JPH0554608B2 - - Google Patents
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- JPH0554608B2 JPH0554608B2 JP19716885A JP19716885A JPH0554608B2 JP H0554608 B2 JPH0554608 B2 JP H0554608B2 JP 19716885 A JP19716885 A JP 19716885A JP 19716885 A JP19716885 A JP 19716885A JP H0554608 B2 JPH0554608 B2 JP H0554608B2
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Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、磁場を被測定流体に印加しその流量
を測定する電磁流量計に係り、特にその励磁方式
とこれに伴う信号処理方式を改良した電磁流量計
に関する。[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention relates to an electromagnetic flowmeter that applies a magnetic field to a fluid to be measured and measures its flow rate, and in particular improves its excitation method and accompanying signal processing method. Regarding electromagnetic flowmeter.
〈従来の技術〉
工業用の電磁流量計は従来から商用電源を用い
て励磁する商用周波の励磁方式が採用されて来
た。商用周波の励磁方式は、(イ)応答速度が早く低
コストに出来る、(ロ)スラリ性の流体や低導電率の
流体で発生する流速と共に増加する低周波のラン
ダムノイズ(以下、フローノイズという)の影響
を受け難い、という利点があるが、稼動状態で比
較的長期、例えば1日程度の間、放置しておくと
ゼロ点が変動するという欠点がある。<Prior Art> Industrial electromagnetic flowmeters have conventionally adopted a commercial frequency excitation method using a commercial power supply. The commercial frequency excitation method is characterized by (a) fast response speed and low cost, and (b) low-frequency random noise (hereinafter referred to as flow noise) that increases with the flow velocity generated in slurry fluids and low conductivity fluids. ), but has the disadvantage that the zero point will fluctuate if left in operation for a relatively long period of time, for example, about one day.
このため、商用周波の1/2、あるいはこれ以
下の低周波で励磁する低周波励磁方式が採用され
るようになつた。低周波励磁方式にすると周知の
ようにゼロ点の安定な電磁流量計が得られる利点
がある。しかし、キヤリヤ周波数が低いので、フ
ローノイズの周波数と近接し、このためフローノ
イズの影響を受けやすく、特に流速が大になると
この影響が顕著になる。また、フローノイズの影
響を軽減するためにダンピングをかけると応答が
遅くなる欠点を有している。更に、最近の電磁流
量計は省電力化を図る傾向にあるが、特に2線に
より電源の供給と信号の伝送を同時に行なう2線
式の電磁流量計では省電力化が必須の要件とな
る。この様な場合には単位流速当りの起電力を小
さくする必要があり、例えば従来の低周波励磁方
式では0.5mV/m/s程度であつたものが2線式
にすると10μV/m/s程度と小さくなる。発生
起電力が従来に比べて1桁以上も小さくなるとフ
ローノイズの影響は相対的に増大するので低周波
励磁方式で省電力化を図ることには限界がある。 For this reason, a low frequency excitation method that excites at a low frequency of 1/2 of the commercial frequency or lower has come to be adopted. As is well known, the low frequency excitation method has the advantage of providing an electromagnetic flowmeter with a stable zero point. However, since the carrier frequency is low, it is close to the frequency of flow noise, and is therefore susceptible to the influence of flow noise, and this influence becomes particularly noticeable as the flow velocity increases. Furthermore, when damping is applied to reduce the influence of flow noise, the response becomes slow. Furthermore, recent electromagnetic flowmeters are trending towards power saving, and power saving is particularly essential for two-wire electromagnetic flowmeters that simultaneously supply power and transmit signals through two wires. In such cases, it is necessary to reduce the electromotive force per unit flow velocity; for example, while with the conventional low frequency excitation method it was about 0.5 mV/m/s, with the two-wire method it is about 10 μV/m/s. becomes smaller. When the generated electromotive force is reduced by one order of magnitude or more compared to the conventional one, the influence of flow noise increases relatively, so there is a limit to the ability to save power using the low frequency excitation method.
〈発明が解決しようとする問題点〉
商用周波数による励磁では、応答速度が大きく
かつフローノイズによる影響を受け難い利点があ
るが、反面ゼロ点が不安定な欠点が存在する。<Problems to be Solved by the Invention> Excitation using a commercial frequency has the advantage of a high response speed and is less affected by flow noise, but has the disadvantage that the zero point is unstable.
一方、低周波による励磁では、ゼロ点は安定で
あるが、フローノイズの影響を受けやすい欠点が
あり、いずれの励磁方式を採用してもゼロ点が安
定でかつフローノイズの影響も受け難く、更に応
答速度も大きい電磁流量計を得ることができず、
また省電力化の障害を除去することもできないと
いう問題点がある。 On the other hand, with low frequency excitation, the zero point is stable, but it has the disadvantage of being susceptible to flow noise. Furthermore, it was not possible to obtain an electromagnetic flowmeter with a high response speed.
