JPS60250213A - 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】 イ、産業上の利用分野 本発明は電磁流量計に関する。

口、従来技術 従来、電磁流量計において、第１図に示すような構成で
第５図に示すようなタイミングとした電磁流量計がある
。　この電磁流量計は第を図に示すタイミング回路（９
）からのパルスＰ３により励磁回路０１が励磁コイル（
４）に第５図（イ）に示すような励磁電流を流す。　こ
の電流が流れた後、残留磁気回路（３）には残留磁束が
発生し、計測管（１）に対向して取付けられた２つの電
極（２ａ）、（２ｂ）間には第５図（ロ）に示すような
起電力が発生する。　この起電力全サンプルアンドホー
ルド回路（６）及び（７）によって、第５図（ハ）及び
に）に示すタイミングでサンプリングした後、差動増幅
器（８）によって測定流速のみに比例した直流電圧に変
換する。

ハ６発明が解決しようとする問題点 前記従来の電磁流量計は、第Ｓ図（イ）のような間欠的
に短時間励磁電流を流したことによって生ずる残留磁束
を利用するものであシ、この方法によって消費電力を低
減させるには、励磁電流を流す期間に比べ、できる限り
長い期間残留磁束を利用して流速を検出することが必要
である。　このため第７図のサンプルアンドホールド回
路（６）および（７）のサンプリングのタイミングは第
Ｓ図（ハ）およびに）に示すように励磁電流を流した過
渡状態に生ずる電磁ノイズが消滅した後の大部分の期間
をサンプリングすることになる。　一方、電極（２ａ）
、（２ｂ）間には電気化学的な直流電圧が発生し、これ
が時間的にきわめてゆっくり変化する。　そのた１めに
、この直流電圧が変化することによる影響が無視できる
範囲に励磁周期を決める必要がある。　測定流速の変化
に対応して電気化学的な直流電圧の変化率は大幅に変化
するが、この変化の影響を受けないようにするため、励
磁周期は変動の最大値を想定して決めなければならない
。　このため従来の残留磁気型の励磁周期は一定限度以
上を長くできず、従って、消費電力もある程度以上減少
できないという欠点があった。

一方、流速が一定の場合は、電気化学的な直流電圧の変
動は少なく安定するが、流速が急変する時は、この直流
電圧の変化も激しいことが判った。

このため流速の変化が小さい時は励磁の周期をきわめて
長くし、逆に流速の変化が大きい時は周期を小さくする
ことにより前記欠点を解決し、従来以上に低消費電力の
電磁流量計を得ることを目的とする。

二０問題点を解決するだめの手段 本発明は前記の問題点を解決するために、流体に磁界を
かけるだめの励磁手段と流体に電気的に接する一対の電
極を有し、励磁コイ／ｌ／に励磁電流を瞬間的かつ交互
に流したことにより磁気回路の有する残留磁束で一対の
電極から流速に比例した電磁流量計において、励磁周期
を複数個持ち、被測定流体の流速変化が少ない時は長い
励磁周期とし、前記流速の変化が大きい時は短い励磁周
期とすることを特徴とするものである。

ホ、　実　施　例 次に第１図に示す本発明の第１実施例について説明する
。　なお、基本的構成及び動作の説明は、前記従来構造
と同様であるので、そのＭ複をさけるために省略する。

　第２図（イ）は電磁流量計に流れる流速を示すもので
あ）１期間Ａではほぼ一定な低流速で流れている。　こ
れに対応する時間の励磁電流の周期は第２図（ロ）に示
すように長い周期（ＴＬ）であり、電極（２ａ）、（２
ｂ）間に発生する起電力は第２図（ハ）の周期（１）で
示されるようになり、サンプリングスイッチＱｌ）でサ
ンプリングされた後、４変換器Ｑ力でデジタル信号に変
換され、マイクロブム ロセンサα１によって所定の演算をされ、４変換器ａ→
によって流速に比例するアナログの出力信号に変換され
る。　また、マイクロプロセッサａ：Ｉは励磁回路０１
及びサンプリングスイッチαηの制御を行なう。　第２
図（イ）で示す期間Ｂでは流速は図示の如く増加してい
る。　このとき、第２図（ハ）に示す起電力の周期（１
）では流速の増加に伴なって起電力が大きくなり、サン
プリングされた後の　４変換器（２）の出力は周期（１
）に比べて大きくなる。　マイクロプロセッサ０３では
この増加を検出して励磁周期（１）での励磁を第２図（
ロ）に示すように短い周期（Ｔ８）として駆動する。　
また、励磁周期（■゛２においても前記（１）と同様に
流速が増加しているため励磁電流の周期は短い周期（Ｔ
８）となる。　期間Ｃとなると第２図（６）に示すよう
に流速は一定で大流速となるため、励磁周期（’＝Ｗ）
では周期（Ｖ）に比して、出力の値はほぼ同一となる。

