(57)【要約】【課題】過大な電流の供給を停止して回路を保護する駆動回路、およびこの駆動回路を搭載した電磁流量計を提供する。【解決手段】駆動回路の状態に応じた一次電力を供給する一次電源部と、一次電源部から伝達された一次電力に応じた動作電力、および一次電力に応じた動作電力における電圧値と異なる電圧値の励磁電力を出力する二次電源部と、励磁電力が供給され、励磁コイルに励磁電流を出力する励磁電流出力部と、動作電力における電圧値と予め定めた電圧値の電圧閾値とを比較し、動作電力における電圧値が電圧閾値よりも低いか否かを表す監視情報を出力する電源監視部と、監視情報に基づいて、励磁コイルにおいて短絡が発生したか否かを判断し、励磁電流出力部からの励磁電流の出力を停止させる制御部と、を備え、電圧閾値は、制御部が動作する最低の電圧値よりも高く、励磁コイルの短絡が発生したことを表す電圧値である。【選択図】図１
2018021823.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁場を形成させる励磁コイルを駆動する駆動回路であって、
該駆動回路の状態に応じた一次電力を供給する一次電源部と、
前記一次電源部から伝達された前記一次電力に応じた動作電力、および前記一次電力に応じた前記動作電力における電圧値と異なる電圧値の励磁電力を出力する二次電源部と、
前記励磁電力が供給され、前記励磁コイルに励磁電流を出力する励磁電流出力部と、
前記動作電力における電圧値と予め定めた電圧値の電圧閾値とを比較し、前記動作電力における電圧値が前記電圧閾値よりも低いか否かを表す監視情報を出力する電源監視部と、
前記監視情報に基づいて、前記励磁コイルにおいて短絡が発生したか否かを判断し、前記励磁電流出力部からの前記励磁電流の出力を停止させる制御部と、
を備え、
前記電圧閾値は、
前記制御部が動作する最低の電圧値よりも高く、前記励磁コイルの短絡が発生したことを表す電圧値である、
ことを特徴とする駆動回路。
【請求項２】
前記制御部は、
前記励磁電流の出力を停止させた後、前記監視情報が、前記動作電力における電圧値が前記電圧閾値以上の電圧値であることを表している場合に、前記励磁コイルに短絡が発生していないと判断し、前記励磁電流出力部から前記励磁電流を出力させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の駆動回路。
【請求項３】
前記制御部は、
前記監視情報が、前記動作電力における電圧値が前記電圧閾値以上の電圧値であることを表している状態から、前記動作電力における電圧値が前記電圧閾値よりも低い電圧値であることを表している状態に変化した回数を計数し、計数した値が予め定めた計数回数以上である場合、前記励磁電流出力部からの前記励磁電流の出力を停止させる制御を継続させる、
ことを特徴とする請求項２に記載の駆動回路。
【請求項４】
前記一次電源部は、
前記励磁コイルに短絡が発生した場合の前記励磁電力の変動に応じて、前記一次電力の供給を停止するリミット回路、
を備える、
ことを特徴とする請求項３に記載の駆動回路。
【請求項５】
前記リミット回路は、
前記一次電力の供給を停止した後、予め定めた一定の時間が経過したときに、前記一次電力の供給を再開する、
ことを特徴とする請求項４に記載の駆動回路。
【請求項６】
前記制御部は、
前記リミット回路が、
前記一次電力の供給を停止した後に前記一次電力の供給を再開する前記一定の時間に基づいて予め定めた計数期間内に、前記監視情報の状態の変化を計数する、
ことを特徴とする請求項５に記載の駆動回路。
【請求項７】
前記制御部は、
前記計数期間内に計数した値が前記計数回数よりも少ない場合、
前記計数回数を初期化する、
ことを特徴とする請求項６に記載の駆動回路。
【請求項８】
前記リミット回路は、
前記励磁電力における電流値に基づいて前記励磁電力の変動を検出する、
ことを特徴とする請求項４から請求項７のいずれか１の項に記載の駆動回路。
【請求項９】
前記励磁電流出力部は、
前記励磁コイルに流れる前記励磁電流の方向を制御する励磁正負制御部、
を備え、
流れる方向を正方向または負方向に切り替えた前記励磁電流を前記励磁コイルに供給する、
ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１の項に記載の駆動回路。
【請求項１０】
測定管内に形成された磁界の中を流れる計測対象の流体の流量を計測する電磁流量計であって、
前記測定管内に磁場を形成させる励磁コイルを駆動する駆動回路、
を備え、
前記駆動回路は、
該駆動回路の状態に応じた一次電力を供給する一次電源部と、
前記一次電源部から伝達された前記一次電力に応じた動作電力、および前記一次電力に応じた前記動作電力における電圧値と異なる電圧値の励磁電力を出力する二次電源部と、
前記励磁電力が供給され、前記励磁コイルに励磁電流を出力する励磁電流出力部と、
前記動作電力における電圧値と予め定めた電圧値の電圧閾値とを比較し、前記動作電力における電圧値が前記電圧閾値よりも低いか否かを表す監視情報を出力する電源監視部と、
前記監視情報に基づいて、前記励磁コイルにおいて短絡が発生したか否かを判断し、前記励磁電流出力部からの前記励磁電流の出力を停止させる制御部と、
を備え、
前記電圧閾値は、
前記制御部が動作する最低の電圧値よりも高く、前記励磁コイルの短絡が発生したことを表す電圧値である、
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】
本発明は、駆動回路および電磁流量計に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な設備を持つプラントには、プラント内に配置されたそれぞれの設備が稼働している状態の監視や設備の運転の制御を行うことを目的として、フィールド機器と呼ばれる複数の現場機器（測定器や操作器）が設置されている。フィールド機器の中の測定器の一つとして、プラントに配置された配管などに設置され、設置されている配管の中を流れる導電性の流体の流量を計測した情報を出力する電磁流量計がある。この電磁流量計によって計測した流体の流量の情報は、フィールド機器の中の操作器の一つとしてプラントに配置された配管などに設置されたポンプやバルブにおいて、流体を配管に流す際の制御（ポンプの駆動やバルブの開閉の制御）に用いられる。
【０００３】
電磁流量計では、１対の電極と、磁場を形成するための励磁コイルとによって構成されるセンサによって、配管の中を流れる導電性の流体の流量を計測する。より具体的には、電磁流量計は、センサを構成する励磁コイルによって形成した磁界の中を導電性の液体が流れる際に発生した起電力（電圧）の大きさを、センサを構成する１対の電極によって計測する。このとき、電磁流量計では、センサを構成する励磁コイルによって形成する磁場を、励磁回路を含む駆動回路が励磁コイルに供給する励磁電流によって制御している。そして、電磁流量計は、センサを構成する１対の電極によって計測した起電力の大きさ（電圧値）に基づいて生成した、流れる流体の速度（流体速度）から算出した流量を、計測した流体の流量の情報として出力する。
【０００４】
なお、プラントにおいては、安全に操業を行うために、それぞれの設備に対する日常的または定期的な点検作業、故障や不具合などのトラブルに対応する作業が行われている。これらの作業には、それぞれの設備に設置されたフィールド機器の健全性を保つため、つまり、フィールド機器によって設備が稼働している状態を正確に計測することができるようにするための点検作業も含まれている。このため、それぞれの設備に設置されたフィールド機器では、フィールド機器自体が健全に動作しているか否か、つまり、フィールド機器に故障や不具合などが発生しているか否かを、点検作業を行う作業員に通知する機能が望まれている。また、フィールド機器では、仮に故障や不具合などが発生した場合でも、発生した故障や不具合などが、フィールド機器に備えた他の構成要素の故障や不具合などを誘発しないことが望まれている。このため、従来から、フィールド機器において発生した故障や不具合などから、フィールド機器に備えた他の構成要素を保護するための様々な技術が提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、励磁コイルが短絡（ショート）するなどによって、励磁コイルに過大な励磁電流が流れたときに回路を保護する電磁流量計の技術が開示されている。より具体的には、特許文献１には、形成する磁場を制御するために励磁制御回路が励磁コイルに供給する励磁電流を検出する基準抵抗と、基準抵抗に発生する基準電圧が所定値を越えたときに励磁電流の供給をオフ（停止）する保護回路とを備えた電磁流量計の構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−３２５０５８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、特許文献１に開示された電磁流量計の構成では、保護回路が励磁電流の供給をオフ（停止）した後、保護回路にノイズなどが混入した場合、停止した励磁電流の供給が再開されて、励磁電流の供給の停止と再開とを繰り返す動作をしてしまうこともある。この励磁電流の供給の停止と再開との繰り返しは、電磁流量計の回路が時間の経過と共に劣化し、最終的には電磁流量計の回路が故障してしまう要因となってしまう。例えば、過大な励磁電流の供給の繰り返しは、電磁流量計に備えたそれぞれの回路における定格オーバーや、この定格オーバーによる回路の発熱を繰り返すことになり、この定格オーバーや発熱の繰り返しが長い期間行われると、回路が故障してしまうことになる。このとき、特許文献１に開示された構成の電磁流量計では、電磁流量計に備えた信号処理回路が、電磁流量計の回路が故障してしまう前に、強制的に励磁電流の供給の停止を継続させる処理を行うことによって、回路を保護することも考えられる。しかし、過大な励磁電流が流れたときには、この過大な励磁電流によって信号処理回路の電源の電圧が低下し、信号処理回路を初期化（リセット）する信号が入力されてしまうことになる。このため、信号処理回路は動作を停止してしまうことになり、上述したような強制的に励磁電流の供給の停止を継続させて回路を保護するための処理を含めて、リセット前の状態に対する処理を行うことができない。
【０００８】
