JPS5833484B2 - 電磁流量計の励振回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電磁流量計の励振回路に関する。

電磁流量計の一つの方式として励磁コイルに流す励磁電
流を商用電源の周波数より低い周波数の断続電流とした
ものがある。

この方式の電磁流量計によればゼロ点変動が少なく９０
０ノイズが小さいため精度の高い流量測定が行なえる利
点がある。

ところでこの種流量計の励磁電流は普通商用電源を整流
し、その整流電力を半導体スイッチ素子等で断続制御し
励磁コイルに供給するようにしている。

一方、流量検出信号は励磁電流値に比例するため励磁電
流が変動すると流量検出信号も変動する。

このため励磁電流に比例した信号を励磁回路から取り出
しその励磁電流信号と流量検出信号とを比率演算し励磁
電流の変動に伴なう流量検出信号の変動を除去するよう
にしている。

励磁電流信号と流量検出信号との比率演算は変換器の電
子回路にて行なわれる。

このため電子回路と励磁電力源としての商用電源とを絶
縁する必要がある。

このため従来は第１図に示すように商用電源１の交流電
力を絶縁トランス２を介して整流回路３に供給し整流回
路３の整流出力を励磁電流信号検出用抵抗器４と電流断
続制御スイッチ素子５を介して流量計発信器６の励磁コ
イル７に供給し、抵抗器４０両端に得られた励磁電流信
号を変換器８に供給し、変換器８と商用電源１との間を
トランス２によって絶縁するようにしている。

然し乍ら絶縁トランス２は励磁コイル７で消費される電
力量に比例して大形となり重量も大きくなることと高価
となる欠点がある。

このため第２図に示すように絶縁トランス２を省略する
方法も考えられる。

即ち商用電源１を整流回路３に直接接続し、励磁コイル
γを流れる励磁電流に対応した信号を電流変成器９にて
取出し変換器８に供給するようにしたものである。

このようにしても励磁コイルＩを流れる励磁電流は商用
電源周波数より低い周波数であることから電流変成器９
において励磁電流に対応した信号を歪なく正確に取出そ
うとした場合にはコアの形状が大形となり第１図で説明
した絶縁トランス２と同程度の大きさとなってしまう。

結局いずれにしても励振回路装置が大形で重量の大きな
ものとなり装置そのもののコストが高（なることと、大
形で重量が大きいことがら製造時にも人手が掛り、更に
運送費、据付工事費等が高価になる欠点がある。

このため低周波励振方式を採る電磁流量計の励振回路を
小形軽量化すると共に安価に作ることが要求されている
。

この要求に対し直流電力を一旦商用電源周波数より高い
交流信号に変換し、この交流信号を絶縁トランスを介し
て整流回路に供給し、整流回路で再び直流電力を得るよ
うにし、この直流電力を制御手段であるスイッチ素子に
て商用電源周波数より低い周波数で断続的に流量計発信
器の励磁コイルに励磁電流を供給するようにした構造の
ものが考えられる。

しかしながら、この構造ではスイッチ素子に電流容量の
大きなもの、例えばトランジスタ等の半導体スイッチ素
子を必要とする欠点がある。

この発明の目的は、上記従来技術のような問題点のない
電磁流量計の励振回路を提供しようとするものである。

即ちこの発明によれば、励磁電流を小さい電流容量の制
御手段で断続することができると共に、励振装置全体が
小形、軽量化でき安価に作ることができるものである。

以下にこの発明の具体的実施例を図面を用いて説明する
。

第３図において、第１図及び第２図と対応する部分には
同一符号を付して説明する。

１は商用電源を示す。

商用電源１の商用電力は整流回路３ａにて整流しコンデ
ンサ１０にて平滑し端子１１−１１間に直流電力を得る
ように構成される。

即ちこの発明において例えばこのようにして得られた直
流電力を直流−交流変換器１２に供給し、この直流交流
変換器１２にて商用電源周波数より高い例えば４００Ｈ
ｚ〜４０ＫＨｚ程度の交流電力に変換する。

