(57)【要約】【課題】比較的規模の小さい回路を追加するだけで励磁回路における励磁動作の異常を検出する。【解決手段】電圧切替制御回路ＰＣＮＴからの電圧切替制御信号Ｖｃｎｔに応じてオンオフ動作することにより電気的に絶縁された異常監視用の監視信号ＣＨＫ１，ＣＨＫ２を制御回路１２に出力する監視信号用スイッチＳＷＣＨＫを設け、制御回路１２が、ＳＷＣＨＫからのＣＨＫ１，ＣＨＫ２に基づいて、少なくとも、ＴＰ，ＴＮの励磁期間開始時点からＣＨＫ１，ＣＨＫ２が出力されるまでの時間幅Ｗｐ，Ｗｎ、または、ＴＰ，ＴＮにおけるＣＨＫ１，ＣＨＫ２の出力回数ＣＮＴｐ，ＣＮＴｎのいずれかを計測し、得られた測定結果に基づいて励磁回路１０における励磁動作の異常を診断する。【選択図】  図１
2019158582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定管を流れる流体の流れ方向に対して垂直な方向に磁界を発生させる励磁コイルと、
前記励磁コイルに供給する励磁電流の極性を一定周期で切り替える励磁回路と、
前記流体に発生した起電力を検出する一対の電極と、
前記電極で検出された起電力から前記流体の流量を算出する制御回路とを備え、
前記励磁回路は、
一定周期で繰り返される正極性および負極性の励磁期間ごとに、電磁流量計の励磁コイルに供給する励磁電流の極性を正極性／負極性に切り替える励磁切替回路と、
前記励磁電流の変化に基づいて、前記励磁期間ごとに、励磁用電圧の切り替えを指示する電圧切替制御信号を出力する電圧切替制御回路と、
前記励磁期間のうち、励磁期間開始時点から前記電圧切替制御信号による電圧切替指示時点までの高電圧励磁期間には、励磁用高電圧を前記励磁切替回路に印加し、前記電圧切替指示時点から励磁期間終了時点までの低電圧励磁期間には、前記励磁用高電圧より低い励磁用低電圧を前記励磁切替回路に印加する電圧切替回路と、
前記電圧切替回路に供給される前記励磁用低電圧の電流を定電流化する電流制御回路と、
前記電圧切替制御信号に応じてオンオフ動作することにより電気的に絶縁された異常監視用の監視信号を前記制御回路に出力する監視信号用スイッチとを含み、
前記制御回路は、前記監視信号用スイッチからの監視信号に基づいて、少なくとも、前記励磁期間開始時点から前記監視信号が出力されるまでの時間幅、または、前記励磁期間における前記監視信号の出力回数のいずれかを計測し、得られた測定結果に基づいて前記励磁回路における励磁動作の異常を診断する
ことを特徴とする電磁流量計。
【請求項２】
測定管を流れる流体の流れ方向に対して垂直な方向に磁界を発生させる励磁コイルと、
前記励磁コイルに供給する励磁電流の極性を一定周期で切り替える励磁回路と、
前記流体に発生した起電力を検出する一対の電極と、
前記電極で検出された起電力から前記流体の流量を算出する制御回路とを備え、
前記励磁回路は、
一定周期で繰り返される正極性および負極性の励磁期間ごとに、電磁流量計の励磁コイルに供給する励磁電流の極性を正極性／負極性に切り替える励磁切替回路と、
前記励磁電流の変化に基づいて、前記励磁期間ごとに、励磁用電圧の切り替えを指示する電圧切替制御信号を出力する電圧切替制御回路と、
前記励磁期間のうち、励磁期間開始時点から前記電圧切替制御信号による電圧切替指示時点までの高電圧励磁期間には、励磁用高電圧を前記励磁切替回路に印加し、前記電圧切替指示時点から励磁期間終了時点までの低電圧励磁期間には、前記励磁用高電圧より低い励磁用低電圧を前記励磁切替回路に印加する電圧切替回路と、
前記電圧切替回路に供給される前記励磁用低電圧の電流を定電流化する電流制御回路と、
前記励磁電流の電流値と予め設定された監視電流値とを比較し、前記励磁電流の電流値が前記監視電流値に到達していることを示す比較結果信号を出力する電流比較回路と、
前記比較結果信号に応じてオンオフ動作することにより電気的に絶縁された異常監視用の監視信号を前記制御回路に出力する監視信号用スイッチとを含み、
前記制御回路は、前記監視信号用スイッチからの監視信号に基づいて、少なくとも、前記励磁期間開始時点から前記監視信号が出力されるまでの時間幅、または、前記励磁期間における前記監視信号の出力回数のいずれかを計測し、得られた測定結果に基づいて前記励磁回路における励磁動作の異常を診断する
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、
前記制御回路は、前記時間幅と前記出力回数の両方を計測し、前記時間幅が予め設定されている正常範囲内であって、かつ、前記出力回数が１である場合、前記励磁動作は正常であると診断す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、
前記制御回路は、前記時間幅として、前記正極性励磁期間における正極性時間幅Ｗｐと、前記負極性励磁期間における負極性時間幅Ｗｎとを計測し、これら正極性時間幅Ｗｐおよび負極性時間幅Ｗｎと予め設定されている正常範囲Ｗｓとの比較結果に基づいて、異常が発生している箇所を特定することを特徴とする電磁流量計。
【請求項５】
請求項４に記載の電磁流量計において、
前記制御回路は、前記出力回数として、前記正極性励磁期間における正極性出力回数ＣＮＴｐと、前記負極性励磁期間における負極性出力回数ＣＮＴｎとを計測し、前記正極性時間幅Ｗｐおよび前記負極性時間幅Ｗｎが前記正常範囲Ｗｓ内である場合、これら正極性出力回数ＣＮＴｐおよび負極性出力回数ＣＮＴｎに基づいて、異常が発生している箇所を特定することを特徴とする電磁流量計。
【請求項６】
請求項４に記載の電磁流量計において、
前記制御回路は、前記正極性時間幅Ｗｐが前記正常範囲Ｗｓより小さくてゼロより大きく、かつ、前記正極性時間幅Ｗｐと前記負極性時間幅Ｗｎとがほぼ等しい場合には、前記励磁コイルの絶縁劣化異常と診断することを特徴とする電磁流量計。
【請求項７】
請求項４に記載の電磁流量計において、
前記制御回路は、前記正極性時間幅Ｗｐおよび前記負極性時間幅Ｗｎがほぼゼロである場合には、前記励磁コイルの短絡異常と診断することを特徴とする電磁流量計。
【請求項８】
請求項４に記載の電磁流量計において、
前記制御回路は、前記正極性時間幅Ｗｐが前記正常範囲Ｗｓより大きくて前記正極性励磁期間の期間長とは異なり、かつ、前記正極性時間幅Ｗｐと前記負極性時間幅Ｗｎとがほぼ等しい場合には、前記励磁用高電圧の異常と診断することを特徴とする電磁流量計。
【請求項９】
請求項４に記載の電磁流量計において、
前記制御回路は、前記正極性時間幅Ｗｐが前記正常範囲Ｗｓより大きくて前記正極性励磁期間の期間長とほぼ等しく、かつ、前記負極性時間幅Ｗｎが前記負極性励磁期間の期間長とほぼ等しい場合には、前記励磁コイルのオープン異常と診断することを特徴とする電磁流量計。
【請求項１０】
請求項４に記載の電磁流量計において、
前記制御回路は、前記正極性時間幅Ｗｐが前記正常範囲Ｗｓより小さくてゼロより大きく、かつ、前記負極性時間幅Ｗｎとは異なる場合、または、前記正極性時間幅Ｗｐがほぼゼロであって、かつ、前記負極性時間幅Ｗｎがゼロより大きい場合、または、前記正極性時間幅Ｗｐが前記正常範囲Ｗｓより大きくて前記正極性励磁期間の期間長とは異なり、かつ、前記正極性時間幅Ｗｐが前記負極性時間幅Ｗｎとは異なる場合、または、前記正極性時間幅Ｗｐが前記正常範囲Ｗｓより大きくて前記正極性励磁期間の期間長とほぼ等しく、かつ、前記負極性時間幅Ｗｎと前記負極性励磁期間の期間長とが異なる場合、または、前記正極性時間幅Ｗｐが前記正常範囲Ｗｓ内であって、かつ、前記負極性時間幅Ｗｎが前記正常範囲Ｗｓより小さい場合、または、前記正極性時間幅Ｗｐが前記正常範囲Ｗｓ内であって、かつ、前記負極性時間幅Ｗｎが前記正常範囲Ｗｓより大きい場合には、前記励磁切替回路の異常と診断することを特徴とする電磁流量計。
【請求項１１】
請求項５に記載の電磁流量計において、
前記制御回路は、前記正極性出力回数ＣＮＴｐおよび前記負極性出力回数ＣＮＴｎがゼロである場合には、前記励磁コイルの短絡異常と診断することを特徴とする電磁流量計。
【請求項１２】
請求項５に記載の電磁流量計において、
