(57)【要約】【課題】電磁流量計の総合的な診断に適した信号出力を実現する。【解決手段】電磁流量計は、測定管１１を流れる流体の流量に応じた起電力信号を出力する検出器１と、起電力信号を流量値に変換する変換器２とから構成される。変換器２は、起電力信号を増幅した音響信号を発生する音響信号発生回路２４と、音響信号の出力のためのスピーカ２５とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定管を流れる流体の流量に応じた起電力信号を出力する検出器と、
この検出器から出力された起電力信号を流量値に変換する変換器とから構成され、
前記変換器は、
前記起電力信号を増幅した音響信号を発生する音響信号発生回路と、
前記音響信号の出力のためのスピーカ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記載の電磁流量計において、
前記変換器は、
さらに、過去に記録された前記音響信号である参照音響信号を出力する参照音響信号発生回路と、
前記音響信号発生回路からの音響信号と前記参照音響信号発生回路からの参照音響信号のうちいずれか一方を前記スピーカに出力する切り替えスイッチと、
外部からの指示に応じて前記切り替えスイッチを制御する制御手段とを備えることを特徴とする電磁流量計。
【請求項３】
請求項２記載の電磁流量計において、
前記参照音響信号発生回路は、
電磁流量計の正常時に記録された参照音響信号と異常時に記録された参照音響信号のうち少なくとも一方の信号の音響ファイルを予め記憶する不揮発性メモリと、
この不揮発性メモリに記憶された音響ファイルを参照音響信号に変換して出力するデコーダとから構成され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、電磁流量計に係り、特に健全性診断のための信号出力が可能な電磁流量計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電磁流量計で正しく流量が測れない原因として、（Ａ）測定管内の流体が空になっている、（Ｂ）測定管や電極に異物が付着している、（Ｃ）流体に気泡やスラリーが発生している、（Ｄ）流体が低導電率流体である、（Ｅ）絶縁不良によりノイズが発生している、（Ｆ）インバータノイズなどの環境ノイズが混入する、など数々の原因があり、これらの原因を特定するのは非常に困難であった。また、流量が正しく測れているかどうかはタンクに流体を溜めてその体積や重さの変化で流速や流量を確認するしか手段がないため、電磁流量計自身の健全性診断は非常に重要であった。
【０００３】
電磁流量計の健全性を診断する技術としては、特許文献１に開示された技術がある。特許文献１に開示された電磁流量計は、測定管の電極に生じた交流の起電力信号からデジタルフィルタにより高周波成分を抽出し、抽出した高周波成分に基づいて、電極への異物の付着の有無を判定するようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５５３０３３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電磁流量計において、流量誤差が発生するような異常があった場合、測定管の電極に生じる起電力信号が乱れて、高周波ノイズが多くなる。特許文献１に開示された技術は、このような原理に基づくものである。しかし、特許文献１に開示された技術では、高周波ノイズの量で電極への異物の付着の有無を判定しているため、異物の付着以外で発生しているノイズ、例えば環境ノイズ（インバータノイズなど）、流体ノイズ（気泡、スラリーなど）、液種（低導電率流体など）によるノイズ、絶縁不良によるノイズなども検出してしまい、検出器の交換が必要な異常と交換の必要がない異常とを判別することができないという問題点があった。つまり、異物付着や絶縁不良については検出器の交換が必要になるが、他の異常については検出器を交換する必要はない。このように、特許文献１に開示された技術では、高周波ノイズが発生している原因を特定することができないので、誤診断が発生する可能性があり、電磁流量計の総合的な診断には適していないという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、電磁流量計の総合的な診断に適した信号出力を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電磁流量計は、測定管を流れる流体の流量に応じた起電力信号を出力する検出器と、この検出器から出力された起電力信号を流量値に変換する変換器とから構成され、前記変換器は、前記起電力信号を増幅した音響信号を発生する音響信号発生回路と、前記音響信号の出力のためのスピーカとを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の電磁流量計の１構成例において、前記変換器は、さらに、過去に記録された前記音響信号である参照音響信号を出力する参照音響信号発生回路と、前記音響信号発生回路からの音響信号と前記参照音響信号発生回路からの参照音響信号のうちいずれか一方を前記スピーカに出力する切り替えスイッチと、外部からの指示に応じて前記切り替えスイッチを制御する制御手段とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の電磁流量計の１構成例において、前記参照音響信号発生回路は、電磁流量計の正常時に記録された参照音響信号と異常時に記録された参照音響信号のうち少なくとも一方の信号の音響ファイルを予め記憶する不揮発性メモリと、この不揮発性メモリに記憶された音響ファイルを参照音響信号に変換して出力するデコーダとから構成されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、電磁流量計の変換器に音響信号発生回路とスピーカとを設けることにより、検出器から出力される起電力信号を電磁流量計のユーザが聴取可能な音として再生することができ、電磁流量計の総合的な診断に適した信号出力を実現することができる。