JP3031389B2 - 渦流量計 - Google Patents
渦流量計Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、測定流体が管路に流れ
て渦発生体により発生する渦の数をカウントすることに
より測定流体の流量を測定する渦流量計に係り、特に渦
流量計の信号変換部の構成を改良してＳ／Ｎの向上を図
った渦流量計に関する。
て渦発生体により発生する渦の数をカウントすることに
より測定流体の流量を測定する渦流量計に係り、特に渦
流量計の信号変換部の構成を改良してＳ／Ｎの向上を図
った渦流量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】以下、従来の渦流量計の構成について図
５〜図８図を用いて説明する。図５は従来の渦センサの
断面を示す縦断面図である。１０は流体が流れる管路、
１１は管路１０に直角に設けられた円筒状のノズルであ
る。１２はノズル１１とは間隔を持って管路１０に直角
に挿入された台形断面を持つ柱状の渦発生体であり、そ
の一端はネジ１３により管路１０に固定され、他端はフ
ランジ部１４でノズル１１にネジ或いは溶接により固定
されている。
５〜図８図を用いて説明する。図５は従来の渦センサの
断面を示す縦断面図である。１０は流体が流れる管路、
１１は管路１０に直角に設けられた円筒状のノズルであ
る。１２はノズル１１とは間隔を持って管路１０に直角
に挿入された台形断面を持つ柱状の渦発生体であり、そ
の一端はネジ１３により管路１０に固定され、他端はフ
ランジ部１４でノズル１１にネジ或いは溶接により固定
されている。
【０００３】１５は渦発生体１２のフランジ部１４側に
設けられた凹部であり、この凹部１５の中には上下に所
定の間隔をもって一対の圧電素子１６、１７が配置さ
れ、これ等の圧電素子１６および１７はガラスなどの封
着体１８で絶縁して封着されている。圧電素子１６、１
７には２分割された半円環状の電極が上下にそれぞれ配
置されている。各圧電素子１６、１７はそれらの左側の
上下の電極で挟まれた圧電体と右側の上下の電極で挟ま
れた圧電体とはそれぞれ逆方向に分極されており同じ方
向の応力に対して互いに上下の電極に逆極性の電荷を発
生する。
設けられた凹部であり、この凹部１５の中には上下に所
定の間隔をもって一対の圧電素子１６、１７が配置さ
れ、これ等の圧電素子１６および１７はガラスなどの封
着体１８で絶縁して封着されている。圧電素子１６、１
７には２分割された半円環状の電極が上下にそれぞれ配
置されている。各圧電素子１６、１７はそれらの左側の
上下の電極で挟まれた圧電体と右側の上下の電極で挟ま
れた圧電体とはそれぞれ逆方向に分極されており同じ方
向の応力に対して互いに上下の電極に逆極性の電荷を発
生する。
【０００４】以上のように構成された渦センサからの渦
信号は図６に示す変換回路に入力される。この渦センサ
の圧電素子１６、１７に発生した渦信号の渦周波数に対
応する周波数を持つ電荷Ｑv1、Ｑv2は図６に示すように
チャ−ジコンバ−タ１９、２０に入力され交流の電圧信
号に変換される。そして、チャ−ジコンバ−タ１９の電
圧信号とチャ−ジコンバ−タ２０の電圧信号をボリウム
２１を介した電圧信号とは加算器２２で加算され、この
加算出力はロ−パスフイルタ２３で低域濾波された後、
増幅器２４で所定の大きさに増幅される。このロ−パス
フイルタ２３は圧電素子１６、１７自体にバラツキがあ
ったり或いはボリウム２１のノイズバランスの調整がう
まく行かなかったりすることによって発生するノイズを
除去するために使用する。
信号は図６に示す変換回路に入力される。この渦センサ
の圧電素子１６、１７に発生した渦信号の渦周波数に対
応する周波数を持つ電荷Ｑv1、Ｑv2は図６に示すように
チャ−ジコンバ−タ１９、２０に入力され交流の電圧信
号に変換される。そして、チャ−ジコンバ−タ１９の電
