JPH0862005A - 電磁流量計 - Google Patents

電磁流量計

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JPH0862005A
JPH0862005A JP6200395A JP20039594A JPH0862005A JP H0862005 A JPH0862005 A JP H0862005A JP 6200395 A JP6200395 A JP 6200395A JP 20039594 A JP20039594 A JP 20039594A JP H0862005 A JPH0862005 A JP H0862005A
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JP
Japan
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conductive layers
pair
liquid contact
detecting
conductive layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP6200395A
Other languages
English (en)
Inventor
Ikumitsu Ishikawa
郁光 石川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 管路中の液体の水位を段階的に検出すること
が可能な電磁流量計を提供する。 【構成】 電磁流量計において、2以上の絶縁層と導電
層が交互に放射状に配置されかつ、前記管路の両端に前
記絶縁層と導電層が対向する様に設けられた一対のアー
スリングと、前記一対のアースリングの一方のアースリ
ングの導電層のそれぞれに端子が接続された第1マルチ
プレクサと、前記一対のアースリングの他方のアースリ
ングの導電層のそれぞれに端子が接続された第2マルチ
プレクサと、前記第1,第2マルチプレクサが前記管路
の両端で対向する導電層を順次ほぼ同時に選択したとき
に前記導電層の接液の有無を検知する接液検知手段を具
備している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電磁流量計の改良に関
し、更に詳しくは電磁流量計発信器の管路内の流体の非
満水状態を段階的に検出できる電磁流量計に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】一般に、ポンプ等を用いて流体を輸送し
バッチコントロールする様な場合、配管の状態によって
は、ポンプが停止すると配管の中が空になる場合があ
る。このようなとき電磁流量計の出力値に誤差が生じる
という問題がある。
【0003】図3,4,5は配管の空検知を行う様にし
た従来例を示す構成図である。図3は一般的な検出器の
配管状態を示す側面図であり、1は検出器、2は検出器
のフランジに接続されたアースリング、4は配管5に固
着された配管フランジである。前記アースリング2は一
般に配管から入るノイズ電圧を遮断するために設けら
れ、その構造は図4で示す様になっている。
【0004】図4はドーナツ状金属円板201の内面が
テフロン等の耐蝕性絶縁部材202で被覆され、接地の
目的を達するため接地用電極6が設けられた図3に示す
アース電極2の断面図である。接地用電極6は被測定液
と接触する接液部601と、これを支持するため金属円
板201に設けられた穴に挿入された継ぎ棒602、絶
縁スリーブ603,604とからなる電極支持部分と、
この部分を金属円板201に固定するねじ部605とか
ら構成されている。
【0005】図5は空検知用電極を設けたアースリング
の例を示す断面図で、図では接地用電極6が2個設けら
れている。7,8は空検知用電極で、電極8は金属円板
201の最下端に、電極7は電極8よりやや離れ(角度
θ)て配置されている。これら電極の構造は図4に示す
接地用電極と同じである。電極7,8の間には電源9が
接続され、この回路に点線で囲まれたリレー10の励磁
コイル10aが挿入されている。11は警鈴、12,1
3は接続端子である。
【0006】上記の構成によれば、空検知用電極7,8
は被測定液Fが配管中に充満しているときは液で短絡さ
れているが、ポンプ等が停止して配管中が空になったと
きは、その配管の状態に応じてパイプ中の水位が決まる
ので、それに対応する位置に空検知用電極を設けておく
ことにより空検知を行うことができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
空検知手段は検出電極が一対しか無いため導管中の液体
の水位がどの程度あるのかを知ることは出来ないという
問題がある。本発明は2以上の検出電極とマルチプレク