Another problem is that it is not possible to eliminate obstacles to power saving.
〈問題点を解決するための手段〉
この発明は、これ等の問題点を一掃するため、
第1周波数とこれにより低い第2周波数の2つの
異なつた周波数を有する磁場を供給する励磁手段
と、この励磁手段により励磁され流量に対応して
発生する信号電圧を第1周波数に基づいて弁別し
て出力する第1復調手段と、この第1復調手段の
出力を高域濾波する高域濾波手段と、信号電圧を
第2周波数に基づいて弁別して復調する第2復調
手段と、濾波手段と第2復調手段の各出力を加算
的に合成する合成手段とを具備するように構成し
たものである。<Means for solving the problems> In order to eliminate these problems, the present invention has the following features:
excitation means for supplying magnetic fields having two different frequencies, a first frequency and a lower second frequency; and a signal voltage excited by the excitation means and generated corresponding to the flow rate, which is discriminated based on the first frequency. a first demodulating means for outputting, a high-pass filtering means for high-pass filtering the output of the first demodulating means, a second demodulating means for discriminating and demodulating the signal voltage based on a second frequency, a filtering means and a second demodulating means. and combining means for additively combining each output of the demodulating means.
〈実施例〉
以下、本発明の実施例について図面に基づき説
明する。第1図は本発明の一実施例を示すブロツ
ク図である。この実施例は電磁流量計の変換器の
帰還ループとして別に設けた場合を示している。<Example> Hereinafter, an example of the present invention will be described based on the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. This embodiment shows a case where a feedback loop is provided separately for a converter of an electromagnetic flowmeter.
10は電磁流量計の発信器の導管であり、絶縁
性のライニングがその内面に施されている。11
a,11bは信号電圧を検出するための電極であ
る。12は励磁コイルであり、これによつて発生
した磁場が被測定流体に印加される。励磁コイル
12には抵抗13を介して商用定電流源14より
商用周波数の定電流が流され、また、同時に励磁
コイル12には抵抗15を介して低周波定電流源
16より例えば50/8Hz程度の低周波の定電流が
重畳して流されている。これにより、被測定流体
には商用周波数と商用周波数の1/8の周波数の
2種類の異なつた周波数の磁場が印加されてい
る。 10 is a conduit for a transmitter of an electromagnetic flowmeter, and an insulating lining is provided on the inner surface of the conduit. 11
a and 11b are electrodes for detecting a signal voltage. Reference numeral 12 denotes an excitation coil, and a magnetic field generated thereby is applied to the fluid to be measured. A constant current of commercial frequency is applied to the excitation coil 12 from a commercial constant current source 14 via a resistor 13, and at the same time, a constant current of about 50/8 Hz is applied to the excitation coil 12 from a low frequency constant current source 16 via a resistor 15. Low-frequency constant currents are superimposed on each other. As a result, magnetic fields of two different frequencies, a commercial frequency and a frequency 1/8 of the commercial frequency, are applied to the fluid to be measured.
一方、信号電圧は電極11a,11bで検出さ
れ、前置増幅器17に出力される。前置増幅器1
7でコモンモード電圧の除去とインピーダンス変
換がなされその出力端18を介して結合点19に
出力される。 On the other hand, the signal voltage is detected by the electrodes 11a and 11b and output to the preamplifier 17. preamplifier 1
At 7, the common mode voltage is removed and the impedance is converted, and the output is outputted to the coupling point 19 via the output terminal 18.
結合点19では前置増幅器17の出力と乗算器
20の出力との偏差がとられ増幅器21により増
幅され復調器22により同期整流またはサンプル
ホールドされる。その平滑された直流出力は電
圧・周波数変換器23により一定パルス幅を持つ
パルス周波数信号に変換されて乗算器20に帰還
されると共に低域濾波器(ローパスフイルタ)2
4に出力されて平滑され、その出力VLは加算点
25に出力される。乗算器20は例えばスイツチ
で構成されている。このスイツチの一端には抵抗
15の両端に発生した低周波の比較電圧が印加さ
れ、電圧・周波数変換器23の出力パルスでこの
スイツチを開閉し、その他端に生じた電圧を結合
点19に出力する。また復調器22には抵抗15
からの低周波の比較電圧が印加されている。 At the coupling point 19, the deviation between the output of the preamplifier 17 and the output of the multiplier 20 is taken, amplified by the amplifier 21, and synchronously rectified or sampled and held by the demodulator 22. The smoothed DC output is converted into a pulse frequency signal with a constant pulse width by a voltage/frequency converter 23 and fed back to a multiplier 20, and is also fed to a low pass filter 2.
