JPH0422453B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0422453B2 JPH0422453B2 JP8535985A JP8535985A JPH0422453B2 JP H0422453 B2 JPH0422453 B2 JP H0422453B2 JP 8535985 A JP8535985 A JP 8535985A JP 8535985 A JP8535985 A JP 8535985A JP H0422453 B2 JPH0422453 B2 JP H0422453B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- excitation signal
- sampling
- period
- waveform
- commercial power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、例えば各種化学プロセスにおいて、
パイプを通じて供給される水、その他導電性を有
する各種流体の流量を測定する場合に用いられる
電磁流量計に関する。
パイプを通じて供給される水、その他導電性を有
する各種流体の流量を測定する場合に用いられる
電磁流量計に関する。
一般にこの種の電磁流量計は、励磁コイルに一
定周期の交番電流からなる励磁信号を供給する手
段と、発生される磁界に対し直交しかつ測定対象
の流れを挟んで配置された検出電極間に得られる
電位差を検出する変換器と、その出力を励磁信号
に同期したタイミングでサンプリングする手段
と、サンプリング値から最終的な出力を演算する
手段とから構成されるが、周囲を取りまく商用電
源の作用によるノイズを除去するためには当該商
用電源に同期させて励磁を行ないサンプリングす
ることが有効であることから、従来励磁周波数は
商用電源周波数が50Hzの場合で最大25Hzとされて
いた。
定周期の交番電流からなる励磁信号を供給する手
段と、発生される磁界に対し直交しかつ測定対象
の流れを挟んで配置された検出電極間に得られる
電位差を検出する変換器と、その出力を励磁信号
に同期したタイミングでサンプリングする手段
と、サンプリング値から最終的な出力を演算する
手段とから構成されるが、周囲を取りまく商用電
源の作用によるノイズを除去するためには当該商
用電源に同期させて励磁を行ないサンプリングす
ることが有効であることから、従来励磁周波数は
商用電源周波数が50Hzの場合で最大25Hzとされて
いた。
しかし、電磁流量計に対する外的ノイズの大き
いものとして、さらに両検出電極間に現われる電
気化学的分極作用による電位の時間的変化に起因
するノイズがある。このノイズは、通常０〜2V、
0.1Hz程度の電圧および周波数成分を有し、一般
の流体では変換器の初段入力部に交流像幅器を設
置することにより除去できる程度であるが、イオ
ン化傾向の高い特殊流体等においては、このノイ
ズが時として０〜10Hz程度の幅で変化することが
あり、特に励磁周波数が近い場合には上述した方
法では十分にカツトできず、それが出力にふらつ
きとなつて現われるという問題があつた。第４図
はその一例を示したもので、図中イがイオン化傾
向の高い特殊流体があるが、図中ロで示した普通
流体に比較して出力が大きく変動していることが
わかる。
いものとして、さらに両検出電極間に現われる電
気化学的分極作用による電位の時間的変化に起因
するノイズがある。このノイズは、通常０〜2V、
0.1Hz程度の電圧および周波数成分を有し、一般
の流体では変換器の初段入力部に交流像幅器を設
置することにより除去できる程度であるが、イオ
ン化傾向の高い特殊流体等においては、このノイ
ズが時として０〜10Hz程度の幅で変化することが
あり、特に励磁周波数が近い場合には上述した方
法では十分にカツトできず、それが出力にふらつ
きとなつて現われるという問題があつた。第４図
はその一例を示したもので、図中イがイオン化傾
向の高い特殊流体があるが、図中ロで示した普通
流体に比較して出力が大きく変動していることが
わかる。
このような問題点を解決するために、本発明
は、商用電源周波数以上の周波数を有し、しかも
商用電源波形と当該商用電源波形の2n（ｎは１以
上の整数）周期ごとに同期し、つまり当該2n周
期ごとに同一の波形を繰り返し、かつ当該2n周
期内でｎ周期ごとに同期する波形の前半のｎ周期
間に対して後半のｎ周期間を反転させてなる励磁
信号で励磁を行ない、上記前半のｎ周期と後半の
ｎ周期間の励磁信号に対して同一のタイミング、
つまり当該ｎ周期間の開始から同一時間経過後の
タイミングでサンプリングを行ない、そのサンプ
リング値から上記両ｎ周期間における出力の差を
求めるようにしたものである。
は、商用電源周波数以上の周波数を有し、しかも