本発明は、上記の課題に基づいてなされたものであり、過大な電流の供給を停止して回路を保護する駆動回路、およびこの駆動回路を搭載した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】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明の駆動回路は、磁場を形成させる励磁コイルを駆動する駆動回路であって、この駆動回路の状態に応じた一次電力を供給する一次電源部と、前記一次電源部から伝達された前記一次電力に応じた動作電力、および前記一次電力に応じた前記動作電力における電圧値と異なる電圧値の励磁電力を出力する二次電源部と、前記励磁電力が供給され、前記励磁コイルに励磁電流を出力する励磁電流出力部と、前記動作電力における電圧値と予め定めた電圧値の電圧閾値とを比較し、前記動作電力における電圧値が前記電圧閾値よりも低いか否かを表す監視情報を出力する電源監視部と、前記監視情報に基づいて、前記励磁コイルにおいて短絡が発生したか否かを判断し、前記励磁電流出力部からの前記励磁電流の出力を停止させる制御部と、を備え、前記電圧閾値は、前記制御部が動作する最低の電圧値よりも高く、前記励磁コイルの短絡が発生したことを表す電圧値である、ことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の駆動回路における前記制御部は、前記励磁電流の出力を停止させた後、前記監視情報が、前記動作電力における電圧値が前記電圧閾値以上の電圧値であることを表している場合に、前記励磁コイルに短絡が発生していないと判断し、前記励磁電流出力部から前記励磁電流を出力させる、ことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の駆動回路における前記制御部は、前記監視情報が、前記動作電力における電圧値が前記電圧閾値以上の電圧値であることを表している状態から、前記動作電力における電圧値が前記電圧閾値よりも低い電圧値であることを表している状態に変化した回数を計数し、計数した値が予め定めた計数回数以上である場合、前記励磁電流出力部からの前記励磁電流の出力を停止させる制御を継続させる、ことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の駆動回路における前記一次電源部は、前記励磁コイルに短絡が発生した場合の前記励磁電力の変動に応じて、前記一次電力の供給を停止するリミット回路、を備える、ことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の駆動回路における前記リミット回路は、前記一次電力の供給を停止した後、予め定めた一定の時間が経過したときに、前記一次電力の供給を再開する、ことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の駆動回路における前記制御部は、前記リミット回路が、前記一次電力の供給を停止した後に前記一次電力の供給を再開する前記一定の時間に基づいて予め定めた計数期間内に、前記監視情報の状態の変化を計数する、ことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の駆動回路における前記制御部は、前記計数期間内に計数した値が前記計数回数よりも少ない場合、前記計数回数を初期化する、ことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の駆動回路における前記リミット回路は、前記励磁電力における電流値に基づいて前記励磁電力の変動を検出する、ことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の駆動回路における前記励磁電流出力部は、前記励磁コイルに流れる前記励磁電流の方向を制御する励磁正負制御部、を備え、流れる方向を正方向または負方向に切り替えた前記励磁電流を前記励磁コイルに供給する、ことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の電磁流量計は、測定管内に形成された磁界の中を流れる計測対象の流体の流量を計測する電磁流量計であって、前記測定管内に磁場を形成させる励磁コイルを駆動する駆動回路、を備え、前記駆動回路は、該駆動回路の状態に応じた一次電力を供給する一次電源部と、前記一次電源部から伝達された前記一次電力に応じた動作電力、および前記一次電力に応じた前記動作電力における電圧値と異なる電圧値の励磁電力を出力する二次電源部と、前記励磁電力が供給され、前記励磁コイルに励磁電流を出力する励磁電流出力部と、前記動作電力における電圧値と予め定めた電圧値の電圧閾値とを比較し、前記動作電力における電圧値が前記電圧閾値よりも低いか否かを表す監視情報を出力する電源監視部と、前記監視情報に基づいて、前記励磁コイルにおいて短絡が発生したか否かを判断し、前記励磁電流出力部からの前記励磁電流の出力を停止させる制御部と、を備え、前記電圧閾値は、前記制御部が動作する最低の電圧値よりも高く、前記励磁コイルの短絡が発生したことを表す電圧値である、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、過大な電流の供給を停止して回路を保護する駆動回路、およびこの駆動回路を搭載した電磁流量計を提供することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態における駆動回路の構成の一例を示したブロック図である。
【図２】本実施形態の駆動回路における動作の一例を説明する波形図である。
【図３】本実施形態の駆動回路を搭載した電磁流量計の概略構成を示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明においては、本発明の駆動回路が、電磁流量計においてセンサを構成する励磁コイルが磁場を形成するための励磁電流を供給する励磁回路として動作する場合について説明する。図１は、本発明の実施形態における駆動回路の構成の一例を示したブロック図である。駆動回路１０は、トランス２０と、電源部３０と、電磁駆動部４０とを含んで構成される。駆動回路１０は、電磁駆動部４０に接続された励磁コイル１Ｃに、磁場を形成するための交流の励磁電流を供給する。
【００２２】
トランス２０は、一次巻線２０ａ、二次巻線２０ｂ、二次巻線２０ｃ、および三次巻線２０ｄを備えている。トランス２０は、電源部３０から一次巻線２０ａに供給された電力を、二次巻線２０ｂ、二次巻線２０ｃ、および三次巻線２０ｄのそれぞれに伝達する。より具体的には、電源部３０から一次巻線２０ａに供給された電力が、二次巻線２０ｂおよび二次巻線２０ｃによって電磁駆動部４０に伝達される。また、電源部３０から一次巻線２０ａに供給された電力が、三次巻線２０ｄによって電源部３０に戻る。
【００２３】
電源部３０は、電源端子Ｌ／＋および電源端子Ｎ／−に供給された電源（電力）を整流し、整流した電力をトランス２０に供給する一次側回路として機能するスイッチング電源部である。電源部３０は、電源制御回路３０１、ダイオードＤ３０２ａ、ダイオードＤ３０２ｂ、ダイオードＤ３０２ｃ、ダイオードＤ３０２ｄ、コンデンサＣ３０３、コンデンサＣ３０４、抵抗Ｒ３０５、ダイオードＤ３０６、ダイオードＤ３０７、コンデンサＣ３０８、電源用電界効果トランジスタ（Ｆｉｅｌｄ  ｅｆｆｅｃｔ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＦＥＴ）３１０、および電流検出抵抗Ｒ３１５を含んで構成される。
【００２４】
電源制御回路３０１は、電源部３０がトランス２０に供給する電力を制御する、例えば、電源制御ＩＣである。
【００２５】
電源部３０では、ダイオードＤ３０２ａと、ダイオードＤ３０２ｂと、ダイオードＤ３０２ｃと、ダイオードＤ３０２ｄとによって構成されるブリッジ回路、コンデンサＣ３０３、コンデンサＣ３０４、抵抗Ｒ３０５、ダイオードＤ３０６、および電源用ＦＥＴ３１０によって、トランス２０の一次巻線２０ａに電力を供給するスイッチング電源回路が構成されている。
【００２６】
ブリッジ回路では、ダイオードＤ３０２ａのカソード端子とダイオードＤ３０２ｂのアノード端子とのそれぞれが接続されて、ブリッジ回路の第１の入力端子となり、ダイオードＤ３０２ｃのアノード端子とダイオードＤ３０２ｄのカソード端子とのそれぞれが接続されて、ブリッジ回路の第２の入力端子となっている。なお、スイッチング電源回路を構成するブリッジ回路の第１の入力端子が、電源部３０の電源端子Ｌ／＋となり、ブリッジ回路の第２の入力端子が、電源部３０の電源端子Ｎ／−となっている。また、ブリッジ回路では、ダイオードＤ３０２ｂのカソード端子とダイオードＤ３０２ｃのカソード端子とのそれぞれが接続されて、ブリッジ回路の第１の出力端子となり、ダイオードＤ３０２ａのアノード端子とダイオードＤ３０２ｄのアノード端子とのそれぞれが接続されて、ブリッジ回路の第２の出力端子となっている。ブリッジ回路の第１の出力端子と、コンデンサＣ３０３の第１の端子と、コンデンサＣ３０４の第１の端子と、抵抗Ｒ３０５の第１の端子とは、トランス２０の一次巻線２０ａの第１の端子に接続されている。また、ブリッジ回路の第２の出力端子と、コンデンサＣ３０３の第２の端子とは、接地されている。また、コンデンサＣ３０４の第２の端子と、抵抗Ｒ３０５の第２の端子とは、ダイオードＤ３０６のカソード端子と接続されている。また、ダイオードＤ３０６のアノード端子と、電源用ＦＥＴ３１０のドレイン端子とは、トランス２０の一次巻線２０ａの第２の端子に接続されている。
【００２７】
スイッチング電源回路では、トランス２０の一次巻線２０ａの第２の端子にドレイン端子が接続された電源用ＦＥＴ３１０が、ゲート端子に入力された電源制御回路３０１からのＦＥＴ制御信号ＣＳに応じてスイッチング動作をすることによって、トランス２０の一次巻線２０ａに整流された電力を供給する。
【００２８】
また、電源部３０では、スイッチング電源回路に流れる電流値を検出し、トランス２０の一次巻線２０ａに供給している電力における電圧値が予め定めた電圧値以上である場合に、スイッチング電源回路がトランス２０の一次巻線２０ａに供給する電力を停止する機能を備えている。つまり、電源部３０では、スイッチング電源回路がトランス２０の一次巻線２０ａに供給する電力を制限するリミット機能を備えている。
【００２９】
より具体的には、電源部３０では、電流検出抵抗Ｒ３１５と電源制御回路３０１との構成によって、リミット回路を構成している。リミット回路では、電流検出抵抗Ｒ３１５の第１の端子が、電源用ＦＥＴ３１０のソース端子（およびバックゲート端子）に接続され、さらに、電源制御回路３０１の電流検出信号入力端子に接続されている。また、電流検出抵抗Ｒ３１５の第２の端子は、接地されている。この構成によって、電流検出抵抗Ｒ３１５は、スイッチング電源回路に流れる電流値を検出し、検出した電流値を表す電流検出信号ＣＤを、電源制御回路３０１の電流検出信号入力端子に出力する。電源制御回路３０１は、電流検出抵抗Ｒ３１５から出力された電流検出信号ＣＤに基づいて、スイッチング電源回路がトランス２０の一次巻線２０ａに供給する電力を判定する。そして、電源制御回路３０１は、スイッチング電源回路がトランス２０の一次巻線２０ａに供給する電力における電圧値が予め定めた電圧値以上であると判定した場合、電源用ＦＥＴ３１０のゲート端子に出力するＦＥＴ制御信号ＣＳを、電力の供給を停止することを表す状態に制御する。これにより、電源部３０では、スイッチング電源回路によるトランス２０の一次巻線２０ａへの過大な電力の供給を制限する。
【００３０】
なお、スイッチング電源回路がトランス２０の一次巻線２０ａに供給する電力における電圧値が予め定めた電圧値以上になってしまう原因としては、例えば、電磁駆動部４０に接続されている励磁コイル１Ｃが短絡（ショート）するなどの故障によって、電磁駆動部４０が励磁電流を供給している励磁コイル１Ｃに、過大な励磁電流が流れてしまうことが考えられる。
【００３１】
なお、電源制御回路３０１は、ＦＥＴ制御信号ＣＳを電力の供給を停止することを表す状態に制御した後、予め定めた一定の時間が経過したときには、ＦＥＴ制御信号ＣＳを電力の供給することを表す状態に制御する。これは、例えば、商用ノイズなどのノイズの影響によって励磁コイル１Ｃに過大な励磁電流が流れてしまった場合には、励磁コイル１Ｃは、短絡（ショート）などの故障が発生していないため、スイッチング電源回路によるトランス２０の一次巻線２０ａへの電力の供給を再開（復帰）させるためである。
