図を用いて説明覆る。
先ず第5図の■〜■ステップで示づ信号処理プログラム
について説明づる。
メモリ9のROM中に川き込まれた励磁電流の制御プロ
グラムにより指定されたタイミングで切替制御回路5を
制御して切替スイッチSVV+−t〜SW+−4を切、
替えて第6図(a )のごどき励!i′rri流Irt
作っTR信Pa 1 ヲ3 :1.7−1−4A MA
 F励磁する。これに伴ない抵抗rには第6図(b)に
示す波形の比較電圧Vrが発生ずる。流体が測定管路2
に流れると励磁電流とほぼ同じ波形の第6図(C)に示
づ流m信号が得られる。この流量4FJ@は第6図(d
)に示”” ! 、’ 2 、+3及び+4のタイミン
グで71個のサンプル値S+−8aが1サイクル分とし
てΔ/D変W!器より読込まれRAM内に記憶される。
この様にして記憶されたリンプルデータはGPIJ8に
より例えば次式に示づ演詐がなされa慢な直流雑音が除
去され流量信号E+ どされる。
E+ =S+−1S283 SII この様な演nが繰り返し実行され各ザイクルごとの流m
信号Enが次ぎ次ぎに得られる。
一方比較電圧vrは流量信@Enのサンプル周11Jに
対して10倍から20倍の周期のCP U 8 hlら
の制御l信号S3によりスイッチSW3が比較電圧側へ
切替えられて、比較電圧が割り込みによりΔ/D変換器
7に取り込まれ、デジタル変換されてメモリ9のRAM
中に記憶される。
この様にして得られた流量信号Enと比較電圧VTとは
CP U 8によりE n / E rの割り粋が施さ
れ電圧変動が除去された流M信号Esとされる。
次に第5図のステップ■〜■の窓処理について説明する
前記の様に処理された流m信@Esに対して前回までの
流量信号の平均値の上下一定幅の範囲に上下の境界値を
設定し、設定された上下の境界1ffiCに対して新た
に受信した流量信号Esと前回まテニ受信した流量信@
Es −+ (7)平均11!IEs −+とを比較判
断する。即ち、新たに受信した流量信号Esと、前回ま
でに受信した涜、吊信号の平均値Es−+との差の絶対
値であるIEs Es−+1が前記の境界111iCJ
:り小さい揚台には、新たに受信した流量信号Esには
スラリーに起因づる直流電位の突変はないものと判断し
、新たな流m信号E5を流量出力として出力4る。新た
な流量信号Esと前回までの流ffl信号の平均値Es
−+ との差の絶対値IEs Es−+lが境界値Cよ
り人さい場合には直流電位の突変があったと判断され次
の揺動検出プログラムに移(1する。
第5図のステップ■〜■の揺動検出プロゲラ11につい
て説明する。
前記の窓処理の結束、自流電位の突変があったものと判
断された場合には、メモリ9のRAM中にカウンタMの
エリアが設けられているのでこの部分のカウント内容を
+1とづる。このカウント内容に対応して、RAM中に
カウンタMとは別のカウンタLのエリアが設けられてい
るので、このカウント内容を+1とする。次に新たな流
m信号t’==の変化方向と前回受信した流量信号の変
化方向とを比較し、同じ方向でない場合には直流電位の
突変による変化と判断してカウンタLの内容をリセッl
−する。即ち、カウンタMの内容は流量の急速な変化に
よって境界値Cを越えたときも直流電位の突変により境
界値Cを越えたときも共にカウントされ子の内容が更新
されるのに対して、カウンタLの内容は境界値Cを越え
たもののうち直流電位の突変によるものはリセットして
流量変化に基づく場合のみがカウントされる。これは直
流電位の突変による電位変化は流mの変化に比べて短か
くパルス状に変化するので、流■信号の同一方向への変
化は流量変化と判断されるのに対し゛て直流電位の突変
による変化はその変化方向が反対であるという点に着目
して判断するためである。
従って、流量信号の変化方向が同じ場合つまり流量変化
ど判断される数がカウンタL中に記憶される。ROMに
はカウンタLのカウント値がROMで設定した設定(i
 K″゛1に達しているか否かの判断プログラムが書き
込まれており、この判断プ1」グラムの実行により設定
WI K +に達していないときはステップ■に戻り、
今までの処理が轢り返し実行される。ステップ■に戻る
際に、流量出力としては前回受信した流量信号を出力J
る。これは流量信号が境界値を越えた場合であるので前
回の流量信号を出力した方が妥当と判断されるためであ
る。
メモリ9のRAM中にはまICカウンタPの1−リアが
設けられており、カウンタ1−のカウント内容がROM
で設定する設定値1り、に達したときは、このカウンタ
Pの内容を+1に更新する。同時にカウンタLの内容を
リセットして初期状態に復帰させる。従ってカウンタP
には同一方向の流量信号の変化の回数つまり流■変動の
回数が記憶されることになる。
以上のにうにしてカウンタMには流m信号の変化の回数
、カウンタPには流量変動の回数が記憶されているので
、これらの値を用いてCPU8によりM/Pの演輝を施
ずと、その結果Qは流量変動に対す゛る流m信号の変化
の回数の割合を指称Jることになる。Qの値が小さいと
きには流量変動が多いためPの値も大きくなったと判断
し、Qの値が大きいときには流量変動がないにもかかわ
ら1″Mが多くなったと判断できる。従ってQの値にに
り直流電位の突変の程度を判断することができる。
次に、第5図のフローチャートのステップ■〜Oで示を
揺動判断について説明する。
これは、直流電位の突変の程度がr1容Cきる範囲内か
否かを判断するものである。前記の許容値1り2とこの
判断プログラムはROM中に格納されている。、Qの値
がこの許容値に2と等しいかまたは小さいときは前記の
フローチャートのステップ■に戻り今までの処理が繰り
返される。しかし、Qの値かに2を越えたときは直流電
位の突変の程度が許容できないこととなり、第3図のフ
ローチャートのステップ■のプログラムに移行(る。
なお、以上の実施例においては励磁周波数を雑音の程度
に応じてそのつど変更したが、これを定期的に変更する
様にしても良い。また、雑音の量が小さい状態が続く場
合には定期的に励磁周波数を下げて来る様にすることも
できる。
〈発明の効果〉 以上の如〈実施例を通じて具体的に説明した様に本考案
によれば通常の状態では充分低い周波数で励磁して安定
な信号を検出しながら、スラリー雑音が大きくなった場
合には自動的に励磁周波数を上げて耐雑音性を向上させ
ることが出来るので安定な動作を確保することが出来る
【図面の簡単な説明】
第1図は周波数に対する雑音量との関係を示づグラフ、
第2図は本発明の実施例の構成を示すブロック図、第3
図は第2図の実施例の全体の動作を示寸フローチャー1
・図、第4図はフィルターの特性を示す図、第5図は雑
音判定を含む信号処理のフローを示1フローチャー1〜
図、第6図は流量信号をサンプルするタイミングを示づ
タイミング図である。 1・・・発信器、4・・・励磁コイル、5・・・切替制
御回路、 6・・・高入力インピーダンス増幅器、 7
・・・△/D変換器、8・・・CPU、9・・・メモリ
、10・・・入出カポ−1−111・・・D/Δ変換器
、14・・・流量出力、Sl、S2、S3・・・制御信
乃、C・・・境界値。 第1図 元4図 周波教 第3図 紀量土力

