JP2895870B2 - Integrator with minute flow cut function - Google Patents
Integrator with minute flow cut functionInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は流量計に用いる微小流量カット機能付積算装
置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to an integrating device having a minute flow rate cut function used for a flow meter.
電磁流量計等の流量計では流量をアナログ電気信号に
変換し、このアナログ信号を積算することで積算流量を
求めていた。ところが、電極の流体ノイズ、電気回路自
身で発生するノイズ、回路の温度ドリフト等により、流
体の流速が零であってもこれらのノイズがアナログ電気
信号として生じ、積算され、長時間放置すると積算流量
の値が増大していく。又、入力信号が小さい流速零の付
近でもこれらのノイズは小さくならないのでS/N比が悪
くなり実用不可となる。このような不具合を避けるた
め、従来は前記アナログ電気信号が一定値以下の場合に
は積算しないようにするいわゆるゼロカット機能を積算
装置に付加していた。In a flow meter such as an electromagnetic flow meter, the flow rate is converted into an analog electric signal, and the integrated flow rate is obtained by integrating the analog signal. However, due to the fluid noise of the electrodes, the noise generated in the electric circuit itself, the temperature drift of the circuit, etc., even if the flow velocity of the fluid is zero, these noises are generated as analog electric signals and are integrated. Increases. In addition, even when the input signal is small and near the flow velocity of zero, these noises do not become small, so that the S / N ratio is deteriorated, and it becomes impractical. In order to avoid such a problem, a so-called zero-cut function has been conventionally added to the integrating device so as to prevent integration when the analog electric signal is equal to or less than a predetermined value.
上記従来の流量計で扱う流量に対応したアナログ電気
信号は、流量すなわち単位時間当りに流れる流体の体積
である流量の瞬時値に対応したアナログ電気信号である
ため、この電気信号に前記ノイズが乗ると、流量そのも
のが変化しなくてもノイズが乗ったアナログ電気信号が
変動してばらつく。そのため積算をカットすべきときに
カットしないとか、その逆のことが起きるという問題点
があった。Since the analog electric signal corresponding to the flow rate handled by the conventional flow meter is an analog electric signal corresponding to the flow rate, that is, the instantaneous value of the flow rate which is the volume of the fluid flowing per unit time, the noise is superimposed on this electric signal. Therefore, even if the flow rate itself does not change, the analog electric signal with the noise fluctuates and fluctuates. For this reason, there is a problem that when the integration is to be cut, the cutting is not performed, or vice versa.
本発明は上記に鑑み、ノイズの悪影響を小さくして、
ゼロカットの誤差を小さくできる積算装置を提供するこ
とを目的とするものである。In view of the above, the present invention reduces the adverse effects of noise,
It is an object of the present invention to provide an integrating device capable of reducing a zero-cut error.
上記目的を達成するために、本発明の微小流量カット
機能付積算装置は、 （ａ）流量に対応したアナログ電気信号を取扱う流量計
において、 （ｂ）一定時間間隔ごとに前記アナログ電気信号を積分
してディジタル値に変化するA/D変換回路（１）と、 （ｃ）前記ディジタル値を積算する第１の積算カウンタ
（４）及び第２の積算カウンタ（５）と、 （ｄ）ゼロカット値を設定するゼロカット設定回路
（６）と、 （ｅ）前記第１の積算カウンタ（４）の積算値と前記ゼ
ロカット設定回路（６）のゼロカット値の大小を比較す
る第１の検出手段（７）と、 （ｆ）一定時間ごとにインクリメントする時間カウンタ
（８）と、 （ｇ）前記一定時間より長い設定時間を設定する時間設
定回路（９）と、 （ｈ）前記時間カウンタ（８）の値が前記時間設定回路
（９）の設定時間になったことを検出して出力を送出す
る第２の検出手段（10）とを設けて、 （ｉ）前記第２の検出手段（10）の出力が送出され、か
つそれまでに前記第１の積算カウンタ（４）の積算値が
前記ゼロカット設定回路（６）のゼロカット値になって
いないことを前記第１の検出手段（７）で検出したとき
に前記第２の積算カウンタ（５）の積算を禁止すること
を特徴とする。In order to achieve the above object, there is provided an integrating device with a minute flow rate cut function according to the present invention, wherein: (a) a flow meter for handling an analog electric signal corresponding to a flow rate; (C) a first integration counter (4) and a second integration counter (5) for integrating the digital value; and (d) zero cut. A zero cut setting circuit (6) for setting a value; and (e) first detection for comparing the integrated value of the first integration counter (4) with the zero cut value of the zero cut setting circuit (6). Means (7); (f) a time counter (8) that increments at fixed time intervals; (g) a time setting circuit (9) for setting a set time longer than the fixed time; and (h) the time counter ( 8) is the time A second detecting means (10) for detecting that the set time of the constant circuit (9) has reached and sending out the output; and (i) outputting the output of the second detecting means (10). And when the first detecting means (7) detects that the integrated value of the first integrating counter (4) has not reached the zero cut value of the zero cut setting circuit (6) by then. The present invention is characterized in that the integration of the second integration counter (5) is prohibited.