サを組み合わせることにより導管中の液体の量を段階的
に検出することが可能な電磁流量計を提供することを目
的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、請求項1においては、管路を流れる流体
に対して垂直方向に磁場を発生させる一対の励磁コイル
と、前記磁場に対して直角方向の管路の管壁に配置され
前記流体の流量に対応して発生する起電力を検出する一
対の検出電極と、この検出電極からの信号に基づいて流
量の演算を行う流量信号検出回路を有する電磁流量計に
おいて、2以上の絶縁層と導電層が交互に放射状に配置
されかつ、前記管路の両端に前記絶縁層と導電層が対向
する様に設けられた一対のアースリングと、前記一対の
アースリングの一方のアースリングの導電層のそれぞれ
に端子が接続された第1マルチプレクサと、前記一対の
アースリングの他方のアースリングの導電層のそれぞれ
に端子が接続された第2マルチプレクサと、前記第1,
第2マルチプレクサが前記管路の両端で対向する導電層
を順次ほぼ同時に選択したときに前記導電層の接液の有
無を検知する接液検知手段を具備したことを特徴とする
ものであり、請求項2においては、前記導電層の接液の
有無を検知する接液検知手段は、前記第1,第2マルチ
プレクサを介して前記導電層に電圧を印加する電圧印加
手段と、該電圧印加手段に前記導電層に対して並列に接
続された電圧検出抵抗と、該電圧検出抵抗に発生した電
圧を検知する電圧検知手段とを具備したことを特徴とす
るものであり、請求項3においては、前記導電層の接液
の有無を検知する接液検知手段は、前記一対のアースリ
ングの導電層のそれぞれに端子が接続されコモン端子が
接地された前記第1,第2マルチプレクサと、前記検出
電極からの信号を分岐して該信号に含まれる商用周波数
成分を検出する商用周波数検出手段とを具備したことを
特徴とするものである。
【0009】
【作用】以上の構成において、請求項1では管路が満水
の場合、第1,第2マルチプレクサが管路の両端で対向
する導電層を順次同時に選択すると接液検知手段は全て
の導電層が接液していることを検知する。非満水の場合
接液検知手段は一部又は全部の導電層が接液していない
ことを検知する。請求項2では管路が満水の場合は全て
の接液電極は流体を介して対向する接液電極と接してい
るので電流は流体側に流れる。従って、接液電極間の抵
抗は零となり、マルチプレクサで対向する接液電極を掃
引すると電圧検知抵抗にはいずれの位置(導電層)にお
いても電流は流れず電圧検出手段の出力は零となる。管
路が非満水となり一部の接液電極対が非接液、他の接液
電極が接液している場合、マルチプレクサが非接液電極
を選択した状態では電圧検出抵抗の抵抗値が検出され
る。請求項3では管路が満水の場合は管路の両端に設け
られたアースリングの全ての導電層はマルチプレクサの
コモン端子を介して接地されるので配管(図では省略)
側からのノイズ(主として商用周波数成分)は検出電極
側に混入しない。管路が非満水となり一部の接液電極対
が非接液、他の接液電極が接液している場合、マルチプ
レクサが非接液電極を選択した状態では導電層が非接地
状態となるので検出電極に商用周波が混入する。商用周
波数検出手段はその商用周波数を検出して非満水状態で
あることを検知する。以下、実施例に基づき詳細に説明
する。
【0010】
【実施例】図1は本発明の一実施例の要部構成説明図で
あり、励磁コイル、ハウジング等は省略してある。図に
おいて30は測定流体が流れる管路、31は流量検出電
極、32は流量信号検出回路である。33は管路の両端
に形成されたフランジ30aと相手方配管(図では省
略)に挟持される絶縁層33a及び導電層33bを有す
るアースリングで、例えば絶縁性プラスチックの表面に
金,白金,銅,アルミニューム等の導電性金属が蒸着や
スパッタ等により所定の間隔で放射状に形成されてい
る。なお、両端のアースリングは導電層イとイ’,ロと
ロ’,ハとハ’部が対向する様に取り付けられており、
ここでは、8個の導電層がチ,チ’を頂点に放射状に8
等分して形成されている。
【0011】34a,34bはマルチプレクサで端子
a,a’にはアースリングの導電層イ,イ’がb,b’
には導電層ロ,ロ’がc,c’には導電層ハ,ハ’が導
電層の数に対応してそれぞれ接続されており、二つのマ
ルチプレクサのコモン端子X,Yは対向する導電層をわ
ずかな時間ずらして選択するように全ての導電層を所定
の時間内で掃引する(なお、導電層の選択をわずかな時
間ずらすのはマルチプレクサが同時に切り替わると切り
替わる途中で非接地になるので、その非接地を防ぐため
である)。このコモン端子X,Y間には数十MΩ程度の
電圧検出抵抗R3を挟んでダミー抵抗R1,R2が直列に
接続されている。
【0012】35はマルチプレクサのコモン端子X,Y