【００３２】
また、電源部３０では、ダイオードＤ３０７およびコンデンサＣ３０８によって、トランス２０の三次巻線２０ｄに供給された電力を電源制御回路３０１に出力する制御電源回路が構成されている。ダイオードＤ３０７のアノード端子は、トランス２０の三次巻線２０ｄの第１の端子に接続されている。ダイオードＤ３０７のカソード端子とコンデンサＣ３０８の第１の端子とのそれぞれが接続されて、電源制御回路３０１の第１の端子に接続されている。コンデンサＣ３０８の第２の端子とトランス２０の三次巻線２０ｄの第２の端子とのそれぞれは、電源制御回路３０１の第２の端子に接続され、接地されている。
【００３３】
電磁駆動部４０は、トランス２０から伝達された整流された電力に基づいた交流の励磁電流を励磁コイル１Ｃに供給する二次側回路として機能する励磁制御回路である。電磁駆動部４０は、ダイオードＤ４０１、コンデンサＣ４０２、ダイオードＤ４０３、コンデンサＣ４０４、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）４０５、励磁正負制御部４０６、第１電源監視部４０７、第２電源監視部４０８、励磁電流制御部４１０、スイッチ素子Ｓ４１１ａ、スイッチ素子Ｓ４１１ｂ、スイッチ素子Ｓ４１１ｃ、スイッチ素子Ｓ４１１ｄ、電流検出抵抗Ｒ４１２、ダイオードＤ４１３、およびコンデンサＣ４１４を含んで構成される。電磁駆動部４０では、ダイオードＤ４０１と、コンデンサＣ４０２と、ダイオードＤ４０３と、コンデンサＣ４０４とによって、励磁制御部電源回路４００が構成されている。また、電磁駆動部４０では、ダイオードＤ４１３とコンデンサＣ４１４とによって、励磁電源回路が構成されている。また、スイッチ素子Ｓ４１１ａと、スイッチ素子Ｓ４１１ｂと、スイッチ素子Ｓ４１１ｃと、スイッチ素子Ｓ４１１ｄとによって、励磁電流制御スイッチ４１１が構成されている。
【００３４】
励磁制御部電源回路４００は、トランス２０の二次巻線２０ｂに供給された電力に応じた励磁電流制御部４１０の動作電力を出力する二次電源回路である。より具体的には、励磁制御部電源回路４００では、ダイオードＤ４０１およびコンデンサＣ４０２の構成によって、トランス２０の二次巻線２０ｂに供給された電力に応じた正電圧Ｖ＋を励磁電流制御部４１０に出力する。ダイオードＤ４０１のアノード端子は、トランス２０の二次巻線２０ｂの第１の端子に接続されている。ダイオードＤ４０１のカソード端子とコンデンサＣ４０２の第１の端子とのそれぞれが接続されて、励磁制御部電源回路４００が正電圧Ｖ＋を出力する正電圧出力端子になっている。コンデンサＣ４０２の第２の端子とトランス２０の二次巻線２０ｂの第２の端子とのそれぞれは、電磁駆動部４０内の回路要素における共通の電位（回路コモン電位）に接続されている。また、励磁制御部電源回路４００では、ダイオードＤ４０３およびコンデンサＣ４０４の構成によって、トランス２０の二次巻線２０ｂに供給された電力に応じた負電圧Ｖ−を励磁電流制御部４１０に出力する。ダイオードＤ４０３のカソード端子は、トランス２０の二次巻線２０ｂの第３の端子に接続されている。ダイオードＤ４０３のアノード端子とコンデンサＣ４０４の第１の端子とのそれぞれが接続されて、励磁制御部電源回路４００が負電圧Ｖ−を出力する負電圧出力端子になっている。コンデンサＣ４０４の第２の端子は、コンデンサＣ４０２の第２の端子とトランス２０の二次巻線２０ｂの第２の端子とともに、回路コモン電位に接続されている。
【００３５】
また、励磁電源回路は、トランス２０の二次巻線２０ｃに供給された電力に応じた励磁電力を出力する二次電源回路である。より具体的には、励磁電源回路では、ダイオードＤ４１３およびコンデンサＣ４１４の構成によって、トランス２０の二次巻線２０ｃに供給された電力に応じた励磁電力を励磁電流制御部４１０に出力する。ダイオードＤ４１３のアノード端子は、トランス２０の二次巻線２０ｃの第１の端子に接続されている。ダイオードＤ４１３のカソード端子とコンデンサＣ４１４の第１の端子とのそれぞれが接続されて、励磁電源回路が励磁電力を出力する第１の出力端子になっている。コンデンサＣ４１４の第２の端子とトランス２０の二次巻線２０ｃの第２の端子とのそれぞれが接続されて、励磁電源回路が励磁電力を出力する第２の出力端子になっている。
【００３６】
励磁電流制御部４１０は、励磁制御部電源回路４００から出力された正電圧Ｖ＋と負電圧Ｖ−とに基づいて動作し、ＣＰＵ４０５からの制御に応じて、励磁電源回路の第１の出力端子から出力された励磁電力に応じた励磁電流を、一定の電流値に制御する。励磁電流制御部４１０が制御した一定の電流値の励磁電流は、励磁コイル１Ｃに供給する励磁電流である。励磁電流制御部４１０は、一定の電流値の励磁電流を、励磁電流制御スイッチ４１１に出力する。なお、電磁駆動部４０では、励磁電流制御スイッチ４１１の動作によって、交流の励磁電流を励磁コイル１Ｃに出力する。
【００３７】
励磁電流制御スイッチ４１１は、励磁正負制御部４０６からの制御に応じて、励磁電流制御部４１０から出力された一定の電流値の励磁電流を、交流の励磁電流として励磁コイル１Ｃに供給する。より具体的には、励磁電流制御スイッチ４１１は、励磁正負制御部４０６からの制御に応じて、励磁電流制御部４１０から出力された一定の電流値の励磁電流を出力する際に、出力する励磁電流が励磁コイル１Ｃを流れる方向が正方向または負方向になるように切り替えて出力する。励磁電流制御スイッチ４１１では、スイッチ素子Ｓ４１１ａの第１の端子とスイッチ素子Ｓ４１１ｂの第１の端子とのそれぞれが接続されて、励磁電流制御部４１０に接続されている。また、励磁電流制御スイッチ４１１では、スイッチ素子Ｓ４１１ｃの第２の端子とスイッチ素子Ｓ４１１ｄの第２の端子とのそれぞれが接続されて、励磁電源回路の第２の出力端子に接続されている。また、励磁電流制御スイッチ４１１では、スイッチ素子Ｓ４１１ａの第２の端子とスイッチ素子Ｓ４１１ｃの第１の端子とのそれぞれが接続されて、励磁コイル１Ｃの第１の端子に接続されている。また、励磁電流制御スイッチ４１１では、スイッチ素子Ｓ４１１ｂの第２の端子とスイッチ素子Ｓ４１１ｄの第１の端子とのそれぞれが接続されて、電流検出抵抗Ｒ４１２の第１の端子に接続され、回路コモン電位に接続されている。電磁駆動部４０では、電流検出抵抗Ｒ４１２の第２の端子が励磁コイル１Ｃの第２の端子に接続されている。ここで、電流検出抵抗Ｒ４１２は、励磁コイル１Ｃに流れる電流値を検出する。
【００３８】
また、励磁電流制御スイッチ４１１では、スイッチ素子Ｓ４１１ａの制御端子とスイッチ素子Ｓ４１１ｄの制御端子とのそれぞれが、励磁正負制御部４０６が出力するスイッチ素子切り替え信号ＳＣ１に接続され、励磁正負制御部４０６によって同時にオン状態（短絡状態）とオフ状態（開放状態）とが制御される。また、励磁電流制御スイッチ４１１では、スイッチ素子Ｓ４１１ｂの制御端子とスイッチ素子Ｓ４１１ｃの制御端子とのそれぞれが、励磁正負制御部４０６が出力するスイッチ素子切り替え信号ＳＣ２に接続され、励磁正負制御部４０６によって同時にオン状態（短絡状態）とオフ状態（開放状態）とが制御される。
【００３９】
励磁正負制御部４０６は、ＣＰＵ４０５からの制御に応じて、励磁電流制御スイッチ４１１を構成するそれぞれのスイッチ素子を制御し、励磁コイル１Ｃに出力する励磁電流の流れる方向を切り替える。より具体的には、例えば、励磁コイル１Ｃにおいて第１の端子から第２の端子に向かう方向を、励磁電流が正方向に流れる方向であるとすると、励磁正負制御部４０６は、スイッチ素子切り替え信号ＳＣ１をスイッチ素子がオン状態（短絡状態）となることを表す状態に制御し、スイッチ素子切り替え信号ＳＣ２をスイッチ素子がオフ状態（開放状態）となることを表す状態に制御する。これにより、励磁電流制御スイッチ４１１では、スイッチ素子Ｓ４１１ａとスイッチ素子Ｓ４１１ｄとが共にオン状態（短絡状態）となり、スイッチ素子Ｓ４１１ｂとスイッチ素子Ｓ４１１ｃとが共にオフ状態（開放状態）となる。これにより、励磁電流制御部４１０から出力された励磁電流は、スイッチ素子Ｓ４１１ａ、励磁コイル１Ｃの第１の端子、励磁コイル１Ｃの第２の端子、電流検出抵抗Ｒ４１２、スイッチ素子Ｓ４１１ｄという順で正方向に流れる。
【００４０】
一方、例えば、励磁コイル１Ｃにおいて第２の端子から第１の端子に向かう方向を、励磁電流が負方向に流れる方向であるとすると、励磁正負制御部４０６は、スイッチ素子切り替え信号ＳＣ１をスイッチ素子がオフ状態（開放状態）となることを表す状態に制御し、スイッチ素子切り替え信号ＳＣ２をスイッチ素子がオン状態（短絡状態）となることを表す状態に制御する。これにより、励磁電流制御スイッチ４１１では、スイッチ素子Ｓ４１１ａとスイッチ素子Ｓ４１１ｄとが共にオフ状態（開放状態）となり、スイッチ素子Ｓ４１１ｂとスイッチ素子Ｓ４１１ｃとが共にオン状態（短絡状態）となる。これにより、励磁電流制御部４１０から出力された励磁電流は、スイッチ素子Ｓ４１１ｂ、電流検出抵抗Ｒ４１２、励磁コイル１Ｃの第２の端子、励磁コイル１Ｃの第１の端子、スイッチ素子Ｓ４１１ｃという順で負方向に流れる。
【００４１】
ＣＰＵ４０５は、電磁駆動部４０の全体を制御する制御部である。ＣＰＵ４０５は、電源部３０からトランス２０を介して電源が供給されると動作を開始する。そして、ＣＰＵ４０５は、電磁駆動部４０における通常の動作において、励磁コイル１Ｃに励磁電流を供給するために、励磁正負制御部４０６および励磁電流制御部４１０の動作を制御する。
【００４２】
なお、電磁駆動部４０では、励磁制御部電源回路４００が正電圧出力端子から出力する電源（正電圧Ｖ＋）が、ＣＰＵ４０５や励磁正負制御部４０６など、電磁駆動部４０に備えた他の構成要素にも出力される。従って、電磁駆動部４０では、ＣＰＵ４０５や励磁正負制御部４０６は、励磁制御部電源回路４００から出力された電源（正電圧Ｖ＋）に基づいて動作する。ただし、励磁制御部電源回路４００が出力する正電圧Ｖ＋は、励磁電流制御部４１０の動作電力における電圧値であるため、例えば、ＣＰＵ４０５が一般的なＣＰＵで構成される場合には、励磁電流制御部４１０が動作する電圧値と、ＣＰＵ４０５が動作する電圧値が異なる場合もある。より具体的には、励磁電流制御部４１０が、例えば、±８．０［Ｖ］や±６．０［Ｖ］で動作するのに対して、ＣＰＵ４０５は、５Ｖ系（＋５．０［Ｖ］）や３Ｖ系（＋３．３［Ｖ］）で動作することも考えられる。この場合、電磁駆動部４０では、不図示の電圧変換器、いわゆる、ＤＣ−ＤＣコンバータなどによって、励磁制御部電源回路４００が出力した正電圧Ｖ＋をＣＰＵ４０５に適切な電圧値に変換する。
【００４３】
また、電磁駆動部４０では、励磁制御部電源回路４００が正電圧出力端子から出力する電源（正電圧Ｖ＋）が、第１電源監視部４０７と第２電源監視部４０８とのそれぞれにも出力される。
【００４４】
第１電源監視部４０７は、励磁制御部電源回路４００から出力された正電圧Ｖ＋の電圧値を検出することによって、励磁制御部電源回路４００の状態を監視する。そして、第１電源監視部４０７は、検出している正電圧Ｖ＋の電圧値が、予め定めた第１の電圧監視値ＶＭ１よりも低い電圧値である場合、このことを表す第１の電源監視信号ＰＭ１をＣＰＵ４０５に出力する。ここで、第１電源監視部４０７が正電圧Ｖ＋の電圧値を監視するための第１の電圧監視値ＶＭ１の電圧値は、電磁駆動部４０における通常の動作を継続することができる最低の電圧値を検出するための閾値である。第１電源監視部４０７は、検出した正電圧Ｖ＋の電圧値と第１の電圧監視値ＶＭ１の電圧値とを比較し、検出した正電圧Ｖ＋の電圧値が第１の電圧監視値ＶＭ１の電圧値よりも低い電圧値である場合に、このことを表す第１の電源監視信号ＰＭ１をＣＰＵ４０５に出力する。言い換えれば、第１電源監視部４０７は、電源部３０から出力され、トランス２０によって伝達された電源の電圧値が、電磁駆動部４０における通常の動作を継続することができなくなる電圧値となる可能性の有無を監視した第１の電源監視信号ＰＭ１をＣＰＵ４０５に出力する。
