(57)【要約】【課題】電磁流量計を大型化することなく、流体の流量と電気伝導率とを精度よく計測する。【解決手段】信号生成回路１１Ｂが、予め設定された信号周波数ｆｓで一定振幅（設定電流Ｉｓ）を有する交流の矩形波電流を矩形波信号ＳＧとして生成して、測定管２に取り付けられている電極Ｔ１，Ｔ２に印加し、電気伝導率検出回路１１が、これらＴ１，Ｔ２から検出した検出電圧Ｖｔをサンプリングすることにより検出電圧Ｖｔの振幅を検出する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定管内を流れる流体の流量を計測する電磁流量計であって、
予め設定された信号周波数で一定振幅を有する交流の矩形波電流を矩形波信号として生成する信号生成回路と、
前記測定管に取り付けられて前記矩形波信号を前記流体に印加する第１および第２の電極と、
前記第１および第２の電極から検出した検出電圧をサンプリングすることにより前記検出電圧の振幅を検出する検出回路と、
前記振幅に基づいて前記流体に関する電気伝導率を演算処理により求める演算処理回路と
を備えることを特徴とする電磁流量計。
【請求項２】
請求項１に記載の電磁流量計において、
前記第１および第２の電極の近傍位置に配置されて、前記信号生成回路、および、前記検出電圧を安定化して前記検出回路へ出力するバッファアンプのうち、少なくともいずれか一方または両方を搭載するプリント基板をさらに備えることを特徴とする電磁流量計。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電磁流量計において、
前記第１の電極は、前記流体と接液する接液電極からなり、前記第２の電極は、前記測定管の外周部に形成されて、前記流体と接液していない非接液電極からなることを特徴とする電磁流量計。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の電磁流量計において、
前記第１および第２の電極は、前記流体と接液する接液電極からなることを特徴とする電磁流量計。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の電磁流量計において、
前記検出回路は、前記矩形波信号の半周期の中央時間位置で、前記検出電圧をサンプリングすることを特徴とする電磁流量計。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の電磁流量計において、
前記信号生成回路は、
前記矩形波信号の大きさを検出する電流検出回路と、
前記信号周波数を示すクロック信号と前記電流検出回路からの検出結果とに基づいて、前記矩形波信号の振幅を設定電流に維持するオペアンプと
を含むことを特徴とする電磁流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流量計測の対象となる流体の電気伝導率を計測する機能を備える電磁流量計に関する。
【背景技術】
【０００２】
測定管内を流れる流体の流量を計測する電磁流量計は、流体が測定管内をある程度満たしていることを前提として、流体から検出した起電力に基づいて流量を算出している。したがって、流体が測定管内を満たしていない場合、算出した流量が正確な値を示しているとは云えない。このため、電磁流量計によっては、流体が測定管内を満たしていない、いわゆる空状態を検出（空検知）する機能を備えているものがある。
【０００３】
従来、空状態を検出する技術として、特許文献１には、流体のインピーダンスと電気伝導率との関係に基づいて空検知する技術が提案されている。図１４は、従来の空検知を示す回路図である。図１４に示すように、特許文献１の方式は、流量計測用の電極Ｔａ，Ｔｂに直流電圧を印加し、得られた検出電圧Ｖｚａ，Ｖｚｂを、バッファアンプＵ１ａ，Ｕ１ｂで安定化した後、コンパレータＵ２ａ，Ｕ２ｂで基準電圧Ｖｓａ，Ｖｓｂと比較し、得られた比較結果Ｓａ，Ｓｂに基づいて、流体が測定管内を満たしていない空状態であるか否かを判定している。
【０００４】
しかし、特許文献１の方式は、流量計測用の電極を空検知に兼用する方式であり、電気伝導率を計測することはできない。また、電気伝導率を計測するための回路を追加したとしても、同じ電極で流量と電気伝導率とを並行して計測することはできない。このため、流量計測周期の一部を電気伝導率計測期間に割り当てる必要があり、この電気伝導率計測期間を割り当てるため、流量計測期間を短縮した場合には流量計測精度が低下する要因となり、流量計測周期を延長した場合には流量計測レスポンスが低下する要因となる。
【０００５】
一方、流量と電気伝導率とを並行して計測する技術として、特許文献２には、流量計測用の電極とは別個に設けた電極を用いて、電気伝導率を計測する技術が提案されている。図１５は、従来の他の空検知を示す回路図である。図１５に示すように、特許文献２の方式は、測定管５０に設けた電気伝導率検出電極Ｔ２１，Ｔ２２とアースリング電極５１との間に交流信号を印加し、これら電極間に発生した電気信号を、流量検出用のオペアンプＵ１とは異なるオペアンプＵ２で検出することにより、電極Ｔ２１，Ｔ２２間に存在する流体のインピーダンスを算出して電気伝導率を導出する方式である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２１０８８８号公報
【特許文献２】特開平７−５００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２の方式によれば、図１５に示すように、流量計測用の電極Ｔ１１，Ｔ１２とは別個に設けた電極Ｔ２１，Ｔ２２を用いて電気伝導率を計測できるため、電磁流量計において流体の流量と電気伝導率とを並行して計測することができる。この際、電気伝導率用の印加信号が流量計測用の印加信号に対して干渉しないようにすることが重要となる。
【０００８】
