JPS63195523A

JPS63195523A - 電磁流量計

Info

Publication number: JPS63195523A
Application number: JP2787887A
Authority: JP
Inventors: Ikuo Uematsu; 植松　郁雄
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-02-09
Filing date: 1987-02-09
Publication date: 1988-08-12
Also published as: JPH0573165B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は電磁流量計に係り、特に従来の流量信号データ
に廻り込む各種突変ノイズに原因する出力の突変を除去
するに好適な電磁流量計に関する。

〔従来の技術〕

一般に電磁流量計において、その検出器の電極間に発生
する電圧は次のようなものが考えられる。

（１）流体の流速に比例する信号電圧、（２）励磁電流
すなわち磁界の極性が時間的に変化する際に発生する磁
気誘導雑音電圧、（３）商用電源から廻り込む誘導雑音電圧、（４）測定
流体と電極を介して作られる閉ループと変換器回路部で
発生する直流雑音電圧、前記電極間にはこれらの電圧が
合成された形で出力される。

電磁流量計としては、上記４つの電圧のうち、前記（１
）の信号電圧だけ分離し得なければならない。

そのため、励磁電流゛の極性切替時に生ずる前記（２）
の電圧が消滅した時点から励磁断までの時間ｔｓをサン
プリングする。また、前記サンプリング時間ｔｓを電源
に同期させて制御すると前記（３）の電圧は、積分処理
により平均化され除去される。さらに、前記（４）の電
圧を除去するためマイクロプロセッサによって１次式の
積分値差分演算を行うようになっている。

・・・（１）ここで　Ｅｓ：正励磁の流量信号電圧（今回値）−Ｅｓ
　：負励磁の流量信号電圧（前回値）Ｅｏ　：直流雑音
電圧（オフセット電圧）Ｅｂ：Ｄ／Ａ変換器１３のバイ
アス電圧以上のノイズ除去処理により、安定した流量計測が行わ
れる（特開昭５７−１５８５１６号参照）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、前記（１）式において電源に同期させて得る信
号データＥｓ　、−Ｅｓ及びＥｏ、いいかえると今回値
と前回値には、電源の瞬停（一般にはサンプリング時間
ｔは長くなる）又は、電源同期信号と等価な突変ノイズ
の混入（一般にはサンプリング時間ｔは短かくなる）に
より、１サンプリングデータに異常値が取り込まれると
、２つの演算結果に影響を与えることになる。

そのため従来技術は、この突変ノイズによる出力の変動
を押えるため、１）電気回路の一次ＣＲフィルタをサン
プリング演算に直して処理したり、２）移動平均処理で
極力平滑化したり、３）流量の変動がサンプリング時間
に対し穏やかであることに着目し、サンプリングデータ
の変化率を監視し、設定値の幅を超えた場合に強制的に
データの一部を切り捨てる等の処理を行っていた。すな
わち、上記突変ノイズ除去処理１）〜３）では、正規の
流量信号データと異常な流量信号データの弁別が明確に
処理されておらず、単に出力の変動を押え込む処理であ
った。

本発明の目的は、正規の流量信号データと異常な流量信
号データを明確に弁別し、安定した流量計測を行う電磁
流量計を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

このような目的を達成するために１本発明は、測定流体
を通す導管と、導管の径方向に磁界を加える励磁コイル
と、磁界の方向と導管の軸方向に直角となる導管面に設
けられた一対の電極とからなる検出器を備え、前記電極
より得られる信号を積分値差分演算し、これを流量信号
として取出す電磁流量計において、順次取り込む前記流
量信号の格納エリアを少なくとも６個以上の偶数個設け
、最小値から最大値まで順次並びかえた結果中央に配置
される２個の値の平均値を流量信号として扱う手段を備
えたことを特徴とするものである。

〔作用〕

このようにすれば、突変した流量データは、格納エリア
に取り込まれて最小値から最大値まで並び変えられた際
に、前記最小値あるいは最大値となりあるいはそれに寄
った値として配列されることになる。それ故、格納エリ
アの中央に配置される２個のデータは突変したものに相
当し得ないものであることから安定した流量計測を行な
うことができるようになる。