【００４５】
ＣＰＵ４０５は、第１電源監視部４０７から第１の電圧監視値ＶＭ１よりも低い電圧値であることを表す第１の電源監視信号ＰＭ１が入力された場合、電磁駆動部４０の全体の動作を停止する処理、例えば、初期化（リセット）処理を行って、電磁駆動部４０の全体の動作を安全に停止させる。従って、第１の電圧監視値ＶＭ１の電圧値には、ＣＰＵ４０５の動作が停止してしまう電圧値よりも予め定めた値だけ余裕をもった電圧値、つまり、安全に電磁駆動部４０の全体の動作を安全に停止させる処理を完了することができる電圧値が設定される。より具体的には、ＣＰＵ４０５が５Ｖ系（＋５．０［Ｖ］）で動作する場合、第１の電圧監視値ＶＭ１の電圧値には、例えば、＋４．２［Ｖ］が設定される。また、ＣＰＵ４０５が３Ｖ系（＋３．３［Ｖ］）で動作する場合、第１の電圧監視値ＶＭ１の電圧値には、例えば、＋２．５［Ｖ］が設定される。
【００４６】
一方、第１電源監視部４０７は、検出している正電圧Ｖ＋の電圧値が、予め定めた第１の電圧監視値ＶＭ１以上の電圧値である場合には、このことを表す第１の電源監視信号ＰＭ１をＣＰＵ４０５に出力する。ＣＰＵ４０５は、第１電源監視部４０７から第１の電圧監視値ＶＭ１以上の電圧値であることを表す第１の電源監視信号ＰＭ１が入力されている間、電磁駆動部４０の全体の動作を継続させる。
【００４７】
なお、ＣＰＵ４０５は、監視している正電圧Ｖ＋の電圧値が予め定めた第１の電圧監視値ＶＭ１よりも低い電圧値であることを表す第１の電源監視信号ＰＭ１が入力された後、予め定めた第１の電圧監視値ＶＭ１以上の電圧値であることを表す第１の電源監視信号ＰＭ１が再び入力された場合には、電磁駆動部４０の全体の動作を開始する処理、例えば、起動処理を行って、電磁駆動部４０の全体の動作を安全に開始（再開）させる。
【００４８】
第２電源監視部４０８は、励磁制御部電源回路４００から出力された正電圧Ｖ＋の電圧値を検出することによって、励磁制御部電源回路４００の状態を監視する。そして、第２電源監視部４０８は、検出している正電圧Ｖ＋の電圧値が、予め定めた第２の電圧監視値ＶＭ２よりも低い電圧値である場合、このことを表す第２の電源監視信号ＰＭ２をＣＰＵ４０５に出力する。なお、第２電源監視部４０８の動作は、第１電源監視部４０７の動作と同様である、ただし、第２電源監視部４０８が監視する正電圧Ｖ＋の電圧値は、第１電源監視部４０７が監視する正電圧Ｖ＋の電圧値とは異なる。ここで、第２電源監視部４０８が正電圧Ｖ＋の電圧値を監視するための第２の電圧監視値ＶＭ２の電圧値は、励磁コイル１Ｃが短絡（ショート）などの故障であることが予想される電圧値を検出するための閾値である。従って、第２電源監視部４０８が正電圧Ｖ＋の電圧値を監視するための第２の電圧監視値ＶＭ２の電圧値には、第１電源監視部４０７が監視する正電圧Ｖ＋の電圧値である第１の電圧監視値ＶＭ１の電圧値よりも高く、励磁コイル１Ｃへの励磁電流の供給を停止すると判断することができる電圧値が設定される。より具体的には、ＣＰＵ４０５が５Ｖ系（＋５．０［Ｖ］）で動作する場合、第２の電圧監視値ＶＭ２の電圧値には、例えば、＋４．６［Ｖ］が設定される。また、ＣＰＵ４０５が３Ｖ系（＋３．３［Ｖ］）で動作する場合、第２の電圧監視値ＶＭ２の電圧値には、例えば、＋２．８［Ｖ］が設定される。
【００４９】
なお、第２の電圧監視値ＶＭ２の電圧値は、ＣＰＵ４０５が動作する電圧値に関わらず、同じ電圧値を設定してもよいし、ＣＰＵ４０５が動作する電圧値に基づいて、異なる電圧値を設定してもよい。つまり、５Ｖ系（＋５．０［Ｖ］）で動作するＣＰＵ４０５と、３Ｖ系（＋３．３［Ｖ］）で動作するＣＰＵ４０５とで、第２の電圧監視値ＶＭ２の電圧値を同じ電圧値を設定してもよいし、異なる電圧値を設定してもよい。これは、電磁駆動部４０においては、ＣＰＵ４０５が動作している状態のときに、第２電源監視部４０８によって励磁コイル１Ｃにおける短絡（ショート）などの故障の発生を検出し、励磁コイル１Ｃに供給する励磁電流のみを停止させる機能を実現するためである。つまり、電源部３０に備えた電源制御回路３０１と同様に、例えば、商用ノイズなどのノイズの影響によって励磁コイル１Ｃに過大な励磁電流が流れてしまった場合には、励磁コイル１Ｃには短絡（ショート）などの故障が発生していないため、電磁駆動部４０による励磁コイル１Ｃへの励磁電流の供給を再開（復帰）させるためである。
【００５０】
第２電源監視部４０８は、検出した正電圧Ｖ＋の電圧値と第２の電圧監視値ＶＭ２の電圧値とを比較し、検出した正電圧Ｖ＋の電圧値が第２の電圧監視値ＶＭ２の電圧値よりも低い電圧値である場合に、このことを表す第２の電源監視信号ＰＭ２をＣＰＵ４０５に出力する。ＣＰＵ４０５は、第２電源監視部４０８から第２の電圧監視値ＶＭ２よりも低い電圧値であることを表す第２の電源監視信号ＰＭ２が入力された場合、励磁コイル１Ｃに短絡（ショート）などの故障が発生したため、励磁コイル１Ｃへの励磁電流の供給を停止すると判断する。そして、ＣＰＵ４０５は、励磁電流制御部４１０に対して出力している、励磁電流の出力を指示するための励磁電流出力指示信号ＥＣを、励磁電流の出力を停止することを表す状態にする。これにより、励磁電流制御部４１０は、励磁電源回路の第１の出力端子から出力された励磁電力に応じた一定の電流値の励磁電流の励磁コイル１Ｃへの供給、すなわち、励磁電流の励磁電流制御スイッチ４１１への出力を停止する。つまり、励磁電流制御部４１０は、励磁電流制御スイッチ４１１を構成するそれぞれのスイッチ素子をオフ状態（開放状態）にする。
【００５１】
一方、第２電源監視部４０８は、検出している正電圧Ｖ＋の電圧値が、予め定めた第２の電圧監視値ＶＭ２以上の電圧値である場合には、このことを表す第２の電源監視信号ＰＭ２をＣＰＵ４０５に出力する。ＣＰＵ４０５は、第２電源監視部４０８から第２の電圧監視値ＶＭ２以上の電圧値であることを表す第２の電源監視信号ＰＭ２が入力されている間、励磁電流制御部４１０に対して出力している励磁電流出力指示信号ＥＣを、励磁電流を出力する、つまり、励磁電流の出力を継続することを表す状態にする。これにより、電磁駆動部４０は、励磁電流制御部４１０が出力した一定の電流値の励磁電流に基づいた交流の励磁電流を、励磁コイル１Ｃに供給する。
【００５２】
なお、ＣＰＵ４０５は、監視している正電圧Ｖ＋の電圧値が予め定めた第２の電圧監視値ＶＭ２よりも低い電圧値であることを表す第２の電源監視信号ＰＭ２が入力された後、予め定めた第２の電圧監視値ＶＭ２以上の電圧値であることを表す第２の電源監視信号ＰＭ２が再び入力された場合には、励磁電流の出力を停止することを表す状態の励磁電流出力指示信号ＥＣを、再び励磁電流の出力することを表す状態にする。つまり、ＣＰＵ４０５は、励磁電流出力指示信号ＥＣによって、励磁電流制御部４１０に、励磁コイル１Ｃへの励磁電流の供給を開始（再開）させる。
【００５３】
ただし、ＣＰＵ４０５は、第２電源監視部４０８から出力された第２の電源監視信号ＰＭ２が、第２の電圧監視値ＶＭ２以上の電圧値であることを表す状態から、第２の電圧監視値ＶＭ２よりも低い電圧値であることを表す状態に変化した回数を計数（カウント）する。そして、ＣＰＵ４０５は、計数値（カウント値）が、予め定めた期間内に予め定めた回数以上となった場合には、励磁コイル１Ｃに短絡（ショート）などの故障が発生してコイル成分がなくなってしまっていると判断する。言い換えれば、ＣＰＵ４０５は、第２電源監視部４０８から出力された第２の電源監視信号ＰＭ２が、第２の電圧監視値ＶＭ２よりも低い電圧値であることを表す状態と、第２の電圧監視値ＶＭ２以上の電圧値であることを表す状態とを、予め定めた期間内に予め定めた回数以上繰り返す場合には、励磁コイル１Ｃに短絡（ショート）などの故障が発生してコイル成分がなくなってしまっていると判断する。より具体的には、ＣＰＵ４０５は、第２電源監視部４０８が監視している正電圧Ｖ＋の電圧値の低下が、短絡（ショート）などの実際の故障によって励磁コイル１Ｃに過大な励磁電流が流れ、電源部３０に備えたリミット回路（電流検出抵抗Ｒ３１５および電源制御回路３０１）が、スイッチング電源回路によるトランス２０の一次巻線２０ａへの電力の供給の停止と再開とを繰り返していると判断する。このため、ＣＰＵ４０５は、励磁電流制御部４１０に対して出力している励磁電流出力指示信号ＥＣを、励磁電流の出力を停止することを表す状態のまま継続させる。そして、その後、ＣＰＵ４０５は、第２の電圧監視値ＶＭ２以上の電圧値であることを表す状態の第２の電源監視信号ＰＭ２が入力されても、励磁電流制御部４１０を、励磁コイル１Ｃに励磁電流を供給する状態にしない。これにより、駆動回路１０、および駆動回路１０を励磁回路として搭載した電磁流量計では、スイッチング電源回路において電力供給の停止と再開とが繰り返されたことによって、時間が経過したときに、スイッチング電源回路や電源部３０、さらには電磁駆動部４０内の回路要素が劣化して故障してしまうことを回避することができる。
【００５４】
なお、ＣＰＵ４０５が励磁コイル１Ｃに短絡（ショート）などの故障が発生したと判断するための第２の電源監視信号ＰＭ２における２つの状態（第２の電圧監視値ＶＭ２よりも低い電圧値と第２の電圧監視値ＶＭ２以上の電圧値）の繰り返し回数は、励磁コイル１Ｃに流れた過大な励磁電流が単発的なノイズの影響によるもではないことを判断することができ、かつ、それぞれの回路要素の劣化を極力抑えることができる予め定めた回数以上であることが望ましい。例えば、ＣＰＵ４０５が励磁コイル１Ｃに短絡（ショート）などの故障が発生したと判断するための第２の電源監視信号ＰＭ２における２つの状態の繰り返し回数は、３回以上や５回以上などが考えられる。また、ＣＰＵ４０５が第２の電源監視信号ＰＭ２における２つの状態が繰り返されていると判断する期間は、例えば、電源制御回路３０１がＦＥＴ制御信号ＣＳを電力の供給を停止することを表す状態に制御した後、再び電力を供給することを表す状態に制御する、予め定めた一定の時間に基づいて決定することが望ましい。
【００５５】
なお、ＣＰＵ４０５は、計数値（カウント値）が予め定めた回数以上ではない状態が予め定めた期間続いている場合、すなわち、第２の電源監視信号ＰＭ２における２つの状態を最初に計数してから上記のように決定された期間が経過した場合には、励磁コイル１Ｃに短絡（ショート）などの故障が発生していない判断し、計数値（カウント値）をクリア（初期化）する。そして、ＣＰＵ４０５は、第２の電源監視信号ＰＭ２における２つの状態の計数（カウント）を、最初からやり直す。ここで、上記のように決定された期間とは、上述したような、電源制御回路３０１がＦＥＴ制御信号ＣＳを電力の供給を停止することを表す状態に制御した後、再び電力を供給することを表す状態に制御する予め定めた一定の時間に基づいて決定した、ＣＰＵ４０５が第２の電源監視信号ＰＭ２における２つの状態が繰り返されていると判断する期間である。
【００５６】