圧信号とチャ−ジコンバ−タ２０の電圧信号をボリウム
２１を介した電圧信号とは加算器２２で加算され、この
加算出力はロ−パスフイルタ２３で低域濾波された後、
増幅器２４で所定の大きさに増幅される。このロ−パス
フイルタ２３は圧電素子１６、１７自体にバラツキがあ
ったり或いはボリウム２１のノイズバランスの調整がう
まく行かなかったりすることによって発生するノイズを
除去するために使用する。
【０００５】増幅器２４の出力は所定のヒステリシス幅
を有するシュミットトリガ２５に入力されて、このヒス
テリシス幅以上の振幅を持つ渦信号を渦周波数に１：１
に対応したパルス信号に変換される。このパルス信号は
トランス２６で直流的に絶縁されて周波数／電圧変換器
２７に入力され、ここでボリウム２８によりスパンに対
応したアナログの電圧信号に変換される。
を有するシュミットトリガ２５に入力されて、このヒス
テリシス幅以上の振幅を持つ渦信号を渦周波数に１：１
に対応したパルス信号に変換される。このパルス信号は
トランス２６で直流的に絶縁されて周波数／電圧変換器
２７に入力され、ここでボリウム２８によりスパンに対
応したアナログの電圧信号に変換される。
【０００６】この電圧信号は、ボリウム２９によりゼロ
点が設定された直流増幅器３０によりトランジスタ３１
のベ−ス電流を制御して電流出力ＩL に変換され、その
コレクタ端とエミッタ端から出力端子Ｔ1 、Ｔ2 を介し
て外部電源Ｅs を持つ受信計器の受信抵抗ＲL に伝送さ
れる。この場合、トランジスタ３１と出力端子Ｔ2 との
間には帰還抵抗Ｒf が挿入されており帰還抵抗Ｒf の両
端に発生する帰還電圧Ｅf は直流増幅器３０の入力端に
帰還され、この入力端の電圧信号に対応する４〜２０ｍ
Ａの統一された電流出力ＩL に制御される。
点が設定された直流増幅器３０によりトランジスタ３１
のベ−ス電流を制御して電流出力ＩL に変換され、その
コレクタ端とエミッタ端から出力端子Ｔ1 、Ｔ2 を介し
て外部電源Ｅs を持つ受信計器の受信抵抗ＲL に伝送さ
れる。この場合、トランジスタ３１と出力端子Ｔ2 との
間には帰還抵抗Ｒf が挿入されており帰還抵抗Ｒf の両
端に発生する帰還電圧Ｅf は直流増幅器３０の入力端に
帰還され、この入力端の電圧信号に対応する４〜２０ｍ
Ａの統一された電流出力ＩL に制御される。
【０００７】また、電流出力ＩL のうちベ−ス部分のほ
ぼ４ｍＡは変換回路の内部電源を作るために用いられ
る。すなわち、この電流の一部は定電流回路３２を介し
て定電圧回路３３に供給されここに発生された基準電圧
を用いてボリウム２９の両端にゼロ電圧を発生させる。
更に、４ｍＡの電流の他の一部はトランジスタ３４に供
給されて交流／直流変換回路３５に入力され、ここで交
流電圧に変換されてこの変換された交流電圧はトランス
３６を介して内部電源回路３７に供給される。内部電源
回路３７は変換回路の動作に必要な内部電圧＋Ｖ、−Ｖ
を作る。
ぼ４ｍＡは変換回路の内部電源を作るために用いられ
る。すなわち、この電流の一部は定電流回路３２を介し
て定電圧回路３３に供給されここに発生された基準電圧
を用いてボリウム２９の両端にゼロ電圧を発生させる。
更に、４ｍＡの電流の他の一部はトランジスタ３４に供
給されて交流／直流変換回路３５に入力され、ここで交
流電圧に変換されてこの変換された交流電圧はトランス
３６を介して内部電源回路３７に供給される。内部電源
回路３７は変換回路の動作に必要な内部電圧＋Ｖ、−Ｖ
を作る。
【０００８】次に、以上のように構成された渦流量計の
動作について図７と図８を用いて説明する。流体が流れ
ると図５に示す渦発生体１２に矢印Ｆで示した方向にカ
ルマン渦による振動が発生する。この振動により渦発生
体１２には図７（ａ）に示すような応力分布とこの逆の
応力分布の繰返しが生じ、各圧電素子１６、１７には図
７（ａ）に示す渦周波数と同一の周波数を持つ信号応力
に対応した電荷＋Ｑ、−Ｑの繰返しが生じる。
