Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JPH0575339B2 - - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JPH0575339B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0575339B2
JPH0575339B2 JP5080987A JP5080987A JPH0575339B2 JP H0575339 B2 JPH0575339 B2 JP H0575339B2 JP 5080987 A JP5080987 A JP 5080987A JP 5080987 A JP5080987 A JP 5080987A JP H0575339 B2 JPH0575339 B2 JP H0575339B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frequency
excitation
pass filtering
calculation
timing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP5080987A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS63217227A (en
Inventor
Shigeru Goto
Yoshinori Matsunaga
Norihiro Shukutani
Takashi Torimaru
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
Priority to JP5080987A priority Critical patent/JPS63217227A/en
Publication of JPS63217227A publication Critical patent/JPS63217227A/en
Publication of JPH0575339B2 publication Critical patent/JPH0575339B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)

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
とこれに伴な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 particularly relates to an excitation method thereof and a signal processing method associated therewith. This invention relates to an improved 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き
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)スラリ性の液体や低導電率の
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
を受けがたい、という利点があるが、稼動状態で
比較的に長期、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 has (a) fast response speed and low cost. (b) It has the advantage of being less susceptible to the effects of low-frequency random noise (hereinafter referred to as flow noise) that increases with flow velocity that occurs with slurry liquids and low conductivity fluids, but it However, it has the disadvantage that the zero point will fluctuate if left unattended for a 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、励磁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
響を受け易く、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。
For this reason, a low frequency excitation method that excites at a low frequency of 1/2 of the commercial frequency or lower has been 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 excitation 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.

そこで、特願昭60−197168号(発明の名称:電
磁流量計)で提案されているように商用周波数の
励磁電流成分とこれより低い周波数の励磁電流成
分を励磁コイルに同時に流して複合磁場を形成す
る複合励磁方式が提案されている。
Therefore, as proposed in Japanese Patent Application No. 60-197168 (title of invention: electromagnetic flowmeter), a composite magnetic field is created by simultaneously flowing an excitation current component at a commercial frequency and an excitation current component at a lower frequency into an excitation coil. A composite excitation method has been proposed to form

<発明が解決しようとする問題点> しかしながら、この提案においては励磁電流の
切換え、励磁コイルの変形、或いは電極への遺物
の付着などに伴なつて発生する微分ノイズなどが
信号電圧に重畳するとこれによりゼロ誤差が生ず
るという問題がある。
<Problems to be Solved by the Invention> However, in this proposal, if differential noise generated due to switching of the excitation current, deformation of the excitation coil, or attachment of artifacts to the electrode is superimposed on the signal voltage, this problem may occur. There is a problem that zero error occurs due to this.

<問題点を解決するための手段> この発明は、以上の問題点を解決するため、第
1周波数とこれより低い第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、この第2復調手段の出力を低域濾波する
低域濾波手段と、高域濾波手段と低域濾波手段と
の各出力を加算的に合成する加算手段とを具備
し、励磁手段は第1周波数と第2周波数とを乗算
的に合成して得られる波形を持つ励磁電流を供給
し、第1復調手段は第1周波数成分の励磁電流の
レベルが変化する毎にサンプリングされた信号電
圧のサンプリング値の連続する3回のサンプリン
グ値に対してそれぞれ−1倍、+2倍、−1倍の係
数を乗じて加算すると共にこの連続する3回のサ
ンプリングの間に第2周波数の励磁電流のレベル
の変化が含まれる場合にはこの3回のサンプリン
グ値の代わりに連続する4回のサンプリング値に
対してそれぞれ1倍、−1倍、1倍、−1倍の係数
と第2周波数の励磁レベルにより決まる符号を乗
じて加算演算するようにしたものである。
<Means for Solving the Problems> In order to solve the above problems, the present invention provides excitation means for supplying magnetic fields having two different frequencies, a first frequency and a second frequency lower than the first frequency;
a first demodulating means for discriminating and outputting a signal voltage excited by the exciting means and generated corresponding to the flow rate based on the first frequency; and 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 low-pass filtering means for low-pass filtering the output of the second demodulating means, and each of the high-pass filtering means and the low-pass filtering means. addition means for additively combining the outputs, the excitation means supplies an excitation current having a waveform obtained by multiplying the first frequency and the second frequency, and the first demodulation means supplies the excitation current having a waveform obtained by multiplying the first frequency and the second frequency Each time the level of the excitation current of the frequency component changes, three consecutive sampling values of the signal voltage sampled are multiplied by coefficients of -1, +2, and -1, respectively, and added. If a change in the level of the excitation current of the second frequency is included during these three consecutive samplings, instead of the three sampling values, each of the four consecutive sampling values is multiplied by 1, - Addition operations are performed by multiplying coefficients of 1, 1, and -1 by a sign determined by the excitation level of the second frequency.