又、請求項２の装置で、上記（ａ）乃至（ｈ）の構成
要件に備え、更に、 （ｉ）′前記第１の積算カウンタ（４）の積算値が前記
ゼロカット設定回路（６）のゼロカット値になったこと
を前記第１の検出手段（７）が検出して出力を出したと
き前記第２の積算カウンタ（５）の積算を許可すると共
に前記第１の積算カウンタ（４）と前記時間カウンタ
（８）をリセットし、前記時間カウンタ（８）の値が前
記時間設定回路（９）の設定時間になったことを検出し
て前記第２の検出手段（10）が出力を送出したとき前記
第かの積算カウンタ（５）の積算を禁止すると共に前記
第１の積算カウンタ（４）と前記時間カウンタ（８）を
リセットすることを特徴とする。3. The apparatus according to claim 2, further comprising: (i) ′ the integrated value of the first integration counter (4), wherein the integrated value of the first integration counter (4) is the zero cut setting circuit (6). When the first detection means (7) detects that the zero cut value has been reached and outputs an output, the second integration counter (5) is allowed to be integrated and the first integration counter (4) is output. ) And the time counter (8) are reset, and when the value of the time counter (8) reaches the set time of the time setting circuit (9), the second detection means (10) outputs Is transmitted, the integration of the first integration counter (5) is inhibited, and the first integration counter (4) and the time counter (8) are reset.
そして、本発明の装置は電磁流量計に適用すると特に
効果的である。The device of the present invention is particularly effective when applied to an electromagnetic flow meter.
時間設定回路（９）には前記一定時間の複数倍のｎ
（ｎは整数）を予め設定しておく。時間カンウタ（８）
が一定時間毎にインクリメントされて、その値がｎにな
ると第２の検出手段（10）が出力を送出し、それまでに
第１の積算カウンタ（４）の積算値が前記ゼロカット設
定回路（６）のゼロカット値になっていないことを第１
の検出手段（７）が検出していると、第２のカウンタ
（５）の積算が禁止される。第２の積算カウンタ（５）
はこうしてゼロカット値未満の微小流量をカットした積
算流量を得る。The time setting circuit (9) has n times as long as the predetermined time.
(N is an integer) is set in advance. Time counter (8)
Is incremented at regular intervals, and when the value becomes n, the second detecting means (10) sends out an output. By then, the integrated value of the first integrating counter (4) is equal to the zero cut setting circuit ( The first is that the zero cut value of 6) is not reached.
Is detected by the detecting means (7), the integration of the second counter (5) is prohibited. Second integration counter (5)
Thus, the integrated flow rate obtained by cutting the minute flow rate less than the zero cut value is obtained.
電磁流量計に適用する場合（請求項３）では、前記一
定時間を励磁コイルを励磁する周期に同期させることが
可能である。In a case where the present invention is applied to an electromagnetic flowmeter (claim 3), the predetermined time can be synchronized with a cycle for exciting the exciting coil.
次に第１図の実施例を第２図のタイミングチャートと
共に説明する。なお第２図のタイミングチャートは流量
計が電磁流量計の場合のものである。Next, the embodiment of FIG. 1 will be described with reference to the timing chart of FIG. The timing chart in FIG. 2 is for the case where the flow meter is an electromagnetic flow meter.