動作について図７と図８を用いて説明する。流体が流れ
ると図５に示す渦発生体１２に矢印Ｆで示した方向にカ
ルマン渦による振動が発生する。この振動により渦発生
体１２には図７（ａ）に示すような応力分布とこの逆の
応力分布の繰返しが生じ、各圧電素子１６、１７には図
７（ａ）に示す渦周波数と同一の周波数を持つ信号応力
に対応した電荷＋Ｑ、−Ｑの繰返しが生じる。
【０００９】一方、管路１０にはノイズとなる管路振動
も生じる。この管路振動は（ａ）流体の流れと同じ方向
の抗力方向、（ｂ）流体の流れとは直角方向の揚力方向
Ｆ、（ｃ）渦発生体の長手方向、の３方向成分に分けら
れる。このうち、抗力方向の振動に対する応力分布は図
７（ｂ）に示すようになり１個の電極内で正負の電荷は
打ち消されてノイズ電荷は発生しない。また、長手方向
の振動に対しては図７（ｃ）に示すように電極内で打ち
消されて抗力方向と同様にノイズ電荷は発生しない。し
かし、揚力方向Ｆの振動は信号応力と同一の応力分布と
なりノイズ電荷が生じる。そこで、このノイズ電荷を消
去するために以下の演算を実行する。圧電素子１６、１
７の各電荷をＱv1、Ｑv2、信号成分をＳ1 、Ｓ2 、揚力
方向のノイズ成分をＮ1 、Ｎ2 とし、圧電素子１６、１
７で分極を逆とするとＱv1、Ｑv2は次式で示される。
も生じる。この管路振動は（ａ）流体の流れと同じ方向
の抗力方向、（ｂ）流体の流れとは直角方向の揚力方向
Ｆ、（ｃ）渦発生体の長手方向、の３方向成分に分けら
れる。このうち、抗力方向の振動に対する応力分布は図
７（ｂ）に示すようになり１個の電極内で正負の電荷は
打ち消されてノイズ電荷は発生しない。また、長手方向
の振動に対しては図７（ｃ）に示すように電極内で打ち
消されて抗力方向と同様にノイズ電荷は発生しない。し
かし、揚力方向Ｆの振動は信号応力と同一の応力分布と
なりノイズ電荷が生じる。そこで、このノイズ電荷を消
去するために以下の演算を実行する。圧電素子１６、１
７の各電荷をＱv1、Ｑv2、信号成分をＳ1 、Ｓ2 、揚力
方向のノイズ成分をＮ1 、Ｎ2 とし、圧電素子１６、１
７で分極を逆とするとＱv1、Ｑv2は次式で示される。
【００１０】Ｑv1＝Ｓ1 ＋Ｎ1 −Ｑv2＝−Ｓ2 −Ｎ2
【００１１】ただし、Ｓ1 とＳ2 、Ｎ1 とＮ2 のベクト
ル方向は同じである。ここで、圧電素子１６、１７の信
号成分とノイズ成分の関係は、揚力方向のノイズと信号
に対する渦発生体の曲げモ−メントの関係を示す図８に
示すようになっているので、図５に示すように圧電素子
１７側のチャ−ジコンバ−タ２０の出力を加算器２２で
加算する際にボリウム２１と共にＮ1 ／Ｎ2 倍して圧電
素子１６側のチャ−ジコンバ−タ１９出力と加算する
と、 Ｑv1−Ｑv2（Ｎ1 ／Ｎ2 ） ＝Ｓ1 −Ｓ2 （Ｎ1 ／Ｎ2 ） となり管路ノイズは除去される。
ル方向は同じである。ここで、圧電素子１６、１７の信
号成分とノイズ成分の関係は、揚力方向のノイズと信号
に対する渦発生体の曲げモ−メントの関係を示す図８に
示すようになっているので、図５に示すように圧電素子
１７側のチャ−ジコンバ−タ２０の出力を加算器２２で
加算する際にボリウム２１と共にＮ1 ／Ｎ2 倍して圧電
素子１６側のチャ−ジコンバ−タ１９出力と加算する
と、 Ｑv1−Ｑv2（Ｎ1 ／Ｎ2 ） ＝Ｓ1 −Ｓ2 （Ｎ1 ／Ｎ2 ） となり管路ノイズは除去される。
【００１２】以上のようにして渦発生体に重畳されるノ
イズのうち、渦発生体の抗力方向と長手方向のノイズは
圧電素子１６、１７の極性を考慮し、揚力方向のノイズ
は圧電素子を１６と１７のバランスを考慮した２素子方
式として除去される。
イズのうち、渦発生体の抗力方向と長手方向のノイズは
圧電素子１６、１７の極性を考慮し、揚力方向のノイズ
は圧電素子を１６と１７のバランスを考慮した２素子方
