JPH049552Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の属する技術分野〕 本考案は、直流電源による低周波励磁を行いフ
アラデーの電磁誘導則を利用して被測定流体の流
量を測定する電磁流量計において、商用電源の接
続を可能とする電磁流量計変換器に関する。

〔従来技術とその問題点〕

被測定流体の流速方向に対して垂直方向に磁界
を加えたとき流速方向と磁界方向との双方に垂直
な方向にフアラデーの電磁誘導則に従つて発生す
る起電力を検出して前記被測定流体の流量を測定
する電磁流量計においては、当初該流量計の駆動
用外部電源として商用電源が用いられかつこの商
用電源を利用して時間的に正弦波状に変化する磁
界が形成されるものが一般的であつたが、近来電
磁流量計の零点の安定性を向上させるために該流
量計の駆動用外部電源としては商用電源が用いら
れるものの、該電源周期の整数倍の周期を有する
矩形波または台形波状の励磁電圧または励磁電流
を用いて磁界が形成され、かつ発生した起電力の
定状状態値が駆動用商用電源周期の整数倍の期間
だけサンプリングされるいわゆる低周波励磁式電
磁流量計が普及している。

すなわち、従来の商用電源駆動低周波励磁式電
磁流量計は、励磁磁界の周波数が外部商用電源の
周波数より低くなつており、このための信号に混
入する前記誘導雑音が大幅に軽減され、その上励
磁磁界がほぼ定状値に達した状態でかつ該磁界が
逆方向に変化する直前の期間だけ、信号がサンプ
リングされて同期整流されるので、外部商用電源
周期の誘導雑音および磁界変動によつて発生する
微分雑音の影響は殆んど現われなくなる結果、出
力信号の零点変動が極めて少なくなる。

このように、従来の低周波励磁式電磁流量計
は、商用電源のみで駆動されていた。ところが、
最近一般産業プロセスにおいては操業の安定性、
信頼性を向上させるために、バツテリバツクアツ
プを行つた直流無停電電源により駆動可能な電磁
流量計が実用化され、商用電源を必要としないた
めに、設備費が軽減されるという利点を有する。
しかし、この直流電源駆動低周波励磁式電磁流量
計は、現場における交流電源ノイズの影響を受け
易いという欠点があり、当初からノイズの有無を
判別することは困難な場合が多く、その対策は重
要な問題であつた。

また、直流電源駆動低周波励磁式電磁流量計に
は、同期信号として外部商用電源を常に必要とす
る方式もある。このために、ノイズの影響は実用
上考慮する必要のない場合にも、商用電源用ケー
ブル配線が必要で、このために設備費が増加する
という問題もあつた。

〔考案の目的〕

本考案は、上述の点に鑑み、従来技術の問題点
を有効に解決し、その取扱いが簡単で、しかも現
場におけるノイズによる影響を回避し得る電磁流
量計変換器を提供することを目的とする。

〔考案の要点〕

このような目的を達成するために、本考案は、
外部商用電源を受電する手段と、前記外部商用電
源の周波数信号をモジユールパルス信号に変換す
るゼロクロスコンパレータと、固定周波数パルス
を発信する固定周波数発振回路と、分周回路と、
前記外部商用電源が印加されている際には前記ゼ
ロクロスコンパレータから発信されたモジユール
パルスを前記分周器に導きそして前記外部商用電
源が印加されていない際には前記固定周波数発振
回路から発信された固定周波数パルスを前記分周
回路に導くように切換制御される切換手段とを備
え、前記分周回路によつて作られるタイミング信
号に基づいて、前記励磁電流および前記起電力の
サンプリングパルスを作成することを特徴とす
る。

