JPH0477849B2 - - Google Patents
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- JPH0477849B2 JPH0477849B2 JP59047534A JP4753484A JPH0477849B2 JP H0477849 B2 JPH0477849 B2 JP H0477849B2 JP 59047534 A JP59047534 A JP 59047534A JP 4753484 A JP4753484 A JP 4753484A JP H0477849 B2 JPH0477849 B2 JP H0477849B2
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- 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
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Description
【発明の詳細な説明】 イ 産業上の利用分野 この発明は電磁流量計に関する。[Detailed description of the invention] B Industrial application field This invention relates to an electromagnetic flowmeter.
ロ 従来技術
矩形波励磁方式の電磁流量計は、流量信号が励
磁の向きを切替えたときの励磁電流の遅れと磁束
が変化する時に発生する電磁誘導ノイズの影響を
受けないように、安定した磁束の期間で、一定時
間流量信号をサンプリングしている。そして、励
磁周波数は一定であり、1回の励磁毎に励磁電流
に同期してサンプリングしていた。B. Prior art An electromagnetic flowmeter using a rectangular wave excitation method is designed to maintain a stable magnetic flux so that it is not affected by the delay in the excitation current when the flow signal switches the excitation direction and the electromagnetic induction noise that occurs when the magnetic flux changes. The flow rate signal is sampled for a certain period of time. The excitation frequency was constant, and sampling was performed in synchronization with the excitation current for each excitation.
すなわち、第1図Aに示すように、同図Bのよ
うな励磁周期Texの励磁電流に同期してサンプリ
ング周期Tでサンプリング時間Tsの間だけ流量
信号をサンプリングしていた(T=Tex)。同図
Bでは、励磁電流を単純化して矩形波で示してい
るが、実際には第2図に示すように切替後安定す
るまでに遅れを生じているし、第2図Dのように
流量信号に電磁誘導ノイズが重畳される。そのた
めサンプリングは、励磁電流の向きを切替えてか
ら磁束が安定し、ノイズによる影響が無視できる
までのむだ時間Teだけ経過したあと時間Tsの間
サンプリングする。サンプリング周期Tは流量変
動に対する電磁流量計の応答を考えるとなるべく
小さく定めたい。しかし、先に述べた励磁電流の
遅れと電磁誘導ノイズのため、むだ時間Teが存
在するのでサンプリング周期Tを短かくするには
限度がある。 That is, as shown in FIG. 1A, the flow rate signal was sampled only during the sampling time Ts at the sampling period T in synchronization with the excitation current having the excitation period Tex as shown in FIG. 1B (T=Tex). In Figure B, the excitation current is simplified and shown as a rectangular wave, but in reality, as shown in Figure 2, there is a delay before it stabilizes after switching, and as shown in Figure 2 D, the excitation current is shown as a rectangular wave. Electromagnetic induction noise is superimposed on the signal. Therefore, sampling is performed for a time Ts after a dead time Te has elapsed from when the direction of the excitation current is switched until the magnetic flux becomes stable and the influence of noise can be ignored. The sampling period T should be set as small as possible considering the response of the electromagnetic flowmeter to flow rate fluctuations. However, there is a dead time Te due to the excitation current delay and electromagnetic induction noise mentioned above, so there is a limit to shortening the sampling period T.
ところで、被測定流体がたとえばピストンポン
プで圧送される流体の場合には、ポンプの回転に
同期した周期的な流量変動(脈動)が生じる。し
かもこのポンプの回転数を制御して流量制御を行
なうシステムでは、ポンプ回転数が広い範囲にわ
たり変化するため前記脈動の周期が電磁流量計の
サンプリング周期と一致することがある。このよ
うな場合の流量を第1図Cに示すが、流量Qが脈
動していて、その平均値は破線ので示されてい
る。 By the way, when the fluid to be measured is, for example, a fluid pumped by a piston pump, periodic flow rate fluctuations (pulsations) occur in synchronization with the rotation of the pump. Furthermore, in a system in which the flow rate is controlled by controlling the pump rotation speed, the pump rotation speed changes over a wide range, so the period of the pulsation may coincide with the sampling period of the electromagnetic flowmeter. The flow rate in such a case is shown in FIG. 1C, where the flow rate Q is pulsating, and its average value is shown by a broken line.
従つて、同図Bの励磁電流による磁束と、流量
Qで得られる流量信号は同図Dのようになる。こ
の流量信号を同図Aのサンプリング信号で、短時
間Tsの間同期サンプリングすると同図Eのよう
にサンプリングされた流量信号を得る。第1図で
は、サンプリング時間tsがたまたま流量Qの小さ
い時期と合致しているため、サンプリングされた
流量信号はそれを平滑しても流量の平均値に対
し、低い値となり負のサンプリング誤差を生じ
る。 Therefore, the magnetic flux due to the excitation current shown in Figure B and the flow rate signal obtained from the flow rate Q become as shown in Figure D. When this flow rate signal is synchronously sampled for a short period of time Ts using the sampling signal shown in FIG. 2A, a sampled flow rate signal as shown in FIG. In Figure 1, the sampling time ts happens to coincide with the period when the flow rate Q is small, so even if the sampled flow rate signal is smoothed, it will be a lower value than the average value of the flow rate, resulting in a negative sampling error. .