　このためマイクロプロセッサａ１はこれを検出して、
周期（■）での励磁を再び長い周期（ＴＬ）とする。

以上の構成によシ流速がほぼ一定の場合は長い励磁周期
で動作することとなシ、長い励磁周期で動作する分だけ
消費電力の低減が可能となる。

なお、流速がほぼ一定であるか逆に変化したかの判定は
励磁の各サイクル間のバラツキを青電して適度なヒステ
リシスを設定することにより必要以上に周期を変化させ
ることを防止できる。　また、流速変化の有無の判定も
７周期ごとでなく多数の周期の移動平均を用いてもよい
。　また、第２図に）におけるサンプリングのタイミン
グは励磁電流を瞬間的に流したことによる電磁結合ノイ
ズが消滅するまでの期間（Ｔ１）を除いた前半の一定期
間（Ｔ２）のみである。　期間（Ｔ３）はサンプリング
しない期間であり、長い励磁周期（ＴＬ）をとる場合は
（Ｔ３）が大きくなり、短い励磁周期（Ｔ８）の場合は
（Ｔ３）は零または短くなる。　この（Ｔ３）は励磁周
期の変化を吸収する期間となる。　流速変化の少ない時
は電気化学的な直流電圧の変化も比較的少ないが、　（
Ｔ３）の期間もサンプリングすればわずかな直流電圧の
変化も無視できなくなる。　逆に（Ｔ３）をサンプリン
グしないことによシ、直流電圧の変動の影響から逃れる
ことが可能である。　また、（Ｔ３）をサンプリングし
なくても、流速変化が少ない期間では流速測定のエラー
は無視できる程度のものである。

この方法によれば、流速変化に対する応答をそこなうこ
となく、きわめて低消費電力の電磁流量計が実現可能と
なる。

第３図に他の実施例を示す。　これは測定流速が急変し
た場合、電極間に発生する電気化学的な直流電圧がただ
ちに急変するため、この直流電圧の変化を検出して励磁
を短い周期（Ｔ８）に変更するものである。　直流電圧
の変化を検出する手段は第５図のように、ローパスフィ
ルタ０粁−変換器０りを増幅器（５）の出力に追加する
ことにより得られる。　ローパスフィルタ０９で励磁の
スパイクノイズ等の高い周波数成分のノイズを除去した
後、−変換器００でデジタル値に変換して、マイクロプ
ロセッサ０３に記憶される。　この時々刻々の記憶値が
以前の記憶値と比較して、所定の設定値以上に変化した
場合、流速が変化したと判定して励磁周期を変えるもの
である。　この方法によれば、急激な流量変化に対し遅
れ時間がなく、直ちに励磁周波数を変更することができ
、測定上の誤差が生じないのである。

６１発明の効果 以上のように本発明によれば、残留磁気励磁において、
従来以上に低消費電力化が可能であり、更に、被測定流
体の流速変化の検出を電極間に発生する電気化学的な直
流電圧の変動を検出して行なうようにすれば、急激な流
量変化に対し遅れ時間がなく、直ちに、励磁周波数を変
更することができ、測定上の誤差が生じない。

【図面の簡単な説明】

、第１図は本発明の第１実施例を示す電気回路図、第Ω
図はタイミングを示す図、第３図は本発明の第２実施例
を示す電気回路図、第１図は従来構造の電気回路図、第
Ｓ図は同タイミングを示す図である。 （１）・・・計測管 （２ａ）、　（ｊ２ｂ）　・・・電極 （３）・・・残留磁気回路 （４）・・・励磁コイル （５）・・・増幅器 ａＯ中・・励磁回路 αη・・・サンプリングヌイツチ 特許出願人 愛知時計電機株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、流体に磁界をかけるだめの励磁手段と流体に電気的
   に接する一対の電極を有し、励磁コイルに励磁電流を瞬
   間的かつ交互に流したことにより磁気回路が有する残留
   磁束で一対の電極から流速に比例した電圧を得る電磁流
   量計忙おいて、励磁周期を複数個持ち、被測定流体の流
   速変化が少ない時は長い励磁周期とし、前記流速の変化
   が大きい時は短い励磁周期とすることを特徴とする電磁
   流量計。 ２、特許請求の範囲第１項記載の被測定流体の流速変化
   の検出を電極間に発生する電気化学的な直流電圧の変動
   を検出して行なうようにしたことを特徴とする電磁流量
   計。