１は図示されていない例えば電磁流量計の電極に誘起
した流量信号であるアナログ電気信号を入力して一定時
間間隔Ｔ毎に積分してディジタル値に変換するA/D変換
回路、２と３は加算器、4,5はそれぞれ第1,第２の積算
カウンタ、６はゼロカット設定値を設定するゼロカット
設定回路、７は前記第１の積算カウンタ４の積算値が前
記ゼロカット設定回路６のゼロカット値になると働きワ
ンショットパルス（ア）を出力する第１の検出手段、φ
1は周期Ｔのクロック、８は一定時間Ｔ毎にインクリメ
ントする時間カウンタ、９は複数ｎを設定しておく時間
設定回路、10は前記時間カウンタ８の値が時間設定回路
９に設定されている値ｎになったことを検出してワンシ
ョットパルス（イ）を出力する第２の検出手段、11はOR
ゲート、12はフリップフロップで前記ワンショットパル
ス（ア）によりセットされると共にワンショットパルス
（イ）によりリセットされる。そして、このフリップフ
ロップ12のセット出力で前記加算器３が許可の状態とな
る。Reference numeral 1 denotes an A / D conversion circuit for inputting an analog electric signal, which is a flow signal induced at an electrode of an electromagnetic flowmeter (not shown), for example, and integrating the digital electric signal at regular time intervals T to convert it into a digital value. Adders, 4 and 5 are first and second integration counters respectively, 6 is a zero cut setting circuit for setting a zero cut set value, and 7 is an zero cut setting circuit 6 for which the integrated value of the first integration counter 4 is used. The first detecting means that outputs a one-shot pulse (A) when the zero cut value of
1 is a clock having a period T, 8 is a time counter that increments at every constant time T, 9 is a time setting circuit for setting a plurality of n, and 10 is a time setting circuit 9 in which the value of the time counter 8 is set. A second detecting means for detecting that the value has reached n and outputting a one-shot pulse (A);
The gate 12 is set by a flip-flop by the one-shot pulse (a) and reset by the one-shot pulse (a). The adder 3 is enabled by the set output of the flip-flop 12.
なお第２図のφ0は加算器2,3及び第１と第２の検出手
段7,8から発生するパルスを作り出すクロックで、本発
明で本質的に必要なものではない。又、時間設定回路８
は最大4095までの数が設定できる。Note phi 0 of FIG. 2 is a clock to produce a pulse generated from the adder 2, 3 and the first and second detection means 7 and 8, not essential required in the present invention. Time setting circuit 8
Can be set up to a maximum of 4095.
今、上記の実施例が電磁流量計の積算装置であって、
電磁流量計の励磁コイルの励磁周期Ｔに同期してその動
作が行なわれる場合の作用を以下に説明する。なお実施
例ではクロックφ1の周期Ｔは1/16秒と定められてお
り、又、時間設定回路９はｎ＝50に設定されているもの
とする。従って時間設定回路９の設定値ｎ＝50を時間に
換算すると50/16秒＝3.13秒と表現できる。更に又、流
体の流量はこの設定時間3.13秒に比較して、もっと長い
時間の間変動しないものとする。Now, the above embodiment is an integrator of an electromagnetic flow meter,
The operation when the operation is performed in synchronization with the excitation cycle T of the excitation coil of the electromagnetic flowmeter will be described below. In the embodiment, the period T of the clock φ 1 is set to 1/16 second, and the time setting circuit 9 is set to n = 50. Therefore, when the set value n = 50 of the time setting circuit 9 is converted into time, it can be expressed as 50/16 seconds = 3.13 seconds. Furthermore, it is assumed that the flow rate of the fluid does not fluctuate for a longer time than the set time of 3.13 seconds.
