JPH06337220A

JPH06337220A - 電磁流量計

Info

Publication number: JPH06337220A
Application number: JP6114294A
Authority: JP
Inventors: Masao Fukunaga; 正雄福永; Yutaka Sakurai; 裕桜居; Koji Saito; 功治斉藤; Tamio Ishihara; 民雄石原
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-03-30
Filing date: 1994-03-30
Publication date: 1994-12-06
Anticipated expiration: 2016-02-26
Also published as: JP3139269B2

Abstract

(57)【要約】【目的】電磁流量計に係り、その構成及び信号伝送形態
に関する。検出部に流量計として機能するための最小構
成要素を内蔵し、変換器には補助機能を設けることによ
り高機能・高信頼性を両立する。【構成】検出器１内には励磁回路６と増幅・演算回路７
を内蔵し流量信号をアナログ信号として出力すると同時
に通信回路９を介してメモリ２２のデータをディジタル
信号として送信する。これらの信号は前記アナログ信号
に重畳して伝送され、変換器２内の通信回路１４を介し
て演算回路１１中のメモリ２３に記憶される。設定部１
２からの情報は逆のルートで伝送され、検出器側の増幅
・演算回路に記憶される。アナログ信号は変換器内をス
ルーしてより上位機器へ伝達され、ディジタル信号は交
流結合で変換器へ取り出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電磁流量計に係り、特に
検出器と変換器との間で情報を伝達することを特徴とす
る電磁流量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電磁流量計は例えば図１４に示す
ような分離形と呼ばれる構成を基本としていた。すなわ
ち検出器には磁界を発生させるコイル，コアおよび測定
管中に設けた一対の電極を内蔵し、それとは別に設けた
変換器より励磁電流を供給するとともに、電極に発生し
た起電力を変換器内で増幅・変換することにより瞬時流
量，積算パルス信号，レンジ・流れ方向・異常などのス
テータス信号を変換器より並列にアナログまたはディジ
タルの出力信号としていた。

【０００３】また、従来この分離形とは別に一体形と呼
ばれる電磁流量計には、検出部と変換部を一体構造にし
たものがあるが、信号伝送形態から見た構成は分離形と
は変らない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記した分離形の電磁
流量計には次の問題があった。

【０００５】１）従来の分離形の電磁流量計は検出器の
電極からの信号はその信号レベルが最小スパンでは数十
μＶと小さく、かつインピーダンスが高いために励磁信
号や外乱ノイズの誘導ノイズを受け易く、それを防止す
るためには、高価な専用ケーブルを用いた上にそれを収
納するコンジット管を設けるなど工事費が高くなってい
た。

【０００６】２）検出器の設置環境は高湿度の環境が多
く、信号の入力インピーダンスの高い信号線の端子部で
は絶縁低下を生じ、ノイズの侵入による測定誤差の発生
または測定不能となることがあった。

【０００７】３）伝送信号のＳ／Ｎ比を維持するために
はケーブル長に制約があり、通常300ｍ程度が上限で、
それ以上の延長は困難であった。

【０００８】４）低導電性流体を測定する場合はケーブ
ルの静電容量によるスパンの低下を生じケーブル長に制
約を生じた。それを解決するにはシールドドライブなど
の技術を用いる必要があり、回路が複雑となってコスト
アップ、また信頼性の低下を招く場合があった。

【０００９】また従来技術の一体形の電磁流量計には次
の欠点があった。

【００１０】１）流量計から流量信号以外の信号（例え
ばパルス信号，流れ方向，レンジ信号，警報信号，異常
信号など）を独立に出力しようとする場合に、その外部
接続用端子部およびケーブル引出部の寸法が大きくな
り、電気回路収納部の寸法が大きくなる結果、検出器と
一体構造にできない。従来の一体形は上記した機能の一
部または大部分を犠牲にして電気回路部を構成し、検出
器との一体構造を実現していた。

【００１１】２）出力信号が多い場合、流量計と受信計
器との間の距離が長いとケーブル本数が多くなり、ケー
ブルコストと工事費が高くなる。

【００１２】３）１）のような多くの出力信号の発信機
能を備え、高い機能を有する変換器を構成した場合、部
品数が多くなり、全体としての信頼性は低下する。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の電磁流量計で
は、上記した従来技術を解決するために以下に示した手
段を備えた。

【００１４】（１）電磁流量計の検出器内に自律的に測
定機能を行うための最小限の構成要素を内蔵し、該検出
部とは分離して配置した変換器には前記自律検出器を機
能させるための補助機能を設けて、両者間で送受信され
る複数情報としての前記流体測定に関するデータをディ
ジタル信号として伝送路のアナログ定電流信号に重畳す
る通信手段を備えたことにより、変換器と検出器との間
で測定流体に関するデータを伝達するようにしたことを
特徴とする。

【００１５】また、信号伝送手段に信頼性レベルの差を
設け、主信号となる流量信号は最も信頼性の高いアナロ
グ電流信号により伝送し、その他の補助信号は信頼性の
多少劣るディジタル通信信号により伝送するようにした
ものである。

【００１６】そして、伝送ケーブルのコストを低減する
ために、アナログ電流信号の上に電流変調によりディジ
タル信号を重畳させて一本のケーブル上に複数の情報を
のせて伝送するようにしたものである。

【００１７】さらに、アナログ伝送信号の伝送信頼性を
高めるために受信側の変換器ではアナログ電流信号はそ
のままスルーさせて変換器の流量アナログ電流信号とす
る。電磁流量計の変換器においては、定電流信号に重畳
されたディジタル信号は交流結合手段によって変換器内
部に取り込まれて演算処理される。これによって変換器
内部に故障が発生しても主信号である流量のアナログ電
流信号は健全性を保ち、高い信頼性が確保され、さらに
変換器より上位の制御機器に流量信号を伝達することが
可能になる。

【００１８】流量計側の送信部も交流結合にすればディ
ジタル信号の送信部が故障してもアナログ電流信号は健
全性を保ち、高い信頼性が確保される。

【００１９】（２）本発明の電磁流量計においては、検
出器に流体測定に関するデータを記憶する検出器記憶手
段を備え、また変換器に伝送路を介して伝達された流体
測定に関するデータを記憶する変換器記憶手段を設け、
検出器記憶手段に記憶された流体測定に関するデータ
と、変換器記憶手段に記憶された流体測定に関するデー
タとを比較するようにしたものである。

【００２０】（３）本発明の電磁流量計においては、検
出器に被測定流体を検出するための制御データをディジ
タル信号として伝送路のアナログ定電流信号に重畳する
通信手段を備え、伝送路に接続された変換器に対し、被
測定流体を検出するための検出器に納められている制御
データが伝達されるようにしたものである。

【００２１】（４）本発明の電磁流量計においては、流
量計の動作状態を認識できるように、被測定流体の流体
測定に関するデータを伝送路を介して受信し、流体測定
に関するデータを表示する表示手段を有する変換器を備
えた電磁流量計において、変換器に検出器から伝送路を
介して伝送されてきた検出器制御データを表示する表示
手段を備えたことを特徴としたものである。

【００２２】（５）本発明の電磁流量計においては、被
測定流体の流体測定に関するデータを表示する表示手段
を有する検出器を備え、被測定流体の流体測定に関する
データを伝送路を介して出力することを特徴とし、伝送
路に接続された変換器に対しても、検出器との間で伝送
路を介して送信，受信されうる流体測定に関するデータ
を表示する表示手段を備えたことを特徴としたものであ
る。

【００２３】（６）本発明の電磁流量計においては１台
の変換器で複数台の検出器の信号を収集，制御するよう
にしたため、各検出器からの信号をもちいて演算を行う
ことが可能であり、例えば複数台の流量計の和の流量や
差の流量などが容易に得られるようにしたものである。

【００２４】（７）本発明の電磁流量計においては、補
助的な伝送手段としてのディジタル伝送手段として、プ
ロセス用センサの通信として最も実績のあるベースバン
ド方式または周波数変調（ＦＳＫ）方式を用いたように
したものである。

【００２５】

【作用】本発明の電磁流量計においては以下の特徴が得
られる。

【００２６】（１）従来の電磁流量計においては、検出
器から変換器へ伝送する流体測定に関するデータは伝送
路上をアナログ電流値により送られていたが、本発明の
電磁流量計においてはこのアナログ電流上に流体測定に
関するデータをディジタル信号として重畳して、検出器
と変換器との間で従来のアナログ電流値を用いた時より
も高度な、かつ情報量の多い流体測定に関するデータを
伝送することが可能になる。