<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1実施例を示すブロツ
ク図である。
<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.

10は電磁流量計の検出器の導管であり、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、励磁回路13から励磁電流Ifが供給さ
れている。
10 is a conduit for a detector 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. An excitation current I f is supplied to the excitation coil 12 from an excitation circuit 13 .

励磁回路13は次のように構成されている。基
準電圧E1は増幅器Q1の非反転入力端(+)に印
加され、その出力端はトランジスタQ2のベース
に接続されている。トランジスタQ2のエミツタ
は抵抗Rfを介してコモンCOMに接続されると共
に増幅器Q1の反転入力端(−)に接続されてい
る。コモンCOMとトランジスタQ2のコレクタと
の間には励磁電圧ESがスイツチSW2とSW3の直列
回路とこれに並列に接続されたスイツチSW4
SW5の直列回路を介して印加される。励磁コイル
12はスイツチSW2,SW3の接続点とスイツチ
SW4,SW5の接続点にそれぞれ接続される。タイ
ミング信号S2,S3,S4,S5はそれぞれスイツチ
SW2,SW3,SW4,SW5の開閉を制御する。
The excitation circuit 13 is configured as follows. The reference voltage E 1 is applied to the non-inverting input (+) of the amplifier Q 1 , the output of which is connected to the base of the transistor Q 2 . The emitter of the transistor Q2 is connected to the common COM via a resistor R f and also to the inverting input terminal (-) of the amplifier Q1 . An excitation voltage E S is applied between the common COM and the collector of the transistor Q 2 through the series circuit of switches SW 2 and SW 3 and the switch SW 4 connected in parallel to this.
Applied via SW 5 series circuit. The excitation coil 12 is connected to the connection point of switches SW 2 and SW 3 and the switch
Connected to the connection points of SW 4 and SW 5 , respectively. Timing signals S 2 , S 3 , S 4 , and S 5 are switches, respectively.
Controls the opening and closing of SW 2 , SW 3 , SW 4 , and SW 5 .

一方、信号電圧は電極11a,11bで検出さ
れ、前置増幅器14に出力される。前置増幅器1
4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15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 14. Preamplifier 1
4, the common mode voltage is removed and the impedance is converted, and the resultant signal is output to the output terminal 15.

出力端15における前置増幅器14の出力はア
ナログ/デジタル変換器(A/DL)16とアナ
ログ/デジタル変換器(A/DH)17でそれぞ
れデジタル信号に変換されてバス18を介してラ
ンダムアクセスメモリ(RAM)19に格納され
る。リードオンリーメモリ(ROM)20には所
定の演算プログラムおよび初期データが格納され
ており、プロセツサ(CPU)21の制御の基に
ROM20に格納された演算手順にしたがつて演
算され、その結果はRAM19に格納される。2
2はクロツク発生器であり、ここで発生されたク
ロツクは分周器23で1/nに分周されたシステ
ムクロツクShとしてCPU21とアナログ/デジ
タル変換器17に供給される。
The output of the preamplifier 14 at the output terminal 15 is converted into a digital signal by an analog/digital converter (A/D L ) 16 and an analog/digital converter (A/D H ) 17, respectively, and is randomly transmitted via a bus 18. The data is stored in access memory (RAM) 19. A read-only memory (ROM) 20 stores predetermined calculation programs and initial data, and is processed under the control of a processor (CPU) 21.
The calculation is performed according to the calculation procedure stored in the ROM 20, and the result is stored in the RAM 19. 2
Reference numeral 2 denotes a clock generator, and the clock generated here is divided into 1/n by a frequency divider 23 and supplied to the CPU 21 and the analog/digital converter 17 as a system clock Sh.

CPU21はROM20に格納された演算プログ
ラムに従いバス18を介してタイミング信号出力
ポート(TO)24に励磁電流Ifの波形を決める
タイミングを出力する。タイミング信号出力ポー
ト24はこのタイミングに従い励磁電流を切換え
るタイミング信号S2,S3,S4,S5を出力する。
The CPU 21 outputs the timing for determining the waveform of the excitation current I f to the timing signal output port (TO) 24 via the bus 18 in accordance with the arithmetic program stored in the ROM 20 . The timing signal output port 24 outputs timing signals S 2 , S 3 , S 4 , and S 5 for switching the excitation current according to this timing.

また、タイミング信号出力ポート24はCPU
21の指定するタイミングに従いタイミング信号
Slをアナログ/デジタル変換器16に出力し前置
増幅器14の出力をサンプルする。
In addition, the timing signal output port 24 is
Timing signal according to timing specified by 21
S l is output to analog/digital converter 16 and the output of preamplifier 14 is sampled.

