JPH07324959A - 電磁流量計 - Google Patents

電磁流量計

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JPH07324959A
JPH07324959A JP11996794A JP11996794A JPH07324959A JP H07324959 A JPH07324959 A JP H07324959A JP 11996794 A JP11996794 A JP 11996794A JP 11996794 A JP11996794 A JP 11996794A JP H07324959 A JPH07324959 A JP H07324959A
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JP
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JP11996794A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Okaniwa
広 岡庭
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Azbil Corp
Original Assignee
Azbil Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 各検出器の計測能力に応じた測定精度を得る
ことができる電磁流量計を提供する。 【構成】 制御回路17は、予め設定されている種別情
報に基づきROM19から対応する励磁電流値を読み出
し、これを上限の励磁電流値として流量に応じた出力電
流と励磁電流との関係から適当な励磁電流を選択し、励
磁回路12に対してその励磁電流を設定し、励磁回路1
2はこれに応じて設定された励磁電流を励磁コイル6に
供給する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電磁流量計に関し、特
に検出器の励磁コイルに供給する励磁電流を切換制御す
る電磁流量計に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、電磁流量計では、流量を計測す
る管に設置された検出器において、管の内壁であって励
磁コイルが発生する磁束に直交する位置に設けられた一
対の電極で検出される信号起電力は、管内を流れる流体
の流速に比例し、励磁コイルが発生する磁束の密度に比
例することが知られている。今、磁束密度をB、管の口
径をd、流体の流速をvとすると、電極に発生する信号
起電力eは、 e = k・B・v・d (k=比例定数) となり、より大きな信号起電力eを得るためには、磁束
密度Bを大きくすればよいことが分かる。
【0003】ここで、励磁コイルが発生する磁束の磁束
密度Bは、励磁コイルに流れる励磁電流に比例するもの
であるから、励磁電流を大きくすることにより磁束密度
Bが大きくなり、これに応じて電極に発生する信号起電
力eも大きくなり、各種流体ノイズに対するS/N比も
改善されることになる。
【0004】従来、このような観点から、特にプロセス
計測値を示す出力電流を動作電源とする2線式電磁流量
計において、出力電流に応じて励磁コイルに供給する励
磁電流を切換制御することにより、S/N比を改善する
ようにしたものが提案されている(例えば、特願平5−
64829号)。
【0005】図3は出力電流に対する励磁電流の切換制
御を示す説明図である。これは、電磁流量計からの出力
電流に応じて段階的に励磁電流を切換制御するものであ
り、図3によれば出力電流が4〜12mAの場合には励
磁電流をIL (4mA)とし、出力電流が12〜20m
Aの場合には励磁電流をIH (12mA)とし、出力電
流に基づいて励磁コイルに供給する励磁電流を2段階に
切換制御するものとなっている。また図4は、これら励
磁電流により検出器の電極から検出された信号起電力を
示す検出信号を示す説明図であり、同図において、41
および42は4mAの励磁電流およびそのとき電極に発
生した信号起電力を示す検出信号、45および46は1
2mAの励磁電流およびそのとき電極に発生した信号起
電力を示す検出信号、tは励磁電流波形の周期、ta
b は両励磁電流値における検出信号波形の立ち上がり
