專利名稱：電磁流量計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電磁流量計，更具體地說，涉及一種在每個測量范圍內(nèi)具有切換/控制激勵電流值的功能的電磁流量計。
然而，在一些電磁流量計中，激勵電流的可使用電流值是有限的。例如，在一個設計來提供電源和通過一對信號線傳遞流速信號的電磁流量計中，獲得的測量流速在預定測程內(nèi)轉(zhuǎn)化為從0到100％的值，這個值反過來轉(zhuǎn)化為從4到20mA(相應于從0到100％的值)的環(huán)路電流形成的流速信號，這個信號被輸出。由于這個兩線式電磁流量計使用環(huán)路電流作工作電源，因此必須提供至少4mA的激勵電流，而且這個兩線式電磁流量計必須處于運行狀態(tài)。
常規(guī)地，作為這種兩線式電磁流量計，提出了一種電磁流量計(如，日本公開專利No.8-50043)，在其中，如果有足夠工作電源，即，環(huán)路電流，激勵電流的當前電流值被增加以增加信噪比。在這種如圖9所示的兩線式電磁流量計中，測量到的流速(百分值)分為三個流速測程I到III，4mA，8mA和12mA的電流值被用作為激勵電流各自在流速測程I，II，和III上的Iex。這使得在流速測程II和III使用大電流值測量，以和使用4mA的激勵電流時比較，獲得高信噪比成為可能。
然而，在這種常規(guī)電磁流量計中，由于激勵電流的電流值在每個流速測程內(nèi)切換/控制，測量誤差會隨著激勵電流電流值的變化產(chǎn)生。例如，如

圖10所示，當方波形式的交流激勵電流作用于線圈時，由激勵電流的Iex產(chǎn)生的磁場通量密度B的波形實際上相應于線圈特性會有一延遲。結(jié)果，磁通量的差分噪聲由從檢測元件獲得的信號電動勢產(chǎn)生，即，交流流速信號。
一般地，為了抑制這種磁通量差分噪聲的影響，在受磁通量差分噪聲影響很小的脈沖波形的下降沿(trailing edge)部分設置一采樣周期，在周期內(nèi)AC流速信號被采樣。然而，如果激勵電流的電流值增加，磁通量差分噪聲也會增加(如圖10的虛線部分)，電壓差異Δe甚至在零流速時也會產(chǎn)生。該差異以測量流速的誤差形式出現(xiàn)。
另外，根據(jù)這種電磁流量計，當使用由檢測電極得到的信號電動勢計算測量流速時，流速V由下式得到e＝k·B·v·D，其中e是信號電動勢，k是一常量，B是磁通量，D是管線的直徑。這時，假如磁通量密度B和磁場強度H成正比，且磁場強度H與激勵電流成正比，則磁通量密度B近似為激勵電流Iex。
一般地，線圈的磁場---磁通量密度特性曲線是非線性的。因此，即使磁場---磁通量密度特性近似線性，除非磁場H變化過大，是不會有大誤差的。例如，如圖11所示的磁場H1和磁通量B1，即使磁通量密度在一定測程內(nèi)等于或小于磁場強度H1，它也可以近似由下式得到而不會有大的誤差B＝a1·H1(a1＝B1/H1)。
然而，如果隨著擴展激勵電流切換范圍而使用大激勵電流時，磁場強度變化很大，那么磁場---磁通量密度特性不是近似線性的，這樣會導致大的誤差。例如，對于磁場強度H2和磁通量密度B2，如果特性如上面描述的那樣是近似線性的，在磁場強度為H2或更小時的磁通量密度由下式給出B＝a2·H2(a2＝B2/H2)。因此，在近似磁通量密度B′＝a2·H1和實際磁通量密度B’之間有一差異ΔB，這會導致測量流速的誤差。
為實現(xiàn)上述目標，根據(jù)本發(fā)明，提供一種電磁流量計，包括向管線內(nèi)流動的液體施加磁場的線圈、為這個線圈提供激勵電流的激勵裝置和運算處理裝置，用于按照從激勵的液體檢測到的測量信號來計算測量流速的，這個運算處理裝置包括測量流速計算裝置，在從測量信號計算測量流速中，該測量流速計算裝置按照事先根據(jù)激勵電流的電流值設置的調(diào)整系數(shù)之一來校正由測量信號計算的流速，該調(diào)整系數(shù)對應于可得出測量信號的激勵電流的電流值。
