专利名称：电磁流量计的制作方法
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 (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Hl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。另外，用于衰减DC分量的AC耦合电路(例如，电容器(未示出))可以连接到电 极12和13的输出端。JP-A-6-174513披露了电容器的连接。(2)将描述根据与来自电极12和13的输出信号重叠的噪声分量检测流体是否处 于非满水平的方法。在该方法中，可以不使用恒流电路40。当待测流体R处于非满水平时，与来自电极12和13的输出信号重叠的噪声电平 大于流体处于满水平时的噪声水平。例如，噪声包括商业电源频率噪声和由从激励线圈11 产生的磁场所产生的感应噪声。非满水平检测单元54测量与来自电极12和13的输出信号重叠的噪声电平 (电压)。当噪声电平高于预定检测电压时，确定流体处于非满水平。JP-A-3-257327和 JP-A-3-60027U披露了检测非满水平的方法。接下来，将描述在从非满水平检测单元54接收非满水平检测信号时输出单元55 的操作。当流体处于非满水平时，电磁流量计1处于异常状态，难以准确测量流量。在此情 况下，为了把流体处于非满水平的异常状态通知外界，输出单元55输出超过正常范围(下 文称为“过量(burnout)”)的电流或电压信号，或者输出报警信号，诸如报警光或报警音。然而，检测非满水平的上述两种方法具有以下问题。(1)在使得恒定电流流动的方法中，在使用AC耦合电路时，引起以下问题。当流体从满水平变成非满水平或从非满水平变成满水平时，电极12和13的输出变化极大。因此，通过差分运算要花很长时间使得AC耦合电路的输出变得稳定，并且非满水 平检测单元54检测输出稳定之后的满水平以及非满水平。因此，检测满水平和非满水平要 花费很长时间(例如，大约10分钟)。(2)在从噪声分量中检测出满水平和非满水平的方法中，例如，当周围环境使得由 噪声源产生的噪声电平减小时，即使流体处于非满水平，与来自电极12和13的输出信号重 叠的噪声电平也小于预定检测电压。因此，非满水平检测单元54很难检测非满水平。在此情况下，输出单元55没有接收非满水平检测信号。因此，输出单元55输出与 双频流量eA对应的电流或电压信号，而不会使得该电流或电压过量。然而，实际上，由于流 体处于非满水平并且来自电极12和13的输出信号变化极大，所以出现摆动现象，其中电流 或电压输出在上限与下限之间交替。
发明内容
本发明的目的提供了一种双频激励型电磁流量计，能准确快速地检测待测流体的 非满水平并且能够避免由于对非满水平的检测而引起的输出摆动。为了实现该目的，根据本发明的第一方面，提供了一种电磁流量计，其向待测流体 施加具有第一频率和低于第一频率的第二频率的磁场，根据由具有第一频率的第一磁场产 生的信号计算第一流量，根据由具有第二频率的第二磁场产生的信号计算第二流量，对第 一流量执行低通滤波以计算第一低通滤波流量，并且对第二流量执行低通滤波以计算第二 低通滤波流量，电磁流量计包括异常检测单元，其根据第一流量和第二流量中的至少一个检测待测流体处于非满 水平的异常状态；以及异常消除单元，当异常检测单元没有确定待测流体处于异常状态时，异常消除单 元根据第一低通滤波流量和第二低通滤波流量消除异常状态。根据本发明的第二方面，提供了根据第一方面的电磁流量计，其中在第一低通滤波流量与第二低通滤波流量之间的差小于预定值时，异常消除单元 消除异常状态。