JPH04184122A - 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〕 この発明は、スラリー流体（固体または粉体）にもとづ
き発生するノイズ（スラリーノイズと云う）の影響を抑
制することが可能なｉｔ電磁流量計関する。

〔従来の技術〕

電磁流量計は一般に、励磁周波数が低い程零点の安定性
が良く、スラリーノイズによる突変は励磁周波数が低い
程発生し易いことが知られている。

そこで、従来は励磁周波数を幾種類か用意しておき、零
点の安定性やスラリーノイズ量に応じ、オペレータが設
定器により選択できるようにしたものが知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述のようにオペレータが設定器により
選択した周波数も、時がたつにつれて測定流体の状態が
変化すると、最適なものではなくなってしまう、という
問題がある。

したがって、この発明の課題はスラリーノイズの発生頻
度を常時検出して、その結果に応じて自動的に励磁周波
数を最適なものにし得るようにすることにある。

〔課題を解決するための手段〕

！［流量計の出力を監視しそれがスラリーノイズか流量
変化によるものかを検出する検出手段と、前記流量計出
力が所定の範囲を越えたら出力値を前回値に保持する保
持手段と、前記スラリーノイズの発生頻度を調べてそれ
が許容値内ならば良、許容値外ならば不良と判断する良
否判別手段と、前記スラリーノイズの発生頻度が高い場
合は所定値になるまで励磁周波数をより高くし、発生頻
度が低い場合は励磁周波数をより低くなるように選択す
る選択手段とを設ける。

〔作用〕

スラリーノイズの発生頻度を常時監視し、その結果に応
じて自動的に励磁周波数を最適なものにし得るようにし
てスラリーノイズの発生を抑制し、経年変化にも対処し
得るようにする。

〔実施例〕

第１図はこの発明の実施例を示すブロック図で、１は流
体の流れる導管、２．３は電極、４は増幅器（ＡＭＰ）
　、５はアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器、６は
情報処理装置（ＣＰＵユニット）、７は励磁電源、８は
コイルである。

被測定流体は導管１内を流れ、その流れと直角にコイル
８を配置し交番磁界を印加する。これにより電極２．３
間に発生する起電力を増幅器４で励磁と同期整流し、増
幅する。同期は、ＣＰＵユニット６からラインＬ１を通
して与えられる同期信号Ｙにより行なう、増幅器４の出
力はＡ／Ｄ変換器５でディジタル信号に変換され、ＣＰ
Ｕユニット６に与えられる。ＣＰＵユニット６ではこの
入力信号に対し後述する処理を行ない、最終的な出力を
出す、このように、励磁電源７によりコイル８を励磁し
交番電流を流すが、その周波数はＣＰＵユニット６から
ラインＬ２を通して送られて来る信号Ｔにより変化させ
ることが可能である。

第２図および第３図は、上記ＣＰＵユニットにて行なわ
れる信号処理と、励磁周波数の切り換えの実行手順を示
すフローチャートである。第２図では、入力信号から突
変ノイズを検出し出力を制限して、突変ノイズの発生が
許容値内かどうかを判定する。この第２図は、測定サブ
ルーチンとして第３図のフローチャート内に組み込まれ
る。第３図では、第２図での判定をもとに励磁周波数を
設定する。

以下、第２図につき詳細に説明する。

いま、このサブルーチンに入ってに回目のサンプリング
時の入力信号をＸｋ＋　出力をｙ５とすると、通常は入
力Ｘ、をそのままＣＰＵユニットの出力とする。しかし
、今回入力値ｘｋと前回出力値ｙｋ−＋との間の変動が
成る値αを越えた場合、すなわち、ｌ　Ｘｍ　　Ｖｍ−
＋　ｌ　〉α”・”）が成り立つときには、出力突変ノ
イズが発生した可能性があるので、出力はｘｋとはせず
に前回出力値のままにする。すなわち、 ）’に＝’Ｊｋ−＋ とする（これにより、スラリーノイズを除去することが
できる）。