圖1顯示的是根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例的電磁流量計裝置。在這個電磁流量計中，檢測器10B按照預定的激勵電流施加磁場到管線內(nèi)的液體上，檢測/輸出液體中產(chǎn)生的作為檢測信號的信號電動勢。轉(zhuǎn)換器10A輸出一預定AC激勵電流到檢測器10B，并通過對來自檢測器10B的檢測信號執(zhí)行信號處理計算/輸出管線9內(nèi)的流速。
在檢測器10B中，檢測電極9A和9B朝著有目標液體流經(jīng)過的管線9的內(nèi)壁放置，并檢測液體中產(chǎn)生的信號電動勢。激勵線圈9C被來自轉(zhuǎn)換器10A的激勵電流激勵，并在管線9內(nèi)的液體施加磁場。
在轉(zhuǎn)換器10A中，切換部分8產(chǎn)生和輸出基于預設時鐘的采樣信號8A和8B以及激勵信號8C?；趤碜郧袚Q部分8的激勵信號8C，激勵部分7輸出的激勵電流具有交流方波波形并具有預定頻率，該電流值是由激勵電流控制信號7A來指定的。
第一級放大器利用高通濾波器衰減混雜在由檢測器10B的檢測電極9A和9B得到的檢測信號中的脈沖噪聲和低頻噪聲，利用交流放大電路交流放大檢測信號，并輸出作為信號振幅隨流速變化的交流流速信號11的結(jié)果信號。
采樣/保持部分2按照來自切換部分的采樣信號8A和8B來對第一級放大器1中的交流流速信號11采樣，并輸出結(jié)果信號，作為信號的直流電勢隨流速變化的直流流速信號12。
注意到采樣周期在第一級放大器中的交流流速信號11波形的下降沿部分(陰影部分)設定，它受激勵線圈9C產(chǎn)生的磁通量差分噪聲影響很小。采樣/保持部分2通過僅僅在該采樣周期中短路開關(guān)2A和2B來積分交流流速信號11，并且輸出結(jié)果信號，作為直流流速信號12。
當交流流速信號11處于正極側(cè)時，按照切換信號8A，只有開關(guān)2A是短路的。當交流流速信號11處于負極側(cè)時，交流流速信號11由反相器2C反相，那么，按照切換信號8B，只有開關(guān)2B是短路的。
A/D轉(zhuǎn)換部分3A/D轉(zhuǎn)換來自采樣/保持部分2的直流流速信號12到數(shù)字流速信號13，并輸出這個數(shù)字信號。
運算處理部分5通過對來自A/D轉(zhuǎn)換部分3的數(shù)字流速信號13執(zhí)行運算處理來計算流速。運算處理部分5按照該時刻與激勵電流值相對應的調(diào)整系數(shù)校正計算出的流速，并輸出結(jié)果值作為測量流速15。運算處理部分5也按照計算出的測量流速對激勵電流的電流值執(zhí)行切換控制。輸出部分6切換來自運算處理部分5的測量流速15到預定流速信號(環(huán)路電流)16并輸出。
運算處理部分5包括測量流速計算部分5A、激勵電流控制部分5B、調(diào)整系數(shù)設置部分5C和存儲器5D。測量流速計算部分5A基于A/D轉(zhuǎn)換部分3輸出的數(shù)字流速信號13來計算流速，并使用在存儲器5D中設置的、與當時激勵電流值對應的調(diào)整系數(shù)來校正這個流速。
激勵電流控制部分5B利用激勵電流控制信號7A選擇對應于當前流速的激勵電流值，并針對激勵部分7指定該激勵電流值。調(diào)整系數(shù)設置部分5C計算出一調(diào)整系數(shù)，用于為每一個被激勵電流控制部分5B切換的激勵電流校正流速，并在存儲器5D中預先設置調(diào)整系數(shù)。存儲器5D儲存各種將在運算處理部分5中處理的信息，例如，被測量流速計算部分5A使用的調(diào)整系數(shù)，以便校正流速。
