JPS63217228A - 電磁流量計 - Google Patents

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】 く産業上の利用分野〉 本発明は、１１ｍを被測定流体に印加しその流石を測定
する電磁流量期に係り、特にその励磁方式とこれに伴な
う信す処理ｈ式を改良した’１ｆｆｌａ流量計に関する
。

く従来の技術〉 工業用の電磁＊　ｆｆｉ　ｇｌは従来から商用電源を用
いて励磁する商用周波の励磁方式が採用されてきた。

商用周波の励磁方式は，《イ》応答速度が早く低コスト
に出来る。（口）スラリ性の流体や低導電率の流体で発
生する流速と共に増加する低周波のランダムノイズ（以
下，フローノイズという》の影響を受けがたい．という
利点があるが，稼動状態で比較的に長期，例えば１日程
度の間，放置しておくとゼロ点が変ｖＪするという欠点
がある。

このため、商用周波の１７２，あるいはこれ以下の低周
波で励磁する低周波励磁方式が採用されるようになった
。低周波励磁方式にずると周知のようにゼロ点の安定な
電磁１■１が１９られる利点がある。しかし、励磁周波
数が低いのでフローノイズの周波数と近接し、このため
フローノイズの影響を受り易く、特に流速が人になると
この影響が顕著になる。また、フローノイズの影響を軽
減するためにグンビングをかレノると応答が遅くなる欠
点を有している。

そこで、特願昭６０−１９７１６８号〈発明の名称：電
磁流ｆｆｉ　ｆｆｆ−）で提案されているように商用周
波数の励ｖＡ電流成分とこれより低い周波数の励ｉｌｌ
電流成分を励磁コイルに同時に流して複合ＶＪ１ｍを形
成する複合励磁方式が提案されている。

〈発明が解決しようどする問題点〉 しかしながら、この提案においては低周波側の周波数は
商用周波数の偶数分の１に選定しているものの高周波側
の周波数は商用周波に選定しているので、商用周波のノ
イズが信＠電圧に混入しこれが急に変動すると複合励磁
方式では高周波側に大きな時定数を持つハイパスフィル
タが挿入されているため、ゼロ点が大ぎく変動しその回
復に長時間を要するという問題がある。

く問題点を解決するための手段〉 この発明は、以上の問題点を解決するため、第１周波数
とこれより低い第２周波数の２つの異なった周波数を有
する磁場を供給する励磁、Ｔ一段と、この励磁手段によ
り励磁され流缶に対応して発生する信号電圧をこの第１
周波数に基づいて弁別して出力づる第１復調手段と、こ
の第１復調手段の出力を高１ａ′ａ波するハイパスフィ
ルタと、信号電圧を第２周波数に基づいて弁別して復調
づる第２復調手段と、この第２復調手段の出力を低域濾
波するローパスフィルタと、ハイパスフィルタとローパ
スフィルタとの各出ツノを川口的に合成する加算手段と
を具備し、第１周波数の値を商用周波数の整数倍に対し
て若■ずれた周波数に選定すると共に第２周波数の値を
商用周波数の偶数分の１に選定するようにしたちのであ
る。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例について図面に基づさ説明する。

第１図は本発明の一実施例を爪すブロック図である。

１０は電磁流量計の検出器の導管であり、絶縁性のライ
ニングがその内面に施されている。１１ａ、ｌｉｂは信
号電圧を検出するための電極である。１２は励磁コイル
であり、これによって発生した磁場が被測定流体に印加
される。励磁コイル１２には、励磁回路１３から励磁電
流Ｉｆが供給されている。

励磁回路１３は次のように構成されている。！Ｓ準電圧
Ｅ１はスイッチＳ　Ｗ　＋を介して増幅器Ｑ！の非反転
入力端（＋）に印加され、その出力端はトランジスタＱ
２のベースに接続されている。Ｅ・ランジスタＱ２のエ
ミッタは抵抗Ｐｔを介してコモンＣＯＭに接続されると
共に増幅ＢＱ＋の反転入力端（−）に接続されている。

