(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定管内を流れる流体の流れ方向に対してその磁界の発生方向を垂直として配置された励磁コイルと、前記励磁コイルに流れる励磁電流の方向を交互に切り換えるとともにその方向が切り換えられた励磁電流を同方向の回路電流として出力する励磁切換部と、前記励磁切換部から出力される回路電流を定電流制御する定電流回路と、前記励磁切換部に前記励磁電流の切り換えタイミングを指示する励磁切換制御部とを有する励磁回路を備えた電磁流量計において、
前記定電流回路が定電流制御する回路電流が流れる電流路に生ずる電圧を第１の入力信号とし、所定の基準電圧を第２の入力信号とし、前記第１の入力信号の電圧値が前記第２の入力信号の電圧値よりも高い場合に第１のレベルの出力信号を出力し、前記第１の入力信号の電圧値が前記第２の入力信号の電圧値よりも高くない場合に第２のレベルの出力信号を出力する監視回路と、
前記励磁切換制御部が指示する前記励磁電流の切り換えタイミングの１周期を１励磁周期とし、この１励磁周期の期間中の前記監視回路からの出力信号の挙動に基づき、前記励磁回路の断線異常および短絡異常を判定する異常判定部と
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に記載された電磁流量計において、
前記異常判定部は、
前記監視回路からの出力信号の１励磁周期の期間中の挙動を監視し、前記励磁電流の流れ方向の切り換わりから次回の流れ方向の切り換わりまでの間に前記監視回路からの出力信号が第１のレベルとならなかった場合に前記励磁回路に断線異常が発生していると判定する
ことを特徴とする電磁流量計。
【請求項３】
請求項１に記載された電磁流量計において、
前記異常判定部は、
前記監視回路からの出力信号の１励磁周期の期間中の挙動を監視し、前記励磁電流の流れ方向の切り換わりから所定時間経過するまでの間に前記監視回路からの出力信号が第２のレベルとならなかった場合に前記励磁回路に短絡異常が発生していると判定する
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】
この発明は、導電性を有する流体の流量を計測する電磁流量計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の電磁流量計においては、測定管内を流れる流体の流れ方向に対してその磁界の発生方向を垂直として配置された励磁コイルへその流れ方向が交互に切り換えられる励磁電流を供給し、励磁コイルの発生磁界と直交して測定管内に配置された電極間に生じる起電力を検出し、この起電力に基づいてＣＰＵでの演算処理により流体の流量を計測するようにしている。
【０００３】
この電磁流量計では、励磁コイルが断線したり、短絡すると流体流量計測に支障が生じる。これによる損害を最小限にするためには、励磁電流の供給を行う励磁回路に励磁コイルの断線検知機能および短絡検知機能を持たせ、励磁コイルに断線もしくは短絡が生じた場合に直ちにそれを検知してその旨を遠隔地にいるメンテナンス作業者に通知することが重要である。
【０００４】
そこで、特許文献１に示された電磁流量計では、励磁コイルに流れる励磁電流の方向を交互に切り換えるとともにその方向が切り換えられた励磁電流を同方向の回路電流として出力する励磁電流スイッチング回路（励磁切換部）と、この励磁電流スイッチング回路から出力される回路電流を定電流制御する定電流回路とを備えた構成において、定電流回路が定電流制御する回路電流が流れる電流路に生ずる電圧を監視し、この電圧が基準電圧よりも低下した場合に励磁コイルに断線が生じたと判断するようにしている。
