JPH0575338B2 - - Google Patents
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- JPH0575338B2 JPH0575338B2 JP5080887A JP5080887A JPH0575338B2 JP H0575338 B2 JPH0575338 B2 JP H0575338B2 JP 5080887 A JP5080887 A JP 5080887A JP 5080887 A JP5080887 A JP 5080887A JP H0575338 B2 JPH0575338 B2 JP H0575338B2
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Description
【発明の詳細な説明】
<産業上の利用分野>
本発明は、磁場を被測定流体に印加しその流量
を測定する電磁流量計に係り、特にその励磁方式
とこれに伴なう信号処理方式を改良した電磁流量
計に関する。[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention relates to an electromagnetic flowmeter that applies a magnetic field to a fluid to be measured and measures its flow rate, and particularly relates to an excitation method thereof and a signal processing method associated therewith. This invention relates to an improved electromagnetic flowmeter.
<従来の技術>
工業用の電磁流量計は従来から商用電源を用い
て励磁する商用周波の励磁方式が採用されてき
た。商用周波の励磁方式は、(イ)応答速度が早く低
コストに出来る。(ロ)スラリ性の流体や低導電率の
流体で発生する流速と共に増加する低周波のラン
ダムノイズ(以下、フローノイズという)の影響
を受けがたい、という利点があるが、稼動状態で
比較的に長期、例えば1日程度の間、放置してお
くとゼロ点が変動するという欠点がある。<Prior Art> Industrial electromagnetic flowmeters have conventionally adopted a commercial frequency excitation method using a commercial power supply. The commercial frequency excitation method has (a) fast response speed and low cost. (b) It has the advantage of being less susceptible to the effects of low-frequency random noise (hereinafter referred to as flow noise) that increases with flow velocity that occurs in slurry fluids and low conductivity fluids, but However, it has the disadvantage that the zero point will fluctuate if left unattended for a long period of time, for example, about one day.
このため、商用周波の1/2、あるいはこれ以下
の低周波で励磁する低周波励磁方式が採用される
ようになつた。低周波励磁方式にすると周知のよ
うにゼロ点の安定な電磁流量計が得られる利点が
ある。しかし、励磁周波数が低いのでフローノイ
ズの周波数と近接し、このためフローノイズの影
響を受け易く、特に流速が大になるとこの影響が
顕著になる。また、フローノイズの影響を軽減す
るためにダンピングをかけると応答が遅くなる欠
点を有している。 For this reason, a low frequency excitation method that excites at a low frequency of 1/2 of the commercial frequency or lower has been adopted. As is well known, the low frequency excitation method has the advantage of providing an electromagnetic flowmeter with a stable zero point. However, since the excitation frequency is low, it is close to the frequency of flow noise, and is therefore susceptible to the influence of flow noise, and this influence becomes particularly noticeable as the flow velocity increases. Furthermore, when damping is applied to reduce the influence of flow noise, the response becomes slow.
そこで、特願昭60−197168号(発明の名称;電
磁流量計)で提案されているように、商用周波数
或いはこれよりも高い周波数を持つ高周波励磁電
流成分と、これより低い周波数の低周波励磁電流
成分とを励磁コイルに同時に流して2周波の磁場
を形成する2周波励磁方式が提案されている。 Therefore, as proposed in Japanese Patent Application No. 60-197168 (title of invention: electromagnetic flowmeter), a high-frequency excitation current component with a commercial frequency or higher frequency and a low-frequency excitation current component with a lower frequency are proposed. A two-frequency excitation method has been proposed in which a two-frequency magnetic field is formed by simultaneously causing a current component to flow through an excitation coil.
<発明が解決しようとする問題点>
しかしながら、この提案においてはゼロ点も安
定でフローノイズにも強くかつ応答も良いという
利点があるが、高周波側には大きな時定数を持つ
高域濾波器があり低周波側にも大きな時定数を持
つ低域濾波器があるので、電源投入のときやノイ
ズが重畳した後正常状態に復帰したときに正常な
流量出力を出す演算をしようとするとこれ等の大
きな時定数のためなかなか正常な流量出力を出せ
る状態にならないという問題がある。<Problems to be solved by the invention> However, although this proposal has the advantage of having a stable zero point, strong resistance to flow noise, and good response, it requires a high-pass filter with a large time constant on the high frequency side. Yes, there is a low-pass filter with a large time constant on the low frequency side, so if you try to calculate a normal flow rate output when the power is turned on or when the normal state returns after noise has been superimposed, you will have to There is a problem in that it is difficult to reach a state in which a normal flow rate output can be produced due to the large time constant.