一方、ROM20に格納された演算プログラム
によりRAM19に格納されたデータを用いて
CPU21により所定の演算が実行され、その演
算の結果はRAM19に格納されると共にバス1
8を介してデジタル/アナログ変換器25を介し
て出力端26に流量出力として出力される。
On the other hand, using the data stored in RAM 19 by the calculation program stored in ROM 20,
A predetermined calculation is executed by the CPU 21, and the result of the calculation is stored in the RAM 19 and the bus 1
8, the digital/analog converter 25, and the output end 26 as a flow rate output.

次に、第2図に示すタイミング図、第3図に示
すフローチヤート図、第4図に示す演算図を用い
て第1図に示す実施例の動作を説明する。
Next, the operation of the embodiment shown in FIG. 1 will be explained using the timing diagram shown in FIG. 2, the flowchart shown in FIG. 3, and the operation diagram shown in FIG. 4.

第1図に示す分周器23の出力に得られるシス
テムクロツクShは第2図aに示す波形であり、こ
れがCPU21に供給されている。
The system clock Sh obtained from the output of the frequency divider 23 shown in FIG. 1 has a waveform shown in FIG. 2a, and is supplied to the CPU 21.

第3図のステツプ1において、CPU21はこ
のシステムクロツクShの割込タイミング(第2図
g)に同期してROM20に格納された所定の演
算プログラムによりバス18を介してタイミング
信号出力ポート24に励磁波形の切換タイミング
を示すタイミング信号を出力する。
In step 1 of FIG. 3, the CPU 21 sends a timing signal to the timing signal output port 24 via the bus 18 in synchronization with the interrupt timing of the system clock Sh (see g in FIG. 2) in accordance with a predetermined calculation program stored in the ROM 20. A timing signal indicating the switching timing of the excitation waveform is output.

ステツプ2において、タイミング信号出力ポー
ト24はこの切換タイミングを受け、タイミング
信号S5(第2図b)、S4(第2図c)、S3(第2図
d)、S2(第2図e)をそれぞれ励磁回路13のス
イツチSW5,SW4,SW3,SW2に出力する。或い
はタイミング信号S4をスイツチSW3,SW4に同時
に出力し、かつタイミング信号S2をスイツチ
SW2,SW5に同時に出力しても良い。励磁回路1
3はこれ等のタイミング信号を受け第2図fに示
す波形の励磁電流Ifを励磁コイル12に出力す
る。この励磁波形は第2図h,iに示すようにタ
イミング番号iが0〜15で1サイクルを構成して
これを繰り返す波形であり、第2図ではnサイク
ルの部分を中心にして示してある。この励磁波形
は低周波の波形と高周波の波形を乗算した乗算形
の波形をしている。
In step 2, the timing signal output port 24 receives this switching timing and outputs timing signals S 5 (FIG. 2b), S 4 (FIG. 2c), S 3 (FIG. 2d), and S 2 (FIG. 2d). Figure e) is output to the switches SW 5 , SW 4 , SW 3 , and SW 2 of the excitation circuit 13, respectively. Alternatively, output the timing signal S 4 to the switches SW 3 and SW 4 at the same time, and output the timing signal S 2 to the switch SW 3 and SW 4 simultaneously.
It is also possible to output to SW 2 and SW 5 at the same time. Excitation circuit 1
3 receives these timing signals and outputs an exciting current I f having a waveform shown in FIG. 2 f to the exciting coil 12 . This excitation waveform is a waveform in which the timing number i is 0 to 15, forming one cycle and repeating it, as shown in Fig. 2 h and i, and Fig. 2 mainly shows the n cycle part. . This excitation waveform has a multiplicative waveform obtained by multiplying a low frequency waveform and a high frequency waveform.

次に、ステツプ3に移行する。ステツプ3〜ス
テツプ6まではアナログ/デジタル変換器16,
17からのデータの読み込みをする手順を示して
いる。
Next, proceed to step 3. From step 3 to step 6, the analog/digital converter 16,
The procedure for reading data from 17 is shown.

ステツプ3ではシステムクロツクSh(第2図a)
に同期して各サイクル毎にアナログ/デジタル変
換器17から入力されるデータを第2図jに示す
ようにバス18を介してCPU21の制御の基に
RAM19の所定のデータ領域Hiに格納する。
In step 3, the system clock S h (Figure 2a)
The data inputted from the analog/digital converter 17 every cycle in synchronization with
The data is stored in a predetermined data area H i of the RAM 19.

次に、ステツプ4に移り、読み込んだタイミン
グ番号iがOか否かを判断し、Oでなければステ
ツプ6に移行し、Oならばステツプ8に移行す
る。
Next, the process moves to step 4, where it is determined whether the read timing number i is O or not.

