JPH0454890B2 - - Google Patents
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- JPH0454890B2 JPH0454890B2 JP58090789A JP9078983A JPH0454890B2 JP H0454890 B2 JPH0454890 B2 JP H0454890B2 JP 58090789 A JP58090789 A JP 58090789A JP 9078983 A JP9078983 A JP 9078983A JP H0454890 B2 JPH0454890 B2 JP H0454890B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- electrodes
- amplifier
- fluid
- flowing
- Prior art date
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/56—Measuring 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
- G01F1/58—Measuring 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
- G01F1/60—Circuits 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】
〔発明の技術分野〕
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
各種原料流体の流量を測定する場合などに用いら
れる電磁流量計に関するのである。
イプを通じて供給される水その他導電性を有する
各種原料流体の流量を測定する場合などに用いら
れる電磁流量計に関するのである。
電磁流量計はフアラデーの法則を基本原理とし
て利用するもので、通常流量を測定する流れに直
交して交流磁界を発生させ、流れとこの磁界とに
直交して配置した対向電極間に生ずる電位差を増
幅して取り出している。流体の電気伝導率は一般
に余り大きいものではなく、従来、5μS／cm程度
の電気伝導度（１cm当たり200KΩ程度の抵抗）
の流体に対しても測定できるように、増幅器は高
入力インピーダンス（例えば300MΩ）、高利得の
ものが用いられる。このため、電極間を電流が全
く流れていない場合でも、例えば測定場所近くに
配電盤が設置されており、大電流を断続している
ような場合、そこから発生する電磁波によつて電
極間にノイズが生じ、信号として検出されること
がある。このような信号自体はわずかでも、通常
流量の積算も併せて行なわれることが普通である
ため、その場合わずかな信号でも積算すると大き
な値となつて表われ、プロセス制御上問題とな
る。
て利用するもので、通常流量を測定する流れに直
交して交流磁界を発生させ、流れとこの磁界とに
直交して配置した対向電極間に生ずる電位差を増
幅して取り出している。流体の電気伝導率は一般
に余り大きいものではなく、従来、5μS／cm程度
の電気伝導度（１cm当たり200KΩ程度の抵抗）
の流体に対しても測定できるように、増幅器は高
入力インピーダンス（例えば300MΩ）、高利得の
ものが用いられる。このため、電極間を電流が全
く流れていない場合でも、例えば測定場所近くに
配電盤が設置されており、大電流を断続している
ような場合、そこから発生する電磁波によつて電
極間にノイズが生じ、信号として検出されること
がある。このような信号自体はわずかでも、通常
流量の積算も併せて行なわれることが普通である
ため、その場合わずかな信号でも積算すると大き
な値となつて表われ、プロセス制御上問題とな
る。
本発明はこのような事情に鑑みなされたもの
で、その目的は、流体が流れていない場合には常
に出力を零として電極間のノイズにかかわらず積
算カウンタのカウントアツプも行なわないように
することが可能な電磁流量計を提供することにあ
る。
で、その目的は、流体が流れていない場合には常
に出力を零として電極間のノイズにかかわらず積
算カウンタのカウントアツプも行なわないように
することが可能な電磁流量計を提供することにあ
る。
このような目的を達成するために、本発明は、
増幅器の前段に高インピーダンス素子を介して電
源を接続し、流体がなくなつて電極間が高インピ
ーダンスとなつてときに流れているときとは明確
に区別できる出力が増幅器に得られるようにする
とともに、上記出力が得られたことを判定する手
段と、その判定出力が得られたときに電磁流量計
としての出力を強制的に零にする手段とを設けた
ものである。以下、実施例を用いて本発明を詳細
に説明する。