式として除去される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来の渦流量計は、ロ−パスフイルタ２３のフイ
ルタ定数、シュミットトリガ２５のトリガレベルは渦流
量計の口径、流体の種類（ガス、液体）、比重量などが
変わるとその都度これ等の値を変更しなければならな
い。そして、フイルタ定数の変更の際は形態の大きいμ
Ｆオ−ダの容量を付加する必要があり、プリンシ板に搭
載する回路部分に大きな面積を必要とし、アンプケ−ス
を小形化する上での制約となり、ひいては耐振性向上の
制約となる。
ような従来の渦流量計は、ロ−パスフイルタ２３のフイ
ルタ定数、シュミットトリガ２５のトリガレベルは渦流
量計の口径、流体の種類（ガス、液体）、比重量などが
変わるとその都度これ等の値を変更しなければならな
い。そして、フイルタ定数の変更の際は形態の大きいμ
Ｆオ−ダの容量を付加する必要があり、プリンシ板に搭
載する回路部分に大きな面積を必要とし、アンプケ−ス
を小形化する上での制約となり、ひいては耐振性向上の
制約となる。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の課題を
解決するための構成として、測定流体の流量に対応して
発生する渦周波数を検出してこの渦周波数に対応する流
量信号に変換する渦流量計において、経時的に低周波で
変化する先の渦周波数を高周波のサンプリング周期でサ
ンプリングしてデジタル信号に変換するアナログ／デジ
タル変換器と、このデジタル信号が所定の記憶領域に格
納されるデ−タメモリ手段と、先のデジタル信号を周波
数信号に高速フ−リエ変換して周波数に対する振幅のス
ペクトラム分布を作るフ−リエ変換演算手段と、外部か
ら所定のパラメ−タが設定されこのパラメ−タに対応す
る先のスペクトラム分布の所定範囲に複数の周波数のピ
−クが入ったとき或いは全く入らないときには異常とし
唯１つの周波数のピ−クが入ったときは正常な渦信号と
判定する判定演算手段とを具備し、これ等の演算はマイ
クロプロセッサで実行するようにしたものである。
解決するための構成として、測定流体の流量に対応して
発生する渦周波数を検出してこの渦周波数に対応する流
量信号に変換する渦流量計において、経時的に低周波で
変化する先の渦周波数を高周波のサンプリング周期でサ
ンプリングしてデジタル信号に変換するアナログ／デジ
タル変換器と、このデジタル信号が所定の記憶領域に格
納されるデ−タメモリ手段と、先のデジタル信号を周波
数信号に高速フ−リエ変換して周波数に対する振幅のス
ペクトラム分布を作るフ−リエ変換演算手段と、外部か
ら所定のパラメ−タが設定されこのパラメ−タに対応す
る先のスペクトラム分布の所定範囲に複数の周波数のピ
−クが入ったとき或いは全く入らないときには異常とし
唯１つの周波数のピ−クが入ったときは正常な渦信号と
判定する判定演算手段とを具備し、これ等の演算はマイ
クロプロセッサで実行するようにしたものである。
【００１５】
【作 用】アナログ／デジタル変換器は測定流体の流量
に対応して発生する経時的に低周波で変化する渦周波数
を高周波のサンプリング周期でサンプリングしてデジタ
ル信号に変換し、デ−タメモリ手段はこのデジタル信号
を所定の記憶領域に格納する。フ−リエ変換演算手段Ｆ
先のデジタル信号を周波数信号に高速フ−リエ変換して
周波数に対する振幅のスペクトラム分布を作る。
に対応して発生する経時的に低周波で変化する渦周波数
を高周波のサンプリング周期でサンプリングしてデジタ
ル信号に変換し、デ−タメモリ手段はこのデジタル信号
を所定の記憶領域に格納する。フ−リエ変換演算手段Ｆ
先のデジタル信号を周波数信号に高速フ−リエ変換して
周波数に対する振幅のスペクトラム分布を作る。
【００１６】判定演算手段は外部から所定のパラメ−タ
が設定されこのパラメ−タに対応する先のスペクトラム
分布の所定範囲に複数の周波数のピ−クが入ったとき或
いは全く入らないときには異常とし唯１つの周波数のピ