直流−交流変換器１２はこの例では直流電源の出力端子
１１１１間に直列接続された一対のトランジスタＱ１．
Ｑ２とこれらトランジスタＱ１ 。

Ｑ２ノヘースを互に正帰還結合させる結合トランスＴと
、トランジスタＱｓ 、Ｑ２の接続点と絶縁トランス２
′の一次巻線との間に直列接続した充放電コンデンサＣ
１と、結合トランスＴの駆動巻線Ｗの一端と直流電源の
一方の端子間に接続したコイルＬ１と抵抗器Ｒ１とコン
デンサＣ２とより成る時定数回路１４とにより構成した
場合を示す。

このような構成によってトランジスタＱ１．Ｑ２が自動
発振によって交互にオン、オフすることによってコンデ
ンサＣ１に充放電を行ない、その充放電電流が絶縁トラ
ンス２′の一次巻線に交番的に流れ交流電力を発生する
。

その交番周波数は時定数回路１４の時定数によって規定
され、例えば４００Ｈｚ〜４０ＫＨｚ程度の周波数に設
定する。

尚このような直流−交流変換器１２は従来より公知のも
のであるからこれ以上の詳細説明は省略する。

２′は絶縁トランスである。

この絶縁トランス２′と直流−交流変換器１２との間に
、被制御電流を流す主巻線１５ａと、この主巻線１５ａ
のインダクタンスを制御する制御巻線１６とを持つ可飽
和リアクタ１５の上記主巻線１５ａを挿入する。

この主巻線１５ａのインダクタンスを制御することによ
って直流−交流変換器１２の出力を断続制御し、励磁コ
イル７に流れる電流を断続させる。

即ち、可飽和リアクタ１５の主巻線１５ａが直流交流変
換器１２の一方の出力と絶縁トランス２′の一次巻線の
一端との間に挿入され、可飽和リアクタ１５の制御巻線
１６に絶縁トランス２１とは別に設けたトランス１１に
得られる交流電力を整流回路１８にて整流した直流を制
御手段１９にて断続的に供給する。

この制御手段を今スイッチで構成するとすると、このス
イッチ１９は変換器８に設けた制御信号源によって商用
電源周波数より低い周波数でオン、オフ制御される。

３ｂは整流回路である。

絶縁トランス２′の二次巻線に得られた交流電力は、こ
の整流回路３ｂにて整流しコンデンサ１３にて平滑され
てスイッチ素子５にて商用周波数より低い周波数で断続
的に励磁コイル７に供給される。

励磁電流に対応した信号は抵抗器４０両端から取出され
変換器８に供給する。

このようにして変換器８と商用電源１とは絶縁トランス
２′にて絶縁する。

上述のようにこの発明によれば絶縁トランス２′を通じ
て伝達される交流電力は商用周波数（５０又は６０Ｈｚ
）より高い例えば４００Ｈ２〜４０ＫＨｚ の交流とし
たからそれだけトランス２′の形状を小形化することが
できる。

又スイッチ１９がオフの場合は制御巻線１６には電流が
流れないからその鉄心が磁気飽和されない。

よって可飽和リアクタ１５のインダクタンスが大きく、
直流−文流変換器１２から絶縁トランス２′に供給され
るはずの交流電力は可飽和リアクタのインピーダンスに
よって減衰され充分小さい値に制限される。

方スイッチ１９がオンとなると整流回路１８の直流出力
が制御巻線１６を流れ、鉄心を磁気飽和させるから可飽
和リアクタ１５のインダクタンスは小さくなり絶縁トラ
ンス７には充分な大きさの交流電力が供給される。

よって励磁コイル７にはその整流出力が供給される。

よってスイッチ１９を商用周波数より低い所要の周波数
で断続制御すれば流量計発信器６を低周波励振すること
ができる。

またスイッチ１９は可飽和リアクタ１５０制御巻線１６
に流す電流を断続制御すればよいからその電流容量は小
さくて済み安価な半導体スイッチを用いることができる
。

又、この回路では励磁電流の変動を抵抗器４にて検出し
、その検出信号と流量検出信号とを変換器８にて比率演
算し、励磁電流の変動に伴なう流量検出信号の変動を除
去するようにしたが、励磁電流を安定化回路によって安
定化することによって変換器８で流量検出信号と比率演
算しなくて済むようにもできる。