を介して定電流を供給する定電流回路であり、この定電
流回路は励磁電流より10倍以上高い周波数の正弦波を
採用する。36は電圧検出抵抗R3の両端に接続された
バッファアンプ36a,36b,差動増幅器36c,検
波回路36d,A/D変換器36e等からなる電圧検知
手段である。
【0013】上記の構成において、測定流体の流量の検
出は流量検出電極31及び流量信号検出回路32により
公知の手段で行われる。そして、アースリングの導電層
33bには定電流回路35からマルチプレクサ34a,
34bを介して電流が供給される。ここで管路に流れる
流体が満水状態であれば対向する導電層は流体を介して
接続されているので、例えば測定流体の導電率を5μS
/cmとすると導電層間の抵抗は1MΩ程度となり、こ
れと並列に接続された抵抗R1,R2,R3へ流れる電流
は極めて少なくなる。従って電圧検知手段の出力は零に
近い値となる。
【0014】次に管路を流れる流量が減少し管路の一部
に流体が存在しない部分が生じると最上部に位置する導
電層(図ではチ,チ’で示す導電層)の抵抗が無限大に
なるので電流は抵抗R1,R2,R3側へ流れる。電圧検
知手段36は抵抗R3の両端に発生する電圧(R3・i…
i=定電流値)を検出する。更に管路内の水位が下がり
イ,イ’及びト,ト’の導電層よりも低くなると前述の
ニ,ニ’で示す導電層も含め3対の導電層を選択したと
きに抵抗R3に電圧が発生する。
【0015】次に本発明の他の実施例について図2を用
いて説明する。図2において30は測定流体が流れる管
路、31は流量検出電極でこの電極にはバッファアンプ
30bが接続されている。30cはバッファアンプ30
bの出力が入力される差動増幅器であり、この差動増幅
器30cの出力は公知の信号検出回路32に入力されて
流量に対応した信号が得られる。33は図1と同様に8
個の導電層がチ,チ’を頂点に等間隔に配置されたアー
スリングである。
【0016】34a,34bはマルチプレクサで端子
a,a’にはアースリングの導電層イ,イ’がb,b’
には導電層ロ,ロ’がc,c’には導電層ハ,ハ’が導
電層の数に対応してそれぞれ接続されており、二つのマ
ルチプレクサのコモン端子X,Yは対向する導電層を同
時に選択すると共に全ての導電層を所定の時間内で掃引
する。このコモン端子X,Yは接地されている。
【0017】40は差動増幅器30cの出力を分岐して
入力し流量信号成分に含まれる商用周波数を検出する商
用周波数検出手段であり、商用周波バンドパスフィルタ
40a、その出力を入力して増幅する増幅器40b、そ
の出力を入力して整流する清流回路40c及びローパス
フィルタ40dにより構成されている。
【0018】上記の構成において、測定流体の流量の検
出は流量検出電極31及び流量信号検出回路32の公知
の手段で行われる。同時に、商用周波数検出手段40は
差動増幅器30cの出力を分岐して入力し流量信号成分
に含まれる商用周波数を検出する。ここで管路に流れる
流体が満水状態であればマルチプレクサのコモン端子が
どの導電層(例えばチ,チ’)を選択していてもコモン
端子を介して接地されているので配管側からの商用周波
ノイズは短絡され商用周波数検出手段40の出力は零と
なる。
【0019】次に管路を流れる流量が減少し管路の一部
に流体が存在しない部分が生じると最上部に位置する導
電層(図ではチ,チ’で示す導電層)をマルチプレクサ
が選択したときには配管側からの商用周波ノイズは短絡
されないので検出電極に重畳して出力される。従って商
用周波数検出手段40には出力信号が現れる。更に水位
が減少し例えば導電層イ,イ’及びト,ト’が露出した
場合にはこれに接続されたマルチプレクサの端子の接地
がコモン端子を介して短絡されなくなるので商用周波数
検出手段40には出力信号が現れる。
【0020】なお,従来例及び図1の構成では空検知用
電極(導電層)を介して液体中に電流を流すため電極か
ら金属イオンが溶出し、プロセス流体の化学的性質を変
化させるという問題があるが、図2の実施例では液体中
に電流を流すことなく空検知を行うことができる。
【0021】上記図1,図2の構成によれば両側のアー
スリングに放射状に8つの導電層を形成し、これらの導
電層を対向して配置しているのでマルチプレクサでこれ
らの導電層を掃引することにより管路内の流体の水位を
検知することができる。なお、導電層は本実施例に限る
ことなく2以上であれば多いほど細かな水位の検知が可
能である。図1の構成において、アースリングとしての
機能は片側のマルチプレクサのコモン端子を接地するこ
とで満たすことができる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、電磁流
量計において、2以上の絶縁層と導電層が交互に放射状
に配置されかつ、前記管路の両端に前記絶縁層と導電層