一方、流体の電気伝導率を導出する場合、電極間の距離が大きいほど高い精度で電気伝導率を測定することができる。しかしながら、測定管の長さは限られているため、電気伝導率の計測に用いる電極と流量計測に用いる電極とが近くなると、電気伝導率用の印加信号が流量計測用の印加信号に干渉して、流量の計測精度が低下する原因となる。このため、このような干渉を低減するには、測定管の長さを延長したり、互いの電極間にアースリングを配置したりする必要があり、電磁流量計を小型化できないという問題点があった。
【０００９】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、電磁流量計を大型化することなく、流体の流量と電気伝導率とを精度よく計測できる電磁流量計を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的を達成するために、本発明にかかる電磁流量計は、測定管内を流れる流体の流量を計測する電磁流量計であって、予め設定された信号周波数で一定振幅を有する交流の矩形波電流を矩形波信号として生成する信号生成回路と、前記測定管に取り付けられて前記矩形波信号を前記流体に印加する第１および第２の電極と、前記第１および第２の電極から検出した検出電圧をサンプリングすることにより前記検出電圧の振幅を検出する検出回路と、前記振幅に基づいて前記流体に関する電気伝導率を演算処理により求める演算処理回路とを備えている。
【００１１】
また、本発明にかかる上記電磁流量計の一構成例は、記第１および第２の電極の近傍位置に配置されて、前記信号生成回路、および、前記検出電圧を安定化して前記検出回路へ出力するバッファアンプのうち、少なくともいずれか一方または両方を搭載するプリント基板をさらに備えるものである。
【００１２】
また、本発明にかかる上記電磁流量計の一構成例は、前記第１の電極が、前記流体と接液する接液電極からなり、前記第２の電極は、前記測定管の外周部に形成されて、前記流体と接液していない非接液電極からなるものである。
【００１３】
また、本発明にかかる上記電磁流量計の一構成例は、前記第１および第２の電極が、前記流体と接液する接液電極からなるものである。
【００１４】
また、本発明にかかる上記電磁流量計の一構成例は、前記検出回路が、前記矩形波信号の半周期の中央時間位置で、前記検出電圧をサンプリングするようにしたものである。
【００１５】
また、本発明にかかる上記電磁流量計の一構成例は、前記信号生成回路が、前記矩形波信号の大きさを検出する電流検出回路と、前記信号周波数を示すクロック信号と前記電流検出回路からの検出結果とに基づいて、前記矩形波信号の振幅を設定電流に維持するオペアンプとを含むものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、検出電圧の傾斜が直線的となるため、電気伝導率計測用の信号周波数として、励磁周波数より高い周波数、例えば励磁周波数の１００倍以上高い周波数を用いても、検出電圧の振幅を安定して検出することができる。したがって、電気伝導率用の印加信号が流量計測用の印加信号に対して干渉しても、励磁周波数＜＜信号周波数であるためローパスフィルタで信号周波数を容易に除去することが可能となる。
これにより、上記のような干渉を低減するため、流量計測用の電極と電気伝導率用の電極との距離を大きくする必要はない。このため、測定管の長さを延長したり、互いの電極間にアースリングを配置したりする必要がなり、結果として、電磁流量計を大型化することなく、流体の流量と電気伝導率とを精度よく計測することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施の形態にかかる電磁流量計の回路構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施の形態にかかる電磁流量計の上面図である。
【図３】第１の実施の形態にかかる電磁流量計の断面側面図である。
【図４】第１の実施の形態にかかる電磁流量計の組立図である。
【図５】第１の実施の形態にかかる電磁流量計の要部側面図である。
【図６】第１の実施の形態にかかる電磁流量計の要部上面図である。
【図７】第１の実施の形態にかかる電磁流量計の動作を示す信号波形図である。
【図８】矩形波電流源の構成例である。
【図９】第１の実施の形態にかかる電極側の等価回路である。
【図１０】矩形波定電圧信号を用いた電磁流量計の動作を示す信号波形図である。
【図１１】振幅データと電気伝導率との対応関係を示す特性図である。
【図１２】第２の実施の形態にかかる電磁流量計の要部側面図である。
【図１３】第２の実施の形態にかかる電磁流量計の要部上面図である。
【図１４】従来の空検知を示す回路図である。
【図１５】従来の他の空検知を示す回路図である。
【００１８】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかる電磁流量計１０について説明する。図１は、第１の実施の形態にかかる電磁流量計の回路構成を示すブロック図である。
以下では、流量計測用の一対の電極Ｔａ，Ｔｂが測定管内を流れる流体と直接接液しない容量式電磁流量計を例として説明するが、これに限定されるものではなく、流体と直接接液する接液式の電磁流量計であっても、本発明を同様に適用できる。
【００１９】
図１に示すように、電磁流量計１０は、主な回路部として、電気伝導率検出回路１１、流量検出回路１２、演算処理回路（ＣＰＵ）１３、設定・表示回路１４、および伝送回路１５を備えている。
【００２０】
電気伝導率検出回路１１は、予め設定された信号周波数ｆｓで一定振幅Ｉｓを有する交流の矩形波電流を矩形波信号として、電気伝導率計測用の電極Ｔ１，Ｔ２へ印加し、Ｔ１，Ｔ２間に発生した検出電圧Ｖｔをサンプリングして振幅を示す振幅データＤＡを出力する機能を有している。
【００２１】