商用電源波形と当該商用電源波形の2n（ｎは１以
上の整数）周期ごとに同期し、つまり当該2n周
期ごとに同一の波形を繰り返し、かつ当該2n周
期内でｎ周期ごとに同期する波形の前半のｎ周期
間に対して後半のｎ周期間を反転させてなる励磁
信号で励磁を行ない、上記前半のｎ周期と後半の
ｎ周期間の励磁信号に対して同一のタイミング、
つまり当該ｎ周期間の開始から同一時間経過後の
タイミングでサンプリングを行ない、そのサンプ
リング値から上記両ｎ周期間における出力の差を
求めるようにしたものである。
商用電源波形と特定の関係をもたせることによ
り商用電源ノイズを除去した出力が得られるため
高速励磁が可能となり、その結果電気化学的分極
作用に起因するノイズの影響も抑えることができ
る。
り商用電源ノイズを除去した出力が得られるため
高速励磁が可能となり、その結果電気化学的分極
作用に起因するノイズの影響も抑えることができ
る。
第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図で
ある。同図において１は測定対象の流体が流れる
管、２Ａ，２Ｂは管１の内面に流れを挟んで対向
するように配置された検出電極、３は励磁コイル
であり、励磁コイル３に一定周期の交番電流から
なる励磁信号を与えることにより、両検出電極２
Ａ，２Ｂにｅで示すような信号起電力ｅが得られ
る。なお、eNは電気化学的分極作用に起因するノ
イズを等価的に示したものである。すなわち、励
磁スイツチング回路４は、第２図に示すように４
個のスイツチSW１〜SW４を備え、制御回路５
からの制御信号CNT１，CNT２によりこれらを
開閉することによつて定電流源６から励磁コイル
３に供給される電流を反転制御する。一方、両検
出電極に得られた起電力は、変換器７内において
増幅された後、その差電圧がサンプリング回路８
に送られる。サンプリング回路８は、上記制御回
路５からの制御信号に基いて所定のタイミングで
変換器出力をサンプリングし、デイジタルデータ
に変換して制御回路５に送る。ここで、制御回路
５は周知マイクロプロセツサ等のプロセツサユニ
ツトを備えたマイクロコンピユータによつて構成
され、水晶発振器等からなる第１の基準クロツク
発生回路９が出力する高周波のクロツク信号と、
第２の基準クロツク信号と、第２の基準クロツク
発生回路１０が出力する商用電源周波数のクロツ
ク信号とから制御信号CNT１，CNT２を作成し
て励磁スイツチング回路４に送出するとともに、
当該制御信号に対して特定のタイミングでサンプ
リング回路９にサンプリング信号を送出する一
方、サンプリング回路８から送られるサンプリン
グデータに所定の演算を施し、最終的な出力デー
タを求める。
ある。同図において１は測定対象の流体が流れる
管、２Ａ，２Ｂは管１の内面に流れを挟んで対向
するように配置された検出電極、３は励磁コイル
であり、励磁コイル３に一定周期の交番電流から
なる励磁信号を与えることにより、両検出電極２
Ａ，２Ｂにｅで示すような信号起電力ｅが得られ
る。なお、eNは電気化学的分極作用に起因するノ
イズを等価的に示したものである。すなわち、励
磁スイツチング回路４は、第２図に示すように４
個のスイツチSW１〜SW４を備え、制御回路５
からの制御信号CNT１，CNT２によりこれらを
開閉することによつて定電流源６から励磁コイル
３に供給される電流を反転制御する。一方、両検
出電極に得られた起電力は、変換器７内において
増幅された後、その差電圧がサンプリング回路８
に送られる。サンプリング回路８は、上記制御回
路５からの制御信号に基いて所定のタイミングで
変換器出力をサンプリングし、デイジタルデータ
に変換して制御回路５に送る。ここで、制御回路
５は周知マイクロプロセツサ等のプロセツサユニ
ツトを備えたマイクロコンピユータによつて構成
され、水晶発振器等からなる第１の基準クロツク
発生回路９が出力する高周波のクロツク信号と、
第２の基準クロツク信号と、第２の基準クロツク
発生回路１０が出力する商用電源周波数のクロツ
ク信号とから制御信号CNT１，CNT２を作成し
て励磁スイツチング回路４に送出するとともに、
当該制御信号に対して特定のタイミングでサンプ
リング回路９にサンプリング信号を送出する一
方、サンプリング回路８から送られるサンプリン
グデータに所定の演算を施し、最終的な出力デー
タを求める。
上記構成において、第３図に示すような励磁を
行なう。すなわち第３図は商用電源波形（同図
ａ）に対する休止期間を有する正・負の矩形波か
らなる励磁信号波形（同図ｂ）の関係を示したも
のであるが、同図から明らかなように、励磁信号
は商用電源周波数の２倍の周波数をもち、しかも
商用電源波形と、当該商用電源波形の２周期ごと
に同期する、つまり当該２周期ごとに同一の波形
を繰り返すとともに当該２周期内で１周期ごとに
