JPS63140917A - 溶融金属電磁流量計の補償方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は誘導起電力を検出して溶融金属の流量を測定す
る電磁？Ｘ量計の、前記検出せる誘導起電力を補正する
溶融金属電磁流量計の補償方法に関する。

（従来の技術） 金属を溶融させた状態で移送する場合に当該溶融された
金属の流量即ち、流路の成る箇所を単位時間に通過する
量を測定する装置として電磁ｆＬ量計がある。この電磁
流量計は溶融状態の金属を移送させるダクトに、当該ダ
クト内の溶融金属の流れる方向と直交させて一対の電極
を対向させて配置し、これらの溶融金属の流れの方向及
び対向すする電極の各方向に夫々直交する方向に磁界を
印加し、前記ダクト内を流れる溶融金属と磁界との相互
作用により前記対向する電極間に誘起される誘導起電力
を測定し、当該測定した起電力により前記ダクト内を流
れる前記溶融金属の流量を測定するものである。

ところが前記電磁流量計においては、溶融金属と電極と
の間の温度差に起因して当該溶融金属と各電極との間に
夫々熱起電力を発生し、前記誘導起電力はこれらの熱起
電力が加わった状態で検出される。従って、当該検出し
た誘導起電力をそのまま使用すると前記熱起電力に相当
する分だけｌ６融金属の流量に誤差を住することとなる
。

そこで、上記熱起電力に起因する測定誤差を補償すべく
前記電極間の誘導起電力を測定するに際し、温度差に起
因して現れる熱起電力を熱電対により求め、当該熱起電
力に相当する値を誘起起電力の実測値から差引くことに
よって補正し、当該補正した値により前記溶融金属の流
量を測定するようにした「溶融金属量Ｍ１流量計の熱起
電力補償装置（特開昭５９−１４７２２０号公報）」が
提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記溶融金圧電ｉｎ流量計の熱起電力補
償装置はその構成が複雑となり、また、熱電対により温
度を測定するために当該測定により生じた誤差は補償回
路の効果に大きな影響を与え、更に、電極と溶融金属と
は一般に異なる金属であるためにこれら両者間に分極電
位を生し、この分極電位による誤差を補償することが出
来ない等の問題がある。

本発明は上述の問題点を解決するためになされたもので
、測定せる誘導起電力に含まれる熱起電力等のノイズを
除去して当該測定値を補正し、溶融金属の流量の測定精
度の向上を図るようにした溶融金属電磁流量計の補償方
法を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明によれば、溶融金属を
流通させるダクトに直交させて磁界を印加し、当該ダク
トに前記熔融金属の流れの方向と前記磁界の方向とに直
交させて配置せる電極間に発生する起電力を測定して前
記溶融金属の流量を測定する溶融金属電磁流量計の、前
記磁界を発生させる励磁電流を所定周期でオン、オフさ
せ、前記励磁電流のオン時とオフ時における各起電力を
夫々測定し、前記オン時の測定値から前記オフ時の測定
値を差し引いて前記磁界を印加したときの測定値を補正
し、当該補正した値により前記溶融金属の流量を測定す
るものである。

（作用） 溶融金属に印加する磁界を発生させる励磁電流を所定周
期でオン、オフさせ、溶融金属に磁界を印加している時
と印加しない時との各時間における電極間に誘起される
各起電力を測定する。磁界を印加している時に測定した
誘導起電力には本来の溶融金属と磁界との相互作用によ
り発生する誘導起電力の他に熱起電力、分極電位等のノ
イズが含まれている。一方、磁界を印加しないときに測
定した起電力は熱起電力、分極電位等のノイズに起因す
る。前記磁界を印加している時に測定した起電力から前
記磁界を印加していない時にぶり定した起電力を差し引
いて前記ノイズを除去し、前記溶融金属による誘導起電
力のみの測定値を得、当該補正した測定値により前記溶
融金属の流量を測定する。

（実施例） 以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。

第１図は本発明を適用した溶融金属電磁流量計の回路構
成を示し、溶融金属１を移送するダクト２の直径上の両
側方位置には励磁用の電磁石３の各磁極３ａ、３ｂが当
該ダクト２を挟むようにして対向配置され、当該電磁石
３の励磁コイル４は励磁電流制御回路５に接続されてい
る。この電磁石３は励磁電流を供給されると両磁極間に
磁界を発生してダクト２内を流れる溶融金属１にその流
れの方向（紙面に垂直な方向）と直角方向に所定の大き
さの磁界を印加する。

ダクト２にはその直径上の上、下位置に一対の電極６．
６が対向して配置され、これらの各電極６．６は溶融金
属１の流れの方向と前記磁界の方向とに夫々直交する方
向に対向して配置されている。