4 and is smoothed, and its output V L is output to an addition point 25 . The multiplier 20 is composed of, for example, a switch. A low-frequency comparison voltage generated across the resistor 15 is applied to one end of this switch, and the switch is opened and closed by the output pulse of the voltage/frequency converter 23, and the voltage generated at the other end is output to the connection point 19. do. Also, the demodulator 22 has a resistor 15.
A low frequency comparison voltage is applied.
増幅器21、複調器22、電圧・周波数変換器
23、低域濾波器24および乗算器20はこれ等
で低周波の信号電圧を処理する低周波信号処理系
26を構成し、被測定流体の流量信号のうち低周
波励磁に対応する信号を処理して加算点25に出
力VLとして出力する。この低周波信号処理系2
6における時定数は低域濾波器24の時定数を大
きくとり、応答を遅くしておく。 The amplifier 21, the demodulator 22, the voltage/frequency converter 23, the low-pass filter 24, and the multiplier 20 constitute a low-frequency signal processing system 26 that processes a low-frequency signal voltage, and Among the flow rate signals, a signal corresponding to low frequency excitation is processed and outputted to the addition point 25 as an output V L. This low frequency signal processing system 2
The time constant at 6 is set to be larger than that of the low-pass filter 24 to slow down the response.
一方、前置増幅器17の出力端18と加算点2
5との間には低周波信号処理系26と並列的に商
用周波信号処理系27が接続されている。 On the other hand, the output terminal 18 of the preamplifier 17 and the summing point 2
5, a commercial frequency signal processing system 27 is connected in parallel with the low frequency signal processing system 26.
前置増幅器17の出力端18の出力電圧と乗算
器28の出力電圧との偏差が結合点29でとられ
増幅器30で増幅される。増幅器30の出力は復
調器31で抵抗13に発生した商用周波の比較電
圧を参照電圧として同期整流され、あるいはサン
プルホールドされて平滑された直流電圧とされ
る。この直流電圧は電圧・周波数変換器32によ
り一定パルス幅を持つパルス周波数信号に変換さ
れて乗算器28に帰還される。電圧・周波数変換
器32の出力電圧は低域濾波器33で平滑して直
流電圧とし、これを高域濾波器(ハイパスフイル
タ)34を介して加算点25に出力VHとして出
力する。加算点25では出力VLとVHとを加算し
て出力端35に合成出力VCを出力する。 The deviation between the output voltage of the output 18 of the preamplifier 17 and the output voltage of the multiplier 28 is taken at a node 29 and amplified in an amplifier 30. The output of the amplifier 30 is synchronously rectified by a demodulator 31 using the commercial frequency comparison voltage generated in the resistor 13 as a reference voltage, or sampled and held to become a smoothed DC voltage. This DC voltage is converted by a voltage/frequency converter 32 into a pulse frequency signal having a constant pulse width and fed back to the multiplier 28. The output voltage of the voltage/frequency converter 32 is smoothed by a low-pass filter 33 to form a DC voltage, which is outputted to the summing point 25 as an output VH via a high-pass filter 34. The addition point 25 adds the outputs V L and V H and outputs a composite output V C to the output terminal 35 .
この様な構成にすると、流量変動の少ない通常
の作動の場合には、商用周波信号処理系27は高
域濾波器34の存在のために応答せず、主として
ゼロ点の安定な低周波信号処理系26の出力VL
が合成出力VCとして出力され、一方フローノイ
ズに関しては、大きな時定数が選定されている低
域濾波器24の存在のためにその影響が軽減され
出力VLの揺動としては現われず、また商用周波
信号処理系27は励磁周波数が高いため低周波領
域に存在するフローノイズとの周波数差が大き
く、出力VHにその影響が現われない。換言すれ
ば、流量変動の少ない通常の作動の場合には、安
定なゼロ点を確保しながらフローノイズの影響も
受け難い電磁流量計とすることができる。 With such a configuration, in the case of normal operation with little flow rate fluctuation, the commercial frequency signal processing system 27 does not respond due to the presence of the high-pass filter 34, and mainly performs stable low-frequency signal processing at the zero point. Output V L of system 26
is output as the composite output V C. On the other hand, the influence of flow noise is reduced due to the presence of the low-pass filter 24 whose large time constant is selected, and it does not appear as a fluctuation in the output V L. Since the excitation frequency of the commercial frequency signal processing system 27 is high, there is a large frequency difference with flow noise existing in the low frequency region, and its influence does not appear on the output VH . In other words, in the case of normal operation with little variation in flow rate, it is possible to provide an electromagnetic flowmeter that is not easily affected by flow noise while ensuring a stable zero point.
次に、流量が急に変動した場合には、低周波信
号処理系26は低域濾波器24の大きな時定数の
ために応答しないが、商用周波信号処理系27の
時定数は小さく高域濾波器34を介して出力して
いるので直ちに応答して出力VHが合成出力VCと
して出力される。 Next, when the flow rate changes suddenly, the low frequency signal processing system 26 does not respond due to the large time constant of the low pass filter 24, but the time constant of the commercial frequency signal processing system 27 is small and the high pass filter Since the output signal is outputted through the converter 34, the output VH is immediately responded to and outputted as the composite output VC .