<問題点を解決するための手段>
この発明は、以上の問題点を解決するため、第
1周波数とこれより低い第2周波数の2つの異な
つた周波数を有する磁場を供給する励磁手段と、
この励磁手段により励磁され流量に対応して発生
する信号電圧を第1周波数に基づいて弁別して出
力する第1復調演算手段と、この第1復調演算手
段の出力を大きな高域時定数で高域濾波する高域
濾波演算手段と、信号電圧を第2周波数に基づい
て弁別して復調する第2復調演算手段と、この第
2復調演算手段の出力を大きな低域時定数で低域
濾波する低域濾波演算手段と、高域濾波演算手段
と低域濾波演算手段の各出力を用いて代数的に合
成して流量出力を演算する合成演算手段と、信号
電圧に対応する正常な流量出力を演算するに適し
た演算状態か否かを判断する判断手段と、この判
断手段の結果に基づいて演算状態にあるときに高
域時定数と低域時定数を当初は小さく設定しその
あと大きくする設定する時定数変更手段とを具備
するようにしたものである。<Means for Solving the Problems> In order to solve the above problems, the present invention provides excitation means for supplying magnetic fields having two different frequencies, a first frequency and a second frequency lower than the first frequency;
A first demodulation calculation means for discriminating and outputting a signal voltage excited by the excitation means and generated corresponding to the flow rate based on a first frequency; A high-pass filter calculation means for filtering, a second demodulation calculation means for discriminating and demodulating the signal voltage based on a second frequency, and a low-pass filter for low-pass filtering the output of the second demodulation calculation means with a large low-frequency time constant. a filter calculation means; a synthesis calculation means for calculating a flow rate output by algebraically synthesizing each output of the high-pass filter calculation means and the low-pass filter calculation means; and a synthesis calculation means for calculating a normal flow rate output corresponding to a signal voltage. a judgment means for judging whether or not the calculation state is suitable for the calculation, and a judgment means for determining whether the calculation state is suitable for the calculation, and setting the high-frequency time constant and the low-pass time constant to be initially small and then set to be large when in the calculation state based on the result of this judgment means. A time constant changing means is provided.
<実施例>
以下、本発明の実施例について図面に基づき説
明する。第1図は本発明の1実施例を示すブロツ
ク図である。<Example> Hereinafter, an example of the present invention will be described based on the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention.
10は電磁流量計の検出器の導管であり、絶縁
性のライニングがその内面に施されている。11
a,11bは信号電圧を検出するための電極であ
る。12は励磁コイルであり、これによつて発生
した磁場が被測定流体に印加される。励磁コイル
12には、励磁回路13から励磁電流Ifが供給さ
れている。 10 is a conduit for a detector of an electromagnetic flowmeter, and an insulating lining is provided on the inner surface of the conduit. 11
a and 11b are electrodes for detecting a signal voltage. Reference numeral 12 denotes an excitation coil, and a magnetic field generated thereby is applied to the fluid to be measured. An excitation current I f is supplied to the excitation coil 12 from an excitation circuit 13 .
励磁回路13は次のように構成されている。基
準電圧E1は増幅器Q1の非反転入力端(+)に印
加され、その出力端はトランジスタQ2のベース
に接続されている。トランジスタQ2のエミツタ
は抵抗Rfを介してコモンCOMに接続されると共
に増幅器Q1の反転入力端(−)に接続されてい
る。コモンCOMとトランジスタQ2のコレクタと
の間には励磁電圧ESがスイツチSW2とSW3の直列
回路とこれに並列に接続されたスイツチSW4と
SW5の直列回路を介して印加される。励磁コイル
12はスイツチSW2,SW3の接続点とスイツチ
SW4,SW5の接続点にそれぞれ接続される。タイ
ミング信号S2,S3,S4,S5はそれぞれスイツチ
SW2,SW3,SW4,SW5の開閉を制御する。 The excitation circuit 13 is configured as follows. The reference voltage E 1 is applied to the non-inverting input (+) of the amplifier Q 1 , the output of which is connected to the base of the transistor Q 2 . The emitter of the transistor Q2 is connected to the common COM via a resistor R f and also to the inverting input terminal (-) of the amplifier Q1 . An excitation voltage E S is applied between the common COM and the collector of the transistor Q 2 through the series circuit of switches SW 2 and SW 3 and the switch SW 4 connected in parallel to this.
Applied via SW 5 series circuit. The excitation coil 12 is connected to the connection point of switches SW 2 and SW 3 and the switch
Connected to the connection points of SW 4 and SW 5 , respectively. Timing signals S 2 , S 3 , S 4 , and S 5 are switches, respectively.
Controls the opening and closing of SW 2 , SW 3 , SW 4 , and SW 5 .
一方、信号電圧は電極11a,11bで検出さ
れ、前置増幅器14に出力される。前置増幅器1
4でコモンモード電圧の除去とインピーダンス変
換がなされその出力端15に出力される。 On the other hand, the signal voltage is detected by the electrodes 11a and 11b and output to the preamplifier 14. Preamplifier 1
4, the common mode voltage is removed and the impedance is converted, and the resultant signal is output to the output terminal 15.
出力端15における前置増幅器14の出力はア
ナログ/デジタル変換器(A/DL)16とアナ
ログ/デジタル変換器(A/DH)17でそれぞ
れデジタル信号に変換されてバス18を介してラ
ンダムアクセスメモリ(RAM)19に格納され
る。リードオンリーメモリ(ROM)20には所
定の演算プログラムおよび初期データが格納され
ており、プロセツサ(CPU)21の制御の基に
ROM20に格納された演算手順にしたがつて演
算され、その結果はRAM19に格納される。 The output of the preamplifier 14 at the output terminal 15 is converted into a digital signal by an analog/digital converter (A/D L ) 16 and an analog/digital converter (A/D H ) 17, respectively, and is randomly transmitted via a bus 18. The data is stored in access memory (RAM) 19. A read-only memory (ROM) 20 stores predetermined calculation programs and initial data, and is processed under the control of a processor (CPU) 21.
The calculation is performed according to the calculation procedure stored in the ROM 20, and the result is stored in the RAM 19.
22はクロツク発生器であり、ここで発生され
たクロツクは分周器23で1/nに分周されシス
テムクロツクShとしてCPU21とアナログ/デ
ジタル変換器17に供給される。 22 is a clock generator, and the clock generated here is divided into 1/n by a frequency divider 23 and supplied to the CPU 21 and the analog/digital converter 17 as a system clock Sh .
