本发明专利技术提供一种电磁流量计，其不用大幅度变更普通型的检测器的构成，即可进行高精度的流量测量。电磁流量计具备：测量管（１）；电极（２ａ、２ｂ）；励磁线圈（３），其对流体施加相对于电极平面（ＰＬＮ）对称并且随时间变化的磁场；信号线（４ａ、４ｂ），其按照相对于与电极平面（ＰＬＮ）平行的磁场方向具有倾角，且随磁场的时间变化产生电动势；信号变换部（５ａ），其从与流体的流速无关而由磁场的时间变化引起的δＡ／δｔ分量的电动势和由流体的流速引起的ｖ×Ｂ分量的电动势的合成电动势中提取δＡ／δｔ分量；流量输出部（６ａ），其基于δＡ／δｔ分量，除去与合成电动势中的ｖ×Ｂ分量的流速的大小Ｖ相关的系数即量程的变化分量，根据除去该变化分量而得的结果算出流体的流量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及测量流过测量管内的被测量流体的流量的电磁流量计，特别是涉及可以实现准确的流量测量的励磁方式和信号处理方式。
技术介绍
电磁流量计是利用电磁感应现象将流过测量管内的导电性的被测量流体的流量变换为电信号来进行测量的。图27中表示了以往的普通型的电磁流量计的构成。该电磁流量计具有：被测量流体流过的测量管1；一对电极2a、2b，其按照与对被测量流体施加的磁场及测量管1的轴PAX双方正交并且与被测量流体接触的方式，在测量管1中对置配置，检测由于上述磁场和被测量流体的流动而产生的电动势；励磁线圈3，其对被测量流体施加与连结电极2a、2b之间的电极轴EAX及测量管轴PAX双方正交的磁场；检测电极2a、2b之间的电动势的信号变换部5；根据由信号变换部5检测出的电极间电动势算出被测量流体的流量的流量输出部6。图27的普通型的电磁流量计中，在将与测量管轴PAX的方向正交的包含了电极2a、2b的平面PLN设为测量管1的边界时，在以该平面PLN为边界的测量管1的前后对被测量流体施加对称的磁场。另外，励磁线圈3的励磁方式，有可以进行高频励磁的正弦波励磁方式和不受电磁感应噪声等的影响的矩形波励磁方式。在励磁线圈3的励磁电流中使用正弦波的正弦波励磁方式中，存在容易受到商用频率噪声的影响的缺点，然而该缺点可以通过提高了励磁电流的频率的高频励磁方式来解决。另外，在高频励磁方式中，有对电化学噪声或尖峰噪声(spike noise)这样的1/f噪声耐受性强的优点，此外还有可以提高响应性(使流量信号迅速地追随流量变化的特性)的优点。但是，在以往的正弦波励磁方式中，存在容易受到同相成分噪声的影响的问题。作为同相成分的噪声，例如有对被测量流体施加的磁场的振幅的移动。在以往的电磁流量计中，向励磁线圈3供给的励磁电流的振幅因电源电压的不稳等理由而变动(移动)，当对被测量流体施加的磁场的振幅移动时，电极间电动势的振幅就会变化，产生由移动影响造成的流量测量误差。此种同相成分的噪声即使使用高频励磁方式也无法除去。与之不同，在向励磁线圈3供给的励磁电流中使用矩形波的矩形波励磁方式的情况下，有对同相成分的噪声耐受性强的优点。但是，由于矩形波励磁方式采用在磁场没有变化的时候检测电极间电动势的方法，因此当励磁电流为高频时，对于检测器就会要求很高的性能。此外，矩形波励磁方式中，当励磁电流变为高频时，无法忽视励磁线圈3的阻抗、励磁电流的响应性、磁场的响应性、励磁线圈3的铁心或测量管1中的过电流损耗之类的影响，难以维持矩形波励磁。其结果是，在矩形波励磁方式的情况下，难以进行高频励磁，存在无法实现对流量变化的响应性的提高或对1/f噪声的除去的问题。而且，由于流量是在流速上乘以测量管的截面积而得的，因此通常来说，在初-->期状态下的校正中流速与流量是一对一的关系，求出流速和求出流量可以同等地处置，因此以下(为了求出流量)采用求出流速的方式来继续说明。作为可以除去同相成分的噪声而修正流量测量误差、并且可以实现高频励磁的电磁流量计，专利技术人提出过如图28所示的不对称励磁型的电磁流量计(参照专利文献1、专利文献2)。相对于图27所示的普通型，图28中所示的不对称励磁型的电磁流量计通过提取不受量程的迁移影响的参数(不对称励磁参数)，基于它输出流量，来解决量程的迁移的问题。