また、流量がゼロの場合には、フローノイズは
発生しないのでこの影響はなく、商用周波信号処
理系27は高域濾波器34の存在によりゼロ点の
ドリフトはなく出力VHはゼロに維持され、ゼロ
点の安定な低周波信号処理系26の出力VLが合
成出力VCとして出力される。 Furthermore, when the flow rate is zero, flow noise does not occur, so there is no effect, and the presence of the high-pass filter 34 in the commercial frequency signal processing system 27 causes no drift of the zero point, and the output V H is maintained at zero. , the output V L of the low frequency signal processing system 26 with a stable zero point is output as a composite output V C.
なお、低周波信号処理系26の全体の増幅器と
商用周波信号処理系27の全体の増幅度とをほぼ
同じくし、更に低周波信号処理系26の全体の低
域濾波としての時定数と商用周波信号処理系27
の高域濾波としての時定数とをほぼ同じにしてお
くと流量が急に変動し定常流量に至る合成出力
VCの応答がスムーズな動作となる。 Note that the overall amplification degree of the entire amplifier of the low frequency signal processing system 26 and the entire commercial frequency signal processing system 27 is made almost the same, and the time constant as a low pass filter of the entire low frequency signal processing system 26 and the commercial frequency Signal processing system 27
If the time constant as a high-pass filter is kept almost the same, the flow rate will fluctuate suddenly and the composite output will reach a steady flow rate.
The response of V C becomes smooth.
第2図は本発明の第2の実施例を示すブロツク
図である。この実施例は電磁流量計の変換器の帰
還ループとして同一の帰還ループを用いた場合を
示している。以下、第1図に示す各部と同じ機能
を有する部分には同一の符号を付し、適宜その説
明を省略する。 FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the invention. This embodiment shows a case where the same feedback loop is used as the feedback loop of the converter of an electromagnetic flowmeter. Hereinafter, parts having the same functions as those shown in FIG. 1 will be denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate.
低周波定電流源16と商用定電流源14からの
各定電流は抵抗36を介して励磁コイル12に供
給され、抵抗36には低周波と商用周波の複合し
た比較電圧が発生している。 Each constant current from the low frequency constant current source 16 and the commercial constant current source 14 is supplied to the exciting coil 12 via a resistor 36, and a comparison voltage that is a combination of low frequency and commercial frequency is generated in the resistor 36.
一方、前置増幅器17の出力と乗算器37の出
力とは結合点19で偏差がとられ増幅器21,3
0にそれぞれ入力される。増幅器21の出力は周
波数分離回路38で低周波成分だけ分離して比較
電圧として供給された復調器22に入力され、そ
の出力端に低周波の励磁に対応して生じた直流の
流量信号が生じる。この流量信号は低域濾波器2
4を介して加算点39に出力V′Lとして出力され
る。増幅器30の出力は周波数分離回路38で商
用周波成分だけ分離して比較電圧として供給され
た復調器31に入力され、その出力端に商用周波
の励磁に対応して生じた直流の流量信号が生じ
る。この流量信号は高域濾波器34を介して加算
点39に出力V′Hとして出力される。 On the other hand, a deviation is taken between the output of the preamplifier 17 and the output of the multiplier 37 at the coupling point 19, and the output of the preamplifier 17 and the output of the multiplier 37 are
0 respectively. The output of the amplifier 21 is inputted to the demodulator 22, which separates only the low frequency component by a frequency separation circuit 38 and supplies it as a comparison voltage, and a DC flow signal generated in response to the low frequency excitation is generated at its output terminal. . This flow rate signal is passed through the low pass filter 2.
4 to the summing point 39 as an output V' L. The output of the amplifier 30 is input to the demodulator 31, which separates only the commercial frequency component by a frequency separation circuit 38 and supplies it as a comparison voltage, and a DC flow signal generated in response to the excitation of the commercial frequency is generated at its output terminal. . This flow rate signal is output via a high-pass filter 34 to a summing point 39 as an output V'H .
加算点39で出力V′LとV′Hとが加算的に合成さ
れた合成出力V′Cは電圧周波数変換器40により
一定のパルス幅のデユテイを持つパルス列に変換
され乗算器37に帰還されると共に出力端41に
出力VOを出力する。乗算器37はスイツチなど
で構成され、このスイツチは電圧周波数変換器4
0の出力のパルスで開閉され、抵抗36の両端に
発生した復合周波数の比較電圧を結合点19に帰
還する。 The combined output V' C obtained by additively combining the outputs V' L and V' H at the summing point 39 is converted by the voltage frequency converter 40 into a pulse train having a constant pulse width duty and fed back to the multiplier 37. At the same time, an output V O is output to the output terminal 41. The multiplier 37 is composed of a switch, etc., and this switch is connected to the voltage frequency converter 4.