時間、ts は検出信号がサンプリングされる期間であ
る。
【0006】これら検出信号42,46をサンプリング
してディジタル値に変換する場合、検出器の励磁コイル
のインダクタンス成分および励磁電流によって過渡的に
変化する検出信号波形の立ち上がり遅れを考慮して、波
形の後半部の期間ts (図4斜線部分)をサンプリング
するものとなっており、このサンプリングにより検出信
号の電圧としてそれぞれEa ,Eb が検出される。この
後、検出された電圧Ea ,Eb が励磁電流の比に応じて
換算される。この場合には、電圧Eb は電圧Ea を測定
したときの励磁電流4mAに比較して、3倍の励磁電流
12mAを用いた場合の出力電圧であるため、励磁電流
4mAを基準とする場合にはEb /(12mA/4m
A)により換算され、これら換算された電圧すなわち信
号起電力に基づき流量が算出される。
【0007】ここで、検出器の励磁コイルは、その形状
や流量を測定する管の口径によってインピーダンスが異
なるため、これに応じて検出信号の立ち上がり遅れ時間
a,tb も異なるものとなり、安定したサンプリング
期間ts を得ることを考慮するとともに変換器の共通性
の点から、変換器から励磁コイルに供給する励磁電流
は、その変換器に接続される各種検出器のうち最も小さ
い電流値を持つものに対応させるものとなっていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従って、このような従
来の電磁流量計では、その変換器に接続される各種検出
器のうち最も小さい電流値を持つものに対応させて励磁
電流値を決定していたため、得られる信号起電力が小さ
くなり、この最小電流値より大きな電流値を励磁電流と
して使用でき流体ノイズに比較してより大きな信号起電
力を得ることができる検出器では、流体ノイズに対する
信号起電力のS/N比の改善が不十分であり、各検出器
の計測能力に応じた測定精度が得られていないという問
題点があった。本発明はこのような課題を解決するため
のものであり、検出器の励磁コイルに応じて流体ノイズ
に対する信号起電力のS/N比をより改善できるととも
に、各検出器の計測能力に応じた測定精度を得ることが
できる電磁流量計を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明による電磁流量計は、各種検出器の種
別を示す種別情報に応じた励磁電流値を記憶する記憶手
段と、励磁電流を切換出力する励磁電流切換手段と、予
め設定された種別情報に基づき記憶手段から対応する励
磁電流値を読み出し、この励磁電流値に基づき励磁電流
切換手段により励磁電流を切換制御する制御手段とを備
えるものである。また、各種検出器の種別を示す種別情
報に応じた励磁電流値を記憶する記憶手段と、予め設定
された種別情報に基づき記憶手段から対応する励磁電流
値を読み出し、この励磁電流値を上限値として出力電流
に応じて励磁電流を切換制御する制御手段とを備えるも
のである。さらに、種別情報は、少なくとも検出器に使
用されている励磁コイルの線径、巻数、形状および計測
管の口径のうちのいずれか1つの違いを示すものであ
る。
【0010】
【作用】従って、制御手段により、予め設定された種別
情報に基づき記憶手段から対応する励磁電流値が読み出
され、この励磁電流値に基づき励磁電流切換手段を介し
て励磁電流が切換制御される。また、制御手段により、
予め設定された種別情報に基づき記憶手段から対応する
励磁電流値が読み出され、この励磁電流値を上限値とし
て出力電流に応じて励磁電流が切換制御される。
【0011】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図1は本発明の一実施例である2線式電磁流量計の
ブロック図である。同図において、1はプロセス信号が
伝送される2線の伝送路、2は伝送路1に直流電流を供
給する直流電源、3はプロセス信号を検出するための抵
抗である。2線式電磁流量計は、流量を測定する管から
流量に比例した信号起電力を検出する検出器5と、検出
された信号起電力を信号処理し流量を示すプロセス信号
を伝送路1に出力する変換器10とから構成され、検出
器5は、管7の内側に設けられた一対の電極8と、流体
に対して所定の磁束密度の磁界を発生させる励磁コイル
6から構成されている。