コモンＣＯＭとトランジスタＱ２のコレクタとの間には
励磁電圧ＥｓがスイッチＳ　Ｗ　２とＳ　Ｗ　３の直列
回路とこれに並列に接続されたスインｆ　Ｓ　Ｗ　ａと
ＳＷ５の直列回路を介して印加される。励磁コイル１２
はスインｆＳＷ２　、ＳＷ３の接続点とスイッチＳ　Ｗ
　４、Ｓ　Ｗ　５の接続点にそれぞれ）Ｂ続される。タ
イミング信号Ｓ＋　、３２．３３はそれぞれスイン′Ｆ
ｓ　ｗｌ、８Ｗ２とＳ　Ｗｓ　、　Ｓ　Ｗ３とＳＷ４ノ
ｌ７ｆｌｌＴｌを制ｒＤする。

一方、信号電圧は電極１１ａ、１１ｂで検出され、前置
増幅器１４に出力される。前置増幅器１４でコモンモー
ド電圧の除去とインピーダンス変換がなされその出力端
を介して結合点１５に出力される。結合点１５における
信号電圧はスイッチＳＷ１を介して、或いは反転増幅器
Ｑ３とスイッチＳＷｓの直列回路を介してそれぞれ小さ
な時定数をもつ低減濾波器１Ｇに印加されている。

また、結合点１５にお１ノる信号電圧はスイッチＳ　Ｗ
　ｇを介して、或いは反転増幅器Ｑ４とスイッチＳＷ＋
ｏの直列回路を介しててれぞれ小さな時定数をもつ低域
濾波器１７に印加されている。スイッチＳＷ７　、ＳＷ
ａ　、ＳＷａ　、ＳＷ＋　ｏはイれぞれタイミング回路
１８からのタイミング１Δ号Ｓ７１　Ｓｓ　＋　Ｓｓ　
、Ｓ＋。で開開される。低域濾波器１６の出力は大きな
時定数を６つローパスフィルタ１つを介して、低域濾波
器１７の出力は可変利（９増幅器Ｑ５と大きな時定数を
持つバイパスフイルタ２０の直列回路を介してそれぞれ
加算点２１で加算され、ローパスフィルタ２２を介して
出力端２３に出力される。

以上の構成において、ローパスフィルタ１９を経由する
結合点１５と加算点２１とで形成される低周波のループ
と、ハイパスフィルタ２０を紅白する結合点１５と加算
点２１とで形成される高周波のループとの各ループの伝
達関数の和が１となるように各定数が選定されている。

次に、第１図に示す実施例の動作につき第２図に示す波
形図を参照して説明する。

タイミング信号Ｓ、は第２図（イ）で示すようにオン７
′オフを繰返し、これにより縫準電圧口＋が増幅器Ｑ、
の非反転入力端（＋）に印加されたりオフにされたりす
る。一方、タイミング信号Ｓ２（第２図（０））と８３
　（第２図（ハ））により低周波でスイッチＳ　Ｗ　２
とＳ　Ｗ　ｓ　、Ｊ）よびスイッチＳ　Ｗ　３とＳＷ４
が交互にＡンとされるので、第２図（ニ）に示すような
低周波（周期：２Ｔ）と高周波（周期：２ｔ）とが複合
された励！！電流Ｉｔが流れる。

結合点１５における信号電圧は第２図（ボ）。

（へ）に示すタイミング信号Ｓ７とＳｓでサンプリング
されるので、第２図（ト）に示す電圧がスイッチＳＷ７
の出力側に得られる。これを低域濾波器１６で平滑した
電圧がローパスフィルタ１９の出力側に得られる。

更に、結合点１５における信号電圧は第２図＜ｆ）、（
す）で示すタイミングでタイミング信ＱＳｅ、Ｓ＋ｏに
よりサンプリングされるので、スイッチＳＷｓの出力側
には第２図（ヌ）で示す信号電圧が出力され、この信号
電圧は可変利１り増幅器Ｑ５でその大きさが調節されて
ハイパスフィルタ１９を介して加算点２１に出力される
。

加棒点２１で加算された各信号電圧はローパスフィルタ
２２で平滑され出力端２３に出力される。

この場合に、ローパスフィルタ１９の伝達関数を１／（
１＋Ｔ＋８）、ハイパスフィルタ２０の伝達関数を丁２
　Ｓ／　（１＋Ｔ２　Ｓ）とすれば、これらの伝達関数
の和が１になるように各時定数Ｔ１１Ｔ２をＴ１−丁２
に選定する。

