JPH03186716A - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、導管の中の測定流体が空になったときにこれ
を検知する電磁流量計に係り、特に各測定電極の接液抵
抗が共に大きくなっても全検知ができない領域が存在し
ないように改良された電磁流量計に関する。

〈従来の技術〉 第５図は全検知機能を持つ従来の電磁流量計の構成を示
すブロック図である。

１０は内面が絶縁され測定流体Ｑを流すことの出来る導
管であり、この導管１０には測定流体Ｑと接液する一対
の測定電極１１ａ、ｌｌｂが導管１０とは絶縁されて固
定され、測定流体Ｑを接地する接液電極１１ｃは接地点
Ｇに接続されている。

この測定流体Ｑに磁場を印加するためのｗＪ磁ココイル
１２この導管１０に近接して配置され、この励磁コイル
１２には励磁回路１３から励磁電流Ｉｆが流されている
。

そして、これ等の導管１０．励磁コイル１２などにより
検出器１４が構成されている。

また、測定電極１１ａ、１１ｂには前置増幅器１５が接
続されているが、この前置増幅器１５は入力端が測定電
極１１ａ、ｌｌｂに接続されたバッファ増幅器１５ａ、
１５ｂとこれ等の出力端が入力端に接続された差動増幅
器１５ｃとで構成されている。さらに、これ等の測定電
極１１ａ、１１ｂにはダイオードＤ　＋　、Ｄ　２のカ
ソードが接続されている。これ等のダイオードＤＩ、Ｄ
２のアノードは負電源−■にそれぞれ接続され、ダイオ
ードＤ＋　、Ｄ２と負電源−■により定電流回路１６　
（１６ａ、１６ｂ）が形成されている。

バッファ増幅器１５ｂの出力端と共通電位点ＣＯＭとの
間にはツェナダイオードＩ）ｚｔとＤ２２とが互いに逆
極性に直列に接続された直列回路が接続されている。

差動増幅器１５ｃの出力端は、信号処理回路１７の入力
端に接続され、信号処理回路１７はこの出力端に現れる
測定電圧ＶＭ＋を用いて流量信号Ｖ（ｌを演算して出力
端１８に出力する。

また、全検知回路１９は測定電圧ｖ門１の内の測定ｔｈ
極１１ａ、ｌｌｂに現れる直流電圧Ｅａ、Ｅｂの差に対
応する差電圧Ｅｄ＋と基準電圧源２０からの第１闇値電
圧ＶＲ＋とを比較してその出力端２１に全検知信号Ｖｅ
、を出力する。

次に、以上のように構成された電磁流量計の動作につい
て説明する。

励磁回路１３からは、例えば矩形波状の励磁電流Ｉｆが
励磁コイル１２に流され、これにより測定流体Ｑに矩形
波状の磁場が印加される。これに伴ない測定電極１１ａ
、ｌｌｂに発生する測定電圧は前置増幅器１５でインピ
ーダンス変換されてその出力端に測定電圧ｖｒ’＋＋　
として出力される。

次段の信号処理回路１７はこの測定電圧ＶＭ１を用いて
流量演算をして出力端１８に流量信号ＶＱとして出力す
る。

一方、測定電極１１ａ、ｌｌｂにはアノードが負電源−
■に接続されたダイオードＤ＋　、Ｄ２によってダイオ
ードの逆方向のリーク電流による定電流回路１６が形成
されているので、検出器１４が空になり測定電極１１ａ
とｌｌｂとの間の接液抵抗Ｒａ、Ｒｈが大きくなると測
定電極１１ａと１１ｂの直流電圧Ｅａ、Ｂｂが大きくな
る。

差動増幅器１５ｃはこれ等の直流電圧Ｅａ、Ｅｂの差を
演算してその出力端に差電圧Ｅｄ＋を出力する。全検知
回路１９はこの差電圧Ｅｄ＋が閾値電圧ＶＲ＋を越える
と、導管１０の中は空と判断してその出力端２１に、例
えば負に振切れる全検知信号Ｖｅ＋を出力する。

〈発明か解決しようとする課題〉 しかしながら、以上のような電磁流量計は、測定ｔ　極
１１　ａ、ｌｌｂのいずれかが非接液になったときには
上記のように正常に動作するが、接液抵抗Ｒａ−Ｒｂが
共に大きくなったときには、差電圧ＩＥａＢｂｌがほぼ
セロになり空になったにも拘らず全検知回路１つは空と
判断することができない。この様な場合に備えて第５図
に示す従来の電磁流量計ではバッファ増幅器１５ｂの出
力端と共通電位点ＣＯＭとの間にツェナダイオードＤ２
１　とＤ２２を互いに逆極性で直列に接続して出力制限
をし、接液抵抗Ｒａ、Ｒｂが共に大きくなったときにも
バッファ増幅器１５ａ、１５ｂの出力に差が生じ−るよ
うにしている。