【０００５】
また、特許文献２に示された電磁流量計では、励磁コイルに流れる励磁電流の方向を交互に切り換えるとともにその方向が切り換えられた励磁電流を同方向の回路電流として出力する励磁切換部と、この励磁切換部から出力される回路電流を定電流制御する定電流回路とを備えた構成において、励磁切換部と励磁コイルとの間に励磁コイルの印加電圧が一定値以下に下がらないように制限する電圧リミッタを設け、電圧リミッタと励磁コイルとの接続路に励磁電流検出用の検出抵抗を接続し、この検出抵抗の両端電圧が基準電圧よりも大きくなった場合に励磁コイルに短絡が生じたと判断するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開平６−６９７４４号公報
【特許文献２】特開２００２−２０６９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の電磁流量計では、特許文献１や特許文献２で示されるように、励磁コイルの断線検知機能（断線検知回路）と短絡検知機能（短絡検知回路）とがそれぞれ別の構成で実現されており、励磁コイルの断線検知機能と短絡検知機能の両機能を１つの電磁流量計に持たせようとすると、各々の機能を実現する回路を搭載しなければならず、回路素子の部品点数が多くなり、コストアップとなる、という問題があった。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、回路素子の部品点数を増大させることなく、低コストで、断線検知機能と短絡検知機能の両機能を持たせることが可能な電磁流量計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような目的を達成するために、本発明に係る電磁流量計は、測定管内を流れる流体の流れ方向に対してその磁界の発生方向を垂直として配置された励磁コイルと、励磁コイルに流れる励磁電流の方向を交互に切り換えるとともにその方向が切り換えられた励磁電流を同方向の回路電流として出力する励磁切換部と、励磁切換部から出力される回路電流を定電流制御する定電流回路と、励磁切換部に励磁電流の切り換えタイミングを指示する励磁切換制御部とを有する励磁回路を備えた電磁流量計において、定電流回路が定電流制御する回路電流が流れる電流路に生ずる電圧を第１の入力信号とし、所定の基準電圧を第２の入力信号とし、第１の入力信号の電圧値が第２の入力信号の電圧値よりも高い場合に第１のレベルの出力信号を出力し、第１の入力信号の電圧値が第２の入力信号の電圧値よりも高くない場合に第２のレベルの出力信号を出力する監視回路と、励磁切換制御部が指示する励磁電流の切り換えタイミングの１周期を１励磁周期とし、この１励磁周期の期間中の監視回路からの出力信号の挙動に基づき、励磁回路の断線異常および短絡異常を判定する異常判定部とを備えることを特徴とする。
【００１０】
この発明において、監視回路は、定電流回路が定電流制御する回路電流が流れる電流路に生ずる電圧（Ｖｂ）を第１の入力信号とし、所定の基準電圧（Ｖｒｆ）を第２の入力信号とし、第１の入力信号の電圧値と第２の入力信号の電圧値とを比較する。すなわち、特許文献１に示された断線検知機能の回路構成と同等の回路構成で、第１の入力信号の電圧値と第２の入力信号の電圧値とを比較する。そして、第１の入力信号の電圧値が第２の入力信号の電圧値よりも高い場合（Ｖｂ＞Ｖｒｆ）には、第１のレベルの出力信号（例えば、「Ｈ」レベルの信号）を出力し、第１の入力信号の電圧値が第２の入力信号の電圧値よりも高くない場合には（Ｖｂ≦Ｖｒｆ）、第２のレベルの出力信号（例えば、「Ｌ」レベルの信号）を出力する。この監視回路からの出力信号は異常判定部へ送られる。