【００２７】（２）本発明の電磁流量計においては、検
出器に流体測定に関するデータを記憶する検出器記憶手
段を設け、かつ変換器に伝送路を介して伝達された流体
測定に関するデータを記憶する変換器記憶手段を設け、
検出器記憶手段に記憶された流体測定に関するデータ
と，変換器記憶手段に記憶された流体測定に関するデー
タとを比較するようにしているので、信号伝送が伝送路
上に発生したノイズ、またに検出器，変換器の電子回路
に発生したノイズにより正常に伝送されなくなっている
ことを認識することが可能になり、またこの時、検出
器，変換器間のリトライ処理により正確な流体測定に関
するデータをそれぞれの記憶手段に記憶することが可能
になる。

【００２８】（３）本発明の電磁流量計においては、検
出器に被測定流体を検出するための制御データをディジ
タル信号として伝送路のアナログ定電流信号に重畳する
通信手段を備え、伝送路に接続された変換器に対し、被
測定流体を検出するための検出器に納められている制御
データが伝達されるようにしているので、変換器は検出
器の被測定流体の検出制御状態を認識することが出来る
ようになる。

【００２９】（４）本発明の電磁流量計においては、従
来技術の分離形で課題となった微小かつ高インピーダン
ス信号の伝送がなくなり、耐ノイズ性に優れた直流定電
流信号の伝送が可能となるために市販ケーブルが使用可
能となる。また伝送距離の制約が消えて、流体導電率の
制約もなくなる。

【００３０】（５）本発明の電磁流量計においては、変
換器から検出器に給電する場合、その電源を直流電源に
することが可能であるので一般的な商用電源と異なり、
電流信号との間にノイズのクロストークの恐れはないの
で一本の多芯ケーブル中に収納でき、ケーブルコスト，
工事費を安くできる。

【００３１】そして、各検出器は電磁流量計として自律
的に動作可能なので複数台の検出器を１台の変換器で動
作させることが可能である。各検出器のアナログ電流信
号はそれぞれ変換器をスルーして出力されるので変換器
からは何ら影響されない。また補助的な情報はディジタ
ル通信によって変換器とは交流的に結合されているため
に変換器側で時分割に取り込むことが可能である。

【００３２】（６）本発明の電磁流量計では、被測定流
体の流体測定に関するデータを表示する表示手段を有す
る検出器を備え、被測定流体の流体測定に関するデータ
を伝送路を介して出力することを特徴とし、伝送路に接
続された変換器に対しても、検出器との間で伝送路を介
して送信，受信されうる流体測定に関するデータを表示
する表示手段を備えているので、電磁流量計の検出状態
を測定現場、また伝送路を介して離れた場所にある変換
器設置場所においても確認することが可能になり、そし
て、検出器，変換器が保持している測定流体に関するデ
ータを容易に比較することが可能になる。

【００３３】（７）本発明の電磁流量計では、検出器、
そして、または変換器において、流体測定に関するデー
タと，検出器そして、または変換器の制御状態に関する
データとを同時に表示することが可能になるので、検出
器そして、または変換器が保持している測定流体に関す
るデータ、それらの測定状態を容易に比較することが可
能になる。

【００３４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を用いて説明す
る。図１は本発明の電磁流量計の全体的な構成を示した
ものである。

【００３５】変換器１０４に供給される電源１４２から
電源回路１３２により検出器１０２への供給電源を作り
出す。その電源は伝送路のケーブルを経て検出器１０２
の電源回路１２２に入り、そこで検出器１０２内の各部
に電源を供給する。励磁回路１１８では正負方向に流れ
る矩形波の電流を発生させて励磁コイル１１６を励磁す
る。その結果、流体の流れる導管中にファラデーの法則
に基づいて正負方向の矩形波の起電力が発生し、電極１
１２，１１４間に同様の起電力が生じる。それを増幅・
演算回路１２０で増幅，演算し、流量および他の情報を
得る。そのうちの流量は流量信号１４４として例えば流
量の大きさに応じ４〜２０ｍＡの定電流アナログ信号の
形で出力されるが、その他の情報はディジタル信号に変
調され、通信回路１２４を経て前記アナログ信号に重畳
して伝送される。これにより従来の電磁流量計では検出
器，変換器間でアナログ定電流のみで信号を伝送してい
たが、このようにアナログ定電流にディジタル信号を重
畳して伝送することにより従来の定電流のみと比較し
て、多量の情報を伝送することが可能になる。またこの
アナログ信号は変換器１０４をスルーして変換器１０９
以外のさらに上位の機器に向かって出力されるが、ディ
ジタル信号は交流結合手段１４６を介して通信回路１３
４で受信され、演算回路１３６に入る。演算回路１３６
ではディジタル信号を展開して個別の入出力信号１５２
〜１５８を入出力する。また検出器102内増幅・演算回
路１２０に含まれるメモリ１６２のデータも通信回路１
２４を経てディジタル信号として伝送され、変換器１０
４側の演算回路１３６中に含まれるメモリ１６４にデー
タとして書き込まれる。また、設定部１３８で設定した
データは通信回路１３４，伝送路，通信回路１２４を介
して増幅・演算回路１２０中のメモリ１６２に書き込ま
れる。同時に表示部１４０にも表示される。したがって
検出器内部メモリ１６２中に記憶される流量測定に必要
なパラメータ，データが変換器１０４の設定部１３８に
より変更可能となっている。

【００３６】これらの信号の流れを図２に述べる。

【００３７】メモリ１６２中に記憶されたデータのう
ち、測定時の瞬時流量はＤ／Ａ変換された後、例えば４
〜２０ｍＡの定電流のアナログ信号として変換器１０４
側に伝送される。

【００３８】一方、メモリは１６２中のその他のデー
タ，例えば定められた期間中の流れた流量の総量を示す
積算流量データ，現在の検出器１０２がどの程度の測定
レンジ幅で流量を検出しているかを示すスパン流量値デ
ータ、さらには測定している流体の流れる方向が正負ど
ちらの向きで流れているか、スパン流量データを測定流
量の大きさによって自動的に検出器１０２が変えるよう
になっているか、検出器１０２が正常な動作状態にある
か等を示す、いわゆる検出器１０２のステータス情報が
収められている。

【００３９】そして、これらメモリ１６２に収められて
いる各種データは、ディジタル信号として通信回路１２
４，伝送路１５２，通信回路１３４を経て演算回路によ
り制御されるメモリ１６４に伝送される。

【００４０】この時の伝送路１５２を伝わる信号は、図
２に示すように例えば４〜２０ｍＡのアナログ電流信号
にディジタル信号が重畳した形で伝送される。

【００４１】そして、通信回路１２４，１３４を介し
て、これら伝送路１５２のディジタル信号は双方向通信
として、検出器１０２から変換機１０４へデータを伝送
されると共に、変換器１０４から検出器１０２へディジ
タル信号が伝送されるようになっている。

【００４２】このため、検出器１０２のメモリ１６２の
データ内容を変換器１０４のメモリ１６４へ伝送し、ま
たその反対として、変換器１０４から検出器１０２へデ
ータを伝送可能になっており、測定条件のパラメータデ
ータ等を変換器１０４から検出器１０２へ送ることが可
能になっている。そして伝送路１５２にハンドヘルドタ
ーミナルを設けて、これらの伝送路１５２上のデータを
検出し、通信を行うことが可能である。

【００４３】この場合において、検出器１０２のメモリ
１６２と，変換器１０４のメモリ１６４の制御手段とし
て、メモリ１６２のデータをマスタとして、そしてメモ
リ１６４のデータをスレーブとして取り扱い、これによ
りスレーブ側のメモリ164のデータをマスタ側のメモリ
１６２に転送されるまでの一時的なデータとして扱うこ
とが可能である。

【００４４】そして、互いのメモリのデータに相違点が
存在することが判明した場合、マスタ側のメモリ１６２
のデータをスレーブ側のメモリ１６４に転送することに
よって、検出器１０２側，変換器１０４側ともに等しい
流量状態を演算算出することが出来るようになる。