−クが入ったときは正常な渦信号と判定する。そして、
これ等の演算はマイクロプロセッサで実行し、正常な渦
信号を流量信号として出力する。
が設定されこのパラメ−タに対応する先のスペクトラム
分布の所定範囲に複数の周波数のピ−クが入ったとき或
いは全く入らないときには異常とし唯１つの周波数のピ
−クが入ったときは正常な渦信号と判定する。そして、
これ等の演算はマイクロプロセッサで実行し、正常な渦
信号を流量信号として出力する。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例について図を用いて説
明する。図１は本発明の１実施例の構成を示す構成図で
ある。なお、図５〜図８に示すに示す従来の渦流量計と
同一の機能を有する部分には同一の符号を付して適宜に
その説明を省略する。
明する。図１は本発明の１実施例の構成を示す構成図で
ある。なお、図５〜図８に示すに示す従来の渦流量計と
同一の機能を有する部分には同一の符号を付して適宜に
その説明を省略する。
【００１８】渦発生体の中に固定された圧電素子１６、
１７に発生した渦信号の渦周波数に対応する周波数を持
つ電荷Ｑv1、Ｑv2はチャ−ジコンバ−タ１９、２０に入
力され交流の電圧信号に変換される。チャ−ジコンバ−
タ１９の電圧信号とチャ−ジコンバ−タ２０の電圧信号
をボリウム２１を介して得た電圧信号とは加算器２２で
加算され自動利得増幅器４０で所定の大きさに増幅され
てアナログ／デジタル変換器４１に出力される。
１７に発生した渦信号の渦周波数に対応する周波数を持
つ電荷Ｑv1、Ｑv2はチャ−ジコンバ−タ１９、２０に入
力され交流の電圧信号に変換される。チャ−ジコンバ−
タ１９の電圧信号とチャ−ジコンバ−タ２０の電圧信号
をボリウム２１を介して得た電圧信号とは加算器２２で
加算され自動利得増幅器４０で所定の大きさに増幅され
てアナログ／デジタル変換器４１に出力される。
【００１９】アナログ／デジタル変換器４１は自動利得
増幅器４０の出力に得られる低周波の交流電圧をマイク
ロプロセッサＣＰＵの制御の下に高周波のサンプリング
周期でサンプリングしてデジタル信号とし、バス４２を
介してランダムアクセスメモリＲＡＭの所定領域ＴＭに
格納される。従って、ランダムアクセスメモリＲＡＭの
所定領域ＴＭには、時系列的に離散信号として渦信号の
振幅が格納されることとなる。
増幅器４０の出力に得られる低周波の交流電圧をマイク
ロプロセッサＣＰＵの制御の下に高周波のサンプリング
周期でサンプリングしてデジタル信号とし、バス４２を
介してランダムアクセスメモリＲＡＭの所定領域ＴＭに
格納される。従って、ランダムアクセスメモリＲＡＭの
所定領域ＴＭには、時系列的に離散信号として渦信号の
振幅が格納されることとなる。
【００２０】一方、リ−ドオンリ−メモリＲＯＭの中に
は、離散的な時系列デ−タを周波数スペクトラムに変換
する高速フ−リエ変換（ＦＦＴ）演算プログラムが予め
格納されている。マイクロプロセッサＣＰＵは、ランダ
ムアクセスメモリＲＡＭの所定領域ＴＭに格納された時
間領域の渦信号デ−タをリ−ドオンリ−メモリＲＯＭの
中に格納された高速フ−リエ変換（ＦＦＴ）演算プログ
ラムを用いて周波数空間領域の周波数デ−タに変換し、
この演算結果はランダムアクセスメモリＲＡＭの所定領
域ＦＭに格納する。
は、離散的な時系列デ−タを周波数スペクトラムに変換
する高速フ−リエ変換（ＦＦＴ）演算プログラムが予め
格納されている。マイクロプロセッサＣＰＵは、ランダ
ムアクセスメモリＲＡＭの所定領域ＴＭに格納された時
間領域の渦信号デ−タをリ−ドオンリ−メモリＲＯＭの
中に格納された高速フ−リエ変換（ＦＦＴ）演算プログ
ラムを用いて周波数空間領域の周波数デ−タに変換し、
この演算結果はランダムアクセスメモリＲＡＭの所定領
域ＦＭに格納する。
【００２１】また、このランダムアクセスメモリＲＡＭ
の所定領域ＳＭには、渦流量計の口径、流体の種類、比