しかしながら、この様な出力制限回路を設けても第６図
に示すように全検知回路１９が空と判断できない領域が
生じる。

すなわち、第６図の横軸は接液抵抗Ｒｈを、縦軸はＲａ
を、ＲはツェナタイオードＤａｒｔとＤｉ２による出力
のリミット電圧をそれぞれ示しているか、図の斜線で示
す領域では空検知をすることができない、特に、■接液
抵抗Ｒｈが大きくなりＥｂの直流電位がツェナダイオー
ドＤ２１とＤ２２で制限されると接液抵抗Ｒ，が一定の
幅β１の範囲にあるときは空検知をすることができず、
また、■接液抵抗Ｒａ、Ｒｈか同時に大きくなるときの
空検知をすることができない領域が大きい、という問題
がある。

く課題を解決するための手段〉 本発明は、以上のような課題を解決するために、測定流
体の中に発生した信号電圧を一対の測定電極で検出しこ
の信号電圧を信号処理手段で信号処理を実行して流量信
号として出力する電磁流量計において、測定電極に直流
の定電流を流す定電流手段と、測定電極間に発生した直
流電圧の差を求め第１閾値と比較して測定電極の非接液
状態を検知する差判定手段と、測定電極間に発生した直
流電圧の和を求め第２閾値と比較して測定電極の非接液
状態を検知する和判定手段と、差判定手段と和判定手段
の各出力の論理和を演算する演算手段とを具備し、この
演算手段の出力により測定電極の空状態を判定するよう
にしたものである。

く作　用〉 定電流手段により測定＠極に直流の定電流を流し、差判
定手段によりこの測定電極間に発生した直流電圧の差と
第１閾値とを比較して測定電極の非接液状態を検知する
。

さらに、和判定手段により測定電極間に発生した直流電
圧の和と第２閾値とを比較して測定電極の非接液状態を
検知する。

この後、演算手段により差判定手段と和判定手段の各出
力の論理和を演算してこの演算結果より測定流体が空に
なったか否かを判断する。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例について図を用いて説明する。第
１図は本発明の１実施例の構成を示すブロック図である
。なお、第５図に示す従来の構成と同一の機能を有する
部分については同一の符号を付して適宜にその説明を省
略する。

差動増幅器１５ｃの出力端に発生する測定電極１１ａ、
ｌｌｂで測定された測定電圧の差に対応する測定電圧Ｖ
Ｍ２は信号処理回路１７で信号処理がなされてその出力
端１８に流量信号ｖＱを出力する。

一方、全検知回路１９の一方の入力端にはこの測定電圧
ｖ閂２が、他方の入力端には基１ｇ、電圧源２０からの
第１閾値電圧ＶＲ＋がそれぞれ印加されているか、空検
知回Ｆ！！６１９は測定電圧ＶＭ２に含まれる直流の差
電圧Ｅｄ２と第１閾値電圧ｖＲとを比較してその出力端
に全検知信号Ｖｅ２を出力する。

また、バッファ増幅器１５ａの出力に現れる測定電極１
１ａで測定された測定電圧と、バッファ増幅器１５ｂの
出力に現れる測定電極１１ｂで測定された測定重圧とは
それぞれ抵抗Ｒ１とＲ２を介して加算増幅器２２で加算
され、その出力端に測定電極１１ａ、ｌｌｂで測定され
た測定電圧の和に対めする測定電圧ｖＭ３が発生する。

全検知回路２３の一方の入力端にはこの測定電圧Ｖ門３
が、他方の入力端には基準電圧源２４からの第２閾Ｖｉ
”Ｘ圧ＶＲ２がそれぞれ印加されているが、全検知回路
２３は測定電圧ＶＭ３に含まれる直流の和電圧Ｅｓ２と
第２閾値電圧ＶＲ２とを比較してその出力端に全検知信
号Ｖｅ３を出力する。この場合、第２閾偵電圧ＶＲ２の
値は、第１閾値電圧ＶＲ＋の３〜４倍程度に設定される
。

２５はＯＲゲートであり、このＯＲゲート２５は全検知
信号Ｖｅ２とＶｅ３の論理和を演算してその出力端２６
に全検知信号Ｖｅ４として出力する。

次に、以上のように構成された実施例の空検知の動作に
ついて第２図に示す特性図を用いて説明する。

第２図の横軸は測定電極１１ｂの接液抵抗Ｒｂを、縦軸
は測定を極１１ａの接液抵抗１１ａを示す。βは第１閾
値電圧ＶＲ＋、δは第２閾値電圧ＶＲ２と関連して定ま
る値である。

空検知回＃１１９の出力に得られる差電圧Ｂｄ２に関連
する全検知信号■ｅ２によって空検知ができる領域は、
横線によって囲まれた領域であるが、この場合、接液抵
抗ＲａとＲｂとの値の差が第１閾値電圧士ＶＲ＋の幅の
中に入る不感帯β２の中にあるときはこの全検知信号ｖ
ｅ２により空か否かの判断ができない。

