JP3481715B2 - Karman vortex flow meter - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は圧電素子を使用したカル
マン渦式流量計に係り、より詳細には、圧電素子からの
流量に比例した信号を検出するために演算増幅器により
構成した電荷増幅器を利用したセンサ部を有するカルマ
ン渦式流量計に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a Karman vortex flowmeter using a piezoelectric element, and more particularly to a charge amplifier composed of an operational amplifier for detecting a signal proportional to the flow rate from the piezoelectric element. The present invention relates to a Karman vortex flowmeter having a used sensor unit.

【０００２】[0002]

【従来の技術】カルマン渦式流量計の動作原理を、図１
２を参照して説明すると、流れにある巾ｄの渦発生体と
しての障害物Ａ、その後方に渦検出器としての薄板Ｂを
置くと、障害物の両面に規則正しく交互に発生する渦Ｕ
が薄板Ｂに小さな力を加え振動させる。薄板Ｂの振動数
をｆ、流速をＶ、障害物Ａの巾をｄとすると、これらの
間にはｆ＝Ｓｔ×（Ｖ／ｄ）なる関係が成立する。2. Description of the Related Art The operating principle of a Karman vortex flowmeter is shown in FIG.
Referring to FIG. 2, when an obstacle A as a vortex generator having a width d in the flow and a thin plate B as a vortex detector behind it are placed, vortices U regularly and alternately generated on both sides of the obstacle.
Applies a small force to the thin plate B and vibrates it. When the frequency of the thin plate B is f, the flow velocity is V, and the width of the obstacle A is d, a relationship of f = St × (V / d) is established between them.

【０００３】なお、Ｓｔはストローハル定数と呼び、渦
発生体Ａの形状で決まる定数で、図１３に示すように、
レイノルズ数の３×１０³ 〜１０⁵ の広い範囲で一定の
値（約0.２）を維持するのでリニアリティの良い測定が
できる。Ｓｔとｄが一定値なので渦発生体Ａの後方の最
適な位置に設置した渦検出器としての薄板Ｂを圧電素子
により構成し、この圧電素子により振動数として検出す
ることにより流速、更には流量を測定することができる
ものである。このカルマン渦流式のものは、摺動部がな
く、シンプルな構造で、信頼性、耐久性が優れている
他、流体流路には、渦発生体と渦検出器があるだけで、
流路の絞りが小さいので、圧力損失が小さくなってい
る。St is a Strouhal constant, which is a constant determined by the shape of the vortex generator A. As shown in FIG.
Since a constant value (about 0.2) is maintained in a wide range of Reynolds number of 3 × 10 ³ to 10 ⁵ , good linearity can be measured. Since St and d are constant values, a thin plate B as a vortex detector installed at an optimum position behind the vortex generator A is composed of a piezoelectric element, and the piezoelectric element detects the vibration frequency to detect the flow velocity and further the flow rate. Is something that can be measured. This Karman vortex type has no sliding parts, has a simple structure, is excellent in reliability and durability, and has only a vortex generator and a vortex detector in the fluid flow path.
Since the restriction of the flow path is small, the pressure loss is small.

【０００４】 上記薄板Ｂを構成する圧電素子が歪み力
を受けて発生する電荷信号は図１４に示すような電荷増
幅器ＣＡにより増幅され、その出力信号が波形整形回路
Ｄによりパルス信号に波形整形されて出力される。な
お、圧電素子Ｂ、電荷増幅器ＣＡ及び波形整形回路Ｄが
センサ部を構成している。電荷増幅器ＣＡは、図示のよ
うにオペアンプＣ２の出力端子と、反転入力端子間に容
量Ｃ_０のコンデンサＣ１が接続された構成となってお
り、そのゲイン（感度）はこのコンデンサＣ１の容量Ｃ
_０により決定される。オペアンプＣ２の入力に接続され
た圧電素子Ｂが発生する電荷ｑは力に比例しｑ∝Ｆであ
るので、ｑ∝Ｖ^２となって、流量（流速）の２乗に比例
した電荷が発生することになる。[0004] charge signals piezoelectric element constituting the thin plate B is generated subject to a distortion force is amplified more charge amplifier CA, as shown in FIG. 14, waveform shaping in the pulse signal and the output signal thereof by the waveform shaping circuit D Is output. The piezoelectric element B, the charge amplifier CA及 beauty waveform shaping circuit D constitute the sensor unit. Charge amplification unit CA includes an output terminal of the operational amplifier C2 as shown, has a configuration in which the capacitor C1 of the capacitor C ₀ between the inverting input terminal is connected, the capacitance C of the gain (sensitivity) of the capacitor C1
Determined by ₀ . Since the electric charge q generated by the piezoelectric element B connected to the input of the operational amplifier C2 is proportional to the force and is q∝F, it becomes q∝V ² and an electric charge proportional to the square of the flow rate (flow velocity) is generated. It will be.