流量検出回路１２は、予め設定された励磁周波数を有する交流の励磁電流Ｉｅｘを励磁コイル３Ａ，３Ｂへ供給し、励磁コイル３Ａ，３Ｂで発生した磁束に応じて流量計測用の電極Ｔａ，Ｔｂ間に発生した起電力Ｖａ，Ｖｂを検出し、Ｖａ，Ｖｂから得られた流量信号ＶＦを示す流量データＤＦを出力する機能を有している。
【００２２】
演算処理回路１３は、電気伝導率検出回路１１からの振幅データＤＡに基づいて、流体の電気伝導率を算出する機能と、得られた電気伝導率に基づいて測定管２内の流体に関する空状態を判定する機能と、流量検出回路１２からの流量データＤＦに基づいて、流体の流量を算出する機能とを有している。
【００２３】
設定・表示回路１４は、操作用ボタンやＬＥＤ・ＬＣＤ等の表示装置を備え、作業者の設定操作入力を検出して演算処理回路１３へ出力する機能と、演算処理回路１３からの各種データを表示する機能とを備えている。
【００２４】
伝送回路１５は、伝送路ＬＴを介してコントローラなどの上位装置（図示せず）との間でデータ伝送を行う機能と、演算処理回路１３で得られた電気伝導率や空状態判定結果を、上位装置へ送信する機能とを備えている。
【００２５】
［電気伝導率検出回路］
次に、図１を参照して、本実施の形態にかかる電気伝導率検出回路１１の構成について詳細に説明する。
図１に示すように、電気伝導率検出回路１１は、主な回路部として、クロック生成回路１１Ａ、信号生成回路１１Ｂ、バッファアンプ１１Ｃ、サンプルホールド回路１１Ｄ、およびＡ／Ｄ変換回路１１Ｅとを備えている。
【００２６】
クロック生成回路１１Ａは、演算処理回路１３からのクロック信号ＣＬＫ０に基づいて、矩形波信号ＳＧ生成用のクロック信号ＣＬＫｓと、サンプリング制御用のクロック信号ＣＬＫｈ，ＣＬＫｌとを生成する機能を有している。
【００２７】
信号生成回路１１Ｂは、予め設定された信号周波数ｆｓで一定振幅（設定電流Ｉｓ）を有する交流の矩形波電流を、矩形波信号ＳＧすなわち矩形波定電流信号として生成する機能を有している。具体的には、信号生成回路１１Ｂは、全体としてオンオフ動作する矩形波電流源ＩＧからなり、ＣＬＫｓに基づいて、振幅が設定電流ＩｓでＣＬＫｓと同じ信号周波数ｆｓを有する矩形波信号ＳＧを生成する機能を有している。
【００２８】
バッファアンプ１１Ｃは、例えばオペアンプやバッファ回路からなり、電極Ｔ１，Ｔ２から検出した検出電圧Ｖｔを安定化し、出力電圧Ｖｔ’として出力する機能を有している。
【００２９】
サンプルホールド回路１１Ｄは、クロック生成回路１１Ａからのクロック信号ＣＬＫｈ，ＣＬＫｌに基づいて、バッファアンプ１１Ｃからの出力電圧Ｖｔ’をサンプルホールドし、得られた検出電圧ＶＨ，ＶＬをＡ／Ｄ変換回路１１Ｅへ出力する機能を有している。
【００３０】
Ａ／Ｄ変換回路１１Ｅは、サンプルホールド回路１１ＤからのＶＨ，ＶＬの差分電圧、すなわちＶｔの振幅電圧をＡ／Ｄ変換し、得られた振幅データＤＡを演算処理回路１３へ出力する機能を有している。
本実施の形態では、電気伝導率計測用の電極Ｔ２として、測定管２内を流れる流体と直接接液しない非接液電極を用いる場合を例として説明するが、これに限定されるものではなく、Ｔ２として接液電極を用いてもよい。
【００３１】
［流量検出回路］
次に、図１を参照して、本実施の形態にかかる流量検出回路１２の構成について詳細に説明する。
図１に示すように、流量検出回路１２は、主な回路部として、励磁回路１２Ａ、信号増幅回路１２Ｂ、および信号検出回路１２Ｃを備えている。
【００３２】
励磁回路１２Ａは、予め設定されている励磁周期に基づいて、励磁電流Ｉｅｘの極性を切り替えるための励磁制御信号Ｖｅｘを出力する機能を有している。具体的には、励磁回路１２Ａは、演算処理回路１３の励磁制御部１３Ｃからの励磁制御信号Ｖｅｘに基づいて、交流の励磁電流Ｉｅｘを励磁コイル３Ａ，３Ｂへ供給する。
【００３３】
信号増幅回路１２Ｂは、電極Ｔａ，Ｔｂで検出された起電力Ｖａ，Ｖｂに含まれるノイズ成分を、ローパスフィルタおよびハイパスフィルタでフィルタリングした後、増幅して得られた交流の流量信号ＶＦを出力する機能を有している。
信号検出回路１２Ｃは、信号増幅回路１２Ｂからの流量信号ＶＦをサンプルホールドし、得られた直流電圧を流量データＤＦにＡ／Ｄ変換して、演算処理回路１３へ出力する機能を有している。
【００３４】
［演算処理回路］
次に、図１を参照して、本実施の形態にかかる演算処理回路１３の構成について詳細に説明する。
演算処理回路１３は、ＣＰＵとその周辺回路を備え、予め設定されているプログラムをＣＰＵで実行して、ハードウェアとソフトウェアを協働させることにより、流量計測に関する処理を実行する各種の処理部を実現する機能を有している。
演算処理回路１３で実現される主な処理部として、電気伝導率算出部１３Ａ、空状態判定部１３Ｂ、励磁制御部１３Ｃ、および流量算出部１３Ｄがある。
【００３５】
電気伝導率算出部１３Ａは、電気伝導率検出回路１１からの振幅データＤＡに基づいて、流体の電気伝導率を算出する機能を有している。具体的には、予め設定されている電気伝導率算出式を用いて、振幅データＤＡに対応する電気伝導率を計算してもよいが、振幅データＤＡと電気伝導率との対応関係を予め計測し、得られた特性をルックアップテーブルとして予め設定しておき、電気伝導率検出回路１１からの振幅データＤＡに基づいてルックアップテーブルを参照することにより、流体に関する電気伝導率を導出してもよい。
【００３６】
空状態判定部１３Ｂは、電気伝導率算出部１３Ａで算出された流体の電気伝導率に基づいて、測定管２内における流体の存在有無を判定する機能を有している。
通常、流体の電気伝導率は、空気の電気伝導率より大きい。このため、空状態判定部１３Ｂは、電気伝導率算出部１３Ａで算出された流体の電気伝導率を、閾値処理することにより、流体の存在有無を判定している。
【００３７】
励磁制御部１３Ｃは、予め設定されている励磁周期に基づいて、励磁電流Ｉｅｘの極性を切り替えるための励磁制御信号Ｖｅｘを出力する機能を有している。
流量算出部１３Ｄは、流量検出回路１２からの流量データＤＦに基づいて流体の流量を算出する機能と、流量計測結果を設定・表示回路１４や伝送回路１５へ出力する機能とを有している。