サンプリング時期が第1図の場合に比し、周期
Tの半分だけずれると、ちようど流量Qの最大値
をサンプリングすることになるため、正のサンプ
リング誤差を生じる。 If the sampling timing is shifted by half the period T compared to the case shown in FIG. 1, the maximum value of the flow rate Q will be sampled, resulting in a positive sampling error.
若し、ポンプの回転数が、第1図の場合からほ
んのわずかずれて、サンプリング周波数s=1/T
(Hz)に対し、わずか異なる脈動周波数nで流量
Qが変動すると、サンプリングされた流量信号は
|s−n|(Hz)でゆつくり変動する。つまりサ
ンプリング誤差が|s−n|(Hz)でゆつくり変
動する。従つて、サンプリングされた流量信号を
平滑した信号もゆつくり変動し不都合である。 If the pump rotation speed deviates slightly from the case shown in Figure 1, and the flow rate Q fluctuates at a slightly different pulsation frequency n from the sampling frequency s = 1/T (Hz), the sampled flow rate signal fluctuates slowly at |s−n| (Hz). In other words, the sampling error slowly fluctuates at |s−n| (Hz). Therefore, the signal obtained by smoothing the sampled flow rate signal also fluctuates slowly, which is inconvenient.
従来技術は、このように脈動流量を一定周期で
短時間サンプリングするため、脈動の周期とサン
プリング周期が近い場合に特にサンプリング誤差
が大きくなる欠点があつた。 In the prior art, since the pulsating flow rate is sampled for a short period of time at a fixed period, there is a drawback that the sampling error becomes particularly large when the pulsating period and the sampling period are close to each other.
ハ 発明の目的
この発明は脈動する流量を計測する場合の前記
サンプリング誤差を減らすことのできる電磁流量
計を提案するのが目的である。C. Purpose of the Invention The purpose of the present invention is to propose an electromagnetic flowmeter that can reduce the sampling error when measuring a pulsating flow rate.
ニ 発明の構成
この発明の電磁流量計は、矩形波励磁方式であ
つて、磁界の安定期間に流量信号をサンプリング
する電磁流量計において、サンプリング周期と励
磁周期とを1回又は複数回毎に変化させることを
特徴とする。D. Structure of the Invention The electromagnetic flowmeter of the present invention is a rectangular wave excitation type electromagnetic flowmeter that samples a flow signal during a stable period of the magnetic field, and the sampling period and the excitation period are changed once or every multiple times. It is characterized by causing
ホ 実施例
第3図において、1,1′は管路2に設けた電
極、3は励磁コイル、4はこの励磁コイルに励磁
電流を交互に逆向きに供給する励磁切替回路、s
は電極1,1′に誘起した流量信号を増幅するプ
リアンプ、6はサンプリングスイツチ、7は同期
整流演算回路、8は平滑回路、9は制御回路で励
磁切替回路4とサンプリングスイツチ6と同期整
流演算回路とにそれぞれ励磁切替信号10とサン
プル信号11と演算信号12とを出力して、電磁
流量計全体の動作を制御する。E. Example In Fig. 3, 1 and 1' are electrodes provided in the conduit 2, 3 is an excitation coil, 4 is an excitation switching circuit that alternately supplies excitation current to the excitation coil in opposite directions, and s.
1 is a preamplifier that amplifies the flow signal induced in the electrodes 1 and 1', 6 is a sampling switch, 7 is a synchronous rectification calculation circuit, 8 is a smoothing circuit, and 9 is a control circuit that connects the excitation switching circuit 4, sampling switch 6, and synchronous rectification calculation. An excitation switching signal 10, a sample signal 11, and a calculation signal 12 are output to each circuit to control the operation of the entire electromagnetic flowmeter.
サンプリングと励磁の周期は制御回路9により
切替えられるようになつている。 The sampling and excitation periods can be switched by a control circuit 9.
第4図はサンプリング周期Tと励磁周期Tex
を、二つの値T1とT2交互に用いるようにした実
施例を説明する図である。 Figure 4 shows the sampling period T and excitation period Tex.
FIG. 2 is a diagram illustrating an embodiment in which two values T 1 and T 2 are used alternately.