前記制御回路は、前記正極性出力回数ＣＮＴｐが１より大きく、かつ、前記負極性出力回数ＣＮＴｎと等しい場合、前記励磁用低電圧または前記電流制御回路の異常と診断することを特徴とする電磁流量計。
【請求項１３】
請求項５に記載の電磁流量計において、
前記制御回路は、前記正極性出力回数ＣＮＴｐがゼロであって、かつ、前記負極性出力回数ＣＮＴｎがゼロでない場合、または、前記正極性出力回数ＣＮＴｐが１より大きく、かつ、前記負極性出力回数ＣＮＴｎとは異なる場合、または、前記正極性出力回数ＣＮＴｐが１であって、かつ、前記負極性出力回数ＣＮＴｎが１でない場合には、前記励磁切替回路の異常と診断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】
本発明は、各種プロセス系において流体の流量を計測するとともに、励磁動作の異常を診断する電磁流量計に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１５は、一般的な電磁流量計の構成を示すブロック図である。図１６は、一般的な電磁流量計の検出器を示す断面図である。特許文献１では、電磁流量計は、図１５および図１６に示すように、測定管Ｐｅｘ内を流れる流体の流れ方向に対して垂直な方向に磁界を発生させる励磁コイルＬｅｘと、Ｐｅｘ内に配置され、Ｌｅｘによって発生した磁界と直交する方向に配置された一対の検出電極Ｅ１，Ｅ２を備えている。このような電磁流量計では、Ｌｅｘに流す励磁電流Ｉｅｘの極性を励磁回路５０で交互に切り替えながらＥ１，Ｅ２間に発生する起電力を検出することにより、Ｐｅｘ内を流れる流体の流量を測定している。
【０００３】
例えば、図１５に示すように、Ｅ１，Ｅ２とは別個に、流体と接液するコモン電極ＥＣを設け、これを変換器の回路のコモン電位ＶｅｘＣＯＭと接続している。また、図１６に示すように、ＥＣは、上流側配管および下流側配管が接続されるＰｅｘの両端に配置されている。これにより、被測定流体の電位が回路コモンと同電位かつ測定管内で均一となり、安定した流量信号が得られる。
【０００４】
このような電磁流量計では、図１６に示したように、ＥＣは上流側配管および下流側配管と接触するため、これら配管が金属である場合には、配管およびＥＣを経由してＶｅｘＣＯＭが外部接地されることになる。このため、一般には、変換器の電源回路５１として絶縁型の電源回路が用いられる。絶縁型の電源回路を使用しないと、万一、電源ラインにコモンモードのサージ電圧が印加された場合には、電源回路−制御回路（信号増幅回路）−コモン電極−配管−外部接地という経路で大きなサージ電流が流れ、回路部品が故障する恐れや、計測値への影響が出る恐れがあるからである。しかし、励磁回路５０は消費電力が比較的大きいため、電源回路全体を絶縁すると電源回路５１が大型になってしまう。
【０００５】
これに対して、特許文献２では、電源回路５１のうち、消費電力が比較的小さい制御回路５２に電源を供給する制御回路用電源回路５１Ｘだけを部分的に絶縁している。図１７は、部分絶縁型の電源回路を用いた電磁流量計の構成を示すブロック図である。図１８は、図１７の電磁流量計で用いられる励磁回路を示す回路図である。これにより、励磁回路用電源回路５１Ｙには非絶縁型の電源回路を使用でき、電源回路全体を小型化することができる。
【０００６】
このような部分絶縁型の電源回路５１を用いた場合、励磁回路５０や検出器が外部接地と絶縁されていないため、制御回路５２と励磁回路５０との間でやり取りするための信号インターフェースにおいて、電気的な絶縁が必要となる。例えば、図１８に示すように、励磁回路５０では、Ｉｅｘの極性を切り替えるスイッチとして、Ｉｅｘと制御回路５２からの極性切替信号ＥＸＤ１，ＥＸＤ２とを電気的に絶縁するフォトカプラＳＷ５１，ＳＷ５２，ＳＷ５３，ＳＷ５４が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−２１７５７号公報
【特許文献２】特開２０１５−１９４４１７号公報
【特許文献３】特開２０１４−２０２６６２号公報
【特許文献４】特開２０１２−２１５４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、特許文献３に示されているようなＦＡ市場向けの小型の電磁流量計（容量式）が実用化されており、小型化のため、測定管、励磁コイル、電源回路、励磁回路、制御回路、設定・表示器などが同一空間内に配置される内部構造となっている。図１９は、従来の小型電磁流量計の外観図である。図２０は、従来の小型電磁流量計の断面図である。図２１は、従来の小型電磁流量計の組立図である。
【０００９】
図１９〜図２１に示すように、配管継手５４Ａ，５４Ｂは、配管作業時にスパナ等で固定するため、ナットに類する八角形の突起部５４Ｃが設けられているが、万一、ユーザが継手部分を固定せずにケース５５を固定して配管作業を行った場合や、管軸がずれた上流側配管と下流側配管との間にケース５５を接続した場合、ケース５５に大きな機械的ストレスが加わるため、最悪はケースが変形し、内部基板の破損や、測定管Ｐｅｘと配管継手５４Ａ，５４Ｂとの間のシール性が損なわれる恐れがある。
【００１０】
さらに、この状態で流体を流すと、ケース５５内に流体が漏れ、ケース５５内の電源・励磁回路基板５６Ａ、ＣＰＵ基板５６Ｂ、あるいはプリアンプ基板５６Ｃなどの回路基板に搭載されている回路の動作や励磁コイルの性能に影響する恐れがある。この場合、どの回路が大きな影響を受けるかは、設置方向次第となるが、回路電圧や回路電流の比較的大きい励磁回路５０や電源回路５１が流体漏れの影響を受けやすい傾向がある。したがって、これら励磁回路５０や電源回路５１などの不具合に起因する、励磁回路における励磁動作の異常を制御回路５２で検出することが重要となる。
【００１１】
従来、特許文献４では、励磁極性切替用スイッチの故障検出を励磁回路５０内で行うようにしている。図２２は、従来の異常検出のための励磁回路構成例である。この場合、図２２に示すように、励磁回路５０内に監視回路５７および励磁制御回路（ＣＰＵ）５８を配置し、励磁制御回路５８の励磁切替部５８Ａで励磁極性切替用のスイッチＳＷ５１，ＳＷ５２，ＳＷ５３，ＳＷ５４を制御するとともに、励磁制御回路５８の異常判定部５８ＢでＳＷ５１，ＳＷ５２，ＳＷ５３，ＳＷ５４の故障を検出している。
【００１２】
この場合、監視回路５７は、励磁電流Ｉｅｘを定電流化するための定電流回路ＣＣＳで発生した監視電圧Ｖｂを、コンパレータＣＭＰで基準電圧Ｖｒｅｆと比較し、その比較結果を示す監視信号Ｖｃを励磁制御回路５８へ出力する。励磁制御回路５８の異常判定部５８Ｂは、Ｖｃに基づいて励磁極性切替用のスイッチＳＷ５１，ＳＷ５２，ＳＷ５３，ＳＷ５４の故障を検出する。
【００１３】
図２３は、従来の異常検出による正常時における信号波形図である。図２４は、従来の異常検出によるスイッチオープン時における信号波形図である。図２５は、従来の異常検出によるスイッチ短絡時における信号波形図である。
図２３に示すように、基準電圧Ｖｒｅｆは、励磁電流Ｉｅｘの極性が切り替わるタイミング、すなわち監視電圧Ｖｂの変動幅のほぼ中央の電圧に設定してあり、正常時には、励磁期間の開始時点においてＶｂ＜Ｖｒｅｆとなるため、ＶｃはＬレベルとなる。この後、Ｖｂが最大値のほぼ１／２の電圧まで到達した時点で、Ｖｂ＞ＶｒｅｆとなるためＶｃはＨレベルに変化する。異常判定部５８Ｂは、このようなＶｃの挙動に基づいて異常を判定している。
【００１４】
例えば、ＳＷ５３にオープン異常が発生した場合、図２４に示すように、負極性励磁期間ＴＮにおいて、Ｉｅｘが流れなくなるためＶｂ＜ＶｒｅｆのままとなってＶｃがＨレベルとならなくなる。これにより、ＶｃがＨレベルとならなかった場合には、ＳＷ５１，ＳＷ５２，ＳＷ５３，ＳＷ５４のオープン異常と判定される。また、ＳＷ５１にショート異常が発生した場合、図２５に示すように、負極性励磁期間ＴＮにおいて、ＩｅｘがＳＷ５１を介して正極性で流れてしまうためＩｅｘが負極性とならない。このため、Ｖｂ＞Ｖｒｅｆのままとなって、ＶｃがＬレベルとならなくなる。これにより、ＶｃがＬレベルとならなかった場合には、ＳＷ５１，ＳＷ５２，ＳＷ５３，ＳＷ５４のショート異常と判定される。
【００１５】