根据本发明的第三方面，提供了根据第二方面的电磁流量计，其中在第一低通滤波流量与第二低通滤波流量之间的差小于预定值的情况下经过第 一预定时间之后，异常消除单元消除异常状态。根据本发明的第四方面，提供了根据第二或第三方面的电磁流量计，其中异常消除单元改变预定值。根据本发明的第五方面，提供了根据第一到第四方面中任一方面的电磁流量计， 还包括低通滤波流量设置单元，在异常消除单元没有消除异常状态的情况下经过第二预 定时间之后，低通滤波流量设置单元为第一低通滤波流量和第二低通滤波流量设置数值。根据本发明的第六方面，提供了根据第五方面的电磁流量计，其中低通滤波流量设置单元把第一流量设置成第一低通滤波流量并且把第二流量设
5置成第二低通滤波流量。根据本发明的第七方面，提供了根据本发明第一到第四方面中任一方面的电磁流 量计，还包括时间常数改变单元，在异常消除单元没有消除异常状态的情况下经过第三预定时 间之后，时间常数改变单元改变在用于计算第一低通滤波流量和第二低通滤波流量的低通 滤波中使用的时间常数。根据本发明的第八方面，提供了根据本发明第一到第七方面中任一方面的电磁流 量计，其中在第一流量和第二流量中至少一个处于预定范围之外时，异常检测单元检测待测 流体是否处于异常状态。
现在将参考附图描述实现本发明的各种特征的一般体系结构。提供附图和相关描述来举例说明本发明的实施例，并非限制本发明的范围。图1是示出了根据本发明的实施例的电磁流量计的结构的示图。图2A到图21是示出了在待测流体处于满水平和非满水平时图1所示的电磁流量 计的操作的时序图。图3A和图3B是示出了图1所示的电磁流量计的异常确定处理(图3A)和异常消 除处理(图3B)的流程图。图4是示出了根据本发明另一实施例的电磁流量计的结构的示图。图5是示出了图4所示的电磁流量计的异常消除处理的流程图。图6是示出了根据本发明又一实施例的电磁流量计的结构的示图。图7是示出了图6所示的电磁流量计的异常消除处理的流程图。图8是示出了根据现有技术的电磁流量计的结构的示图。
具体实施例方式下文将参考附图描述根据本发明的各个实施例。(第一实施例)图1是示出了根据本发明的实施例的电磁流量计100的结构的示图。在图1中， 与图8中所示相同的部件以相同的标号指代，并且将省略对其的描述。在图1中，电磁流量计100与图8所示的电磁流量计的不同之处在于包括预定值 设置单元120，CPU 110包括异常检测单元111和异常消除单元112，取代了非满水平检测 单元54(参见图8)。异常检测单元111从高频流量计算单元51和低频流量计算单元52接收流量，并 且确定流体是否处于异常状态，例如处于非满水平。异常消除单元112从异常检测单元111接收确定结果并且从高频流量计算单元51 和低频流量计算单元52接收流量，并且消除异常状态。预定值设置单元120把例如从用户输入的预定值设置为异常消除单元112所使用 的预定值。
接下来，将参考图2和图3描述电磁流量计100确定和消除异常的操作。首先，将参考图2A到图21描述该操作。图2A到图21是示出了电磁流量计100 的流量、消除标志、计时器的操作和处于满水平和非满水平的输出的时序图。图2A示出了处于满水平和非满水平的待测流体R的状态，图2B示出了低频流量 eL,图2C示出了高频流量eH，图2D示出了低频低通滤波流量FL，图2E示出了高频低通滤 波流量冊，图2F示出了消除标志(图3A和图3B中所述)，图2G示出了计时器(图3A和 图3B中所述)，图2H示出了指示异常或正常状态的异常/正常状态(图3A和图3B所述)， 而图21示出了从输出单元55输出的电流或电压(下文称为“电流输出”)。在图2A中，待测流体R直到时间11都处于满水平，在从时间11到时间t2的时段 处于非满水平，在时间t2之后处于满水平。