It is opened and closed by a zero output pulse, and the comparison voltage of the combined frequency generated across the resistor 36 is fed back to the connection point 19.
以上の構成においても低域濾波器24の時定数
を大きく選定することにより第1図の場合と同様
に動作する。 The above configuration also operates in the same way as the case of FIG. 1 by selecting a large time constant of the low-pass filter 24.
第3図は本発明の第3の実施例を示すブロツク
図である。本実施例は異なる周波数を重畳する励
磁回路の具体例とマイクロコンピユータによる信
号処理の具体例を示している。 FIG. 3 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention. This embodiment shows a specific example of an excitation circuit that superimposes different frequencies and a specific example of signal processing by a microcomputer.
42はマイクロコンピユータ43へのインター
フエイス回路である。44は励磁コイル12を励
磁する励磁電源部、45はタイミング制御部、4
6は出力端47に信号を送る出力回路である。 42 is an interface circuit to the microcomputer 43. 44 is an excitation power supply section that excites the excitation coil 12; 45 is a timing control section; 4
6 is an output circuit that sends a signal to the output terminal 47.
タイミング制御部45は複数のタイミングパル
スG1,G2を励磁電源部44に供給して複合励磁
の励磁タイミングを与え、またマイクロコンピユ
ータ43にも供給され信号処理のための時間基準
とされる。 The timing control section 45 supplies a plurality of timing pulses G 1 and G 2 to the excitation power supply section 44 to provide excitation timing for composite excitation, and also supplies them to the microcomputer 43 as a time reference for signal processing.
タイミング制御部45において、48はクロツ
ク発生器であり、49はステツプダウンカウンタ
である。励磁コイル12への複合励磁において、
第1図および第2図の実施例では商用周波数と商
用周波数の1/8の周波数をもつ低周波との複合
励磁の場合として説明したが、これ等の周波数に
限定されることはない。ここでは、高い方の周波
数として128Hz、低い方の周波数として1Hzを採
用した場合を例にとり説明する。クロツク発生器
48の発生周波数fcを4.096(KHz)とする。これ
をステツプダウンカウンタ49のクロツク端子
CLに印加し、ステツプダウンした出力端Q1,Q2
〜Q12の出力うち出力端Q5から128Hz(第4図
イ)、Q12から1Hz(第4図ロ)を得てインバー
タ50,51を介してアンドゲート52の各入力
端に印加し、その出力端に第4図ハに示すタイミ
ングパルスG1を得ている。また、出力端Q5,Q12
の各出力はナンドゲート53の各入力端に入力さ
れ、その出力端に第4図ニに示すタイミングパル
スG2を得ている。なお、各論理素子は正電源+
E、負電源−Eで付勢されている。 In the timing control section 45, 48 is a clock generator, and 49 is a step-down counter. In compound excitation to the excitation coil 12,
Although the embodiments shown in FIGS. 1 and 2 have been described as a case of composite excitation of a commercial frequency and a low frequency having a frequency of 1/8 of the commercial frequency, the excitation is not limited to these frequencies. Here, an example will be explained in which 128 Hz is adopted as the higher frequency and 1 Hz is adopted as the lower frequency. The frequency f c generated by the clock generator 48 is assumed to be 4.096 (KHz). This is the clock terminal of the step-down counter 49.
Applied to CL, stepped down output terminals Q 1 , Q 2
~ Out of the output of Q 12 , 128 Hz (Fig. 4 A) from output terminal Q 5 and 1 Hz (Fig. 4 B) from Q 12 are obtained and applied to each input terminal of AND gate 52 via inverters 50 and 51, At its output end, a timing pulse G1 shown in FIG. 4C is obtained. Also, output terminal Q 5 , Q 12
Each output is inputted to each input terminal of the NAND gate 53, and the timing pulse G2 shown in FIG. 4D is obtained at the output terminal. Note that each logic element is connected to the positive power supply +
E, energized by negative power supply -E.
励磁電源部44において、抵抗54,55,5
6はタイミングパルスG1,G2のオン・オフに基
づいて多重モードの励磁電流の値を設定するため
の設定部であり、抵抗54,55の一端に与えら
れたタイミングパルスG1,G2を各々抵抗56で
電圧分割し、抵抗56の両端に設定電圧VT(第4
図ホ)を発生させる。抵抗57は励磁コイル12
の一端と直列に接続され、ここに比較電圧VR(第
4図ヘ)を生じさせている。 In the excitation power supply section 44, resistors 54, 55, 5
Reference numeral 6 denotes a setting unit for setting the value of the multimode excitation current based on on/off of the timing pulses G 1 , G 2 ; voltage is divided by each resistor 56, and a set voltage V T (fourth
Figure E) is generated. The resistor 57 is the excitation coil 12
It is connected in series with one end of the voltage V R to generate a comparison voltage V R (FIG. 4).