増幅器の前段に高インピーダンス素子を介して電
源を接続し、流体がなくなつて電極間が高インピ
ーダンスとなつてときに流れているときとは明確
に区別できる出力が増幅器に得られるようにする
とともに、上記出力が得られたことを判定する手
段と、その判定出力が得られたときに電磁流量計
としての出力を強制的に零にする手段とを設けた
ものである。以下、実施例を用いて本発明を詳細
に説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す回路図であ
る。図において、１は流体の流れる管路であり、
励磁コイル２により内部に流体の流通方向と直交
する磁界が形成されるとともに、当該磁界と直交
して相互に絶縁された対向電極３および４が設け
てあり、流速に応じて生ずる起電力が電極３，４
間に印加されるように構成してある。これら管路
１、励磁コイル２および電極３，４により検出器
５が構成される。６は定電流源、７は励磁回路で
あり、タイミング信号発生回路８から送出される
信号ａによつて定電流源６を励磁コイル２に反転
接続し、励磁コイル２に矩形波の交番電流を供給
する。
る。図において、１は流体の流れる管路であり、
励磁コイル２により内部に流体の流通方向と直交
する磁界が形成されるとともに、当該磁界と直交
して相互に絶縁された対向電極３および４が設け
てあり、流速に応じて生ずる起電力が電極３，４
間に印加されるように構成してある。これら管路
１、励磁コイル２および電極３，４により検出器
５が構成される。６は定電流源、７は励磁回路で
あり、タイミング信号発生回路８から送出される
信号ａによつて定電流源６を励磁コイル２に反転
接続し、励磁コイル２に矩形波の交番電流を供給
する。
電極２および３は、それぞれ演算増幅器９およ
び１０の非反転入力端子に接続してある。演算増
幅器９，１０はいずれもその出力端子と反転入力
端子とを直接接続していわゆるボルテツジ・ホロ
ワを構成し、これら両演算増幅器９および１０の
出力は抵抗器R1およびR2を介して演算増幅器１
１の反転入力端子および非反転入力端子に接続さ
れている。したがつて、通常管路１に流体が流れ
ている状態では、励磁コイル２に第２図ａに示す
ような正・負の矩形波の励磁電流CLが流れ正
（＋）・負（−）の励磁が交互に行なわれた場合、
演算増幅器９には同様の波形の出力が得られる。
一方、演算増幅器１０は、インピーダンス変換が
目的で、その結果、演算増幅器１１にも、同図ｂ
に示すように同様の矩形波状の出力V1が得られ
る。この場合、演算増幅器１１の出力電圧V1は、
演算増幅器９の出力をV2、演算増幅器１０の出
力をV3とし、抵抗器R1，R2の抵抗値をそれぞれ
r1，r2、演算増幅器１１の非反転入力端子と接地
端子間に接続した抵抗器R3の抵抗値r3、演算増幅
器１１の反転入力端子と出力端子間に接続した抵
抗器R4の抵抗値をr4として、 V1＝r1＋r4／r2＋r3・r3／r1・V3−r4／r1×V2 仮にr1＝r2，r3＝r4とすれば、 Ｖ＝r4／r1（V3−V2） ……(1) で表わされる。
び１０の非反転入力端子に接続してある。演算増
幅器９，１０はいずれもその出力端子と反転入力
端子とを直接接続していわゆるボルテツジ・ホロ
ワを構成し、これら両演算増幅器９および１０の
出力は抵抗器R1およびR2を介して演算増幅器１
１の反転入力端子および非反転入力端子に接続さ
れている。したがつて、通常管路１に流体が流れ
ている状態では、励磁コイル２に第２図ａに示す
ような正・負の矩形波の励磁電流CLが流れ正
（＋）・負（−）の励磁が交互に行なわれた場合、
演算増幅器９には同様の波形の出力が得られる。
一方、演算増幅器１０は、インピーダンス変換が
目的で、その結果、演算増幅器１１にも、同図ｂ
に示すように同様の矩形波状の出力V1が得られ
る。この場合、演算増幅器１１の出力電圧V1は、
演算増幅器９の出力をV2、演算増幅器１０の出
力をV3とし、抵抗器R1，R2の抵抗値をそれぞれ
r1，r2、演算増幅器１１の非反転入力端子と接地
端子間に接続した抵抗器R3の抵抗値r3、演算増幅
器１１の反転入力端子と出力端子間に接続した抵
抗器R4の抵抗値をr4として、 V1＝r1＋r4／r2＋r3・r3／r1・V3−r4／r1×V2 仮にr1＝r2，r3＝r4とすれば、 Ｖ＝r4／r1（V3−V2） ……(1) で表わされる。
サンプルホールド回路１２は、演算増幅器１１
の出力端子に接続され、タイミング信号発生回路
８から送出される第２図ｃに示すような一定周期
のサンプリング信号ｂに従つて、演算増幅器１１
の出力電圧が定常値になつた時点で当該出力電圧
をサンプリングして保持し、その出力として、励
磁コイル２の励磁電流に比例し、かつ管路１を流
れる流体の流速に比例した信号が得られる。した
がつてこの信号を直流増幅器１３によりさらに増