次に、駆動回路１０における動作について説明する。ここでは、駆動回路１０が、電磁流量計において励磁コイル１Ｃに励磁電流を供給している際に、励磁コイル１Ｃに短絡（ショート）などの故障が発生した場合の動作について説明する。図２は、本実施形態の駆動回路１０における動作（励磁コイル１Ｃへの励磁電流の供給動作）の一例を説明する波形図である。図２に示した駆動回路１０における動作の一例は、励磁コイル１Ｃに過大な励磁電流が流れたことを３回以上検出したときに、ＣＰＵ４０５が、励磁コイル１Ｃに短絡（ショート）などの故障が発生したと判断する場合の一例である。図２には、駆動回路１０が励磁コイル１Ｃに供給する励磁電流ＣＣと、電流検出抵抗Ｒ３１５で検出された電流検出信号ＣＤ、正電圧Ｖ＋、第１の電源監視信号ＰＭ１、第２の電源監視信号ＰＭ２、および励磁電流出力指示信号ＥＣとのそれぞれの波形（信号）および波形（信号）レベルを示している。
【００５７】
なお、以下の説明においては、説明を容易にするため、駆動回路１０は、励磁コイル１Ｃに流す励磁電流ＣＣの方向を正方向または負方向に切り替えることを行わず、いずれか一方の方向（例えば、正方向）の励磁電流ＣＣを流すものとして説明する。つまり、以下の説明においては、駆動回路１０を構成する電磁駆動部４０に備えた励磁正負制御部４０６が励磁電流制御スイッチ４１１を構成するそれぞれのスイッチ素子のオン状態（短絡状態）とオフ状態（開放状態）とを切り替えずに、一方向に流れる励磁電流ＣＣを励磁コイル１Ｃに供給するものとして説明する。この場合、図２に示した励磁電流ＣＣは、駆動回路１０を構成する電磁駆動部４０に備えた励磁電流制御部４１０が出力する励磁電流に相当する。なお、図２には、励磁電流ＣＣの電流値のレベル（電流波形）を模式的に示している。
【００５８】
図２に示した通常の動作期間において、駆動回路１０を構成する電源部３０に備えた電流検出抵抗Ｒ３１５は、検出したスイッチング電源回路に流れる電流値に応じた正常動作を表すレベルの電流検出信号ＣＤを出力する。これにより、駆動回路１０を構成する電源部３０に備えた電源制御回路３０１がＦＥＴ制御信号ＣＳを電源用ＦＥＴ３１０のゲート端子に出力し、電源用ＦＥＴ３１０がスイッチング動作をすることによって、スイッチング電源回路から安定したレベルの電力がトランス２０の一次巻線２０ａに供給される。そして、駆動回路１０を構成する電磁駆動部４０に備えた励磁制御部電源回路４００は、トランス２０の二次巻線２０ｂに伝達された安定したレベルの電力に応じた一定の電圧値の正電圧Ｖ＋を出力する。
【００５９】
このため、駆動回路１０を構成する電磁駆動部４０に備えたＣＰＵ４０５は、励磁電流を出力することを表す（図２においては、“Ｈｉｇｈ”レベル）励磁電流出力指示信号ＥＣを励磁電流制御部４１０に出力し、励磁電流制御部４１０から一定の電流値の励磁電流が励磁電流制御スイッチ４１１に出力される。また、駆動回路１０を構成する電磁駆動部４０に備えた励磁正負制御部４０６は、ＣＰＵ４０５からの制御に応じて、励磁電流制御スイッチ４１１を制御することによって、一定の電流値の励磁電流ＣＣが励磁コイル１Ｃに流される。
【００６０】
このとき、駆動回路１０を構成する電磁駆動部４０に備えた第１電源監視部４０７では、第１の電圧監視値ＶＭ１以上の電圧値の正電圧Ｖ＋が監視されるため、第１の電圧監視値ＶＭ１以上の電圧値であることを表す（図２においては、“Ｈｉｇｈ”レベル）第１の電源監視信号ＰＭ１をＣＰＵ４０５に出力する。また、駆動回路１０を構成する電磁駆動部４０に備えた第２電源監視部４０８でも、第２の電圧監視値ＶＭ２以上の電圧値の正電圧Ｖ＋が監視されるため、第２の電圧監視値ＶＭ２以上の電圧値であることを表す（図２においては、“Ｈｉｇｈ”レベル）第２の電源監視信号ＰＭ２をＣＰＵ４０５に出力する。
【００６１】
図２に示した通常の動作期間では、このような状態が継続されて、駆動回路１０が正常に動作する。
【００６２】
ここで、タイミングｔ１のときに、励磁コイル１Ｃに短絡（ショート）などの故障が発生してコイル成分がなくなってしまったとする。このため、励磁コイル１Ｃには、励磁電流制御部４１０が励磁制御部電源回路４００から出力された正電圧Ｖ＋と負電圧Ｖ−との変化に追従する前に過大な励磁電流ＣＣが流れ、励磁電流ＣＣの電流値のレベルが急激に上昇してしまう。すると、電源部３０にも、励磁コイル１Ｃに流れた過大な励磁電流ＣＣの影響によって一時的に過大な電流が流れ、電流検出抵抗Ｒ３１５は、一時的に流れた過大な電流の電流値に応じたレベルの電流検出信号ＣＤを電源制御回路３０１に出力する。
【００６３】
これにより、タイミングｔ２のときから、電源制御回路３０１は、過大な電流値を表す電流検出信号ＣＤに応じて、ＦＥＴ制御信号ＣＳを電力の供給を停止することを表す状態に制御する。この制御に応じて、スイッチング電源回路は、トランス２０の一次巻線２０ａへの電力の供給を停止する。そして、励磁制御部電源回路４００では、トランス２０の二次巻線２０ｂに伝達されたレベルの電力に応じて、正電圧Ｖ＋の電圧値が低下していく。これにより、励磁コイル１Ｃに流れた過大な励磁電流ＣＣの電流値のレベルが、徐々に低下していく。
【００６４】
なお、正電圧Ｖ＋の電圧値が低下していく際の低下量、すなわち、正電圧Ｖ＋における低下前後の電圧値の差（幅）や時定数は、励磁制御部電源回路４００において正電圧Ｖ＋を出力するための構成であるコンデンサＣ４０２の容量値によって定められる。従って、励磁制御部電源回路４００においては、コンデンサＣ４０２の容量値を、電源部３０に備えた電源制御回路３０１が電力の供給を停止することを表す状態にＦＥＴ制御信号ＣＳを制御している予め定めた一定の時間、すなわち、スイッチング電源回路がトランス２０の一次巻線２０ａへの電力の供給を停止している期間中に、十分な電荷がコンデンサＣ４０２に残るような容量値にする。これにより、第２電源監視部４０８は、第２の電圧監視値ＶＭ２よりも低い電圧値の正電圧Ｖ＋を検出することができる。
【００６５】
そして、タイミングｔ３のときに、第２電源監視部４０８は、第２の電圧監視値ＶＭ２よりも低い電圧値の正電圧Ｖ＋を検出すると、検出している正電圧Ｖ＋の電圧値が第２の電圧監視値ＶＭ２よりも低い電圧値であることを表す（図２においては、“Ｌｏｗ”レベル）第２の電源監視信号ＰＭ２をＣＰＵ４０５に出力する。これにより、ＣＰＵ４０５は、第２電源監視部４０８から正電圧Ｖ＋の電圧値が第２の電圧監視値ＶＭ２よりも低い電圧値であることを表す第２の電源監視信号ＰＭ２が入力されると、第２の電源監視信号ＰＭ２の入力回数を計数（カウント）する計数値（カウント値）を“１”とする。そして、ＣＰＵ４０５は、励磁電流出力指示信号ＥＣを、励磁電流の出力を停止することを表す状態（図２においては、“Ｌｏｗ”レベル）にする。これにより、励磁電流制御部４１０は、一定の電流値の励磁電流の励磁電流制御スイッチ４１１への出力を停止し、励磁電流制御スイッチ４１１からの一定の電流値の励磁電流ＣＣの出力が停止される。つまり、電磁駆動部４０による励磁コイル１Ｃへの励磁電流ＣＣの供給が停止される。このとき、励磁正負制御部４０６は、ＣＰＵ４０５からの制御に応じて、励磁電流制御スイッチ４１１を制御してもよい。より具体的には、励磁正負制御部４０６は、スイッチ素子切り替え信号ＳＣ１およびスイッチ素子切り替え信号ＳＣ２によって、励磁電流制御スイッチ４１１を構成するスイッチ素子Ｓ４１１ａと、スイッチ素子Ｓ４１１ｂと、スイッチ素子Ｓ４１１ｃと、スイッチ素子Ｓ４１１ｄとのそれぞれを、オフ状態（開放状態）に制御してもよい。
【００６６】
なお、タイミングｔ３のときの正電圧Ｖ＋の電圧値は、第１電源監視部４０７が監視している第１の電圧監視値ＶＭ１以上の電圧値であるため、第１電源監視部４０７がＣＰＵ４０５に出力している第１の電源監視信号ＰＭ１は、第１の電圧監視値ＶＭ１以上の電圧値であることを表す状態（図２においては、“Ｈｉｇｈ”レベル）が維持される。従って、ＣＰＵ４０５は、電磁駆動部４０の全体の動作を安全に停止させるための初期化（リセット）処理などを行わずに、電磁駆動部４０における通常の動作を継続している。
【００６７】
その後、電源制御回路３０１は、予め定めた一定の時間が経過したタイミングｔ４のときから、ＦＥＴ制御信号ＣＳを、再び電力の供給することを表す状態に制御する。これにより、電源用ＦＥＴ３１０がスイッチング動作を再開し、スイッチング電源回路が、トランス２０の一次巻線２０ａへの電力の供給を再開する。そして、励磁制御部電源回路４００では、トランス２０の二次巻線２０ｂに伝達された電力に応じて、正電圧Ｖ＋の電圧値が上昇していく。
【００６８】
その後、タイミングｔ５のときに、第２電源監視部４０８は、第２の電圧監視値ＶＭ２以上の電圧値の正電圧Ｖ＋を検出すると、検出している正電圧Ｖ＋の電圧値が第２の電圧監視値ＶＭ２以上の電圧値であることを表す第２の電源監視信号ＰＭ２をＣＰＵ４０５に出力する。これにより、ＣＰＵ４０５は、励磁電流出力指示信号ＥＣを、励磁電流を出力することを表す状態にする。そして、励磁電流制御部４１０は、一定の電流値の励磁電流の励磁電流制御スイッチ４１１への出力を再開する。また、励磁正負制御部４０６は、ＣＰＵ４０５からの制御に応じて、励磁電流制御スイッチ４１１の制御を再開し、一定の電流値の励磁電流ＣＣが再び励磁コイル１Ｃに流される。
【００６９】
ここで、タイミングｔ１のときに励磁コイル１Ｃに流れた過大な励磁電流ＣＣが単発的なノイズの影響によるものである場合、つまり、励磁コイル１Ｃに故障が発生していない場合には、この状態の動作がタイミングｔ５以降も継続されて、駆動回路１０が、図２に示した通常の動作期間と同様の正常の動作に復帰する。この場合、ＣＰＵ４０５は、第２電源監視部４０８から正電圧Ｖ＋の電圧値が第２の電圧監視値ＶＭ２以上の電圧値であることを表す第２の電源監視信号ＰＭ２が入力されてから予め定めた期間が経過した場合には、第２の電源監視信号ＰＭ２の入力回数を計数（カウント）する計数値（カウント値）をクリア（初期化）して“０”とする。
【００７０】
しかしながら、ここでは、励磁コイル１Ｃが、タイミングｔ１のときに短絡（ショート）などによって故障が発生してしまっているため、タイミングｔ６のときに、タイミングｔ１のときと同様に、励磁コイル１Ｃに再び過大な励磁電流ＣＣが流れて、励磁電流ＣＣの電流値のレベルが急激に上昇してしまう。
【００７１】
これにより、駆動回路１０を構成する電源部３０および電磁駆動部４０に備えたそれぞれの構成要素は、タイミングｔ７〜タイミングｔ１０の期間において、上述したタイミングｔ２〜タイミングｔ５における対応する動作と同様の動作を再び行い、励磁コイル１Ｃへの励磁電流ＣＣの供給を停止した後、タイミングｔ１０のときに再び、励磁コイル１Ｃへの励磁電流ＣＣの供給を再開する。このとき、ＣＰＵ４０５は、タイミングｔ８において、第２の電源監視信号ＰＭ２の入力回数を計数（カウント）する計数値（カウント値）に“１”を加算する。つまり、ＣＰＵ４０５は、第２の電源監視信号ＰＭ２の入力回数のカウント値を“２”とする。
【００７２】
その後、タイミングｔ１１のときにも、タイミングｔ１のときに発生した励磁コイル１Ｃの短絡（ショート）などの故障によって、タイミングｔ１およびタイミングｔ６のときと同様に、励磁コイル１Ｃに再び過大な励磁電流ＣＣが流れて、励磁電流ＣＣの電流値のレベルが急激に上昇してしまう。
【００７３】