在運算處理部分5，各個功能部分，即，測量流速計算部分5A、激勵電流控制部分5B和調(diào)整系數(shù)設置部分5C，通過包括如CPU的微處理器及它的外圍環(huán)路的硬件資源和這個微處理器上執(zhí)行的軟件之間的協(xié)作來實現(xiàn)。
根據(jù)本具體實施例的電磁流量計的操作將在下面對應圖2來描述。圖2闡明了相應于本具體實施例的電磁流量計的激勵電流切換方法。表1示出了用于流速計算的調(diào)整系數(shù)。

在這個具體實施例中，激勵電流按照由運算處理部分5中的測量流速計算部分5A計算的測量流速通過多個步驟來切換，在本例中有五個步驟。根據(jù)圖2，橫坐標表示在4到40mA環(huán)路電流測程內(nèi)得到的％值形式的測量流速；縱坐標表示每個流速對應的激勵電流和環(huán)路電流。
更具體地，測量流速(％值)劃分成五個流速范圍I到V，激勵電流的電流值I1(4mA)，I2，I3，I4和I5分別對應于五個流速范圍I，II，III，IV和V。這樣就可能使用比通常用到的4mA的激勵電流更大的電流值對流速范圍II到V執(zhí)行測量，因此可以獲得高信噪比。
如上所述，在這種情況下，當交流方波形式的激勵電流施加到線圈9C上時，根據(jù)激勵線圈9C的特性，激勵電流和實際的磁通量的波形會有一個延遲。結(jié)果，會在信號電動勢中，即，從檢測電極9A和9B得到的AC流速信號中產(chǎn)生磁通量差分噪聲。
在這種具體實施例中，如表1所示，零流速時的測量流速被作為相應于激勵電流I1到I5的零調(diào)整系數(shù)Vz(1)到Vz(5)而被預先記錄在存儲器5D中。當由測量流速計算部分5A計算測量流速時，相應于當時激勵電流I1的零調(diào)整系數(shù)被用來校正測量流速。
如上參考圖10所述，由磁通量差分噪聲引起的誤差加入信號電動勢并疊加在其上。因此，可以從由信號電動勢計算得到的測量流速V中減去相應于由每個激勵電流產(chǎn)生的磁通量差分噪聲引起的誤差的流速。如果激勵電流Ii的零調(diào)整系數(shù)由下式給定Vz(i)＝e/k/B/D那么校正后的測量流速可計算為V＝v-Vz(i)當激勵電流以很多步驟切換時，也會因為磁場---磁通量密度特性的非線性而產(chǎn)生誤差，就如圖11描述的那樣。
在這個具體實施例中，象表1表示的那樣，表示由磁場---磁通量密度特性的非線性引起的磁通量密度誤差的磁通量密度率或流速率預先作為相應于激勵電流I1，I2，I3，I4和I5的激勵調(diào)整系數(shù)A(1)到A(5)記錄在存儲器5D中。當測量流速由測量流速計算部分5A來計算時，相應于當時激勵電流Ii的激勵調(diào)整系數(shù)A(i)被用來校正測量流速。
磁場---磁通量密度特性的非線性作為用來計算測量流速的每個當時激勵電流Ii的標準磁通量密度Bi’和管線中實際的磁通量密度Bi之間的誤差而出現(xiàn)。這種情況下，因為測量流速V和磁通量密度成反比，實際的磁通量密度Bi對標準磁通亮密度Bi’的比率，即，A(i)＝Bi/Bi′可以合計為利用標準磁通亮密度Bi’計算出的測量流速。
以A(i)作為激勵電流Ii的激勵調(diào)整系數(shù)，校正后的測量流速V可計算為V＝v·A(i)注意到已知流速和相應測量流速的比率可以用作激勵調(diào)整系數(shù)A(i)來代替磁通量密度率。
當要校正磁通量差分噪聲引起的誤差和磁場---磁通量密度特性的非線性引起的誤差時，零調(diào)整系數(shù)Vz(i)和激勵調(diào)整系數(shù)A(i)用于根據(jù)下式計算校正后的測量流速VV＝v·A(i)-Vz(i)以這種方式，用于校正由磁通量差分噪聲引起的誤差和由磁場---磁通量密度特性的非線性引起的誤差的調(diào)整系數(shù)相應于每個激勵電流而被預先記錄在存儲器5D中。當測量流速由測量流速計算部分5A計算時，相應于當時激勵電流的調(diào)整系數(shù)被用于校正測量流速。因此，即使激勵電流在一個寬范圍內(nèi)切換時，也能高精度地計算測量流速。
