JPS586412A - 電磁流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明紘励振周波数の違いによるスパン変動を補償し喪
電磁流量針に関する。

電磁流量針の発信器には流量と磁束に比例した信号が発
生するが、励磁電流の値が同じであっても励振周波数に
よって実際の磁束の値が異表るので、励振周波数に伴っ
て変換器出力のスパンが変動してしまう。このスパン変
動を補償した電磁流量計の一従来例を第１図に示す。図
において、１社励磁コイル、２社測定用管路、３ａと３
ｂａ電極、４は変換器、５は励振回路、６は励磁電流検
出用抵抗、７はＲｅ遅れ回路である。変換器４は電極か
らの流量比例信号に重畳する種々のノイズを除去すると
共和磁束に比例した比較電圧信号”ｒｄ　　で流量比例
信号を割算し、この割算結果を所定の出力形式で出力す
る。磁束の波形は第２図にφで示す如く、磁気回路の渦
流損等のため励磁電流波形１よりもやや遅れ且つなまっ
ている。そこで、励磁電流に比例した電圧を抵抗６で取
り出し、この電圧をＲＣ遅れ回路Ｔで波形調整して比較
電圧信号＋５ｒ社　としている。

ところが、第１図の従来例には次のような欠点がある。

■　ＲＣ遅れ回路７によシ波形合せしているため、高精
度表補償を必要とする場谷は、広範囲な励振周波数に対
しては不十分である。例えば、５０Ｈｚ励振と６０Ｈｚ
励振に発信器を共用できない。

■　磁束波形社測定用管路の口径など発信器のサイズに
よっても異なるため、ＲＣ遅れ回路７０時定数を発信器
のサイズ毎に調整せねばならない。

■　ＲＣ遅れ回路７を必要、とするが、これによシ発信
器が小形化できず、また回路自体に費用が掛ると共に比
較電圧の配線と工事が必要となってコスト高が免れない
。

本発明は上記従来技術の欠点に鑑み、ＲＣ遅れ回路を必
要とせず、広範図表励振周波数に対してスパン変動を高
精度に補償できる電磁流量計の提供を目的とする。

この目的を達成するため、本発明では、励振周、波数や
発信器の種別によって異なるスパン変動を準算に本って
補正することとする。以下、図面を□参照して本発明の
詳細な説明する。

第３図に本発明の一実施例の回路構成を示す。

この例の電磁流量針は、信号処理にマイクロコンピュー
タを使用した定電流駆動式の低屑波励振形電磁流量針で
ある。予め、電磁流量針としての基本構成及び動作を簡
単に説明すると、商用周波数の誘導ノイズを除去するた
め励振回路５は商用電源８に同期して商用周波数の１　
、１　ｔ’　１等の周数２　４　８ 数の励磁電流を作る。励磁電流波形は正・負、正ｅゼロ
、負・ゼロ、正・ゼロ・負・ゼロの極性の吃のや、ある
いは正弦波、三角波２台形波などいずれでも良いが、こ
こでは第４図（ａ）の如き正・ゼロ・負・ゼロの繰返し
の矩形波励磁電流を側圧してｉ明する、この励磁電流に
対し電極３ａ　、　３ｂ間には第４図（ｂ）の流量比例
信号が発生するが、これには第４図（ｃ）の電磁誘導ノ
イズ、同図（ｄ）の商用周波ノイズ及び同図（・）の電
気化学的直流ノイズが重畳する。そこでプリアンプ９の
増幅出力ｔ−〜Φ変換器（アナログ・デジタル変換器）
１０でデジタル信号に変換し、第４図（ｆ）のタイミン
グａ、ｂ、ｃ、ｄ・・・でそれぞれのサンプル値Ｖａ、
Ｖｌ）、Ｖｃ、ＶｄをＣＰＵ　（マイクロコンピュータ
）１１に取込む。ＣＰＵｊｌはＲＯＭ（リード・オンリ
ー・メモリ）１２に記憶しているプロ５グラムによって
動作し、この例ではす、ンプル値を用いて次式（１）の
演算をすることによ、す、流量値Ｖ、を得ている。

但し、ＫＢｌｋＪ−例、示教である。

Ｖ、＝Ｋ（−Ｖａ＋３Ｖｂ−３Ｖｃ＋Ｖｄ）　　＝式（
υつまり、各タイミングでのサンプル値には第４図（ｂ
）〜（ｅ）の波形にて斜線を付した部分が成分として含
まれるが、電磁誘導、ノイズは各サンプそタイミングが
励磁電流の変移時点から吟時１間ｔであることにより、
商用周波ノイズ、は−サンプルタイミングが商用周波数
に同期１７Ｃいること罠より、更に電気化学的ノイズ−
鵜サンプルタイミングが勢間隔であり励磁周部程度の短
時間ではサンプリング毎に一定変化量ΔＥで変化するも
のと見なせることＫよシ、それぞれ式（１）の演ＩＩＩ
Ｋよって各ノイズ成分が相殺されて除去される。このよ
うにして得られた流量値ｖ８はＤ／Ａ変換器（デジタル
争アナログ変換器）１３等により所定の出力形式の信号
よして出力される。なお、１４はＲＡＭ（ランダム・ア
クセ、ス、・メモリ）でサンプル値や定数の記憶に用４
いられる。また、１５はバス・ラインであ、る。