同期する波形の、前半の１周期間に対して後半の
１周期間を極性反転させてなる波形を有してい
る。
行なう。すなわち第３図は商用電源波形（同図
ａ）に対する休止期間を有する正・負の矩形波か
らなる励磁信号波形（同図ｂ）の関係を示したも
のであるが、同図から明らかなように、励磁信号
は商用電源周波数の２倍の周波数をもち、しかも
商用電源波形と、当該商用電源波形の２周期ごと
に同期する、つまり当該２周期ごとに同一の波形
を繰り返すとともに当該２周期内で１周期ごとに
同期する波形の、前半の１周期間に対して後半の
１周期間を極性反転させてなる波形を有してい
る。
これに対し、上記反転させた１周期と反転させ
ない１周期間の励磁信号に対して、当該１周期間
の開始からt1、t3およびt1′、t3′ならびに励磁信号
の極性が反対となるt2、t4およびt2′、t4′のタイミ
ングでサンプリングを行なつた場合、各サンプリ
ング電位をs1〜s8、それらに含まれる商用電源ノ
イズをer1〜er8として、励磁信号の各周期内の出
力e1〜e4は次式で求められる。
ない１周期間の励磁信号に対して、当該１周期間
の開始からt1、t3およびt1′、t3′ならびに励磁信号
の極性が反対となるt2、t4およびt2′、t4′のタイミ
ングでサンプリングを行なつた場合、各サンプリ
ング電位をs1〜s8、それらに含まれる商用電源ノ
イズをer1〜er8として、励磁信号の各周期内の出
力e1〜e4は次式で求められる。
e1＝（s1＋er1）−（s2＋er2）
e2＝（s3＋er3）−（s4＋er4）
e3＝（s5＋er3）−（s6＋er6）
e4＝（s7＋er7）−（s8＋er8）
ここで、励磁信号は商用電源波形に対して基本
的に１周期ごとに同期をとつているから、tk＝
tk′（ｋ＝１〜４）とした場合、er1〜er8には次の
関係が成立する。
的に１周期ごとに同期をとつているから、tk＝
tk′（ｋ＝１〜４）とした場合、er1〜er8には次の
関係が成立する。
er1＝er5、er3＝er7
er2＝er6、er4＝er8
したがつて、上記商用電源波形の２周期のう
ち、前半１周期と後半１周囲期間における出力の
差eOUTを求めると、 eOUT＝（e1＋e2）−（e3＋e4）＝（s1−s2）＋（s3−
s4）＋（s6−s5）＋（s8−s7）＋er1 eOUT＝（e1＋e2）−（e3＋e4）＝（s1−s2）＋（s3−
s4）＋（s6−s5）＋（s8−s7）＋er1 −er2＋er3−er4−er5＋er6−er7＋er8＝（s1−s2）
＋（s3−s4）＋（s6−s5）＋（s8−s7） となり、商用電源ノイズer1〜er8を含まない流量
出力が得られる。
ち、前半１周期と後半１周囲期間における出力の
差eOUTを求めると、 eOUT＝（e1＋e2）−（e3＋e4）＝（s1−s2）＋（s3−
s4）＋（s6−s5）＋（s8−s7）＋er1 eOUT＝（e1＋e2）−（e3＋e4）＝（s1−s2）＋（s3−
s4）＋（s6−s5）＋（s8−s7）＋er1 −er2＋er3−er4−er5＋er6−er7＋er8＝（s1−s2）
＋（s3−s4）＋（s6−s5）＋（s8−s7） となり、商用電源ノイズer1〜er8を含まない流量
出力が得られる。
上述した実施例では、商用電源波形の２周期ご
とに同期しかつ当該２周期内で１周期ごとに同期
する波形の、前半１周期に対して後半１周期期間
のみを反転させた波形の励磁信号を用いた、つま
りｎを１としたが、ｎは２以上としてもよい。
とに同期しかつ当該２周期内で１周期ごとに同期
する波形の、前半１周期に対して後半１周期期間
のみを反転させた波形の励磁信号を用いた、つま
りｎを１としたが、ｎは２以上としてもよい。
また、上述した実施例では商用電源周波数の２
倍の周波数をもつ励磁信号を用いたが、商用電源
波形の１サイクル内に励磁サイクルはいくつあつ
てもよい。
倍の周波数をもつ励磁信号を用いたが、商用電源
波形の１サイクル内に励磁サイクルはいくつあつ
てもよい。
また、tk＝tk′、つまり商用電源波形の前半ｎ
周期と後半ｎ周期間で同一のタイミングでサンプ
リングを行なうという条件させ満たせば、商用電
源波形のｎ周期内で非対称な波形を有する励磁信
号を用いてもよい。
周期と後半ｎ周期間で同一のタイミングでサンプ
リングを行なうという条件させ満たせば、商用電
源波形のｎ周期内で非対称な波形を有する励磁信
号を用いてもよい。
以上説明したように、本発明によれば、商用電
源周波数以上の周波数を有するとともに、商用電
源波形と当該商用電源周波数の2n周期ごとに同
期しかつ当該2n周期内でｎ周期ごとに同期する
波形の、前半のｎ周期間に対して後半のｎ周期間
を反転させてなる休止期間を有する正・負の矩形
波の励磁信号で励磁を行ない、前半ｎ周期と後半
ｎ周期間の励磁信号に対して同一のタイミングで
サンプリングを行ない、両ｎ周期間の出力の差を
