JPS5825966B2 - 電磁流量計の励磁回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電磁流量計の励磁回路に関する。

電磁流量計の励磁方式は理想的には直流励磁方式が好ま
しい、然し乍ら直流励磁方式を採った場合、電極に直流
の測定電圧が発生するためこの直流電圧によって電極が
電気分解され、これによってゼロ点変動が起きる欠点が
ある。

この欠点を回避するためにやむなく交流励磁方式が採ら
れている。

然し交流励磁方式によれば９０°雑音、同相雑音等の不
要信号が発生する。

これらの不要信号は例えば温度変化に対しそのレベルが
変動するため流量測定信号のゼロ点が温度変化等によっ
て変化してしまう欠点がある。

これに対し商用電源周波数より低い例えば１〜１０Ｈｚ
の周波数で励磁電流を切換えるようにした超低周波励磁
方式が提案されている。

この超低周波励磁方式によれば９０°雑音、同相雑音の
発生もなく、従ってゼロ点変動のない流量測定信号を得
ることができる利点がある。

ところで電磁流量計では一般に流路を構成する管体の口
径の違いによってそれぞれ検出感度が異なるために管体
の口径毎に励磁電流を異ならせ流量に対する出力電圧を
揃えるようにしている。

このため超低周波励磁方式の場合も従来では各口径毎に
電流値が異なる電流源を用意し、この電流源の出力電流
を超低周波信号にてスイッチングするようにしている。

従って励磁用電源の設計が繁雑であり、また多種類の電
源を作らなければならないため製造管理も面倒である。

この発明の目的は同一構成の電源によって各種口径に合
った励磁電流を得ることができる電磁流量計の励磁回路
を提供するにある。

この発明では励磁コイルと電源との間に電源から励磁コ
イルに供給される励磁電流をオン、オフ制御するスイッ
チを設けると共にこのスイッチを超低周波信号と高周波
信号との論理積によってオン、オフ制御し高周波信号の
デユーティ比を変えることにより、各種口径に合致する
ように励磁電流を制御するものである。

以下この発明の一実施例を図面について詳細に説明する
。

第１図はこの発明の基本となる実施例を示す。

この図において１は直流電源を示し、２は電磁流量計の
励磁コイルである。

直流電源１と励磁コイル２との間にはこの例ではスイッ
チ３を直列に挿入し、このスイッチ３のオン、オフ制御
によって励磁コイル２に流れる励磁電流を断続制御する
ようにし、励磁コイル２と並列にダイオード４を直流電
源１の印加電圧に対し逆極性となるように接続する。

従ってスイッチ３がオフの期間はこのダイオード４を通
じて励磁コイル２に蓄えられた電流が放出される。

この発明においてはこのスイッチ３を低周波信号と高周
波信号の論理積によって制御し、高周波信号のデユーテ
ィ比を変えることにより任意所望の励磁電流を得るよう
にしようとするものである。

このため低周波発生器５と、高周波発生器６とが設けら
れ、これら信号発生器５及び６からの低周波信号と高周
波信号との論理積を得るようにする。

この例では低周波発生器５より第２図Ａに示すような低
周波の矩形波Ｐａを発生させ、この矩形波Ｐａを高周波
発生器６に供給し、高周波発生器６の発振を例えば断続
制御したり、或いは高周波発生器６のデユーティ比を低
周波信号Ｐａが「１」論理のときｔ／Ｔとし、「０」論
理のときデユーティ比を１とするように可変するように
してもよく、斯くして双方の論理積として第２図Ｂに示
すような高周波信号ｐｂが低周波信号Ｐａの周期に従っ
て断続される間欠信号として得るようにし、この間欠信
号によってスイッチ３をオン、オフ制御する。

スイッチ３は例えば高周波信号Ｐｂが「１」論理のとき
オンにされ、「０」論理のときオフにされる。

従って励磁コイル２には第２図Ｃに示すようにスイッチ
３がオンのとき増加し、オフのとき減少し、その繰返し
によって漸次電流値■が増加する励磁電流ｉφが流れる
。

この励磁電流ｉφの最大値は高周波信号Ｐｂのデユーテ
ィ比ｔ／Ｔによって適当値に設定できる。

即ちｔ／ＴをＯに近ずければパルス信号Ｐｂの「１」論
理の時間が長くなるため励磁電流の最大値は大きくなり
、ｔ／Ｔを１に近ずければ励磁電流値の最大値は小さく
なる。

よって各種口径に対応した任意の励磁電流を高周波信号
Ｐｂのデユーティ比ｔ／Ｔによって設定することができ
直流電源１と低周波発生器５及び高周波発生器６とより
成る同一構成の励磁装置を各種口径の異なる電磁流量計
の励磁装置として使用することができる。

従って各種口径の異なる電磁流量計を製造する場合でも
励磁電源装置は一種類作ればよく、製造管理を容易にす
ることができる。

尚こＳで上述の実施例では励磁コイル２に流れる励磁電
流ｉφは平均すれば直流電流となる。

従って先にも説明した如く流量検出用電極には直流の検
出電圧が発生し電極が除去に電気分解され、これによっ
て設定値のゼロ点が移動してしまうが、この例では直流
励磁の場合と異なり、電流を断続制御し、電流が必ずゼ
ロとなる期間が存在するため、この時点で測定値のゼロ
点変動を検知することができ、その検知出力によってゼ
ロ点浮動を較正できるから、よって電極の電気分解が進
んでも常に正しい測定値を得ることができるものである
。