重量などが入出力インタ−フエイスＩ／Ｏを介して設定
器４３から入力される。なお、これ等のデ−タは出力端
４５に接続されたデジタル信号をモデムを介してマイク
ロプロセッサが取り入れてこれを用いて設定をしても良
い。マイクロプロセッサＣＰＵは、このランダムアクセ
スメモリＲＡＭの所定領域ＳＭに設定された設定値を用
いて周波数デ−タが渦信号か否かの判定をするための判
定領域ＤＡをランダムアクセスメモリＲＡＭの所定領域
を設定しておく。
の所定領域ＳＭには、渦流量計の口径、流体の種類、比
重量などが入出力インタ−フエイスＩ／Ｏを介して設定
器４３から入力される。なお、これ等のデ−タは出力端
４５に接続されたデジタル信号をモデムを介してマイク
ロプロセッサが取り入れてこれを用いて設定をしても良
い。マイクロプロセッサＣＰＵは、このランダムアクセ
スメモリＲＡＭの所定領域ＳＭに設定された設定値を用
いて周波数デ−タが渦信号か否かの判定をするための判
定領域ＤＡをランダムアクセスメモリＲＡＭの所定領域
を設定しておく。
【００２２】そして、マイクロプロセッサＣＰＵはラン
ダムアクセスメモリＲＡＭの所定領域ＦＭに格納された
周波数デ−タがこの判定領域ＤＡの中に含まれるか否か
の演算をランダムアクセスメモリＲＡＭの所定領域ＤＭ
に格納された判定演算プログラムを用いて実行する。
ダムアクセスメモリＲＡＭの所定領域ＦＭに格納された
周波数デ−タがこの判定領域ＤＡの中に含まれるか否か
の演算をランダムアクセスメモリＲＡＭの所定領域ＤＭ
に格納された判定演算プログラムを用いて実行する。
【００２３】この判定領域ＤＡの中に１個の周波数デ−
タしか含まれないときはこの周波数デ−タは正しい渦信
号と判断しこの渦信号を用いてリ−ドオンリ−メモリＲ
ＯＭの中に格納されている流量演算プログラムを用いて
流量演算を実行してバス４２、及びデジタル／アナログ
変換器４４を介して出力端４５に流量信号として出力す
る。
タしか含まれないときはこの周波数デ−タは正しい渦信
号と判断しこの渦信号を用いてリ−ドオンリ−メモリＲ
ＯＭの中に格納されている流量演算プログラムを用いて
流量演算を実行してバス４２、及びデジタル／アナログ
変換器４４を介して出力端４５に流量信号として出力す
る。
【００２４】一方、この判定領域ＤＡの中に複数の周波
数デ−タが含まれるとき或いは全く含まれないときは正
常測定が不可としてマイクロプロセッサＣＰＵは異常信
号を出力する。図２は自動利得増幅器４０の出力端に得
られる経時的デ−タである渦信号の波形を示すが、この
渦信号はアナログ／デジタル変換器４１を介してランダ
ムアクセスメモリＲＡＭの所定領域ＴＭに格納された
後、高速フ−リエ変換（ＦＦＴ）演算プログラムを用い
て周波数空間領域の周波数デ−タに変換されランダムア
クセスメモリＲＡＭの所定領域ＦＭに格納た状態では図
３に示す周波数デ−タとなっている。
数デ−タが含まれるとき或いは全く含まれないときは正
常測定が不可としてマイクロプロセッサＣＰＵは異常信
号を出力する。図２は自動利得増幅器４０の出力端に得
られる経時的デ−タである渦信号の波形を示すが、この
渦信号はアナログ／デジタル変換器４１を介してランダ
ムアクセスメモリＲＡＭの所定領域ＴＭに格納された
後、高速フ−リエ変換（ＦＦＴ）演算プログラムを用い
て周波数空間領域の周波数デ−タに変換されランダムア
クセスメモリＲＡＭの所定領域ＦＭに格納た状態では図
３に示す周波数デ−タとなっている。
【００２５】横軸は周波数で縦軸は振幅である。通常は
渦周波数であるｆv の振幅が最も大きい値をとっている
が、この外に渦発生体の共振周波数ｆNとかその他のノ
イズによるピ−クが発生している。この周波数空間に判
定領域ＤＡが設定されており、この中にピ−クが１つだ
け存在すればこのピ−クが渦信号であり、正常な流量信
号を出力する。これに対して、複数のピ−クがこの判定
領域ＤＡに含まれるか或いはピ−クが存在しないとき、