【００３８】
［電磁流量計の構造］
次に、図２〜図４参照して、電磁流量計１０の構造の構成について詳細に説明する。図２は、第１の実施の形態にかかる電磁流量計の上面図である。図３は、第１の実施の形態にかかる電磁流量計の断面側面図である。図４は、第１の実施の形態にかかる電磁流量計の組立図である。
【００３９】
図２〜図４に示すように、測定管２は、円筒形状をなすセラミックや樹脂などの絶縁性および誘電性に優れた材料からなり、測定管２の外側には、測定管２の長手方向（第１の方向）Ｘに対して磁束方向（第２の方向）Ｙが直交するよう、略Ｃ字形状のヨーク（例えば、図４のヨーク４と同形状）と、一対の励磁コイル３Ａ，３Ｂが測定管２を挟んで対向配置されている。なお、以下では、図を見易くするため、対向するヨーク端面だけ、すなわちヨーク面４A、４Bだけを図示する。
【００４０】
一方、測定管２の外周面２Ｐには、長手方向Ｘおよび磁束方向（第２の方向）Ｙと直交する電極方向（第３の方向）Ｚに、流量計測用の電極Ｔａ，Ｔｂが対向配置されている。Ｔａ，Ｔｂは薄膜導体からなる一対の面電極により形成されている。
これにより、交流の励磁電流Ｉｅｘを励磁コイル３Ａ，３Ｂに供給すると、励磁コイル３Ａ，３Ｂの中央に位置するヨーク面４Ａ，４Ｂ間に磁束が発生して、測定管２内を流れる流体に、電極方向Ｚに沿って流体の流速に応じた振幅を持つ交流の起電力が発生し、この起電力が、流体と電極Ｔａ，Ｔｂとの間の静電容量を介して電極Ｔａ，Ｔｂで検出される。
【００４１】
ケース８は、上方に開口部８Ｂを有し、内部に測定管２を収納する有底箱状の樹脂、または金属筐体から構成されている。ケース８の内壁部のうち長手方向Ｘと平行する一対の内壁部８Ａには、互いに対抗する位置にガイド部８１Ａ，８１Ｂと、互いに対抗する位置にガイド部８３Ａ，８３Ｂとが形成されている。
【００４２】
ガイド部８１Ａ，８１Ｂは、電極方向Ｚと平行して形成された２つの突条からなり、これら突条の間の嵌合部８２Ａ，８２Ｂが、開口部８Ｂから挿入されたプリント基板５の側端部５Ｉ，５Ｊと嵌合する。ガイド部８３Ａ，８３Ｂは、電極方向Ｚと平行して形成された２つの突条からなり、これら突条の間の嵌合部８４Ａ，８４Ｂが、開口部８Ｂから挿入されたプリント基板６の側端部６Ｉ，６Ｊと嵌合する。
【００４３】
なお、ガイド部８１Ａ，８１Ｂ，８３Ａ，８３Ｂの突条は、電極方向Ｚに連続して形成されている必要はなく、側端部５Ｉ，５Ｊ，６Ｉ，６Ｊがスムーズに挿入される間隔で、複数に分離して形成してもよい。また、ガイド部８１Ａ，８１Ｂ，８３Ａ，８３Ｂは、突条ではなく、内壁部８Ａに形成されて、側端部５Ｉ，５Ｊ，６Ｉ，６Ｊが挿入される溝であってもよい。
【００４４】
ケース８の側面のうち磁束方向Ｙと平行する一対の側面８Ｃには、電磁流量計１０の外部に設けられる配管（図示せず）と測定管２とを連結可能な、金属材料（例えば、ＳＵＳ）から構成された管状の継手１Ａ，１Ｂが配設されている。この際、測定管２は、長手方向Ｘに沿ってケース８の内部に収納され、測定管２の両端部には、一対のＯリング８７を挟んで継手１Ａと継手１Ｂがそれぞれ連結される。
【００４５】
ここで、継手１Ａ，１Ｂのうちの少なくとも一方は、電極Ｔ１（コモン電極）として機能する。例えば、継手１Ａは、コモン電位（接地電圧ＧＮＤ）に接続されることにより、外部の配管と測定管２とを連結するだけでなく、電極Ｔ１としても機能する。
このように、電極Ｔ１を金属からなる継手１Ａによって実現することにより、Ｔ１の流体と接触する面積が広くなる。これにより、Ｔ１に異物の付着や腐食が生じた場合であっても、異物の付着や腐食が生じた部分の面積がＴ１の全面積に対して相対的に小さくなるため、分極容量の変化による測定誤差を抑えることが可能となる。
【００４６】
ケース８のうち内壁部８Ａの両側の側面８Ｅとケース８の底部８Ｄの外側面には、断面コの字形状の金属板からなるシールド９が取り付けられている。これにより、電磁流量計１０から外部に放射されるノイズを低減できる。
【００４７】
［プリント基板］
プリント基板５は、電子部品を実装するための一般的なプリント基板（例えば、板厚１．６ｍｍのガラス布基材エポキシ樹脂銅張積層板）であり、図４に示すように、プリント基板５のほぼ中央位置に、測定管２を貫通させるための管孔５Ｈが形成されている。したがって、プリント基板５は測定管２と交差する方向に沿って取り付けられることになる。この管孔５Ｈの大きさは、測定管２の外周部の大きさと同じもしくは少し小さめに設定されている。測定管２が管孔５Ｈに圧入されてプリント基板５に係止される。
【００４８】
なお、測定管２の外周面２Ｐと管孔５Ｈの端部とを接着剤で固定してもよい。図４の例では、管孔５Ｈは、プリント基板５の側端部に向けて開口していないが、管孔５Ｈの周部の一部が切り欠かれ、プリント基板５の側端部に向けて直接開口して、切欠きを形成していてもよく、あるいはスリットを介して間接的に開口していてもよい。この場合、プリント基板５に設けられた切欠きが、測定管２が圧入される管孔５Ｈを形成することとなる。
【００４９】
したがって、測定管２をケース８内に組み付ける場合、まず、励磁コイル３Ａ，３Ｂが装着されたヨーク４をケース８の底部８Ｄにネジ止めした状態で、管孔５Ｈに測定管２が圧入されたプリント基板５を、側端部５Ｉ，５Ｊがケース８のガイド部８１Ａ，８１Ｂの嵌合部８２Ａ，８２Ｂと嵌合するよう、ケース８の開口部８Ｂからケース８の内部に挿入する。この後、測定管２の両端にケース８の外側から一対のＯリング８７を挟んで継手１Ａ，１Ｂを連結し、継手１Ａ，１Ｂをケース８にネジ止めする。
【００５０】
これにより、管孔５Ｈに測定管２が圧入された状態で、プリント基板５がケース８の内部に取り付けられ、結果として、このプリント基板５を介して測定管２がケース８の内部に取り付けられることになる。この際、ガイド部８１Ａ，８１Ｂでプリント基板５を固定する必要はなく、逆に少し遊びがあったほうが継手１Ａ，１Ｂによるネジ止めの際に、測定管２あるいはプリント基板５に機械的ストレスがかからない。