下面將參考圖3和圖4來描述零調(diào)整系數(shù)設置方法。圖3顯示零調(diào)整系數(shù)設置過程，圖4解釋零調(diào)整系數(shù)。
運算處理部分5中的調(diào)整系數(shù)設置部分5C預先按照圖3中的零調(diào)整系數(shù)設置過程計算對應于各自激勵電流的調(diào)整系數(shù)，并設置/記錄這些系數(shù)于存儲器5D中。
首先，這種電磁流量計的管線9預先充滿水(步驟S100)。這時，流速設置為零。然后，激勵電流控制部分5B從各自的激勵電流中選擇一未處理過的激勵電流Ik(步驟S101)。激勵部分7施加激勵電流Ik到激勵線圈9C上(步驟S102)。
根據(jù)這種操作，電極9A和9B產(chǎn)生的信號電動勢通過第一級放大器1被放大，并且，結(jié)果交流流速信號11被采樣/保持部分2以常規(guī)流速測量的方法采樣。結(jié)果直流流速信號12通過A/D轉(zhuǎn)換部分3被加載到測量流速計算部分5A，以便計算零流速時的測量流速(步驟S103)。
以這種方式，零流速時的測量流速通過利用選擇的激勵電流多次計算，并且執(zhí)行如平均之類的統(tǒng)計處理，(步驟S104)。用這種操作，如圖4所示，由磁通量差分噪聲引起的誤差被計算，并且這個結(jié)果誤差流速作為激勵電流Ik的零調(diào)整系數(shù)Vz(k)存儲在存儲器5D中(步驟S105)。
如果零調(diào)整系數(shù)設置過程未對所有的激勵電流完成(步驟S106NO)，流程會返回到S101去執(zhí)行與未處理的激勵電流有關(guān)的過程。當零調(diào)整系數(shù)設置過程對所有的激勵電流完成時(步驟S106YES)，一系列的零調(diào)整系數(shù)設置操作終止。結(jié)果，如圖4所示，分別針對各自的激勵電流獨立設置由磁通量差分噪聲引起的依賴于激勵電流強度的誤差。
以這種方式，將通過與常規(guī)流速測量相同的處理操作測得的測量流速設置為零調(diào)整系數(shù)，在常規(guī)流速測量時，管線9充滿水并且流速設置為零。這就使得不需要任何特殊設備或復雜過程而很容易地設置零調(diào)整系數(shù)成為可能。此外，由于零調(diào)整系數(shù)可以通過轉(zhuǎn)換器10A中的調(diào)整系數(shù)設置部分5C利用實際電磁流量計來設置，即，轉(zhuǎn)換器10A和檢測器10B，因此由設備不同導致的誤差不大，可以高精度地設置零調(diào)整系數(shù)。
如果設備間的不同小于磁通量差分噪聲，可以對由許多電磁流量計得到的零調(diào)整系數(shù)進行統(tǒng)計處理，可以在各自電磁流量計的存儲器5D中設置各自最終的零調(diào)整系數(shù)。這就排除了為轉(zhuǎn)換器10A提供調(diào)整系數(shù)設置部分5C的必要性。
下面將參考圖5和6來描述激勵調(diào)整系數(shù)設置方法。圖5顯示了激勵調(diào)整系數(shù)設置過程。圖6解釋了激勵調(diào)整系數(shù)。運算處理部分5的調(diào)整系數(shù)設置部分5C利用5中的激勵調(diào)整系數(shù)設置過程來預先計算各自激勵電流的激勵調(diào)整系數(shù)，并把它們記錄在存儲器5D中。
首先，電磁流量計的管線9是空的(步驟S110)。激勵電流控制部分5B從各自的激勵電流中選擇未處理的激勵電流Ik(步驟S111)。激勵部分7給激勵線圈9C提供激勵電流Ik(步驟S112)。