しかし、全検知回路２３の出力に得られる和電圧ＥＳ３
に関連する全検知信号ｖｅ３を用いるときは縦線によっ
て囲まれる領域も空検知をすることができる。

そこで、ＯＲゲート２５でこれ等の全検知信号Ｖｅ２と
Ｖｅ３の論理和を演算して全検知信号Ｖｅ４として出力
するようにしてこの全検知信号Ｖｅ４により、δ１とδ
２を結ぶ直線で示す境界より大きな接液抵抗の部分の空
検出をしてこの領域の不感帯β２の部分を除去する。

つまり、導管１０の中が空になり接液抵抗Ｒａ、Ｒｂの
いずれもが大きくなった全ての場合について空検知をす
ることができる。

第３図は本発明の他の実施例の構成の要部を示すブロッ
ク図である。この実施例はマイクロプロセッサを用いた
ときの構成である。

差動増幅器１５ｃの出力端に現れている差の測定電圧Ｖ
Ｍ２と加算増幅器２２の出力端に現れている和の測定電
圧ＶＭ３とはそれぞれ切換スイッチＳＷ、の切換端に印
加され、その共通切換端からアナログ／デジタル変換器
２７に切換信号が出力される。

アナログ／デジタル変換器２７で測定電圧ｖＭ２とＶＭ
２とはデジタル信号に変換され、マイクロプロセッサ２
８に出力される。マイクロプロセッサ２８のメモリには
、第１閾値電圧ＶＲ＋と第１ｒ＆値電圧ＶＲ２に対応す
るデータがそれぞれ格納されており、また、これ等のデ
ータを用いて空検知をする全検知回路１９．２３に対応
する演算およびＯＲゲート２５に対応する演算を実行す
る空検知プログラムも格納されている。そして、マイク
ロプロセッサ２８はこの空検知プログラムにしたがって
これ等のデータを用いて全検知演算を実行して出力＠２
６に空検知信号を出力する。流量信号についても同様に
演算して出力＠１８に流量信号Ｖｃを出力する。

さらに、マイクロプロセッサ２８は切換信号Ｓ、をスイ
ッチＳＷ、に送出し、このスイッチＳＷ１の切換を制御
する。

第４図は本発明の他の実施例の要部の構成を示すプロ・
ｙり図である。

この場合は、バッファ増幅器１５ａ、１５ｂの出力をス
イッチＳＷ１で切り換えてアナログ／デジタル変換器２
７に出力し、これをデジタル信号に変換し、マイクロプ
ロセッサ１９に出力するようにしたものである。従って
、バッファ増幅器１５ａ、１５ｂの出力の差をとる演算
、和をとる演算、つまり差動増幅器１５ｃ、加算増幅器
２２の機能をもマイクロプロセッサで実現するようにし
たものである。この場合も、スイッチＳＷ、を切り換え
る切換信号Ｓ２はマイクロプロセッサ２９により送出さ
れる。

〈発明の効果〉 以上、実線例と共に具体的に説明したように本発明は、
各測定＠極に発生した直流電圧の和と差とをそれぞれ演
算し、それぞれ閾値と比較して検出した空検知信号の論
理和を用いて空検知をするようにしたので、各測定電極
の接液抵抗が共に大きくなりかつこれ等の値が接近して
いるときでも容易に空検知をすることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の構成を示すブロック図、第
２図は第１図に示す実施例の動作を説明する特性図、第
３図は本発明の他の実施例の要部を示すブロック図、第
４図は本発明のさらに他の実施例の要部を示すブロック
図、第５図は従来の電磁流量計の構成を示すブロック図
、第６図は第５図に示す電磁流量計の動作を説明する特
性図である。 １０−・・導管、ｌｌａ、１　ｌ　ｂ　・・・測定電極
、１１Ｃ・・・接液電極、１４・・・検出器、１１６ａ
、１６　ｂ−・・定電流回路、１路、１９．２３・・・
全検知回路、２ 電圧源、２２・・・加算増幅器、ｖＲ 圧、ＶＲ２・・・第２閾値電圧。 ５・・・前置増幅器、 ７・・・信号処理図 ０．２１・・・基準 、・・・第１閾値電

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 測定流体の中に発生した信号電圧を一対の測定電極で検
   出しこの信号電圧を信号処理手段で信号処理を実行して
   流量信号として出力する電磁流量計において、前記測定
   電極に直流の定電流を流す定電流手段と、前記測定電極
   間に発生した直流電圧の差を求め第１閾値と比較して前
   記測定電極の非接液状態を検知する差判定手段と、前記
   測定電極間に発生した直流電圧の和を求め第２閾値と比
   較して前記測定電極の非接液状態を検知する和判定手段
   と、前記差判定手段と前記和判定手段の各出力の論理和
   を演算する演算手段とを具備し、この演算手段の出力に
   より前記測定電極の空状態を判定することを特徴とする
   電磁流量計。