第４図はその実施例を示す。この例においても、励磁電
流を定電流制御すると共に小容量制御手段によって励磁
電流を断続制御する。

今この制御手段を変換器８でオン・オフ制御されるスイ
ッチ２２と、比較増幅器２０とトランジスタＱ３ とで
構成する。

このような制御手段にあって、励磁電流検出用抵抗器４
に発生する電圧を比較増幅器２００反転入力端子に与え
ると共にツェナーダイオード２１に得られた基準電圧を
スイッチ素子２２を通じて比較増幅器２０の非反転入力
端子に供給する。

非反転入力端子は抵抗器Ｒ２を通じて共通電位点に接続
する。

このように構成すればスイッチ素子２２がオンのときは
基準電圧と抵抗器４に発生する電圧との比較によって可
飽和リアクタの制御巻線１６には制御電流が流れる。

よって励磁コイル７には所定の励磁電流が供給される。

スイッチ素子２２がオフになると比較増幅器２０の非反
転入力端子の電位が共通電位点の電位となるから反転入
力端子の電位の力が非反転入力端子の電位より高くなり
、比較増幅器２０の出力は負極性の方向に飽和しトラン
ジスタＱ３を完全にオフにさせる。

従って制御巻線１６を流れる電流はゼロとなり、可飽和
リアクタ１５のインピーダンスが犬となり直流−交流変
換器１２の出力は絶縁トランス２′に供給されなくなり
励磁電流ははｇゼロとなる。

このようにしてスイッチ素子２２０オン、オフによって
励磁電流を断続制御することにより小容量のスイッチ素
子２２によって励磁電流を断続制御することができる。

然も比較増幅器２０とツェナーダイオード２１及び可飽
和リアクタ１５による安定化回路によって励磁電流を一
定値に制御することができるため変換器８において流量
信号と励磁電流信号との比率演算を行なう必要はなく、
よってスイッチ素子の容量低減と、比率演算回路の省略
によって大巾にコストダウンが期待できる。

以上説明したようにこの発明によれば絶縁トランスの小
形化と軽量化によって励振装置の小形化と軽量化が達せ
られ、電気容量の小さな制御手段を用いることができる
ので取扱いが容易となる。

またコストダウンも期待できる。

尚上述では直流−交流変換器１２としてトランジスタＱ
ｔ 、Ｑ２による自励振型回路を用いたが、他の型式の
例えば他励振型直流−交流変換器を用いることもできる
。

またサイリスタ等の素子による変換器も考えられる。

また上述では励磁電流を単に直流電力を断続するだけの
励振方法を説明したが、例えば正−ゼロー負−ゼロー正
のように３値の断続信号にて励振する場合にもこの発明
を適用できること容易に理解できよう。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来の電磁流量計の励振回路を説明
するための接続図、第３図はこの発明の一実施例を示す
接続図、第４図はこの発明の他の実施例を示す接続図で
ある。 １：商用電源、２′：絶縁トランス、３ａ、３ｂ：整流
回路、５：スイッチ素子、７：励磁コイル、１２：直流
−交流変換器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 直流電源と、該直流電源から供給される直流電力を
   商用周波数より高い周波数の交流に変換する直流−交流
   変換器と、該直流−交流変換器の出力が供給される絶縁
   トランスと、該絶縁トランスの出力を整流し直流電力に
   変換する整流回路と、該整流回路の直流出力を受けて被
   測定流体が流れる流路に磁界を発生させる励磁コイルと
   、上記直流−交流変換器の出力側と上記絶縁トランスの
   一次側との間に挿入され上記励磁コイルに与えられる励
   磁電流を制御する可飽和リアクタの主巻線と、該可飽和
   リアクタの主巻線のインダクタンスを制御する制御巻線
   に流れる電流を上記商用周波数より低い周波数で断続的
   に制御する制御手段とを具備して成る電磁流量計の励振
   回路。