【００４５】またマスタ、スレーブ設定を逆にして、メ
モリ１６４のデータをメモリ１６２に転送することによ
り、検出器１０２側，変換器１０４側ともに等しい流量
状態を認識することが出来るようになる。

【００４６】図３に検出器の詳細な回路図を説明する。

【００４７】変換器１０４内にはマイクロプロセッサ
（ＭＰＵ）３０２が備えられ、このＭＰＵはメモリ３１
６内に納められた制御プログラム，パラメータに従っ
て、変換器１０４内の各部回路の制御、及び情報の演算
を行っている。

【００４８】変換器１０４から供給される直流電力は定
電流回路３０６で定電流化された後、電流方向切換回路
３０８で電流極性を切り換えて正方向，負方向の矩形型
波形の電流を励磁コイル１１６に印加し、測定導管内に
正負方向の矩形型の交番磁界を発生させる。この時電極
１１２，１１４に発生した起電力は、導管のアース電位
３０４と共に差動増幅回路３１０に入力され増幅され
る。そしてプログラマブルゲインアンプ(ＰＧＡ)３１２
で最適な信号レベルまで増幅される。それをＡ／Ｄ変換
回路３１４でディジタル信号に変換してＭＰＵ３０２に
取り込み、ＭＰＵでは予てメモリ３１６に設定されてい
るパラメータ、プログラムに従って流量演算を行ってい
る。

【００４９】そして、流量演算した結果は検出器に設け
られた表示器３１８に表示されると共に、Ｄ／Ａ変換回
路３２４，電流出力回路３３２を介して、測定された瞬
時流量に応じて例えば４〜２０ｍＡの定電流のアナログ
出力信号に変換され変換器、さらにはその上位機器へと
出力されると共に、瞬時流量を示すデータはメモリ３１
６に記憶される。

【００５０】そして、ＭＰＵ３０２は前もって設定され
ている所定の期間内の瞬時流量値を積分演算して、積算
流量値を求めメモリ３１６に記憶しておく。

【００５１】図２に示した積算流量，スパン流量，検出
器１０２のステータスデータ等のアナログ出力信号に重
畳されるディジタル通信用の信号はＭＰＵ３０２が変調
回路３２６を制御することによって、電流出力回路３３
２に変調をかけることにより出力する。このときのアナ
ログ出力信号へのディジタル信号の重畳方式としては、
ベースバンド信号通信方式，ＦＳＫ信号通信方式等によ
り変調をかけて各データを出力することが可能である。

【００５２】一方、変換器側１０４から検出器１０２へ
のディジタル信号は基準抵抗３３４の両端の電圧変化を
コンデンサ３３０の容量結合手段、更には受信フィルタ
回路３２８を介して復調回路により雑音を取り除いた
後、ＭＰＵ３０２に取り込まれメモリ３１６内のパラメ
ータ，プログラムに従って処理され、これら検出された
ディジタル信号の内容が、例えばメモリ３１６に記憶さ
れているスパン流量の変更，測定管への励磁切換タイミ
ングの変更，積算流量の測定期間の変更，スパン流量値
の自動変更可否等検出器１０２の状態を変更するステー
タスデータ信号である場合には、メモリ３１６内のそれ
らの情報を更新する。

【００５３】さらに、基準抵抗３３４の両端の電圧値を
Ａ／Ｄ変換回路により検出することによって、伝送路１
５２上のアナログ定電流値をＭＰＵ３０２は取り込み認
識することが可能になっており、またＭＰＵ３０２はコ
ントロールバス３３６を介して、電流方向切換回路３０
８の切換タイミングの制御，ＰＧＡ３１２の増幅度，Ａ
／Ｄ変換回路３１４の変換取決めを制御している。

【００５４】また、ＭＰＵ３０２の制御により表示器３
１８には瞬時流量値，ディジタル通信の対象となる情
報，メモリ３１６内のデータ内容、またはアナログ情報
である伝送路１５２の定電流値を表示する機能を持つ。

【００５５】さらに、瞬時流量値を定電流値として出力
する例を示したが、検出器のＭＰＵはプログラムに従い
所定の条件でこの瞬時流量値をディジタル信号として定
電流に重畳して出力することも可能であり、また積算流
量値を検出器，変換器側で通信のプロトコルを定めディ
ジタル信号ではなく４〜２０ｍＡの定電流値として出力
することも可能である。

【００５６】図４に検出器１０２の動作をフローチャー
トを用いて説明する。

【００５７】ステップ４０２において、検出器１０２は
動作を始める。

【００５８】ステップ４０４において、検出器１０２の
ＭＰＵ３０２は検出器が変換器等の伝送路に接続された
上位機器からの信号を受信する状態にあるかを判断す
る。

【００５９】ステップ４０６において、変換器１０４か
ら検出器へ伝送信号、例えば、スパン流量の変更，測定
管への励磁切換タイミングの変更，積算流量の測定期間
の変更、スパン流量値の自動変更状態等の検出器１０２
の測定状態を変化させるステータス情報を伝達する状態
と判断したとき、ＭＰＵ３０２は検出器１０２を受信状
態にして伝送路上のディジタル信号を受信フィルタ，復
調回路を介して取り込む。

【００６０】ステップ４０８において、ＭＰＵ３０２は
外部機器からの検出器１０２の測定状態を変化させるス
テータス情報をメモリ３１６に記憶させ、以後の測定状
態においてはこれらのメモリ内のデータを使用する。

【００６１】ステップ４１０において、検出器１０２は
測定管に正方向の矩形型の磁界を印加する。

【００６２】ステップ４１２において、検出器１０２は
正方向励磁において、検出電極間に発生した起電力を測
定し、正方向励磁においての流量データ(Ｓ＋)を演算
し、メモリに記憶する。

【００６３】ステップ４１４において、検出器１０２は
測定管に負方向の矩形型の磁界を印加する。

【００６４】ステップ４１６において、検出器１０２は
負方向励磁において、検出電極間に発生した起電力を測
定し、負方向励磁においての流量データ(Ｓ−)を演算
し、メモリに記憶する。

【００６５】ステップ４１８において、ＭＰＵ３０２は
メモリに納められた流量データＳ＋，Ｓ−を用いて、差
分演算の値Ｓ（Ｓ＝(Ｓ＋)−(Ｓ−)）を求め、メモリに
記憶する。

【００６６】ステップ４２０において、メモリに記憶さ
れた差分演算の値Ｓから瞬時流量値、及びこの瞬時流量
値を所定の期間内において積分演算し積算流量値を求め
メモリに記憶する。

【００６７】ステップ４２２において、ＭＰＵ３０２は
検出器１０２が外部からの要求により、または内部の条
件判断により送信状態にあるかを判断する。

【００６８】ステップ４２４において、ＭＰＵ３０２は
瞬時流量値を示す定電流に、積算流量値等の流量状態を
示すデータ、また検出器１０２の測定状態を示すメモリ
内のデータをディジタル信号として重畳して出力し、変
換器等の外部機器へ伝送する。

【００６９】図５に変換器の詳細な回路図を説明する。

【００７０】整流回路５２０には商用電源からのＡＣ電
力、または外部電源からのＤＣ電力が入力される。この
整流回路５２０からの出力は平滑回路５２２に入力され
波形のリップルが除去され、ＤＣ−ＤＣ変換回路５２４
に入力されて検出器１０２が必要とする安定した電源に
変換され出力端子５３２，５３４から出力される。また
図示していないがＤＣ−ＤＣ変換回路５２４からは変換
器１０４内の各回路に対して電力が供給されている。

【００７１】変換器１０４内にはマイクロプロセッサ
（ＭＰＵ）５０２が備えられ、このＭＰＵはメモリ５０
４内に納められた制御プログラム，データに従って、変
換器１０４内の各部回路の制御、及び情報の演算を行っ
ている。

【００７２】メモリ５０４内に納められているデータと
しては、例えば測定導管の流れる流量を算出するための
基本的なデータとなる測定導管の口径サイズ，伝送路１
４４上を測定流量に応じて４〜２０ｍＡのアナログ定電
流値として送られていくる情報、またアナログ定電流値
に重畳したディジタルデータを解読し、もとの測定流量
に変換するための測定レンジを決めるスパン流量値デー
タ，変換器，検出器間で通信する流量データの単位を示
す流量単位データ、また伝送路１５２上をディジタル信
号で送られてくる積算流量値を解読し、検出器１０２が
検出した積算流量値に変換するための積算流量データ，
検出器１０２からの測定管への励磁切換タイミングのデ
ータ，積算流量の測定期間のデータ，スパン流量値デー
タのレンジ範囲の自動変更状態を示すデータ，測定管中
の流れの正逆設定方向のデータが記憶されている。これ
らのデータは入力端子５５２から入出力回路５１６を介
して入力されることにより、また設定器１３８よりキー
ボード等の入力装置を用いて入力される。そして、更新
されたデータは変換器より検出器に伝送され、検出器内
のメモリ３１６のデータを更新する。