CPU21はROM20に格納された演算プログ
ラムに従いバス18を介してタイミング信号出力
ポート(TO)24に励磁電流Ifの波形を決める
タイミングを出力する。タイミング信号出力ポー
ト24はこのタイミングに従い励磁電流を切換え
るタイミング信号S2,S3,S4,S5を出力する。 The CPU 21 outputs the timing for determining the waveform of the excitation current I f to the timing signal output port (TO) 24 via the bus 18 in accordance with the arithmetic program stored in the ROM 20 . The timing signal output port 24 outputs timing signals S 2 , S 3 , S 4 , and S 5 for switching the excitation current according to this timing.
また、タイミング信号出力ポート24はCPU
21の指定するタイミングに従いタイミング信号
Slをアナログ/デジタル変換器16に出力し前置
増幅器14の出力をサンプルする。 In addition, the timing signal output port 24 is
Timing signal according to the timing specified by 21
S l is output to an analog/digital converter 16 and the output of the preamplifier 14 is sampled.
一方、ROM20に格納された演算プログラム
によりRAM19に格納されたデータを用いて
CPU21により所定の演算が実行され、その演
算の結果はRAM19に格納されると共にバス1
8を介してデジタル/アナログ変換器25を介し
て出力端26に流量出力として出力される。 On the other hand, using the data stored in RAM 19 by the calculation program stored in ROM 20,
A predetermined calculation is executed by the CPU 21, and the result of the calculation is stored in the RAM 19 and the bus 1
8, the digital/analog converter 25, and the output end 26 as a flow rate output.
また、飽和検知器27は前置増幅器14から信
号が入力されており、例えばフローノイズなどに
より前置増幅器14が飽和しているか否かを検知
する。ここで検知された信号はデータ入力ポート
(DI)28に出力されてデジタル信号としてバス
18を介してCPU21の制御の基にRAM19の
所定領域に格納される。 Further, the saturation detector 27 receives a signal from the preamplifier 14, and detects whether or not the preamplifier 14 is saturated due to, for example, flow noise. The signal detected here is output to a data input port (DI) 28 and stored as a digital signal in a predetermined area of the RAM 19 under the control of the CPU 21 via the bus 18.
次に、第1図に示す実施例の基本動作を第2図
に示すフローチヤートをベースとしてこれに他の
図を参照して説明する。 Next, the basic operation of the embodiment shown in FIG. 1 will be explained based on the flowchart shown in FIG. 2 with reference to other drawings.
第2図に示すステツプ1でまずパワーオンとす
る。そしてこの状態をCPU21はステツプ2で
検知する。 In step 1 shown in FIG. 2, the power is first turned on. The CPU 21 detects this state in step 2.
この結果に基づきCPU21はイニシヤライズ
処理に入る(ステツプ3)。このイニシヤライズ
処理は、例えばアナログ/デジタル変換器16、
17などのハードのリセツト、或いはRAM19
の演算領域やフラグ領域などの確保など以後の信
号処理に必要な準備を行う。 Based on this result, the CPU 21 enters initialization processing (step 3). This initialization process is performed by, for example, the analog/digital converter 16,
Hardware reset such as 17 or RAM19
Make necessary preparations for subsequent signal processing, such as securing a calculation area and a flag area.
第1図に示す分周器23の出力に得られるシス
テムクロツクShは第3図aに示す波形でありこれ
がCPU21に供給されているが、第2図のステ
ツプ4において、CPU21はこのシステムクロ
ツクShの割込タイミング(第3図g)に同期して
ROM20に格納された所定の演算プログラムに
よりバス18を介してタイミング信号出力ポート
24に励磁波形の切換タイミングを示すタイミン
グ信号を出力する。 The system clock S h obtained from the output of the frequency divider 23 shown in FIG. 1 has the waveform shown in FIG. 3 a, and is supplied to the CPU 21. In synchronization with the interrupt timing of clock S h (Fig. 3g)
A timing signal indicating switching timing of the excitation waveform is outputted to the timing signal output port 24 via the bus 18 according to a predetermined calculation program stored in the ROM 20 .
ステツプ4において、タイミング信号出力ポー
ト24はこの切換タイミングを受け、タイミング
信号S5(第3図b)、S4(第3図c)、S3(第3図
d)、S2(第3図e)をそれぞれ励磁回路13のス
イツチSW5,SW4,SW3,SW2に出力する。或い
はタイミング信号S4をスイツチSW3,SW4に同時
に出力し、かつタイミング信号S2をスイツチ
SW2,SW5に同時に出力する。励磁回路13はこ
れ等のタイミング信号を受け第3図fに示す波形
の励磁電流Ifを励磁コイル12に出力する。この
励磁波形は第3図h,iに示すようにタイミング
番号iが0〜15で1サイクルを構成してこれを繰
り返す波形であり、第3図ではnサイクルの部分
を中心にして示してある。この励磁波形は低周波
の波形と高周波の波形を乗算した乗算形の波形を
している。 In step 4, the timing signal output port 24 receives this switching timing and outputs timing signals S 5 (FIG. 3b), S 4 (FIG. 3c), S 3 (FIG. 3d), and S 2 (FIG. 3d). Figure e) is output to the switches SW 5 , SW 4 , SW 3 , and SW 2 of the excitation circuit 13, respectively. Alternatively, output the timing signal S 4 to the switches SW 3 and SW 4 at the same time, and output the timing signal S 2 to the switch SW 3 and SW 4 simultaneously.