これにより、駆動回路１０を構成する電源部３０および電磁駆動部４０に備えたそれぞれの構成要素は、タイミングｔ１２およびタイミングｔ１３において、上述したタイミングｔ２およびタイミングｔ３や、タイミングｔ７およびタイミングｔ８における対応する動作と同様の動作を再び行い、励磁コイル１Ｃへの励磁電流ＣＣの供給を停止する。このとき、ＣＰＵ４０５は、タイミングｔ１３において、第２の電源監視信号ＰＭ２の入力回数を計数（カウント）する計数値（カウント値）に再び“１”を加算し、第２の電源監視信号ＰＭ２の入力回数のカウント値を“３”とする。そして、ＣＰＵ４０５は、第２の電源監視信号ＰＭ２の入力回数のカウント値が“３”となったため、タイミングｔ１３のときに第２電源監視部４０８から入力された、第２の電圧監視値ＶＭ２よりも低い電圧値であることを表す第２の電源監視信号ＰＭ２が、タイミングｔ１のときに発生した励磁コイル１Ｃの短絡（ショート）などの故障によるものであると判断する。つまり、ＣＰＵ４０５は、励磁コイル１Ｃに、短絡（ショート）などの故障が発生していると判断する。
【００７４】
その後、予め定めた一定の時間が経過したタイミングｔ１４のときから、電源制御回路３０１が、タイミングｔ４やタイミングｔ９における動作と同様の動作を再び行って、ＦＥＴ制御信号ＣＳを、再び電力の供給することを表す状態に制御すると、電源用ＦＥＴ３１０がスイッチング動作を再開して、スイッチング電源回路がトランス２０の一次巻線２０ａへの電力の供給を再開する。これにより、励磁制御部電源回路４００では、トランス２０の二次巻線２０ｂに伝達された電力に応じて、正電圧Ｖ＋の電圧値が上昇していく。
【００７５】
そして、タイミングｔ１５のときに、第２電源監視部４０８は、タイミングｔ５のときやタイミングｔ１０のときと同様に、第２の電圧監視値ＶＭ２以上の電圧値の正電圧Ｖ＋を検出すると、検出している正電圧Ｖ＋の電圧値が第２の電圧監視値ＶＭ２以上の電圧値であることを表す第２の電源監視信号ＰＭ２をＣＰＵ４０５に出力する。
【００７６】
しかし、ＣＰＵ４０５は、タイミングｔ１３のときに、励磁コイル１Ｃの短絡（ショート）などの故障が発生していると判断している。このため、ＣＰＵ４０５は、タイミングｔ１５のときに第２電源監視部４０８から入力された、第２の電圧監視値ＶＭ２以上の電圧値であることを表す第２の電源監視信号ＰＭ２が、電源部３０に備えたリミット回路が、スイッチング電源回路によるトランス２０の一次巻線２０ａへの電力の供給の停止と再開とを繰り返していると判断する。この判断結果に基づいて、ＣＰＵ４０５は、タイミングｔ１５のときに、励磁電流出力指示信号ＥＣを、励磁電流を出力することを表す状態にせず、励磁電流制御部４１０に、励磁電流の出力を停止している状態を継続させる。これにより、励磁電流制御部４１０は、励磁電流の励磁電流制御スイッチ４１１への出力を再開せず、励磁電流の出力を停止したままの状態を維持する。
【００７７】
このため、励磁コイル１Ｃには、タイミングｔ１５以降、再び一定の電流値の励磁電流ＣＣが流れることがなくなる。従って、駆動回路１０は、励磁コイル１Ｃにおける過大な励磁電流ＣＣの流れを検出することなく、電源部３０は、電源用ＦＥＴ３１０のスイッチング動作に応じたスイッチング電源回路によってトランス２０の一次巻線２０ａに電力を供給している状態を維持する。これにより、励磁制御部電源回路４００は、トランス２０の二次巻線２０ｂに伝達された電力に応じた正電圧Ｖ＋の出力を維持する。ここで、励磁制御部電源回路４００において維持している正電圧Ｖ＋は、例えば、ＣＰＵ４０５が、励磁コイル１Ｃの短絡（ショート）などの故障が発生していることを通知する処理を継続して実行する際に有効に用いることができる。これにより、駆動回路１０では、故障している励磁コイル１Ｃの修理や交換などの対応を、点検作業を行う作業員に促すことができる。
【００７８】
このようにして、駆動回路１０では、励磁コイル１Ｃの短絡（ショート）などの故障が発生していると判断した以降、スイッチング電源回路における電力供給の停止と再開とが繰り返されることがなくなり、この状態で時間が経過しても、スイッチング電源回路や電源部３０、さらには電磁駆動部４０内の回路要素が劣化して故障してしまうことを回避することができる。
【００７９】
ところで、励磁コイルに短絡（ショート）などの故障が発生していることを判断する機能を備えていない従来の駆動回路では、図２に示したタイミングｔ５以降も、励磁コイルに過大な励磁電流が流れ、スイッチング電源回路における電力供給の停止と再開とが繰り返される。これにより、長い期間この繰り返しが行われると、やがて、従来の駆動回路を構成する構成要素や回路要素が劣化して故障してしまうことになる。また、従来の駆動回路では、駆動回路１０のように、第２電源監視部４０８が出力する第２の電源監視信号ＰＭ２に従って励磁コイル１Ｃに供給する励磁電流ＣＣを停止することがない。このため、従来の駆動回路では、スイッチング電源回路における電力供給が停止した場合に、正電圧Ｖ＋の電圧値の低下が、従来の駆動回路に備えたＣＰＵが通常の動作を継続することができる最低の電圧値よりも低くなることが考えられる。この場合、従来の駆動回路では、駆動回路１０にように、励磁コイルの短絡（ショート）などの故障が発生していることを通知する処理を継続することはできない。
【００８０】
上記に述べたように、実施形態の駆動回路１０では、励磁制御部電源回路４００から出力された正電圧Ｖ＋の電圧値を監視する第２電源監視部４０８を備える。そして、実施形態の駆動回路１０では、第２電源監視部４０８は、正電圧Ｖ＋の電圧値が、電磁駆動部４０の全体の動作を停止する処理（例えば、初期化（リセット）処理）が行われる電圧値である第１の電圧監視値ＶＭ１よりも高く、励磁コイル１Ｃに発生した短絡（ショート）などによって過大な励磁電流が流れたと判断することができる電圧値である第２の電圧監視値ＶＭ２よりも低い電圧値になったことを検出する。
【００８１】
そして、実施形態の駆動回路１０では、正電圧Ｖ＋の電圧値が第２の電圧監視値ＶＭ２よりも低い電圧値になったことを検出した場合に、励磁電流の出力を停止して、励磁コイル１Ｃに対して励磁電流の供給を行わないようにする。その後、実施形態の駆動回路１０では、励磁制御部電源回路４００からの正電圧Ｖ＋の電圧値の出力が再開され、正電圧Ｖ＋の電圧値が第２の電圧監視値ＶＭ２以上の電圧値になったことを検出した場合に、励磁電流の出力を再開して、励磁コイル１Ｃに対して励磁電流の供給を行うようにする。
【００８２】
さらに、実施形態の駆動回路１０では、正電圧Ｖ＋の電圧値が第２の電圧監視値ＶＭ２よりも低い電圧値になった回数を計数（カウント）した計数値（カウント値）が、予め定めた回数以上となった場合に、正電圧Ｖ＋の電圧値が第２の電圧監視値ＶＭ２よりも低い電圧値になるような過大な励磁電流が流れる短絡（ショート）などの故障が、励磁コイル１Ｃに発生していると判断する。つまり、実施形態の駆動回路１０では、正電圧Ｖ＋の電圧値が第２の電圧監視値ＶＭ２よりも低い電圧値と第２の電圧監視値ＶＭ２以上の電圧値とを繰り返している場合、その繰り返しの回数が予め定めた回数以上となった場合に、励磁コイル１Ｃに故障が発生していると判断する。そして、実施形態の駆動回路１０では、励磁コイル１Ｃに故障が発生していると判断した場合、励磁コイル１Ｃに励磁電流を流さないように制御する。つまり、実施形態の駆動回路１０では、励磁電流の出力を停止している状態を継続して、故障している励磁コイル１Ｃに対して励磁電流の供給を行っていない状態を維持する。
【００８３】
これらのことにより、実施形態の駆動回路１０では、故障している励磁コイル１Ｃに対して励磁電流の供給を行わないことによって、スイッチング電源回路における電力供給の停止と再開とが繰り返されることがなくなり、電力供給の停止と再開との繰り返しによって駆動回路１０の構成要素や回路要素が劣化して故障してしまうことを回避することができる。
【００８４】
また、実施形態の駆動回路１０では、故障している励磁コイル１Ｃに対して励磁電流の供給を行っていない状態であっても、励磁制御部電源回路４００からの正電圧Ｖ＋の電圧値の出力を維持する。これにより、実施形態の駆動回路１０では、励磁コイル１Ｃの故障を通知する処理を、継続して実行することができる。これにより、実施形態の駆動回路１０では、故障している励磁コイル１Ｃの修理や交換などの対応を、点検作業を行う作業員に促し、より早く励磁コイル１Ｃを正常な状態に復帰させることができる。
【００８５】
＜適用例＞
次に、本発明の駆動回路の適用例について説明する。なお、以下の説明においては、本発明の駆動回路を、センサを構成する励磁コイルが磁場を形成するための励磁電流を供給する励磁回路として適用した電磁流量計について説明する。図３は、本実施形態の駆動回路１０を搭載した電磁流量計の概略構成を示したブロック図である。電磁流量計１００は、センサ１と、バッファ回路２Ａおよびバッファ回路２Ｂと、差動増幅回路３と、流量信号Ａ／Ｄ変換回路４と、励磁回路５と、処理部６と、クロック回路７と、メモリ８と、出力回路９とを含んで構成される。なお、センサ１は、１対の検出電極（検出電極１Ａおよび検出電極１Ｂ）と、励磁コイル１Ｃと、測定管１Ｐとを含んで構成される。
【００８６】
なお、電磁流量計１００においてセンサ１を構成する励磁コイル１Ｃは、図１に示した駆動回路１０において励磁電流を供給する励磁コイル１Ｃである。また、図１に示した駆動回路１０におけるそれぞれの構成要素や回路要素は、電磁流量計１００に備えたそれぞれの構成要素に分かれて配置されている。例えば、駆動回路１０を構成する電磁駆動部４０に備えたＣＰＵ４０５、第１電源監視部４０７、および第２電源監視部４０８が、処理部６内に配置されている。なお、電磁流量計１００に備えた処理部６を、駆動回路１０を構成するＣＰＵ４０５のみとし、第１電源監視部４０７および第２電源監視部４０８を、処理部６外に配置してもよい。また、例えば、駆動回路１０を構成する電磁駆動部４０に備えた励磁正負制御部４０６、励磁電流制御部４１０、励磁電流制御スイッチ４１１、および電流検出抵抗Ｒ４１２が、励磁回路５内に配置されている。また、例えば、駆動回路１０を構成する励磁制御部電源回路４００および励磁電源回路と、駆動回路１０を構成するトランス２０および電源部３０とが、電磁流量計１００に備えた不図示の電源部内に配置されている。なお、駆動回路１０を構成する構成要素の内、処理部６内に配置されている構成要素（例えば、ＣＰＵ４０５、第１電源監視部４０７、および第２電源監視部４０８）以外の構成要素を、励磁回路５内に配置してもよい。なお、図１に示した駆動回路１０の構成要素や回路要素を配置する電磁流量計１００の構成要素は、上述した例に限定されるものではなく、駆動回路１０の構成要素や回路要素は、電磁流量計１００に備えたいずれの構成要素内に配置してもよい。
【００８７】
電磁流量計１００は、プラント内に配置された配管などの設備に設置される現場機器である。なお、プラントとしては、石油の精製や化学製品の生産を行う工業プラントの他、ガス田や油田などの井戸元やその周辺を管理制御するプラント、水力・火力・原子力などの発電を管理制御するプラント、太陽光や風力などの環境発電を管理制御するプラント、上下水やダムなどを管理制御するプラントなどが含まれる。以下の説明においては、電磁流量計１００が、プラント内に配置された配管に設置され、測定管１Ｐの中を流れる計測対象の流体である導電性の液体（例えば、工業用水や薬品などの液体状の製品あるいは半製品）の速度（流体速度）から算出した流量を計測するものとして説明する。
【００８８】