這時，通過使用獨立的磁場測量單元來測量電磁流量計的管線9中產(chǎn)生的磁通量，測量結(jié)果作為數(shù)據(jù)被輸入到調(diào)整系數(shù)設置部分5C(步驟S113)。調(diào)整系數(shù)設置部分5C執(zhí)行統(tǒng)計處理，例如對以這種方式從外部輸入的許多測量結(jié)果的平均，即，對應激勵電流Ik的多個磁通量(步驟S114)。用這種操作，可得到對應激勵電流Ik包含磁場---磁通量密度特性的非線性的實際磁通量密度Bk。
如圖6所示，實際磁通量密度Bk和用于計算流速的標準磁通量密度Bk’之間的關(guān)系用以差分磁通量密度ΔBk來表示如下Bk＝Bk′-ΔBk在這個具體實施例中，這個值是用激勵調(diào)整系數(shù)A(k)表達如下的Bk＝A(k)·Bk′校正是僅僅是對由標準磁通量密度Bk’計算得到的測量流速執(zhí)行乘法運算而進行的。例如，如果標準磁通量密度B′＝a·H(其中a＝H5/B5)，那么B1＝B1′-ΔB1＝A(1)·B1′A(1)＝B1/B1′B2＝B2′-ΔB2＝A(2)·B2′A(2)＝B2/B2′B5＝B5′-ΔB5＝A(5)·B5′A(5)＝B5/B5′因此，得到用于在這個激勵電流處計算流速的實際磁通量密度Bk對標準磁通量密度Bk’的比率，即，Bk/Bk’(步驟S115)。這個得到的比率作為激勵電流Ik的激勵調(diào)整系數(shù)A(k)被存儲到存儲器5D中(步驟S116)。
如果激勵調(diào)整系數(shù)設置過程沒有對所有激勵電流完成(步驟S117NO)，流程返回到步驟S111執(zhí)行與未處理激勵電流相關(guān)的過程。當激勵調(diào)整系數(shù)設置過程對所有激勵電流完成時(步驟S117YES)。一系列激勵調(diào)整系數(shù)設置的操作終止。對于這個過程，如圖6所示，關(guān)于依賴于激勵電流的磁場---磁通量密度特性71，可以得到每個激勵電流的激勵調(diào)整系數(shù)A(k)，它接近于最小誤差時的磁通量。
以這種方式，每個激勵電流在管線9中實際產(chǎn)生的磁通量密度Bk在管線9空時測量得到。磁通量密度對用于計算流速的標準磁通量密度的比率被設置為激勵調(diào)整系數(shù)。這使得不需任何復雜過程而容易地設置激勵調(diào)整系數(shù)成為可能。此外，由于激勵調(diào)整系數(shù)可通過使用實際電磁流量計，即，轉(zhuǎn)換器10A和檢測器10B，由轉(zhuǎn)換器10A中的調(diào)整系數(shù)設置部分5C設置，由設備的不同引起的誤差不大，因此可以高精度地設置激勵調(diào)整系數(shù)。
如果設備間的不同與磁場-磁通量特性比較是小的，可以對由多個電磁流量計得到的激勵調(diào)整系數(shù)進行統(tǒng)計處理，可在各電磁流量計的存儲器5D中設置各自的最終激勵調(diào)整系數(shù)。這就消除了為轉(zhuǎn)換器10A提供調(diào)整系數(shù)設置部分5C的必要性。
下面將參考7來描述另一種激勵調(diào)整系數(shù)設置方法。圖7顯示了另一種激勵調(diào)整系數(shù)設置過程。運算處理部分5的調(diào)整系數(shù)設置部分5C通過圖7所示的激勵調(diào)整系數(shù)設置過程來預先計算各個激勵電流的激勵調(diào)整系數(shù)，并把它們存入存儲器5D中。
首先，電磁流量計的管線9充滿水(步驟S120)。然后激勵電流控制部分5B從各自激勵電流中選擇未處理的激勵電流Ik(步驟S121)。激勵部分7給激勵線圈9C提供激勵電流Ik(步驟S122)。