【０００５】 電荷増幅器ＣＡは圧電素子Ｂが発生する
電荷ｑを入力し、これを電圧ｖに変換する。ｖ＝−ｑ／
Ｃ_０の関係があるので、ｖ∝−Ｖ^２／Ｃ_０となり、よっ
てｖ∝−ｆ^２／Ｃ_０となり、図１５（ｂ）に示すよう
に、出力電圧ｖは周波数ｆの２乗に比例することにな
る。なお、周波数ｆと流量Ｑの関係は図１５（ａ）に示
すように直線関係にある。また、出力電圧ｖは、パルス
計測を行う周波数成分ｆ（Ｈｚ）を信号情報として含ん
でいるので、飽和しないようにして電荷増幅器で電荷−
電圧変換を行う必要がある。The charge amplifier CA inputs the electric charge q generated by the piezoelectric element B and converts the electric charge q into a voltage v. v = -q /
Since there are relationship between ^{_{C 0, vα-V 2 /}} C 0 , and the thus ^v?-F 2 / _{C 0} becomes, as shown in FIG. 15 (b), the output voltage v is proportional to the square of the frequency f Will be done. The frequency f and the flow rate Q have a linear relationship as shown in FIG. Further, since the output voltage v includes the frequency component f (Hz) for pulse measurement as signal information, the output voltage v is not saturated and the charge-
It is necessary to perform voltage conversion.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】一般的に、口径の小さ
なものは、発生する電荷は小さいが周波数は高くなる。
また、口径の大きいものは、発生する電荷は大きいが、
周波数は低くなる特性を有している。このため、口径に
合った容量のコンデンサを接続していないと、出力電圧
ｖが飽和してしまい、飽和していないときの図１６中の
各部の波形が図１７に示すように変形し、波形整形後の
パルスが本来のパルスの両側にミスカウントの原因とな
るパルスが生成されてしまうようになる。Generally, in the case of a small aperture, the generated charge is small but the frequency becomes high.
In addition, the one with a large diameter generates a large amount of electric charge,
It has a characteristic that the frequency becomes low. Therefore, the output voltage v is saturated unless a capacitor having a capacitance suitable for the aperture is connected, and the waveform of each part in FIG. 16 when not saturated is deformed as shown in FIG. The shaped pulse will generate pulses that cause miscounts on both sides of the original pulse.

【０００７】このようなことをなくするいは、コンデン
サの容量値を口径毎に特有の値を決定し、ハードウエア
による対策をとることが考えられるが、このようにする
と機種が増えてしまうという問題がある。In order to eliminate such a situation, it is conceivable that the capacitance value of the capacitor is determined as a unique value for each aperture and a countermeasure is taken by hardware. However, this would increase the number of models. There's a problem.

【０００８】よって本発明は、上述した問題点に鑑み、
口径の違ったものであっても、電荷増幅器のゲインを決
定するコンデンサをハードウエア上で取り替えることを
必要なくし、機種を減少してコストダウンを図れるよう
にしたカルマン渦式流量計を提供することを目的として
いる。Therefore, the present invention has been made in view of the above problems.
To provide a Karman vortex flowmeter that can reduce the number of models and reduce the cost, without having to replace the capacitor that determines the gain of the charge amplifier on the hardware even if the diameter is different. It is an object.