Output to SW 2 and SW 5 simultaneously. The excitation circuit 13 receives these timing signals and outputs an excitation current I f having a waveform shown in FIG. 3f to the excitation coil 12. This excitation waveform is a waveform in which the timing number i is 0 to 15, forming one cycle and repeating this, as shown in Fig. 3 h and i, and Fig. 3 mainly shows the n cycle part. . This excitation waveform has a multiplicative waveform obtained by multiplying a low frequency waveform and a high frequency waveform.
次に、ステツプ5に移行する。ステツプ5で
は、飽和検知器27が前置増幅器14からの信号
電圧を受けこれをアラーム信号ALMとしてデー
タ入力ポート28に出力する。CPU21は第3
図gに示す割り込みタイミングでデータ入力ポー
ト28からデータを取り入れRAM19のアラー
ム領域に格納する。 Next, proceed to step 5. In step 5, the saturation detector 27 receives the signal voltage from the preamplifier 14 and outputs it to the data input port 28 as an alarm signal ALM. CPU21 is the third
Data is taken in from the data input port 28 and stored in the alarm area of the RAM 19 at the interrupt timing shown in FIG.
ステツプ6では、CPU21がステツプ5で格
納されたアラーム信号ALMとROM20に格納
された設定値と比較し、異常がないかどうか判断
する。正常でなければステツプ7に移行する。 In step 6, the CPU 21 compares the alarm signal ALM stored in step 5 with the set value stored in the ROM 20 to determine whether there is any abnormality. If not normal, proceed to step 7.
ステツプ7では異常時出力としてROM20に
格納された所定の出力、例えば0%出力、100%
出力などをバス18とデジタル/アナログ変換器
25を介して出力端26に出力する。 In step 7, a predetermined output stored in the ROM 20 as an abnormal output is set, for example, 0% output or 100% output.
The output and the like are outputted to an output terminal 26 via a bus 18 and a digital/analog converter 25.
ステツプ8では、次の割り込みタイミング(第
3図g)でステツプ5と同様にしてアラーム信号
ALMを入力する。この結果に対してステツプ9
でCPU21はステツプ6と同様にして前置増幅
器14が飽和しているか否かの判断をする。正常
でなければステツプ7にリターンし、異常時出力
を出し続ける。正常であれば、ステツプ6で正常
と判断されたときと同様にして、ステツプ10に
移行する。 In step 8, the alarm signal is output in the same manner as in step 5 at the next interrupt timing (Fig. 3g).
Enter ALM. For this result, step 9
Then, the CPU 21 determines whether or not the preamplifier 14 is saturated in the same manner as in step 6. If it is not normal, the process returns to step 7 and continues to output the abnormality output. If it is normal, the process moves to step 10 in the same way as when it is determined to be normal in step 6.
ステツプ10ではアナログ/デジタル変換器1
6,17からデータを読み込む。この読み込みの
手順について第4図に示すフローチヤート図を用
いて詳しく説明する。 In step 10, analog/digital converter 1
Read data from 6 and 17. This reading procedure will be explained in detail using the flowchart shown in FIG.
ステツプ10Aでは割り込みタイミング(第3
図g)に同期してアナログ/デジタル変換器17
から入力されるデータを第3図jに示すようにバ
ス18を介してCPU21の制御の基にRAM19
の所定のデータ領域Hiに格納する。 In step 10A, the interrupt timing (third
Analog/digital converter 17 in synchronization with Figure g)
As shown in FIG. 3j, the data input from
is stored in a predetermined data area H i of .
次に、ステツプ10Bに移り、読み込んだタイ
ミング番号iが0か否かを判断し、0でなければ
ステツプ10Cに移行し、0ならばステツプ10
Dに移行する。 Next, the process moves to step 10B, and it is determined whether or not the read timing number i is 0. If it is not 0, the process moves to step 10C, and if it is 0, the process moves to step
Move to D.
ステツプ10Cでは読み込んだタイミング番号
iが8か否かを判断し8でなければデータ読み込
みを終了し、8ならばステツプ10Eに移行す
る。 In step 10C, it is determined whether the read timing number i is 8 or not. If it is not 8, the data reading is finished, and if it is 8, the process moves to step 10E.
ステツプ10Dでは、タイミング信号出力ポー
ト24から出力されたタイミング信号Sl(第3図
k)によるサンプルタイミングにより、アナロ
グ/デジタル変換器16から入力されるデータを
第3図lに示すようにバス18を介してCPU2
1の制御の基にRAM19の所定のデータ領域…
…、L0(n−1)、L0(n)、L0(n+1)、……に
格納し、データ読み込みを終了する。 In step 10D, the data input from the analog/digital converter 16 is transferred to the bus 18 as shown in FIG. via CPU2
Based on the control of 1, a predetermined data area of RAM 19...
..., L 0 (n-1), L 0 (n), L 0 (n+1), . . . and end the data reading.
ステツプ10Eでは、タイミング信号出力ポー
ト24から出力されたタイミング信号Sl(第3図
k)によるサンプルタイミングにより、アナロ
グ/デジタル変換器16から入力されるデータを
第3図lに示すようにバス18を介してCPU2
1の制御の基にRAM19の所定のデータ領域…
…、L1(n−1)、L1(n)、L1(n+1)、……に
格納してデータの読み込みを終了する。 At step 10E, the data input from the analog/digital converter 16 is transferred to the bus 18 as shown in FIG. via CPU2
Based on the control of 1, a predetermined data area of RAM 19...