【0012】また、変換器10において、11は伝送路
1を介して直流電源2から供給された直流電流に基づき
定電圧を出力する定電圧回路、12は定電圧回路11か
らの定電圧出力を電源として励磁コイル6に所定の励磁
電流を供給する励磁回路、13は電極8から検出された
信号起電力を増幅する差動増幅回路、14は差動増幅回
路13からの出力のうち低周波成分を減衰させるハイパ
スフィルタ、15はハイパスフィルタ14の出力を所定
周期でサンプリングするサンプル/ホールド回路(以
下、S/H回路という)である。また、16はS/H回
路15からの出力をディジタル量に変換するアナログ/
ディジタル変換回路(以下、A/D変換回路という)、
17はA/D変換回路16からの出力に応じて流量を算
出するほか変換器10の各部を制御する制御回路、18
は算出された流量に基づき出力電流としてアナログの電
流信号である2線式のプロセス信号を出力する出力I/
F回路、19は励磁コイル6の種類や管7の口径を示す
種別情報に応じた励磁電流の上限値が格納されているR
OMである。
【0013】次に本発明の動作を図1を参照して説明す
る。なお、各種検出器には、励磁コイルのインピーダン
スの違いを示す情報として、コイルの線径、巻数、形状
および管の口径の違いを示す種別情報が付与されてお
り、流量の計測動作に先立ち制御回路17に接続されて
いるキー部(図示せず)から、流量計測に使用する検出
器5を示す種別情報が入力され制御回路17に設定され
ているものとする。
【0014】まず、制御回路17は、予め設定されてい
る種別情報に基づきROM19から対応する励磁電流値
を読み出し、これを上限の励磁電流値として流量に応じ
た出力電流と励磁電流との関係(図3参照)から適当な
励磁電流を選択し、励磁回路12に対してその励磁電流
を設定し、励磁回路12はこれに応じて励磁コイル6に
設定された励磁電流を供給する。これにより電極8に生
じた信号起電力は差動増幅回路13で増幅された後、ハ
イパスフィルタ14で低周波領域に発生する流体ノイズ
が除去され、検出信号(図2参照)としてS/H回路1
5に入力される。
【0015】ここで制御回路17は、励磁電流の大きさ
に比例して得られる検出信号の振幅を、基準とする励磁
電流を供給した場合に得られる検出信号の振幅に調整す
るため、基準となる励磁電流との電流比に応じて、予め
S/H回路15に対して信号増幅率を設定しており、S
/H回路15に入力された検出信号は、この増幅率に基
づきその振幅が増幅され正規化された後サンプル/ホー
ルドされ、これがA/D変換回路16によりディジタル
量に変換され、電圧値として制御回路17に入力され
る。次に制御回路17により、A/D変換回路16から
の電圧値に基づき流速が算出されるとともに、これに基
づく単位時間当たりの流量を示すデータが出力I/F回
路18に出力され、出力I/F回路18でアナログの電
流信号であるプロセス信号に変換されて伝送路1へ出力
される。
【0016】図2は、励磁コイルが異なる検出器に対し
てそれぞれ励磁電流を2段階(IH/IL )に切換制御
した場合の検出信号波形を示す説明図であり、同図にお
いて、(a)は励磁コイルのインピーダンスが比較的大
きい場合、(b)はインピーダンスが比較的小さい場合
をそれぞれ示しており、また21,25は励磁電流がI
H の場合、22,26は励磁電流がIL の場合の検出信
号波形、斜線部はサンプリング期間である。
【0017】制御回路17に予め設定された種別情報
が、比較的インピーダンスの高い励磁コイル6を示す場
合には、図2(a)のように検出信号の立ち上がり遅れ
が顕著となり、励磁電流の増加に応じて十分なサンプリ
ング間隔を得ることが難しくなるため、この種別情報に
基づきROM19から読み出された励磁電流の上限値
(IH )21は比較的低い値を示すものとなる。一方、
制御回路17に予め設定された種別情報が、比較的イン
ピーダンスの低い励磁コイル6を示す場合には、図2
(b)のように検出信号の立ち上がり遅れが緩慢とな
り、励磁電流を増加させても十分なサンプリング間隔を
得ること可能となるため、この種別情報に基づきROM
19から読み出された励磁電流の上限値(IH )25は
比較的高い値を示すものとなる。
【0018】従って、検出器5で使用されている励磁コ
イル6の種類および管7の口径を示す種別情報に基づ
き、ROM19から適切な励磁電流値が読み出され、こ