正常測定が不可として異常表示をする。
渦周波数であるｆv の振幅が最も大きい値をとっている
が、この外に渦発生体の共振周波数ｆNとかその他のノ
イズによるピ−クが発生している。この周波数空間に判
定領域ＤＡが設定されており、この中にピ−クが１つだ
け存在すればこのピ−クが渦信号であり、正常な流量信
号を出力する。これに対して、複数のピ−クがこの判定
領域ＤＡに含まれるか或いはピ−クが存在しないとき、
正常測定が不可として異常表示をする。
【００２６】図４は本発明の第２の実施例の構成を示す
構成図である。この場合は、圧電素子１６、１７から出
力された渦信号はそれぞれ自動利得増幅器４０、４６で
所定倍に増幅された後にアナログ／デジタル変換器４
１、４８でデジタル信号に変換され、マイクロプロセッ
サＣＰＵの制御の下にランダムアクセスメモリＲＡＭの
所定領域に格納される。
構成図である。この場合は、圧電素子１６、１７から出
力された渦信号はそれぞれ自動利得増幅器４０、４６で
所定倍に増幅された後にアナログ／デジタル変換器４
１、４８でデジタル信号に変換され、マイクロプロセッ
サＣＰＵの制御の下にランダムアクセスメモリＲＡＭの
所定領域に格納される。
【００２７】格納されたこれ等のデジタル信号はマイク
ロプロセッサＣＰＵによりボリウム２１と同様な機能を
有するノイズバランス演算がなされた後、加算演算がな
されて図１に示す実施例と同様な信号処理がなされるよ
うにしたものである。
ロプロセッサＣＰＵによりボリウム２１と同様な機能を
有するノイズバランス演算がなされた後、加算演算がな
されて図１に示す実施例と同様な信号処理がなされるよ
うにしたものである。
【発明の効果】以上、実施例と共に具体的に説明したよ
うに、本発明によれば、渦信号をデジタル化してこれを
高速フ−リエ変換して周波数領域に変換しこの周波数領
域に設定された判定手段でノイズの有無を判定するよう
にしたので、Ｓ／Ｎを精度良く判定することができ、ま
た従来のようにノイズ除去のために形態の大きいμＦオ
−ダの容量を付加する必要もなくアンプケ−スを小形化
し易くなり、ひいては耐振性向上に寄与する。
うに、本発明によれば、渦信号をデジタル化してこれを
高速フ−リエ変換して周波数領域に変換しこの周波数領
域に設定された判定手段でノイズの有無を判定するよう
にしたので、Ｓ／Ｎを精度良く判定することができ、ま
た従来のようにノイズ除去のために形態の大きいμＦオ
−ダの容量を付加する必要もなくアンプケ−スを小形化
し易くなり、ひいては耐振性向上に寄与する。
【図１】本発明の１実施例の構成を示す構成図である。
【図２】図１に示す実施例において自動利得増幅器の出
力端に得られる渦信号の波形を示す波形図である。
力端に得られる渦信号の波形を示す波形図である。
【図３】高速フ−リエ変換後の周波数領域でのスペクト
ラムを示すスペクトラム図である。
ラムを示すスペクトラム図である。
【図４】本発明の第２の実施例の構成を示す構成図であ
る。
る。
【図５】従来の渦センサの断面を示す縦断面図である。
【図６】図５に示す渦センサの出力端に接続される変換
回路を示すブロック図である。
回路を示すブロック図である。
【図７】図５に示す渦センサの動作を説明する説明図で
ある。
ある。
【図８】図５に示す渦センサでノイズの除去動作を説明
する説明図である。
する説明図である。
１０ 管路 １２ 渦発生体 １６、１７ 圧電素子 １９、２０ チャ−ジコンバ−タ ２２ 加算器 ２３ ロ−パスフイルタ ２５ シュミットトリガ ４１、４８ アナログ／デジタル変換器 ＲＡＭ ランダムアクセスメモリ ＲＯＭ リ−ドオンリ−メモリ ＣＰＵ マイクロプロセッサ Ｉ／Ｏ 入出力インタ−フエイス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01F 1/32
Claims (1)
- 【請求項１】測定流体の流量に対応して発生する渦周波