【００１１】
異常判定部は、励磁電流の切り換えタイミングの１周期を１励磁周期とし、この１励磁周期の期間中の監視回路からの出力信号の挙動に基づいて、励磁回路の断線異常および短絡異常を判定する。
例えば、励磁電流の流れ方向の切り換わりから次回の流れ方向の切り換わりまでの間を期間Ｔとし、この期間Ｔ内に監視回路からの出力信号が第１のレベルとならなかった場合に、励磁回路に断線異常が発生していると判定する。
例えば、励磁電流の流れ方向の切り換わりからの所定時間をΔｔとし、所定時間Δｔ経過するまでの間に監視回路からの出力信号が第２のレベルとならなかった場合に、励磁回路に短絡異常が発生していると判定する。
【００１２】
本発明において、異常判定部は、電磁流量計に元来搭載されている制御部（ＣＰＵ）に、その機能を持たせるようにすることが可能である。すなわち、断線検知機能の回路構成を基本とした監視回路を用い、この監視回路に短絡検知機能の回路構成を加えることなく、励磁回路の断線異常と短絡異常とを制御部（ＣＰＵ）内で区別して判定することが可能である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、励磁切換制御部が指示する励磁電流の切り換えタイミングの１周期を１励磁周期とし、この１励磁周期の期間中の監視回路からの出力信号の挙動に基づいて励磁回路の断線異常および短絡異常を判定するようにしたので、断線検知機能の回路構成を基本とした監視回路を用い、励磁回路の断線異常と短絡異常とを異常判定部において区別して判定することができるようになり、回路素子の部品点数を増大させることなく、低コストで、断線検知機能と短絡検知機能の両機能を持たせることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る電磁流量計の一実施の形態の要部を示すブロック回路構成図である。
【図２】この電磁流量計における正常時の励磁電流Ｉａ、定電流電圧Ｖｂ、監視信号Ｖｃの波形を示す図である。
【図３】この電磁流量計における断線異常時の励磁電流Ｉａ、定電流電圧Ｖｂ、監視信号Ｖｃの波形を示す図である。
【図４】この電磁流量計における短絡異常時の励磁電流Ｉａ、定電流電圧Ｖｂ、監視信号Ｖｃの波形を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１はこの発明に係る電磁流量計の一実施の形態の要部を示すブロック回路構成図である。
【００１６】
同図において、１は測定管（図示せず）内を流れる流体の流れ方向に対してその磁界の発生方向を垂直として配置された励磁コイル、２は励磁コイル１に流れる励磁電流Ｉａの方向を交互に切り換えるとともにその方向が切り換えられた励磁電流Ｉａ（Ｉａ１，Ｉａ２）を同方向の回路電流Ｉｂとして出力する励磁切換部（励磁電流スイッチング回路）、３は励磁切換部２から出力される回路電流Ｉｂを定電流制御する定電流回路、４は監視回路、５は制御部（ＣＰＵ）、６は電源であり、励磁コイル１と励磁切換部２と定電流回路３と監視回路４と制御部（ＣＰＵ）５とで励磁回路７が構成されている。
【００１７】