れを上限値として出力電流に応じて段階的に切り換えら
れるものとなり、検出器5で使用される励磁コイル6の
種類および管7の口径に応じて、流体ノイズに対する信
号起電力のS/N比が改善されるものとなる。
【0019】なお、以上の説明において、出力電流を動
作電源とし、検出器の励磁コイルに出力される励磁電流
もこの出力電流により制限される2線式の電磁流量計を
例に説明したが、これは例えば励磁電流のための動作電
源が出力電流とは別に供給される電磁流量計であっても
よく、検出器5で使用される励磁コイル6の種類および
管7の口径に応じて、流体ノイズに対する信号起電力の
S/N比が改善されるものとなり、種別の異なる検出器
であっても種別情報を設定変更することによりに対応可
能となる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、各種検
出器の種別を示す種別情報に応じた励磁電流値を記憶す
る記憶手段と、励磁電流を切換出力する励磁電流切換手
段とを設けて、制御手段により、予め設定された種別情
報に基づき記憶手段から対応する励磁電流値を読み出
し、この励磁電流値に基づき励磁電流切換手段により励
磁電流を切換制御するようにしたものである。従って、
電磁流量計において、検出器の励磁コイルに応じて流体
ノイズに対する信号起電力のS/N比をより改善できる
とともに、各検出器の計測能力に応じた測定精度を得る
ことができ、さらに種別の異なる検出器であっても種別
情報を設定変更することにより対応することが可能とな
るという格別な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例による2線式の電磁流量計
のブロック図である。
【図2】 異なる検出器による検出信号を示す信号波形
図である。
【図3】 出力電流に対する励磁電流の切換制御を示す
説明図である。
【図4】 励磁電流の切換制御に基づく検出信号を示す
信号波形図であ
【符号の説明】
1…伝送路、2…直流電源、3…抵抗、5…検出器、6
…励磁コイル、7…管、8…電極、10…変換器、11
…定電圧回路、12…励磁回路、13…差動増幅回路、
14…ハイパスフィルタ、15…サンプル/ホールド回
路(S/H回路)、16…アナログ/ディジタル変換回
路(A/D変換回路)、17…制御回路、18…出力イ
ンターフェース回路(I/F回路)、19…ROM。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 励磁電流に基づいて検出器により得られ
    た信号起電力から流量に応じた検出信号を出力する信号
    処理手段を有し、前記検出信号から算出された流量を示
    す出力電流を出力する電磁流量計において、 各種検出器の種別を示す種別情報に応じた励磁電流値を
    記憶する記憶手段と、 励磁電流を切換出力する励磁電流切換手段と、 予め設定された前記種別情報に基づき前記記憶手段から
    対応する励磁電流値を読み出し、この励磁電流値に基づ
    き前記励磁電流切換手段により励磁電流を切換制御する
    制御手段とを備えることを特徴とする電磁流量計。
  2. 【請求項2】 励磁電流を切換出力する励磁電流切換手
    段と、前記励磁電流に基づいて検出器により得られた信
    号起電力から流量に応じた検出信号を出力する信号処理
    手段とを有し、前記検出信号から得られた流量を示す出
    力電流を出力するとともにこの出力電流に応じて励磁電
    流を切換制御する2線式の電磁流量計において、 各種検出器の種別を示す種別情報に応じた励磁電流値を
    記憶する記憶手段と、 予め設定された前記種別情報に基づき前記記憶手段から
    対応する励磁電流値を読み出し、この励磁電流値を上限
    値として出力電流に応じて励磁電流を切換制御する制御
    手段とを備えることを特徴とする2線式の電磁流量計。
  3. 【請求項3】 請求項1または2の電磁流量計におい
    て、 前記種別情報は、少なくとも前記検出器に使用されてい
    る励磁コイルの線径、巻数、形状および計測管の口径の
    うちのいずれか1つの違いを示すものであることを特徴
    とする電磁流量計。
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