【００５１】
プリント基板６は、プリント基板５と同様、電子部品を実装するための一般的なプリント基板（例えば、板厚１．６ｍｍのガラス布基材エポキシ樹脂銅張積層板）であり、プリント基板６のほぼ中央位置に、測定管２を貫通させるための管孔６Ｈが形成されている。したがって、プリント基板６は測定管２と交差する方向に沿って取り付けられていることになる。この管孔６Ｈの大きさは、測定管２の外周部の大きさと同じもしくは少し小さめに設定されている。
【００５２】
また、図４の例では、管孔６Ｈは、プリント基板６の側端部に向けて開口していないが、管孔６Ｈの周部の一部が切り欠かれ、プリント基板６の側端部に向けて直接開口して、切欠きを形成していてもよく、あるいはスリットを介して間接的に開口していてもよい。この場合、プリント基板６に設けられた切欠きが、測定管２が圧入される管孔６Ｈを形成することとなる。また、プリント基板５と同様、管孔６Ｈの孔壁面に凸部を備え、この凸部が外周面２Ｐと当接するようにしてもよい。
【００５３】
電極Ｔａ，Ｔｂは、測定管２の外周面２Ｐに形成された管側配線パターン２Ａ，２Ｂとジャンパー線（図示せず）とを介してプリント基板５に接続されている。プリント基板５は、接続配線（図示せず）を介して、例えばケース８の上側に取り付けられる上側ケース内のメイン基板（ともに図示せず）の流量検出回路１２に接続されている。
【００５４】
電極Ｔａ，Ｔｂは、管側配線パターン２Ａ，２Ｂやジャンパー線とともに、コモン電位（接地電圧ＧＮＤ）に接続された金属板からなるシールドケース７で電気的にシールドされている。シールドケース７は、長手方向Ｘに沿って伸延する略矩形状をなし、測定管２が内側を貫通するための開口部が、励磁コイル３Ａ，３Ｂの磁束領域から上流方向と下流方向に設けられている。これにより、インピーダンスの高い回路部分全体がシールドケース７でシールドされることにより、外部ノイズの影響を抑制される。
【００５５】
なお、プリント基板５に、Ｔａ，Ｔｂで得られた起電力Ｖａ，Ｖｂを低インピーダンス化するためのプリアンプを実装してもよく、プリアンプもシールドケース７でシールドしてもよい。この際、プリント基板５のうちプリアンプの実装面とは反対側の半田面に、接地電位に接続された接地パターン（べたパターン）からなるシールドパターンを形成してもよい。これにより、シールドケース７を構成する平面のうち、プリント基板５と当接する平面はすべて開口していてもよく、シールドケース７の構造を簡素化できる。
【００５６】
また、電極Ｔａ，Ｔｂや管側配線パターン２Ａ，２Ｂ、さらには電極Ｔ２は、銅などの非磁性金属薄膜からなり、測定管２の外周面２Ｐにメタライズ処理により一体で形成されるため、製造工程を簡素化することができ、製品コストの低減にもつながる。なお、前述のメタライズ処理は、メッキ処理や、蒸着処理などであってもよく、さらには、予め成型しておいた非磁性金属薄膜体を貼り付けてもよい。
【００５７】
［電気伝導率用電極］
次に、図５および図６を参照して、本実施の形態にかかる電気伝導率用の電極Ｔ１，Ｔ２について説明する。図５は、第１の実施の形態にかかる電磁流量計の要部側面図である。図６は、第１の実施の形態にかかる電磁流量計の要部上面図である。
【００５８】
継手１Ａ，１Ｂのうちの少なくとも一方は、電極（第１の電極）Ｔ１として機能する。例えば、図５および図６に示すように、継手１Ａは、コモン電位（接地電圧ＧＮＤ）に接続されることにより、外部の配管と測定管２とを連結するだけでなく、電極Ｔ１としても機能する。Ｔ１は、ジャンパー線Ｊ１を介してプリント基板６に形成されたパッド（電極接続端子）Ｐ１に接続されている。Ｊ１はＰ１およびＴ１の外表面に半田付けされる。
【００５９】
一方、図５および図６に示すように、測定管２の外周面２Ｐのうち、プリント基板６を挟んで継手１Ａからなる電極Ｔ１と反対側であって電極Ｔａ，Ｔｂとの間に、測定管２の全周にわたって薄膜導体からなる電極（第２の電極）Ｔ２が、非接液電極としてパターン形成されている。Ｔ２のうちプリント基板６側の側端部には、パッドＰ３がプリント基板６に向かって突出してパターン形成されている。Ｔ２は、Ｐ３からジャンパー線Ｊ２を介してプリント基板６に形成されたパッド（電極接続端子）Ｐ２に接続されている。Ｊ２はＰ２およびＰ３に半田付けされる。
これにより、プリント基板６と電極Ｔ１，Ｔ２とを接続するＪ１，Ｊ２の長さを極めて短くでき、Ｊ１，Ｊ２のインピーダンスを極めて低く抑えることができる。
【００６０】
また、プリント基板６は、接続配線（図示せず）を介して、例えばケース８の上側に取り付けられる上側ケース内のメイン基板（ともに図示せず）の電気伝導率検出回路１１に接続されている。したがって、プリント基板６に信号生成回路１１Ｂまたはバッファアンプ１１Ｃを実装すれば、接続配線のインピーダンスも低く抑えることができる。このため、電気伝導率の計測において、Ｔ１，Ｔ２を接続するための電極配線に関するインピーダンスを無視することができる。
【００６１】
［第１の実施の形態の動作］
次に、図７を参照して、本実施の形態にかかる電磁流量計１０の動作について説明する。図７は、第１の実施の形態にかかる電磁流量計の動作を示す信号波形図である。
ここでは、電極Ｔ２が非接液電極であって、矩形波信号ＳＧが矩形波定電圧信号である場合を例として説明する。
【００６２】
クロック生成回路１１Ａは、演算処理回路１３からのクロック信号ＣＬＫ０に基づいて、矩形波信号ＳＧ生成用のクロック信号ＣＬＫｓと、サンプリング制御用のクロック信号ＣＬＫｈ，ＣＬＫｌとを生成する。ここでは、ＣＬＫｓの周波数、すなわち矩形波信号ＳＧの信号周波数ｆｓが１５０ｋＨｚである場合が示されている。
【００６３】