ステツプ6では読み込んだタイミング番号iが
8か否かを判断し8でなければステツプ8に移行
し、8ならばステツプ7に移行する。
In step 6, it is determined whether or not the read timing number i is 8. If it is not 8, the process moves to step 8, and if it is 8, the process moves to step 7.

ステツプ7では、タイミング信号出力ポート2
4から出されたタイミング信号Sl(第2図k)に
よるサンプルタイミングにより、アナログ/デジ
タル変換器16から入力されるデータを第2図l
に示すようにバス18を介してCPU21の制御
の基にRAM19の所定のデータ領域…、L0(n
−1),L0(n),L0(n+1)、…に格納し、ステ
ツプ5に移る。
In step 7, the timing signal output port 2
The data input from the analog/digital converter 16 is converted into the data inputted from the analog/digital converter 16 by the sample timing according to the timing signal S l (Fig. 2 k) outputted from the analog/digital converter 16.
As shown in FIG.
-1), L 0 (n), L 0 (n+1), etc., and proceed to step 5.

次に、ステツプ6では、タイミング信号出力ポ
ート24から出力されたタイミング信号Sl(第2
図k)によるサンプルタイミングにより、アナロ
グ/デジタル変換器16から出力されるデータを
第2図lに示すようにバス18を介してCPU2
1の制御の基にRAM19の所定のデータ領域
…、L1(n−1),L1(n),L1(n+1)、…に格
納し、ステツプ8に移る。
Next, in step 6, the timing signal S l (second
According to the sample timing according to FIG.
Under the control of step 1, the data is stored in predetermined data areas . . . , L 1 (n-1), L 1 (n), L 1 (n+1), .

ステツプ8ではタイミング信号iが奇数か否か
を判断し、奇数ならばステツプ9に移行し、奇数
でないならばステツプ11に移行する判断をする。
In step 8, it is determined whether the timing signal i is an odd number or not. If it is an odd number, the process moves to step 9, and if it is not an odd number, it is judged that the process moves to step 11.

ステツプ9は高周波の復調演算をする。復調演
算に際しては、RAM19に格納されたデータHi
を用い、第2図mに示すタイミングでCPU21
の制御の基にROM20に格納された第4図に示
す高周波復調演算eHiの欄で示す演算式で演算を
してその結果をRAM19に格納する。この復調
演算により電極11a,11bに発生する電気化
学的な直流電圧は除去され、微分ノイズは一定値
に保持され誤差要因とはならない。この演算につ
いては詳しく後述する。なお、第4図においてA
なる定数は、Tcを微分或いは積分の定数ΔTcを
第2図fに示す演算周期とすればA=Tc/(Tc
+ΔTc)で示される。
Step 9 performs high frequency demodulation calculations. During demodulation calculation, the data H i stored in the RAM 19
using the CPU 21 at the timing shown in Figure 2 m.
Under the control of , the high frequency demodulation calculation shown in FIG . Through this demodulation calculation, the electrochemical DC voltage generated across the electrodes 11a and 11b is removed, and the differential noise is kept at a constant value and does not become an error factor. This calculation will be described in detail later. In addition, in Fig. 4, A
The constant is A= Tc /(Tc
+ΔTc).

次に、ステツプ10に移る。ここでは、高周波側
の高域濾波演算FHiを実行する。
Next, move on to step 10. Here, a high-pass filtering operation F Hi on the high frequency side is executed.

濾波演算に際しては、RAM19に格納された
データeHiと前回の濾波演算結果とを用い、CPU
21の制御の基にROM20に格納された第4図
に示す高域濾波演算FHiの欄で示す演算式で演算
をしてその結果をRAM19に格納する。
When performing filtering calculations, the CPU uses data e Hi stored in the RAM 19 and the previous filtering calculation results.
Under the control of 21, the calculation is performed using the calculation formula shown in the column of high-pass filter calculation F Hi shown in FIG.

次にステツプ11に移る。ステツプ11ではタイミ
ング番号iが0または8か否かを判断し、0また
は8ならばステツプ12に移行し、0または8でな
いならばステツプ14に移行する判断をする。
Next, move on to step 11. In step 11, it is determined whether the timing number i is 0 or 8. If it is 0 or 8, the process moves to step 12, and if it is not 0 or 8, it is judged to move to step 14.