【０００９】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明により成されたカルマン渦式流量計は、図１の基
本構成図に示すように、流れに設けられた障害物からな
る渦発生体１１と、該渦発生体の後方に配され渦発生体
が規則正しく交互に発生する渦による振動力を受けて渦
を検出する圧電素子１３ｂを有する渦検出器１３と、該
渦検出器の圧電素子が歪み力を受けて発生する電荷信号
を増幅する電荷増幅器３１と、該電荷増幅器の出力信号
を波形整形してパルス信号を出力する波形整形回路３２
とを有するセンサ部４０と、該センサ部が発生するパル
スを一定期間毎に一定時間計数して瞬時流量を計測する
瞬時流量計測部３０−１と、該瞬時流量計測部により計
測した瞬時流量を表示する表示手段２６とを備え、前記
電荷増幅器のゲインが演算増幅器ＯＰの出力端子と反転
入力端子との間に接続した容量の 値により決定される
ようになっているカルマン渦式流量計において、前記演
算増幅器の出力端子と反転入力端子との間に接続された
容量値を切り替え前記電荷増幅器のゲインを調整するゲ
イン調整手段４２と、前記電荷増幅器が飽和しないよう
な予め設定された所定の流量値を格納した設定流量値格
納手段３０ａ−１と、前記瞬時流量計測部により計測し
た瞬時流量と前記設定流量値格納手段に格納された所定
の流量値とを比較し、該比較結果により前記ゲイン調整
手段による前記容量値の切り替えを制御する制御信号を
出力する比較手段３０−２とを備えることを特徴として
いる。A Karman vortex flowmeter made in accordance with the present invention to achieve the above object has a vortex generator consisting of obstacles provided in the flow, as shown in the basic configuration diagram of FIG. A body 11 and a vortex detector 13 having a piezoelectric element 13b arranged behind the vortex generator to detect a vortex by receiving the vibration force of the vortex generated by the vortex generator regularly and alternately, and the piezoelectric of the vortex detector. A charge amplifier 31 that amplifies a charge signal generated by an element receiving a distortion force, and a waveform shaping circuit 32 that waveform-shapes an output signal of the charge amplifier and outputs a pulse signal.
The sensor unit 40 having a, the instantaneous flow rate measuring unit 30-1 that measures the instantaneous flow rate by counting the pulses generated by the sensor unit for a certain period of time, and the instantaneous flow rate measured by the instantaneous flow rate measuring unit. A Karman vortex flowmeter comprising a display means 26 for displaying, wherein the gain of the charge amplifier is determined by the value of the capacitance connected between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier OP. Gain adjusting means 42 for adjusting a gain of the charge amplifier by switching a capacitance value connected between an output terminal and an inverting input terminal of the operational amplifier, and a predetermined flow rate set in advance so that the charge amplifier is not saturated. The set flow rate value storage means 30a-1 storing the value is compared with the instantaneous flow rate measured by the instantaneous flow rate measuring unit and the predetermined flow rate value stored in the set flow rate value storage means. The comparison means 30-2 outputs a control signal for controlling switching of the capacitance value by the gain adjusting means according to the comparison result.

【００１０】上記カルマン渦式流量計は、流体の流れる
流路の口径に応じた設定を行う口径設定手段３３ａを更
に備え、前記設定流量値格納手段が流体の流れる流路の
口径に対応した複数の流量値を格納し、前記口径設定手
段が、その設定により前記設定流量値格納手段に格納さ
れた複数の流量値のなかから前記所定の流量値を選択す
ることを特徴としている。The Karman vortex flowmeter further comprises a diameter setting means 33a for setting according to the diameter of the flow passage of the fluid, and the set flow rate value storing means has a plurality of diameters corresponding to the diameter of the flow passage of the fluid. Is stored, and the aperture setting means selects the predetermined flow rate value from a plurality of flow rate values stored in the set flow rate value storage means according to the setting.

【００１１】前記ゲイン調整手段が、前記演算増幅器の
出力端子と反転入力端子との間に接続された第１の固定
容量Ｃ₀ と、前記演算増幅器の出力端子と反転入力端子
との間にスイッチ手段４２ａを介して接続された第２の
固定容量Ｃとを有し、前記スイッチ手段が前記比較手段
の制御信号によりオン・オフ制御されることを特徴とし
ている。The gain adjusting means switches a first fixed capacitance C ₀ connected between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier and a switch between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier. And a second fixed capacitor C connected via a means 42a, and the switch means is on / off controlled by a control signal from the comparison means.