次に、スパン変動の補償につりて説明する。補償方法は
２通シあシ、１つは、発信器口径などに基やく発信器種
類と励振周波数によるスパン補償量とを予め求めて第１
表のようなテーブルとしてＲＯＭ１２に記憶させておき
、第５図（ａ）の手順で、設定スイッチ１６による発信
器口径の・選択指定と、周波数カウンタ１Ｔによシ計測
された商用電源８０周波数とからＣＰＵ１１が補償量・
ｑをＲＯＭ１２よシ読み出し、前述した実測、の流量値
Ｖ−に対して次賽（２）の補償演算をする。

１Ｉ ｖｏ＝　　□　　・・・式（２） 但し、Ｖｏは発信器磁気回路に渦流損がなく磁束が定常
値に達しているときの流量信号である。、ｖ８は実際に
得られる信号であり渦流損のためＶ、）よりやや小さく
発信器口径や励振周波数でその程度が異なる。なお、カ
ウンタ１Ｔの出力はＣＰＵ１１を商用周波数に同期させ
るためＣＰＵ１１の割込指令信号ともなる。また、符号
１８は入出力ボート（Ｉｌｏ）であシ、設定スイッチ１
６の読込指令信号を出す。

第１表 一方、他の補償方法は変換器と組合せる発信器が限られ
ていて励振周波数対スパン変動量の関係式が発信器口径
側に判っている場合に都合の良い方法であり、この関係
式の演算補正プログラムをＲＯＭ１２　Ｋ記憶させてお
き、使用状態で読込まれる周波数信号に応じた演算補正
を第ｓｒＩ！Ｊ（ｂ）の手順で行うのである。

つまり、商用周波数の５０Ｈｚ　　と６ＧＨｚ相互間程
１ｉｔ）周波数変化に対しては実測値Ｖ、の変動は直線
近似でも十分な補償精度が得られるので、次式（３）の
演算で正しい流量値Ｖ（、を算出できる。

ここで、ｆｔ１ｉ使用状態の周波数、ｆｏは基準周波数
、βとｒは発信器口径ではぼ決定される値であり、βと
γはＲＯＭ１２　Ｋ第２表のようなテーブルとして予め
記憶させておく。

第２表 使用状＠（Ｄ周波数ｆはカウンタ１７により計測されて
ＲＡＭ１４に記憶される。一方、設定スイッチ１６ｒ−
より発信器口径が選択指定されると、口径に対応するβ
とｒがＲＯＭＩ２から読出される。

ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に記憶された補正式（３）の
アルゴリズムによｌ）　ｆ　、　ｆｏ　、β、ｒ及びＶ
、を用いて補正式（３）の演算をし、この結果がＤ／Ａ
変換器１３によシアナログ信号として出力される。

なお、上記各実施例では商用電源８０局波数を計測して
演算に用いているが、励磁電流の周波数を直接計測する
構成としても良い。また各偶は定電流励振の場合である
が、励振回路が電圧励振の場合は励磁電流変動による出
力誤差を除去するため、励磁電流で流量信号を除算する
演算を行うと良い。更に、励振方式及びｖ８を求める信
号処理方式は例示した方式に限定されず、各種の方式に
対して本発明を適用てきることれ言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１．２図社従来技術に係〕、第１図れ構成図、第２図
社波形図、第３〜５図は本発明に係シ、第３図は構成図
、第４図は波形−、第５図は演算手順の図である。 図面中、１＃ｉ励磁コイル、２は側足用管路、３ａと３
ｂｔｉ電極、５Ｌ励振回路、８＃Ｓｊ：商用電源、１１
はＣＰＵ（Ｗイタ０コンピユータ）、１１ｔＲｏＭ（リ
ード−オンリー−メモリ）、１４はＲＡＭ（ランダム・
アクセス・メモリ）、１５ｔｊ：パス・ライン、１６紘
発信器ロ径の設定スイッチ、１Ｔは周波数カウンタであ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　電磁流量、計において、励振周波数を計測す
   る手段と、電磁流置針発信器の種別を設定する手段と、
   発信器種別毎に各励振周波数が流量値に及ぼすスパン変
   動の補償データを予め記憶しているメモリと、計測した
   周波数及び設定された発信器種別に対応する補償データ
   を上記メモリから読出してこの補償データで流量値のス
   パン変動を補償するプログラム動作の演算手段とを備え
   たことを特徴とする電磁流量針。 （２１電磁流量針において、励振周波数を計測する手段
   と、電磁流置針発信器の種別を設定する手段と、流量値
   に対する励振周波数対スパン変動量の補正式のアルゴリ
   ズムを記憶しているメモリと、発信器種別により決まり
   種別設定によってメモリから読出される定数及び計測し
   た周波数を用いて上記アルゴリズムにより流量値のスパ
   ン変動を補正するプログラム動作の演算手段とを備えた
   ことを特徴とする電磁流量針。