〔実施例〕

以下、本発明に係る電磁流量計の一実施例を図面を用い
て説明する。

第１図は前記電磁流量計の概略構成を示している。同図
において、１は検出部管壁に取り付けた励磁コイル、２
は測定流体を通す絶縁導管、３ａ。

３ｂは前記絶縁導管２内に取り付けた流量信号検出のた
めの一対の電極であり、これらによって電磁流量検出器
を構成している。前記励磁コイル１に流れる励磁電流ａ
はマイクロプロセッサ４から励磁信号制御回路５．励磁
回路６を介して形成されるようになっている。すなわち
、前記マイクロプロセッサ４からの信号す、ｃは前記励
磁信号制御回路５によって正励磁信号ｄと負励磁信号ｅ
とに分割され、この信号ｄ、ｅを入力とする励磁回路６
から第３図（■）に示す波形の励磁電流ａが供給される
ようになっている。第３図（Ｉ）に示すように、・正の
励磁型゛流Ａ、負の励ａＳ流Ｂはともに一計測時間Ｔの
うち、ｔ２の期間だけオンとなり、残りのｔｌの時間は
励磁電流体止期間となっている。励磁電流ａによって前
記電極３ａ。

３ｂに発生する流量信号は、第１図に示すように、前置
増幅器７によって増幅され、第３図（沖）に示す波形か
らなる信号となっている。この信号は、励磁電流Ａ、Ｂ
の極性と流体の流れ方向により正の流量信号または負の
流量信号として前置増幅器７から出力されるようになっ
ている。このため。

第４図に示す負の流量信号−Ｅｓは反転増幅器８を介し
て、また正の流量信号Ｅｓは直接Ａ／Ｄ変換器１３に接
続するようになっている。この操作はマイクロプロセッ
サ４からの計測−校正制御信号ｆで半導体スイッチ９，
１０を制御することによってなされ、これにより前記Ａ
／Ｄ変換器１３には正の電圧のみが入力されるようにな
っている。

マイクロプロセッサ４は、記憶装置１５にあらかじめプ
ログラムされている第２図（１）に示す処理（ステップ
２ｏないし１００）を第３図（ｖ）の期間Ｔごとに実行
するとともに、第２図（２）に示す電源に同期したハー
ド制御処理２００を第３図（ｉｆ）に示す電源同期信号
（たとえば、図中４→３→２→１→（０＝４）→３・・
・・・・）をカウントし割込み処理で実行するようにな
っている。また前記マイクロプロセッサ４は、流量演算
を行なつた後に、Ｄ／Ａ変換器１４を介して正規化され
た流量信号Ｉｏを出力するようになっている。

ここで、第５図（ｉ）に示すように商用周波数に瞬停が
発生した場合、同図（ｉｉ）に示す割込信号が欠落し、
そのため同図（ｉｉｉ）から（ｖ）に示すように電源同
期による時間管理制御が異常となり、同図（ｖ）に示す
サンプリング時間ｔｓ＋ｎのため、流量信号データに異
常データが混入するようになる。この異常データが混入
すると、第２図（１）のフローチャートのステップ４０
ないしステップ８０によって異常データ除去処理がなさ
れるようになっている。第２図（１）のフローチャート
は、スタートからステップ１０でイニシャライズを行っ
た後、ステップ１０で周期待ちの判定がなされる。次に
、ステップ３０でデータは流量信号か否か判定し、流量
信号の場合はステップ４０で今回流量データをセットす
る。次にステップ５０で前回流量データの移動をメモリ
上で行なう。さらに、ステップ６０で流量データを最小
値から最大値まで順次並びかえる。

この場合におけるメモリ上の操作を第２図（３）を用い
て説明する。メモリはたとえば６個の格納エリアを有す
るものが用いられている。同図において、今回流量信号
データをセットした後、前回流量信号データの内で最も
古いデータを捨てた後（記号（イ））、今回流量信号デ
ータを６個の格納エリアにセットして（記号（ロ））、
データの１から６を最小値から最大値の順に並べかえる
。