..., L 1 (n-1), L 1 (n), L 1 (n+1), ..., and the reading of the data is completed.
以上の手順でステツプ10で示すデータの読み
込みを終了する。 With the above procedure, the data reading shown in step 10 is completed.
次に、ステツプ11に移行する。ステツプ11
ではステツプ10でのデータの読み込みが所定回
数実行されたか否かの判断が為される。所定回数
の読み込みが為されていないときはステツプ10
にリターンし、所定回数に達したときは次のステ
ツプ12に移行する。これらの読み込まれたデー
タはRAM19の所定領域に格納される。この手
順が必要なのは、後述するように高周波復調信号
eHi(第3図m)の演算するのに必要であるからで
ある。 Next, the process moves to step 11. Step 11
Then, it is determined whether or not data reading in step 10 has been executed a predetermined number of times. If the predetermined number of readings have not been completed, proceed to step 10.
When the predetermined number of times has been reached, the process moves to the next step 12. These read data are stored in a predetermined area of the RAM 19. This step is necessary because the high-frequency demodulated signal is
This is because it is necessary to calculate e Hi (Fig. 3 m).
ステツプ12では流量演算の為の演算時定数T
の初期値をCPU21がROM20から読出して演
算に備える。この演算時定数Tは最小の値に設定
されている。 In step 12, the calculation time constant T for flow rate calculation is
The CPU 21 reads the initial value from the ROM 20 in preparation for calculation. This calculation time constant T is set to the minimum value.
ステツプ13では流量演算に必要な初期値を
ROM20から読み出す。 In step 13, the initial values necessary for flow rate calculation are
Read from ROM20.
ステツプ13では流量信号の初期値を演算す
る。この流量演算の詳細については後述するが、
基本的に流量演算は信号電圧を高周波で復調した
高周波復調信号eHiを用いて高域濾波演算をして
得た高域濾波信号FHiと、信号電圧を低周波で復
調した低周波復調信号eLiを用いて低域濾波演算
をして得た低域濾波信号FLiとを加算演算して得
られる。 In step 13, the initial value of the flow rate signal is calculated. The details of this flow rate calculation will be described later, but
Basically, the flow rate calculation is performed using the high-frequency demodulated signal e Hi obtained by demodulating the signal voltage at high frequency, and the high-pass filtered signal F Hi obtained by high-pass filtering calculation, and the low-frequency demodulated signal obtained by demodulating the signal voltage at low frequency. It is obtained by adding the low-pass filtered signal F Li obtained by low-pass filtering using e Li .
この高域濾波信号FHiはΔTHを第3図fに示す
演算周期とすれば次式で与えられる。 This high-pass filtered signal F Hi is given by the following equation, assuming that ΔT H is the operation period shown in FIG. 3f.
FHi=(FHi-2+eHi−eHi-2)×T/(T+ΔTH)…(1
)
ただし、eHi-2とFHi-2は前回読み込んだ高周波
復調信号と高域濾波信号である。また、高周波復
調信号eHiは第6図の高周波復調演算の欄に示す
演算式で得られた値である。 F Hi = (F Hi-2 +e Hi −e Hi-2 )×T/(T+ ΔTH )…(1
) However, e Hi-2 and F Hi-2 are the high-frequency demodulated signal and high-pass filtered signal read last time. Further, the high frequency demodulation signal e Hi is a value obtained by the calculation formula shown in the column of high frequency demodulation calculation in FIG.
そして、この場合の初期値としてFHi-2=0、
eHi-2=eHiと設定する。これは、初期値としてFHi
=0にすることを意味する。 In this case, the initial value is F Hi-2 = 0,
Set e Hi-2 = e Hi . This is F Hi as the initial value
= 0.
一方、低域濾波信号FLiは次式で与えられる。 On the other hand, the low-pass filtered signal F Li is given by the following equation.
FLi=FLi-8+(eLi−FLi-8)×T/(T+ΔTH)…(2
)
ここで、FLi-8は前回の低域濾波信号FLiの値で
ある。そして、この場合の初期値としてFLi-8=
eLiを設定する。これは、FLi=eLiを意味し、今回
入力した信号電圧を低域濾波信号として出力する
こととなる。なお、ΔTH=8ΔTLである。 F Li =F Li-8 + (e Li −F Li-8 )×T/(T+ΔT H )…(2
) Here, F Li-8 is the value of the previous low-pass filtered signal F Li . And, as the initial value in this case, F Li-8 =
Set up eLi . This means F Li =e Li , and the signal voltage input this time will be output as a low-pass filtered signal. Note that ΔT H =8ΔT L.
従つて、低域濾波信号と高域濾波信号との和
は、今回得られた高周波復調信号となり、これを
ステツプ15でCPU21とデジタル/アナログ
変換器25を介して初期流量出力として出力端2
6に出力する。以上のステツプ10〜15で初期
設定を終了する。 Therefore, the sum of the low-pass filtered signal and the high-pass filtered signal becomes the high-frequency demodulated signal obtained this time, and this is sent to the output end 2 as the initial flow rate output via the CPU 21 and the digital/analog converter 25 in step 15.
Output to 6. Initial settings are completed with steps 10 to 15 above.