このような、異常検出のための励磁回路構成を、部分絶縁型の電源回路を用いた電磁流量計に適用した場合、図２２に示すように、励磁制御回路５８が励磁回路５０内に配置されるため、監視信号Ｖｃを励磁回路５０外部の制御回路５２へ導く必要がなくなる。このため、Ｖｃのための信号インターフェースは不要となる。
【００１６】
しかしながら、励磁制御回路５８を励磁回路５０内に配置する必要があるとともに、異常判定部５８Ｂを実現するためには励磁制御回路５８としてＣＰＵを用いる必要がある。したがって、励磁回路５０の回路規模が大幅に増大するため、小型化に伴うスペースの制約をクリアできなくなる。さらに、異常判定部５８Ｂで得られた判定結果を制御回路５２に取り込んで電磁流量計全体の動作制御や上位装置への通知に利用するには、判定結果用の信号インターフェースも必要となる。
【００１７】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、比較的規模の小さい回路を追加するだけで励磁回路における励磁動作の異常を検出することが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】
【００１８】
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、測定管を流れる流体の流れ方向に対して垂直な方向に磁界を発生させる励磁コイルと、前記励磁コイルに供給する励磁電流の極性を一定周期で切り替える励磁回路と、前記流体に発生した起電力を検出する一対の電極と、前記電極で検出された起電力から前記流体の流量を算出する制御回路とを備え、前記励磁回路は、一定周期で繰り返される正極性および負極性の励磁期間ごとに、電磁流量計の励磁コイルに供給する励磁電流の極性を正極性／負極性に切り替える励磁切替回路と、前記励磁電流の変化に基づいて、前記励磁期間ごとに、励磁用電圧の切り替えを指示する電圧切替制御信号を出力する電圧切替制御回路と、前記励磁期間のうち、励磁期間開始時点から前記電圧切替制御信号による電圧切替指示時点までの高電圧励磁期間には、励磁用高電圧を前記励磁切替回路に印加し、前記電圧切替指示時点から励磁期間終了時点までの低電圧励磁期間には、前記励磁用高電圧より低い励磁用低電圧を前記励磁切替回路に印加する電圧切替回路と、前記電圧切替回路に供給される前記励磁用低電圧の電流を定電流化する電流制御回路と、前記電圧切替制御信号に応じてオンオフ動作することにより電気的に絶縁された異常監視用の監視信号を前記制御回路に出力する監視信号用スイッチとを含み、前記制御回路は、前記監視信号用スイッチからの監視信号に基づいて、少なくとも、前記励磁期間開始時点から前記監視信号が出力されるまでの時間幅、または、前記励磁期間における前記監視信号の出力回数のいずれかを計測し、得られた測定結果に基づいて前記励磁回路における励磁動作の異常を診断するようにしたものである。
【００１９】
また、本発明にかかる他の電磁流量計は、測定管を流れる流体の流れ方向に対して垂直な方向に磁界を発生させる励磁コイルと、前記励磁コイルに供給する励磁電流の極性を一定周期で切り替える励磁回路と、前記流体に発生した起電力を検出する一対の電極と、前記電極で検出された起電力から前記流体の流量を算出する制御回路とを備え、前記励磁回路は、一定周期で繰り返される正極性および負極性の励磁期間ごとに、電磁流量計の励磁コイルに供給する励磁電流の極性を正極性／負極性に切り替える励磁切替回路と、前記励磁電流の変化に基づいて、前記励磁期間ごとに、励磁用電圧の切り替えを指示する電圧切替制御信号を出力する電圧切替制御回路と、前記励磁期間のうち、励磁期間開始時点から前記電圧切替制御信号による電圧切替指示時点までの高電圧励磁期間には、励磁用高電圧を前記励磁切替回路に印加し、前記電圧切替指示時点から励磁期間終了時点までの低電圧励磁期間には、前記励磁用高電圧より低い励磁用低電圧を前記励磁切替回路に印加する電圧切替回路と、前記電圧切替回路に供給される前記励磁用低電圧の電流を定電流化する電流制御回路と、前記励磁電流の電流値と予め設定された監視電流値とを比較し、前記励磁電流の電流値が前記監視電流値に到達していることを示す比較結果信号を出力する電流比較回路と、前記比較結果信号に応じてオンオフ動作することにより電気的に絶縁された異常監視用の監視信号を前記制御回路に出力する監視信号用スイッチとを含み、前記制御回路は、前記監視信号用スイッチからの監視信号に基づいて、少なくとも、前記励磁期間開始時点から前記監視信号が出力されるまでの時間幅、または、前記励磁期間における前記監視信号の出力回数のいずれかを計測し、得られた測定結果に基づいて前記励磁回路における励磁動作の異常を診断するようにしたものである。
【００２０】
また、本発明にかかる上記電磁流量計の一構成例は、前記制御回路が、前記時間幅と前記出力回数の両方を計測し、前記時間幅が予め設定されている正常範囲内であって、かつ、前記出力回数が１である場合、前記励磁動作は正常であると診断するようにしたものである。
【００２１】
また、本発明にかかる上記電磁流量計の一構成例は、前記制御回路が、前記時間幅として、前記正極性励磁期間における正極性時間幅Ｗｐと、前記負極性励磁期間における負極性時間幅Ｗｎとを計測し、これら正極性時間幅Ｗｐおよび負極性時間幅Ｗｎと予め設定されている正常範囲Ｗｓとの比較結果に基づいて、異常が発生している箇所を特定するようにしたものである。
【００２２】
また、本発明にかかる上記電磁流量計の一構成例は、前記制御回路が、前記出力回数として、前記正極性励磁期間における正極性出力回数ＣＮＴｐと、前記負極性励磁期間における負極性出力回数ＣＮＴｎとを計測し、前記正極性時間幅Ｗｐおよび前記負極性時間幅Ｗｎが前記正常範囲Ｗｓ内である場合、これら正極性出力回数ＣＮＴｐおよび負極性出力回数ＣＮＴｎに基づいて、異常が発生している箇所を特定するようにしたものである。
【００２３】
また、本発明にかかる上記電磁流量計の一構成例は、前記制御回路が、前記正極性時間幅Ｗｐが前記正常範囲Ｗｓより小さくてゼロより大きく、かつ、前記正極性時間幅Ｗｐと前記負極性時間幅Ｗｎとがほぼ等しい場合には、前記励磁コイルの絶縁劣化異常と診断するようにしたものである。
【００２４】
また、本発明にかかる上記電磁流量計の一構成例は、前記制御回路が、前記正極性時間幅Ｗｐおよび前記負極性時間幅Ｗｎがほぼゼロである場合には、前記励磁コイルの短絡異常と診断するようにしたものである。
【００２５】
また、本発明にかかる上記電磁流量計の一構成例は、前記制御回路が、前記正極性時間幅Ｗｐが前記正常範囲Ｗｓより大きくて前記正極性励磁期間の期間長とは異なり、かつ、前記正極性時間幅Ｗｐと前記負極性時間幅Ｗｎとがほぼ等しい場合には、前記励磁用高電圧の異常と診断するようにしたものである。
【００２６】
また、本発明にかかる上記電磁流量計の一構成例は、前記制御回路が、前記正極性時間幅Ｗｐが前記正常範囲Ｗｓより大きくて前記正極性励磁期間の期間長とほぼ等しく、かつ、前記負極性時間幅Ｗｎが前記負極性励磁期間の期間長とほぼ等しい場合には、前記励磁コイルのオープン異常と診断するようにしたものである。
【００２７】
また、本発明にかかる上記電磁流量計の一構成例は、前記制御回路が、前記正極性時間幅Ｗｐが前記正常範囲Ｗｓより小さくてゼロより大きく、かつ、前記負極性時間幅Ｗｎとは異なる場合、または、前記正極性時間幅Ｗｐがほぼゼロであって、かつ、前記負極性時間幅Ｗｎがゼロより大きい場合、または、前記正極性時間幅Ｗｐが前記正常範囲Ｗｓより大きくて前記正極性励磁期間の期間長とは異なり、かつ、前記正極性時間幅Ｗｐが前記負極性時間幅Ｗｎとは異なる場合、または、前記正極性時間幅Ｗｐが前記正常範囲Ｗｓより大きくて前記正極性励磁期間の期間長とほぼ等しく、かつ、前記負極性時間幅Ｗｎと前記負極性励磁期間の期間長とが異なる場合、または、前記正極性時間幅Ｗｐが前記正常範囲Ｗｓ内であって、かつ、前記負極性時間幅Ｗｎが前記正常範囲Ｗｓより小さい場合、または、前記正極性時間幅Ｗｐが前記正常範囲Ｗｓ内であって、かつ、前記負極性時間幅Ｗｎが前記正常範囲Ｗｓより大きい場合には、前記励磁切替回路の異常と診断するようにしたものである。
【００２８】