然后，一種液體在管線9內(nèi)實際流動(步驟S123)，測量流速計算部分5A通過常規(guī)測量操作計算測量流速(步驟S124)。和這個操作一起，管線9內(nèi)流動的實際液體流速由一獨立的天平(balance)測量，測量結(jié)果作為數(shù)據(jù)輸入到調(diào)整系數(shù)設置部分5C(步驟S125)。調(diào)整系數(shù)設置部分5C執(zhí)行統(tǒng)計處理，例如對以這種方法從外輸入的一些測量結(jié)果即，對應激勵電流Ik的多個實際流速進行平均(步驟S126)。用這一過程，可得到不包含磁場-磁通量特性的非線性引起的誤差的實際流速V，這個實際流速V和測量流速v的比值可由測量流速計算部分5A計算得到，即V/v(步驟S127)。這個值作為對應激勵電流Ik的激勵調(diào)整系數(shù)A(k)儲存在存儲器5D中(步驟S128)。
如果激勵調(diào)整系數(shù)設置過程未對所有激勵電流完成(步驟S129NO)，流程返回到步驟S121執(zhí)行與未處理激勵電流相關(guān)的過程。當激勵調(diào)整系數(shù)設置過程已對所有激勵電流完成時(步驟S129YES)，一系列的激勵調(diào)整系數(shù)設置操作將終止。利用這個過程，對于隨激勵電流而定的磁場---磁通量特性的非線性引起的誤差，可得到對每一激勵電流作校正的激勵調(diào)整系數(shù)A(k)。
以這種方式，將對管線9實際測量流速所得到的實際流速與由電磁流量計測量得到的測量流速的比值設置為激勵調(diào)整系數(shù)。這使得不需任何復雜過程設置就可準確地校正由磁場---磁通量特性的非線性引起的誤差成為可能。此外，由于激勵調(diào)整系數(shù)可通過使用實際電磁流量計，即，轉(zhuǎn)換器10A和檢測器10B，由調(diào)整系數(shù)設置部分5C來設置，由設備的不同引起的誤差不大，因此可以高精度地設置激勵調(diào)整系數(shù)。
如果設備間的不同與磁場-磁通量特性比較是小的，可以對由多個電磁流量計得到的激勵調(diào)整系數(shù)進行統(tǒng)計處理，可在各電磁流量計的存儲器5D中設置各自的最終激勵調(diào)整系數(shù)。這就消除了為轉(zhuǎn)換器10A提供調(diào)整系數(shù)設置部分5C的必要性。
另一種激勵調(diào)整系數(shù)設置方法將參考圖8來描述。圖8顯示了另一種激勵調(diào)整系數(shù)設置過程。運算處理部分5的調(diào)整系數(shù)設置部分5C通過圖8所示的激勵調(diào)整系數(shù)設置過程來預先計算各個激勵電流的激勵調(diào)整系數(shù)，并把它們存入存儲器5D中。
首先，使電磁流量計的管線9中液體以預定(已知的)流速流動(步驟S130)。激勵電流控制部分5B從各自激勵電流中選擇未處理的激勵電流Ik(步驟S131)。激勵部分7給激勵線圈9C提供激勵電流Ik(步驟S132)。
這時，測量流速計算部分5A通過執(zhí)行常規(guī)的測量操作來計算測量流速(步驟S133)。調(diào)整系數(shù)設置部分5C執(zhí)行統(tǒng)計處理，例如對以這種方式由測量流速計算部分5A許多測量流速進行平均(步驟S134)。結(jié)果，獲得包含由磁場—磁通量特性的非線性引起的誤差的測量流速v，并獲得管線9中液體實際流動的預定流速V和測量流速v的比值(步驟S135)。然后，這個值作為對應激勵電流Ik的激勵調(diào)整系數(shù)A(k)儲存在存儲器5D中(步驟S136)。
如果激勵調(diào)整系數(shù)設置過程未對所有激勵電流完成(步驟S137NO)，流程返回到步驟S131執(zhí)行與未處理激勵電流相關(guān)的過程。當激勵調(diào)整系數(shù)設置過程已對所有激勵電流完成時(步驟S137YES)，一系列的激勵調(diào)整系數(shù)設置操作將終止。利用這個過程，對于由磁場---磁通量特性的非線性引起的誤差，可得到對每一激勵電流作校正的激勵調(diào)整系數(shù)A(k)。