【００７３】設定器１３８によって更新されると、パラ
メータのデータは変換器より検出器に伝送され、メモリ
３１６に記憶されて検出器内のメモリデータを更新す
る。

【００７４】伝送路１５２上を例えば検出器１０２が検
出した測定流量に応じて４〜２０ｍＡ定電流値として送
られていくる瞬時流量値は、基準抵抗５８４の両端の電
圧値をＡ／Ｄ変換回路５０９により検出することによっ
て、伝送路１５２上のアナログ定電流値をＭＰＵ５０２
は取り込み認識することが可能であり、またはディジタ
ル信号として送られてきた瞬時流量値を受信回路５０８
を介することによってＭＰＵ５０２は取り込み認識する
ことが可能であり、メモリ５０４内に納められたスパン
流量値データに対応させて検出器が検出した瞬時流量値
を求めてメモリ内に記憶すると共に、必要に応じて表示
器１４０に表示される。

【００７５】検出器１０２から変換器側１０４へのディ
ジタル信号は、復調回路５１２内に設けられている基準
抵抗５８４の両端の電圧変化をコンデンサ５８０の容量
結合手段、更には受信フィルタ回路５１０を介して雑音
を取り除いた後、受信回路５０８を介してＭＰＵ５０２
によってメモリ５０４内に取り込まれメモリ５０４内の
データ，プログラムに従って処理され、検出器１０２か
ら送られてきたデータを、即ち積算流量値，スパン流量
データ、さらには測定管への励磁切換タイミングのデー
タ，積算流量の測定期間のデータ，スパン流量のレンジ
範囲の自動変更状態を示すステータスデータ等に変換
し、メモリ５０４内に記憶されるとともに、必要に応じ
て表示器１４０に表示される。

【００７６】また、ＭＰＵ５０２は伝送路１５２上を流
れるアナログ定電流値から求めた瞬時流量値を各測定タ
イミング毎にメモリ５０４に記憶し、検出器１０２が積
算流量値を求める測定期間と同じ条件で、変換器１０４
独自に演算を行い積算流量値を求める。そして、メモリ
５０４内に記憶されている検出器が算出し、かつ伝送路
をアナログ定電流，ディジタル信号で送信されて来た瞬
時流量値または積算流量値と、この変換器１０４が独自
に算出した瞬時流量値または積算流量値をＭＰＵ５０２
は比較することにより、検出器が送信した瞬時流量値ま
たは積算流量値が正確に検出器まで伝送されているかを
判断可能になり、伝送路の定電流値のアナログ伝送また
はディジタル伝送状態が正常であるかを判断することが
できる。この時、それぞれの値を比較して差が有ると
き、検出器１０２，伝送路152,変換器１０４のどこかの
部分に異常が起きているかを検出器、変換器のＭＰＵが
判定することが出来るようになる。

【００７７】例えば検出器１０２の使用環境が電子回路
に強い磁場が照射された等により悪化している場合。伝
送路１５２に外乱のノイズが影響を及ぼし定電流値，デ
ィジタル値が正確な情報でなくなっている状態、さらに
は、変換器１０４に供給されている外部電源の状態が検
出器，変換器の検出回路，電子回路に影響を及ぼしてい
る状態を認識できるようになる。

【００７８】同様にして、積算流量値以外にも検出器１
０２，変換器１０４が備えている測定管への励磁切換タ
イミングのデータ，積算流量の測定期間のデータ，スパ
ン流量のレンジ範囲の自動変更状態を示すデータ等のス
テータスデータを比較することによっても検出器１０
２，伝送路１５２または変換器１０４の部分に異常が起
きていることを認識することが可能になる。

【００７９】これらの場合において、本発明の電磁流量
計によれば、伝送路の定電流信号レベルが低すぎて伝送
路から外部ノイズが入ってしまうように、信号伝送手段
に問題がある場合には、この状態を認識してスパン流量
値を変更することにより信号レベルを上げるようにして
いるため、外乱ノイズを受けることが少なくなり、この
ため電源線と信号線を同一のケーブルを用いて検出器，
変換器間に敷設することが可能になる。

【００８０】また変換器は検出器１０２へ変換器１０４
のメモリ５０４内に記憶されているデータ、即ちスパン
流量データ，ステータス情報等の検出器１０２に必要な
データを伝送するために、伝送路上に変調回路５１４が
設けられている。この変調回路５１４ではスイッチング
素子５９４に並列にダイオード５９２が接続されてお
り、このためスイッチング素子５９４を閉じたり開いた
りすることによって、ダイオード５９２の電圧降下作用
によってベースバンドディジタル伝送を行っている。Ｍ
ＰＵ５０２はプログラムに従いメモリ５０４中の変換器
側へ送る必要のあるデータを変換器，検出器間で定めら
れた通信プロトコルに従ってディジタル信号に変換し、
送信回路５０６を介して検出器へと伝送している。

【００８１】これら、検出器１０２へ伝送するデータは
外部からディジタル信号として、入出力回路５１６を介
してメモリ５０４に記憶され、さらには設定器１３８か
ら入力することが可能になっている。

【００８２】また、図では示していないが変調回路５１
４として、周波数変調回路を用いることによりＦＳＫデ
ィジタル信号伝送方式でデータを伝送することも可能に
なる。

【００８３】また、ＭＰＵ５０２はメモリ内に納められ
た検出器１０２、及び変換器１０４に関する情報を、入
出力回路５１６を介して外部へディジタル信号として出
力する機能をもつ。

【００８４】図６に変換器１０４の動作をフローチャー
トを用いて説明する。

【００８５】ステップ６０２において、変換器１０４は
動作を始める。

【００８６】ステップ６０４において、変換器１０４の
ＭＰＵ５０２は変換器が設定状態にあるかを判断する。

【００８７】ステップ６０６において、ＭＰＵ５０２は
入出力回路５１６、更には設定器１３８から変換器１０
４、そして検出器１０２が測定に必要とするスパン流量
値，ステータス情報等の設定データを入力する。

【００８８】ステップ６０８において、ＭＰＵ５０２は
ステップ６０６において、入力された設定データの内容
を、メモリ５０４内に納められたプログラムの処理に従
ってその内容が論理的におかしくないかチェックする。

【００８９】ステップ６１０において、ステップ６０８
の判断結果が設定データの異常を判断した場合は、ステ
ップ６０６に戻り再び処理を行う。

【００９０】ステップ６１２において、変換器１０４か
ら検出器１０２へと変換器１０４のメモリ５０４に納め
られた設定データが伝送路１５２を介して伝送される。
この時のディジタル信号伝送方式としては、ＭＰＵ５０
２から送信回路５０６を介して変調回路５１４を動作さ
せることにより、伝送路１５２上の定電流にディジタル
信号をベースバンドディジタル伝送方式、又はＦＳＫデ
ィジタル信号伝送方式で重畳することによりデータを伝
送する。

【００９１】ステップ６１４において、検出器１０２の
ＭＰＵ３０２は送られた来た設定データを、メモリ３１
６内に納められたプログラムの処理に従ってその内容が
論理的におかしくないかチェックする。

【００９２】これにより、変換器１０４から送られたデ
ータが、伝送路１５２、又は通信手段の異常状態により
異常なデータのまま、検出器１０２内に取り込まれるの
を防ぐ。

【００９３】ステップ６２０において、検出器１０２の
ＭＰＵ３０２は受け取った設定データを異常と判断した
場合は、変調回路３２６を動作させ、送られた設定デー
タが異常であること示すディジタル信号を変換器１０４
に対して、伝送路１５２上の定電流にディジタル信号を
ベースバンドディジタル伝送方式、又はＦＳＫディジタ
ル信号伝送方式で重畳することにより伝送する。