また、本発明にかかる上記電磁流量計の一構成例は、前記制御回路が、前記正極性出力回数ＣＮＴｐおよび前記負極性出力回数ＣＮＴｎがゼロである場合には、前記励磁コイルの短絡異常と診断するようにしたものである。
【００２９】
また、本発明にかかる上記電磁流量計の一構成例は、前記制御回路が、前記正極性出力回数ＣＮＴｐが１より大きく、かつ、前記負極性出力回数ＣＮＴｎと等しい場合、前記励磁用低電圧または前記電流制御回路の異常と診断するようにしたものである。
【００３０】
また、本発明にかかる上記電磁流量計の一構成例は、前記制御回路が、前記正極性出力回数ＣＮＴｐがゼロであって、かつ、前記負極性出力回数ＣＮＴｎがゼロでない場合、または、前記正極性出力回数ＣＮＴｐが１より大きく、かつ、前記負極性出力回数ＣＮＴｎとは異なる場合、または、前記正極性出力回数ＣＮＴｐが１であって、かつ、前記負極性出力回数ＣＮＴｎが１でない場合には、前記励磁切替回路の異常と診断するようにしたものである。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、異常診断処理を行うＣＰＵなどの大規模な回路構成を励磁回路に搭載することなく、比較的規模の小さい回路を追加するだけで、異常を診断することが可能となる。このため、ＦＡ市場向けの小型の電磁流量計にも容易に本発明を適用できる。これにより、測定管、励磁コイル、電源回路、励磁回路、制御回路、設定・表示器などが同一空間内に配置される内部構造となっていて、配管作業時に機械的ストレスを影響を受けやすいＦＡ市場向けの小型の電磁流量計において、極めて有効性の高い機能を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】第１の実施の形態にかかる励磁回路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構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施の形態にかかる励磁回路の具体的構成例である。
【図４】制御回路における励磁切替処理を示すフローチャートである。
【図５】制御回路における異常診断処理を示すフローチャートである。
【図６】正常時における励磁動作を示す信号波形図である。
【図７】励磁用低電圧または電流制御回路の異常時における信号波形図である。
【図８】励磁用高電圧の異常時における信号波形図である。
【図９】励磁コイルの短絡異常時における信号波形図である。
【図１０】励磁コイルのオープン異常時における信号波形図である。
【図１１】スイッチのオープン故障時における信号波形図である。
【図１２】スイッチの短絡故障時における信号波形図である。
【図１３】第２の実施の形態にかかる励磁回路の具体的構成例である。
【図１４】第３の実施の形態にかかる励磁回路を示すブロック図である。
【図１５】一般的な電磁流量計の構成を示すブロック図である。
【図１６】一般的な電磁流量計の検出器を示す断面図である。
【図１７】部分絶縁型の電源回路を用いた電磁流量計の構成を示すブロック図である。
【図１８】図１７の電磁流量計で用いられる励磁回路を示す回路図である。
【図１９】従来の小型電磁流量計の外観図である。
【図２０】従来の小型電磁流量計の断面図である。
【図２１】従来の小型電磁流量計の組立図である。
【図２２】従来の異常検出のための励磁回路構成例である。
【図２３】従来の異常検出による正常時における信号波形図である。
【図２４】従来の異常検出によるスイッチオープン時における信号波形図である。
【図２５】従来の異常検出によるスイッチ短絡時における信号波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
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および図２を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかる励磁回路１０およびこれを用いた電磁流量計１について説明する。図１は、第１の実施の形態にかかる励磁回路を示すブロック図である。図２は、第１の実施の形態にかかる電磁流量計の構成を示すブロック図である。
【００３４】
［電磁流量計］
本発明にかかる電磁流量計１は、導電性を有する流体の流量を測定する装置である。この電磁流量計１では、測定管Ｐｅｘ内を流れる流体の流れ方向に対して磁界発生方向が垂直となるよう配置された励磁コイルＬｅｘへ、極性が交互に切り替わる励磁電流Ｉｅｘを供給し、Ｌｅｘからの発生磁界と直交してＰｅｘ内に配置された一対の検出電極Ｅ１，Ｅ２間に生じる起電力を検出し、この検出電極Ｅ１，Ｅ２間に生じる起電力を増幅した後、サンプリングして信号処理することにより、Ｐｅｘ内を流れる流体の流量を測定している。
【００３５】
図２に示すように、電磁流量計１は、主な回路部として、電源回路１１、制御回路１２、励磁回路１０、検出器１３、および設定・表示器１４を備えている。
【００３６】
電源回路１１は、直流電源ＤＣｉｎから各種電源を生成して、制御回路１２および励磁回路１０に供給する機能を有しており、主な回路部として、スイッチング制御回路１１Ａ、トランス１１Ｂ、整流回路１１Ｃ、電圧レギュレータ１１Ｄ，１１Ｅ、および昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１１Ｆを備えている。これら回路部のうち、スイッチング制御回路１１Ａ、トランス１１Ｂ、整流回路１１Ｃ、および電圧レギュレータ１１Ｄが、絶縁型の制御回路用電源回路１１Ｘを構成し、電圧レギュレータ１１Ｅおよび昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１１Ｆが非絶縁型の励磁回路用電源回路１１Ｙを構成する。
【００３７】
スイッチング制御回路１１Ａは、直流電源ＤＣｉｎの直流電圧を高周波でスイッチングしてトランス１１Ｂの一次側巻線へ供給する。整流回路１１Ｃは、トランス１１Ｂの二次側巻線から出力された高周波信号を整流して直流のアナログ信号処理用の動作電圧ＶｍＡ（例えば２４Ｖ）と接地電位ＶｍＣＯＭ（例えば０Ｖ）を生成して制御回路１２へ供給する。電圧レギュレータ１１Ｄは、ＶｍＡからデジタル信号処理用の動作電圧ＶｍＤ（例えば５Ｖ）を生成して制御回路１２へ供給する。
【００３８】
昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ１１Ｆは、直流電源ＤＣｉｎから直流の励磁用高電圧ＶｅｘＨ（例えば８０Ｖ）と接地電位ＶｅｘＣＯＭ（例えば０Ｖ）を生成して励磁回路１０へ供給する。また、直流電源ＤＣｉｎ（例えば２４Ｖ）は、直流の励磁用低電圧ＶｅｘＬとして励磁回路１０へ供給する。電圧レギュレータ１１Ｅは、ＶｅｘＬから立ち上がり検出用電圧ＶｅｘＳＷ（例えば１０Ｖ）を生成して励磁回路１０へ供給する。
【００３９】
制御回路１２は、ＣＰＵ、信号処理回路、伝送Ｉ／Ｆ回路などの回路部を含み、励磁回路１０の制御、検出器１３の電極から検出した起電力に基づく流量の算出、および上位装置に対する流量信号出力を行う機能を有している。
また、制御回路１２は、監視信号用スイッチＳＷＣＨＫからの監視信号ＣＨＫ１，ＣＨＫ２に基づいて、少なくとも、励磁期間開始時点からＣＨＫ１，ＣＨＫ２が出力されるまでの時間幅、または、励磁期間におけるＣＨＫ１，ＣＨＫ２の出力回数のいずれかを計測し、得られた測定結果に基づいて励磁回路１０における励磁動作の異常を診断する異常診断部１２Ａを備えている。
【００４０】
励磁回路１０は、制御回路１２からの制御に基づき、検出器１３の励磁コイルＬｅｘに対して、一定周期で励磁極性が切り替えられる励磁電流Ｉｅｘを供給する機能を有している。この際、励磁回路１０は、従来技術と同様、励磁極性切り替え時のＩｅｘの立ち上がりを早くするため、予めＶｅｘＨとＶｅｘＬの２つの電源を用意しておき、励磁電流立上げ時はＶｅｘＨで励磁し、定常時はＶｅｘＬで励磁する。
【００４１】