以這種方式，將對管線9實際測量流速得到的實際流速與由電磁流量計測量得到的測量流速的比值設置為激勵調(diào)整系數(shù)。這使得不需任何復雜過程就可以設置可準確地校正由磁場---磁通量特性的非線性引起的誤差成為可能。此外，由于激勵調(diào)整系數(shù)可通過使用實際電磁流量計，即，轉(zhuǎn)換器10A和檢測器10B，由調(diào)整系數(shù)設置部分5C來設置，由設備的不同引起的誤差不大，因此可以高精度地設置激勵調(diào)整系數(shù)。
如果設備間的不同與磁場-磁通量特性比較是小的，可以對由多個電磁流量計得到的激勵調(diào)整系數(shù)進行統(tǒng)計處理，可在各電磁流量計的存儲器5D中設置各自的最終激勵調(diào)整系數(shù)。這就消除了為轉(zhuǎn)換器10A提供調(diào)整系數(shù)設置部分5C的必要性。
如上述描述的那樣，根據(jù)本發(fā)明，運算處理部分的激勵電流控制部分切換/選擇預定的電流值作為相應于計算的測量流速的激勵電流的電流值。在從信號電動勢計算測量流速中，測量流速計算部分利用相應于激勵電流的各電流值的預定的調(diào)整系數(shù)校正由信號電動勢計算得到的測量流速，信號電動勢是由激勵電流的電流值得到的。這使得即使激勵電流在一個寬的范圍內(nèi)以很多步驟切換，精確地計算測量流速也是可能的。
權(quán)利要求
1.一種電磁流量計特，其特征在于，包括向管線內(nèi)流動的液體施加磁場的線圈(9C)；激勵裝置(7)，用來給所述線圈提供激勵電流；和運算處理裝置(5)，用于根據(jù)從被激勵液體檢測到的測量信號來計算測量流速，所述運算處理裝置(5)包括測量流速計算裝置(5A)，在從測量信號計算測量流速時，該測量流速計算裝置可按照事先根據(jù)激勵電流的電流值設置的調(diào)整系數(shù)之一來校正從測量信號計算的流速，該調(diào)整系數(shù)對應于可獲得測量信號的激勵電流的電流值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量計，其特征在于，運算處理裝置(5)包括激勵電流切換控制裝置(5B)，用于根據(jù)計算流速切換/選擇作為激勵電流電流值的預定的多個電流值之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流量計，其特征在于，所述運算處理裝置(5)包括用于計算調(diào)整系數(shù)的調(diào)整系數(shù)設置裝置(5C)，所述調(diào)整系數(shù)用于針對由所述激勵電流切換控制裝置(5B)切換的每個激勵電流來校正流速。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量計，其特征在于，所述測量流速計算裝置(5A)使用零調(diào)整系數(shù)作為調(diào)整系數(shù)，該調(diào)整系數(shù)用于為各自激勵電流的電流值校正在不同電平的信號電動勢中產(chǎn)生的磁通量差分噪聲。