が対向する様に設けられた一対のアースリングと、前記
一対のアースリングの一方のアースリングの導電層のそ
れぞれに端子が接続された第1マルチプレクサと、前記
一対のアースリングの他方のアースリングの導電層のそ
れぞれに端子が接続された第2マルチプレクサと、前記
第1,第2マルチプレクサが前記管路の両端で対向する
導電層を順次ほぼ同時に選択したときに前記導電層の接
液の有無を検知する接液検知手段を具備しているので、
管路中の液体の水位を段階的に検出することが可能な電
磁流量計を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の要部構成説明図である。
【図2】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。
【図3】従来より一般に使用されている従来例の構成説
明図である。
【図4】従来より一般に使用されているアースリングの
断面図である。
【図5】図4に示すアースリングを用いた空検知手段の
構成を示す断面図である。
【符号の説明】
30…管路 31…流量検出電極 32…流量信号検出回路 33…アースリング 33a…絶縁層 33b…導電層 34…マルチプレクサ 35…定電流回路 36…電圧検知手段 40…商用周波数検出手段

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】管路を流れる流体に対して垂直方向に磁場
    を発生させる一対の励磁コイルと、前記磁場に対して直
    角方向の管路の管壁に配置され前記流体の流量に対応し
    て発生する起電力を検出する一対の検出電極と、この検
    出電極からの信号に基づいて流量の演算を行う流量信号
    検出回路を有する電磁流量計において、 2以上の絶縁層と導電層が交互に放射状に配置されか
    つ、前記管路の両端に前記絶縁層と導電層が対向する様
    に設けられた一対のアースリングと、前記一対のアース
    リングの一方のアースリングの導電層のそれぞれに端子
    が接続された第1マルチプレクサと、前記一対のアース
    リングの他方のアースリングの導電層のそれぞれに端子
    が接続された第2マルチプレクサと、前記第1,第2マ
    ルチプレクサが前記管路の両端で対向する導電層を順次
    ほぼ同時に選択したときに前記導電層の接液の有無を検
    知する接液検知手段を具備したことを特徴とする電磁流
    量計。
  2. 【請求項2】前記導電層の接液の有無を検知する接液検
    知手段は、前記第1,第2マルチプレクサを介して前記
    導電層に電圧を印加する電圧印加手段と、該電圧印加手
    段に前記導電層に対して並列に接続された電圧検出抵抗
    と、該電圧検出抵抗に発生した電圧を検知する電圧検知
    手段とを具備したことを特徴とする請求項1記載の電磁
    流量計。
  3. 【請求項3】前記導電層の接液の有無を検知する接液検
    知手段は、前記一対のアースリングの導電層のそれぞれ
    に端子が接続されコモン端子が接地された前記第1,第
    2マルチプレクサと、前記検出電極からの信号を分岐し
    て該信号に含まれる商用周波数成分を検出する商用周波
    数検出手段とを具備したことを特徴とする請求項1記載
    の電磁流量計。
JP6200395A 1994-08-25 1994-08-25 電磁流量計 Pending JPH0862005A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101769770A (zh) * 2008-11-19 2010-07-07 Abb技术股份公司 用于操作流量测量装置的方法
KR102084734B1 (ko) * 2020-01-07 2020-03-04 주식회사 케이디 배수관로의 수위 및 유량 측정장치
EP4671699A1 (de) * 2024-06-28 2025-12-31 Krohne AG Verfahren zum betreiben eines magnetisch-induktiven durchflussmessgeräts und magnetisch-induktives durchflussmessgerät
EP4671700A1 (de) * 2024-06-28 2025-12-31 Krohne AG Verfahren zum betreiben eines magnetisch-induktiven durchflussmessgeräts und magnetisch-induktives durchflussmessgerät

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