ステツプ12では、低周波の復調演算をする。復
調演算に際しては、RAM19に格納されたデー
タ…、L0(n−1),L0(n),L0(n+1),L1(n
−1),L1(n),L1(n+1)、…を用い、第2図
nに示すタイミングCPU21の制御の基にROM
20に格納された第4図に示す低周波復調演算
eLiの欄で示す演算式で演算をしてその結果を
RAM19に格納する。なお、第4図において、
定数Bは、B=ΔT/(ΔT+T)で示される。
In step 12, low frequency demodulation calculations are performed. During the demodulation calculation, the data stored in the RAM 19..., L 0 (n-1), L 0 (n), L 0 (n+1), L 1 (n
-1), L 1 (n), L 1 (n+1), ..., and the ROM is controlled by the timing CPU 21 shown in FIG.
Low frequency demodulation calculation shown in Fig. 4 stored in 20
e Perform the calculation using the formula shown in the Li column and write the result.
Store in RAM19. In addition, in Fig. 4,
Constant B is expressed as B=ΔT/(ΔT+T).

ステツプ13では、低周波側の低域濾波演算
FLiを実行する。
In step 13, low-pass filter calculation on the low frequency side is performed.
Run F Li .

濾波演算に際しては、RAM19に格納された
データeL0,eL8と前回の濾波演算結果とを用い、
CPU21の制御の基にROM20に格納された第
4図に示す低域濾波演算FLiの欄で示す演算式で
演算をしてその結果をRAM19に格納する。
When performing the filtering calculation, the data e L0 and e L8 stored in the RAM 19 and the previous filtering calculation result are used.
Under the control of the CPU 21, the calculation is performed using the calculation formula shown in the column of low-pass filter calculation F Li shown in FIG. 4, which is stored in the ROM 20, and the result is stored in the RAM 19.

ステツプ14ではタイミング番号iが奇数か否
かを判断し、奇数ならばステツプ15に移行し、奇
数でないならばステツプ16に移行する判断をす
る。
In step 14, it is determined whether the timing number i is an odd number or not. If it is an odd number, the process proceeds to step 15, and if it is not an odd number, the process proceeds to step 16.

ステツプ15は加算演算を実行する。RAM19に
格納された高域濾波演算の結果FHiと低域濾波演
算の結果FLiとを用い、CPU21の制御の基に
ROM20に格納された第4図に示す加算演算eA
の欄で示す演算式で演算をしてその結果をRAM
19に格納し、ステツプ17に移行する。
Step 15 performs an addition operation. Based on the control of the CPU 21, the result F Hi of the high-pass filter calculation and the result F Li of the low-pass filter calculation stored in the RAM 19 are used.
Addition operation e A shown in Fig. 4 stored in ROM20
Perform calculations using the formula shown in the column and store the results in RAM.
19 and move on to step 17.

ステツプ17では、次の割り込みのタイミングま
で待機し、次の割り込みのタイミングが来たらス
テツプ1からステツプ17までのフローを再び実行
する。
In step 17, the process waits until the next interrupt timing, and when the next interrupt timing arrives, the flow from step 1 to step 17 is executed again.

以上のようにして、電極11a,11bで検出
した低周波と高周波の2周波を含む信号電圧は、
マイクロコンピユータを用いて低周波側と高周波
側とに分けられて読み込まれ、低周波側は低周波
で復調してその出力を低域濾波器を介して、高周
波側は高周波で復調してその出力を高域濾波器を
介してそれぞれ出力し、低域濾波器と高域濾波器
の各出力を加算合成して出力することにより、セ
ロ点が安定でフローノイズに対しても強く、かつ
応答の良い流量出力が得られる。
As described above, the signal voltage containing two frequencies, a low frequency and a high frequency, detected by the electrodes 11a and 11b is
The low frequency side and the high frequency side are read separately using a microcomputer, and the low frequency side is demodulated at low frequency and its output is passed through a low-pass filter, and the high frequency side is demodulated at high frequency and output. By outputting each through a high-pass filter, and adding and combining the outputs of the low-pass filter and high-pass filter, the cello point is stable, resistant to flow noise, and the response is stable. Good flow output can be obtained.

さらに、本発明における高周波復調演算eHi
は励磁電流の切り換えで生ずる微分ノイズ或いは
電極の両端に生ずる電気化学的な直流電圧等の影
響をも除去し得ることについて第5図、第6図を
用いて説明する。
Furthermore, using FIGS. 5 and 6, it is shown that the high-frequency demodulation calculation e Hi in the present invention can also eliminate the effects of differential noise caused by switching the excitation current or electrochemical DC voltage generated across the electrodes. I will explain.