在图2B和图2C中，在同一纵轴上描述低频流量eL (图2B)和高频流量eH (图2C)。直到时间tl，低频流量eL(图2B)和高频流量eH(图2C)大致具有相同的值。在 从时间tl到时间t2期间，低频流量eL(图2B)和高频流量eH(图2C)增大，保持恒定，随 后减小。低频流量eL(图2B)大于高频流量eH(图2C)，并且在低频流量eL(图2B)和高频 流量eH(图2C)增大时，低频流量eL(图2B)和高频流量eH(图2C)之间的差也增大。在时间t2之后，低频流量eL(图2B)和高频流量eH(图2C)返回到大致相同的值。在图2D和图2E中，在同一纵轴上描述低频低通滤波流量FL (图2D)和高频低通 滤波流量ra (图2E)。直到时间tl，低频低通滤波流量FL(图2D)和高频低通滤波流量图2Ε)具有 大致相同的值。在从时间tl到时间t2期间，低频低通滤波流量FL(图2D)和高频低通滤 波流量图2E)增大，保持恒定，随后减小。低频低通滤波流量FL(图2D)大于高频低通 滤波流量 (图2E)，并且在低频低通滤波流量FL (图2D)和高频低通滤波流量ΠΙ (图2E) 增大时，低频低通滤波流量FL(图2D)和高频低通滤波流量图2E)之间的差也增大。通过分别对低频流量eL(图2B)和高频流量eH(图2C)执行低通滤波操作(例如， 低通滤波)，获得了低频低通滤波流量FL(图2D)和高频低通滤波流量图2E)。因此，低频低通滤波流量FL (图2D)和高频低通滤波流量图2E)增大和减小 的斜度小于低频流量eL(图2B)和高频流量eH(图2C)的斜度。然而，在从时间t2到时间 t3期间，低频低通滤波流量FL(图2D)和高频低通滤波流量图2E)返回到大致相同的 值。将根据图2A到图2E的操作参考图3A和图3B来描述图2F到图21。图2F到图21直到时间tl的状态如下。消除标志(图2F)被清除(数值“0”)， 计时器(图2G)处于经过预定时间(第一预定时间)的状态，异常/正常状态(图2H)为 正常状态，电流输出(图21)是对应于双频流量eA的电流值。随后描述图3A和图3B。图3A是示出了异常确定处理的流程图，而图3B是示出了 异常消除处理的流程图。在图3A的步骤SlOO中，低频流量计算单元52计算低频流量eL和低频低通滤波 流量FL。高频流量计算单元51计算高频流量eH和高频低通滤波流量HL在步骤SllO中，异常检测单元111将低频流量eL与正常范围(预定范围)相比 较。如果低频流量eL超出正常范围(步骤SllO中的“否”)，则处理进行到步骤S120。消
7除标志被清除，并且确定当前状态为异常状态。随后，执行图3B所示的异常消除处理中的步骤S200。异常消除单元112确定是否 设置了消除标志。由于消除标志被清除(步骤S260中的“否”)，所以异常消除处理结束。在图2A到图21中，在时间tl之后的很短时间内低频流量eL(图2B)超出正常范 围。因此，此时，消除标志(图2F)保持在清除状态，计时器(图2G)保持在已经经过预定 时间的状态，异常/正常状态(图2H)是异常状态，电流输出(图21)处于异常状态，其引 起了过量。该状态保持到恰在时间t2之前。在图3A的步骤SllO中，高频流量eH与正常范围相比较。当高频流量eH超出正 常范围时，处理进行到步骤S120。另外，低频流量eL和高频流量eH中的每一个都可以与正 常范围相比较。当低频流量eL和高频流量eH两者均超出正常范围时，处理可以进行到步 骤 S120。为了便于描述，在步骤SllO中，低频流量eL与正常范围相比较。例如，正常范围 是电磁流量计100能够准确测量流量的流量范围。在图2A到图21中的时间t2之后的很短时间内，低频流量eL(图2B)处于正常范 围内。因此，图3A中所示的异常确定处理进行到步骤S130，无需确定当前状态是否处于异 常状态(步骤SllO中的“是”)。