信号生成回路１１Ｂは、ＣＬＫｓに基づいて矩形波電流源ＩＧをオンオフ制御する。これにより、図７に示すように、信号周波数ｆｓの半周期ごとに印加電流Ｉｇが、予め設定されている設定電流Ｉｓとゼロとの間で切り替えられて、電極Ｔ２に印加されることになる。したがって、信号生成回路１１Ｂから供給された印加電流Ｉｇにより、電極Ｔ１，Ｔ２間における流体の流体抵抗で発生した電圧が電極Ｔ１，Ｔ２間の電圧、すなわち検出電圧Ｖｔとなる。
【００６４】
サンプルホールド回路１１Ｄは、クロック生成回路１１ＡからのＣＬＫｈに基づいて、バッファアンプ１１ＣでＶｔが安定化（インピーダンス変換）されて得られた出力電圧Ｖｔ’のうち、Ｉｓが供給されているハイレベル期間ＴＨ（ＳＧの半周期）における検出電圧ＶＨをサンプリングする。また、サンプルホールド回路１１Ｄは、クロック生成回路１１ＡからのＣＬＫｌに基づいて、Ｖｔ’のうち、ゼロが供給されているローレベル期間ＴＬ（ＳＧの半周期）における検出電圧ＶＬをサンプリングする。
【００６５】
Ａ／Ｄ変換回路１１Ｅは、サンプルホールド回路１１Ｄで得られたＶＨとＶＬの差分電圧ΔＶｔを振幅データＤＡにＡ／Ｄ変換して出力する。
一般には、交流の検出電圧Ｖｔを全波整流する方法、例えばＴＬにおける検出電圧ＶｔをＶｔの中間レベルで折り返してＴＨのＶｔと加算する方法が考えられる。しかし、このような方法では、ＴＬとＴＨのＶｔが等しくないと、全波整流しても脈流が残り、安定した直流電圧とならないため、計測誤差の原因となる。
【００６６】
本実施の形態によれば、交流の検出電圧Ｖｔを全波整流せず、ＴＬとＴＨでそれぞれ別個にサンプリングし、得られたＶＨ，ＶＬの差分電圧を振幅データＤＡとして取得している。このため、流体の流速変化などによりＶｔに揺らぎが含まれているような場合や、外部から流体を介してコモンモードノイズがＶｔに混入しているような場合でも、振幅データＤＡへの影響を回避することができ、電気伝導率の安定した計測を実現できる。
【００６７】
電気伝導率算出部１３Ａは、Ａ／Ｄ変換回路１１ＥからのＤＡに基づいて、流体の電気伝導率を算出する。
また、空状態判定部１３Ｂは、電気伝導率算出部１３Ａで得られた電気伝導率を閾値伝導率と比較することにより、測定管２内が空状態であるか否か判定する。
【００６８】
図８は、矩形波電流源の構成例である。図８に示すように、矩形波電流源ＩＧは、スイッチＳＷｉ、オペアンプＵｇ、および電流検出回路ＤＥＴを備えている。ＳＷｉは、ＣＬＫｓに基づいてＶｓとＧＮＤとを切替出力するアナログスイッチである。ＤＥＴは、ＩＧから出力される印加電流Ｉｇの電流値を検出する回路である。Ｕｇは、ＤＥＴからの電流検出出力に基づいてＩｇの電流値を設定電流Ｉｓに維持制御するとともに、ＳＷｉの出力に基づいてＩｇの出力をオンオフ制御する機能を有している。
【００６９】
図９は、第１の実施の形態にかかる電極側の等価回路である。前述したように、本実施の形態では、矩形波信号ＳＧとして矩形波定電流信号を用いている。このため、図９に示すように、プリント基板６から見た電極側の等価回路は、信号生成回路１１Ｂの矩形波電流源ＩＧに対して、電極Ｔ１，Ｔ２間のインピーダンスを示す側の等価回路Ｚｔが接続された形式となる。
【００７０】
この際、Ｚｔにおいて、電極Ｔ１，Ｔ２と流体との接液時に電極−流体間に分極容量Ｃｐおよび分極抵抗Ｒｐが発生し、Ｔ２が非接液電極であるため、流体と電極Ｔ２との間に電極容量Ｃｔが発生する。したがって、電極Ｔ１，Ｔ２間の流体に関する流体抵抗をＲｌとすると、Ｚｔは、分極容量Ｃｐおよび分極抵抗Ｒｐの並列回路と、流体抵抗Ｒｌと、電極容量Ｃｔとが直列接続された等価回路で表される。ここで、矩形波信号ＳＧの信号周波数をｆｓ＝１５０ｋＨｚとした場合、Ｃｐのインピーダンスは比較的小さいものの、Ｃｔのインピーダンスがある程度大きくなるため、Ｃｔの両端電圧ＶｃｔさらにはＶｔが過渡的に変化するようになる。
【００７１】
図１０は、矩形波定電圧信号を用いた電磁流量計の動作を示す信号波形図である。図７と同様にしてｆｓ＝１５０ｋＨｚとした場合、Ｃｐのインピーダンスは比較的小さいものの、Ｃｔのインピーダンスがある程度大きくなる。このため、一定振幅（基準電圧Ｖｓ）を有する交流の矩形波電圧を、矩形波信号ＳＧすなわち矩形波定電圧信号として用いた場合、ＶｃｔやＶｒｌ、さらにはＶｔがそれぞれの時定数で指数関数的に変化するようになり、ＶＨ，ＶＬを安定して検出できなくなる。
【００７２】
このように、Ｖｔの波形が歪んだ場合、振幅データＤＡの検出時に誤差が含まれやすくなり、結果として電気伝導率に関する測定精度の低下の要因となる。このため、ｆｓとして、Ｃｐ，Ｃｔのインピーダンスが無視できる程度の高い周波数を用いる必要がある。一方、ｆｓを高くすると、電極配線の線間容量Ｃｗによる影響が大きくなって電極配線で信号漏れが発生し、Ｖｔの波形が歪む原因となる。
【００７３】
これに対して、本実施の形態では、矩形波信号ＳＧとして矩形波定電流信号を用いているため、ｆｓ＝１５０ｋＨｚとした場合でも、ＶｃｔおよびＶｔの傾斜が直線的となり、ＶＨ，ＶＬを安定して検出することができる。
【００７４】
印加電流Ｉｇが設定電流Ｉｓであるハイレベル期間ＴＨに検出された検出電圧ＶｔをＶＨとし、そのときのＶｒｌおよびＶｃｔをＶｒｌＨおよびＶｃｔＨとすると、ＶＨ＝ＶｒｌＨ＋ＶｃｔＨとなる。また、Ｉｇ＝０であるローレベル期間ＴＬに検出された検出電圧ＶｔをＶＬとし、そのときのＶｒｌおよびＶｃｔをＶｒｌＬおよびＶｃｔＬとすると、ＶＬ＝ＶｒｌＬ＋ＶｃｔＬとなる。
【００７５】
この際、検出したＶＨ，ＶＬには、Ｖｃｔが含まれるものの、ＣＬＫｈおよびＣＬＫｌがＴＨ，ＴＬ（ＳＧの半周期）の中央位置を示しているため、サンプリングされたＶＨとＶＬに含まれるＶｃｔＨとＶｃｔＬは等しくなる。これにより、ＶＨとＶＬの差分電圧ΔＶｔを採ることによりＶｃｔＨとＶｃｔＬが相殺され、Ｖｃｔを含まない振幅データＤＡが得られる。
【００７６】
すなわち、ΔＶｔ＝ＶＨ−ＶＬ＝ＶｒｌＨ−ＶｒｌＬとなる。これにより、Ｉｇが一定であるため、Ｒｌは次の式（１）で求められる。
【数１】
2020016499.tif 000003
【００７７】