検出器１３は、流量測定対象となる流体が流れる測定管Ｐｅｘと、このＰｅｘに対して励磁回路１０からのＩｅｘにより磁界を発生させる励磁コイルＬｅｘと、Ｐｅｘに設けられた１対の検出電極Ｅ１，Ｅ２と、Ｅ１，Ｅ２とは別個に設けられて、流体と接液するとともに接地電位ＶｍＣＯＭと接続されているコモン電極ＥＣとを有している。
設定・表示器１４は、作業者の設定操作入力を検出して制御回路１２へ出力する機能と、制御回路１２からの表示出力をＬＥＤやＬＣＤで表示する機能とを有している。
【００４２】
［励磁回路］
次に、図１を参照して、本実施の形態にかかる励磁回路１０について説明する。
本実施の形態にかかる励磁回路１０は、フォトカプラや光ＭＯＳＦＥＴなどの絶縁型のスイッチング素子からなる監視信号用スイッチＳＷＣＨＫを備え、電圧切替回路ＰＳＷにおける励磁用電圧の切替制御に用いる電圧切替制御回路ＰＣＮＴからの電圧切替制御信号Ｖｃｎｔに応じて、ＳＷＣＨＫがオンオフ動作することにより電気的に絶縁された異常監視用の監視信号ＣＨＫ１，ＣＨＫ２を制御回路１２へ出力するようにしたものである。
【００４３】
これに加えて、制御回路１２が、ＳＷＣＨＫからの監視信号ＣＨＫ１，ＣＨＫ２に基づいて、少なくとも、正極性／負極性の励磁期間ＴＰ，ＴＮの開始時点からＣＨＫ１，ＣＨＫ２が出力されるまでの時間幅、または、ＴＰ，ＴＮにおけるＣＨＫ１，ＣＨＫ２の出力回数のいずれかを計測し、得られた測定結果に基づいて回路の異常を診断するようにしたものである。
【００４４】
励磁回路１０は、図１に示すように、主な回路部として、励磁切替回路ＬＳＷ、電圧切替制御回路ＰＣＮＴ、電圧切替回路ＰＳＷ、電流制御回路ＩＣＮＴ、および監視信号用スイッチＳＷＣＨＫを備えている。
【００４５】
励磁切替回路ＬＳＷは、一定周期で繰り返され正極性／負極性の励磁期間ＴＰ，ＴＮごとに、励磁コイルＬｅｘに供給する励磁電流Ｉｅｘの極性を正極性／負極性に切り替える機能を有している。
具体的には、ＬＳＷは、制御回路１２からの極性切替信号ＥＸＤ１，ＥＸＤ２に基づいてスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４を切替制御することにより、ＬＳＷの入力端子であるノードＮ０に対してＰＳＷから供給された供給電圧Ｖｏｕｔの極性を切り替えて、ノードＮ１−Ｎ２間に接続されているＬｅｘに印加する。
【００４６】
ＳＷ１，ＳＷ４は、一定周期Ｔｅｘ（＝ＴＮ＋ＴＰ）のうち正極性励磁期間ＴＰと負極性励磁期間ＴＮとで励磁極性を切り替える際に、ＴＰにオンするとともにＴＮにオフすることによりＩｅｘを正極性に切り替えて印加するスイッチである。ＳＷ２，ＳＷ３は、ＴＮにオンするとともにＴＰにオフすることによりＩｅｘを負極性に切り替えて印加するスイッチである。
【００４７】
具体的には、ＳＷ１は、Ｎ０とＮ１との間に接続されてＥＸＤ１に基づいてオンオフ動作し、ＳＷ２は、Ｎ１とＬＳＷの出力端子であるノードＮ３との間に接続されてＥＸＤ２に基づいてオンオフ動作する。ＳＷ３は、Ｎ０とＮ２との間に接続されてＥＸＤ２に基づいてオンオフ動作し、ＳＷ４は、Ｎ２とＮ３との間に接続されてＥＸＤ１に基づいてオンオフ動作する。これらＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４は、フォトカプラや光ＭＯＳＦＥＴなどの絶縁型のスイッチング素子を用いた公知の回路で構成すればよい。
【００４８】
電圧切替制御回路ＰＣＮＴは、Ｉｅｘの変化に基づいて、ＴＰ，ＴＮごとに励磁用電圧の切り替えを指示する電圧切替制御信号Ｖｃｎｔを出力する機能を有している。
電圧切替回路ＰＳＷは、ＬＳＷに対するＶｅｘＨの供給をオンオフ制御するスイッチＳＷＰを有し、ＤＥＴからの電圧切替制御信号Ｖｃｎｔに基づいて公知のドライバ回路ＤＲＶによりＳＷＰをオンオフ制御する機能を有している。
【００４９】
この際、電圧切替回路ＰＳＷは、Ｖｃｎｔ励磁期間ＴＰ，ＴＮのうち、励磁期間開始時点からＶｃｎｔによる電圧切替指示時点までの期間、すなわち高電圧励磁期間ＴＨには、電源回路１１から供給されたＶｅｘＨをＬＳＷに印加し、電圧切替指示時点から励磁期間終了時点までの期間、すなわち低電圧励磁期間ＴＬには、ＶｅｘＨより低い電圧値を示すＶｅｘＬ（ＶｅｘＬ’）を、逆流防止用のダイオードＤ１を介してＬＳＷに印加する。ダイオードＤ２は、励磁コイルＬｅｘをパルス駆動する際にコイル電流を還流させるためのものである。
【００５０】
電流制御回路ＩＣＮＴは、電源回路１１から電圧切替回路ＰＳＷに供給される励磁用低電圧ＶｅｘＬを定電流化する機能を有している。
監視信号用スイッチＳＷＣＨＫは、フォトカプラや光ＭＯＳＦＥＴなどの絶縁型のスイッチング素子からなり、ＰＣＮＴから出力されたＶｃｎｔに応じてオンオフ動作することにより、電気的に絶縁された異常監視用の監視信号ＣＨＫ１，ＣＨＫ２を制御回路１２に出力する機能を有している。
【００５１】
制御回路１２の異常診断部１２Ａは、監視信号用スイッチＳＷＣＨＫからの監視信号ＣＨＫ１，ＣＨＫ２に基づいて、少なくとも、励磁期間開始時点から監視信号が出力されるまでの時間幅、または、励磁期間における監視信号の出力回数のいずれかを計測し、得られた測定結果に基づいて励磁回路における励磁動作の異常を診断し、さらには異常が発生している箇所を特定する機能を備えている。
【００５２】
図３は、第１の実施の形態にかかる励磁回路の具体的構成例である。ここでは、電流制御回路ＩＣＮＴをＰＷＭ（Pulse Ｗidth Ｍodulation）回路で構成し、電圧切替制御回路ＰＣＮＴをヒステリシスコンパレータで構成した場合について説明する。この際、ＩＣＮＴとして、汎用のＤＣ−ＤＣコンバータ制御用ＩＣを用いてもよい。
【００５３】
電流制御回路ＩＣＮＴは、図３に示すように、一般的なＰＷＭ回路であり、オペアンプＵ１、位相補償用の抵抗素子Ｒｘおよび容量素子Ｃｘ、基準電圧Ｖｒｅｆｐを生成する抵抗素子Ｒ１，Ｒ２、のこぎり波や三角波等の周期信号を生成する周期信号発生回路ＲＡＭＰ、コンパレータＵ２、およびドライバ回路ＤＲＶ１から構成されている。
【００５４】
Ｕ１は、Ｉｅｘに応じて変化する検出電圧Ｖｓと、予め設定されたＩｅｘの設定電流値に相当するＶｒｅｆｐとの差に応じた誤差信号を生成する。Ｖｓは、ＬＳＷとＶｅｘＣＯＭとの間に接続された抵抗素子ＲＳのＮ３側の電圧である。Ｖｒｅｆｐは、ＶｅｘＳＷとＶｅｘＣＯＭの電圧差を抵抗素子Ｒ１，Ｒ２で分圧して得られた電圧である。
Ｕ２は、Ｕ１からの誤差信号とＲＡＭＰから出力された周期信号とを比較し、その比較結果に応じた２値信号（ＰＷＭ信号）を生成する。
【００５５】
このようにして生成されたＰＷＭ信号は、ＤＲＶ１によってバッファされ、パワートランジスタからなるスイッチＳＷＬを駆動する。これにより、Ｉｅｘが設定電流値と等しくなるよう、電源回路１１から供給されたＶｅｘＬがＳＷＬでスイッチングされることになり、Ｉｅｘの定電流化が行われる。
【００５６】
電圧切替制御回路ＰＣＮＴは、コンパレータＵ３、しきい値電圧Ｖｔｈを生成する抵抗素子Ｒ３，Ｒ４、およびヒステリシス動作用の抵抗素子Ｒ５から構成されている。
Ｕ３は、Ｉｅｘに応じて変化する検出電圧ＶｓとＶｔｈとを比較し、得られた比較結果に基づいて励磁用電圧の切り替えを指示する電圧切替制御信号ＶｃｎｔをＰＳＷへ出力する。
【００５７】
この際、Ｕ３の非反転入力端子（＋）は、ＶｅｘＳＷとＶｅｘＣＯＭの電圧差を抵抗素子Ｒ３，Ｒ４で分圧して得られた、一定の出力抵抗値を有するしきい値電圧Ｖｔｈに接続されており、Ｕ３の反転入力端子（−）は、ＬＳＷとＶｅｘＣＯＭとの間に接続された抵抗素子ＲＳのＮ３側の検出電圧Ｖｓに接続されている。また、非反転入力端子と出力端子との間に抵抗素子Ｒ５が接続されている。
【００５８】
これにより、Ｕ３の出力電圧に応じてＶｔｈが変化するため、Ｕ３はヒステリシスコンパレータとして動作する。この際、ＶｃｎｔがＨレベルからＬレベルに切り替わる電圧切替指示時点において、Ｉｅｘが予め設定されている設定電流値、あるいは設定電流値よりやや高めとなるよう、抵抗素子Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５の値を選択してＶｔｈが設定されている。すなわち、Ｉｅｘが設定電流値あるいはやや高めの場合に発生するＶｓの値と等しい値にＶｔｈが設定されている。これにより、ＶｓがＶｔｈを超えた時点でＶｔｈが引き下げられるため、Ｉｅｘが設定電流値付近で変動しても、Ｕ３の動作が安定化されることになる。
