(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定流体中に臨ませて配設した一対の第１及び第２の測定電極とを有し、
流量測定前に、
予め定めてある実際に流れた流量と、前記一対の第１及び第２の測定電極で測定して得られた第１及び第２の流量信号の差から算出される測定流量とで補正定数値を求めておき、流量測定時に、
前記一対の第１及び第２の測定電極で測定して得られた第１及び第２の流量信号の差から算出される測定流量を前記補正定数値で補正して測定流量値を得るようにした電磁流量計であって、
前記流量測定前に、
予め定めてある実際に流れた流量と、前記一対の第１の測定電極で測定して得られた第１の流量信号から算出される第１の測定流量とで第１の補正定数値を求め、
前記予め定めてある実際に流れた流量と、前記一対の第２の測定電極で測定して得られた第２の流量信号から算出される第２の測定流量とで第２の補正定数値を求めておき、
前記流量測定時に、
前記一対の第１の測定電極で測定して得られた第１の流量信号から算出される第１ の測定流量を前記第１の補正定数値で補正して第１の測定流量値を得、
前記一対の第２の測定電極で測定して得られた第２の流量信号から算出される第２ の測定流量を前記第２の補正定数値で補正して第２の測定流量値を得ることにより、
前記第１の測定流量値と前記第２の測定流量値との相対誤差が所定値以上になったときに前記一対の第１及び第２の測定電極の何れか又は両者に絶縁劣化が生じていると診断することを特徴とする電磁流量計。
【請求項２】
前記第１の測定流量値及び前記第２の測定流量値は、積算された値であることを特徴とする請求項１に記載の電磁流量計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁流量計に関し、詳しくは流体を測定する測定電極に発生する絶縁劣化を配管から取り外さないで診断できるようにした電磁流量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術における電磁流量計は、図３に示すように、配管に取り付けて流量信号を検出する検出部１と、検出した流量信号から流量値を生成する信号変換部２０とから構成されている。
【０００３】
検出部１は、流体を流すことができる金属性のパイプ２と、このパイプ２の内面を絶縁するライニング３と、パイプ２の外側に配置され、磁界を発生させるための一対のコイル４と、パイプ２内に自由端部側が臨んだ状態で配置し、且つ流量信号を検出することができる一対の測定電極５、６と、パイプ２内であって一対の測定電極５、６のそれぞれから同等位置に配置し、且つ流量信号を測定するための基準電位となるアース電極７とから構成されている。
【０００４】
一対の測定電極５、６は、その自由端部側がパイプ２内を流れる流体と接液して第１及び第２の流量信号ｅｓａ、ｅｓｂを検出する構成になっており、その基端部側は流体が漏れないようにシールされていると共に金属性パイプ２からも絶縁された構造となっている。
【０００５】
信号変換部２０は、一対の測定電極５，６で検出した第１及び第２の流量信号ｅｓａ、ｅｓｂを入力して増幅する第１及び第２の入力増幅器２１、２２と、この第１及び第２の入力増幅器２１、２２の出力信号を入力し、その差を検出する差動増幅器２３と、差動増幅器２３で得られた信号の高周波成分を透過させるハイパスフイルタ２４と、ハイパスフイルタ２４を透過した透過信号成分をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２５と、このデジタル信号を入力し演算処理して流量値を生成するＣＰＵ２６と、実行プログラムを格納するＲＯＭ２７と、ＣＰＵ２６で演算するために必要な一時的なデータを格納するＲＡＭ２８と、スパン及び口径等の設定値を格納するＥＥＰＲＯＭ２９と、電流出力部４０と、規格化された信号を出力するパルス出力部４１と、ＣＰＵ２６からの制御信号を受けて一対のコイル４に印加する励磁電流を制御及び供給する励磁回路３０とから構成されている。
【０００６】
このような構成の電磁流量計において、内面が絶縁されたパイプ２の内径Ｄ、パイプ２内を流れる流体の平均速度ｖ、これに直交する向きに印加する磁界の磁束密度Ｂとすると、流量信号は次の式、流量信号ｅｓ＝ｋＢｖＤ（ｋは定数）を得ることができ、流れ方向と磁界の向きの両方に直交する向きに発生する。
【０００７】