第4図において、Aはサンプリング信号で、交
互にサンプリング周期T1とT2でサンプリングし
ている。1回毎のサンプリング時間はtsで、この
実施例では、T1=4ts,T2=5tsの関係に定めて
ある。励磁電流は同図Bに示すように、励磁周期
T1とT2とが交互に用いられ、T2=T1+twの関係
にあり、待ち時間twはこの場合では前記サンプ
リング時間tsに等しく定めてある。この実施例
で、流量が同図Cに示すように周期T1で脈動し
ていると、脈動の位相の違う位置が順にサンプリ
ングされて、ちようど8回目のサンプリングで同
じ位相のところをサンプリングすることになる。
そのためサンプリングされた流量信号を平滑回路
8で平滑することにより、サンプル誤差のない平
均流量を求めることができる。 In FIG. 4, A is a sampling signal, which is sampled alternately at sampling periods T1 and T2 . The sampling time for each sampling is ts, and in this embodiment, the relationship is defined as T 1 =4ts and T2 =5ts. As shown in Figure B, the excitation current is determined by the excitation period.
T 1 and T 2 are used alternately, with the relationship T 2 =T 1 +tw, and the waiting time tw is set equal to the sampling time ts in this case. In this example, when the flow rate is pulsating with a period T 1 as shown in Figure C, positions with different phases of the pulsation are sampled in order, and the same phase is sampled at the 8th sampling. I will do it.
Therefore, by smoothing the sampled flow rate signal with the smoothing circuit 8, an average flow rate without sampling error can be obtained.
同図C′は流量の脈動の2周期が前記T1+T2に
等しい場合の流量を示すが、この場合交互に違う
位相のところをサンプリングすることになるた
め、サンプリング誤差の最大値が軽減される。 C' in the same figure shows the flow rate when two periods of flow rate pulsation are equal to T 1 + T 2 , but in this case, sampling is performed at different phases alternately, so the maximum value of sampling error is reduced. Ru.
第4図のC′に示す流量の脈動周期はサンプリン
グ周期のT1とT2の和と特定の関係にあるが、そ
の関係が異なる場合でも、サンプリング誤差が軽
減されることが理解されよう。 Although the flow rate pulsation period shown at C' in FIG. 4 has a specific relationship with the sum of the sampling periods T 1 and T 2 , it will be understood that even if the relationship is different, the sampling error will be reduced.
第4図A′はサンプリング信号の別の実施例を
示すが、サンプリング周期T1とT2を交互に用い
ることは同図Aと同じである。この場合、サンプ
リング時間がtsと2tsとを交互に用いており、サ
ンプリング時間が多くなるため、脈動の影響によ
るサンプリング誤差がより軽減される。 FIG. 4A' shows another embodiment of the sampling signal, but it is the same as in FIG. 4A in that the sampling periods T 1 and T 2 are used alternately. In this case, the sampling time is alternately ts and 2ts, and the sampling time is increased, so that the sampling error due to the influence of pulsation is further reduced.
ところで、第4図に示す実施例では、励磁電流
を切替えるのに待ち時間twだけ遅れて切替える
励磁周期T2を用い、待ち時間を使わない励磁周
期T1とで、交互に励磁すると共に、サンプリン
グ時間も又、T1とT2とを交互に用いるようにし
たが、待ち時間twとしては、待ち時間を使わな
い励磁周期T1より短かく定めるのが好ましい。
待ち時間twをT1以上に定めた場合のT2のサンプ
リングとT′2=T2−T1としたサンプリングを比べ
ると、サンプリングされない脈動周期が生じ、応
答の速い流量計測ができなくなるからである。 By the way, in the embodiment shown in FIG. 4, an excitation period T 2 in which the excitation current is switched after a waiting time tw is used, and an excitation period T 1 in which the waiting time is not used are used to alternately excite and perform sampling. Regarding the time, T 1 and T 2 are also used alternately, but it is preferable to set the waiting time tw to be shorter than the excitation period T 1 in which no waiting time is used.
This is because sampling at T 2 when the waiting time tw is set to T 1 or more is compared with sampling at T' 2 = T 2 - T 1 , because there is a pulsation period that is not sampled, making it impossible to measure the flow rate with a quick response. be.
ところで、上述の実施例では、サンプリング周
期又は励磁周期が二つの値T1とT2をもち、時間
の経過につれて、周期T1とT2を交互に用いたが、
三つの周期T1,T2,T3を用いて、T1〜T2〜T3
の順又はT3〜T2〜T1の順にサンプリング周期と
励磁周期とを変えるように制御してもよい。 By the way, in the above embodiment, the sampling period or excitation period has two values T 1 and T 2 , and the periods T 1 and T 2 are used alternately as time passes.
Using three periods T 1 , T 2 , T 3 , T 1 ~ T 2 ~ T 3
The sampling period and the excitation period may be controlled to be changed in the order of , or in the order of T 3 to T 2 to T 1 .