【００５９】
［第１の実施の形態の動作］
次に、図４および図５を参照して、本実施の形態にかかる電磁流量計１の異常診断動作について説明する。図４は、制御回路における励磁切替処理を示すフローチャートである。図５は、制御回路における異常診断処理を示すフローチャートである。
【００６０】
まず、制御回路１２は、一定周期で繰り返される正極性／負極性の励磁期間ＴＰ，ＴＮのうち、ＴＰの到来に応じて、励磁電流Ｉｅｘが正極性となるよう極性切替信号ＥＸＤ１，ＥＸＤ２を切替出力する（ステップＳ１００）。この後、制御回路１２の異常診断部１２Ａは、ＴＰの励磁開始時点から、励磁回路１０からの監視信号ＣＨＫが最初に出力されるまでの時間幅、すなわち正極性時間幅Ｗｐを計測し（ステップＳ１０１）、ＴＰの終了時点まで（ステップＳ１０３：ＮＯ）、ＣＨＫ１，ＣＨＫ２の出力回数すなわち正極性出力回数ＣＮＴｐを計測する（ステップＳ１０２）。
【００６１】
続いて、制御回路１２は、ＴＰの終了すなわちＴＮの到来に応じて（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、励磁電流Ｉｅｘが負極性となるよう極性切替信号ＥＸＤ１，ＥＸＤ２を切替出力する（ステップＳ１０４）。この後、異常診断部１２Ａは、ＴＮの励磁開始時点から監視信号ＣＨＫが最初に出力されるまでの時間幅、すなわち負極性時間幅Ｗｎを計測し（ステップＳ１０５）、ＴＰの終了時点まで（ステップＳ１０７：ＮＯ）、ＣＨＫ１，ＣＨＫ２の出力回数すなわち負極性出力回数ＣＮＴｎを計測する（ステップＳ１０６）。
【００６２】
この後、異常診断部１２Ａは、ＴＮの終了に応じて（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、図４の異常診断処理を実行する（ステップＳ１０８）。
異常診断処理において、異常診断部１２Ａは、まず、Ｗｐと正常範囲Ｗｓとを比較する（ステップＳ１１０）。Ｗｓは、Ｗｐ，Ｗｎのばらつきを考慮して予め設定されている時間幅範囲である。ここで、ＷｐがＷｓ内に含まれる場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、異常診断部１２Ａは、負極性時間幅Ｗｎと正常範囲Ｗｓとを比較する（ステップＳ１１１）。
【００６３】
ＷｎがＷｓ内に含まれる場合（ステップＳ１１１：ＹＥＳ）、異常診断部１２Ａは、ＣＮＴｐが１であるか確認する（ステップＳ１１２）。ここで、ＣＮＴｐ＝１である場合（ステップＳ１１２：ＹＥＳ）、異常診断部１２Ａは、ＣＮＴｎが１であるか確認する（ステップＳ１１３）。ここで、ＣＮＴｎ＝１である場合（ステップＳ１１３：ＹＥＳ）、励磁回路１０における励磁動作に異常がないと判定し（ステップＳ１３０）、一連の処理を終了する。
【００６４】
一方、ステップＳ１１０において、ＷｐがＷｓより小さい（短い）場合（ステップＳ１１０：＜Ｗｓ）、異常診断部１２Ａは、Ｗｐがほぼゼロであるか確認する（ステップＳ１２０）。ここで、Ｗｐがほぼゼロではなくゼロより大きい（長い）場合（ステップＳ１２０：ＮＯ）、異常診断部１２Ａは、ＷｐがＷｎと等しいか確認し（ステップＳ１２１）、ＷｐがＷｎとほぼ等しい場合（ステップＳ１２１：ＹＥＳ）、励磁コイルＬｅｘの絶縁劣化異常と判定し（ステップＳ１３１）、一連の処理を終了する。
【００６５】
また、ステップＳ１２１において、ＷｐがＷｎとほぼ等しくなく異なる場合（ステップＳ１２１：ＮＯ）、異常診断部１２Ａは、励磁切替回路ＬＳＷの異常と判定し（ステップＳ１３２）、一連の処理を終了する。
【００６６】
また、ステップＳ１２０において、Ｗｐがほぼゼロである場合（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、異常診断部１２Ａは、Ｗｎがほぼゼロであるか確認し（ステップＳ１２３）、Ｗｎがほぼゼロである場合（ステップＳ１２３：ＹＥＳ）、Ｌｅｘの短絡異常と判定し（ステップＳ１３３）、一連の処理を終了する。
【００６７】
また、ステップＳ１２３において、Ｗｐがほぼゼロではなくゼロより大きい場合（ステップＳ１２３：ＮＯ）、異常診断部１２Ａは、励磁切替回路ＬＳＷの異常と判定し（ステップＳ１３２）、一連の処理を終了する。
【００６８】
また、ステップＳ１１１において、ＷｎがＷｓより小さい（短い）場合（ステップＳ１１１：＜Ｗｓ）、異常診断部１２Ａは、励磁切替回路ＬＳＷの異常と判定し（ステップＳ１３２）、一連の処理を終了する。
【００６９】
また、ステップＳ１１２において、ＣＮＴｐがゼロである場合（ステップＳ１１２：＝０）、異常診断部１２Ａは、ＣＮＴｎがゼロであるか確認し（ステップＳ１２４）、ＣＮＴｎ＝０である場合（ステップＳ１２４：ＹＥＳ）、Ｌｅｘの短絡異常と判定し（ステップＳ１３３）、一連の処理を終了する。
【００７０】
また、ステップＳ１２４において、ＣＮＴｎがゼロではなくゼロより大きい場合（ステップＳ１２４：ＮＯ）、異常診断部１２Ａは、励磁切替回路ＬＳＷの異常と判定し（ステップＳ１３２）、一連の処理を終了する。
【００７１】
また、ステップＳ１１３において、ＣＮＴｎがゼロである場合（ステップＳ１１３：＝０）、異常診断部１２Ａは、励磁切替回路ＬＳＷの異常と判定し（ステップＳ１３２）、一連の処理を終了する。
【００７２】
一方、ステップＳ１１０において、ＷｐがＷｓより大きい（長い）場合、異常診断部１２Ａは、ＷｐがＴＰの期間長とほぼ等しいか確認する（ステップＳ１２５）。ここで、ＷｐがＴＰの期間長とほぼ等しくなくＴＰの期間長とは異なる場合（ステップＳ１２５：ＮＯ）、異常診断部１２Ａは、ＷｐがＷｎの期間長とほぼ等しいか確認し（ステップＳ１２６）、ＷｐがＷｎとほぼ等しい場合（ステップＳ１２６：ＹＥＳ）、ＶｅｘＨの電圧異常と判定し（ステップＳ１３４）、一連の処理を終了する。
【００７３】
また、ステップＳ１２６において、ＷｐがＷｎとほぼ等しくなくＴＮの期間長とは異なる場合（ステップＳ１２６：ＮＯ）、異常診断部１２Ａは、励磁切替回路ＬＳＷの異常と判定し（ステップＳ１３２）、一連の処理を終了する。
【００７４】
また、ステップＳ１２５において、ＷｐがＴＰの期間長とほぼ等しい場合（ステップＳ１２５：ＹＥＳ）、異常診断部１２Ａは、ＷｎがＴＮの期間長とほぼ等しいか確認し（ステップＳ１２７）、ＷｎとＴＮの期間長がほぼ等しい場合（ステップＳ１２７：ＹＥＳ）、Ｌｅｘのオープン異常と判定し（ステップＳ１３５）、一連の処理を終了する。
【００７５】
また、ステップＳ１２７において、ＷｎがＴＮの期間長とほぼ等しくなくＴＮの期間長より小さい（短く）場合（ステップＳ１２７：ＮＯ）、異常診断部１２Ａは、励磁切替回路ＬＳＷの異常と判定し（ステップＳ１３２）、一連の処理を終了する。
【００７６】
また、ステップＳ１１１において、ＷｎがＷｓより大きい（長い）場合、異常診断部１２Ａは、励磁切替回路ＬＳＷの異常と判定し（ステップＳ１３２）、一連の処理を終了する。
【００７７】
また、ステップＳ１１２において、ＣＮＴｐが１より大きい場合（ステップＳ１１２：＞１）、異常診断部１２Ａは、ＣＮＴｐがＣＮＴｎと等しいか確認し（ステップＳ１２８）、ＣＮＴｐがＣＮＴｎと等しい場合（ステップＳ１２８：ＹＥＳ）、ＶｅｘＬまたは電流制御回路ＩＣＮＴの異常と判定し（ステップＳ１３６）、一連の処理を終了する。
【００７８】
また、ステップＳ１２８において、ＣＮＴｐがＣＮＴｎと異なる場合（ステップＳ１２８：ＮＯ）、異常診断部１２Ａは、励磁切替回路ＬＳＷの異常と判定し（ステップＳ１３２）、一連の処理を終了する。
【００７９】
また、ステップＳ１１３において、ＣＮＴｎが１より大きい場合（ステップＳ１１３：＞１）、異常診断部１２Ａは、励磁切替回路ＬＳＷの異常と判定し（ステップＳ１３２）、一連の処理を終了する。
【００８０】
図６は、正常時における励磁動作を示す信号波形図である。正極性／負極性の励磁期間ＴＰ，ＴＮは、互いに等しい期間長を有しており、極性切替信号ＥＸＤ１，ＥＸＤ２により周期的に切り替えられる。ＴＰ，ＴＮは、ＴＰ，ＴＮの先頭に位置する高電圧励磁期間ＴＨと、ＴＨに後続する低電圧励磁期間ＴＬとから構成されており、ＴＨには励磁用高電圧ＶｅｘＨ（例えば８０Ｖ）がＬＳＷに印加され、ＴＬには励磁用低電圧ＶｅｘＬ（例えば０／２４Ｖ）がＬＳＷに印加される。