励磁切換部２は、４つのスイッチＳＷ１〜ＳＷ４から構成されており、スイッチＳＷ１とＳＷ４とはＨブリッジ回路の一方のラインＬ１に直列に接続され、スイッチＳＷ３とＳＷ２とはＨブリッジ回路の他方のラインＬ２に直列に接続されている。この励磁切換部２では、スイッチＳＷ１とＳＷ４との接続点Ｐ１とスイッチＳＷ３とＳＷ２との接続点Ｐ２との間に励磁コイル１が接続され、Ｈブリッジ回路が構成されている。なお、本実施の形態において、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４としてはＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を使用している。
【００１８】
監視回路４は、コンパレータ４−１と、基準電圧源４−２とから構成されている。コンパレータ４−１の＋側入力端子には、励磁切換部２と定電流回路３との接続点、すなわち定電流回路３が定電流制御する回路電流Ｉｂが流れる電流路Ｌｂに生ずる電圧Ｖｂ（以下、この電圧Ｖｂを定電流電圧と呼ぶ）が第１の入力信号として与えられるようになっている。コンパレータ４−１の−側入力端子には、基準電圧源４−２からの所定の基準電圧Ｖｒｆが第２の入力信号として与えられるようになっている。コンパレータ４−１は、第１の入力信号の電圧値が第２の入力信号の電圧値よりも高い場合（Ｖｂ＞Ｖｒｆ）に「Ｈ」レベルの出力信号（第１のレベルの出力信号）を監視信号Ｖｃとして出力し、第１の入力信号の電圧値が第２の入力信号の電圧値よりも高くない場合（Ｖｂ≦Ｖｒｆ）に「Ｌ」レベルの出力信号（第２のレベルの出力信号）を監視信号Ｖｃとして出力する。
【００１９】
制御部（ＣＰＵ）５は、励磁切換制御部５−１と、異常判定部５−２とを備えている。励磁切換制御部５−１は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２とスイッチＳＷ３，ＳＷ４とを所定の周期で交互にオンすることにより、励磁切換部２に励磁電流Ｉａの切り換えタイミングを指示する。この場合、スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオンとされることにより、励磁コイル１にスイッチＳＷ１→励磁コイル１→スイッチＳＷ２の経路で励磁電流Ｉａ１が流れ、スイッチＳＷ３，ＳＷ４がオンとされることにより、励磁コイル１にスイッチＳＷ３→励磁コイル１→スイッチＳＷ４の経路で励磁電流Ｉａ２が流れる。以下、励磁電流Ｉａ１が流れる方向を正方向、励磁電流Ｉａ２が流れる方向を逆方向とする。
【００２０】
異常判定部５−２は、励磁切換制御部５−１が指示する励磁電流Ｉａの切り換えタイミングの１周期を１励磁周期とし、この１励磁周期の期間中の監視回路４からの監視信号Ｖｃの挙動に基づき、励磁回路７の断線異常および短絡異常を判定する。具体的には、励磁電流Ｉａの流れ方向の切り換わりから次回の流れ方向の切り換わりまでの間を期間Ｔとし、この期間Ｔ内に監視回路４からの監視信号Ｖｃが「Ｈ」レベルとならなかった場合に、励磁回路７に断線異常が発生していると判定する。また、励磁電流Ｉａの流れ方向の切り換わりからの所定時間をΔｔとし、所定時間Δｔ経過するまでの間に監視回路４からの監視信号Ｖｃが「Ｌ」レベルとならなかった場合に、励磁回路７に短絡異常が発生していると判定する。この判定結果は遠隔地にいるメンテナンス作業者に通知される。
【００２１】
〔正常時〕
図２に正常時の励磁電流Ｉａ、定電流電圧Ｖｂ、監視信号Ｖｃの波形を示す。励磁切換制御部５−１がスイッチＳＷ１，ＳＷ２をオンとする指示を与え（図２に示すＴS1点）、スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオンとされると、励磁コイル１に正方向への励磁電流Ｉａ１が流れ始める（図２（ａ）に示すｔ１点）。この場合、励磁コイル１に流れる電流は急激に変化できないため、スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオンとされた直後の励磁電流Ｉａ１は徐々に変化（正方向へ増大）する。
