[发明专利]励磁电路及电磁流量计

说明书

本发明的目的在于提供能够根据励磁线圈的特性、励磁电流的大小来改变励磁电压的励磁电路及电磁流量计。励磁电路(12)具备：可变电压电源电路(12A)，其能输出励磁电压(V_Eout)，并根据电压控制信号(S_ET)改变励磁电压V_Eout的大小；开关电路(12B)，其以规定的励磁频率来切换励磁电压(V_Eout)的极性，并将励磁电压施加到励磁线圈(Lex)；励磁电流控制电路(12C)，其包括：生成基于供给到励磁线圈的励磁电流的大小的电流控制信号(V_Aout)的电流控制信号生成电路、以及基于电流控制信号控制励磁电流的大小的控制元件(Tr5)，使励磁线圈通电规定的恒定电流；以及电压控制电路(12D)，其根据电流控制信号生成电压控制信号，并将其输入到可变电压电源电路。

技术领域

本发明涉及在各种工艺系统中测量流体的流量的电磁流量计、及将励磁电流供给到电磁流量计的励磁线圈的励磁电路。

背景技术

通常，电磁流量计具备检测器，该检测器包括：励磁线圈，其在与流动于测量管内的流体的流动方向垂直的方向上产生磁场；以及一对检测电极，其配置于测量管内，在与流体的流动方向及磁场的方向正交的方向上彼此相对配置。在这样的电磁流量计中，基于流体在由励磁线圈所产生的磁场内流动时在检测电极间所产生的电动势，测量在测量管内流动的流体的流量。

另外，在这样的电磁流量计中，为了去除检测电极中的极化的影响，一边以规定的励磁频率来切换电压极性，一边将电压施加到励磁线圈(以下，将为了进行励磁而施加到励磁线圈的电压称为“励磁电压”。)。由此，将电流(以下，将在励磁线圈流动的电流称为“励磁电流”。)供给到励磁线圈而使其产生交变磁场，励磁电流变为稳定值时,即在产生了一定的强度的磁场的期间，测量在检测电极间所产生的电动势(以下，有时称为“流量信号”。)。

然而，当将由矩形波构成的交流电压施加到励磁线圈的情况下，由于励磁线圈所拥有的自感的影响，励磁电流的上升/下降减弱。其结果是，若使励磁频率变高，则在产生一定强度的磁场的期间变短，因此，难以稳定地对流量信号进行采样，从而导致流量值的计量误差变大。

因此，例如，在专利文献1公开的电磁流量计中，将励磁电流供给到励磁线圈的励磁电路具备具有高输出电压值和低输出电压值这两个不同的输出电压值的直流电压源，在励磁电压的极性切换后的励磁电流的过渡期间，选择高输出电压值作为励磁电压，在励磁电流变为稳定值的稳定期间，选择低输出电压值。根据专利文献1，记载了通过在励磁电流的过渡期间选择高输出电压值而使励磁电流较早成为稳定值，另一方面，通过在稳定期间选择低输出电压值，能够抑制稳定期间的功耗。

但是，在专利文献1所公开的电磁流量计中，由于两个电压值为固定值，因此在励磁电流的过渡期间，无论励磁电流的大小是否改变，高输出电压值的电压均作为励磁电压而被施加。因此，随着励磁电流增大，被恒流电路白白消耗的电力增加，励磁电路的发热也成为问题。

对此，专利文献2所公开的电磁流量计具备：恒压电源，其包括可变电压的DC/DC转换器，并与励磁线圈串联连接；恒流电路，其与励磁线圈串联连接，用于将在励磁线圈流动的电流规定为规定值；剩余电压检测电路，其用于检测该恒流电路的剩余电压(恒流电路内的电压降低)；基准电压电路，其输出规定的基准电压；以及比较电路，其将剩余电压与规定的基准电压相比较。专利文献2中记载的电磁流量计根据恒流电路的剩余电压与规定的基准电压的比较结果来控制恒压源的输出电压。

在该专利文献2所公开的电磁流量计中，恒压电源将由剩余电压检测电路所检测出的剩余电压与规定的基准电压相比较，以使比较结果变得最小的方式控制输出电压。另外，恒压电源的可变电压的DC/DC转换器将高电压施加到励磁线圈，以使在励磁线圈的电源接通时电流容易流动，另一方面，电流流出后降低电压并施加一定的恒定电压。