【００９４】ステップ６１８において、検出器１０２の
ＭＰＵ３０２は受け取った設定データを正常と判断した
場合は、メモリ３１６内に記憶し、これ以降の流量測定
において送られてきた設定データをもとに流量測定を行
う。

【００９５】ステップ６２２は、ステップ６０４で変換
器１０４が設定状態でない場合に行われる動作であり、
検出器１０２に対して例えば積算流量値等の測定デー
タ、またスパン流量値等の検出器１０２の測定状態、機
器状態を示すステータス情報をを変換器１０４へと伝送
することを要求する。

【００９６】このときの信号送信要求を示すディジタル
信号を発信する手段としては、ステップ６１２と同様
に、伝送路１５２上の定電流にこの信号送信要求を示す
ディジタル信号をベースバンドディジタル伝送方式、又
はＦＳＫディジタル信号伝送方式で重畳することにより
要求信号を伝送する。

【００９７】ステップ６２４，６２６においては、変換
器１０４は検出器１０２からの応答の信号が返信される
まで待機状態を保つ。

【００９８】ステップ６２８においては、検出器１０２
から送られてきた積算流量値等の測定データ、またスパ
ン流量値等の検出器１０２の測定状態，機器状態を示す
ステータス情報と、変換器１０４内のメモリ５０４内に
納められているワンステップ前のこれらの情報に変化が
起きていないか、ＭＰＵ５０２は比較判断する。

【００９９】ステップ６３０においては、変換器１０４
は検出器１０２から送られてきたデータのうち変化が起
きたデータに関する情報を表示器１４０に表示する。

【０１００】この表示器１４０に表示される情報として
は、瞬時流量，積算流量値，流れ方向等の測定データ、
また検出器が自動的にスパン流量値の設定を変化させた
場合の変化後のスパン流量値等の検出器１０２の測定状
態，機器状態を示すステータス情報を表示する。

【０１０１】本発明の流量計においては、検出器１０２
と，変換器１０４が長距離の伝送路１５２を介し、長い
距離を隔てて使用されているため、伝送路に異常が発生
して互いに一致した情報を持たない状況が発生する場
合、また検出器１０２，変換器１０４に異常が発生する
場合が起こりうる。このため、検出器１０２から変換器
１０４へと送られてくる情報の整合性、また変換器１０
４から検出器１０２へと送られてくる情報の整合性を判
断して、検出器１０２，変換器１０４また伝送路１５２
の状態を判断する必要がある。

【０１０２】図７に変換器１０４と検出器１０２間の情
報の整合性を判断して、動作状態を確認する一連の手順
をフローチャートを用いて説明する。

【０１０３】ステップ６７４において、変換器１０４は
メモリ５０４に納められたプログラム、データに従っ
て、所定のタイミング、または条件で変換器１０２に対
し、例えば整合性を取るデータとして積算流量値，流れ
方向等の測定データ、また検出器が自動的にスパン流量
値の設定を変化させる場合の変化後のスパン流量値等の
検出器１０２の測定状態，機器状態を示すステータス情
報を変換器側に伝送するように要求する。

【０１０４】ステップ６７６において、検出器１０２か
ら変換器１０４へと測定データ，ステータス情報等が伝
送路上をディジタル信号により伝送される。

【０１０５】この時伝送される情報としては、例えば測
定データとして、検出器１０２側内で検出した瞬時流量
値から演算し、メモリ３１６内に納められている積算流
量値が伝送されたり、また、ステータス情報データとし
て、検出器１０２が現在測定しているスパン流量値等が
伝送される。また、プログラム条件を替えることにより
各種の測定データ、ステータス情報データを一つのデー
タブロックに変換して伝送することも可能である。

【０１０６】ステップ６７８において、変換器１０４の
ＭＰＵ５０２は検出器から送られてきた測定データ，ス
テータス情報データ等をパリティチェック等により論理
チェックする。またこれらのデータが変換器１０４内の
メモリ５０４内に納められているそれらに対応するデー
タを同一であるかを判断する。

【０１０７】ステップ６８４において、変換器１０４の
ＭＰＵ５０２は検出器から送られてきたデータが、変換
器１０４内のメモリ５０４に納められているそれらのデ
ータと同一でないとき、表示器１４０に異常状態になっ
ていることを表示するとともに再度データを送信するよ
うに要求する。再送データが正常であれば一過性の異常
として測定は継続するが、再送データにおいても異常が
発生すれば真の異常が発生したものとして変換器は機能
を一旦停止する。この時、ディジタル信号に対して伝送
路が異常状態になっているのであれば、アナログ定電流
信号４〜２０ｍＡの電流信号は正常であるため、基本の
流量信号である瞬時流量値を変換器、その他の上位機器
は検出することができる。

【０１０８】これにより、例えば検出器側のメモリ３１
６内に納められている積算流量値と，変換器１０４内の
メモリ５０４内に納められている積算流量値とが一致し
なかった場合、検出器，変換器に異常が発生しているこ
と、また、伝送路上を定電流値として送られてくる瞬時
流量値が、外部からのノイズ等の影響により異常な電流
降下が発生して、正常な値として検出器から変換器へと
送られていないことを認識できるようになる。

【０１０９】これらの場合において本発明の電磁流量計
によれば、伝送路の定電流信号レベルが低すぎて伝送路
から外部ノイズが入ってしまうように、信号伝送手段に
に問題がある場合には、この状態を認識して自動的にス
パン流量値を変更することにより信号レベルを上げるよ
うに制御しているため、結果的に外乱ノイズを受けるこ
とが少なくなる。

【０１１０】また、検出器側のメモリ３１６内に納めら
れているステータス情報データと、変換器１０４内のメ
モリ５０４内に納められているステータス情報データが
整合しない場合、例えば検出器のスパン流量値のレンジ
が固定状態として設定されているにもかかかわらず、変
換器が確かめたときには検出器のスパン流量値のレンジ
が自動的に変更されていた場合など、検出器，変換器に
異常が発生していることを確認でき、このような場合に
本発明の電磁流量計によれば、検出器，変換器間でステ
ータス情報データの伝送のリトライ処理を行い整合性を
持たせることが可能になる。

【０１１１】ステップ６８２において、変換器１０４の
ＭＰＵ５０２は検出器から送られてきたデータと、変換
器１０４内のメモリ５０４内に納められているそれらの
データとが一致している時、変換器１０４内のメモリ５
０４内にそれらの送られてきたデータを記憶する。

【０１１２】ステップ６８６において、変換器１０４の
ＭＰＵ５０２は表示器１４０にデータとが一致している
ことを表示する。

【０１１３】このように、本発明の電磁流量計において
は、検出器，変換器間でそれぞれの機器状態，通信状態
が正常機能していることを高度なデータ通信手段により
確認し、異常がある場合にはリトライ処理、また通信制
御状態を変更するので、検出器，変換器間で正常な通信
を維持できるようになる。よって、従来の電磁流量計で
は検出器，変換器間の伝送路を長くした場合、伝送路上
にノイズの発生，信号レベルの低下等の通信障害発生の
確率が高く実質的な通信は不可能であったが、本発明の
電磁流量計では伝送路を長くしても正常なデータ通信状
態を維持できるようになる。

【０１１４】図８に検出器１０２と変換器１０４との間
でデータの整合性のテストを行った結果が表示器１４０
に示されている状態を表わす。

【０１１５】この変換器１０４に設けられた表示器１４
０の表示画面において、検出器102と変換器１０４とが
メモリ情報のデータチェック状態であることを表示項目
692は示している。

【０１１６】そして、データチェックの結果の一例とし
て、メモリ中の積算流量値と、スパン流量値の結果につ
いて示している。

【０１１７】この結果内容の表示は、メモリ中の積算流
量値が互いに整合が取れていないことを示している。

【０１１８】更に、データチェック結果が異常であるこ
とを操作者に認識させるため、表示器１４０の表示画面
に警告内容表示６９６を行っている。

【０１１９】尚、データチェックの項目対象について
は、検出器１０２と変換器１０４とのメモリ中のプログ
ラムを変更することによって、チェック対象とするデー
タを変更することが可能になる。

【０１２０】本発明の電磁流量計によれば、変換器が無
くアナログ電流信号による流量信号の伝送のみが行われ
ている測定系で、既に使われている検出器に対して変換
器を後に付加することが可能であり、このとき電磁流量
計の高機能化が容易に図れるようになる。