演算するようにしたことにより、電気化学的分極
作用に起因するノイズおよび商用電源ノイズのい
ずれにも影響されない流量出力を得ることができ
る。
源周波数以上の周波数を有するとともに、商用電
源波形と当該商用電源周波数の2n周期ごとに同
期しかつ当該2n周期内でｎ周期ごとに同期する
波形の、前半のｎ周期間に対して後半のｎ周期間
を反転させてなる休止期間を有する正・負の矩形
波の励磁信号で励磁を行ない、前半ｎ周期と後半
ｎ周期間の励磁信号に対して同一のタイミングで
サンプリングを行ない、両ｎ周期間の出力の差を
演算するようにしたことにより、電気化学的分極
作用に起因するノイズおよび商用電源ノイズのい
ずれにも影響されない流量出力を得ることができ
る。
第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図、
第２図はその一部詳細回路図、第３図は励磁信号
波形とサンプリングのタイミングを説明するため
の波形図、第４図は電気化学的分極作用によるノ
イズの影響を説明するための出力波形図である。 １……管、２Ａ，２Ｂ……検出電極、３……励
磁コイル、４……励磁スイツチング回路、５……
制御回路、６……定電流源、７……変換器、８…
…サンプリング回路、９，１０……基準クロツク
発生回路。
第２図はその一部詳細回路図、第３図は励磁信号
波形とサンプリングのタイミングを説明するため
の波形図、第４図は電気化学的分極作用によるノ
イズの影響を説明するための出力波形図である。 １……管、２Ａ，２Ｂ……検出電極、３……励
磁コイル、４……励磁スイツチング回路、５……
制御回路、６……定電流源、７……変換器、８…
…サンプリング回路、９，１０……基準クロツク
発生回路。
Claims (1)
- １ 励磁コイルに一定周期の交番電流からなる励
磁信号を供給する励磁信号発生手段と、上記励磁
コイルによつて発生される磁界に直交しかつ流れ
を挟んで対向して配置された検出電極間に得られ
る電位差を検出する変換器と、この変換器の出力
を上記励磁信号に同期した所定のタイミングでサ
ンプリングするサンプリング手段と、得られたサ
ンプリング値を演算処理する信号処理手段とを備
えた電磁流量計において、励磁信号発生手段は、
商用電源周波数以上の周波数を有するとともにそ
の商用電源波形と当該商用電源波形の2n周期
（ｎは１以上の整数）ごとに同期しかつ当該2n周
期内でｎ周期ごとに同期する波形の、前半のｎ周
期間に対して後半のｎ周期間を反転させてなる波
形を有する休止期間をもつ正・負の矩形波の励磁
信号を発生し、サンプリング手段は、上記前半の
ｎ周期と後半のｎ周期間の励磁信号に対して同一
のタイミングでサンプリングを行ない、信号処理
手段は、各サンプリング値から上記前半ｎ周期間
の後半ｎ周期間とにおける出力の差を求めること
を特徴とする電磁流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8535985A JPS61245025A (ja) | 1985-04-23 | 1985-04-23 | 電磁流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8535985A JPS61245025A (ja) | 1985-04-23 | 1985-04-23 | 電磁流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61245025A JPS61245025A (ja) | 1986-10-31 |
| JPH0422453B2 true JPH0422453B2 (ja) | 1992-04-17 |
Family
ID=13856511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8535985A Granted JPS61245025A (ja) | 1985-04-23 | 1985-04-23 | 電磁流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61245025A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2545664B2 (ja) * | 1991-11-20 | 1996-10-23 | 山武ハネウエル株式会社 | 電磁流量計 |
-
1985
- 1985-04-23 JP JP8535985A patent/JPS61245025A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61245025A (ja) | 1986-10-31 |
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