電磁流量計１００は、センサ１が計測した流量信号（電圧信号）に基づいて、測定管１Ｐの中を流れる流体の流体速度を算出し、流体速度から算出した流量を計測信号として出力する。なお、電磁流量計１００では、センサ１を構成する励磁コイル１Ｃが、測定管１Ｐの外部に配置され、センサ１を構成する１対の検出電極である検出電極１Ａと検出電極１Ｂとのそれぞれが、測定管１Ｐ内で液体が接する面の対向した位置（図３に示した位置ａまたは位置ｂ）に配置されている。しかし、図３においては、説明を容易にするため、位置ａに配置された検出電極１Ａおよび位置ｂに配置された検出電極１Ｂのそれぞれを抜き出して、対応するバッファ回路２Ａまたはバッファ回路２Ｂに隣接する位置に示している。
【００８９】
センサ１は、励磁コイル１Ｃによって測定管１Ｐに対して磁場を形成し、励磁コイル１Ｃによって形成された磁界の中を流れる流体、つまり、測定管１Ｐ内で検出電極１Ａと検出電極１Ｂとの間を流れる流体に発生した起電力（電圧）を、検出電極１Ａと検出電極１Ｂとのそれぞれによって検出する。そして、検出電極１Ａは、検出した起電力の大きさ（電圧値）の流量信号を、対応するバッファ回路２Ａに出力する。また、検出電極１Ｂは、検出した起電力の大きさ（電圧値）の流量信号を、対応するバッファ回路２Ｂに出力する。
【００９０】
励磁回路５は、センサ１を構成する励磁コイル１Ｃに測定管１Ｐに対する磁場を形成させるために必要な交流の励磁電流を出力する励磁回路である。励磁回路５は、処理部６内に配置されたＣＰＵ４０５からの制御に応じて、励磁電流を励磁コイル１Ｃに供給する。これにより、励磁コイル１Ｃによって、供給された励磁電流に応じた磁場が、測定管１Ｐの周辺に形成される。そして、検出電極１Ａおよび検出電極１Ｂのそれぞれから、励磁回路５が出力した励磁電流に応じて励磁コイル１Ｃが形成した磁界の中を流れる流体に発生した起電力の大きさ（電圧値）の流量信号が、対応するバッファ回路２Ａまたはバッファ回路２Ｂのいずれかに出力される。
【００９１】
バッファ回路２Ａおよびバッファ回路２Ｂのそれぞれは、対応する検出電極１Ａまたは検出電極１Ｂに出力された流量信号を、差動増幅回路３に受け渡すための緩衝回路である。バッファ回路２Ａおよびバッファ回路２Ｂのそれぞれは、対応する検出電極１Ａまたは検出電極１Ｂから出力された流量信号のインピーダンスを変換し、インピーダンス変換した後の流量信号を差動増幅回路３に出力する。
【００９２】
差動増幅回路３は、バッファ回路２Ａおよびバッファ回路２Ｂとのそれぞれから出力されたインピーダンス変換した後の流量信号の差分をとり、さらに差分をとった流量信号の信号レベルを増幅して、流量信号Ａ／Ｄ変換回路４に出力する。以下の説明においては、差動増幅回路３が流量信号Ａ／Ｄ変換回路４に出力する差分をとった流量信号を、「差分流量信号」という。差動増幅回路３が、バッファ回路２Ａおよびバッファ回路２Ｂとのそれぞれから出力されたそれぞれの流量信号の差分をとることによって、電磁流量計１００では、それぞれの流量信号に含まれる、例えば、商用ノイズなどの同相成分のノイズが除去された差分流量信号が、流量信号Ａ／Ｄ変換回路４に出力される。
【００９３】
流量信号Ａ／Ｄ変換回路４は、差動増幅回路３から出力された差分流量信号（アナログ信号）をアナログデジタル変換し、センサ１が検出した流量信号の信号レベルの大きさに応じたデジタル値のデジタル信号（以下、「差分デジタル流量信号」という）を生成する。流量信号Ａ／Ｄ変換回路４は、生成した差分デジタル流量信号を、処理部６に出力する。流量信号Ａ／Ｄ変換回路４が出力した差分デジタル流量信号は、電磁流量計１００における通常の計測動作において、測定管１Ｐの中を流れる液体の流体速度を算出する演算処理に用いられる。
【００９４】
クロック回路７は、クロックを発振し、発振したクロックの信号を、処理部６が動作するクロック信号として処理部６に供給する。なお、クロック回路７が処理部６に供給するクロック信号は、発振した原発振クロックの信号や、原発振クロックを分周した分周クロックの信号など、複数のクロック信号であってもよい。
【００９５】
処理部６は、クロック回路７から出力されたクロック信号に基づいて動作し、電磁流量計１００に備えたそれぞれの構成要素を制御する制御部である。処理部６は、例えば、中央処理装置（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ：ＣＰＵ）などによって構成され、電磁流量計１００の機能を実現するためのアプリケーションプログラムやデータに応じて、電磁流量計１００に備えたそれぞれの構成要素の全体を制御する。また、処理部６は、実行されたアプリケーションプログラムに応じて、電磁流量計１００における通常の計測動作において流体速度を算出するための予め定めた演算処理を行う演算処理部でもある。処理部６は、演算処理を行った結果、つまり、測定管１Ｐの中を流れる液体の流体速度から算出された流量を表すデジタル信号やパルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＰＷＭ）信号を、出力回路９に出力する。
【００９６】
メモリ８は、処理部６が実行するアプリケーションプログラムや、演算処理を実行している途中のデータなどを記憶する記憶部である。メモリ８は、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ（Ｆｌａｓｈ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの種々のメモリで構成される。メモリ８は、処理部６からの制御に応じて、データの記憶（書き込み）やデータの出力（読み出し）が行われる。
【００９７】
出力回路９は、処理部６から出力された測定管１Ｐの中を流れる液体の流体速度から算出された流量を表すデジタル信号やＰＷＭ信号を、電磁流量計１００が計測した計測信号として、電磁流量計１００の外部に出力する。なお、出力回路９は、処理部６から出力されたデジタル信号が表すデジタル値を、例えば、予め定めた範囲のデジタル値に変換して、デジタル信号の計測信号として出力してもよい。また、出力回路９は、計測信号を、例えば、４ｍＡ〜２０ｍＡの範囲の直流アナログ信号に変換し、アナログ信号（電流信号）として出力してもよい。この場合、出力回路９は、処理部６から出力されたデジタル信号が表すデジタル値を、４ｍＡ〜２０ｍＡの範囲の信号レベルで表す直流アナログ信号にデジタルアナログ変換して出力する。
【００９８】
また、出力回路９は、直流アナログ信号の計測信号に重畳した、プラント内に専用に構築された通信ネットワークによる通信信号として、例えば、プラントにおいて設備の運転を制御する制御装置などの電磁流量計１００の外部に出力してもよい。例えば、直流アナログ信号の計測信号に重畳した通信信号としては、ＨＡＲＴ（登録商標）、ＢＲＡＩＮ（登録商標）などの通信規格がある。
【００９９】
なお、プラントにおいて構築された通信ネットワークは、例えば、ＩＳＡ１００．１１ａなどの工業用の無線規格、センサネットワークシステムなどの無線規格、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ／Ｗｉｒｅｄ  ＨＡＲＴ（登録商標）などの無線と有線とが混在した通信規格、ＭＯＤＢＵＳ（登録商標）などのマスター／スレーブ方式の通信規格、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（登録商標）フィールドバス、ＰＲＯＦＩＢＵＳ（ＰＲＯＣＥＳＳ  ＦＩＥＬＤ  ＢＵＳ）（登録商標）などのフィールドバス規格など、種々の通信規格や方式によって電磁流量計１００と制御装置との間でデータなどの送受信を行う通信ネットワークである。なお、通信ネットワークは、例えば、一般的なＷｉＦｉ（登録商標）の無線規格によって電磁流量計１００と制御装置との間で送受信を行う通信ネットワークであってもよい。この場合、出力回路９は、処理部６から出力されたデジタル信号を、直流アナログ信号にデジタルアナログ変換せずに、デジタル信号の計測信号として、制御装置などの電磁流量計１００の外部に出力（送信）することができる。
【０１００】
ここで、電磁流量計１００において測定管１Ｐの中を流れる液体の流体速度を計測する計測動作について説明する。計測動作において、電磁流量計１００は、励磁コイル１Ｃによって形成した磁界の中を液体が流れることによって発生した起電力（電圧）を１対の検出電極（検出電極１Ａおよび検出電極１Ｂ）によって検出する。そして、差動増幅回路３が、検出電極１Ａおよび検出電極１Ｂのそれぞれが出力した流量信号の差分をとって同相成分のノイズを除去した差分流量信号を出力し、流量信号Ａ／Ｄ変換回路４が、差分流量信号（アナログ信号）をアナログデジタル変換した差分デジタル流量信号を出力する。その後、処理部６が、流量信号Ａ／Ｄ変換回路４が出力した差分デジタル流量信号に基づいて流体速度を算出し、さらに流量を算出し、出力回路９が計測信号として、電磁流量計１００の外部に出力する。なお、電磁流量計１００における計測動作は、一般的な電磁流量計において液体の流体速度を計測する計測動作と同様である。従って、電磁流量計１００の計測動作に関する詳細な説明は省略する。
【０１０１】
なお、電磁流量計１００においては、駆動回路１０を励磁コイル１Ｃに励磁電流を供給する励磁回路として備えている。このため、仮に、励磁コイル１Ｃに過大な励磁電流が流れた場合には、短絡（ショート）などの故障が発生したか否かを判断し、この判断結果に基づいて励磁コイル１Ｃへの励磁電流の供給を停止する。これにより、励磁コイル１Ｃにおいて発生した過大な励磁電流が流れる短絡（ショート）などの故障に誘発されて、電磁流量計１００に備えたそれぞれの構成要素が故障してしまうことを回避することができる。また、電磁流量計１００においても、励磁コイル１Ｃへの励磁電流の供給のみを停止し、電源などは正常に動作する。これにより、励磁コイル１Ｃに故障が発生したことを、点検作業を行う作業員に通知して、故障している励磁コイル１Ｃの修理や交換などの対応を促すことができる。なお、駆動回路１０を電磁流量計１００に備えた場合でも、駆動回路１０に関する動作は図２において説明した駆動回路１０の動作と同様であるため、電磁流量計１００において励磁コイル１Ｃに短絡（ショート）などの故障が発生し場合の動作に関する詳細な説明は省略する。
【０１０２】
上記に述べたように、実施形態の駆動回路１０を適用した電磁流量計１００では、実施形態の駆動回路１０が有する効果と同様の効果を得ることができる。
【０１０３】
上記に述べたとおり、本発明を実施するための形態によれば、駆動回路１０内に、制御部に対応した電源回路から出力された電圧の電圧値を監視する電源監視部を備える。そして、本発明を実施するための形態では、電源監視部は、電源回路から出力された電圧の電圧値が、電磁駆動部の全体の動作を停止する処理が行われる電圧値である第１の閾値よりも高く、励磁コイルに発生した短絡（ショート）などによって過大な励磁電流が流れたと判断することができる第２の閾値よりも低い電圧値になったことを検出する。
【０１０４】
そして、本発明を実施するための形態では、電源回路から出力された電圧の電圧値が第２の閾値よりも低い電圧値になったことを検出した場合に、励磁コイルに対して励磁電流の供給を行わないようにする。その後、本発明を実施するための形態では、制御部に対応した電源回路からの電圧の出力が再開され、電圧値が第２の閾値以上の電圧値になったことを検出した場合に、励磁電流の出力を再開して、励磁コイルに対して励磁電流の供給を行うようにする。
【０１０５】