次に、ステツプ16に移行する。ステツプ16
でもステツプ5と同じようにデータ入力ポート2
8からアラーム信号を入力し、ステツプ6と同じ
ようにしてステツプ17で信号電圧が正常か否か
を判断する。正常でなければステツプ7にリター
ンして異常処理をし、正常であればステツプ18
に移行する。 Next, the process moves to step 16. Step 16
But as in step 5, data input port 2
An alarm signal is input from step 8, and in the same way as step 6, it is determined whether the signal voltage is normal or not at step 17. If it is normal, return to step 7 and process the abnormality, and if normal, proceed to step 18.
to move to.
ステツプ18では、ステツプ10と同じように
して第4図に従う手順でデータを順次にRAM1
9に読み込む。 In step 18, data is sequentially transferred to the RAM 1 in the same manner as in step 10 according to the procedure shown in FIG.
Load into 9.
さらに、ステツプ19ではステツプ12で設定
した演算時定数TをROM20に格納された手順
に従い、ステツプ12の場合に比べてさらに大き
く再設定してステツプ20に移行する。 Further, in step 19, the calculation time constant T set in step 12 is reset to a larger value than that in step 12 according to the procedure stored in the ROM 20, and the process proceeds to step 20.
ステツプ20では再設定された演算時定数
(Tc)を用いて流量演算がなされる。この流量演
算については第5図を用いて詳しく説明する。 At step 20, the flow rate is calculated using the reset calculation time constant (Tc). This flow rate calculation will be explained in detail using FIG. 5.
第5図におけるステツプ20Aでは、タイミン
グ番号iが奇数か否かを判断し、奇数ならばステ
ツプ20Bに移行し、奇数でないならばステツプ
20Dに移行する判断をする。 At step 20A in FIG. 5, it is determined whether the timing number i is an odd number or not. If it is an odd number, the process moves to step 20B, and if it is not an odd number, it is judged that the process moves to step 20D.
ステツプ20Bは高周波の復調演算をする。復
調演算に際しては、RAM19に格納されたデー
タHiを用い、第3図mに示すタイミングでCPU
21の制御の基にROM20に格納された第6図
に示す高周波復調演算eHiの欄で示す演算式で演
算をしてその結果をRAM19に格納する。この
復調演算により電極11a,11bに発生する電
気化学的な直流電圧は除去され、微分ノイズは一
定値に保持され誤差要因とはならない。 Step 20B performs high frequency demodulation calculations. In the demodulation calculation, data H i stored in the RAM 19 is used, and the CPU is activated at the timing shown in Figure 3 m.
Under the control of 21, the high frequency demodulation calculation shown in FIG . Through this demodulation calculation, the electrochemical DC voltage generated across the electrodes 11a and 11b is removed, and the differential noise is kept at a constant value and does not become an error factor.
次に、ステツプ20Cに移る。ここでは、高周
波側の高域濾波演算FHiを実行する。 Next, the process moves to step 20C. Here, a high-pass filtering operation F Hi on the high frequency side is executed.
濾波演算に際しては、RAM19に格納された
データeHiと前回の濾波演算結果とを用い、CPU
21の制御の基にROM20に格納された第6図
に示す高域濾波演算FHiの欄で示す演算式で演算
してその結果をRAM19に格納する。なお、第
6図においてAなる定数は、Tcを再設定された
微分或いは積分の定数とすればA=Tc/(Tc+
ΔTH)で示される。 When performing filtering calculations, the CPU uses data e Hi stored in the RAM 19 and the previous filtering calculation results.
Under the control of 21, the high-pass filter calculation F Hi shown in FIG. In addition, the constant A in Fig. 6 is A = Tc / (Tc +
ΔT H ).
次にステツプ20Dに移る。ステツプ20Dで
はタイミング番号iが0または8か否かを判断
し、0または8ならばステツプ20Eに移行し、
0または8でないならばステツプ20Gに移行す
る判断をする。 Next, the process moves to step 20D. In step 20D, it is determined whether the timing number i is 0 or 8, and if it is 0 or 8, the process moves to step 20E.
If it is not 0 or 8, it is determined to proceed to step 20G.
ステツプ20Eでは、低周波の復調演算をす
る。復調演算に際しては、RAM19に格納され
たデータ……、L0(n−1)、L0(n)、L0(n+
1)、……L1(n−1)、L1(n)、L1(n+1)、…
…を用い、第3図nに示すタイミングでCPU2
1の制御の基にROM20に格納された第6図に
示す低周波復調演算eLiの欄で示す演算式で演算
をしてその結果をRAM19に格納する。 In step 20E, low frequency demodulation calculations are performed. During the demodulation calculation, the data stored in the RAM 19..., L 0 (n-1), L 0 (n), L 0 (n+
1),...L 1 (n-1), L 1 (n), L 1 (n+1),...
..., the CPU 2 at the timing shown in Figure 3n.
Under the control of 1, the low frequency demodulation calculation shown in FIG .
ステツプ20Fでは、低周波側の低域濾波演算
FLiを実行する。 In step 20F, low-pass filter calculation on the low frequency side is performed.
Run F Li .
濾波演算に際しては、RAM19に格納された
データeL0,eL8と前回の濾波演算結果とを用い、
CPU21の制御の基にROM20に格納された第
6図に示す低域濾波演算FLiの欄で示す演算式で
演算をしてその結果をRAM19に格納する。な
お、第6図において、定数Bは、B=ΔTL/
(ΔTL+Tc)で示される。 When performing the filtering calculation, the data e L0 and e L8 stored in the RAM 19 and the previous filtering calculation result are used.