一対の測定電極５、６により検出された第１及び第２の流量信号ｅｓａ、ｅｓｂは、十分な入力インピーダンスを持った第１及び第２の入力増幅器２１、２２に各々入力し、その出力は差動増幅器２３に入力されコモンモードノイズが除去され、更に、ハイパスフイルタ２４に入力され直流成分が除去される。このように各種のノイズが流量信号から除去された後に、Ａ／Ｄ変換器２５に入力されデジタル値に変換され、ＣＰＵ２６により流量値が生成される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術で説明した電磁流量計においては、パイプ内の過大圧による流体の漏れや、硝酸、フッ酸等の透過性ガスがライニングを透過後、再液化することにより測定電極と金属パイプとの間の絶縁が劣化するという問題がある。
【０００９】
具体的に示せば、図３に示した測定電極と第１及び第２の増幅器２１、２２との間における等価回路は、図４に示すように、流量信号ｅｓと第１及び第２の増幅器２１、２２への入力信号ｅｉｎとの関係で示すことができ、それは、入力信号ｅｉｎ：［ｅｓ・ｒ１／（ｒ１＋Ｒｓ）］となる。絶縁抵抗ｒ１が小さくなると、入力信号ｅｉｎ＜流量信号ｅｓとなり、スパン誤差が生じることになる。この絶縁劣化の有無を確認するために、配管に取り付けてある検出部１を取り外して、一対の測定電極５、６とアース電極 ７が設置されるパイプ２の内面を完全に乾燥させて絶縁抵抗計で電極部５、６の絶縁の良否を判定しているが、その外す作業が結構面倒で且つ時間がかかるという問題がある。
【００１０】
従って、測定流体を検出する検出部１をパイプ２から取り外さないで、その絶縁劣化を診断できると共に、流量測定中にも測定電極の絶縁劣化の有無を診断することができる電磁流量計に解決しなければならない課題を有する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る電磁流量計は、次に示す構成にすることである。
【００１２】
（１）測定流体中に臨ませて配設した一対の第１及び第２の測定電極とを有し、
流量測定前に、
予め定めてある実際に流れた流量と、前記一対の第１及び第２の測定電極で測定して得られた第１及び第２の流量信号の差から算出される測定流量とで補正定数値を求めておき、流量測定時に、
前記一対の第１及び第２の測定電極で測定して得られた第１及び第２の流量信号の差から算出される測定流量を前記補正定数値で補正して測定流量値を得るようにした電磁流量計であって、
前記流量測定前に、
予め定めてある実際に流れた流量と、前記一対の第１の測定電極で測定して得られた第１の流量信号から算出される第１の測定流量とで第１の補正定数値を求め、
前記予め定めてある実際に流れた流量と、前記一対の第２の測定電極で測定して得られた第２の流量信号から算出される第２の測定流量とで第２の補正定数値を求めておき、
前記流量測定時に、
前記一対の第１の測定電極で測定して得られた第１の流量信号から算出される第１ の測定流量を前記第１の補正定数値で補正して第１の測定流量値を得、
前記一対の第２の測定電極で測定して得られた第２の流量信号から算出される第２ の測定流量を前記第２の補正定数値で補正して第２の測定流量値を得ることにより、
前記第１の測定流量値と前記第２の測定流量値との相対誤差が所定値以上になったときに前記一対の第１及び第２の測定電極の何れか又は両者に絶縁劣化が生じていると診断することを特徴とする電磁流量計。
（２）前記第１の測定流量値及び前記第２の測定流量値は、積算された値であることを特徴とする（１）に記載の電磁流量計。
【００１３】
このように、複数の測定電極で検出した流量信号のそれぞれを信号処理して流量値を算出し、その算出したそれぞれの流量値の相対誤差から測定電極の絶縁劣化を検出するようにしたことにより、流体を測定中においても、測定電極の絶縁劣化現象を診断することができるようになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る電磁流量計の実施形態について、図１を参照して説明する。尚、従来技術で説明したものに関しては同一符号を付与して説明する。
【００１５】
本願発明の第１の実施形態における電磁流量計は、流体の流量信号を検出する検出部１と、検出した流量信号から信号処理して流量値を算出すること及び各測定電極で検出した流量信号のそれぞれから、各流量値を生成して測定電極の絶縁劣化の診断を行う信号変換部２０とから構成されている。
【００１６】
検出部１は、流体を流すことができる金属性のパイプ２と、このパイプ２の内面を絶縁するライニング３と、パイプ２の外側に配置され、磁界を発生させるための一対のコイル４と、パイプ２内に自由端部側が臨んだ状態で配置して流量信号を検出するための一対の測定電極５、６と、一対の測定電極５、６のそれぞれとから同等距離位置に配置し、且つ流量信号を検出するための基準電位となるアース電極７とから構成されている。
【００１７】
一対の測定電極５、６は、その自由端部側が流体と接液して第１の流量信号ｅｓａ、第２の流量信号ｅｓｂを検出する構成になっており、その基端部側は流体が検出部本体に侵入しないようにシールされていると共に金属性パイプ２からも絶縁された構造となっている。