数を検出してこの渦周波数に対応する流量信号に変換す
る渦流量計において、経時的に低周波で変化する前記渦
周波数を高周波のサンプリング周期でサンプリングして
デジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換器と、
このデジタル信号が所定の記憶領域に格納されるデ−タ
メモリ手段と、前記デジタル信号を周波数信号に高速フ
−リエ変換して周波数に対する振幅のスペクトラム分布
を作るフ−リエ変換演算手段と、外部から所定のパラメ
−タが設定されこのパラメ−タに対応する前記スペクト
ラム分布の所定範囲に複数の周波数のピ−クが入ったと
き或いは全く入らないときには異常とし唯１つの周波数
のピ−クが入ったときは正常な渦信号と判定する判定演
算手段とを具備し、これ等の演算はマイクロプロセッサ
で実行することを特徴とする渦流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3243833A JP3031389B2 (ja) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | 渦流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3243833A JP3031389B2 (ja) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | 渦流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0579870A JPH0579870A (ja) | 1993-03-30 |
| JP3031389B2 true JP3031389B2 (ja) | 2000-04-10 |
Family
ID=17109623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3243833A Expired - Lifetime JP3031389B2 (ja) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | 渦流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3031389B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101925801B (zh) * | 2007-11-28 | 2013-01-02 | Abb研究有限公司 | 用于探测在涡流或旋流流量计中的无流量情况的方法 |
| JP2016191655A (ja) * | 2015-03-31 | 2016-11-10 | アズビル株式会社 | 渦式流速測定装置 |
| DE102018132311A1 (de) * | 2018-12-14 | 2020-06-18 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Meßsystem zum Messen eines Strömungsparameters eines in einer Rohrleitung strömenden Fluids |
| JP7456366B2 (ja) | 2020-12-14 | 2024-03-27 | 横河電機株式会社 | 診断装置、測定装置、診断方法、および診断プログラム |
-
1991
- 1991-09-24 JP JP3243833A patent/JP3031389B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0579870A (ja) | 1993-03-30 |
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