第5図cに示す励磁電流Ifは、第2図fに示す
励磁電流Ifを転記したものであり、+I0,0,−I0
の3値をとり、高周波の0/+I0と0/−I0の繰
返しが低周波で切り換えられた波形である。これ
は、高周波成分が0/1、低周波成分が−1/+
1の状態をそれぞれの周期で繰り返すと考えるこ
とにより、励磁電流Ifは第5図cに示す波形と第
5図bに示す波形を乗算的に合成したものと見る
ことができる。
The excitation current I f shown in Fig. 5c is a transcription of the excitation current I f shown in Fig. 2f, +I 0 , 0, -I 0
The waveform has three values, and the repetition of high frequency 0/+I 0 and 0/-I 0 is switched at low frequency. This means that the high frequency component is 0/1 and the low frequency component is -1/+
By considering that state 1 is repeated in each cycle, the exciting current I f can be seen as a multiplicative combination of the waveform shown in FIG. 5c and the waveform shown in FIG. 5b.

各タイミング時点…、t-1,t0,t1,〜t15、…
(第5図a)での励磁電流値は第6図のIfの欄、
これに伴なう信号電圧は一定の流量が流れている
としてeSの欄にそれぞれ記載されている。また、
第5図dに示す励磁電流Ifの切り換えに伴なう微
分ノイズeo1の波形は第5図eに示されており、
各タイミング時点での大きさは第6図のeo1の欄
に記載されている。微分ノイズは励磁電流の変化
方向で極性が決まるが、その変化方向が低周波の
半周期毎に反転するので微分ノイズも同じ周期で
変化する。また、電極に発生する電気化学的な直
流電圧eo2の波形は第5図に示すように時間と共
に一定の割り合いで変形するが、各タイミング時
点での大きさは第6図の直流電圧eo2の欄に記載
されている。ただし、直流電圧eo2は、タイミン
グ時点t0でe0を持ちタイミング時点が1つずれる
にしたがつて、εだけ変化するものとして示して
ある。
At each timing point…, t -1 , t 0 , t 1 , ~t 15 ,…
The excitation current value in (Fig. 5a) is in the I f column of Fig. 6,
The signal voltages associated with this are listed in the eS column, assuming that a constant flow rate is flowing. Also,
The waveform of the differential noise e o1 accompanying the switching of the excitation current I f shown in FIG. 5 d is shown in FIG. 5 e,
The size at each timing point is listed in the column e o1 in FIG. 6. The polarity of differential noise is determined by the direction of change in the excitation current, but since the direction of change is reversed every half cycle of the low frequency, differential noise also changes in the same cycle. In addition, the waveform of the electrochemical DC voltage e o2 generated at the electrode deforms at a constant rate with time as shown in Figure 5, but the magnitude at each timing is as shown in Figure 6. It is written in the o2 column. However, the DC voltage e o2 is shown as having e 0 at the timing point t 0 and changing by ε as the timing point shifts by one.

以上を総合すると、前置増幅器14の出力とし
て得られる電圧eは次のようになる。
Combining the above, the voltage e obtained as the output of the preamplifier 14 is as follows.

e=eS+eo1+eo2 …(1) ここで、2つの励磁レベルに於ける電圧のサン
プル値ei,ei-1の差から単純に電圧eHiを求めると、
Piを低周波の波形(第5図b)がハイレベルのと
き1でローレベルのとき−1とすれば、 eHi=Pi(ei-1−ei) …(2) となる。ただし、i=1、3、5、…であり、こ
れは高周波の基本周期毎に1回の流量演算を実行
することに対応する。この演算結果は第6図の演
算結果Aに記載されている。この結果をみると、
直流電圧の変化分εが信号電圧と微分ノイズに重
畳しこれが変化しているので、εが誤差要因とし
て残る。
e=e S +e o1 +e o2 ...(1) Here, if we simply calculate the voltage e Hi from the difference between the voltage sample values e i and e i-1 at the two excitation levels, we get
If P i is 1 when the low frequency waveform (Figure 5b) is at high level and -1 when it is low level, then e Hi = P i (e i-1 − e i )...(2) . However, i=1, 3, 5, . . . , which corresponds to executing one flow rate calculation for each fundamental cycle of the high frequency. The result of this calculation is shown in calculation result A in FIG. Looking at this result,
Since the change ε in the DC voltage is superimposed on the signal voltage and the differential noise and these are changing, ε remains as an error factor.