制御回路１０はマイクロコンピュータにより構成され、
中央演算処理装置（以下ＣＰＵという）１１、記憶装置
（以下メモリという）１２、増幅器１３、サンプルホー
ルド回路１４、アナログ−デジタル変換器（以下Ａ／Ｄ
変換器という）１５等を備え、ＣＰＵＩ　１の各出力端
子は励磁電流制御回路５、サンプルホールド回路１４及
び出力表示装置１７に接続され、増幅器１３の入力端子
はダクト２に装着された各電極６．６に、出力端子はサ
ンプルホールド回路１４の入力端子に夫々接続される。

Ａ／Ｄ変換器１５の入力端子はサンプルホールド回路１
４の出力端子に、出力端子はＣＰＵＩ　ｌの入力端子に
接続される。また、キーボード入力装置１６の出力端子
はｃｐｕｌｔの入力端子に接続される。

以下に作用を説明する。

ＣＰＵＩＩはメモリ１２に記憶されているプログラムに
従って励磁電流制御信号Ｐａを所定の周期で出力して励
磁電流制御回路５に加える。この制ｉ１１信号Ｐａは第
２図（ａｌに示すように時間Ｔ、の間ハイレベル、時間
Ｔ２の間口−レベルとされるパルス信号で、例えば出力
時間ＴＩを２０ＳｅＣ１休止時間Ｔ２を１Ｑｓｅｃに設
定される。励磁電流制御回路５はパルス信号Ｐａを入力
されている間所定の励磁電流Ｉ　（第２図（ｂ））を出
力（オン）して電磁石３のコイル４を励磁する。これに
より電磁石３はダクト２内を流れる溶融金属ｌにその流
れの方向に直交する方向に磁界を印加する。

ダクト２内を流れる溶融金属１に前記磁界が印加されて
いる時には、これらの移動する溶融金属１と磁界との相
互作用により電Ｆｉ６．６間に誘導起電力Ｅｏｎが発生
される。この誘導起電力Ｅｏｎには、ダクト２の内径ｄ
、磁界の磁束密度Ｂ、溶融金属１の流速Ｖに比例した大
きさの本来の誘導起電力Ｅａの他に、前述したように溶
融金属ｌと各電極６．６との温度差に起因する熱起電力
、熔融金属１と各電極６．６との間に発生する分罹電位
等のノイズ成分Ｅｂが含まれている（Ｅｏｎ＝Ｅａ＋Ｅ
ｂ）、また、励磁電流Ｉが出力されない時（オフ時）即
ち、溶融金属１に磁界が印加されない時には前記誘導起
電力Ｅａは零（Ｅａ＝Ｏ）となり電極６．６間に発生さ
れる起電力Ｅｏｆｆは前記熱起電力、分極電位による起
電力Ｅｂのみとなる（Ｅｏｆｆ　＝Ｅｂ　）　。

これらの電極６．６間に発生した起電力Ｅｏｎ又はＥｏ
ｆｆは夫々増幅器１３により増幅されて出力される。一
方、ＣＰＵＩＩは溶融金属ｌに磁界を印加している時に
は第２図（Ｃ１に示すようにサンプリングパルス信号ｐ
ｂを、磁界を印加していない時には同図＋ｄｉに示すサ
ンプリングパルス信号Ｐｃを出力してサンプルホールド
回路１４に加える。

サンプルホールド回路１４はサンプリングパルス信号ｐ
ｂを印加された時に前記起電力Ｅｏｎを取り込んでホー
ルドし、サンプリングパルスＰｃを印加された時に前記
起電力Ｅｏｆｆを取り込んでホールドする。Ａ／Ｄ変換
器１５は逐次人力されるこれらの各起電力Ｅｏｎ、　Ｅ
ｏｆｆを夫々対応するデジタル信号Ｄｏｎ、　Ｄｏｆｆ
に変換して出力する。ＣＰＵ１ｌはＡ／Ｄ変換器１５か
ら順次出力される信号Ｄｏｎ、、Ｄｏｆｆをメモリ１２
に一時格納する。

尚、サンプルホールド回路１４に取り込まれる各起電力
Ｅｏｎ、　Ｅｏｆｆには前記溶融金属１と電極６．６と
の温度差に起因する熱起電力、溶融金属１と各電極６．
６との間の分極電位の他に、各電極６．６とリード線と
の接続点に発生する熱起電力、増幅器１３のドリフト等
に起因するノイズが含まれる。

ところで、起電力Ｅｏｆｆ即ち、Ｅｂは主として温一度
の変化により生じるノイズであり、その時定数は可成り
長く、前記溶融金属１に磁界を印加している時間Ｔ＋の
間における当該起電力Ｅｂの変化は掻めて小さく無視す
ることが出来る。従って、溶融金属ｌのみに起因する前
記誘導起電力Ｅａは（Ｅａ　−Ｅｏｎ　−Ｅｏｆｆ　）
で表される。このイ直Ｅａは前述した熱起電力等のノイ
ズを除去され、溶融金属１の流量に極めて正確に対応す
る。