幅して流量出力OUTが得られる。この流量出力
OUTは、例えば電圧電流増幅器により４〜
20mAの電流に変換して計節計の入力信号とし、
流量の制御が行なわれる。
の出力端子に接続され、タイミング信号発生回路
８から送出される第２図ｃに示すような一定周期
のサンプリング信号ｂに従つて、演算増幅器１１
の出力電圧が定常値になつた時点で当該出力電圧
をサンプリングして保持し、その出力として、励
磁コイル２の励磁電流に比例し、かつ管路１を流
れる流体の流速に比例した信号が得られる。した
がつてこの信号を直流増幅器１３によりさらに増
幅して流量出力OUTが得られる。この流量出力
OUTは、例えば電圧電流増幅器により４〜
20mAの電流に変換して計節計の入力信号とし、
流量の制御が行なわれる。
上記構成において、管路１の内部を流れる流体
がほとんどなくなつて空の状態となつた場合、対
向電極３，４間はほとんど開放状態となるが、こ
のように電極間が高インピーダンスの状態となつ
たとき、従来の構成では初段演算増幅器９，１０
の特性如何によつて出力がどちらに行くかは不明
であり、その場合、前述したように流体が流れて
ないにもかかわわらず、検出器に生ずるノイズを
拾つて積算カウンタがカウントアツプするなどの
問題を生ずる。
がほとんどなくなつて空の状態となつた場合、対
向電極３，４間はほとんど開放状態となるが、こ
のように電極間が高インピーダンスの状態となつ
たとき、従来の構成では初段演算増幅器９，１０
の特性如何によつて出力がどちらに行くかは不明
であり、その場合、前述したように流体が流れて
ないにもかかわわらず、検出器に生ずるノイズを
拾つて積算カウンタがカウントアツプするなどの
問題を生ずる。
そこで、本実施例では演算増幅器９の非反転入
力端子に抵抗器R5を介して電圧＋Ｖを発生する
電源を接続するとともに、演算増幅器１０の非反
転入力端子に抵抗器R6を介して電圧−Ｖを発生
する電源を接続してある。抵抗器R5およびR6の
抵抗値r5，r6は、いずれも、通常管路１を流体が
流れている状態で、電極３，４間の抵抗値が多く
の流体の場合100KΩ以内であるのに対して精度
上、十分に無視できるようにたとえば100MΩ程
度の十分に高い値とする。これにより、流体が流
れなくなつて電極３，４間が開放状態となつたと
き、演算増幅器９の出力には上記電源電圧＋Ｖが
ほとんどそのまま生じ、演算増幅器１０の出力に
は−Ｖがほとんどそのまま表われる。したがつ
て、抵抗器R1〜R4の抵抗値などの回路定数を適
当に選択すれば、例えば(1)式においてr1＝2r4と
すれば、上述したように電極３，４間が開放状態
となつたときに演算増幅器１１の出力はほぼ−Ｖ
へ振れ、第２図ｂに示すように通常流体の流れて
いる場合の出力に対して明確に区別することがで
きる。
力端子に抵抗器R5を介して電圧＋Ｖを発生する
電源を接続するとともに、演算増幅器１０の非反
転入力端子に抵抗器R6を介して電圧−Ｖを発生
する電源を接続してある。抵抗器R5およびR6の
抵抗値r5，r6は、いずれも、通常管路１を流体が
流れている状態で、電極３，４間の抵抗値が多く
の流体の場合100KΩ以内であるのに対して精度
上、十分に無視できるようにたとえば100MΩ程
度の十分に高い値とする。これにより、流体が流
れなくなつて電極３，４間が開放状態となつたと
き、演算増幅器９の出力には上記電源電圧＋Ｖが
ほとんどそのまま生じ、演算増幅器１０の出力に
は−Ｖがほとんどそのまま表われる。したがつ
て、抵抗器R1〜R4の抵抗値などの回路定数を適
当に選択すれば、例えば(1)式においてr1＝2r4と
すれば、上述したように電極３，４間が開放状態
となつたときに演算増幅器１１の出力はほぼ−Ｖ
へ振れ、第２図ｂに示すように通常流体の流れて
いる場合の出力に対して明確に区別することがで
きる。
本実施例ではさらに、演算増幅器１１の出力を
入力とし、これを基準電圧V0と比較する、演算
増幅器からなる比較器１４と、この比較器１４の
出力を受けて動作するスイツチ回路１５とを備え
ている。
入力とし、これを基準電圧V0と比較する、演算
増幅器からなる比較器１４と、この比較器１４の
出力を受けて動作するスイツチ回路１５とを備え
ている。
ここで、比較器１４の基準電圧V0は、−Ｖより
もわずかに高い電圧に設定してあり、演算増幅器
１１の出力V3が−Ｖへ振れた場合比較器１４の
出力V4は第２図ｄに示すように正側へ振れる。
スイツチ回路１５は、演算増幅器１１の出力端子
とサンプルホールド回路１２との間に接続された
ノーマリオフ形のアナログスイツチSW1およびサ
ンプルホールド回路１２と接地端子間に接続され
たノーマリオフ形のアナログスイツチSW2からな
り、比較器１４の出力はアナログスイツチSW1の
制御信号として送出されるとともに、インバータ