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量計，其特征在于，所述測量流速計算裝置(5A)使用激勵調(diào)整系數(shù)作為調(diào)整系數(shù)，該調(diào)整系數(shù)用于校正測量流速計算用的標準磁通量密度和所述線圈實際磁通量密度間的誤差，該誤差是因為磁場—磁通量特性的非線性而在不同電平對各自激勵電流的電流值產(chǎn)生的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量計，其特征在于，所述測量流速計算裝置(5A)分別用零調(diào)整系數(shù)和激勵調(diào)整系數(shù)作為調(diào)整系數(shù)，該零調(diào)整系數(shù)用于為各自激勵電流的電流值校正不同電平的信號電動勢中產(chǎn)生的磁通量差分噪聲，而該激勵調(diào)整系數(shù)用于校正測量流速計算用的標準磁通量密度和所述線圈實際磁通量密度間的誤差，該誤差是因為磁場—磁通量特性的非線性而在不同電平對各自激勵電流的電流值產(chǎn)生的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的流量計，其特征在于，該零調(diào)整系數(shù)是從在零流速時的信號電動勢計算得到的流速值，它是通過提供具有每個電流值的激勵電流而得到的。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的流量計，其特征在于，該激勵調(diào)整系數(shù)是通過提供每個電流值給激勵電流而在管線中實際測量得到的磁通量密度和相應于這個電流值的標準磁通量密度間的磁通量密度比值。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的流量計，其特征在于，該激勵調(diào)整系數(shù)是從當提供具有每個電流值的激勵電流且液體實際流動時產(chǎn)生的信號電動勢計算得到的測量流速和當測量流速被計算時單獨測量得到的流速間的流速比值。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的流量計，其特征在于，該激勵調(diào)整系數(shù)是已知的預定流速和從當提供具有每個電流值的激勵電流且液體實際流動時產(chǎn)生的信號電動勢計算得到的測量流速間的流速比值。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量計，進一步包括一對檢測電極(9A，9B)，它們通過流體面對面設置；和信號處理裝置(1，2，3)，用來將對所述檢測電極間產(chǎn)生的檢測信號采樣得到的直流流速信號轉(zhuǎn)換成為測量信號，并輸出該信號到所述測量流速計算裝置(5A)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的流量計，其特征在于，所述信號處理裝置(1，2，3)包括放大裝置(1)，用于衰減從所述檢測電極得到的檢測信號中的噪聲，并放大這個信號；采樣裝置(2)，用于對從所述放大裝置輸出的信號采樣，并輸出直流流速信號；和A/D轉(zhuǎn)換裝置(3)，用于對從所述采樣裝置輸出的直流流速信號進行A/D轉(zhuǎn)換，并把這個信號轉(zhuǎn)換成流速信號。
全文摘要
一種電磁流量計，包括激勵線圈、激勵部分和運算處理部分。激勵線圈施加磁場到管線內(nèi)流動的液體。激勵部分給這個線圈提供激勵電流。運算處理部分利用從被激勵液體中檢測到的測量信號計算測量流速。運算處理部分包括測量流速計算部分。在從測量信號計算測量流速時，測量流速計算部分通過調(diào)整系數(shù)校正從測量信號計算出的流速，調(diào)整系數(shù)相應于激勵電流的電流值并被預先設定，激勵電流的電流值相應于可得出測量信號的激勵電流的電流值。
文檔編號G01F1/60GK1451948SQ0312253
公開日2003年10月29日 申請日期2003年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月18日
發(fā)明者鈴木伸, 光武一郎 申請人:株式會社山武