流量信号にノイズが乗ったアナログ電気信号は、A/D
変換回路１で一定時間間隔Ｔ毎に積分されディジタル値
に変換され、次の１周期Ｔの間このデータ（ディジタル
値）は固定される。このディジタル値を加算器２が第１
の積算カウンタ４に加算する。又、そのディジタル値を
加算器３が許可の状態であれば第２の積算カウンタ５に
も加算する。The analog electrical signal with noise on the flow signal is A / D
The conversion circuit 1 integrates the data at fixed time intervals T and converts it into a digital value. During the next one cycle T, this data (digital value) is fixed. This digital value is added to the first
Is added to the integration counter 4. The digital value is also added to the second integrating counter 5 if the adder 3 is in a permitted state.
流量がゼロカット値以上の場合、すなわち微小流量で
ない場合は、第１の積算カウンタ４がリセットされる前
（すなわち時間カウンタ８の値がｎ（＝50）になる前）
にその値がゼロカット値になり、第１の検出手段７が働
きワンショットパルス（ア）を出力すため、このパルス
によりフリップフロップ12がリセットされて加算器３が
許可の状態となり、同時に第１の積算カウンタ４と時間
カウンタ８とがリセットされる。以後この動作が繰り返
され、加算器３は許可状態を継続し、第２の積算カウン
タ５はカットされない。If the flow rate is equal to or greater than the zero cut value, that is, if the flow rate is not a minute flow rate, before the first integration counter 4 is reset (that is, before the value of the time counter 8 becomes n (= 50)).
The value becomes a zero-cut value, and the first detecting means 7 operates to output a one-shot pulse (A). This pulse resets the flip-flop 12 and sets the adder 3 to the enabled state. The integration counter 4 and the time counter 8 are reset. Thereafter, this operation is repeated, the adder 3 continues the permission state, and the second integrating counter 5 is not cut.
流量がゼロカット値未満の微小流量の場合は、第１の
積算カウンタ４の値がゼロカット値になる前に、時間カ
ウンタ８の値が時間設定回路９の設定時間ｎ（＝50）に
なると（すなわち設定時間3.13秒内にゼロカット値に達
する量の流体が流れないと）第２の検出手段10が働きワ
ンショットパルス（イ）を出力する。このパルスにより
フリップフロップ12がリセットされ加算器３の許可状態
が不許可状態となり、第２の積算カウンタ５はカットさ
れる。When the flow rate is a small flow rate less than the zero cut value, if the value of the time counter 8 reaches the set time n (= 50) of the time setting circuit 9 before the value of the first integration counter 4 becomes the zero cut value. (That is, if the amount of fluid that reaches the zero cut value does not flow within the set time of 3.13 seconds), the second detection means 10 operates and outputs a one-shot pulse (a). With this pulse, the flip-flop 12 is reset, the enable state of the adder 3 becomes the non-permit state, and the second integrating counter 5 is cut off.
なお、時間カウンタ８はクロックφ1にてカウントア
ップする。又、加算器３は許可入力が“H"レベルの時の
み１周期Ｔに１度、A/D変換回路１の出力である前記デ
ィジタル値を第２の積算カウンタに加算する。第１と第
２の検出手段７と10は第２図のそれぞれのタイミング時
に、第１の積算カウンタ４や時間カウンタ８がゼロカッ
ト値や設定時間以上になった時にワンショットパルス
（ア）や（イ）を出力する。It should be noted that the time counter 8 counts up by the clock φ 1. The adder 3 adds the digital value, which is the output of the A / D conversion circuit 1, to the second integration counter once per cycle T only when the permission input is at the "H" level. At the respective timings shown in FIG. 2, the first and second detecting means 7 and 10 provide a one-shot pulse (A) when the first integrating counter 4 or the time counter 8 exceeds a zero cut value or a set time. (B) is output.
上述の実施例では時間カウンタ８の設定時間をｎ＝50
とすることで3.13秒としたが、ｎを4095とすれば設定時
間を255.94秒とすることができる。In the above embodiment, the set time of the time counter 8 is n = 50
Thus, if n is set to 4095, the set time can be set to 255.94 seconds.