さらに、本発明を実施するための形態では、電源回路から出力された電圧の電圧値が第２の閾値よりも低い電圧値になった回数を計数（カウント）した計数値（カウント値）が、予め定めた回数以上となった場合に、電圧値が第２の閾値よりも低い電圧値になるような過大な励磁電流が流れる短絡（ショート）などの故障が、励磁コイルに発生していると判断する。つまり、本発明を実施するための形態では、電源回路から出力された電圧の電圧値が第２の閾値よりも低い電圧値と第２の閾値以上の電圧値とを繰り返している場合、その繰り返しの回数が予め定めた回数以上となった場合に、励磁コイルに故障が発生していると判断する。そして、本発明を実施するための形態では、励磁コイルに故障が発生していると判断した場合、励磁コイルに励磁電流を流さないように制御して、故障している励磁コイルに対して励磁電流の供給を行っていない状態を維持する。
【０１０６】
これらのことにより、本発明を実施するための形態では、故障している励磁コイルに対して励磁電流の供給を行わないことによって、電源回路における電力供給の停止と再開とが繰り返されることがなくなり、電力供給の停止と再開との繰り返しによって駆動回路を構成する他の構成要素や回路要素が劣化して故障してしまうことを回避することができる。言い換えれば、励磁コイルの故障の影響が、駆動回路を構成する他の構成要素や回路要素の故障を誘発してしまうのを防止することができる。
【０１０７】
また、本発明を実施するための形態では、故障している励磁コイルに対して励磁電流の供給を行っていない状態であっても、制御部に対応した電源回路からの電圧の出力を維持する。これにより、本発明を実施するための形態では、励磁コイルの故障を通知する処理を、継続して実行することができる。これにより、本発明を実施するための形態では、故障している励磁コイルの修理や交換などの対応を、点検作業を行う作業員に促し、より早く励磁コイルを正常な状態に復帰させることができる。
【０１０８】
なお、実施形態では、流れる方向が正方向または負方向に切り替えられる交流の励磁電流を励磁コイル１Ｃに供給する構成の駆動回路１０の一例について説明した。しかし、駆動回路１０が励磁コイル１Ｃに供給する励磁電流は、実施形態において説明した交流の励磁電流に限定されるものではない。つまり、駆動回路１０が励磁コイル１Ｃに供給する励磁電流が、正方向または負方向のいずれか一方の方向のみに流れる励磁電流であっても、本発明の考え方を適用して同様に動作させることによって、実施形態において説明した駆動回路１０と同様の効果を得ることができる。
【０１０９】
また、実施形態では、駆動回路１０を構成する電源部３０に備えたリミット回路が、電流検出抵抗Ｒ３１５と電源制御回路３０１との構成によって、電流に基づいてスイッチング電源回路がトランス２０の一次巻線２０ａに供給する電力を制限するリミット回路である場合について説明した。しかし、リミット回路の構成は、実施形態において説明した構成に限定されるものではない。例えば、リミット回路が、電力や熱などに基づいて制限をかけるリミット回路であっても、実施形態において説明した駆動回路１０と同様に動作させることができる。
【０１１０】
また、実施形態では、駆動回路１０が電磁流量計１００に適用（搭載）される場合について説明した。しかし、駆動回路１０を適用（搭載）する機器は、実施形態において説明した電磁流量計に限定されるものではなく、他のフィールド機器やモーター、ポンプの他、インダクタンス成分を有するコイルなどのインダクタの駆動回路などにも、実施形態において説明した電磁流量計１００と同様に駆動回路１０を適用（搭載）することができる。
【０１１１】
以上、本発明の実施形態について、図面を参照して説明してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲においての種々の変更も含まれる。
【符号の説明】
【０１１２】
１０・・・駆動回路（駆動回路）
２０・・・トランス（駆動回路）
２０ａ・・・一次巻線
２０ｂ・・・二次巻線
２０ｃ・・・二次巻線
２０ｄ・・・三次巻線
３０・・・電源部（駆動回路，一次電源部）
Ｌ／＋・・・電源端子
Ｎ／−・・・電源端子
３０１・・・電源制御回路（駆動回路，一次電源部）
Ｄ３０２ａ・・・ダイオード
Ｄ３０２ｂ・・・ダイオード
Ｄ３０２ｃ・・・ダイオード
Ｄ３０２ｄ・・・ダイオード
Ｃ３０３・・・コンデンサ
Ｃ３０４・・・コンデンサ
Ｒ３０５・・・抵抗
Ｄ３０６・・・ダイオード
Ｄ３０７・・・ダイオード
Ｃ３０８・・・コンデンサ
３１０・・・電源用ＦＥＴ
Ｒ３１５・・・電流検出抵抗（駆動回路，一次電源部，リミット回路）
ＣＤ・・・電流検出信号
ＣＳ・・・ＦＥＴ制御信号
４０・・・電磁駆動部（駆動回路）
４００・・・励磁制御部電源回路（駆動回路，二次電源部）
Ｄ４０１・・・ダイオード（駆動回路，二次電源部）
Ｃ４０２・・・コンデンサ（駆動回路，二次電源部）
Ｄ４０３・・・ダイオード（駆動回路，二次電源部）
Ｃ４０４・・・コンデンサ（駆動回路，二次電源部）
４０５・・・ＣＰＵ（駆動回路，制御部）
４０６・・・励磁正負制御部（駆動回路，励磁電流出力部，励磁正負制御部）
４０７・・・第１電源監視部
４０８・・・第２電源監視部（駆動回路，電源監視部）
４１０・・・励磁電流制御部（駆動回路，励磁電流出力部）
４１１・・・励磁電流制御スイッチ（駆動回路，励磁電流出力部，励磁正負制御部）
Ｓ４１１ａ・・・スイッチ素子
Ｓ４１１ｂ・・・スイッチ素子
Ｓ４１１ｃ・・・スイッチ素子
Ｓ４１１ｄ・・・スイッチ素子
Ｒ４１２・・・電流検出抵抗
Ｄ４１３・・・ダイオード（駆動回路，二次電源部）
Ｃ４１４・・・コンデンサ（駆動回路，二次電源部）
ＳＣ１・・・スイッチ素子切り替え信号
ＳＣ２・・・スイッチ素子切り替え信号
ＰＭ１・・・第１の電源監視信号
ＰＭ２・・・第２の電源監視信号
ＶＭ１・・・第１の電圧監視値
ＶＭ２・・・第２の電圧監視値
１Ｃ・・・励磁コイル（励磁コイル，電磁流量計）
１００・・・電磁流量計（電磁流量計）
１・・・センサ
１Ａ・・・検出電極
１Ｂ・・・検出電極
１Ｐ・・・測定管
２Ａ・・・バッファ回路
２Ｂ・・・バッファ回路
３・・・差動増幅回路
４・・・流量信号Ａ／Ｄ変換回路
５・・・励磁回路（駆動回路，電磁流量計）
６・・・処理部（駆動回路，電磁流量計）
７・・・クロック回路
８・・・メモリ
９・・・出力回路
【図１】
2018021823.tif 000003
【図２】
2018021823.tif 000004
【図３】
2018021823.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成29年8月4日(2017.8.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁場を形成させる励磁コイルを駆動する駆動回路であって、
該駆動回路の状態に応じた一次電力を供給する一次電源部と、
前記一次電源部から伝達された前記一次電力に応じた動作電力、および前記一次電力に応じた前記動作電力における電圧値と異なる電圧値の励磁電力を出力する二次電源部と、
前記励磁電力が供給され、前記励磁コイルに励磁電流を出力する励磁電流出力部と、
前記動作電力における電圧値と予め定めた電圧値の電圧閾値とを比較し、前記動作電力における電圧値が前記電圧閾値よりも低いか否かを表す監視情報を出力する電源監視部と、
前記監視情報に基づいて、前記励磁コイルにおいて短絡が発生したか否かを判断し、前記励磁電流出力部からの前記励磁電流の出力を停止させる制御部と、
を備え、
前記電圧閾値は、
前記制御部が動作する最低の電圧値よりも高く、前記励磁コイルの短絡が発生したことを表す電圧値である、
ことを特徴とする駆動回路。
【請求項２】
前記制御部は、
前記励磁電流の出力を停止させた後、前記監視情報が、前記動作電力における電圧値が前記電圧閾値以上の電圧値であることを表している場合に、前記励磁コイルに短絡が発生していないと判断し、前記励磁電流出力部から前記励磁電流を出力させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の駆動回路。
【請求項３】
前記制御部は、
前記監視情報が、前記動作電力における電圧値が前記電圧閾値以上の電圧値であることを表している状態から、前記動作電力における電圧値が前記電圧閾値よりも低い電圧値であることを表している状態に変化した回数を計数し、計数した値が予め定めた計数回数以上である場合、前記励磁電流出力部からの前記励磁電流の出力を停止させる制御を継続させる、
ことを特徴とする請求項２に記載の駆動回路。
【請求項４】
前記一次電源部は、
前記励磁コイルに短絡が発生した場合の前記励磁電力の変動に応じて、前記一次電力の供給を停止するリミット回路、
を備える、
ことを特徴とする請求項３に記載の駆動回路。
【請求項５】
前記リミット回路は、
前記一次電力の供給を停止した後、予め定めた一定の時間が経過したときに、前記一次電力の供給を再開する、
ことを特徴とする請求項４に記載の駆動回路。
【請求項６】
前記制御部は、
前記リミット回路が、
前記一次電力の供給を停止した後に前記一次電力の供給を再開する前記一定の時間に基づいて予め定めた計数期間内に、前記監視情報の状態の変化を計数する、
ことを特徴とする請求項５に記載の駆動回路。
【請求項７】
前記制御部は、
前記計数期間内に計数した値が前記計数回数よりも少ない場合、
前記計数期間内に計数した値を初期化する、
ことを特徴とする請求項６に記載の駆動回路。
【請求項８】
前記リミット回路は、
前記励磁電力における電流値に基づいて前記励磁電力の変動を検出する、
ことを特徴とする請求項４から請求項７のいずれか１の項に記載の駆動回路。
【請求項９】
前記励磁電流出力部は、
前記励磁コイルに流れる前記励磁電流の方向を制御する励磁正負制御部、
を備え、
流れる方向を正方向または負方向に切り替えた前記励磁電流を前記励磁コイルに供給する、
ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１の項に記載の駆動回路。
【請求項１０】
測定管内に形成された磁界の中を流れる計測対象の流体の流量を計測する電磁流量計であって、
前記測定管内に磁場を形成させる励磁コイルを駆動する駆動回路、
を備え、
前記駆動回路は、
該駆動回路の状態に応じた一次電力を供給する一次電源部と、
前記一次電源部から伝達された前記一次電力に応じた動作電力、および前記一次電力に応じた前記動作電力における電圧値と異なる電圧値の励磁電力を出力する二次電源部と、
前記励磁電力が供給され、前記励磁コイルに励磁電流を出力する励磁電流出力部と、
前記動作電力における電圧値と予め定めた電圧値の電圧閾値とを比較し、前記動作電力における電圧値が前記電圧閾値よりも低いか否かを表す監視情報を出力する電源監視部と、
前記監視情報に基づいて、前記励磁コイルにおいて短絡が発生したか否かを判断し、前記励磁電流出力部からの前記励磁電流の出力を停止させる制御部と、
を備え、
前記電圧閾値は、
前記制御部が動作する最低の電圧値よりも高く、前記励磁コイルの短絡が発生したことを表す電圧値である、
ことを特徴とする電磁流量計。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、本発明の駆動回路における前記制御部は、前記計数期間内に計数した値が前記計数回数よりも少ない場合、前記計数期間内に計数した値を初期化する、ことを特徴とする。