次に、次式で示す演算をすると、 eHi=−(Pi-2×ei-2−Pi-1×ei-1)+(Pi-1×ei-1
−Pi×ei)=−Pi-2×ei-2+2Pi-1×ei-1−Pi×ei…(3)
となる。ただし、i=1、3、5、…である。こ
の演算結果は第6図の演算結果Bに示してある
が、直流電圧の変化分εなどが各サンプリングの
時点で異なり誤差要因となる。ここで、第6図の
演算結果Bによれば、(i−2)〜iのタイミン
グ時点における信号のサンプリング中に低周波の
波形の係数Pi-2〜Piが変化している場合に誤差を
含む。
Next, by performing the calculation shown in the following formula, e Hi = - (P i-2 ×e i-2 −P i-1 ×e i-1 ) + (P i-1 ×e i-1
−P i ×e i )=−P i-2 ×e i-2 +2P i-1 ×e i-1 −P i ×e i …(3)
becomes. However, i=1, 3, 5, . . . The result of this calculation is shown in calculation result B in FIG. 6, but the variation ε of the DC voltage and the like differ at each sampling time and become a cause of error. Here, according to calculation result B in FIG. 6, if the coefficients P i-2 to P i of the low frequency waveform change during sampling of the signal at timings (i-2) to i, Including errors.

そこで、(i−2)〜iの信号のサンプリング
中に低周波の波形の状態が変化し係数Piが変化す
る場合にかぎり、次式の演算を行うと第6図の演
算結果Cに示す結果を得る。
Therefore, only when the state of the low frequency waveform changes and the coefficient P i changes during the sampling of the signals from (i-2) to i, the calculation of the following equation is performed, and the calculation result C in Figure 6 is shown. Get results.

eHi=Pi-3×ei-3−Pi-2×ei-2+Pi-1×ei-1−Pi×ei
…(4) ただし、i=1、9、17、25…である。
e Hi =P i-3 ×e i-3 −P i-2 ×e i-2 +P i-1 ×e i-1 −P i ×e i
...(4) However, i=1, 9, 17, 25...

従つて、第4図の高周波復調演算eHiの欄に示
すようにタイミング時点t1,t9,t17…では(4)式、
それ以外のタイミング時点では(3)式に基づき演算
することにより、含まれる微分ノイズeo1は一定
で、直流電圧の変動εは演算で除去された高周波
復調信号eHiが得られる。この高周波復調信号eHi
は第3図のステツプ10で高域濾波演算が施される
ので、ステツプ10の出力FHiからは一定の微分ノ
イズ成分も除去され、結果として誤差を含まない
高周波成分流量信号を得ることができる。
Therefore, as shown in the column of high frequency demodulation calculation e Hi in FIG. 4, at timing points t 1 , t 9 , t 17 . . .
At other timing points, by calculating based on equation (3), a high-frequency demodulated signal e Hi is obtained in which the included differential noise e o1 is constant and the fluctuation ε of the DC voltage is removed by the calculation. This high frequency demodulated signal e Hi
is subjected to high-pass filtering in step 10 of Figure 3, so a certain differential noise component is also removed from the output F Hi of step 10, and as a result, a high-frequency component flow rate signal free of errors can be obtained. .

なお、(1)〜(4)式では流量信号の極性を第6図の
信号電圧eSの欄に示したように定めたので第4図
に示す演算の各項の符号が反転されているが、こ
れは演算上の極性に関することで本質的なもので
はない。
In addition, in equations (1) to (4), the polarity of the flow rate signal is determined as shown in the column of signal voltage e S in Figure 6, so the sign of each term in the calculation shown in Figure 4 is reversed. However, this is related to operational polarity and is not essential.

