[發明專利]勵磁電路及電磁流量計

有效

• 申請號: 201910938016.X
• 申請日: 2019-09-30
• 公開（公告）號: CN110967075B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 衛藤有文
• 申請（專利權）人: 阿自倍爾株式會社
• 主分類號: G01F1/60
• 分類號: G01F1/60;G01F1/58
• 代理公司: 上海華誠知識產權代理有限公司 31300
• 代理人: 肖華

本發明的目的在于提供能夠根據勵磁線圈的特性、勵磁電流的大小來改變勵磁電壓的勵磁電路及電磁流量計。勵磁電路(12)具備：可變電壓電源電路(12A)，其能輸出勵磁電壓(V_Eout)，并根據電壓控制信號(S_ET)改變勵磁電壓V_Eout的大小；開關電路(12B)，其以規定的勵磁頻率來切換勵磁電壓(V_Eout)的極性，并將勵磁電壓施加到勵磁線圈(Lex)；勵磁電流控制電路(12C)，其包括：生成基于供給到勵磁線圈的勵磁電流的大小的電流控制信號(V_Aout)的電流控制信號生成電路、以及基于電流控制信號控制勵磁電流的大小的控制元件(Tr5)，使勵磁線圈通電規定的恒定電流；以及電壓控制電路(12D)，其根據電流控制信號生成電壓控制信號，并將其輸入到可變電壓電源電路。

技術領域

本發明涉及在各種工藝系統中測量流體的流量的電磁流量計、及將勵磁電流供給到電磁流量計的勵磁線圈的勵磁電路。

背景技術

通常，電磁流量計具備檢測器，該檢測器包括：勵磁線圈，其在與流動于測量管內的流體的流動方向垂直的方向上產生磁場；以及一對檢測電極，其配置于測量管內，在與流體的流動方向及磁場的方向正交的方向上彼此相對配置。在這樣的電磁流量計中，基于流體在由勵磁線圈所產生的磁場內流動時在檢測電極間所產生的電動勢，測量在測量管內流動的流體的流量。

另外，在這樣的電磁流量計中，為了去除檢測電極中的極化的影響，一邊以規定的勵磁頻率來切換電壓極性，一邊將電壓施加到勵磁線圈(以下，將為了進行勵磁而施加到勵磁線圈的電壓稱為“勵磁電壓”。)。由此，將電流(以下，將在勵磁線圈流動的電流稱為“勵磁電流”。)供給到勵磁線圈而使其產生交變磁場，勵磁電流變為穩定值時,即在產生了一定的強度的磁場的期間，測量在檢測電極間所產生的電動勢(以下，有時稱為“流量信號”。)。

然而，當將由矩形波構成的交流電壓施加到勵磁線圈的情況下，由于勵磁線圈所擁有的自感的影響，勵磁電流的上升/下降減弱。其結果是，若使勵磁頻率變高，則在產生一定強度的磁場的期間變短，因此，難以穩定地對流量信號進行采樣，從而導致流量值的計量誤差變大。

因此，例如，在專利文獻1公開的電磁流量計中，將勵磁電流供給到勵磁線圈的勵磁電路具備具有高輸出電壓值和低輸出電壓值這兩個不同的輸出電壓值的直流電壓源，在勵磁電壓的極性切換后的勵磁電流的過渡期間，選擇高輸出電壓值作為勵磁電壓，在勵磁電流變為穩定值的穩定期間，選擇低輸出電壓值。根據專利文獻1，記載了通過在勵磁電流的過渡期間選擇高輸出電壓值而使勵磁電流較早成為穩定值，另一方面，通過在穩定期間選擇低輸出電壓值，能夠抑制穩定期間的功耗。

但是，在專利文獻1所公開的電磁流量計中，由于兩個電壓值為固定值，因此在勵磁電流的過渡期間，無論勵磁電流的大小是否改變，高輸出電壓值的電壓均作為勵磁電壓而被施加。因此，隨著勵磁電流增大，被恒流電路白白消耗的電力增加，勵磁電路的發熱也成為問題。

對此，專利文獻2所公開的電磁流量計具備：恒壓電源，其包括可變電壓的DC/DC轉換器，并與勵磁線圈串聯連接；恒流電路，其與勵磁線圈串聯連接，用于將在勵磁線圈流動的電流規定為規定值；剩余電壓檢測電路，其用于檢測該恒流電路的剩余電壓(恒流電路內的電壓降低)；基準電壓電路，其輸出規定的基準電壓；以及比較電路，其將剩余電壓與規定的基準電壓相比較。專利文獻2中記載的電磁流量計根據恒流電路的剩余電壓與規定的基準電壓的比較結果來控制恒壓源的輸出電壓。

在該專利文獻2所公開的電磁流量計中，恒壓電源將由剩余電壓檢測電路所檢測出的剩余電壓與規定的基準電壓相比較，以使比較結果變得最小的方式控制輸出電壓。另外，恒壓電源的可變電壓的DC/DC轉換器將高電壓施加到勵磁線圈，以使在勵磁線圈的電源接通時電流容易流動，另一方面，電流流出后降低電壓并施加一定的恒定電壓。