ところで、例えば第２図（イ）に示すタイミング信号Ｓ
１の周波数を電源周波数の２倍に選定し、タイミング信
号Ｓ２、Ｓ３の周波数を電源周波数の１／４に選定した
とすると第２図（ニ）に示す励磁電流Ｉｆの低周波分は
電源周波数の１／４で、高周波分は電源周波数の２倍と
なる。この状態で例えば電極１１ａ、１１ｂに電源周波
数の２倍の周波数で一定の大きさのノイズが混入し、第
２図（ヂ）、（す）に示すタイミング信号Ｓｓ、Ｓ＋０
で信号電圧をサンプリングして復調すると復調された高
周波側の電圧に一定のノイズが含まれることとなる。こ
の場合に、この２周波励磁方式では高周波側に含まれる
一定のノイズはハイパスフィルタ２０を通すので加算点
２１には現れない。゛しかし、この電源ノイズが急に変
動すると、ハイパスフィルタ２０の大きな時定数の為に
用口点２１に大きな変動を生じさμ長い時間に亘って変
動する。

しかし、ここで高周波側の励磁周波数（タイミング信号
Ｓ＋）ｆｕを商用周波数ｆｃの整数倍に一致しない周波
数で商用周波数の整数倍より若干ずれた周波数、例えば
ｆｕ−１１０Ｈｚに設定し、電源周波数の２倍の周波数
ｆＮ＝１００Ｈ２を持つ一定の大きさを持つノイズ電圧
が信号電圧に重畳されたとすると、１１０Ｈｚと１００
１１ｚとの差の周波数１０Ｈｚのビートが発生する。

このため、低域濾波器１７の時定数が例えば１秒であれ
ば、この低域濾波器１７を通すことにより１０１１ｚの
ノイズ電圧は１／１００に減少し、見かけ上、出力には
このノイズの影響は現れない。

また、このノイズ電圧が変化しても１０Ｈｚの１サイク
ルの中で変化がなければその平均値はげ口になり、大き
な時定数を持つハイパスフィルタ２０にはこの影響が及
ばない。

従って、いずれにしても高周波側の励磁周波数を電源周
波数の整数倍より若干ずれた値に設定することにより、
２周波励磁の高周波側では電源ノイズに起因する変動を
著しく低減できる。

一方、低周波側は電源周波数の偶数分の１に設定してい
るので、電源ノイズに起因する変動は平均されて除去さ
れる。

〈発明の効果〉 以上、実施例と共に具体的に説明したように本発明によ
れば、商用周波数の偶数分の１の周波数である低周波と
商用周波数の整数倍と【よ名工ずれた周波数である高周
波の２つの周波数を持つ励磁電流で励磁し、発生する信
号電圧を検出するようにしたので、大きな時定数を持つ
２周波励磁でもＴＩ電源ノイズ影響を著しく低減できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示すブロック図、第２図は
第１図の実施例の各部の波形を示す波形図である。 １０・・・導管、１２・・・励磁コイル、１３・・・励
磁回路、１６．１７・・・低域濾波器、１８・・・タイ
ミング回路、１９・・・ローパスフィルタ、２０・・・
ハイパスフィルタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１周波数とこれより低い第２周波数の２つの異なった
   周波数を有する磁場を供給する励磁手段と、この励磁手
   段により励磁され流量に対応して発生する信号電圧を前
   記第１周波数に基づいて弁別して出力する第１復調手段
   と、この第１復調手段の出力を高域濾波するハイパスフ
   ィルタと、前記信号電圧を前記第２周波数に基づいて弁
   別して復調する第２復調手段と、この第２復調手段の出
   力を低域濾波するローパスフィルタと、前記ハイパスフ
   ィルタと前記ローパスフィルタとの各出力を加算的に合
   成する加算手段とを具備し、前記第１周波数の値を商用
   周波数の整数倍に対して若干ずれた周波数に選定すると
   共に前記第２周波数の値を商用周波数の偶数分の１に選
   定したことを特徴とする電磁流量計。