低周波発生器５の出力と高周波発生器６の出力の論理積
を採る方法としては上述のように高周波発生器６の発振
を低周波信号Ｐａによって断続制御したり或いは高周波
発生器６のデユーティ比をｔ／Ｔと１とに切換る他に例
えば第３図に示すように低周波発生器５と高周波発生器
６の出力をアンドゲート又はナントゲート回路７によっ
てゲトし、そのゲ゛−ト出力をインバータ８を通じて取
り出し、その出力によってスイッチ３を制御するように
してもよい。

また高周波発生器６のデユティ比を可変する方法として
は例えば第４図に示すように電圧比較器６ａの一方の入
力端子に電圧設定回路６ｂより設定電圧を供給し、他方
の入力端子に鋸歯状波発振器６ｃより第５図Ａに示すよ
うな鋸歯状波Ｓａを供給するように構成することにより
比較器６ａの出力には第５図Ｂに示すように鋸歯状波Ｓ
ａの繰返周波数に等しいパルス信号ｓｂを得ることがで
きる。

そして電圧設定回路６ｂの設定電圧Ｅｃを適当値に設定
することにより比較器６ａから得られるパルス信号ｓｂ
のデユーティ比ｔ／Ｔを適宜可変し任意のデユーティ比
に設定することができる。

従ってこのデユーティ比の設定によって励磁コイル２に
は任意の振巾値を持つ励磁電流を供給することができる
。

第６図はこの発明の他の実施例を示す。

この例では商用電源９から供給される交流電圧をスイッ
チ回路３を通じてダイオードブリッジにて構成される全
波整流回路１０に供給し、これにて交流電圧を全波整流
し、その全波整流出力を励磁コイル２に供給するように
した場合を示す。

スイッチ回路３はこ５ではＮＰＮ型トランジスタＱ１．
Ｑ２を逆並列接続して双方向スイッチ回路を構成した場
合を示す。

トランジスタＱ１．Ｑ２のベースに高周波パルス発生器
６から低周波発生器５の信号Ｐａ（第７図Ａ）の周期に
従って間欠信号とされたパルス信号Ｐｂ （第７図Ｂ）
を供給することによって全波整流回路１０には第７図Ｃ
に示すようにパルス信号Ｐｂによってサンプリングされ
た信号Ｐｃが供給される。

このサンプリングされた信号Ｐｃが全波整流回路１０に
て全波整流され励磁コイル２には第７図りに示すような
全波整流信号Ｐｄが供給される。

よって励磁コイル２には全波整流信号Ｐｄを積分した電
流ｉφが流れ、その最大値はパルス信号Ｐｂのデユーテ
ィ比によって可変され任意値に設定することができる。

全波整流信号Ｐｄが存在しない期間は全波整流回路１０
．のダイオードを通じてコイル２から電流が放出される
。

従ってこの例では第１図で示したダイオード４を特に設
ける必要はない。

以上説明した如く、この発明によれば高周波パルス信号
ｐｂのデユーティ比を可変することによって励磁コイル
２を流れる励磁電流値を可変することができるから各種
口径の流量計に対し、所望の電流値となるようにデユー
ティ比を設定すればよく、異なる口径の電磁流量計の励
磁電源を共通化することができ、製造管理が容易となる
。

また部品も共通化できるのでコスタダウンも期待できる
。

尚上述においてスイッチ３を電源１又は９と励磁コイル
２との間に直列に挿入したが電源１又は９が定電流源回
路で構成される場合はスイッチ３は電源又はコイル２に
対し並列接続してもよい。

また上述では低周波発生器５と高周波発生器６からは矩
形波Ｐａ 、 Ｐｂを得られるものとして説明したが、
必ずしも矩形波でなくともよく、例えば正弦波形の信号
でもよい。

また低周波発生器５及び高周波発生器６はそれ自身発振
器を構成するものでなくともよく、例えば基準発振器か
らの信号を適当な分局器によって分周し、高周波信号Ｐ
ｂと低周波信号Ｐａとを得るようにしてもよいこと容易
に理解できよう。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の基本的実施例を示す接続図、第２図
はその動作の説明に供する波形図、第３図及び第４図は
この発明の要部の他の実施例を示す接続図、第５図は第
４図の動作の説明に供する波形図、第６図はこの発明の
他の実施例を示す接続図、第７図はその動作の説明に供
する波形図である。 １．９：電源、２：励磁コイル、３：スイッチ、５：低
周波発生器、６：高周波発生器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 励磁コイルと、該励磁コイルに励磁電流を供給する
   電源と、励磁コイルの励磁周波数を決める低周波発生器
   と、該低周波発生器にて発生した低周波信号より周波数
   が高い高周波信号を発生する高周波発生器と、上記低周
   波発生器と高周波発生器から発生した低周波信号及び高
   周波信号の論理積をとる手段と、該論理積によってオン
   、オフ制御されるスイッチ手段を具備し、前記高周波信
   号のデユーティ比を変えることにより前記励磁電流を制
   御することを特徴とする電磁流量計の励磁回路。