在步骤S130中，在处理从步骤S120中的异常状态进行到步骤S130时，异常检测 单元111设置消除标志(数值“1”)。随后，执行图3B中所示的异常消除处理中的步骤S200。由于设置了消除标志(步 骤S200中的“是”)，所以处理进行到步骤S210。在步骤S210中，异常消除单元112将低频低通滤波流量FL和高频低通滤波流量 ra之间的差的绝对值与比较值(预定值)相比较。如果差的绝对值等于或大于比较值(步 骤S210中的“否”)，则处理进行到步骤S220。在步骤S220中，异常消除单元112把计时器的值设置成初始值(例如，数值“0”)， 并且异常消除处理结束。因此，在图2A到图21中，在时间t2之后的很短时间内，低频流量eL(图2B)处于 正常状态中，并且低频低通滤波流量FL和高频低通滤波流量ra之间的差的绝对值大于比 较值。因此，设置了消除标志(图2F)，计时器(图2G)被设置成初始值，异常/正常状态 (图2H)保持在异常状态，电流输出(图21)保持在过量状态。该状态一直保持到时间t3。在时间t2处，待测流体到达满水平，而在时间t2和时间t3之间，待测流体的流动 和满水平状态是不稳定的。在此情况下，在时间t2处，当异常状态立即变成正常状态时，由 于在满水平时流体的不稳定性的原因，正常状态与异常状态交替出现，并且在电流输出中 出现摆动。执行以下操作以避免摆动。在时间t3处，由于在图2A到图21中低频低通滤波流量FL(图2D)和高频低通 滤波流量图2E)之间的差小于比较值，所以图3B中所示的异常消除处理进行到步骤 S230(步骤S210中的“是”)。在步骤S230，异常消除单元112对计时器的数值进行计数，并且增大该数值。在步骤S240，异常消除单元112确定是否经过了计时器的预定时间(第一预定时 间)。例如，异常消除单元112将计时器的值与预定阈值进行比较。当计时器的值等于或小于阈值时，异常消除单元112确定没有经过预定时间(步骤S240中的“否”)，并且异常消 除处理结束。因此，在图2A到图21中，在从时间t3到时间t4期间，由于计时器(图2G)的值 小于预定阈值，所以消除标志(图2F)保持在设置状态，计时器(图2G)对时间计数，异常 /正常状态(图2H)保持在异常状态，而电流输出(图21)保持在过量状态。在时间t4处，由于计时器(图2G)的值等于或大于预定阈值，并且已经经过了预 定时间，所以图3B所示的异常消除处理进行到步骤S250(步骤S240中的“是”)。在步骤S250中，异常消除单元112消除异常状态，并且清除消除标志。随后，异常 消除处理结束。因此，在图2A到图21中，在时间t4之后，由于计时器(图2G)的值大于预定阈值 并且已经经过了预定时间，所以清除消除标志(图2F)，计时器(图2G)处于已经经过预定 时间的状态，异常/正常状态(图2H)是正常状态(消除了异常)，并且电流输出(图21) 是对应于双频流量eA的电流值。例如，由于低频低通滤波流量FL(图2D)和高频低通滤波流量图2E)之间的 差小于比较值，所以预定时间(第一预定时间)可以是直到待测流体的流动和满水平状态 大致稳定的时间。以上描述了异常确定处理和异常消除处理。根据该实施例，当低频流量eL和高频流量eH中的至少一个超出正常范围时，异常 检测单元111确定流体是否处于异常状态。当流量处于正常范围并且确定流体没有处于异 常状态时，在低频低通滤波流量FL和高频低通滤波流量ra之间的差小于比较值并且经过 了预定时间之后，异常消除单元112消除异常状态。以此方式，可以准确检测异常状态，即， 检测待测流体的非满水平并且由此防止了输出摆动。另外，可以使用根据现有技术利用AC 耦合电路来使得恒定电流流动的方法快速检测异常状态，即非满水平。