【００１８】
信号変換部２０は、第１及び第２の流量信号ｅｓａ、ｅｓｂを入力して増幅する第１及び第２の入力増幅器２１、２２と、この第１及び第２の入力増幅器２１、２２の出力信号を入力し、その差を検出する差動増幅器２３と、差動増幅器２３で得られた信号の直流成分を透過させるハイパスフイルタ２４と、ハイパスフイルタ２４を透過した透過信号成分をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２５と、第１の流量信号ｅｓａを入力する第１の入力増幅器２１からの信号を入力して直流成分を除去する第１のハイパスフィルタ３１と、この第１のハイパスフィルタ３１からの信号をデイジタル値に変換する第１のＡ／Ｄ変換器３２と、第２の流量信号ｅｓｂを入力する第２の入力増幅器２２からの信号を入力して高周波成分を除去すると第２のハイパスフィルタ３３と、この第２のハイパスフィルタ３３からの信号をデイジタル値に変換する第２のＡ／Ｄ変換器３４と、Ａ／Ｄ変換器２５並びに第１のＡ／Ｄ変換器３２並びに第２のＡ／Ｄ変換器３４からのデジタル信号を入力して演算処理して流量値、及び第１及び第２の流量値を生成するＣＰＵ２６と、実行プログラムを格納するＲＯＭ２７と、ＣＰＵ２６で演算するために必要な一時的なデータを格納するＲＡＭ２８と、スパン及び口径等の設定値を格納するＥＥＰＲＯＭ２９と、電流出力部４０と、規格化された信号を出力するパルス出力部４１と、ＣＰＵ２６からの制御信号を受けてコイル４に印加する励磁電流の制御及び供給をする励磁回路３０とから構成されている。
【００１９】
このような構成からなる電磁流量計において、先ず、流量を測定する際に、検出部１の一対の測定電極５、６からの第１及び第２流量信号ｅｓａ、ｅｓｂから流量信号の大きさｅｓ（＝ｅｓａ−ｅｓｂ）を求めて実流校正を行い、固体差を補正するための補正定数値を求める。同時に、この実流校正時において、一対の測定電極５、６のそれぞれで検出された第１及び第２の流量信号ｅｓａ、ｅｓｂについても同様に補正する第１及び第２の補正定数値を求めておく。これらの補正定数値並びに第１及び第２の補正定数値はＥＥＰＲＯＭ２９に格納しておく。これらのＥＥＰＲＯＭ２９に格納されている補正定数値並びに第１及び第２の補正定数値は、ＣＰＵ２６により正しい出力を得るための流量演算を行うときに使用される。ここで、この測定した第１及び第２の流量信号ｅｓａ、ｅｓｂの大きさはほぼ同じであり、その極性は逆になっているが、ＣＰＵ２６での演算処理においては符号の違いは無視することができるため、その大きさのみを持って比較するようにすればよい。
【００２０】
次に、実際の流体を測定する。この場合、第１及び第２の測定電極５、６からの第１及び第２の流量信号ｅｓａ、ｅｓｂの差から得られた信号をデジタル値にし、そのデジタル値に補正定数値を加味して演算処理して規格化された測定流量値を得る。同時に、第１及び第２の測定電極５、６で得られた第１及び第２の流量信号ｅｓａ、ｅｓｂは、それぞれがノイズ等を消去したデイジタル値に変換され、ＥＥＰＲＯＭ２９に格納されている第１及び第２の補正定数値を加味して演算処理し、第１及び第２の測定流量値を算出する。このようにして得られた第１及び第２の測定流量値の相対誤差を算出し、その値が所定の値以上になった時は、第１及び第２の測定電極５、６の何れか又は両者の絶縁劣化が生じているものと診断することができる。この診断は、１回ではなく、積算して行うようにして、確実な絶縁劣化の現象を診断することができる。
【００２１】
この診断の結果は、デイスプレイ等に表示してもよく、又はブザー等で知らせるようにした報知手段を備えることによって、その診断結果をいち早く知らせ又は知ることができる。
【００２２】
次に、本発明に係る第２の実施形態の電磁流量計について、図２を参照して説明する。
【００２３】
本願発明の第２の実施形態における電磁流量計は、流体の流量信号を検出する検出部１と、検出した流量信号から各測定電極の第１及び第２の流量値を生成すると共に流量値を算出する信号変換部２０とから構成されている。
【００２４】
検出部１は、流体を流すことができる金属性のパイプ２と、このパイプ２の内面を絶縁するライニング３と、パイプ２の外側に配置され、磁界を発生させるための一対のコイル４と、パイプ２内に自由端部側が臨んだ状態で配置して流量信号を検出するための一対の測定電極５、６と、一対の測定電極５、６のそれぞれとから同等距離位置に配置し、且つ流量信号を検出するための基準電位となるアース電極７とから構成されている。
【００２５】
一対の測定電極５、６は、その自由端部側が流体と接液して第１の流量信号ｅｓａ、第２の流量信号ｅｓｂを検出する構成になっており、その基端部側は流体が検出部本体に侵入しないようにシールされていると共に金属性パイプ２からも絶縁された構造となっている。