式（１）において、Ｉｇは既知であり、差分電圧ＶＨ−ＶＬは、サンプルホールド回路１１Ｄで検出されてＡ／Ｄ変換回路１１Ｅで振幅データＤＡに変換されて演算処理回路１３へ入力される。したがって、電気伝導率算出部１３Ａは、これらデータに基づいてＲｌを容易に算出することができる。
【００７８】
図１１は、振幅データと電気伝導率との対応関係を示す特性図であり、縦軸が振幅データＤＡを示し、横軸が電気伝導率を示している。電気伝導率が既知の標準流体を複数種用いてキャリブレーション作業を行うことによって、図１１に示すような振幅データＤＡと電気伝導率との対応関係を予め計測し、得られた特性をルックアップテーブルとして、例えば半導体メモリ（図示せず）に設定しておき、電気伝導率検出回路１１からの振幅データＤＡに基づいて、電気伝導率算出部１３Ａが、ルックアップテーブルを参照して、測定管２内の流体に関する電気伝導率を導出してもよい。
【００７９】
［第１の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、信号生成回路１１Ｂが、予め設定された信号周波数ｆｓで一定振幅を有する交流の矩形波電流を矩形波信号ＳＧとして生成して、測定管２に取り付けられている電極Ｔ１，Ｔ２に印加し、電気伝導率検出回路１１が、これらＴ１，Ｔ２から検出した検出電圧Ｖｔをサンプリングすることにより検出電圧Ｖｔの振幅を検出するようにしたものである。
【００８０】
一般には、流量計測用の励磁周波数ｆｅｘとしては、数十Ｈｚ〜数百Ｈｚ程度の周波数が用いられる。特に、流量計測用の電極Ｔａ，Ｔｂとして非接液の面電極を用い場合、Ｔａ，Ｔｂと流体との間に生じる容量成分をできるだけ小さくするため、接液電極を用いた場合よりも高めの励磁周波数ｆｅｘが用いられる傾向にある。
本実施の形態によれば、Ｖｔの傾斜が直線的となるため、電気伝導率計測用の信号周波数ｆｓとして、ｆｅｘより高い周波数、例えばｆｅｘの１００倍以上高い、数ｋＨｚ〜数十ｋＨｚ程度の周波数を用いても、検出電圧Ｖｔの振幅を安定して検出することができる。
【００８１】
したがって、電気伝導率用の印加信号が流量計測用の印加信号に対して干渉しても、ｆｅｘ＜＜ｆｓであるため、信号増幅回路１２Ｂのローパスフィルタで、ｆｓを容易に除去することが可能となる。
これにより、上記のような干渉を低減するため、流量計測用の電極Ｔａ，Ｔｂと電気伝導率用の電極Ｔ１，Ｔ２との距離を大きくする必要はない。このため、測定管２の長さを延長したり、互いの電極間にアースリングを配置したりする必要がなり、結果として、電磁流量計１０を大型化することなく、流体の流量と電気伝導率とを精度よく計測することが可能となる。
【００８２】
また、本実施の形態によれば、前述したように、検出電圧Ｖｔの傾斜が直線的となって検出電圧Ｖｔの振幅を安定して検出することができるため、ｆｓとしてＴ１，Ｔ２を接続する電極配線の線間容量による影響を抑制できる程度の周波数を用いることができ、高い精度で電気伝導率を計測することが可能となる。
【００８３】
また、本実施の形態において、Ｔ１として流体と接液する接液電極を用い、Ｔ２として測定管２の外周部に形成されて、流体と接液していない非接液電極を用いてもよい。
これにより、電極面への汚れ付着や電極の腐食に起因する計測誤差の発生を抑止できる。また、白金黒のような高価な接液電極を用いる必要がなく、大幅なコストダウンが図れる。また、非接液電極を用いた場合、電極と流体との間に電極容量Ｃｔが生じるものの、矩形波信号ＳＧとして矩形波定電流信号を用いているため、検出電圧Ｖｔの振幅を安定して検出することができる。
【００８４】
また、本実施の形態において、電気伝導率検出回路１１が、矩形波信号ＳＧの半周期の中央時間位置で、検出電圧Ｖｔをサンプリングするようにしてもよい。
これにより、Ｔ２として非接液電極を用いた場合でも、ハイレベル期間ＴＨにサンプリングしたＶＨに含まれるＴ２の電極容量Ｃｔの両端電圧ＶｃｔＨと、ローレベル期間ＴＬにサンプリングしたＶＬに含まれるＣｔの両端電圧ＶｃｔＬとが等しくなる。したがって、ＶＨとＶＬの差分電圧ΔＶｔを採ることによりＶｃｔＨとＶｃｔＬが相殺され、Ｖｃｔを含まない振幅データＤＡが得られる。このため、高い精度で電気伝導率を計測することが可能となる。
【００８５】
また、本実施の形態において、信号生成回路１１Ｂの矩形波電流源ＩＧを、矩形波信号ＳＧである印加電流Ｉｇの大きさを検出する電流検出回路ＤＥＴと、信号周波数ｆｓを示すクロック信号ＣＬＫｓと電流検出回路ＤＥＴからの検出結果とに基づいて、Ｉｇの振幅を設定電流Ｉｓに維持するオペアンプＵｇとにより構成してもよい。これにより、比較的簡素な構成で、精度の高い安定したＩｇを生成することができる。
【００８６】
また、本実施の形態において、測定管２に取り付けられている電極Ｔ１，Ｔ２の近傍位置にプリント基板６を配置し、矩形波信号ＳＧを生成する信号生成回路１１Ｂ、および、電極Ｔ１，Ｔ２から検出した検出電圧Ｖｔを安定化して出力するバッファアンプ１１Ｃのうち、少なくともいずれか一方または両方を、プリント基板６に搭載するようにしてもよい。
これにより、信号生成回路１１Ｂやバッファアンプ１１Ｃと電極Ｔ１，Ｔ２とを接続する電極配線、すなわちジャンパー線Ｊ１，Ｊ２の長さを大幅に短縮することができ、電極配線間の線間容量を小さくすることができる。このため、比較的高い信号周波数を用いても、高い精度で電気伝導率を計測することが可能となる。
【００８７】
また、本実施の形態において、プリント基板５，６に測定管２が挿入される管孔５Ｈ，６Ｈを設け、管孔５Ｈ，６Ｈと測定管２の外周面２Ｐとが当接することにより、外周面２Ｐに取り付けられるようにしてもよい。
これにより、取付ネジなどの固定部材を用いることなく極めて簡素な構成で、プリント基板６を測定管２に固定することができる。
【００８８】