即使断断续续地混合了噪声并且低频流量eL和高频流量eH发生变化(突然变 化)，使用低通滤波也可以防止低频低通滤波流量FL与高频低通滤波流量FH中的变化。因 此，通过使用低频低通滤波流量FL和高频低通滤波流量ra消除异常状态，可以防止由于噪 声引起的操作误差。在图3B的步骤S210中，在低频低通滤波流量FL和高频低通滤波流量Hl之间的 差小于比较值(步骤S210中的“是”)时，在步骤S250中可以消除异常状态，而无需等待经 过预定时间(即，无需执行步骤S230和240)。以此方式，在图2A到图21中的时间t3处，消除了异常状态并且可以更快地返回 到正常状态。预定值设置单元120可以改变异常消除单元112所使用的比较值(预定值)。在 此情况下，例如，用户可以把比较值改为可以例如根据待测流体的流动状态有效地检测非 满水平的数值。例如，比较值可以被设置成与流量范围百分比(％)对应的值。(第二实施例)在图2A到图21中，在非满水平处，在低频低通滤波流量FL (图2D)和高频低通滤 波流量图2E)之间的差过大时或者在用于低通滤波的时间常数过大时，花费较长时间 使得低频低通滤波流量FL(图2D)和高频低通滤波流量图2E)之间的差小于比较值。
S卩，增大了从时间t2到时间t3的时段。因此，增大了直到在时间t4处消除了异 常状态的时间。该实施例显著地减小该时间。将参考图4描述当低频低通滤波流量FL和高频低通滤波流量ra之间的差过大时 的第二实施例。图4是示出了根据该实施例的电磁流量计200的结构的示图。在图4中， 与图1所示相同的部件由相同标号指代，并且省略对其的描述。在图4中，电磁流量计200与图1所示的电磁流量计的不同之处在于，除了 CPU 110(参见图1)的部件之外，CPU 210还包括低通滤波流量设置单元220。低通滤波流量设置单元220从异常消除单元112接收处理结果并且设置高频流量 计算单元51的高频低通滤波流量ΠΙ和低频流量计算单元52的低频低通流量FL。将参考图5描述低通滤波流量设置单元220的操作。图5是示出了包括低通滤波 设置单元220的操作的异常消除处理的流程图。在图5中，与图3B所示的相同部件由相同 标号指代并且省略对其的描述。在图5的步骤S210中，低频低通滤波流量FL和高频低通滤波流量!7H之间的差的 绝对值大于比较值(步骤S210中的“否”)并且异常状态未被消除。处理进行到步骤S220。 这里，将描述图2A到图21中的时间t2之后的处理。异常消除单元112把计时器的值设置成初始值(步骤S220)。随后，异常消除单元 112对随着计时器执行步骤S220的次数进行计数并且在步骤S300中增加该值。 在步骤S310中，低通滤波流量设置单元220接收该计数值并且确定该值是否大于 预定阈值。如果确定该值等于或小于阈值(步骤S310中的“否”)，则异常消除处理结束。如果确定该值大于阈值(步骤S310中的“是”)，则处理进行到步骤S320。S卩，在 步骤S310中经过第二预定时间之后，处理进行到步骤S320。另外，可以使用不同于第一实 施例中的计时器，而非计数器来确定是否经过了第二预定时间。在步骤S320中，低通滤波流量设置单元220把当前高频流量eH设置成高频低通 滤波流量冊，并且把当前低频流量eL设置成低频低通滤波流量FL。由于当前高频流量eH与当前低频流量eL具有大致相同的值，所以所设置的低频 低通滤波流量FL与所设置的高频低通滤波流量ra之间的差的绝对值小于比较值。因此， 在该处理之后将要执行的步骤S210的确定结果是“是”并且在经过预定时间(第一预定时 间)之后在步骤S250消除了异常状态。将参考图2A到图21描述该操作。