【０１２１】この電磁流量計の高機能化を図９を用いて
説明する。

【０１２２】最初の使用状態として、ディジタル信号通
信を行うための変、復調回路９０４，ＭＰＵ５０２設け
ず、外部から例えば外部電源（図示せず）からＤＣ２４
Ｖを検出器１０２に供給するようにして、運転に必要な
パラメータデータはコミニュケーターまたは製品出荷時
点で変換器よりデータを設定しておく、このようにすれ
ば変換器は単独で流量計として機能し被測定流体の流量
を検出して、瞬時流量値等をアナログ定電流信号にて外
部の上位機器に伝達することが可能である。

【０１２３】そして、これらの装置構成が行われた後
で、高機能化が必要になった時点で、変換器１０４を付
加し電源をＤＣ−ＤＣ変換器５２４を含む電源部９０２
から供給し、変復調回路９０４，入出力回路５１６より
伝送路上にディジタル信号を送信，受信するように接続
変更する。本発明の電磁流量計ではこのように容易に、
アナログ通信のみの機能状態から検出器１０２と変換器
１０４との間でディジタル信号通信機能を行う高機能化
を実現できる。

【０１２４】さらに、本発明の電磁流量計においては、
検出器と変換器間で測定流体情報、またそれぞれの機器
状態に関するデータをディジタル信号で通信するため
に、既に使用初期状態において設定器を検出器に接続し
て入力した、検出器１０２のメモリの記憶内容を、後か
ら付加される変換器１０４のメモリ中に自動的に伝送す
る機能を備えることにより、検出器で行ったメモリへの
データ入力動作を再び変換器のメモリに対し行う必要が
無く、このため操作者に余分な労力を必要とせず、入力
ミスを起こすことを防ぐ機能を持つ。

【０１２５】また、一旦使用されている変換器では、検
出器自身がスパン流量値等のステータス情報を自動的に
変えてしまうため、従来においては操作者がこれら変換
器のステータス情報を調べて変換器にデータを設定しな
ければならなかったが、本発明の電磁流量計において
は、検出器のステータス情報の変化を気にしなくても後
付けの変換器は検出器からその時の最新の情報が伝送さ
れるため、正確な流体測定に関する情報が伝達される。

【０１２６】以下、図１０に検出器のメモリに記憶され
ている内容を後から付加される変換器のメモリ中に自動
的に転送させる動作をフローチャートを用いて説明す
る。

【０１２７】ステップ８０４において、既に測定状態に
ある検出からの伝送路１５２上に変復調回路９０４を備
えた変換器１０４を設定し、そして、変換器の電源を投
入する。

【０１２８】ステップ８０６において、変換器のＭＰＵ
５０２はプログラムに従い変換器の動作チェックを行
う。

【０１２９】ステップ８０８において、変換器の動作が
正常であるか判断する。

【０１３０】ステップ８１０において、変換器から検出
器に伝送路上の定電流にディジタル信号を重畳して、検
出器内のメモリに記憶されたスパン流量値等のステータ
ス情報データを変換器へと伝送することを要求する信号
を発信する。

【０１３１】ステップ８１２において、データ伝送要求
信号を受け取った検出器は、検出器内のメモリに記憶さ
れたスパン流量値，励磁周期のタイミング等の測定に必
要なステータス情報データを伝送路上の定電流にディジ
タル信号を重畳して変換器へ伝送する。

【０１３２】そして、この時プログラム条件を替えるこ
とにより各種のステータス情報データを一つのデータブ
ロックに変換して伝送することが可能であり、データ転
送の時間を短くすることができる。

【０１３３】ステップ８１４において、変換器は受信し
たステータス情報データをメモリ内に記憶する。

【０１３４】ステップ８１６において、変換器は必要と
するステータス情報データを全て受け取っているか判断
し、まだ受け取っていない情報が有るときは再び送信要
求信号を伝送し、全て受けったときは一連の処理を終了
する。

【０１３５】図１１に検出器１０２と変換器１０４にお
いての表示器に表示される表示例を示す。

【０１３６】図の表示器には検出器が現在検出している
瞬時流量値８５２が示されている。また、この表示例に
は瞬時流量値以外に下記の検出器，変換器のステータス
情報データが表示されている。

【０１３７】流量レンジ（スパン流量値）として、現在
の流量レンジの状態８５４を示している。この表示内容
は、検出器から出力される瞬時流量値を示す４〜２０ｍ
Ａの定電流値がどのような流量範囲を指定しているかを
表わすものであり、例えば４〜２０ｍＡの定電流値が第
１の測定レンジ（第１のスパン流量値）では、０〜１０
０ｍ³／ｈを示し、第２の測定レンジ(第２のスパン流量
値）では０〜５００ｍ³／ｈ、第３の測定レンジ（第３
のスパン流量値）では０〜１０００ｍ³／ｈを指してい
るときに、この例の測定状態では第１の測定レンジ幅で
４〜２０ｍＡの信号出力を行っていることを示してい
る。

【０１３８】現在の被測定流体の流れている方向が前も
って定められている正方向に沿って流れている状態８５
６を示している。

【０１３９】また、変換器，検出器のＭＰＵがメモリ内
のプログラムに従って自己の装置内を診断した結果８５
８も示されている。

【０１４０】これにより本発明の電磁流量計において
は、電磁流量計の検出状態を検出器が置かれた測定現
場、また伝送路を介して離れた場所にある変換器の設置
場所においても確認することが可能になり、そして、検
出器，変換器が保持している測定流体に関するデータを
容易に比較することが可能になる。

【０１４１】また、本発明の電磁流量計においては、検
出器、および変換器において、流体測定に関するデータ
と，検出器そして、または変換器の制御状態に関するデ
ータとを同時に表示することが可能になるので、検出
器、および変換器が保持している測定流体に関するデー
タと、それらの測定状態を容易に比較することが可能に
なり、このため検出器と変換器が異なる測定制御状態に
あること、そして検出器，変換器、または伝送路を含む
通信手段が異常を起こしていることを容易に判定でき
る。

【０１４２】図１２に検出器１０２と変換器１０４にお
いて、４〜２０ｍＡの定電流にベースバンド方式，ＦＳ
Ｋ変調方式でディジタル信号を重畳する実施例を例示す
る。ベースバンド方式においては、検出器，変換器の変
調回路は４〜２０ｍＡの定電流を矩形波状に立ち上げ、
立ち下げを設けて、その立上り形、立下がり形によって
ディジタルの０，１を送信している。

【０１４３】そして、復調時においては波形の立上り
形，立下がり形によってディジタル信号に変換し、ＭＰ
Ｕに取り込んでいる。

【０１４４】ディジタル信号はアナログ信号の上に小さ
い幅で（例えば１６ｍＡに対してプラス，マイナス０.
５ｍＡ)変調され、かつ正負対称の変調をかけられるの
で、それらをローパスフィルタで平均化すると安定な直
流定電流が再現できるので、４〜２０ｍＡの定電流信号
については正常に検出できるようになる。

【０１４５】ＦＳＫ変調方式においては、検出器，変換
器の変調回路は４〜２０ｍＡの定電流の上に正弦波状の
信号を重畳して変調し、その変調周波数の違いによりデ
ィジタルの０，１を送信している。

【０１４６】復調時においては波形の変調周波数の違い
をフィルタ回路により検出してディジタル信号に変換
し、ＭＰＵに取り込んでいる。

【０１４７】ベースバンド方式と同様にＦＳＫ変調方式
においても、正負対称のため４〜２０ｍＡの定電流信号
はローパスフィルタで平滑化することにより得られるの
で問題がない。

【０１４８】そして、ディジタル信号による情報を伝送
するために、検出器，変換器間で通信のプロトコルを定
めておき、それぞれの情報をシリアルデータとしてバイ
ト単位のデータ列として変換，伝送することにより、各
種のデータ，命令情報を検出器，変換器間で相互にディ
ジタル通信することを可能にしている。