【００８１】
これらＴＨ，ＴＬは、電圧切替制御信号Ｖｃｎｔにより切り替えられる。Ｖｃｎｔは、検出電圧Ｖｓがしきい値電圧Ｖｔｈより低い場合すなわちＴＨの間はＨレベル（例えば５Ｖ）に制御され、ＶｓがＶｔｈより高い場合すなわちＴＬの間はＬレベル（例えば０Ｖ）に制御される。したがって、ＶｃｎｔがＨレベルからＬレベルに変化するタイミングが、励磁電圧の電圧切替指示時点Ｔ２となる。
【００８２】
監視信号ＣＨＫ１，ＣＨＫ２は、このＶｃｎｔと同じタイミングで変化する。このため、正常時であれば、励磁期間開始時点Ｔ１から電圧切替指示時点Ｔ２までの、ＣＨＫ１，ＣＨＫ２が出力される時間幅Ｗｐ，Ｗｎ、すなわちＶｃｎｔがＨレベルを示す時間幅は、ＴＨの時間幅と等しくなる。正常範囲Ｗｓは、このＴＨの時間幅にばらつきを考慮して許容幅を前後に加えた時間幅範囲として設定される。
【００８３】
したがって、図６に示すように、励磁動作が正常である正常時において、Ｗｐ，ＷｎはＷｓ内に含まれるとともに、ＣＨＫ１，ＣＨＫ２の出力回数ＣＮＴｐ，ＣＮＴｎは１となる。このため、制御回路１２の異常診断部１２Ａでは、Ｗｐ，ＷｎがＷｓ内に含まれており、ＣＮＴｐ，ＣＮＴｎが１である場合、励磁回路１０における励磁動作に異常がないと判定される（ステップＳ１３０）。
【００８４】
図７は、励磁用低電圧または電流制御回路の異常時における信号波形図である。ＶｅｘＬの電圧が低下して異常値を示していたり、電流制御回路ＩＣＮＴに異常がある場合、Ｉｅｘが一定電流とならず変動することになる。これにより、Ｉｅｘの変動に応じてＶｓが変動し、ＴＬにおいてＶｔｈより低下する場合も発生する。したがって、図７に示すように、ＴＬにおいてＶｃｎｔもレベル変化するため、ＣＮＴｐ，ＣＮＴｎが１より大きくなる。このため、異常診断部１２Ａでは、ＣＮＴｐ，ＣＮＴｎがともに１より大きくなった場合、ＶｅｘＬまたはＩＣＮＴの異常と判定される（ステップＳ１３６）。
【００８５】
図８は、励磁用高電圧の異常時における信号波形図である。ＶｅｘＨの電圧が低下して異常値を示している場合、ＬＳＷに対して十分な励磁用電圧が印加されるなくなるため、Ｉｅｘの立ち上がりが遅れることになる。したがって、図８に示すように、Ｖｓの立ち上がりも遅れ、ＶｃｎｔすなわちＣＨＫ１，ＣＨＫ２のＷｐ，ＷｎがＷｓより大きく（長く）なる。この際、Ｉｅｘが徐々に増大するため、Ｗｐ，ＷｎはともにＴＰ，ＴＮの期間長より短くなる。このため、異常診断部１２Ａでは、Ｗｐ，ＷｎがＷｓより大きくてＴＰ，ＴＮの期間長より小さい場合、ＶｅｘＨの異常と判定される（ステップＳ１３４）。
【００８６】
図９は、励磁コイルの短絡異常時における信号波形図である。Ｌｅｘが短絡（ショート）した場合、Ｉｅｘがすぐに最大値まで変化することになる。したがって、図９に示すように、ＶｃｎｔすなわちＣＨＫ１，ＣＨＫ２のＷｐ，ＷｎがＷｓより小さく（短く）なり実際にはほぼゼロとなる。このため、異常診断部１２Ａでは、Ｗｐ，Ｗｎがともにほぼゼロである場合、Ｌｅｘの短絡異常と判定される（ステップＳ１３３）。
【００８７】
図１０は、励磁コイルのオープン異常時における信号波形図である。Ｌｅｘが断線などによりオープン異常となった場合、Ｉｅｘがゼロのままとなる。したがって、図１０に示すように、ＶｃｎｔすなわちＣＨＫ１，ＣＨＫ２が変化しなくなる。このため、異常診断部１２Ａでは、Ｗｐ，ＷｎがともにＴＰ，ＴＮの期間長とほぼ等しくなった場合、Ｌｅｘのオープン異常と判定される（ステップＳ１３５）。
【００８８】
図１１は、スイッチのオープン故障時における信号波形図である。ＬＳＷのスイッチがオープン故障した場合、ＴＰ，ＴＮのいずれかにおいてＩｅｘが流れなくなり、これに合わせてＶｃｎｔすなわちＣＨＫ１，ＣＨＫ２も変化しなくなる。例えばＳＷ３がオープン故障した場合、図１１に示すように、ＴＮにおいてＩｅｘがゼロとなるため、ＶｃｎｔすなわちＣＨＫ１，ＣＨＫ２も変化しなくなりＴＰの場合と異なる変化となる。このため、異常診断部１２Ａでは、Ｗｐ，Ｗｎがともにゼロではないが互いに等しくない場合、ＬＳＷの異常と判定される（ステップＳ１３２）。
【００８９】
図１２は、スイッチの短絡故障時における信号波形図である。ＬＳＷのスイッチが短絡故障した場合、ＴＰ，ＴＮのいずれかにおいてＩｅｘが最大値となり、これに合わせてＶｃｎｔすなわちＣＨＫ１，ＣＨＫ２も変化しなくなる。例えばＳＷ１が短絡故障した場合、図１２に示すように、ＴＰにおいてＩｅｘが最大値となるため、ＶｃｎｔすなわちＣＨＫ１，ＣＨＫ２も変化しなくなりＴＮと異なる変化となる。このため、異常診断部１２Ａでは、Ｗｐ，Ｗｎがともにゼロではないが互いに等しくない場合、ＬＳＷの異常と判定される（ステップＳ１３２）。
【００９０】
［第１の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、電圧切替制御回路ＰＣＮＴからの電圧切替制御信号Ｖｃｎｔに応じてオンオフ動作することにより電気的に絶縁された異常監視用の監視信号ＣＨＫ１，ＣＨＫ２を制御回路１２に出力する監視信号用スイッチＳＷＣＨＫを設け、制御回路１２が、ＳＷＣＨＫからのＣＨＫ１，ＣＨＫ２に基づいて、少なくとも、ＴＰ，ＴＮの励磁期間開始時点からＣＨＫ１，ＣＨＫ２が出力されるまでの時間幅Ｗｐ，Ｗｎ、または、励磁期間におけるＣＨＫ１，ＣＨＫ２の出力回数ＣＮＴｐ，ＣＮＴｎのいずれかを計測し、得られた測定結果に基づいて励磁回路１０における励磁動作の異常を診断するようにしたものである。
【００９１】
これにより、励磁回路１０から得られた、励磁用電圧の切り替えに用いる電圧切替制御信号Ｖｃｎｔが、異常診断を行うための監視信号ＣＨＫ１，ＣＨＫ２として兼用されて制御回路１２へ出力され、このＣＨＫ１，ＣＨＫ２により制御回路１２で異常が診断されることになる。また、ＣＨＫ１，ＣＨＫ２は、ＳＷＣＨＫで電気的に絶縁されて制御回路１２へ出力される。このため、図２に示したような、制御回路用電源回路１１Ｘだけを絶縁型とした部分絶縁型の電源回路１１を用いた場合でも、フォトカプラや光ＭＯＳＦＥＴなどの絶縁型のスイッチング素子からなるＳＷＣＨＫを励磁回路１０に追加するだけで、励磁回路１０における励磁動作の異常を診断することが可能となる。
【００９２】
したがって、異常診断処理を行うＣＰＵなどの大規模な回路構成を励磁回路１０に搭載することなく、比較的規模の小さい回路を追加するだけで、異常を診断することが可能となる。このため、ＦＡ市場向けの小型の電磁流量計にも容易に本発明を適用できる。これにより、測定管、励磁コイル、電源回路、励磁回路、制御回路、設定・表示器などが同一空間内に配置される内部構造となっていて、配管作業時に機械的ストレスを影響を受けやすいＦＡ市場向けの小型の電磁流量計計において、極めて有効性の高い機能を実現することができる。
【００９３】
また、本実施の形態は、電流制御回路ＩＣＮＴが、電源回路１１からＰＳＷに入力されるＶｅｘＬの電流を定電流化するようにしたものである。これにより、ＩＣＮＴには励磁用高電圧ＶｅｘＨが印加されず、ＶｅｘＬの電流のみがＩＣＮＴで定電流化されることになる。このため、従来のＶｅｘＨが印加されることによる、パワーＭＯＳ−ＦＥＴなどからなるパワートランジスタＱの発熱を回避でき、パワートランジスタＱでの発熱量を低減することが可能となる。
【００９４】
したがって、パワートランジスタＱのための大きな放熱器が不要となるとともに、出力最大定格が大きいパワートランジスタＱに変更する必要もなくなる。また、パワートランジスタＱの発熱が抑えられるため、励磁周波数を上げるために励磁極性切り替え時の励磁電圧Ｖｅｘをより高くして励磁電流Ｉｅｘの立ち上がりを早めることも可能となる。これにより、ＦＡ市場で広く用いられる、小型で良好な計測安定性を持つ電磁流量計を容易に実現することが可能となる。
【００９５】
［第２の実施の形態］
次に、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１について説明する。図１３は、第２の実施の形態にかかる励磁回路の具体的構成例である。