【００２２】
このため、励磁切換部２と定電流回路３との接続点に生じる定電流電圧Ｖｂも徐々に高くなり、この定電流電圧Ｖｂが基準電圧Ｖｒｆを超えるまでの間（図２（ｂ）に示すｔ１〜ｔ２点）、監視回路４から出力される監視信号Ｖｃは「Ｌ」レベルを維持する（図２（ｃ）に示すｔ１〜ｔ２点）。
【００２３】
そして、定電流電圧Ｖｂが基準電圧Ｖｒｆを超えると（Ｖｂ＞Ｖｒｆ、図２（ｂ）に示すｔ２点）、監視回路４から出力される監視信号Ｖｃは「Ｈ」レベルとなる（図２（ｃ）に示すｔ２点）。その後、励磁電流Ｉａ１の変化が安定すると（図２（ａ）に示すｔ３点）、定電流電圧Ｖｂの変化も安定し（図２（ｂ）に示すｔ３点）、監視回路４は「Ｈ」レベルの監視信号Ｖｃを出力し続ける。
【００２４】
次に、励磁切換制御部５−１がスイッチＳＷ３，ＳＷ４をオンとする指示を与え（図２に示すＴS2点）、スイッチＳＷ３，ＳＷ４がオンとされると（スイッチＳＷ１，ＳＷ２はオフ）、励磁コイル１への正方向への励磁電流Ｉａ１が遮断され、励磁コイル１へ逆方向への励磁電流Ｉａ２が流れ始める（図２（ａ）に示すｔ４点）。この場合、励磁コイル１に流れる電流は急激に変化できないため、スイッチＳＷ３，ＳＷ４がオンとされた直後の逆方向の励磁電流Ｉａ２は徐々に変化（逆方向へ増大）する。
【００２５】
このため、励磁切換部２と定電流回路３との接続点に生じる定電流電圧Ｖｂは、励磁コイル１への正方向への励磁電流Ｉａ１が遮断されたタイミングで基準電圧Ｖｒｆを下回った後（図２（ｂ）に示すｔ４点）、励磁コイル１への励磁電流Ｉａ２の増大に伴って徐々に高くなって行く。
【００２６】
これにより、監視回路４から出力される監視信号Ｖｃは、励磁電流Ｉａ１が遮断されたタイミングで「Ｌ」レベルとなり（図２（ｃ）に示すｔ４点）、定電流電圧Ｖｂが基準電圧Ｖｒｆを超えるまでの間（図２（ｂ）に示すｔ４〜ｔ５点）、「Ｌ」レベルを維持する（図２（ｃ）に示すｔ４〜ｔ５点）。
【００２７】
そして、定電流電圧Ｖｂが基準電圧Ｖｒｆを超えると（Ｖｂ＞Ｖｒｆ、図２（ｂ）に示すｔ５点）、監視回路４から出力される監視信号Ｖｃは「Ｈ」レベルとなる（図２（ｃ）に示すｔ５点）。その後、励磁電流Ｉａ２の変化が安定すると（図２（ａ）に示すｔ６点）、定電流電圧Ｖｂの変化も安定し（図２（ｂ）に示すｔ６点）、監視回路４は「Ｈ」レベルの監視信号Ｖｃを出力し続ける。
【００２８】
以下、励磁切換制御部５−１がスイッチＳＷ１，ＳＷ２とスイッチＳＷ３，ＳＷ４とを交互にオンする毎に、すなわち励磁切換制御部５−１が励磁切換部２に励磁電流Ｉａの切り換えタイミングを指示する毎に、同様の動作が繰り返される。これにより、励磁電流Ｉａの流れ方向の切り換わりから所定時間Δｔ経過するまでの間「Ｌ」レベルとなり、次回の励磁電流Ｉａの流れ方向の切り換わりまでの間「Ｈ」レベルとなる監視信号Ｖｃが正常時の出力信号として監視回路４から出力されるものとなる。
【００２９】
図２において、ＴS1，ＴS2，ＴS3は、励磁切換制御部５−１が励磁切換部２に指示する励磁電流Ｉａの切り換えタイミングである。この励磁切換部２に指示する励磁電流Ｉａの切り換えタイミングは異常判定部５−２にも与えられる。異常判定部５−２は、励磁切換制御部５−１が指示する励磁電流Ｉａの切り換えタイミングの１周期を１励磁周期とし、この１励磁周期の期間（図２に示す期間Ｔ）中の監視回路４からの監視信号Ｖｃの挙動に基づき、励磁回路７の断線異常および短絡異常を判定する。この場合、異常判定部５−２は、監視回路４から正常時の出力信号が監視信号Ｖｃとして送られてくることから、励磁回路７には断線異常も短絡異常も生じていないと判定する。