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 発(Fj器からの流■信号を順次サンプリングして前回
    までのサン・ブリング値の平均値を篩出し、前記平均値
    に対して上下の所定幅の範囲に境界値を設定し、新たな
    流冷信号値を前記境界値と比較して前記の新たな流m信
    り値が前記の境界値を越えたときに前記の新たな流量1
    8号の揺動の程度を判断して、この判断の結果に基づい
    て発信器の励磁周波数を変更するようにしたことを特徴
    とづる電磁流m計。
JP16390083A 1983-09-06 1983-09-06 電磁流量計 Granted JPS6055230A (ja)

Priority Applications (1)

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JP16390083A JPS6055230A (ja) 1983-09-06 1983-09-06 電磁流量計

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JPS6055230A true JPS6055230A (ja) 1985-03-30
JPH0415886B2 JPH0415886B2 (ja) 1992-03-19

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ID=15782949

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4658653A (en) * 1984-12-28 1987-04-21 Kabushiki Kaisha Toshiba Electromagnetic flowmeter
JPH04308198A (ja) * 1991-04-02 1992-10-30 Takasago Thermal Eng Co Ltd 荷揚げ装置
US6216557B1 (en) 1994-07-12 2001-04-17 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Push rod, and process for producing the same
JP2002531908A (ja) * 1998-12-10 2002-09-24 ローズマウント インコーポレイテッド プロセス変数伝送器用の帯域幅可調整フィルタ
JP2010533295A (ja) * 2007-07-10 2010-10-21 ローズマウント インコーポレイテッド 電磁流量計の動作条件のノイズ診断

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