比較器58は設定電圧VTが非反転入力端に、
比較電圧VRが反転入力端にそれぞれ印加され、
スイツチ回路59を制御して設定電圧VTに比較
電圧VRを追従させる。ここで、±E=±5.5V、抵
抗54,55の値を5kΩ、抵抗56の値を500Ω
に選定するとVT=+0.5V〜0〜−0.5Vの3レベ
ルの設定値をもつ。また、例えば抵抗57の値を
1Ωに選定すると励磁電流Ifは0.5A〜−0.5Aにな
る。 The comparator 58 has a set voltage V T at its non-inverting input terminal,
A comparison voltage V R is applied to each inverting input terminal,
The switch circuit 59 is controlled to cause the comparison voltage V R to follow the set voltage V T . Here, ±E = ±5.5V, the value of resistors 54 and 55 is 5kΩ, and the value of resistor 56 is 500Ω.
When selected, V T has three levels of setting values from +0.5V to 0 to -0.5V. Further, for example, if the value of the resistor 57 is selected to be 1Ω, the exciting current I f will be 0.5A to −0.5A.
スイツチ回路59にはC−MOSトランジスタ
によりスイツチ60,61が形成され、その一端
には+E,−Eの電圧が印加されその他端は励磁
コイル12の他端に接続されている。スイツチ6
0のオンにより励磁電流Ifが増加し、比較電圧VR
が増加する。スイツチ61のオンにより励磁電流
Ifが減少し、比較電圧VRが減少する。この増減を
比較器58の出力で操作して比較電圧VRは設定
電圧VTに追従する。この結果、励磁コイル12
の両端の励磁電圧efは第4図トに示す様なオン・
オフ波形となる。一方、励磁電流Ifは励磁コイル
12のインダクタンスにより第4図ホに示す比較
電圧VRと同じく励磁電圧efを平滑した波形とな
り、128Hzと1Hzの2つの周波数を含む波形とな
る。従つて、これ等の周波数に対応する磁場が被
測定流体に印加され、対応する周波数を含む信号
電圧esが前置増幅器17の出力端に現われる。 Switches 60 and 61 are formed by C-MOS transistors in the switch circuit 59, and voltages of +E and -E are applied to one end thereof, and the other end is connected to the other end of the excitation coil 12. switch 6
0 is turned on, the excitation current I f increases, and the comparison voltage V R
increases. When the switch 61 is turned on, the excitation current
If I f decreases, the comparison voltage V R decreases. By controlling this increase/decrease using the output of the comparator 58, the comparison voltage VR follows the set voltage V T. As a result, the excitation coil 12
The excitation voltage e f at both ends of is the ON/OFF voltage as shown in Figure 4
It becomes an off waveform. On the other hand, the excitation current I f has a waveform obtained by smoothing the excitation voltage e f due to the inductance of the excitation coil 12, similar to the comparison voltage V R shown in FIG. A magnetic field corresponding to these frequencies is therefore applied to the fluid to be measured, and a signal voltage e s containing the corresponding frequencies appears at the output of the preamplifier 17.
信号電圧esは流速ゼロのときは第4図チ、流速
があるときは第4図リに示す如く微分電圧が重畳
し励磁のタイミングに同期した波形となる。 The signal voltage es has a waveform synchronized with the excitation timing with superimposed differential voltages as shown in FIG. 4 (h) when the flow velocity is zero, and as shown in FIG. 4 (ri) when there is a flow velocity.
信号電圧es、比較電圧VRはインターフエイ回
路42でそれぞれ電圧・周波数変換回路62,6
3により周波数に変換され、マイクロコンピユー
タ43に入力される。なお、電圧・周波数変換回
路62,63の代りにアナログ・デジタル変換器
を用いても良い。 The signal voltage e s and the comparison voltage V R are connected to voltage/frequency conversion circuits 62 and 6 by the interface circuit 42, respectively.
3 is converted into a frequency and input to the microcomputer 43. Note that an analog/digital converter may be used instead of the voltage/frequency conversion circuits 62, 63.
マイクロコンピユータ43では以下に説明する
信号処理がなされる。 The microcomputer 43 performs signal processing as described below.
先ず、第1図における商用周波信号処理系27
に対応する高速信号処理系としての演算は、次式
Hで示される演算をタイミングパルスG1,G2を
受けてマイクロコンピユータ43で繰り返し実行
する。 First, the commercial frequency signal processing system 27 in FIG.
The computation as a high-speed signal processing system corresponding to the following is repeatedly executed by the microcomputer 43 in response to timing pulses G 1 and G 2 .