【００３０】
〔断線異常時〕
図３に断線異常時の励磁電流Ｉａ、定電流電圧Ｖｂ、監視信号Ｖｃの波形例を示す。例えば、励磁切換部２において、４つのスイッチＳＷ１〜ＳＷ４の１つがオフ状態を継続する故障となった場合、励磁コイル１に励磁電流Ｉａを流せない期間が発生する。例えば、この例では、スイッチＳＷ３にオフ状態を継続する故障が発生したとする。
【００３１】
励磁切換制御部５−１がスイッチＳＷ１，ＳＷ２をオンとする指示を与えると（図３に示すＴS1点）、スイッチＳＷ１，ＳＷ２は正常であるため、何れもオンとされ、励磁コイル１に正方向への励磁電流Ｉａ１が流れ始める（図３（ａ）に示すｔ１点）。この場合、励磁コイル１に流れる電流は急激に変化できないため、スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオンとされた直後の励磁電流Ｉａ１は徐々に変化（正方向へ増大）する。
【００３２】
このため、励磁切換部２と定電流回路３との接続点に生じる定電流電圧Ｖｂも徐々に高くなり、この定電流電圧Ｖｂが基準電圧Ｖｒｆを超えるまでの間（図３（ｂ）に示すｔ１〜ｔ２点）、監視回路４から出力される監視信号Ｖｃは「Ｌ」レベルを維持する（図３（ｃ）に示すｔ１〜ｔ２点）。
【００３３】
そして、定電流電圧Ｖｂが基準電圧Ｖｒｆを超えると（Ｖｂ＞Ｖｒｆ、図３（ｂ）に示すｔ２点）、監視回路４から出力される監視信号Ｖｃは「Ｈ」レベルとなる（図３（ｃ）に示すｔ２点）。その後、励磁電流Ｉａ１の変化が安定すると（図３（ａ）に示すｔ３点）、定電流電圧Ｖｂの変化も安定し（図３（ｂ）に示すｔ３点）、監視回路４は「Ｈ」レベルの監視信号Ｖｃを出力し続ける。
【００３４】
次に、励磁切換制御部５−１がスイッチＳＷ３，ＳＷ４をオンとする指示を与えると（図３に示すＴS2点）、スイッチＳＷ３にオフ状態を継続する故障が発生しているため、スイッチＳＷ４はオンとされるが、スイッチＳＷ３はオンとされない。このため、励磁コイル１への正方向への励磁電流Ｉａ１が遮断された後、励磁コイル１への逆方向への励磁電流Ｉａ２の供給は開始されない（図３（ａ）に示すｔ４点）。
【００３５】
この場合、励磁切換部２と定電流回路３との接続点に生じる定電流電圧Ｖｂは、励磁コイル１への正方向への励磁電流Ｉａ１が遮断されたタイミングで基準電圧Ｖｒｆを下回った後（図３（ｂ）に示すｔ４点）、その基準電圧Ｖｒｆを下回った状態を維持する。これにより、監視回路４から出力される監視信号Ｖｃは、励磁電流Ｉａ１が遮断されたタイミングで「Ｌ」レベルとなり（図３（ｃ）に示すｔ４点）、その後も「Ｌ」レベルの状態を維持する。
【００３６】
この監視信号Ｖｃの「Ｌ」レベルの状態は、次にスイッチＳＷ１，ＳＷ２がオンとされ（図３に示すＴS3点）、励磁コイル１へ正方向への励磁電流Ｉａ１が流れ始め（図３（ａ）に示すｔ５点）、定電流電圧Ｖｂが基準電圧Ｖｒｆを超えた時点で（図３（ｂ）に示すｔ６点）、「Ｈ」レベルの状態に切り換わる。
【００３７】
励磁切換制御部５−１が励磁切換部２に指示する励磁電流Ｉａの切り換えタイミングは、異常判定部５−２にも与えられる。この場合、異常判定部５−２は、励磁電流Ｉａの流れ方向の切り換わりから次回の流れ方向の切り換わりまでの間（図３に示すＴS2からＴS3までの期間Ｔ）に、「Ｈ」レベルとなるはずの監視信号Ｖｃが「Ｈ」レベルとならなかったことを確認し、励磁回路７に断線異常が発生していると判定する。