这里，使用图29对量程的迁移进行说明。当即使被测量流体的流速没有变化，而利用电磁流量计测量出的流速的大小V也变化时，可以认为是量程的迁移是导致该输出变动的要因。例如如下所示地校正，即，在初期状态下被测量流体的流速为0时电磁流量计的输出为0(v)，在流速为1(m/sec)时输出为1(v)。这里的电磁流量计的输出是表示流速的大小V的电压。利用此种校正，如果被测量流体的流速为1(m/sec)，则电磁流量计的输出当然就会为1(v)。但是，在经过某个时间t1的时候，会有尽管被测量流体的流速同样地为1(m/sec)而电磁流量计的输出却变为1.2(v)的情况。可以看作该输出变动的要因的是量程的迁移。量程的迁移这样的现象例如是因为如下等原因而产生的，即，因电磁流量计的周围温度的变化等，无法将流过励磁线圈的励磁电流值维持为恒定值。 专利文献1日本专利第3774218号公报专利文献2日本特开2005-300325号公报但是，如图28中所示的构成那样，由于不对称励磁型的电磁流量计与普通型的电磁流量计不同，需要在电极位置与线圈位置之间设置偏移量(offset)，因此存在如下的问题，即，无法沿用普通型的电磁流量计的检测器，而需要设计、制作新的检测器部分。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，不用大幅度变更以往的普通型的检测器的构成，提供一种可以自动地进行准确的量程修正、进行高精度的流量测量的电磁流量计。本专利技术的电磁流量计的特征在于，具备：被测量流体流过的测量管；电极，其配置于该测量管中，检测对上述流体施加的磁场和因上述流体的流动而产生的电动势；励磁部，其对上述流体包含该电极在内，施加相对于与上述测量管的轴向垂直的电极平面来说对称并且随时间变化的磁场；信号线，其被配设为一端与上述电极连接，并且相对于与上述电极平面平行的磁场方向具有倾角，因上述磁场随时间变化而产生电动势；信号变换部，其与上述信号线的另一端连接，从由上述电极及信号线检测出的与上述流体的流速无关而由上述磁场随时间变化引起的δA/δt分量的电动势和由上述流体的流速引起的v×B分量的电动势的合成电动势中，提取上述δA/δt分量；流量输出部，其基于上述提取出的δA/δt分量，除去与上述合成电动势当中的v×B分量的流速的大小V相关的系数即量程的变动分量，根据除去该变动分量而得的结果算出上述流体的流量。另外，在本专利技术的电磁流量计的一个构成例中，其特征在于，上述信号线的配-->设方向具有与上述测量管的轴同向的分量。另外，在本专利技术的电磁流量计的一个构成例中，其特征在于，上述励磁部由按线圈轴包含于上述电极平面中的方式配设的励磁线圈、向该励磁线圈供给励磁电流的电源构成，上述信号变换部通过求出上述合成电动势与上述励磁电流的相位差或时间差，来提取上述δA/δt分量。另外，在本专利技术的电磁流量计的一个构成例(第一实施方式)中，其特征在于，上述电源向上述励磁线圈供给第一频率的励磁电流，上述信号变换部通过求出上述合成电动势中的上述第一频率的成分与上述励磁电流的相位差，来提取上述δA/δt分量，上述流量输出部基于上述提取出的δA/δt分量，除去上述合成电动势的第一频率成分中的v×B分量中所含的量程的变动分量，根据除去该变动分量的结果算出上述流体的流量。另外，在本专利技术的电磁流量计的一个构成例中，其特征在于，上述励磁部由励磁线圈和向上述励磁线圈供给励磁电流的电源构成，上述励磁线圈按照线圈轴包含于上述电极平面中的方式配设，上述励磁电流为同时或交替地施加多个励磁频率的励磁电流，上述信号变换部通过求出上述合成电动势中的同时或交替地得到的至少2个不同的频率成分的振幅和相位，来提取上述δA/δt分量。