さらに、ステップ７０で、最小および最大値から各々２
個ずつ外した流量データ３，４（第２図（３）の斜線部
に相当）の平均値処理を行ない。

つづいてステップ８ｏでこのようにして得られた平均値
を流量演算レジスタにセットする（第２図（３）の（ハ
）参照）。

ここで、メモリは上述したように６個の格納エリアを有
するものであり、たとえば８個、１０個の格納エリアを
有するものであってもよい。しかし、４個の格納エリア
を有するものは、本願発明の効果が得られなくなる。そ
の理由は、メモリに格納される流量データは、前述した
直流雑音電圧除去のため、積分値差分演算されたもので
あるからである。すなわち、前記積分値差分演算前にあ
っては順次５個の信号が送出され、その１番目と２番目
、２番目と３番目、３番目と４番目というように順次演
算された値４個が前記メモリに格納されることになる。

しかし、前記５個の信号のうち異常データが一つあった
場合、その異常データを含む差分演算値は２個発生し最
少値あるいは最大値となって前記メモリに格納されるこ
とになる。

このようになると前記メモリ内は隣接して配置される２
個の正常値と、これら正常値グループに隣接して配置さ
れる２個の異常値との配列となる。

それ故、最大値および最小値をそれぞれ１個外して、中
央に配置された２個の流量データを選択した場合、その
うちの−うが異常データとなってしまうからである。

以上説明したことから、本実施例によれば６個以上の偶
数個の格納エリアの中央に配置された２個の流量データ
の平均値をとることによって異常データを含むことのな
い流量データを得ることができることから、安定した流
量計測を行なうことができるようになる。

本実施例の信号処理を行うことにより、第６図に示すご
とく、流量信号Ｉｏは、従来例から実施例のごとく、数
ｍｓの突変ノイズが入っても、出力の安定性を図ること
ができた。なお、第５図はサンプリング時間ｔｓが長く
なる場合であるが、反対に、短かくなる場合は、第６図
の従来例の出力はマイナス方向に突変するが、前記のご
とく出力の安定性を図ることはいうまでもない。

また、本実施例では流量信号データの格納エリアを６個
としたが、最小及び最大値を各々偶数個ずつ外せれば、
同等の効果が得られることはいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したことから明らかなように、本発明によれば
、突変した流量データは、格納エリアに取り込まれて最
小値から最大値まで並び変えられた際に、前記最小値あ
るいは最大値となりあるいはそれに寄った値として配列
されることになる。

それ故、格納エリアの中央に配置される２個のデータは
突変したものに相当し得ないものであることから安定し
た流量計測を行なうことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電磁流量計の一実施例を示すブロ
ック図、第２図（１）ないしく３）は前記電磁流量計の
動作を示すフロー図、第３図および第４図は正常時にお
ける前記電磁流量計の各部波形図、第５図は瞬停が生じ
た際の前記電磁流量計の各部波形図、第６図は本発明に
よる電磁流量計の効果を示すグラフである。１・・・励磁コイル、２・・・絶縁導管、３ａ、３ｂ・
・・電極、４・・・マイクロプロセッサ、５・・・励磁
信号制御回路、６・・・励磁回路、７・・・前置増幅器
、８・・・反転増幅器、９〜１２・・・半導体スイッチ
、１３・・・Ａ／Ｄ変換器、１４・・・Ｄ／Ａ変換器、
１５・・・記憶装置。

Claims

【特許請求の範囲】

１、測定流体を通す導管と、導管の径方向に磁界を加え
る励磁コイルと、磁界の方向と導管の軸方向に直角とな
る導管面に設けられた一対の電極とからなる検出器を備
え、前記電極より得られる信号を積分値差分演算し、こ
れを流量信号として取出す電磁流量計において、順次取
り込む前記流量信号の格納エリアを少なくとも６個以上
の偶数個設け、最小値から最大値まで順次並びかえた結
果中央に配置される２個の値の平均値を流量信号として
扱う手段を備えたことを特徴とする電磁流量計。