〔考案の実施例〕

次に、本考案の一実施例を図面に基づき、詳細
に説明する。

第１図は本考案の一実施例が適用された低周波
励磁式電磁流量計の概略ブロツク図、第２図は第
１図における信号および電圧波形を含むタイムチ
ヤートを示す。第１図および第２図において、本
電磁流量計１は、検出器２および変換器３とから
なる。検出器２は測定管４、図示されていない鉄
心に巻回された励磁コイル５および電極６，６と
から構成される。また、変換器３は、DC／DCコ
ンバータ７、タイミング信号発生回路９、演算回
路（たとえばマイクロコンピユータ）１０、前置
増幅回路１１、AC／DCコンバータ１２および出
力回路１３等から構成される。DC／DCコンバー
タ７は端子Ｔ１を介して印加される外部駆動電源
としての外部直流電源Ｘを必要な条件を有する直
流電源に変換する。この外部直流電源Ｘは、一般
に交流電源を整流して作られた電流で、停電等の
非常時には直ちにデイーゼル発電または蓄電池等
を利用する無停電電源である。タイミング信号発
生回路９は、後述するように第３図に示す如く構
成されており、この構成要素がDC／DCコンバー
タ７から駆動電源Ｑを供給され、そして演算回路
（例えばマイクロコンピユータ）１０に所要パル
スのタイミング信号Ｐを出力する。第２図Ｂはこ
のタイミング信号Ｐの波形を示す。演算回路１０
はDC／DCコンバータ７より出力される直流電圧
を、スイツチ１４を介して、タイミング信号９の
周波数の整数倍の周期を有する低周波数信号Ｍ
で、台形状または矩形状の波形で時間的に変動す
る励磁電圧EXに変換する。第２図Ｃはこの励磁
電圧EXを示す。この励磁電圧EXが励磁コイル５
に印加されることによつて、電極６，６間にはフ
アラデーの電磁誘導則に従つて起電力Ｅが発生す
る。第２図Ｄはこの起電力Ｅを示す。この起電力
Ｅは、前置増幅器１１により増幅された後、演算
回路１０によりサンプリングパルスＵによつて制
御されるスイツチ１５を介して、第２図Ｅに示す
サンプリング信号Ｓをサンプリングされる。さら
に、このサンプリング信号ＳはAC／DCコンバー
タ１２を経て平滑化され、演算回路１０を経て出
力回路１３にて被測定流体の流量に比例した出力
信号Ｓ０として出力する。

ところで、上述の如く、第１図に示した電磁流
量計は直流電源Ｘによつて駆動される。ところ
が、この電磁流量計の敷設場所の付近に商用交流
電源が存在する場合には、その商用交流電源に起
因するノイズ（交流電源ノイズ）が直流電源Ｘに
重畳し、測定誤差を誘発する虞れがある。そこ
で、本考案においては、そのような交流電源ノイ
ズの影響を除く工夫がなされている。すなわち、
この工夫は、低周波数信号Ｍおよびサンプリング
パルスＵはマイクロコンピユータより成る演算回
路１０にてタイミング信号Ｐに基づいて形成され
るが、交流電源ノイズの影響がある場合にはその
商用交流電源Ｙを端子Ｔ２に接続し、この商用交
流電源Ｙに基づいてタイミング信号発生回路９に
てタイミング信号Ｐを作成し、このタイミング信
号Ｐによつて低周波数信号Ｍおよびサンプリング
パルスＵを作成つまり同期させることにより、交
流電源ノイズの影響を除くという考えに基づいて
いる。

しかして、第３図はこのような考えを実現する
ための本考案の一実施例の要部であるタイミング
信号発生回路９の概略ブロツク図を示す。図にお
いてタイミング信号発生回路９は、絶縁トランス
１６、整流回路１７、定電圧回路１８、ゼロクロ
スコンパレータ１９、切換手段２０、固定周波数
発振回路２１および分周回路２２とからなる。絶
縁トランス１６の１次側は第２図Ａに交流電圧波
形を示した外部商用電源Ｙに接続され、２次側は
整流回路１７およびゼロクロスコンパレータ１９
にそれぞれ接続され、かつ１次側入力と２次側出
力とを絶縁する。整流回路１７および定電圧回路
１８を経て、外部商用電源Ｙは安定化された直流
電源として切換手段、本実施例ではリレー２０に
与えられる。外部商用電源Ｙが接続されず、絶縁
トランス１６が動作しなければ、リレー２０は励
磁されず、接点ａ，ｂ，ｃは図示された状態を保
持する。従つて、固定周波数発振回路２１は作動
して、固定周波数パルスが接点ｂを経て分周回路
２２に与えられ、この分周回路２２はタイミング
信号Ｐを第１図に示す演算回路１０に出力する。
一方、直流電源Ｘに交流電源ノイズが重畳する可
能性がある場合には、外部商用電源Ｙが端子Ｔ２
に接続され、それによつて絶縁トランス１６が動
作すれば、リレー２０が励磁され接点ａ，ｂ，ｃ
が動作する。すなわち、接点ａにより固定周波数
発振回路２１は短絡されて固定周波数の発振を停
止する。また、接点ｂにより発振回路２１と分周
回路２２との間が遮断され、接点ｃにより絶縁ト
ランス１６の２次側出力がゼロクロスコンパレー
タ１９を経て、分周回路２２に与えられ、分周回
路２２を動作させて、第２図Ａに示した外部商用
電源Ｙに基づいたタイミング信号Ｐを演算回路１
０に出力する。ところで、ゼロクロスコンパレー
タ１９は、絶縁トランス１６の２次側出力を波形
整形して矩形波モジユールパルスとして分周回路
２２に与える。