Under the control of the CPU 21, calculations are performed using the calculation formula shown in the column of low-pass filter calculation F Li shown in FIG. 6, which is stored in the ROM 20, and the results are stored in the RAM 19. In addition, in FIG. 6, the constant B is B=ΔT L /
It is expressed as (ΔT L +Tc).
ステツプ20Gではタイミング番号iが奇数か
否かを判断し、奇数ならばステツプ20Hに移行
し、奇数でないならば流量演算を終了する。 In step 20G, it is determined whether or not the timing number i is an odd number. If it is an odd number, the process moves to step 20H, and if it is not an odd number, the flow rate calculation is ended.
ステツプ20Hは加算演算を実行する。RAM
19に格納された高域濾波演算の結果FHiと低域
濾波演算の結果FLiとを用い、CPU21の制御の
基にROM20に格納された第6図に示す加算演
算eAの欄で示す演算式で演算をしてその結果を
RAM19に格納し、流量演算を終了する。 Step 20H performs an addition operation. RAM
Using the result F Hi of the high-pass filter calculation stored in 19 and the result F Li of the low-pass filter calculation stored in the ROM 20 under the control of the CPU 21, the addition calculation shown in the column eA shown in FIG. 6 is performed. Perform calculations using arithmetic expressions and obtain the results.
It is stored in the RAM 19 and the flow rate calculation is completed.
以上のようにして、電極11a,11bで検出
した低周波と高周波の2周波を含む信号電圧は、
マイクロコンピユータを用いて低周波側と高周波
側とに分けられて読み込まれ、低周波側は低周波
で復調してその出力を低域濾波器を介して、高周
波側は高周波で復調してその出力を高域濾波器を
介して出力し、これ等を加算して流量信号とし
て、ステツプ21に移行する。 As described above, the signal voltage containing two frequencies, a low frequency and a high frequency, detected by the electrodes 11a and 11b is
The low frequency side and the high frequency side are read separately using a microcomputer, and the low frequency side is demodulated at low frequency and its output is passed through a low-pass filter, and the high frequency side is demodulated at high frequency and output. are output through a high-pass filter, and these are added to form a flow rate signal, and the process moves to step 21.
ステツプ21では、この流量の演算結果をバス
18、デジタル/アナログ変換器25を介して出
力する。以上の流量出力を出力した後、ステツプ
22に移行する。 In step 21, the calculated result of the flow rate is outputted via the bus 18 and the digital/analog converter 25. After outputting the above flow rate output, the process moves to step 22.
ステツプ22では、あらかじめROM20に格
納された所定のプログラムにより所定の演算時定
数の値になつたか否を判断する。所定値に達して
いないならば、ステツプ16に戻り、再びステツ
プ22までの演算を繰り返す。所定の値になれ
ば、ステツプ23に移行する。 In step 22, it is determined by a predetermined program stored in the ROM 20 whether or not a predetermined calculation time constant value has been reached. If the predetermined value has not been reached, the process returns to step 16 and the calculations up to step 22 are repeated again. When the predetermined value is reached, the process moves to step 23.
以上のステツプ16〜22までの演算は、演算
時定数を最初は小さく、徐々に大きく設定するよ
うにして、早く定常の流量出力が出せるようにす
る時定数変更手順を示している。 The calculations in steps 16 to 22 above show a time constant changing procedure in which the calculation time constant is set small at first and then gradually increased so that a steady flow rate output can be produced quickly.
ステツプ23からステツプ27までは、時定数
変更手順で設定された演算時定数を固定して、定
常の流量演算を実行する。この演算は、ステツプ
16からステツプ22までの手順のうち、ステツ
プ19とステツプ22を除いた手順で、時定数を
一定にした流量演算と同じである。 From step 23 to step 27, the calculation time constant set in the time constant changing procedure is fixed, and a steady flow rate calculation is executed. This calculation is the same as the flow rate calculation in which the time constant is kept constant, except for steps 19 and 22 among the steps 16 to 22.
なお、第7図は時定数変更手段の変形実施例で
ある。 Note that FIG. 7 shows a modified embodiment of the time constant changing means.
この実施例では、演算時定数を何度も設定し直
してその都度流量を出力するのではなく、所定の
時間が経過したら演算時定数を最大値に設定する
ようにしたものである。 In this embodiment, instead of resetting the calculation time constant many times and outputting the flow rate each time, the calculation time constant is set to the maximum value after a predetermined period of time has elapsed.
従つて、第7図ではステツプ19は省略しその
代わりステツプ21の後に時間を計数する係数手
順を設け(ステツプ28)、更に所定の時間が経
過したか否かを判断するステツプ29を設けてい
る。ステツプ29で所定時間が経過しなければス
テツプ16に戻り、経過すればステツプ30で演
算時定数を最大値に設定し、ステツプ23に移行
して通常の流量演算を実行する。 Therefore, in FIG. 7, step 19 is omitted, and instead, a coefficient procedure for counting time is provided after step 21 (step 28), and further step 29 is provided for determining whether a predetermined time has elapsed. . If the predetermined time has not elapsed in step 29, the process returns to step 16, and if it has elapsed, the calculation time constant is set to the maximum value in step 30, and the process proceeds to step 23 to execute normal flow rate calculation.
さらに、第2図において、ステツプ20と21
との間に流量の移動平均を演算する手順を設け、
流量出力値を滑らかにすることもできる。 Further, in FIG. 2, steps 20 and 21
A procedure is established to calculate the moving average of the flow rate between the
It is also possible to smooth the flow rate output value.