在把从图2A到图21中的时间t2到时间t3a 的时段称为第二预定时间时，在时间t3a处，计时器(图2G)开始计时。即，时间t3被提前 到时间t3a。在时间t4a处，经过了计时器(图2G)的预定时间(第一预定时间)，消除标志(图 2F)被清除，异常/正常状态(图2H)处于正常状态(消除了异常状态)，电流输出(图21) 是对应于双频流量eA的电流值。即，时间t4被提前到时间t4a。根据该实施例，在没有消除异常状态的情况下，在经过第二预定时间之后，低通滤 波流量设置单元220把当前高频流量eH设置成高频低通滤波流量FH，并且把当前低频流量 eL设置成低频低通滤波流量FL。以此方式，减小了消除异常状态的时间并且可以快速地把 当前状态改变成正常状态。接下来，将参考图6描述在低通滤波中所使用的时间常数过大时的实施例。图6
10是示出了根据该实施例的电磁流量计300的结构的示图。在图6中，与图1所示相同的部 件由相同标号指代并且省略对其的描述。在图6中，电磁流量计300与图1所示的电磁流量计的不同之处在于，除了 CPU 110的部件(参见图1)之外，CPU 310还包括时间常数改变单元320。时间常数改变单元320从异常消除单元112接收处理结果，并且改变高频流量计 算单元51在计算高频低通滤波流量时使用的时间常数以及低频流量计算单元52在计算低 频低通滤波流量时使用的时间常数。接下来，将参考图7描述时间常数改变单元320的操作。图7是示出了包括时间 常数改变单元320的操作的异常消除处理的流程图。在图7中，与图3B所示相同的部分由 相同的标号指代并且省略对其的描述。在图7的步骤S210中，低频低通滤波流量FL与高频低频滤波流量 之间的差的 绝对值大于比较值(步骤S210中的“否”)并且没有消除异常状态。因此，处理进行到步骤 S220。在此将描述图2A到图21中时间t2之后的处理。异常消除单元112把计时器的值设置成初始值(步骤S220)。随后，异常消除单元 112对随着计时器执行步骤S220的次数进行计数并且在步骤S300中使得该值增加。在步骤S310中，时间常数改变单元320接收计数值并且确定该值是否大于预定阈 值。如果确定该值等于或小于阈值(步骤S310中的“否”)，则异常消除处理结束。如果确定该值大于阈值(步骤S310中的“是”)，则处理进行到步骤S400。S卩，在 步骤S310经过第三预定时间之后，处理进行到步骤S400。另外，可以使用不同于第一实施 例中的计时器，而非计数器来确定是否经过了第三预定时间。在步骤S400中，时间常数改变单元320减小计算高频低通滤波流量和低频低通滤 波流量中使用的时间常数。以此方式，低频低通滤波流量FL和高频低通滤波流量 快速接近(会聚)于相 同的值并且两者之差小于比较值。因此，在该处理之后将要执行的步骤S210的确定结果是 “是”，并且在经过预定时间(第一预定时间)之后在步骤S250中消除了异常状态。将参考图2A到图21描述该操作。与低通滤波流量设置单元220的操作类似，时 间t3被提前到时间t3a，时间t4被提前到时间t4a。通过把时间t3提前到时间t3a以及把时间t4提前到时间t4a，可以设置第二预定 时间和第三预定时间使得返回到正常状态的返回时间(异常状态的消除时间)少于第一实 施例中的返回时间。根据该实施例，在没有消除异常状态的情况下，在经过第三预定时间之后，时间常 数改变单元320减小计算高频低通滤波流量和低频低通滤波流量时使用的时间常数。以此 方式，减小了消除异常状态的时间并且可以更快地把当前状态改变成正常状态。作为另一实施例，使得恒定电流流动的方法或者检测噪声分量的方法可以与第一 实施例或者第二实施例相结合。在此情况下，可以检测非满水平并且无需恒流电路40，从而 降低了成本。