１６により反転されてアナログスイツチSW2の制
御信号として送出される。したがつて、上述した
ように比較器１４から流体が流れなくなつたこと
を示す正の判定出力が送出された場合、スイツチ
SW1が開放するとともにスイツチSW2が閉成し、
その結果サンプルオールド回路１２の入力は検出
器５による検出出力にかかわらず零電位となる。
もわずかに高い電圧に設定してあり、演算増幅器
１１の出力V3が−Ｖへ振れた場合比較器１４の
出力V4は第２図ｄに示すように正側へ振れる。
スイツチ回路１５は、演算増幅器１１の出力端子
とサンプルホールド回路１２との間に接続された
ノーマリオフ形のアナログスイツチSW1およびサ
ンプルホールド回路１２と接地端子間に接続され
たノーマリオフ形のアナログスイツチSW2からな
り、比較器１４の出力はアナログスイツチSW1の
制御信号として送出されるとともに、インバータ
１６により反転されてアナログスイツチSW2の制
御信号として送出される。したがつて、上述した
ように比較器１４から流体が流れなくなつたこと
を示す正の判定出力が送出された場合、スイツチ
SW1が開放するとともにスイツチSW2が閉成し、
その結果サンプルオールド回路１２の入力は検出
器５による検出出力にかかわらず零電位となる。
以上、演算増幅器９および１０の前段にそれぞ
れ抵抗器R5およびR6を介して＋Ｖ、−Ｖの電源を
接続し、流体が流れなくなつたときに演算増幅器
１１の出力V3はほぼ−Ｖとなるようにした場合
を例に説明したが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、演算増幅器９の前段、あるいは演算
増幅器１０の前段のいずれか一方にのみ高インピ
ーダンス素子を接続してもよく、また、流体が流
れなくなつた場合に、通常流体が流れている場合
に対して明確に区別できるような出力が演算増幅
器１１に得られればよい。
れ抵抗器R5およびR6を介して＋Ｖ、−Ｖの電源を
接続し、流体が流れなくなつたときに演算増幅器
１１の出力V3はほぼ−Ｖとなるようにした場合
を例に説明したが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、演算増幅器９の前段、あるいは演算
増幅器１０の前段のいずれか一方にのみ高インピ
ーダンス素子を接続してもよく、また、流体が流
れなくなつた場合に、通常流体が流れている場合
に対して明確に区別できるような出力が演算増幅
器１１に得られればよい。
なお、上述した実施例では演算増幅器１１の出
力が流体がなくなつて電極間が高インピーダンス
となつたときの出力にほぼ等しくなつたことを判
定する手段として、上記流体がなくなつて電極間
が高インピーダンスとなつたときの出力にほぼ等
しい基準電圧を設定した演算増幅器からなる比較
器１４を用いたが、本発明はこれに限定されるも
のではない。例えば近年プロセス制御においては
コンピユータが用いられることが多いが、上記判
定はこのコンピユータを利用してソフト的に行な
つてもよいことはいうまでもない。また、スイツ
チ回路１５に限らず、上記判定出力が得られた場
合、流量出力OUTを強制的に零とする手段であ
れば、どのような構成のものを用いてもよいこと
はもちろんである。
力が流体がなくなつて電極間が高インピーダンス
となつたときの出力にほぼ等しくなつたことを判
定する手段として、上記流体がなくなつて電極間
が高インピーダンスとなつたときの出力にほぼ等
しい基準電圧を設定した演算増幅器からなる比較
器１４を用いたが、本発明はこれに限定されるも
のではない。例えば近年プロセス制御においては
コンピユータが用いられることが多いが、上記判
定はこのコンピユータを利用してソフト的に行な
つてもよいことはいうまでもない。また、スイツ
チ回路１５に限らず、上記判定出力が得られた場
合、流量出力OUTを強制的に零とする手段であ
れば、どのような構成のものを用いてもよいこと
はもちろんである。
以上説明したように、本発明によれば増幅器の
前段に高インピーダンス素子を介して電源を接続
し、流体がなくなつて電極間が高インピーダンス
となつたときに流れているときとは明確に区別で
きる出力が増幅器に得られるようにするととも
に、当該出力が得られたことを判定する手段と、
その判定出力が得られたときに電磁流量計の出力
を強制的に零にする手段とを設けたことにより、
流体がないときには電極間のノイズの有無にかか
わらず常に出力は零となり、積算カウンタのカウ
ントアツプも行なわれず、正確な測定が行なえ、
プロセス制御上もきわめて有用である。
前段に高インピーダンス素子を介して電源を接続
し、流体がなくなつて電極間が高インピーダンス
となつたときに流れているときとは明確に区別で
きる出力が増幅器に得られるようにするととも
に、当該出力が得られたことを判定する手段と、