以上、実施例と共に具体的に説明したように本
発明によれば、低周波と高周波との2励磁方式の
電磁流量計で、時定数を可変することができるよ
うにしたので、電源をオンにしたとき、或いは異
常状態から正常状態に復帰したときに定常状態に
移行する時間を大幅に短縮することができる。 As described above in detail along with the embodiments, according to the present invention, the time constant can be varied in an electromagnetic flowmeter with a dual excitation method of low frequency and high frequency. It is possible to significantly shorten the time it takes to transition to a steady state when this happens or when a normal state returns from an abnormal state.
第1図は本発明の1実施例を示すブロツク図、
第2図は第1図に示す実施例の動作の手順を示す
フローチヤート図、第3図は第1図に示す実施例
の動作のタイミングを説明するタイミング図、第
4図は第2図に示すフローチヤートにおいてデー
タを読み込む手順を示すフローチヤート図、第5
図は第2図に示すフローチヤートにおいて流量を
演算する手順を示すフローチヤート図、第6図は
第5図に示すフローチヤートにおいて流量を演算
する演算手順を示す演算図、第7図は第2図に示
す時定数変更手順の変形実施例を示すフローチヤ
ート図である。
10……導管、12……励磁コイル、13……
励磁回路、14……前置増幅器、16,17……
アナログ/デジタル変換器、18……バス、19
……ランダムアクセスメモリ、20……リードオ
ンリーメモリ、21……プロセツサ、22……ク
ロツク発生器、24……タイミング信号出力ポー
ト、27……飽和検知器、28……データ入力ポ
ート。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a flowchart showing the operation procedure of the embodiment shown in FIG. 1, FIG. 3 is a timing diagram explaining the timing of the operation of the embodiment shown in FIG. 1, and FIG. Flowchart diagram illustrating the procedure for reading data in the flowchart shown in FIG.
The figure is a flowchart diagram showing the procedure for calculating the flow rate in the flowchart shown in Figure 2, Figure 6 is a calculation diagram showing the calculation procedure for calculating the flow rate in the flowchart shown in Figure 5, and Figure 7 is a calculation diagram showing the procedure for calculating the flow rate in the flowchart shown in Figure 5. FIG. 7 is a flowchart showing a modified example of the time constant changing procedure shown in the figure. 10... Conduit, 12... Excitation coil, 13...
Excitation circuit, 14... Preamplifier, 16, 17...
Analog/digital converter, 18...Bus, 19
... Random access memory, 20 ... Read only memory, 21 ... Processor, 22 ... Clock generator, 24 ... Timing signal output port, 27 ... Saturation detector, 28 ... Data input port.
Claims (1)
の異なつた周波数を有する磁場を供給する励磁手
段と、この励磁手段により励磁され流量に対応し
て発生する信号電圧を前記第1周波数に基づいて
弁別して出力する第1復調演算手段と、この第1
復調演算手段の出力を大きな高域時定数で高域濾
波する高域濾波演算手段と、前記信号電圧を前記
第2周波数に基づいて弁別して復調する第2復調
演算手段と、この第2復調演算手段の出力を大き
な低域時定数で低域濾波する低域濾波演算手段
と、前記高域濾波演算手段と前記低域濾波演算手
段の各出力を用いて代数的に合成して流量出力を
演算する合成演算手段と、前記信号電圧に対応す
る正常な前記流量出力を演算するに適した演算状
態か否かを判断する判断手段と、この判断手段の
結果に基づいて前記演算状態にあるときに前記高
域時定数と前記低域時定数を当初は小さく設定し
そのあと大きくする設定する時定数変更手段とを
具備することを特徴とする電磁流量計。1 Excitation means for supplying magnetic fields having two different frequencies, a first frequency and a second frequency lower than the first frequency, and a signal voltage excited by the excitation means and generated corresponding to the flow rate based on the first frequency. a first demodulation calculation means for discriminating and outputting;
a high-pass filter calculation means for high-pass filtering the output of the demodulation calculation means with a large high-frequency time constant; a second demodulation calculation means for discriminating and demodulating the signal voltage based on the second frequency; and the second demodulation calculation means. a low-pass filter calculation means for low-pass filtering the output of the means with a large low-pass time constant, and algebraic synthesis using each output of the high-pass filter calculation means and the low-pass filter calculation means to calculate the flow rate output. a determining means for determining whether or not the calculation state is suitable for calculating the normal flow rate output corresponding to the signal voltage; An electromagnetic flowmeter comprising time constant changing means for initially setting the high-frequency time constant and the low-frequency time constant to a small value and then increasing the value.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5080887A JPS63217226A (en) | 1987-03-05 | 1987-03-05 | Electromagnetic flowmeter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5080887A JPS63217226A (en) | 1987-03-05 | 1987-03-05 | Electromagnetic flowmeter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63217226A JPS63217226A (en) | 1988-09-09 |
JPH0575338B2 true JPH0575338B2 (en) | 1993-10-20 |
Family
ID=12869068
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5080887A Granted JPS63217226A (en) | 1987-03-05 | 1987-03-05 | Electromagnetic flowmeter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63217226A (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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GB2380798A (en) * | 2001-07-02 | 2003-04-16 | Abb Automation Ltd | Electromagnetic flowmeter |
JP4793473B2 (en) * | 2009-05-28 | 2011-10-12 | 横河電機株式会社 | Electromagnetic flow meter |
-
1987
- 1987-03-05 JP JP5080887A patent/JPS63217226A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS63217226A (en) | 1988-09-09 |
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EXPY | Cancellation because of completion of term |