上述の実施例のように、励磁周期Ｔが1/16秒の電磁流
量計の場合、設定時間は１秒乃至100秒程度が実用域で
ある。そしてｎの値を大きくする程ゼロカットの誤差を
小さくできる。一般にノイズは長時間一定値で継続する
ことはなく、ランダムな数値で、しかもガウス分布であ
るから、１周期Ｔ毎にゼロカットを判断する場合に比較
してｎ回の平均をとるとノイズが1/√ｎになりゼロカッ
トの誤差は1/√ｎに低減されるためゼロカット値も低減
でき、流量計測範囲の小流量側をそれだけ広げることが
できる。電磁流量計の計測可能な流量範囲は流速に換算
して10m/s〜1cm/sec程度であるが、上記ｎを大きくする
程この下限をより拡大できることになる。In the case of an electromagnetic flow meter having an excitation cycle T of 1/16 second as in the above-described embodiment, the set time is about 1 second to 100 seconds in a practical range. The larger the value of n, the smaller the error of zero cut. In general, noise does not continue for a long time at a constant value, but is a random numerical value and has a Gaussian distribution. Since it becomes 1 / な り n and the error of the zero cut is reduced to 1 / √n, the zero cut value can also be reduced and the small flow rate side of the flow rate measurement range can be extended accordingly. The flow rate range that can be measured by the electromagnetic flow meter is about 10 m / s to 1 cm / sec in terms of flow velocity, and the lower limit can be increased as n increases.
又、本発明は上記実施例に限ることなく、全体をマイ
クロコンピュータで構成してプログラムで動作させても
よい。又、ゼロカット設定回路６や時間設定回路９の設
定をプログラマブルにすることもできる。Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be entirely configured by a microcomputer and operated by a program. Also, the settings of the zero cut setting circuit 6 and the time setting circuit 9 can be made programmable.
本発明の微小流量計カット機能付積算装置は上記のよ
うに構成されているので、流量信号にノイズが乗ったア
ナログ電気信号が一定時間間隔毎に積分されてディジタ
ル値に変換され、このディジタル値ｎ個を平均した値で
ゼロカットを判断することになるため、ノイズによるゼ
ロカットの誤差を小さくでき、その結果として流量計測
範囲の小流量側を広げることができる。Since the integrating device with a micro flowmeter cutting function of the present invention is configured as described above, an analog electric signal in which a noise is added to a flow signal is integrated at regular time intervals and converted into a digital value. Since the zero cut is determined by averaging the n values, the error of the zero cut due to noise can be reduced, and as a result, the small flow rate side of the flow rate measurement range can be widened.
第１図は本発明の実施例のブロック線図、第２図はその
タイミングチャートである。 １……A/D変換回路、４……第１の積算カウンタ、５…
…第２の積算カウンタ、６……ゼロカット設定回路、７
……第１の検出手段、８……時間カウンタ、９……時間
設定回路、10……第２の検出回路FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a timing chart thereof. 1 ... A / D conversion circuit, 4 ... first integration counter, 5 ...
... second integration counter, 6 ... zero cut setting circuit, 7
... First detection means, 8 time counter, 9 time setting circuit, 10 second detection circuit
Claims (3)
取扱う流量計において、 （ｂ）一定時間間隔ごとに前記アナログ電気信号を積分
してディジタル値に変化するA/D変換回路（１）と、 （ｃ）前記ディジタル値を積算する第１の積算カウンタ
（４）及び第２の積算カウンタ（５）と、 （ｄ）ゼロカット値を設定するゼロカット設定回路
（６）と、 （ｅ）前記第１の積算カウンタ（４）の積算値と前記ゼ
ロカット設定回路（６）のゼロカット値の大小を比較す
る第１の検出手段（７）と、 （ｆ）一定時間ごとにインクリメントする時間カウンタ
（８）と、 （ｇ）前記一定時間より長い設定時間を設定する時間設
定回路（９）と、 （ｈ）前記時間カウンタ（８）の値が前記時間設定回路
（９）の設定時間になったことを検出して出力を送出す
る第２の検出手段（10）とを設けて、 （ｉ）前記第２の検出手段（10）の出力が送出され、か
つそれまでに前記第１の積算カウンタ（４）の積算値が
前記ゼロカット設定回路（６）のゼロカット値になって
いないことを前記第１の検出手段（７）で検出したとき
に前記第２の積算カウンタ（５）の積算を禁止すること
を特徴とする微小流量カット機能付積算装置。(A) An A / D conversion circuit for integrating an analog electric signal at regular time intervals and changing it into a digital value (1). (C) a first integration counter (4) and a second integration counter (5) for integrating the digital value; (d) a zero cut setting circuit (6) for setting a zero cut value; (F) first detection means (7) for comparing the integrated value of the first integration counter (4) with the zero cut value of the zero cut setting circuit (6), and (f) incrementing at regular time intervals. A time counter (8), (g) a time setting circuit (9) for setting a set time longer than the predetermined time, and (h) a value of the time counter (8) is set time of the time setting circuit (9). Sends output when detecting (I) the output of the second detecting means (10) is transmitted, and the integrated value of the first integrating counter (4) is changed by the time until the output of the second detecting means (10) is transmitted. When the first detection means (7) detects that the zero cut value has not been reached by the zero cut setting circuit (6), the accumulation of the second accumulation counter (5) is prohibited. Integrator with minute flow cut function.