このような周期の組合せとしては色々なパター
ンを用いることが出来るが、次に代表的なものを
例記する。 Although various patterns can be used as such combinations of cycles, typical ones will be described below.
(a) T2〜T1〜T2〜T1〜T1〜T2〜T1〜T1〜T1〜
T2〜……
(b) T1〜T1〜T1〜T2〜T1〜T1〜T1〜T2〜……
(c) T1〜T1〜T2〜T2〜……
(d) T1〜T1〜T2〜T1〜T1〜T1〜T1〜T2〜……
(e) T1〜T1〜T1〜T2〜T1〜T3〜……
(f) T1〜T1〜T2〜T2〜T3〜T3〜……
この発明は、周期的な脈動を有する流量を計測
する場合に生じやすいサンプリング誤差を軽減す
るために、サンプリング時期を脈動の一定の位相
のところに固定しないようにしたことに特徴があ
る。(a) T 2 ~ T 1 ~T 2 ~T 1 ~T 1 ~T 2 ~T 1 ~T 1 ~ T 1 ~
T 2 〜…… (b) T 1 〜T 1 〜T 1 〜T 2 〜T 1 〜T 1 〜T 1 〜T 2 〜…… (c) T 1 〜T 1 〜T 2 〜T 2 〜… … (d) T 1 ~ T 1 ~T 2 ~T 1 ~T 1 ~ T 1 ~ T 1 ~T 2 ~…… (e) T 1 ~T 1 ~T 1 ~T 2 ~ T 1 ~T 3 ~... (f) T 1 ~ T 1 ~ T 2 ~ T 2 ~ T 3 ~ T 3 ~... This invention aims to reduce sampling errors that tend to occur when measuring a flow rate that has periodic pulsations. Another feature is that the sampling timing is not fixed at a fixed phase of the pulsation.
そこで、この発明の効果を最大に発揮させるに
は、サンプリング周期と励磁周期とを制御回路9
でランダムに変化させるようにするとよい。 Therefore, in order to maximize the effects of this invention, the sampling period and the excitation period must be controlled by the control circuit 9.
It is best to change it randomly.
又、第4図Aのサンプリング信号を用いる場合
は、待ち時間twの間は励磁電流を断つて、それ
だけ励磁電力を節減してもよい。 Further, when using the sampling signal shown in FIG. 4A, the excitation current may be cut off during the waiting time tw, and the excitation power may be saved accordingly.
ヘ 発明の効果
この発明によれば、脈動のある流量を計測する
場合に、サンプリング時期が脈動の同じ位相に固
定されることがないため、サンプリングで誤差が
軽減され、流量計測の精度を向上できる効果があ
る。F. Effects of the Invention According to this invention, when measuring a pulsating flow rate, the sampling timing is not fixed to the same phase of the pulsation, so errors in sampling are reduced and the accuracy of flow rate measurement can be improved. effective.
第1図は従来技術の作動を説明する線図、第2
図は励磁電流波形を示す線図、第3図はこの発明
電磁流量計の構成の一例を示すブロツク線図、第
4図はこの発明のものゝ作動を説明する線図であ
る。
3…励磁コイル、4…励磁切替回路、5…プリ
アンプ、6…サンプリングスイツチ、9…制御回
路、T,T1,T2…サンプリング周期、Tex,
T1,T2…励磁周期、ts…サンプリング時間。
Figure 1 is a diagram explaining the operation of the prior art;
3 is a diagram showing an excitation current waveform, FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of the electromagnetic flowmeter of the present invention, and FIG. 4 is a diagram illustrating the operation of the electromagnetic flowmeter of the present invention. 3... Excitation coil, 4... Excitation switching circuit, 5... Preamplifier, 6... Sampling switch, 9... Control circuit, T, T 1 , T 2 ... Sampling period, Tex,
T 1 , T 2 ... excitation period, ts ... sampling time.
Claims (1)
流量信号をサンプリングする電磁流量計におい
て、サンプリング周期と励磁周期とを1回又は複
数回毎に変化させることを特徴とする電磁流量
計。1. An electromagnetic flowmeter that uses a rectangular wave excitation method and samples a flow rate signal during a stable period of the magnetic field, and is characterized in that the sampling period and the excitation period are changed once or every multiple times.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4753484A JPS60190814A (en) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | Electromagnetic flowmeter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4753484A JPS60190814A (en) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | Electromagnetic flowmeter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60190814A JPS60190814A (en) | 1985-09-28 |
| JPH0477849B2 true JPH0477849B2 (en) | 1992-12-09 |
Family
ID=12777788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4753484A Granted JPS60190814A (en) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | Electromagnetic flowmeter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60190814A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013536416A (en) * | 2010-08-11 | 2013-09-19 | ローズマウント インコーポレイテッド | Noise detection and avoidance |
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1984
- 1984-03-12 JP JP4753484A patent/JPS60190814A/en active Granted
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