【００３８】
なお、この例では、スイッチＳＷ３にオフ状態を継続する故障が発生したものとしたが、スイッチＳＷ４にオフ状態を継続する故障が発生した場合にも、同一のロジックで励磁回路７に断線異常が発生していると判定される。
【００３９】
また、スイッチＳＷ１やスイッチＳＷ２にオフ状態を継続する故障が発生した場合には、図３に示すＴS1からＴS2までの期間Ｔに「Ｈ」レベルとなるはずの監視信号Ｖｃが「Ｈ」レベルとならないことから、励磁回路７に断線異常が発生していると判定される。
【００４０】
また、励磁コイル１自体に断線が生じた場合には、励磁電流Ｉａ１も励磁電流Ｉａ２も流れなくなることから、ＴS1からＴS2までの期間ＴおよびＴS2からＴS3までの期間Ｔの何れの期間にも、「Ｈ」レベルとなるはずの監視信号Ｖｃが「Ｈ」レベルとならないことから、励磁回路７に断線異常が発生していると判定される。
【００４１】
〔短絡異常時〕
図４に短絡異常時の励磁電流Ｉａ、定電流電圧Ｖｂ、監視信号Ｖｃの波形例を示す。例えば、励磁切換部２において、４つのスイッチＳＷ１〜ＳＷ４の１つがオン状態を継続する故障となった場合、励磁コイル１を通らずに定電流が流れる期間が発生する。例えば、この例では、スイッチＳＷ１にオン状態を継続する故障が発生したとする。
【００４２】
励磁切換制御部５−１がスイッチＳＷ１，ＳＷ２をオンとする指示を与えると（図４に示すＴS1点）、スイッチＳＷ２がオンとされる。この場合、スイッチＳＷ１は、オン状態を継続する故障が発生しているため、オン状態を継続する。これにより、励磁コイル１に正方向への励磁電流Ｉａ１が流れ始める（図４（ａ）に示すｔ１点）。この場合、励磁コイル１に流れる電流は急激に変化できないため、スイッチＳＷ２がオンとされた直後の励磁電流Ｉａ１は徐々に変化（正方向へ増大）する。
【００４３】
このため、励磁切換部２と定電流回路３との接続点に生じる定電流電圧Ｖｂも徐々に高くなり、この定電流電圧Ｖｂが基準電圧Ｖｒｆを超えるまでの間（図４（ｂ）に示すｔ１〜ｔ２点）、監視回路４から出力される監視信号Ｖｃは「Ｌ」レベルを維持する（図４（ｃ）に示すｔ１〜ｔ２点）。
【００４４】
そして、定電流電圧Ｖｂが基準電圧Ｖｒｆを超えると（Ｖｂ＞Ｖｒｆ、図４（ｂ）に示すｔ２点）、監視回路４から出力される監視信号Ｖｃは「Ｈ」レベルとなる（図４（ｃ）に示すｔ２点）。その後、励磁電流Ｉａ１の変化が安定すると（図４（ａ）に示すｔ３点）、定電流電圧Ｖｂの変化も安定し（図４（ｂ）に示すｔ３点）、監視回路４は「Ｈ」レベルの監視信号Ｖｃを出力し続ける。
【００４５】
次に、励磁切換制御部５−１がスイッチＳＷ３，ＳＷ４をオンとする指示を与えると（図４に示すＴS2点）、スイッチＳＷ３，ＳＷ４は正常であるため、何れもオンとされる。しかし、この場合、スイッチＳＷ１にはオン状態を継続する故障が発生しているため、スイッチＳＷ１→ＳＷ４の経路で短絡電流が流れ、この短絡電流と励磁コイル１に流れ続けようとする励磁電流Ｉａ１とを合わせた電流が励磁切換部２から出力される回路電流Ｉｂとなり、この回路電流Ｉｂが定電流回路３によって定電流制御される。なお、励磁コイル１に流れ続けようとする励磁電流Ｉａ１は、時間の経過に伴って消失する。
【００４６】
このため、励磁切換部２と定電流回路３との接続点に生じる定電流電圧Ｖｂは、スイッチＳＷ３，ＳＷ４がオンとされても基準電圧Ｖｒｆを下回ることがなく（図４（ｂ）に示すｔ４点）、すなわち基準電圧Ｖｒｆを上回ったままの状態を維持し、監視回路４は「Ｈ」レベルの監視信号Ｖｃを出力し続ける。
【００４７】