第１の実施の形態では、電流制御回路ＩＣＮＴがＰＷＭ回路からなる場合を例として説明した。本実施の形態では、ＩＣＮＴが定電流回路からなる場合について説明する。
【００９６】
図１３に示すように、ＩＣＮＴは、励磁用低電圧ＶｅｘＬの供給線に直列接続されたＰｃｈタイプのパワーＭＯＳ−ＦＥＴからなるトランジスタＱ１１を、オペアンプＵ１１で制御することによりＶｅｘＬを定電流化し、電圧切替回路ＰＳＷに設けられた逆流防止用のダイオードＤを介してＬＳＷに供給する。
【００９７】
この際、Ｑ１１のソース端子（入力端子）は、抵抗素子Ｒ１を介してＶｅｘＬに接続されており、Ｑ１１のドレイン端子（出力端子）は、Ｄのアノード端子に接続されている。また、Ｑのゲート端子（制御端子）は、Ｕ１１の出力端子に接続されている。
【００９８】
また、Ｕ１１の非反転入力端子（＋）は、シャント電圧リファレンス素子などの定電圧出力素子Ｕ１２を介してＶｅｘＬに接続されており、ＶｅｘＬからＵ１２の降下電圧（一定電圧）分Ｖｒだけ低い基準電圧Ｖｒｅｆｃが入力されている。この際、Ｕ１２のカソード端子（入力端子）がＶｅｘＬに接続され、アノード端子（出力端子）が抵抗素子Ｒ１２を介してＶｅｘＣＯＭに接続されており、Ｕ１１の非反転入力端子（＋）は、Ｕ１２のアノード端子に接続されている。
【００９９】
また、Ｕ１１の反転入力端子（−）は、Ｑのソース端子に接続されており、ソース端子の電圧である入力電圧Ｖｉｎが入力されている。
これにより、ＶｒｅｆｃとＶｉｎとがＵ１１で比較され、得られた比較結果により、Ｑが制御されることになる。このため、ＶｒｅｆｃとＶｉｎとが等しくなるよう、ＱでＶｅｘＬの電流値が制御されることになり、結果としてＰＳＷに供給されるＶｅｘＬの定電流化が行われることになる。
【０１００】
［第２の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、ソース端子に抵抗素子Ｒ１１を介してＶｅｘＬが供給され、出力端子がＰＳＷに接続されているパワーＭＯＳ−ＦＥＴＱと、ＶｅｘＬから一定電圧Ｖｒだけ低い基準電圧Ｖｒｅｆｃとソース端子の入力電圧Ｖｉｎとを比較し、得られた比較結果に基づいてＱを制御するオペアンプＵ１１とにより、構成したものである。
これにより、ＶｒｅｆがＶｅｘＬに対して相対的に追従して変化することになるため、ＶｅｘＬの電圧値が変動してもＶｅｘＬを安定して定電流化することが可能となる。
【０１０１】
［第３の実施の形態］
次に、図１４を参照して、本発明の第３の実施の形態にかかる電磁流量計１について説明する。図１４は、第３の実施の形態にかかる励磁回路を示すブロック図である。
第１および第２の実施の形態では、励磁用電圧の切り替えに用いる電圧切替制御信号Ｖｃｎｔを、異常診断を行うための監視信号ＣＨＫ１，ＣＨＫ２として兼用した場合を例として説明したが、ＣＨＫ１，ＣＨＫ２についてはこれに限定されるものではない。本実施の形態では、電圧切替制御回路ＰＣＮＴとは別個に電流比較回路ＤＥＴを励磁回路１０に設けた場合を例として説明する。
【０１０２】
図１４に示すように、励磁回路１０は、図１の回路構成に対して電流比較回路ＤＥＴが追加されており、ＤＥＴから出力される比較結果信号Ｖｃｍｐが、監視信号用スイッチＳＷＣＨＫにより電気的に絶縁されて、異常監視用の監視信号ＣＨＫ１，ＣＨＫ２として制御回路１２に出力されている。
【０１０３】
ＤＥＴは、励磁電流Ｉｅｘの電流値と予め設定された監視電流値とを比較し、Ｉｅｘの電流値が監視電流値に到達していることを示すＶｃｍｐを出力する機能を有している。ＤＥＴは、コンパレータＵ２１、監視電圧Ｖｄｅｔを生成する抵抗素子Ｒ２１，Ｒ２２、およびヒステリシス動作用の抵抗素子Ｒ２３から構成されている。
Ｕ２１は、Ｉｅｘに応じて変化する検出電圧ＶｓとＶｄｅｔとを比較し、得られた比較結果を示す比較結果信号ＶｃｍｐをＳＷＣＨＫへ出力する。
【０１０４】
この際、Ｕ２１の非反転入力端子（＋）は、ＶｅｘＳＷとＶｅｘＣＯＭの電圧差を抵抗素子Ｒ２１，Ｒ２２で分圧して得られた、一定の出力抵抗値を有する監視電圧Ｖｄｅｔに接続されており、Ｕ２１の反転入力端子（−）は、ＬＳＷとＶｅｘＣＯＭとの間に接続された抵抗素子ＲＳのＮ３側の検出電圧Ｖｓに接続されている。また、非反転入力端子と出力端子との間に抵抗素子Ｒ２３が接続されている。
【０１０５】
これにより、Ｕ２１の出力電圧に応じてＶｄｅｔが変化するため、Ｕ２１はヒステリシスコンパレータとして動作する。この際、ＶｃｍｐがＨレベルからＬレベルに切り替わる時点において、Ｉｅｘが予め設定されている監視電流値、あるいは監視電流値よりやや高めとなるよう、抵抗素子Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３の値を選択してＶｄｅｔが設定されている。すなわち、Ｉｅｘが監視電流値あるいは監視電流値よりやや高めの場合に発生するＶｓの値と等しい値にＶｄｅｔが設定されている。これにより、ＶｓがＶｄｅｔを超えた時点でＶｄｅｔが引き下げられるため、Ｉｅｘが監視電流値付近で変動しても、Ｕ２１の動作が安定化されることになる。
【０１０６】
［第３の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、電圧切替制御回路ＰＣＮＴとは別個に電流比較回路ＤＥＴを励磁回路１０に設けたものである。
これにより、ＤＥＴから出力されるＶｃｍｐは、Ｉｅｘの変化に応じて第１の実施の形態で説明したＶｃｎｔと同様に変化するため、第１の実施の形態にかかる異常診断処理を実行することができる。したがって、電圧切替制御回路ＰＣＮＴから出力されるＶｃｎｔが第１の実施の形態で説明したような変化を示さない場合でも、本発明にかかる異常診断処理を実現することが可能となる。
【０１０７】
［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】
【０１０８】
１…電磁流量計、１０…励磁回路、１１…電源回路、１１Ａ…スイッチング制御回路、１１Ｂ…トランス、１１Ｃ…整流回路、１１Ｄ，１１Ｅ…電圧レギュレータ、１１Ｆ…昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータ、１１Ｘ…制御回路用電源回路、１１Ｙ…励磁回路用電源回路、１２…制御回路、１２Ａ…異常診断部、１３…検出器、１４…設定・表示器、ＬＳＷ…励磁切替回路、ＰＣＮＴ…電圧切替制御回路、ＰＳＷ…電圧切替回路、ＩＣＮＴ…電流制御回路、ＤＥＴ…電流比較回路、Ｐｅｘ…測定管、Ｅ１，Ｅ２…検出電極、ＥＣ…コモン電極、Ｌｅｘ…励磁コイル、ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷＰ，ＳＷＬ…スイッチ、ＳＷＣＨＫ…監視信号用スイッチ、Ｕ１，Ｕ１１…オペアンプ、Ｕ２，Ｕ３，Ｕ２１…コンパレータ、Ｕ１２…定電圧出力素子、Ｑ…トランジスタ、ＲＡＭＰ…周期信号発生回路、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３，ＲＳ，Ｒｘ…抵抗素子、Ｃｘ…容量素子、Ｄ，Ｄ１，Ｄ２…ダイオード、ＤＲＶ１，ＤＲＶ２…ドライバ回路、Ｎ０，Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３…ノード、ＥＸＤ１，ＥＸＤ２…極性切替信号、ＣＨＫ１，ＣＨＫ２…監視信号、ＶｅｘＨ…励磁用高電圧、ＶｅｘＬ，ＶｅｘＬ’ …励磁用低電圧、ＶｅｘＳＷ…検出用電圧、Ｖｏｕｔ…供給電圧、Ｖｅｘ…励磁電圧、Ｉｅｘ…励磁電流、Ｖｓ…検出電圧、Ｖｃｎｔ…電圧切替制御信号、Ｖｒｅｆｐ，Ｖｒｅｆｃ…基準電圧、Ｖｔｈ…しきい値電圧、Ｖｉｎ…入力電圧、Ｖｃｍｐ…比較結果信号、Ｔｅｘ…一定周期、ＴＰ…正極性励磁期間、ＴＮ…負極性励磁期間、Ｗｐ…正極性時間幅、Ｗｎ…負極性時間幅、Ｗｓ…正常範囲、ＣＮＴｐ…正極性出力回数、ＣＮＴｎ…負極性出力回数。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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