H=(期間t2の平均信号電圧)−(期間t1の平均
信号電圧)/(期間t2の平均比較電圧)−(期間t1の平
均比較電圧)(1)
期間t′2,t′1に対しても(1)式の各期間t2,t1と入
れ変えて同じ様に演算される。この演算は非励磁
期間t1と励磁期間t2における信号電圧の差と比較
電圧の差との比率を演算するものであり、励磁電
流の変動を補償して信号電圧を検出している。こ
の場合のデータ更新サイクルは128Hzであり早い
応答速度を示す。 H = (average signal voltage in period t 2 ) - (average signal voltage in period t 1 ) / (average comparison voltage in period t 2 ) - (average comparison voltage in period t 1 ) (1) Period t' 2 , t ′ 1 is also calculated in the same way by replacing each period t 2 and t 1 in equation (1). This calculation is to calculate the ratio between the difference in signal voltage and the difference in comparison voltage between the non-excitation period t1 and the excitation period t2 , and detects the signal voltage by compensating for fluctuations in the excitation current. The data update cycle in this case is 128Hz, indicating a fast response speed.
次に、第1図における低周波信号処理系26に
対応する低速信号処理系としての演算は、次式L
で示される演算をタイミングパルスG1,G2を受
けてマイクロコンピユータ43で繰り返し実行す
る。 Next, the calculation as a low-speed signal processing system corresponding to the low-frequency signal processing system 26 in FIG.
The calculation shown by is repeatedly executed by the microcomputer 43 in response to timing pulses G 1 and G 2 .
L=(期間TAの平均信号電圧)−(期間TBの平均
信号電圧)/(期間TAの平均基準電圧)−(期間TBの平
均基準電圧)(2)
ただし、期間TAは期間t1,t2の総和であり、期
間TBは期間t′1,t′2の総和である。期間TAの中に
は期間t1,t2が各々64個存在し、期間TBの中にも
期間t′1,t′2が各々64個存在する。この場合のデ
ータ更新サイクルは1Hzの遅い応答速度を示す。 L = (Average signal voltage of period T A ) - (Average signal voltage of period T B ) / (Average reference voltage of period T A ) - (Average reference voltage of period T B ) (2) However, period T A is The period T B is the sum of the periods t 1 and t 2 , and the period T B is the sum of the periods t' 1 and t' 2 . There are 64 periods t 1 and t 2 in the period T A , and 64 periods t' 1 and t' 2 in the period T B. The data update cycle in this case exhibits a slow response speed of 1 Hz.
(1),(2)式において、励磁電流が変動しないので
あれば、各式の分母の演算は不要である。 In equations (1) and (2), if the excitation current does not vary, there is no need to calculate the denominator of each equation.
マイクロコンピユータ43は(1)式で得られたデ
ータに対して低域濾波演算を施し、(2)式で得られ
たデータに対しては高域濾波演算を施し、これ等
を加算演算して出力回路46に出力する。 The microcomputer 43 performs a low-pass filtering operation on the data obtained by equation (1), performs a high-pass filtering operation on the data obtained by equation (2), and performs an addition operation on these data. It is output to the output circuit 46.
以上のマイクロコンピユータによる信号処理に
より、第1図または第2図に示すものと同様な結
果が得られる。 The signal processing by the microcomputer described above produces results similar to those shown in FIG. 1 or 2.
なお、以上の説明では励磁は正弦波、あるいは
矩形波をベースとして述べたが、これ等の波形に
限定はされず、梯形波、三角波など各種の波形で
も実行できる。また、励磁コイル12は1個とし
これに2種類の周波数の励磁電流を供給する構成
としたが、励磁コイルを二重に巻き各別に異なる
周波数の励磁電流を流すようにしても良い。 In the above explanation, excitation is based on a sine wave or a rectangular wave, but the excitation is not limited to these waveforms, and various waveforms such as a trapezoidal wave and a triangular wave can be used. Furthermore, although the configuration is such that only one excitation coil 12 is provided and excitation currents of two different frequencies are supplied to it, the excitation coil may be wound twice so that excitation currents of different frequencies are passed through each coil.
〈発明の効果〉
以上、実施例とともに具体的に説明した様に本
発明によれば、ゼロ点が安定でフローノイズの影
響を受けることもなく、しかも応答も良いという
従来にはない優れた電磁流量計が実現できる。<Effects of the Invention> As specifically explained above in conjunction with the embodiments, the present invention provides an excellent electromagnetic system that has a stable zero point, is not affected by flow noise, and has good response. Flowmeter can be realized.
また、ノイズに対して強くなる結果、単位流速
当りの起電力を小さくすることが可能となり、省
電力化を可能にする。 Furthermore, as a result of being resistant to noise, it becomes possible to reduce the electromotive force per unit flow velocity, making it possible to save power.