ところで、上記（１）式のような入力変動は、流体の流
速が変化したときにも起きる。両者を区別するには、出
力突変ノイズの場合は比較的短時間で入力値が突変前の
値に戻って来ると考えられるので、このことを利用する
。すなわち、（１）式が成立したら、まず出力の変化の
方向を調べる。

具体適には、変数Ｓを用意し、 ｚｋ−ｙｋ−、＞（Ｘなら、Ｓ＝Ｏ・　（２）Ｘｗ　　
Ｙｋ−ｒ＜（Ｘなら、Ｓ＝１　　　　　−（３）とする
。

続いて、この状態の継続を調べる。具体的には変数Ｗを
用意し、この状態が継続する度にＷの値を１つずつ増や
す。そして、Ｗの値が成る定められた値Ｗに達してもこ
の状態が続いている場合は、流速変化による信号変化と
見做すようにする。

ここで、式（２）が成立する場合につき詳細に説明する
。なお、（３）式が成立する場合についても同様に考え
ることができる。

さて、（１）式が成立し、（２）式に該当したとする。

そのときの出力は）’に＝）’ｈ−ｌとし、Ｗ＝１とす
る（ルート■参照）。この状態で次の入力Ｘ　ｋ＋１を
読み込むと、以下の３つの場合に分かれる。

イ）ｘ３４□−ｙｋ〉α 口）ｌｘｋ、　　Ｙｉ＋’≦α ハ）Ｘし・＋　　’／ｋ＜６ まず、イ）の場合は前と同じ状態が継続しているので、
Ｗの値を１つ増やす。ここで、ＷがＷに達したならば、
今回の入力変化は流速変化によるものと判断して、Ｘ　
ｋ−１をそのまま出力して、次回から通常の状態に戻る
。一方、ＷがＷに達していなければ、更に様子を見るた
めにもとに戻り、上記と同様の処理を繰り返す（ルート
■参照）。

口）の場合は、入力値が変動前の値に短時間に戻って来
たことを示し、今回の入力変化は突変ノイズであったと
見なす。この場合は変数ｎを用意しておき、ｎの値を１
つ増やす。つまり、ｎは突変ノイズの発生回数を示すこ
とになる。なお、出力はＸ　ｋ＋１をそのまま出力して
、次回から通常の状態に戻る（ルート■参照）。

ハ）の場合は、入力変化の方向が前回と逆になっている
。これは、前回までの入力変動が終わって新しい逆方向
の入力変動があったものと見る。

従って、前回の入力変動は突変ノイズによるものとして
、その値を１つ増やす。また、出力はｙうのままで、ｗ
＝ｌとし、Ｓの値を新たに設定してもとに戻り、新しい
入力変動のｍ続を調べる（ルート■参照）。

以上のようにして、突変ノイズの数（ｎ）を数えるとと
もに、出力を制限する（ｙｋ＝ｙｋ−１）。

この第２図の測定サブルーチンでは、さらに、突変ノイ
ズの数が許容値以下であるかどうかの判断も行なう。許
容量としては、例えばサンプリングに回当たり突変ノイ
ズＮ回収下、というように定める。具体的には、前記の
突変ノイズ処理のなかでｎを１つ増やしたときに、ｎの
値がＮを越えたかどうかを確かめる。もし、Ｎを越えた
なら突変ノイズが許容量を越えたことになるので、“Ｂ
ａｄ″の判定を下して主ルーチンに戻る（ルート■参照
）。また、サンプリングの回数ｋがＫに達したときは、
突変ノイズもＮ回を越えなかったことになるので、“Ｇ
ｏｏｄ“の判定を下して主ルーチンに戻る（ルート■参
照）。

こうして、突変ノイズの発生頻度が許容量以内であるか
どうかを判定する。

第３図は第２図の測定サブルーチンを使用して励磁周波
数を切り換える動作を説明するためのフローチャートで
ある。

ここでは、設定可能な励磁周波数を低いものから順に１
．２．３・・・なる番号で表わし、これを励磁周波数番
号と呼ぶ。また、ｆ１□つを励磁周波数の最大値とし、
最も高い周波数に対応させる。ｆを現在励磁している周
波数の励磁周波数番号とする。