この監視信号Ｖｃの「Ｈ」レベルの状態は、次にスイッチＳＷ１，ＳＷ２へのオン指示が出され（図４に示すＴS3点）、スイッチＳＷ３，ＳＷ４がオフとされ、スイッチＳＷ１→ＳＷ４の経路での短絡電流がなくなり、定電流電圧Ｖｂが基準電圧Ｖｒｆを下回った時点で（図４（ｂ）に示すｔ５点）、「Ｌ」レベルの状態に切り換わる。
【００４８】
励磁切換制御部５−１が励磁切換部２に指示する励磁電流Ｉａの切り換えタイミングは、異常判定部５−２にも与えられる。この場合、異常判定部５−２は、励磁電流Ｉａの流れ方向の切り換わりから所定時間Δｔ経過するまでの間（図４に示すＴS2からΔｔ経過するまでの期間）に、「Ｌ」レベルとなるはずの監視信号Ｖｃが「Ｌ」レベルとならなかったことを確認し、励磁回路７に短絡異常が発生していると判定する。
【００４９】
なお、この例では、スイッチＳＷ１にオン状態を継続する故障が発生したものとしたが、スイッチＳＷ２にオン状態を継続する故障が発生した場合にも、同一のロジックで励磁回路７に短絡異常が発生していると判定される。
【００５０】
また、スイッチＳＷ３やスイッチＳＷ４にオン状態を継続する故障が発生した場合には、図４に示すＴS1からΔｔ経過するまでの期間やＴS3からΔｔ経過するまでの期間に「Ｌ」レベルとなるはずの監視信号Ｖｃが「Ｌ」レベルとならないことから、励磁回路７に短絡異常が発生していると判定される。
【００５１】
また、励磁コイル１自体に短絡が生じた場合には、電流路Ｌｂに定電流が流れ続けることから、ＴS1からΔｔ経過するまでの期間、ＴS2からΔｔ経過するまでの期間、ＴS3からΔｔ経過するまでの期間の何れの期間にも、「Ｌ」レベルとなるはずの監視信号Ｖｃが「Ｌ」レベルとならないことから、励磁回路７に短絡異常が発生していると判定される。
【００５２】
このようにして、本実施の形態の電磁流量計によれば、断線検知機能の回路構成を基本とした監視回路４を用い、この監視回路４に短絡検知機能の回路構成を加えることなく、励磁回路７の断線異常と短絡異常とを制御部（ＣＰＵ）５内で区別して判定することができる。これにより、回路素子の部品点数を増大させることなく、低コストで、断線検知機能と短絡検知機能の両機能を電磁流量計に持たせることができるようになる。
【００５３】
特に、外部から電源の供給を受ける２線式の電磁流量計や電池駆動式の電磁流量計のように、動作電力に元々余裕のないタイプの電磁流量計では、断線検知機能と短絡検知機能の両機能を各々の機能を実現する回路を搭載して実現すると、消費電力の面から設計上の大きな制約が課される。これに対して、本実施の形態では、断線検知機能の回路構成を基本とした監視回路４を搭載するのみでよいので、消費電力の面からの設計上の制約が小さくなる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明の電磁流量計は、導電性を有する流体の流量を測定する電磁流量計として、各種プロセス系において利用することが可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１…励磁コイル、２…励磁切換部（励磁電流スイッチング回路）、ＳＷ１〜ＳＷ４…スイッチ、３…定電流回路、４…監視回路、４−１…コンパレータ、４−２…基準電圧源、５…制御部（ＣＰＵ）、５−１…励磁切換制御部、５−２…異常判定部、６…電源、７…励磁回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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