第1図は本発明の一実施例を示すブロツク図、
第2図は本発明の第2の実施例を示すブロツク
図、第3図は本発明の第3の実施例を示すブロツ
ク図第4図は第3図における各部の波形を示す波
形図である。
17…前置増幅器、22,31…復調器、2
3,32,40…電圧・周波数変換器、24…低
域濾波器、26…低周波信号処理系、27…商用
周波信号処理系、34…高域濾波器、42…イン
タフエイス回路、43…マイクロコピユータ、4
4…励磁電源部、45…タイミング制御部、46
…出力回路、48…クロツク発生器、49…ステ
ツプダウンカウンタ。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the invention, and FIG. 3 is a block diagram showing a third embodiment of the invention. FIG. 4 is a waveform diagram showing waveforms of various parts in FIG. 3. . 17... Preamplifier, 22, 31... Demodulator, 2
3, 32, 40...Voltage/frequency converter, 24...Low pass filter, 26...Low frequency signal processing system, 27...Commercial frequency signal processing system, 34...High pass filter, 42...Interface circuit, 43... microcopy computer, 4
4... Excitation power supply section, 45... Timing control section, 46
...Output circuit, 48...Clock generator, 49...Step-down counter.
Claims (1)
の異なつた周波数を有する磁場を供給する励磁手
段と、この励磁手段により励磁され流量に対応し
て発生する信号電圧を前記第1周波数に基づいて
弁別して出力する第1復調手段と、この第1復調
手段の出力を高域波する高域波手段と、前記
信号電圧を前記第2周波数に基づいて弁別して復
調する第2復調手段と、この第2復調手段の出力
を低域波する低域波手段と、前記低域波手
段と前記高域波手段の各出力を加算的に合成す
る合成手段とを具備することを特徴とする電磁流
量計。 2 流量を測定すべき被測定流体を流通させる導
管と、 励磁電流を流して被測定流体が流れる方向と直
角に磁界を生成する励磁コイルと、 この励磁コイルに電流を供給するための所定周
期の周期的励磁電流を生じる手段を有し、その各
周期は第1周期をもつ第1励磁電流とこの第1周
期より長い周期である第2周期を持つ第2励磁電
流とを合成することによつて得られ、この第2周
期は対応する信号電圧の部分がほぼ平坦になるの
に十分なだけ長い期間とされた電流供給回路と、 前記第1周期を有し短い応答時間の第1中間信
号と、前記第2周期の電圧信号に応答しかつ測定
ドリフトの影響を受けない第2中間信号とを生じ
させると共に、応答時間が短くかつドリフトの影
響を受けない測定信号を生じさせるように、前記
第1および第2中間測定信号を合成、波する手
段を有する処理回路と、 を備えた電磁流量計。[Scope of Claims] 1. Excitation means for supplying magnetic fields having two different frequencies, a first frequency and a second frequency lower than the first frequency, and a signal voltage excited by the excitation means and generated corresponding to the flow rate. a first demodulating means for discriminating and outputting the signal voltage based on the first frequency; a high frequency means for converting the output of the first demodulating means into a high frequency band; and a first demodulating means for discriminating and demodulating the signal voltage based on the second frequency. 2 demodulating means, a low frequency means for converting the output of the second demodulating means into a low frequency band, and a combining means for additively combining each output of the low frequency means and the high frequency means. An electromagnetic flowmeter featuring: 2. A conduit through which a fluid to be measured whose flow rate is to be measured flows; an excitation coil that passes an excitation current to generate a magnetic field perpendicular to the direction in which the fluid to be measured flows; means for generating a periodic excitation current, each period of which is generated by combining a first excitation current having a first period and a second excitation current having a second period longer than the first period; a current supply circuit, the second period of which is long enough for the corresponding signal voltage portion to become substantially flat; and a first intermediate signal having the first period and a short response time. and a second intermediate signal responsive to the voltage signal of the second period and unaffected by measurement drift, and a measurement signal having a short response time and unaffected by drift. An electromagnetic flowmeter comprising: a processing circuit having means for combining and combining first and second intermediate measurement signals;
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19716885A JPS6263820A (en) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | Electromagnetic flow meter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19716885A JPS6263820A (en) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | Electromagnetic flow meter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6263820A JPS6263820A (en) | 1987-03-20 |
| JPH0554608B2 true JPH0554608B2 (en) | 1993-08-13 |
Family
ID=16369916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19716885A Granted JPS6263820A (en) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | Electromagnetic flow meter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6263820A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11204268B2 (en) * | 2019-09-05 | 2021-12-21 | Micro Motion, Inc. | Magnetic flowmeter having a programmable bi-directional current generator |
-
1985
- 1985-09-06 JP JP19716885A patent/JPS6263820A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6263820A (en) | 1987-03-20 |
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