【０１４９】図１３は複数検出器と変換器の組合せを示
したもので第１検出器９０２〜第ｎ検出器９０６からの
アナログ電流信号はそれぞれ独立に伝送線を介して伝送
され、第１の流量信号９１２，第２の流量信号９１５，
第ｎの流量信号９１６として変換器９０３より出力され
る。またそれぞれの伝送線に重畳した流量測定データを
示すディジタル信号は交流結合回路９１７を介して演算
回路１３６に取り込まれ、所定の演算を行った後、測定
流量状態さらにはそれぞれの検出器の制御情報をを示す
出力信号９１８，９１９を出力する。また演算に必要な
データおよび各検出器のパラメータは設定部１３８より
入力されて、その内容は表示部１４０に表示される。こ
の電磁流量計において各検出器の電源は個別に給電して
もよいし、図１３のように変換器９０３の電源回路９１
０から共通に給電してもよい。このような構成をとれば
１台の変換器でｎ台の検出器（流量計）を駆動でき、か
つ各々の流量値間の演算も可能となる。したがって関係
する検出器の各瞬時流量またはそれぞれの積算流量間の
和あるいは差なども容易に得られる。

【０１５０】

【発明の効果】本発明の電磁流量計は以下の効果を持
つ。

【０１５１】１）検出器内にＭＰＵを備え、かつ定電流
出力，ディジタル出力機能を持ち変換器と高度な情報通
信を行っているので、伝送路を伝わる情報が外部からの
誘導ノイズの影響を受けてしまうような場合でも、検出
器が持つ流体測定に関するデータを正確に変換器へと伝
送することが可能になる。このため従来の分離型では、
励磁電力を供給するケーブルと、検出器信号出力ケーブ
ルとは互いに誘導ノイズの影響が出るため、同一のケー
ブルとして組み合わせて配線することが不可能であった
が、本発明の電磁流量計では、それらの２本のケーブル
を組み合わせて一本のケーブルとして使用することが可
能であるため、市販のＣＶＶまたはCVVSケーブルを用い
てシステムを構成してケーブルコストや設置コストのか
からない性能の優れた流量計を実現できる。

【０１５２】２）従来の一体型の電磁流量計によれば、
検出器のステータス情報を上位の機器へ伝送するために
は、検出器の外部端子取合部から、必要な信号ごとに個
々の信号線を引く必要があったが、本発明の電磁流量計
によれば、ステータス情報を外部へ伝送する場合でも一
対のアナログ信号線を用いてディジタル伝送が可能とな
るため、外部端子取合部、ケーブル引出部の大形化を防
止して小型の検出器を構成でき、このため電磁流量計の
設置がやりやすくなり、また配管にかかかる検出器の重
さによる負荷を低減出来る。

【０１５３】３）従来の一体型電磁流量計においては、
出力信号線と変換器への商用電力線が互いに誘導ノイズ
の影響を及ぼしてしまうため、個別にケーブル線を引か
なければならなかったが、本発明の電磁流量計において
は、検出器の駆動電源は直流のため出力信号線と電力供
給線を組み合わせて１本のケーブルとして設けることが
可能になる。

【０１５４】４）本発明の電磁流量計においては、検出
器事態が自律した機能を持っており、出力のアナログ流
量信号は変換器をスルーして上位の機器または伝送する
ことが可能であり、検出器から伝送されるデータのう
ち、特にデータとして重要である瞬時流量を示すアナロ
グが、流量信号の信頼性を他の補助情報に比べて高い信
頼性のもとに伝送されているため、変換器側に何らかの
故障があったとしても、流量データとして最も基本的な
瞬時流量値は影響を受けず、上位の機器は受信すること
が可能となる。

【０１５５】５）本発明の電磁流量計においては、検出
器の出力端子部の信号インピーダンスを十分低く、絶縁
低下に対しても安定でノイズ等の影響を受けにくくする
ことができる。したがって測定誤差の発生や測定不能を
低減することができる。

【０１５６】６）検出器からの信号伝送は定電流伝送の
ためケーブル長の制約は内部抵抗による電圧降下を除け
ば事実上ない。したがって従来の電磁流量計においては
３００ｍ程度しか伝送出来なかったが、本発明の電磁流
量計においては、伝送距離が不足していた山間部に設置
する場合や、広大なプラントに設置する場合でも中断盤
を設けることなく１Ｋｍ以上の直接伝送が可能である。

【０１５７】７）本発明の電磁流量計においては、低導
電性流体の測定に対しても電極からの信号を検出器内で
増幅・変換するのでケーブルの静電容量には依存せず、
低導電率の流体まで安定かつ高精度に流体測定に関する
データを出力できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電磁流量計の全体構成図。