また、このような構成により、電極Ｔ１と電極Ｔ２との間に測定管２の長手方向と直交させてプリント基板６を配置することができる。このため、プリント基板６から電極Ｔ１，Ｔ２までの電極配線、すなわちジャンパー線Ｊ１，Ｊ２を、異なる位置および方向に配置・接続することができ、電極配線間の線間容量を極めて小さくすることができる。また、電極Ｔ１である継手１Ａに金属配管が接続された場合、流体への印加電流が金属配管に回り込んで計測誤差が生じる可能性があるが、上記構成により、Ｔ１からある程度の距離を持ってＴ２を容易に配置することができる。したがって、金属配管に対する印加電流の回り込みを抑制でき、精度よく電気伝導率を計測することが可能となる。
【００８９】
また、本実施の形態において、プリント基板６のパターン面に、電極Ｔ１，Ｔ２への電極配線を接続するためのパッド（電極接続端子）Ｐ１，Ｐ２と、信号生成回路１１Ｂおよびバッファアンプ１１Ｃのうち、少なくともいずれか一方または両方とパッドＰ１，Ｐ２とを接続するための配線パターンとを形成するようにしてもよい。
これにより、コネクタを用いることなく、プリント基板６に実装されている信号生成回路１１Ｂやバッファアンプ１１Ｃと、電極Ｔ１，Ｔ２とをジャンパー線Ｊ１，Ｊ２により極めて容易に接続することができる。
【００９０】
［第２の実施の形態］
次に、図１２および図１３を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかる電磁流量計１０について説明する。図１２は、第２の実施の形態にかかる電磁流量計の側面図である。図１３は、第２の実施の形態にかかる電磁流量計の上面図である。
第１の実施の形態では、電極Ｔ２として流体に接液しない非接液電極を用いた場合を例として説明した。本実施の形態では、電極Ｔ２として流体に接液する接液電極を用いる場合について説明する。
【００９１】
図１２および図１３に示すように、測定管２の外周面２Ｐのうち、プリント基板６を挟んで継手１Ａと反対側には、測定管２の壁部を貫通して測定管２内に突出するよう、金属棒体からなる接液電極、すなわち電極Ｔ２が取り付けられている。測定管２内に突出した部分は、測定管２内の流体と接液することになる。
この際、Ｔ２は、ジャンパー線Ｊ２を介してプリント基板６に形成されたパッドＰ２に接続されている。Ｊ２はＰ２およびＴ２に半田付けされる。
【００９２】
［第２の実施の形態の動作］
次に、本実施の形態にかかる電磁流量計１０の動作について説明する。
電極Ｔ２を非接液電極から接液電極に変更した場合、非接液電極の場合におけるＴ２と流体との間の電極容量Ｃｔがなくなる。このため、図９に示した等価回路Ｚｔは、分極容量Ｃｐおよび分極抵抗Ｒｐの並列回路と、流体抵抗Ｒｌとが直列接続された等価回路で表される。本実施の形態にかかるこのほかの電気伝導率計測動作については、第１の実施の形態と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
【００９３】
［第２の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、電極Ｔ１，Ｔ２が、流体と接液する接液電極からなるものである。これにより、Ｔ２として非接液電極を用いた場合に特有の、流体と電極Ｔ２との間に発生する容量Ｃｔによる影響を排除することができ、矩形波信号ＳＧの信号周波数として比較的低い周波数を用いることができる。このため、電極配線、すなわちジャンパー線Ｊ１，Ｊ２の線間容量による影響を極めて小さくでき、極めて高い精度で電気伝導率を計測することが可能となる。
【００９４】
［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【００９５】
１０…電磁流量計、１Ａ，１Ｂ…継手、２…測定管、２Ａ，２Ｂ…管側配線パターン、２Ｐ…外周面、３Ａ，３Ｂ…励磁コイル、４…ヨーク、４Ａ，４Ｂ…ヨーク面、５，６…プリント基板、５Ｈ，６Ｈ…管孔、５Ｉ，５Ｊ，６Ｉ，６Ｊ…側端部、７…シールドケース、８…ケース、８Ａ…内壁部、８Ｂ…開口部、８Ｃ，８Ｅ…側面、８Ｄ…底部、８１Ａ，８１Ｂ，８３Ａ，８３Ｂ…ガイド部、８２Ａ，８２Ｂ，８４Ａ，８４Ｂ…嵌合部、９…シールド、１１…電気伝導率検出回路、１１Ａ…クロック生成回路、１１Ｂ…信号生成回路、１１Ｃ…バッファアンプ、１１Ｄ…サンプルホールド回路、１１Ｅ…Ａ／Ｄ変換回路、１２…流量検出回路、１２Ａ…励磁回路、１２Ｂ…信号増幅回路、１２Ｃ…信号検出回路、１３…演算処理回路、１３Ａ…電気伝導率算出部、１３Ｂ…空状態判定部、１３Ｃ…励磁制御部、１３Ｄ…流量算出部、１４…設定・表示回路、１５…伝送回路、ＩＧ…矩形波電流源、Ｔａ，Ｔｂ…電極、Ｔ１，Ｔ２…電極、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…パッド、Ｊ１，Ｊ２…ジャンパー線、ＳＷｉ…スイッチ、ＣＬＫ０，ＣＬＫｓ，ＣＬＫｈ，ＣＬＫｌ…クロック信号、Ｖｓ…基準電圧、ＧＮＤ…接地電圧、ＳＧ…矩形波信号、Ｉｇ…印加電流、Ｖｔ，ＶＨ，ＶＬ…検出電圧、Ｖｔ’ …出力電圧、ＤＡ…振幅データ、Ｖｅｘ…励磁制御信号、Ｉｅｘ…励磁電流、Ｖａ，Ｖｂ…起電力、ＶＦ…流量信号、ＤＦ…流量データ。
【図１】
2020016499.tif 000004
【図２】
2020016499.tif 000005
【図３】
2020016499.tif 000006
【図４】
2020016499.tif 000007
【図５】
2020016499.tif 000008
【図６】
2020016499.tif 000009
【図７】
2020016499.tif 000010
【図８】
2020016499.tif 000011
【図９】
2020016499.tif 000012
【図１０】
2020016499.tif 000013
【図１１】
2020016499.tif 000014
【図１２】
2020016499.tif 000015
【図１３】
2020016499.tif 000016
【図１４】
2020016499.tif 000017
【図１５】
2020016499.tif 000018