取扱う流量計において、 （ｂ）一定時間間隔ごとに前記アナログ電気信号を積分
してディジタル値に変化するA/D変換回路（１）と、 （ｃ）前記ディジタル値を積算する第１の積算カウンタ
（４）及び第２の積算カウンタ（５）と、 （ｄ）ゼロカット値を設定するゼロカット設定回路
（６）と、 （ｅ）前記第１の積算カウンタ（４）の積算値と前記ゼ
ロカット設定回路（６）のゼロカット値の大小を比較す
る第１の検出手段（７）と、 （ｆ）一定時間ごとにインクリメントする時間カウンタ
（８）と、 （ｇ）前記一定時間より長い設定時間を設定する時間設
定回路（９）と、 （ｈ）前記時間カウンタ（８）の値が前記時間設定回路
（９）の設定時間になったことを検出して出力を送出す
る第２の検出手段（10）とを設けて、 （ｉ）′前記第１の積算カウンタ（４）の積算値が前記
ゼロカット設定回路（６）のゼロカット値になったこと
を前記第１の検出手段（７）が検出して出力を出したと
き前記第２の積算カウンタ（５）の積算を許可すると共
に前記第１の積算カウンタ（４）と前記時間カウンタ
（８）をリセットし、前記時間カウンタ（８）の値が前
記時間設定回路（９）の設定時間になったことを検出し
て前記第２の検出手段（10）が出力を送出したとき前記
第２の積算カウンタ（５）の積算を禁止すると共に前記
第１の積算カウンタ（４）と前記時間カウンタ（８）を
リセットすることを特徴とする微小流量カット機能付積
算装置。And (b) an A / D conversion circuit for integrating said analog electric signal at regular time intervals and changing it into a digital value. (C) a first integration counter (4) and a second integration counter (5) for integrating the digital value; (d) a zero cut setting circuit (6) for setting a zero cut value; (F) first detection means (7) for comparing the integrated value of the first integration counter (4) with the zero cut value of the zero cut setting circuit (6), and (f) incrementing at regular time intervals. A time counter (8), (g) a time setting circuit (9) for setting a set time longer than the predetermined time, and (h) a value of the time counter (8) is set time of the time setting circuit (9). Sends output when detecting (I) ′ that the integrated value of the first integration counter (4) becomes the zero cut value of the zero cut setting circuit (6). When the first detection means (7) detects and outputs an output, the integration of the second integration counter (5) is permitted, and the first integration counter (4) and the time counter (8) are reset. When the value of the time counter (8) reaches the set time of the time setting circuit (9) and the second detection means (10) sends an output, the second integration counter ( 5) The integrating device with a minute flow rate cut-off function, wherein the integrating of 5) is prohibited and the first integrating counter (4) and the time counter (8) are reset.
記載の微小流量カット機能付積算装置。3. The flow meter according to claim 1, wherein the flow meter is an electromagnetic flow meter.
Integrator with micro flow cut function as described.
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1989
- 1989-09-18 JP JP24153589A patent/JP2895870B2/en not_active Expired - Lifetime
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| JPH03103724A (en) | 1991-04-30 |
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