【００１２】[0012]

【作用】以上の構成において、流れに設けられた障害物
からなる渦発生体１１の後方に渦検出器１３を配し、渦
検出器１３が有する圧電素子１３ｂにより、渦発生体が
規則正しく交互に発生する渦による振動力を受けて渦を
検出する。電荷増幅器３１が、渦検出器の圧電素子が歪
み力を受けて発生する電荷信号を増幅し、その出力信号
を波形整形回路３２が波形整形してパルス信号を出力す
る。圧電素子１３、波形整形回路３２とを有するセンサ
部４０が発生するパルスを瞬時流量計測部３０−１が一
定期間毎に一定時間計数して瞬時流量を計測する。瞬時
流量計測部３０−１により計測した瞬時流量を表示手段
２６が表示する。電荷増幅器のゲインが演算増幅器の出
力端子と反転入力端子との間に接続した容量の値により
決定され、この電荷増幅器のゲインをゲイン調整手段４
２が演算増幅器の出力端子と反転入力端子との間に接続
された容量値を切り替えて調整する。電荷増幅器が飽和
しないような予め設定された所定の流量値が設定流量値
格納手段３０ａ−１に格納され、この所定の流量値と瞬
時流量計測部により計測した瞬時流量とを比較手段３０
−２が比較し、この比較結果によりゲイン調整手段によ
る容量値の切り替えを制御する制御信号を出力する。In the above structure, the vortex detector 13 is arranged behind the vortex generator 11 formed of an obstacle provided in the flow, and the vortex generator 13 has a piezoelectric element 13b so that the vortex generators are regularly and alternately arranged. The vortex is detected by receiving the vibrational force generated by the vortex. The charge amplifier 31 amplifies the charge signal generated by the piezoelectric element of the vortex detector receiving a strain force, and the waveform shaping circuit 32 shapes the waveform of the output signal and outputs a pulse signal. The instantaneous flow rate measurement unit 30-1 counts the pulses generated by the sensor unit 40 having the piezoelectric element 13 and the waveform shaping circuit 32 for each fixed period for a fixed period of time to measure the instantaneous flow rate. The display means 26 displays the instantaneous flow rate measured by the instantaneous flow rate measuring unit 30-1. The gain of the charge amplifier is determined by the value of the capacitance connected between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier, and the gain of this charge amplifier is adjusted by the gain adjusting means 4.
2 switches and adjusts the capacitance value connected between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier. A preset flow rate value that does not saturate the charge amplifier is stored in the set flow rate value storage means 30a-1, and the predetermined flow rate value is compared with the instantaneous flow rate measured by the instantaneous flow rate measuring unit.
-2 compares and outputs a control signal for controlling the switching of the capacitance value by the gain adjusting means according to the comparison result.

【００１３】よって、演算増幅器の出力端子と反転入力
端子との間に接続した容量を交換する作業を行うことな
く、設定流量値格納手段３０ａ−１に格納された所定の
流量値と瞬時流量計測部により計測した瞬時流量とを比
較手段３０−２が比較した結果により、ゲイン調整手段
４２が演算増幅器の出力端子と反転入力端子との間に接
続された容量値を切り替えることにより、電荷増幅器が
飽和しないようにそのゲインを自動的に調整することが
できる。Therefore, the predetermined flow rate value and the instantaneous flow rate measured stored in the set flow rate value storage means 30a-1 can be measured without performing the work of exchanging the capacitance connected between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier. The gain adjusting means 42 switches the capacitance value connected between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier according to the result of the comparison means 30-2 comparing the instantaneous flow rate measured by the charge amplifier. Its gain can be adjusted automatically so that it does not saturate.