その判定出力が得られたときに電磁流量計の出力
を強制的に零にする手段とを設けたことにより、
流体がないときには電極間のノイズの有無にかか
わらず常に出力は零となり、積算カウンタのカウ
ントアツプも行なわれず、正確な測定が行なえ、
プロセス制御上もきわめて有用である。
第１図は本発明の一実施例と示す回路図、第２
図はその動作を説明するためのタイミングチヤー
トである。 １…流体が流れる管路、２…励磁コイル、３，
４…対向電極、９，１０，１１…演算増幅器、１
４…判定手段としての比較器、１５…出力を零に
する手段としてのスイツチ回路、R5，R6…高抵
抗の抵抗器、＋Ｖ，−Ｖ…電源電圧。
図はその動作を説明するためのタイミングチヤー
トである。 １…流体が流れる管路、２…励磁コイル、３，
４…対向電極、９，１０，１１…演算増幅器、１
４…判定手段としての比較器、１５…出力を零に
する手段としてのスイツチ回路、R5，R6…高抵
抗の抵抗器、＋Ｖ，−Ｖ…電源電圧。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 流れに直交する交流磁界を形成する励磁コイ
ルと、流れを挾んで上記交流磁界に直交する方向
に対向する電極と、この電極間の電位差を増幅す
る増幅器とを備えた電磁流量計において、上記増
幅器の前段に、電極間を流れる流体の抵抗よりも
十分に高いインピーダンスを有する高インピーダ
ンス素子を介して電源を接続し、この電源の電圧
を、流体がなくなつて電極間が高インピーダンス
となつたときに増幅器の出力として電極間を流体
が流れている間の出力と明確に区別できる程度の
出力が得られる値にするとともに、上記増幅器の
出力が上記電極間を流体がほとんど流れなくなつ
たときの出力にほぼ等しくなつたことを判定して
判定出力を送出する判定手段と、この判定手段か
ら判定出力が得られたときに電磁流量計としての
出力を強制的に零とする手段とを設けたことを特
徴とする電磁流量計。 ２ 判定手段として、電極間を流体がほとんど流
れなくなつたときの増幅器の出力にほぼ等しい基
準電圧を有し増幅器の出力を入力とする比較器を
設け、出力を強制的に零とする手段として、上記
比較器の出力によつて、出力端子と増幅器の出力
とを接続する接点を解放して出力端子と接地端子
とを接続する接点を閉成するスイツチ回路を設け
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
電磁流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9078983A JPS59217114A (ja) | 1983-05-25 | 1983-05-25 | 電磁流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9078983A JPS59217114A (ja) | 1983-05-25 | 1983-05-25 | 電磁流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59217114A JPS59217114A (ja) | 1984-12-07 |
| JPH0454890B2 true JPH0454890B2 (ja) | 1992-09-01 |
Family
ID=14008355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9078983A Granted JPS59217114A (ja) | 1983-05-25 | 1983-05-25 | 電磁流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59217114A (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5742812A (en) * | 1980-08-28 | 1982-03-10 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Electromagnetic flowmeter with water-unfilling state detecting function |
| JPS5779714U (ja) * | 1980-10-31 | 1982-05-17 |
-
1983
- 1983-05-25 JP JP9078983A patent/JPS59217114A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59217114A (ja) | 1984-12-07 |
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