【図２】本発明の電磁流量計における、信号データの伝
送説明図。

【図３】検出器の回路構成図。

【図４】検出器動作のフローチャート。

【図５】変換器の回路構成図。

【図６】変換器動作のフローチャート。

【図７】検出器，変換器間のデータ確認動作のフローチ
ャート。

【図８】データ確認動作の結果表示例。

【図９】電磁流量計のシステムアップ説明図。

【図１０】システムアップ時の信号伝送動作のフローチ
ャート。

【図１１】本発明の電磁流量計のデータ表示例。

【図１２】ディジタル信号の波形説明図。

【図１３】複数の検出器を組み合わせた実施例。

【図１４】従来の電磁流量計の説明図。

【符号の説明】

１０２…検出器、１０４…変換器、１１２，１１４…電
極、１１６…励磁コイル、１１８…励磁回路、１２０…
増幅・演算回路、１２２，１３２…電源回路、１２４，
１３４…通信回路、１３６…演算回路、１３８…設定
部、１４０…表示部、１４２…電源、１４４…流量信
号、１４６…交流結合回路、１５２〜１５８…入出力信
号、９１２…第１流量信号、９１４…第２流量信号、９
１５…第ｎ流量信号、９２０，９２１…入力信号。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石原民雄茨城県勝田市大字市毛882番地株式会社日立製作所計測器事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被測定流体を流す導管と，該導管に磁界を
印加するための励磁手段と，前記流体中に発生した起電
力を検出する電極とを有する検出器とを備え、前記被測
定流体の流体測定に関するデータを伝送路を介して変換
器に出力する電磁流量計において、前記検出器に前記伝
送路上を伝達されるアナログ定電流信号にディジタル信
号を重畳する通信手段を備えることにより、前記変換器
へ前記測定流体に関するデータを伝送することを特徴と
する電磁流量計。
【請求項２】請求項第１項の電磁流量計において、前記
信号伝送路として２線式伝送路を用いたことを特徴とす
る電磁流量計。
【請求項３】請求項第１項の電磁流量計において、前記
通信手段はベースバンド変調方式により前記アナログ定
電流にディジタル信号を重畳することを特徴とする電磁
流量計。
【請求項４】請求項第１項の電磁流量計において、前記
通信手段は周波数変調方式により前記アナログ定電流に
ディジタル信号を重畳することを特徴とする電磁流量
計。
【請求項５】請求項第１項の電磁流量計において、前記
被測定流体の瞬時流量値を前記アナログ定電流信号とし
て常時出力することを特徴とする電磁流量計。
【請求項６】請求項第１項の電磁流量計において、前記
変換器は前記励磁手段を駆動する電力を電力線を介して
供給することを特徴とする電磁流量計。
【請求項７】請求項第１項の電磁流量計において、前記
検出器の流体測定に関するデータを所定の時間毎に、又
は所定の条件毎にディジタル信号として伝送することを
特徴とする電磁流量計。
【請求項８】請求項第１項の電磁流量計において、前記
変換器へ伝達する前記検出器の流体測定に関するデータ
として、前記被測定流体の瞬時流量値を伝達することを
特徴とする電磁流量計。
【請求項９】請求項第１項の電磁流量計において、前記
変換器へ伝達する前記検出器の流体測定に関するデータ
として、前記被測定流体の積算流量値を伝達することを
特徴とする電磁流量計。
【請求項１０】請求項第１項の電磁流量計において、前
記変換器へ伝達する前記検出器の流体測定に関するデー
タとして、前記被測定流体の流量状態を算出するスパン
流量値データを伝達することを特徴とする電磁流量計。
【請求項１１】請求項第１項の電磁流量計において、前
記変換器へ伝達する前記検出器の流体測定に関するデー
タとして、前記励磁手段の前記測定流体に磁界を印加す
る磁界印加タイミングデータを伝達することを特徴とす
る電磁流量計。
【請求項１２】請求項第１項の電磁流量計において、前
記変換器へ伝達する前記検出器の流体測定に関するデー
タとして、前記被測定流体の積算流量値を測定する測定
期間のデータを伝達することを特徴とする電磁流量計。
【請求項１３】請求項第１項の電磁流量計において、前
記変換器へ伝達する前記検出器の流体測定に関するデー
タとして、前記被測定流体の流量状態を算出するスパン
流量値データの自動変更状態を伝達することを特徴とす
る電磁流量計。
【請求項１４】請求項第１項の電磁流量計において、単
一の信号ケーブル中に前記電力供給線と前記伝送路を設
けたことを特徴とする電磁流量計。
【請求項１５】被測定流体を流す導管と，その管軸方向
に磁界を印加するための励磁手段と，前記流体中に発生
した起電力を検出する電極とを有する検出器と，該検出
器の流体測定に関するデータを伝送路を介して受信する
変換器を備えた電磁流量計において、前記検出器に前記
流体測定に関するデータを記憶する検出器記憶手段を備
え、かつ前記変換器に前記伝送路を介して伝達された前
記流体測定に関するデータを記憶する変換器記憶手段を
設け、前記検出器記憶手段に記憶された前記流体測定に
関するデータと，前記変換器記憶手段に記憶された前記
流体測定に関するデータとを比較することを特徴とする
電磁流量計。
【請求項１６】請求項第１５項の電磁流量計において、
前記変換器に表示部を備え、前記前記検出器記憶手段に
記憶された前記流体測定に関するデータと，前記変換器
記憶手段に記憶された前記流体測定に関するデータとが
異なるとき前記表示部に警告信号を出力することを特徴
とする電磁流量計。
【請求項１７】請求項第１５項の電磁流量計において、
前記伝送路として２線式伝送路を用いて、該２線式伝送
路に前記検出器の前記流体測定に関するデータをアナロ
グ定電流値として伝送し、前記検出器は前記検出器記憶
手段に記憶された前記流体測定に関するデータを前記ア
ナログ定電流値に重畳するディジタル信号として伝送す
ることを特徴とする電磁流量計。
【請求項１８】請求項第１５項の電磁流量計において、
前記流体測定に関するデータを所定の時間毎に、又は所
定の条件毎にディジタル信号として比較することを特徴
とする電磁流量計。
【請求項１９】請求項第１５項の電磁流量計において、
前記検出器は伝送路を介して前記変換器へ伝達する前記
流体測定に関するデータとして前記被測定流体の瞬時流
量データを伝送し、前記検出器は前記検出器記憶手段に
前記瞬時流量データから算出した積算流量データを記憶
し、前記変換器は伝送された瞬時流量データから積算流
量データを算出して前記記憶手段に記憶し、前記検出器
記憶手段の積算流量データと，前記変換器記憶手段の積
算流量データとを比較することを特徴とする電磁流量
計。
【請求項２０】請求項第１５項の電磁流量計において、
前記検出器は伝送路を介して前記変換器へ伝達する前記
流体測定に関するデータとして前記被測定流体の流量状
態を算出するスパン流量値データを伝送し、前記検出器
は前記検出器記憶手段に前記スパン流量値データを記憶
し、前記変換器は伝送された前記スパン流量値データを
前記変換器記憶手段に記憶し、前記検出器記憶手段のス
パン流量値データと，前記変換器記憶手段のスパン流量
値データとを比較することを特徴とする電磁流量計。
【請求項２１】請求項第１５項の電磁流量計において、
前記検出器は伝送路を介して前記変換器へ伝達する前記
流体測定に関するデータとして前記励磁手段の前記測定
流体に磁界を印加する磁界印加タイミングデータを伝送
し、前記検出器は前記検出器記憶手段に前記磁界印加タ
イミングデータを記憶し、前記変換器は伝送された前記
磁界印加タイミングデータを前記変換器記憶手段に記憶
し、前記検出器記憶手段の磁界印加タイミングデータ
と，前記変換器記憶手段の磁界印加タイミングデータと
を比較することを特徴とする電磁流量計。
【請求項２２】請求項第１５項の電磁流量計において、
前記検出器は伝送路を介して前記変換器へ伝達する前記
流体測定に関するデータとして前記被測定流体の積算流
量値を測定する測定期間のデータを伝送し、前記検出器
は前記検出器記憶手段に前記測定期間データを記憶し、
前記変換器は伝送された前記測定期間データを前記変換
器記憶手段に記憶し、前記検出器記憶手段の測定期間デ
ータと，前記変換器記憶手段の測定期間データとを比較
することを特徴とする電磁流量計。
【請求項２３】請求項第１５項の電磁流量計において、
前記検出器は伝送路を介して前記変換器へ伝達する前記
流体測定に関するデータとして前記被測定流体の流量状
態を算出するスパン流量値データの自動変更状態のデー
タを伝送し、前記検出器は前記検出器記憶手段に前記自
動変更状態データを記憶し、前記変換器は伝送された前
記自動変更状態データを前記変換器記憶手段に記憶し、
前記検出器記憶手段の自動変更状態データと，前記変換
器記憶手段の自動変更状態データとを比較することを特
徴とする電磁流量計。
【請求項２４】被測定流体を流す導管と，該導管に磁界
を印加するための励磁手段と，前記流体中に発生した起
電力を検出する電極とを有する検出器とを備え、前記被
測定流体の流体測定に関するデータを伝送路を介してア
ナログ定電流信号として出力する電磁流量計において、
前記検出器に前記被測定流体を検出するための制御デー
タをディジタル信号として前記アナログ定電流信号に重
畳する通信手段を備え、前記伝送路に接続された変換器
に対し、前記被測定流体を検出するための制御データが
伝達されることを特徴とする電磁流量計。
【請求項２５】請求項第２４項の電磁流量計において、
前記変換器へ伝達する前記制御データとして、前記被測
定流体の流量状態を算出するスパン流量値データを伝達
することを特徴とする電磁流量計。
【請求項２６】請求項第２４項の電磁流量計において、
前記変換器へ伝達する前記制御データとして、前記励磁
手段の前記測定流体に磁界を印加する磁界印加タイミン
グデータを伝達することを特徴とする電磁流量計。
【請求項２７】請求項第２４項の電磁流量計において、
前記変換器へ伝達する前記制御データとして、前記被測
定流体の積算流量値を測定する測定期間のデータを伝達
することを特徴とする電磁流量計。
【請求項２８】請求項第２４項の電磁流量計において、
前記変換器へ伝達する前記制御データとして、前記被測
定流体の流量状態を算出するスパン流量値データの自動
変更状態を伝達することを特徴とする電磁流量計。
【請求項２９】被測定流体を流す導管と，該導管に磁界
を印加するための励磁手段と，前記流体中に発生した起
電力を検出する電極とを有する検出器と，前記被測定流
体の流体測定に関するデータを伝送路を介して受信し、
該流体測定に関するデータを表示する表示手段を有する
変換器とを備えた電磁流量計において、前記変換器に前
記検出器から前記伝送路を介して伝送されてきた検出器
制御データを表示する表示手段を備えたことを特徴とす
る電磁流量計。
【請求項３０】請求項第２９項の電磁流量計において、
前記流体測定に関するデータは前記伝送路をアナログ定
電流信号として伝送され、前記検出器制御データは前記
アナログ定電流信号にディジタル信号を重畳することに
より伝送することを特徴とする電磁流量計。
【請求項３１】請求項第２９項の電磁流量計において、
前記流体測定に関するデータと前記検出器制御データを
前記変換器の同一表示画面内に表示することを特徴とす
る電磁流量計。
【請求項３２】被測定流体を流す導管と，該導管に磁界
を印加するための励磁手段と，前記流体中に発生した起
電力を検出する電極と，前記被測定流体の流体測定に関
するデータを表示する表示手段を有する検出器を備え、
前記被測定流体の流体測定に関するデータを伝送路を介
して出力することを特徴とする電磁流量計において、前
記伝送路に接続された変換器に、前記検出器との間で前
記伝送路を介して送信，受信されうる前記流体測定に関
するデータを表示する表示手段を備えたことを特徴とす
る電磁流量計。
【請求項３３】請求項第３２項の電磁流量計において、
前記検出器および変換器に前記流体測定に関するデータ
として前記被測定流体の流量情報を表示することを特徴
とする電磁流量計。
【請求項３４】請求項第３２項の電磁流量計において、
前記検出器および変換器に前記流体測定に関するデータ
として、前記検出器が被測定流体を測定する測定制御デ
ータを表示することを特徴とする電磁流量計。