また、溶融金属電磁流量計は種々の断熱処理を施す必要
があるために、電磁石３の形状寸法をある程度大きくし
なければならず、これに伴いコイル４０寸法や巻数を大
きくする必要がある。それ故にコイル４の時定数は可成
り長くなり数秒程度になるのは普通である。従って、前
記検出した起電力Ｅｏｎ、Ｅｏｆｆ　　（Ｅｂ　）をサ
ンプル周期の数十秒の間正６′僅に保持することが必要
である。しかしながら、通常のサンプルホールド素子で
はこのような長い時間信号を間正確に保持することは因
難である。そこで、上述したように、Ａ／Ｄ変換器１５
から出力された信号Ｄｏｎ、　Ｄｏｆｆを一時メモリ１
２に格納しておき長時間の保持を可能とさせる。

ＣＰＵＩＩはメモリ１２に格納した各値Ｄｏｎ、Ｄｏｆ
ｆを読み出し、これらの各値Ｄｏｎ、　Ｄｏｆｆに基づ
いて、（Ｄｏｎ−Ｄｏｆｆ　）の演算を行い溶融金属１
のみによる誘導起電力Ｅａに対応する値Ｄａ（＝　Ｄｏ
ｎ　−Ｄｏｆｆ　）を算出し、更に当該算出した値Ｄａ
により溶融金属ｌの流量Ｑを演算し、燭応する流量信号
を出力して出力表示装置’７１７に加える。出力表示装
置ｉ１７はＣＰＵＩ　１から入力される流量信号により
前記溶融金属１の流量Ｑを表示する。斯くして溶融金属
１の流量を正確に測定することができる。

ところで、ダクト２や電極６．６等を使い捨てる方式の
溶融金属電磁流量計においては頻繁にダクト２や電極６
．６を取り替える。これらの使い捨て方式に使用される
ダクト２や電極６．６等は安価なものを使用するために
形状寸法のバラツキが大きく、ダクト２の内径寸法等は
可成り大きな誤差がある。また、ダクト２を装着する際
に各電極６．６の位置はしばしば電磁石３の磁極３ａ、
３ｂの中心から離れた位置に配置されることがある。従
って、このようなダクト２の寸法誤差や電極６．６の取
り付は位置の誤差等を補正する必要がある。そこで、ダ
クト２や電極６．６等を交換する度に、キーボード入力
装置１６によりＣＰＵ１１に電磁流量計の出力に影響を
及ぼすパラメータ例えば、ダクト２の内径、ダクト２の
収縮率、電極６．６の位置等を入力する。ＣＰｔＪｌ　
１はこれらの入力された各値をメモリ１２に格納し、前
記熔融金属の流量の演算時に所要のパラメータを補正す
る。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、溶融金属を流通さ
せるダクトに直交させて磁界を印加し、当該ダクトに前
記溶融金属の流れの方向と前記磁界の方向とに直交させ
て配置せる電極間に発生する起電力を測定して前記溶融
金属の流量を測定する溶融金属電磁流量計の、前記磁界
を発生させる励磁電流を所定周期でオン、オフさせ、前
記励磁電流のオン時とオフ時における各起電力を夫々測
定し、前記オン時の測定値から前記オフ時の測定値を差
し引いて前記磁界を印加したときの測定値を補正し、当
該補正した値により前記溶融金属の流量を測定するよう
にしたことにより、前記熱起電力等の影響を受けること
なく極めて正確に前記溶融金属の流量を測定することが
可能となり、溶融金属電磁流量計の測定精度を大幅に向
上させることができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る溶融金属電磁流量計の補償方法を
通用した溶融金属１！磁＠量計の一実施例を示す回路図
、第２図は第１図の回路の信号のタイミングチャートを
示す図である。 ｌ・・・溶融金属、２・・ダクト、３・・・電磁石、５
・・・励磁電流制御回路、ＩＯ・・・制御装置、１１・
・・ｃｐＵ、１２・・・メモリ、１３・・・増幅器、１
４・・・サンプルホールド回路、１５・・・Ａ／Ｄ変換
器、１６・・・キーボード入力装置、１７・・・出力表
示装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 溶融金属を流通させるダクトに直交させて磁界を印加し
   、当該ダクトに前記溶融金属の流れの方向と前記磁界の
   方向とに直交させて配置せる電極間に発生する起電力を
   測定して前記溶融金属の流量を測定する溶融金属電磁流
   量計の、前記磁界を発生させる励磁電流を所定周期でオ
   ン、オフさせ、前記励磁電流のオン時とオフ時における
   各起電力を夫々測定し、前記オン時の測定値から前記オ
   フ時の測定値を差し引いて前記磁界を印加したときの測
   定値を補正し、当該補正した値により前記溶融金属の流
   量を測定することを特徴とする溶融金属電磁流量計の補
   償方法。