【００２６】
信号変換部２０は、第１及び第２の流量信号ｅｓａ、ｅｓｂを入力して増幅する第１及び第２の入力増幅器２１、２２と、この第１の入力増幅器２１からの信号を入力して直流成分を除去する第１のハイパスフィルタ３１と、この第１のハイパスフィルタ３１からの信号をデイジタル値に変換する第１のＡ／Ｄ変換器３２と、第２の入力増幅器２２からの信号を入力して直流成分を除去する第２のハイパスフィルタ３３と、この第２のハイパスフィルタ３３からの信号をデイジタル値に変換する第２のＡ／Ｄ変換器３４と、第１のＡ／Ｄ変換器３２及び第２のＡ／Ｄ変換器３４からのデジタル信号を入力して演算処理して第１及び第２の流量値を生成するＣＰＵ２６と、実行プログラムを格納するＲＯＭ２７と、ＣＰＵ２６で演算するために必要な一時的なデータを格納するＲＡＭ２８と、スパン及び口径等の設定値を格納するＥＥＰＲＯＭ２９と、電流出力部４０と、パルス出力部４１と、ＣＰＵ２６からの制御信号を受けてコイル４に印加する励磁電流の制御及び供給をする励磁回路３０とから構成されている。
【００２７】
このような構成からなる電磁流量計において、先ず、流量を測定する際に、実流校正を行う。即ち、一対の測定電極５、６のそれぞれで検出された第１及び第２の流量信号ｅｓａ、ｅｓｂについて補正する第１及び第２の補正定数値を求めておく。これらの第１及び第２の補正定数値はＥＥＰＲＯＭ２９に格納しておく。これらのＥＥＰＲＯＭ２９に格納されている第１及び第２の補正定数値は、ＣＰＵ２６により正しい出力を得るために流量演算を行うときに使用される。ここで、第１の実施形態と同様に測定した第１及び第２の流量信号ｅｓａ、ｅｓｂの大きさはほぼ同じであり、その極性は逆になっているが、ＣＰＵ２６での演算処理においては符号の違いは無視することができるため、その大きさのみを持って比較するようにすればよい。
【００２８】
次に、実際の流体を測定する。この場合、一対の測定電極５、６で得られた第１及び第２の流量信号ｅｓａ、ｅｓｂは、それぞれがノイズ等を消去したデイジタル値に変換され、ＥＥＰＲＯＭ２９に格納されている第１及び第２の補正定数値を加味して演算処理し、第１及び第２の測定流量値を算出する。この第１及び第２の測定流量値の差から流量値を算出する。又、この得られた第１及び第２の測定流量値の相対誤差の値が所定の値以上になった時は、一対の測定電極５、６の何れか又は両者の絶縁劣化が生じているものと診断することができる。この診断は、１回ではなく、積算して行うようにすることにより、確実な絶縁劣化の現象を診断することができる。
【００２９】
この診断の結果は、デイスプレイ等に表示してもよく、又はブザー等で知らせるようにした報知手段を備えることによって、その診断結果をいち早く知ることができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明に係る電磁流量計は、複数の測定電極からの流量信号に基いて測定流量値を得ると同時に、当該測定電極のそれぞれの流量信号を個別にデジタル値にして、その相対誤差の値から測定電極の絶縁劣化を検出するようにしたことによって、測定電極を含む検出部分を取り外す等しないで、測定電極の絶縁劣化現象が診断できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の電磁流量計のブロック図である。
【図２】本願発明の電磁流量計の変形例を示したブロック図である。
【図３】従来技術における電磁流量計のブロック図である。
【図４】図３における検出部と流量信号を入力する増幅部との間の等価回路である。
【符号の説明】
１      検出部
２      パイプ
３      ライニング
４      コイル
５      測定電極
６      測定電極
７      アース電極
２０      信号変換部
２１      第１の入力増幅器
２２      第２の入力増幅器
２３      差動増幅器
２４      ハイパスフイルタ
２５      Ａ／Ｄ変換器
２６      ＣＰＵ
２７      ＲＯＭ
２８      ＲＡＭ
２９      ＥＥＰＲＯＭ
３０      励磁回路
３１      第１のハイパスフイルタ
３２      第１のＡ／Ｄ変換器
３３      第２のハイパスフイルタ
３４      第２のＡ／Ｄ変換器
４０      電流出力部
４１      パルス出力部
４３      表示器
【図１】
0004527276.tif 000002
【図２】
0004527276.tif 000003
【図３】
0004527276.tif 000004
【図４】
0004527276.tif 000005