[发明专利]电磁流量计

说明书

相关申请的交叉引用

本申请基于2009年5月28日提交的日本专利申请2009-129229并且要求其优先权。

技术领域

本发明涉及电磁流量计，更具体地说，涉及检测待测流体非满水平的双频激励型电磁流量计。

背景技术

在化工厂中执行的流量控制中，作为用来测量流体的流量的电磁流量计的激励类型，一般来说合成激励型(下文称为“双频激励型”)是已知的，其中具有高频(第一频率)的激励电流分量与具有低于第一频率的频率(第二频率)的激励电流分量同时流过激励线圈从而形成合成磁场。图8是示出了双频激励型电磁流量计1的结构的示图。将参考图1描述电磁流量计1的结构和操作。

在图8，电磁流量计1包括检测器10、激励电路20、放大电路30、A/D(模拟/数字)转换器31、恒流电路40和CPU(中央处理单元)50。

检测器10包括激励线圈11和电极12和13。CPU 50包括高频流量计算单元51、低频流量计算单元52、双频流量计算单元53、非满水平检测单元54和输出单元55。

在检测器10中提供电极12和13，并且提供激励线圈11，从而把从电极产生的磁场施加到检测器10中的待测流体R。

电极12和13的输出被输入到放大电路30，放大电路30对电极12和13的输出之间的差进行放大并且把经过放大的信号输出到A/D转换器31。A/D转换器31把差分放大信号转换成数字信号并且把数字信号输出给CPU 50。

恒流电路40的输出端连接到电极12和13。例如，恒流电路40包括两个二极管(未示出)。每个二极管的阳极都连接到预定电压，而阴极连接到电极12或13。在恒流电路40中，泄露电流(下文称为“恒定电流”)沿二极管的相反方向流到电极12和13。

CPU 50中的高频流量计算单元51和低频流量计算单元52从A/D转换器31接收数字信号并且计算待测流体R与激励频率对应的流量。

双频流量计算单元53接收由高频流量计算单元51和低频流量计算单元52计算的流量并且计算待测流体R与双频激励对应的流量。

在恒定电流通过放大电路30和A/D转换器31从恒流电路40流到电极12和13时，非满水平检测单元54接收电极12和13的输出，并且在检测器10中检测待测流体R是否处于非满水平。

输出单元55接收由双频流量计算单元53计算的流量以及由非满水平检测单元54检测到的检测信号。随后，输出单元55输出对应于流量或指示非满水平的电流信号。

接下来，将描述电磁流量计1测量流量和检测非满水平的操作。激励电路20根据来自CPU 50的激励控制信号使得作为高频激励电流和低频激励电流之和的激励电流(双频激励电流)流到激励线圈11，从而从激励线圈11产生磁场。激励线圈11把与激励电流对应的磁场施加到待测流体R。

电极12和13检测并输出与流速和磁场相对应的并且由对应于高频激励电流和低频激励电流的磁场产生的信号(电动势)。

CPU 50接收通过放大电路30和A/D转换器31从电极12和13输出的信号。

CPU 50中的高频流量计算单元51对与高频同步的接收信号执行预定操作以计算对应于高频激励的流量eH(第一流量，下文称为“高频流量”)。高频流量计算单元51对高频流量eH执行低通操作以计算高频低通滤波流量FH(第一低通滤波流量)。

低频流量计算单元52对与低频同步的接收信号执行预定操作以计算与低频激励对应的流量eL(第二流量，下文称为“低频流量”)。低频流量计算单元52对低频流量eL执行低通操作以计算低频低通滤波流量FL(第二低通滤波流量)。

双频流量计算单元53与高频同步地把高频低通滤波流量FH与低频低通滤波流量FL相加以计算与双频激励对应的流量eA(第三流量，下文称为“双频流量”)。

输出单元55输出与双频流量eA对应的电流信号(例如，4到20mA的范围内)或者电压信号(例如，1到5V的范围内)。

使用下面的两种方法来在非满水平检测单元54中检测流体是否处在非满水平。

(1)首先，将描述使得恒定电流从恒流电路40流到电极12和13的方法。当恒定电流流过而待测流体R处于非满水平时，电极12和13的输出电压之间的差(差分电压)大于流体处于满水平时的差。

非满水平检测单元54将差分电压与预定检测电压进行比较。当差分电压高于预定检测电压时，检测到流体处于非满水平。JP-A-3-186716披露了检测非满水平的方法。