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、异常检测单 元111、异常消除单元112、低频滤波流量设置单元220和时间常数改变单元320被设置在 CPU 110、210或310中，并且由预定程序来执行。然而，它们也可以例如由与CPU 110,210或310单独提供的逻辑电路来实现。另外，计时器可以与根据第一实施例的计时器以及根据第二实施例的计数器相分 离地提供在CPU 110、210或310中，或者可以单独地提供。消除标志可以存储在存储单元 (未示出)中并且可以从存储单元中读出或者写入存储单元中。根据本发明的上述实施例，双频激励型电磁流量计根据第一流量和第二流量中的 至少一个来确定待测流体处于非满水平的异常状态，并且在确定待测流体处于异常状态 时，根据第一低通滤波流量和第二低通滤波流量消除了异常状态。以此方式，可以准确和快 速地检测到待测流体处于非满水平的异常状态并且防止由于对非满水平的检测所引起的 输出摆动。本发明并不限于上述实施例，在不脱离本发明的范围和精神的情况下可以对本发 明作出各种变型和改变。另外，本发明可以包括除了上述部件组合的其他组合。
权利要求
一种电磁流量计，其向待测流体施加具有第一频率和低于第一频率的第二频率的磁场，根据由具有第一频率的第一磁场产生的信号计算第一流量，根据由具有第二频率的第二磁场产生的信号计算第二流量，对第一流量执行低通滤波以计算第一低通滤波流量，并且对第二流量执行低通滤波以计算第二低通滤波流量，所述电磁流量计包括异常检测单元，其根据第一流量和第二流量中的至少一个检测待测流体处于非满水平的异常状态；以及异常消除单元，当异常检测单元没有确定待测流体处于异常状态时，异常消除单元根据第一低通滤波流量和第二低通滤波流量消除异常状态。
2.根据权利要求1的电磁流量计，其中在第一低通滤波流量与第二低通滤波流量之间的差小于预定值时，异常消除单元消除 异常状态。
3.根据权利要求2的电磁流量计，其中在第一低通滤波流量与第二低通滤波流量之间的差小于预定值的情况下经过第一预 定时间之后，异常消除单元消除异常状态。
4.根据权利要求2的电磁流量计，其中异常消除单元改变预定值。
5.根据权利要求1的电磁流量计，还包括低通滤波流量设置单元，在异常消除单元没有消除异常状态的情况下经过第二预定时 间之后，低通滤波流量设置单元为第一低通滤波流量和第二低通滤波流量设置数值。
6.根据权利要求5的电磁流量计，其中低通滤波流量设置单元把第一流量设置成第一低通滤波流量并且把第二流量设置成 第二低通滤波流量。
7.根据权利要求1的电磁流量计，还包括时间常数改变单元，在异常消除单元没有消除异常状态的情况下经过第三预定时间之 后，时间常数改变单元改变在用于计算第一低通滤波流量和第二低通滤波流量的低通滤波 中使用的时间常数。
8.根据权利要求1的电磁流量计，其中在第一流量和第二流量中至少一个处于预定范围之外时，异常检测单元检测待测流体 是否处于异常状态。
全文摘要
提供了一种电磁流量计，其向待测流体施加具有第一频率和第二频率的磁场，计算第一流量，计算第二流量，对第一流量执行低通滤波以计算第一低通滤波流量，并且对第二流量执行低通滤波以计算第二低通滤波流量，电磁流量计包括异常检测单元，其根据第一流量和第二流量中的至少一个检测待测流体处于非满水平的异常状态；以及异常消除单元，当异常检测单元没有确定待测流体处于异常状态时，异常消除单元根据第一低通滤波流量和第二低通滤波流量消除异常状态。
文档编号G01F1/58GK101900586SQ201010188579
公开日2010年12月1日 申请日期2010年5月28日 优先权日2009年5月28日
发明者志村彻, 菅原藤和 申请人:横河电机株式会社