しかして、現場における各種のノイズの影響を
考慮することを要しない場合には、固定周波数発
振回路２１からの固定周波数パルスが分周回路２
２に印加される。これに反して、現場における各
種のノイズの影響を考える場合には、外部ケーブ
ルを布設することにより、外部商用電源Ｙが端子
Ｔ２に接続されて絶縁トランス１６に印加され、
商用周波数50Hzまたは60Hzでもつて分周回路２２
が作動され、その商用周波数に基づいたタイミン
グ信号を形成することができる。従つて、現場に
おける直流電源により駆動されると共に、ノイズ
の影響を考慮することを要する場合には、外部商
用電源Ｙを端子Ｔ２に接続するのみで、直ちにそ
の商用電源Ｙに基づいたタイミング信号を低周波
信号ＭおよびサンプリングパルスＵを同期させる
同期信号とすることができる。

なお、切換手段は図示したリレーに限定され
ず、半導体スイツチ等を用いることができる。

〔考案の効果〕

以上に説明したように、本考案においては、直
流電源Ｘで励磁される低周波励磁式電磁流量計に
おいて、この電磁流量計の敷設場所に商用電源が
存在してこの商用電源に起因するノイズが直流電
源Ｘに重畳される虞れがある場合には、直流電源
Ｘに基づく励磁電圧EXを作るための低周波信号
Ｍと起電力Ｅのサンプリング信号Ｓを作るための
サンプリングパルスＵとを形成するためのタイミ
ング信号Ｐをその外部商用電源Ｙに基づいて作る
ようにしたので、そのようなノイズの影響を除く
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の低周波励磁式電磁
流量計の概略ブロツク図、第２図は第１図におけ
る信号および電圧波形を含むタイムチヤート、第
３図は本考案の一実施例の要部の概略ブロツク図
である。 １……電磁流量計、２……検出器、３……変換
器、５……励磁コイル、９……タイミング信号発
生回路、１０……論理演算回路、１６……絶縁ト
ランス、１７……整流回路、１８……定電圧回
路、１９……ゼロクロスコンパレータ、２０……
リレー、２１……発振回路、２２……タイミング
回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 被測定流体に、商用電源周波数よりも低い周波
   数のほぼ矩形状の磁界を加えてフアラデーの電磁
   誘導則にもとづく前記流体の発生起電力を検出し
   て前記流体の流量を測定する低周波励磁式電磁流
   量計であつて、外部電源として直流電源を受電
   し、前記磁界を形成するための励磁電流を出力
   し、前記起電力をサンプリングし、該サンプリン
   グ結果を前記流量に相当する信号として出力する
   電磁流量計変換器において、外部商用電源を受電
   する手段と、前記外部商用電源の周波数信号をモ
   ジユールパルス信号に変換するゼロクロスコンパ
   レータと、固定周波数パルスを発信する固定周波
   数発振回路と、分周回路と、前記外部商用電源が
   印加されている際には前記ゼロクロスコンパレー
   タから発信されたモジユールパルスを前記分周器
   に導きそして前記外部商用電源が印加されていな
   い際には前記固定周波数発振回路から発信された
   固定周波数パルスを前記分周回路に導くように切
   換制御される切換手段とを備え、前記分周回路に
   よつて作られるタイミング信号に基づいて、前記
   励磁電流および前記起電力のサンプリングパルス
   を作成することを特徴とする電磁流量計変換器。