JPH0126491B2 - - Google Patents

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JPH0126491B2
JPH0126491B2 JP13107481A JP13107481A JPH0126491B2 JP H0126491 B2 JPH0126491 B2 JP H0126491B2 JP 13107481 A JP13107481 A JP 13107481A JP 13107481 A JP13107481 A JP 13107481A JP H0126491 B2 JPH0126491 B2 JP H0126491B2
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JP
Japan
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excitation
permanent magnet
output
electromagnetic flowmeter
circuit
Prior art date
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Application number
JP13107481A
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English (en)
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JPS5833121A (ja
Inventor
Kenta Mikurya
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
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Publication of JPS5833121A publication Critical patent/JPS5833121A/ja
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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)

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
磁界を与え、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
力を低くするには、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S/N比が悪
くなるという欠点が生じ、実際にはあまり効果を
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フトするという欠
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、ほとんど永久磁石のみで励磁
を行い、必要に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
によつて、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、3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,12bと、コア13a,1
3b,13c,13dと、永久磁石14a,14
b,14c,14dおよび励磁コイル15a,1
5b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1
4cとコア13dおよび永久磁石14dからなる
部分はそれぞれ1本の永久磁石でもよい。また励
磁コイル15a,15bはパイプ11とコア13
a,13cとの間に設けられ、励磁電流Iwが流
れたとき永久磁石14a〜14dによる磁界を減
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とスイツチ22とからな
り、信号処理回路3からの制御パルスP1によつ
てスイツチ22がオンになると、励磁コイル15
a,15bに励磁電流Iwを流すものである。信
号処理回路3は発信器1の電極12a,12b間
に誘起する電圧ea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eaを増幅する増幅器31と、
サンプリングスイツチS1と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、サンプリングスイツチ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
たバツフアアンプとからなり、差動増幅器33の
出力ecをVoとして出力する出力回路34と、ス
イツチ22とサンプリングスイツチS1,S2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
イムチヤ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
によつて励磁されており、流体には磁束密度B1
なる磁界が与えられている。一方パルス発生回路
35からの第2図イ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のスイツチ22
がオンになり、励磁コイル15a,15bに一定
時間tだけ励磁電流Iwが供給されると永久磁石
14a〜14dによる磁界を減磁(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12a,12b間に発生する誘起電圧ea
は第2図ロに示すようになり、励磁電流Iwを流
すことによつて変化する。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v、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Tに発生する誘
起電圧の値ea1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ea2はそれぞれ次式
で与えられる。
ea1=B1vD+Ec (1) ea2=B2vD+Ec (2) 発信器1からの誘起電圧ea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図ハ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によつてスイツチS1がオン
になると、ea2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
eb2は差動増幅器33の他方の入力端子(−)に
加えられる。よつて差動増幅器33の出力ecは、
永久磁石のみで励磁されている期間(励磁電流
Iwが流れていない期間)Tには、 ec=k2(eb1−eb2)=k1k2(B1−B2)vD (3) ただし、k1=増幅器31のゲイン k2=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ecは出力回路34を介し
て出力端子OUTに出力電圧Voとして送出され
る。出力回路34は第2図ニに示すようなタイミ
ングで発生するパルスP3で駆動され、励磁電流
Iwが流れている期間tにオフとなるスイツチS2
によつて、永久磁石のみで励磁している期間Tの
差動増幅器33の出力ecをOUTに送出するよう
になつている。
このように本発明においては、ほとんど永久磁
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ツ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eaは増幅器31で増幅されたA/D変換
器36でデイジタル値Diに変換されてマイクロプ
ロセツサ37に与えられるようになつている。マ
イクロプロセツサ33は、励磁電流回路2のスイ
ツチ22をオンにするパルスP1を発生し、その
ときの誘起電圧の値ea2に応じたA/D変換器3
6からのデイジタル値を補償値Di2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つて生ず
る誘起電圧の値ea1に応じたA/D変換器36か
らのデイジタル値を測定周期毎に測定値Di1とし
て取込み、先にレジスタに格納した補償値Di2
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力値Doを求めている。
Do=K(Di1−Di2) ただし、Kは比例定数 (4) このマイクロプロセツサ37の出力値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に送出される。
また、永久磁石14a〜14dが温度変化の影
響を受け磁束密度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ed1,ed2
それぞれ増幅器39で増幅した後A/D変換器3
6を介してマイクロプロセツサ37に取込み、
ed1,ed2に応じたデイジタル値Dd1,Dd2の差
(Dd1−Dd2)によつて(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
響も除去できる。なお第4図において、マルチプ
レクサMP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、マイクロプロセツサ37からの
パルスP4によつて駆動される。また第4図にお
いては、マイクロプロセツサ38で除算すること
によつて磁束密度の変化を補償しているが、検出
電圧の差(ed1−ed2)が一定すなわち磁束密度の
差(B1−B2)が一定になるように励磁電流Iw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
イルに電流を流すようにしているので、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、3…信号処理回路、
31…増幅器、32…サンプルホールド回路、3
3…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
プロセツサ、38…D/A変換器、39…増幅
器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 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つて励磁を行
    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、永久磁石のみによつ
    て励磁を行つ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
    者による励磁を行つ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)

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

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JP2010520470A (ja) * 2007-03-07 2010-06-10 チュールム ベタイリグングスゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー パテンテ ツヴァイ コマンディートゲゼルシャフト 測定体積に磁界を印加して媒体の流速を測定する方法

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