スピーカが発する音を聞いたユーザは、電磁流量計が正常か異常かを判断することが可能である。また、ユーザは、音の違いによって異常の原因を特定することも可能である。
【０００９】
また、本発明では、電磁流量計の変換器に参照音響信号発生回路と切り替えスイッチと制御手段とを設けることにより、ユーザは、現在の起電力信号に応じた音響信号出力と過去の音響信号出力とを適宜切り替えながら同じスピーカで聞くことができるので、ユーザが熟練していなくても、正常時と異常時の音の違いを区別することができ、電磁流量計が正常か異常かを判断することができる。また、ユーザが熟練していなくても、異常の原因を特定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る電磁流量計の構成を示すブロック図である。
【図２】電磁流量計の正常時の起電力信号波形の例を示す図である。
【図３】電磁流量計の異常時の起電力信号波形の例を示す図である。
【図４】電磁流量計の異常時の起電力信号波形の別の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態に係る電磁流量計の構成を示すブロック図である。電磁流量計は、検出器１と、変換器２とから構成される。
【００１２】
検出器１は、磁界を発生する励磁コイル１０と、励磁コイル１０から発生する磁界中に配置され、測定対象の流体がこの磁界中を流れることにより発生する起電力信号を検出して出力する測定管１１とから構成される。
【００１３】
変換器２は、検出器１の励磁コイル１０に励磁電流を供給する励磁回路２０と、検出器１から出力された起電力信号を増幅する増幅回路２１と、増幅した起電力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路２２と、Ａ／Ｄ変換回路２２のデジタル出力を流量値や流速値に変換するＣＰＵ（Central Processing Unit）からなる制御回路２３と、起電力信号を増幅した音響信号を発生する音響信号発生回路２４と、音響出力のためのスピーカ２５と、過去に記録された前記音響信号である参照音響信号を出力する参照音響信号発生回路２６と、音響信号発生回路２４からの音響信号と参照音響信号発生回路２６からの参照音響信号のうちいずれか一方をスピーカ２５に出力する切り替えスイッチ２７と、変換器２の設定や電磁流量計のユーザへの情報表示のための設定・表示器２８とから構成される。
【００１４】
制御回路２３を構成するＣＰＵは、その内部に配置されるメモリ（不図示）に格納されたプログラムまたは外部に配置されるメモリ（不図示）に格納されたプログラムに従って以下の処理を実行する。
【００１５】
音響信号発生回路２４は、起電力信号を増幅する増幅回路２４０と、増幅回路２４０からの音響信号に応じてスピーカ２５を駆動するバッファ２４１とから構成される。
参照音響信号発生回路２６は、参照音響信号のＭＰ３（MPEG1 Audio Layer III）圧縮音響ファイルを予め記憶する不揮発性メモリであるフラッシュメモリ２６０と、ＭＰ３圧縮音響ファイルを参照音響信号に変換するＭＰ３デコーダ２６１とから構成される。
【００１６】
以下、本実施の形態の動作について説明する。変換器２の励磁回路２０から検出器１の励磁コイル１０に励磁電流が供給されると、測定管１１内を流れる流体に対して励磁コイル１０からの発生磁界が印加され、測定管１１の電極に流体の流速に応じた振幅を有する交流の起電力信号が発生する。この起電力信号が変換器２に送られる。
【００１７】
検出器１から変換器２に入力される起電力信号はμＶオーダーの微小信号のため、増幅回路２１によって十分な電圧レベルまで増幅される。増幅された起電力信号は、Ａ／Ｄ変換回路２２によってデジタル信号に変換される。制御回路２３は、Ａ／Ｄ変換回路２２の出力値を流量値や流速値に変換する。
【００１８】
音響信号発生回路２４の増幅回路２４０は、増幅回路２１の途中から起電力信号を取り出し、この起電力信号を増幅して音響信号として出力する。音響信号発生回路２４のバッファ２４１は、増幅回路２４０からの音響信号に応じてスピーカ２５を駆動する。こうして、起電力信号の可聴帯域の成分を電磁流量計のユーザが聴取可能な音として再生することができる。
【００１９】