<発明の効果> 以上、実施例と共に具体的に説明したように本
発明によれば、低周波と高周波の2つの波形を乗
算的に合成した2周波により励磁され、流量に対
応して発生した信号電圧に対して2つの演算式で
演算を実行することにより信号電圧に含まれる微
分ノイズ及び電気化学的な原因で発生する直流電
圧の変動の影響を除去することができ、誤差を含
まない出力とすることができる。
<Effects of the Invention> As specifically explained above in conjunction with the embodiments, according to the present invention, the magnet is excited by a two-frequency wave that is a multiplicative combination of two waveforms, a low frequency wave and a high frequency wave, and generated in response to the flow rate. By performing calculations on the signal voltage using two calculation formulas, the effects of differential noise contained in the signal voltage and DC voltage fluctuations caused by electrochemical causes can be removed, resulting in an error-free output. It can be done.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の1実施例を示すブロツク図、
第2図は第1図に示す実施例の動作を説明する波
形図、第3図は第1図に示す実施例の信号処理の
手順を示すフローチヤート図、第4図は第3図の
フローにおける演算手順を示す演算図、第5図は
第4図における演算で所定のノイズが除去出来る
ことを説明する波形図、第6図は第4図における
演算でプリング時点で所定のノイズが除去出来る
ことを説明する説明図である。 10……導管、12……励磁コイル、13……
励磁回路、16,17……アナログ/デジタル変
換器、18……バス、19……ランダムアクセス
メモリ、20……リードオンリーメモリ、21…
…マイクロプロセツサ、22……クロツク発生
器、タイミング信号出力ポート。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention;
Fig. 2 is a waveform diagram explaining the operation of the embodiment shown in Fig. 1, Fig. 3 is a flowchart showing the signal processing procedure of the embodiment shown in Fig. 1, and Fig. 4 is the flowchart of Fig. 3. Figure 5 is a waveform diagram illustrating how the calculation in Figure 4 can remove a certain amount of noise, and Figure 6 is a waveform diagram showing how the calculation in Figure 4 can remove a certain amount of noise at the time of pulling. FIG. 10... Conduit, 12... Excitation coil, 13...
Excitation circuit, 16, 17... Analog/digital converter, 18... Bus, 19... Random access memory, 20... Read only memory, 21...
...Microprocessor, 22...Clock generator, timing signal output port.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 第1周波数とこれより低い第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
手段の出力を高域濾波する高域濾波手段と、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
を低域濾波する低域濾波手段と、前記高域濾波手
段と前記低域濾波手段との各出力を加算的に合成
する加算手段とを具備し、前記励磁手段は前記第
1周波数と前記第2周波数とを乗算的に合成して
得られる波形を持つ励磁電流を供給し、前記第1
復調手段は前記第1周波数成分の励磁電流のレベ
ルが変化する毎にサンプリングされた前記信号電
圧のサンプリン値の連続する3回のサンプリング
値に対してそれぞれ−1倍、+2倍、−1倍の係数
を乗じて加算すると共にこの連続する3回のサン
プリングの間に前記第2周波数の励磁電流のレベ
ルの変化が含まれる場合には前記3回のサンプリ
ング値の代わりに連続する4回のサンプリング値
に対してそれぞれ1倍、−1倍、1倍、−1倍の係
数と前記第2周波数の励磁レベルにより決まる符
号を乗じて加算演算することを特徴とする電磁流
量計。
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 based on the first frequency. a first demodulating means for discriminating and 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 the second frequency; The excitation means includes low-pass filtering means for low-pass filtering the output of the second demodulation means, and addition means for additively combining the respective outputs of the high-pass filtering means and the low-pass filtering means, and the excitation means includes the supplying an excitation current having a waveform obtained by multiplying the first frequency and the second frequency;
The demodulation means increases the sampling value by -1 times, +2 times, and -1 times, respectively, for three consecutive sampling values of the signal voltage sampled every time the level of the excitation current of the first frequency component changes. If a change in the level of the excitation current of the second frequency is included during the three consecutive samplings, the four consecutive sampling values are used instead of the three sampling values. An electromagnetic flowmeter characterized in that an addition operation is performed by multiplying the coefficients of 1, -1, 1, and -1 by a sign determined by the excitation level of the second frequency.
JP5080987A 1987-03-05 1987-03-05 Electromagnetic flowmeter Granted JPS63217227A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5080987A JPS63217227A (en) 1987-03-05 1987-03-05 Electromagnetic flowmeter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5080987A JPS63217227A (en) 1987-03-05 1987-03-05 Electromagnetic flowmeter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63217227A JPS63217227A (en) 1988-09-09
JPH0575339B2 true JPH0575339B2 (en) 1993-10-20

Family

ID=12869092

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5080987A Granted JPS63217227A (en) 1987-03-05 1987-03-05 Electromagnetic flowmeter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS63217227A (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100748613B1 (en) 2007-02-20 2007-08-10 김진택 Electronic flow rate measurement system using multiple conversion frequency.

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63217227A (en) 1988-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5443552A (en) Electromagnetic flowmeter and method for electromagnetically measuring flow rate
JPH0575339B2 (en)
JP3075319B2 (en) Electromagnetic flow meter
US5299461A (en) Fluid flowrate measuring apparatus
JPH063383B2 (en) Electromagnetic flow meter
JPH075004A (en) Electromagnetic flow meter
JPH0477850B2 (en)
JP2734162B2 (en) Electromagnetic flow meter
JP2884840B2 (en) Electromagnetic flow meter
JP2691940B2 (en) Electromagnetic flow meter
JPH0575338B2 (en)
JP3460213B2 (en) Electromagnetic flow meter
JP3357583B2 (en) Electromagnetic flow meter
JPH06103205B2 (en) Electromagnetic flow meter
JP3328877B2 (en) Electromagnetic flow meter
JPH06249675A (en) Signal processor
JPH0415404B2 (en)
JPS60174915A (en) Low frequency exciting electromagnetic flow meter
JPH04339217A (en) Electromagnetic flowmeter
JPH06147944A (en) Electromagnetic flow meter
JPH0623937Y2 (en) Electromagnetic flow meter
JPH0541379Y2 (en)
JPH057549Y2 (en)
JPH01167617A (en) Electromagnetic flowmeter
JPH0611370A (en) Electromagnetic flow meter

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term