さて、一般に流量計の零点は励磁が低周波である程安定
しているので、励磁はなるべく低周波であることが望ま
しい。しかし、スラリー性の突変ノイズを持っていると
きには、励磁周波数が低い程その影響を大きく受ける。

そこで、突変ノイズの発生顔度が許容量以下となる最低
の周波数で励磁を行ないたい。これを、以下の手順で実
現することとする。

まず、測定の開始時にはｆ＝１として、最低の励磁周波
数に設定し、この周波数で突変ノイズが許容量以内かど
うかを判定する。判定には第２図の測定サブルーチンを
使用する。そして、“Ｂａｄ”となった頻度が許容量以
内ならば、ｆ＝１で判定する。許容量をオーバーした場
合はｆを１つ増やして同様のことを行ない、突変ノイズ
が許容量以内になるまでｆを増やして行く。もし、ｆが
ｆ　ｎｍｘとなっても許容量以内にならなかった場合は
、ｆ　＝　ｆ　、、Ｘのときが突変ノイズが一番少ない
はずなので、ｆ　＝　ｆ　、、、とじておく。

このようにして「が設定されるが、測定流体の状態が変
化して、それまで許容量以下であった突変ノイズが許容
量を越えてしまうことがある。このようなときにも、第
２図の測定サブルーチンで突変ノイズの回−数をチエツ
クしているので、直ちに前記と同様に突変ノイズが許容
量以内となるまで、ｆを増やして行く。

逆に、測定流体の状態が変化して、ｆよりも低い周波数
でも突変ノイズが許容量以下になることもある。かかる
場合のために、変数ａ　（良い状態の継続回数に相当す
る）を設ける。測定サブルーチンでは、Ｋ回のサンプリ
ング毎に突変ノイズの回数が許容量以内であるという判
定を下すので、その度にａの値を１つ増やす。成る程度
許容量以下の状態が続いた場合、すなわち成る定数Ａを
設定し、ａ≧Ａとなったときにはｆを１つ減らし、より
小さいｆでも突変ノイズが許容量以内になるかどうかを
試す。もし、許容量以内ならばそのまま新しい周波数で
測定を続ける。その周波数でもａ≧Ａとなれば、さらに
低い周波数の場合も試すことにより最適な周波数にする
ことができる（ルート■参照）。また、許容量をオーバ
ーしたらｆを１つ増やし、もとの周波数に戻す（ルート
■参照）。こうしてｒを１つ減らして試した結果、今ま
で安定していた出力に突変ノイズが増えてはまずいので
、測定サブルーチンに突変ノイズの出力制限（出力を前
回値に固定する）が必要となるのである。なお、ｆ＝ｌ
のときは最低周波数であるから、この動作は行なわない
。

以上の手順で、最適な励磁周波数に設定されることにな
る。

〔発明の効果〕

この発明によれば、スラリーノイズの発生頻度を常時監
視することにより、頻度が成る許容量以下となる最Ｊ（
最低）な励磁周波数に設定することができ、その結果ス
ラリーノイズの発生を抑制することが可能となる利点が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示すブロック図、第２図は
この発明によるスラリーノイズの発生が許容値内か否か
を判定する動作を説明するためのフローチャート、第３
図はこの発明による励磁周波数の設定動作を説明するた
めのフローチャートである。 １・・・導管、２，３・・・電極、４・・・増幅器（Ａ
ＭＰ）、５・・・アナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換
器、６・・・情報処理装置（ＣＰＵユニット）、７・・
・励磁電源、８・・・コイル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）電磁流量計の出力を監視しそれがスラリー流体に起
   因するノイズ（スラリーノイズ）か流量変化によるもの
   かを検出する検出手段と、 前記流量計出力が所定の範囲を越えたら出力値を前回値
   に保持する保持手段と、 前記スラリーノイズの発生頻度を調べてそれが許容値内
   ならば良、許容値外ならば不良と判断する良否判別手段
   と、 前記スラリーノイズの発生頻度が高い場合は所定値にな
   るまで励磁周波数をより高くし、発生頻度が低い場合は
   励磁周波数をより低くなるように選択する選択手段と、 を有してなる電磁流量計。