切り替えスイッチ２７は、通常、音響信号発生回路２４のバッファ２４１の出力を選択しているが、参照音響信号発生回路２６のＭＰ３デコーダ２６１の出力を選択することも可能である。参照音響信号発生回路２６のフラッシュメモリ２６０には、電磁流量計の正常時に切り替えスイッチ２７がバッファ２４１の出力を選択している状態でスピーカ２５が発した音を録音することにより得られた正常時参照音響信号のＭＰ３圧縮音響ファイルと、電磁流量計の異常時に切り替えスイッチ２７がバッファ２４１の出力を選択している状態でスピーカ２５が発した音を録音することにより得られた異常時参照音響信号のＭＰ３圧縮音響ファイルとが予め記録されている。電磁流量計の健全性診断のためには正常時参照音響信号と異常時参照音響信号の両方のＭＰ３圧縮音響ファイルをフラッシュメモリ２６０に記録しておくことが望ましいが、どちらか一方のみでもよい。
【００２０】
電磁流量計のユーザは、現在の起電力信号に応じた音響信号出力との比較のために、過去に記録された参照音響信号を聞きたい場合、設定・表示器２８を操作し、制御回路２３に対して参照音響信号の再生を要求する。この要求に応じて、制御回路２３は、切り替えスイッチ２７に参照音響信号発生回路２６のＭＰ３デコーダ２６１の出力を選択させ、参照音響信号発生回路２６のフラッシュメモリ２６０からＭＰ３圧縮音響ファイルを読み出してＭＰ３デコーダ２６１に渡す。
【００２１】
ＭＰ３デコーダ２６１は、ＭＰ３圧縮音響ファイルを音響信号に変換する。ＭＰ３デコーダ２６１の出力段には、音響信号に応じてスピーカ２５を駆動することが可能な駆動回路（不図示）が内蔵されている。こうして、過去に記録された参照音響信号を再生することができる。
【００２２】
フラッシュメモリ２６０に複数のＭＰ３圧縮音響ファイルが記録されている場合、制御回路２３は、これら複数のＭＰ３圧縮音響ファイルを順番に再生してもよいし、ユーザによって選択されたＭＰ３圧縮音響ファイルのみを再生するようにしてもよい。
【００２３】
また、制御回路２３は、切り替えスイッチ２７の切り替えから一定時間経過後にバッファ２４１の出力を選択するように切り替えスイッチ２７の状態を自動的に戻してもよいし、ユーザの指示を受けてから切り替えスイッチ２７の状態を戻すようにしてもよい。
【００２４】
以上のように、本実施の形態では、検出器１から出力される起電力信号を電磁流量計のユーザが聴取可能な音として再生する。図２は電磁流量計の正常時の起電力信号波形の例を示す図、図３は測定管１１に異物が付着した異常時の起電力信号波形の例を示す図、図４は同じく測定管１１に異物が付着した異常時の起電力信号波形の別の例を示す図である。
【００２５】
図２〜図４に示すように、電磁流量計の状態によって起電力信号の波形は異なる。人の耳は音の違いを聞き分ける優れた能力を有しているので、起電力信号の可聴帯域の成分でスピーカ２５を鳴らすようにすれば、このスピーカ２５が発する音を聞いたユーザは、電磁流量計が正常か異常かを判断することが可能である。
【００２６】
起電力信号の波形を例えばオシロスコープで確認することは可能であるが、変換器２に波形表示機能を設けるとコストが大幅に上昇し、また波形表示のための操作が複雑になるという問題がある。
これに対して、本実施の形態では、起電力信号に対して複雑な信号処理を行なう必要がなく、変換器２に簡単な音響信号発生回路２４とスピーカ２５とを設けるだけで、電磁流量計の総合的な診断に適した信号出力を実現することができる。
【００２７】
図２に示したように、電磁流量計の正常時には励磁周波数に同期した矩形波の起電力信号が出力されるので、このような矩形波に応じた音がスピーカ２５から再生されることにより、ユーザは電磁流量計が正常であると判断できる。一方、電磁流量計に異常が発生すると、音がしなくなるか、あるいは図３、図４に示した起電力信号から明らかなように高周波の音が混じるので、ユーザは電磁流量計に異常が発生したと判断できる。異常の種類によって起電力信号の波形も変わるので、経験のあるユーザであれば、音の違いによって異常の原因を特定することも可能である。
【００２８】
また、起電力信号の振幅は流体の流速に応じて変化し、流速が早くなるほど起電力信号の振幅が大きくなる。したがって、スピーカ２５が発する音の大きさで、流体がどれだけ流れているかを感覚的に判断することができる。
【００２９】
また、本実施の形態では、スピーカ２５が過去に発した音を録音することにより得られた参照音響信号のファイルをフラッシュメモリ２６０に記録している。これにより、現在の起電力信号に応じた音響信号出力と過去の音響信号出力とを適宜切り替えながら同じスピーカ２５で聞くことができるので、ユーザが熟練していなくても、正常時と異常時の音の違いを区別することができ、電磁流量計が正常か異常かを判断することができる。また、ユーザが熟練していなくても、異常の原因を特定することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、電磁流量計の健全性を診断する技術に適用することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１…検出器、２…変換器、１０…励磁コイル、１１…測定管、２０…励磁回路、２１…増幅回路、２２…Ａ／Ｄ変換回路、２３…制御回路、２４…音響信号発生回路、２５…スピーカ、２６…参照音響信号発生回路、２７…切り替えスイッチ、２８…設定・表示器、２４０…増幅回路、２４１…バッファ、２６０…フラッシュメモリ、２６１…ＭＰ３デコーダ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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