另外，在本专利技术的电磁流量计的一个构成例(第二实施方式)中，其特征在于，上述电源向上述励磁线圈供给同时或交替地施加第一频率和第二频率两个不同励磁频率的励磁电流，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电磁流量计，其特征在于，具备：被测量流体流过的测量管； 电极，其配置于该测量管中，用于检测对所述流体施加的磁场和由于所述流体的流动而产生的电动势； 励磁部，其对所述流体施加相对于包含了该电极的与所述测量管的轴向垂直的电极平面来说对称并且随时间变化的磁场； 信号线，其被配设为一端与所述电极连接，并且相对于与所述电极平面平行的磁场方向具有倾角，因所述磁场随时间变化而产生电动势； 信号变换部，其与所述信号线的另一端连接，从由所述电极及信号线检测出的、与所述流体的流速无关而由所述磁场随时间变化引起的δＡ／δｔ分量的电动势和由所述流体的流速引起的ｖ×Ｂ分量的电动势的合成电动势中，提取所述δＡ／δｔ分量； 流量输出部，其基于所述提取出的δＡ／δｔ分量，除去与所述合成电动势当中的ｖ×Ｂ分量的流速的大小ｖ相关的系数即量程的变化分量，根据除去该变化分量而得到的结果算出所述流体的流量。
【技术特征摘要】
JP 2009-9-4 2009-2045031.一种电磁流量计，其特征在于，具备：被测量流体流过的测量管；电极，其配置于该测量管中，用于检测对所述流体施加的磁场和由于所述流体的流动而产生的电动势；励磁部，其对所述流体施加相对于包含了该电极的与所述测量管的轴向垂直的电极平面来说对称并且随时间变化的磁场；信号线，其被配设为一端与所述电极连接，并且相对于与所述电极平面平行的磁场方向具有倾角，因所述磁场随时间变化而产生电动势；信号变换部，其与所述信号线的另一端连接，从由所述电极及信号线检测出的、与所述流体的流速无关而由所述磁场随时间变化引起的δA/δt分量的电动势和由所述流体的流速引起的v×B分量的电动势的合成电动势中，提取所述δA/δt分量；流量输出部，其基于所述提取出的δA/δt分量，除去与所述合成电动势当中的v×B分量的流速的大小v相关的系数即量程的变化分量，根据除去该变化分量而得到的结果算出所述流体的流量。2.根据权利要求1所述的电磁流量计，其特征在于，所述信号线的配设方向具有与所述测量管的轴同向的分量。3.根据权利要求1或2所述的电磁流量计，其特征在于，所述励磁部由按照线圈轴包含于所述电极平面中的方式配设的励磁线圈、和向该励磁线圈供给励磁电流的电源构成，所述信号变换部通过求出所述合成电动势与所述励磁电流的相位差或时间差，来提取所述δA/δt分量。4.根据权利要求3所述的电磁流量计，其特征在于，所述电源向所述励磁线圈供给第一频率的励磁电流，所述信号变换部通过求出所述合成电动势中的所述第一频率的成分与所述励磁电流的相位差，来提取所述δA/δt分量，所述流量输出部基于所述提取出的δA/δt分量，除去所述合成电动势的第一频率成分中的v×B分量中所含的量程的变化分量，根据除去该变化分量的结果算出所述流体的流量。5.根据权利要求1或2所述的电磁流量计，其特征在于，所述励磁部由励磁线圈和向所述励磁线圈供给励磁电流的电源构成，所述励磁线圈按照线圈轴包含于所述电极平面中的方式配设，所述励磁电流为同时或交替地施加多个励磁频率的励磁电流，所述信号变换部通过求出所述合成电动势中的同时或交替地得到的至少2个不同的频率成分的振幅和相位，来提取所述δA/δt分量。6.根据权利要求5所述的电磁流量计，其特征在于，所述电源向所述励磁线圈供给同时或交替地施加第一频率和第二频率2个不同的励磁频率的励磁电流，所述信号变换部求出所述合成电动势中的所述第一频率与所述第二频率这2个频率成分的振幅和相位，基于这些振幅和相位，提取所述2个频率成分的电动势差作为所述δA/δt分量，所述流量输出部基于所述提取出的δA/δt分量，除去所述合成电动势中的所述第一频率成分中的v×B分量或所述第二频率成分中的v×B分量中所含的量程的变化分量，根据除去该变化分量的结果算出所述流体的流量。7.根据权利要求3至6中任一项所述的电磁流量计，其特征在于，所述电极按照在与所述测量管的轴正...
【专利技术属性】
技术研发人员：山本友繁，
申请(专利权)人：株式会社山武，
类型：发明
国别省市：JP
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