【００１４】特に、流体の流れる流路の口径に応じた設
定を行う口径設定手段３３ａの設定により、設定流量値
格納手段３０ｂ−１に格納した流体の流れる流路の口径
に対応した複数の流量値のなかから所定の流量値を選択
するようになっているので、種々の口径のものにおい
て、電荷増幅器が飽和しないようにそのゲインを自動的
に調整することができる。In particular, a plurality of flow rates corresponding to the caliber of the fluid flow passage stored in the set flow rate value storage means 30b-1 are set by the setting of the caliber setting means 33a for performing the setting according to the caliber of the fluid flow passage. Since a predetermined flow rate value is selected from the values, the gain can be automatically adjusted so that the charge amplifier will not be saturated in various apertures.

【００１５】また、ゲイン調整手段４２が有するスイッ
チ手段４２ａを比較手段からの制御信号によりオン・オ
フ制御し、電荷増幅器の出力端子と反転入力端子との間
に接続された第１の固定容量Ｃ₀ に並列に、第２の固定
容量Ｃを選択的に接続しているので、電荷増幅器が飽和
しないようにそのゲインを自動的に調整することができ
る。Further, the switch means 42a included in the gain adjusting means 42 is on / off controlled by a control signal from the comparing means, and the first fixed capacitance C connected between the output terminal and the inverting input terminal of the charge amplifier. _Since the second fixed capacitance C is selectively connected in parallel with ₀ , the gain can be automatically adjusted so that the charge amplifier is not saturated.

【００１６】[0016]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図２は本発明によるカルマン渦式流量計の構造を
示す図であり、（ａ）は表示及び操作パネル面を示す上
面図、（ｂ）は流量計の内部構造を示す断面図、（ｃ）
は一部分を破断して示す側面図である。同図において、
カルマン渦式流量計は、流量を計測すべき流体が流れる
流路の途中に接続される計量部本体１と、この計量部本
体１の上方に９０°毎に位置出し可能に取付けられた計
測表示部２とからなっている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 2A and 2B are views showing the structure of the Karman vortex flowmeter according to the present invention, where FIG. 2A is a top view showing a display and operation panel surface, FIG. 2B is a sectional view showing the internal structure of the flowmeter, and FIG.
[Fig. 3] is a side view showing a part of the structure by breaking. In the figure,
The Karman vortex flowmeter is a measuring unit main body 1 connected in the middle of a flow path through which a fluid whose flow rate is to be measured, and a measurement display attached above the measuring unit main body 1 so as to be able to position every 90 °. It consists of part 2.

【００１７】計量部本体１は、図３の拡大断面図に示す
ように、内部を貫通する断面円形の流路１ａが設けら
れ、外側壁の一部に平坦部１ｂが形成されている。平坦
部１ｂには、流路１ａに連通する第１の孔１ｂ₁ と第２
の孔１ｂ₂ とが所定間隔をおいて形成され、第１の孔１
ｂ₁ が流路１ａの上流側とされている。１１は流路１ａ
内に配された渦発生体であり、例えば角柱状の外形をな
し、軸部１１ａと第１の孔１ｂ₁ に嵌合するとともに平
坦部１ｂに係合する頭部１１ｂとで構成され、第１の孔
１ｂ₁ から流路１ａ内に軸部１１ａが挿入されている。
渦発生体１１には、その軸部１１ａに感温素子１２が埋
設され、流路１ａに流れる流体の温度を検出して温度検
出信号を発生し、これをリード線１２ａを介して外部に
導出して計測表示部２に供給する。As shown in the enlarged sectional view of FIG. 3, the measuring portion main body 1 is provided with a flow passage 1a having a circular cross section which penetrates the inside thereof, and a flat portion 1b is formed on a part of the outer wall. The flat portion 1b has a first hole 1b ₁ and a second hole 1b ₁ which communicate with the flow path 1a.
1b ₂ of the first hole 1b ₂ are formed at a predetermined interval.
b ₁ is upstream of the flow path 1a. 11 is the flow path 1a
Is a vortex generator arranged inside, and has, for example, a prismatic outer shape, and is composed of a shaft portion 11a and a head portion 11b that fits into the first hole 1b ₁ and engages with the flat portion 1b. the shaft portion 11a is inserted into the first hole 1b ₁ passage 1a.
A temperature sensing element 12 is embedded in the shaft portion 11a of the vortex generator 11, detects the temperature of the fluid flowing in the flow path 1a, generates a temperature detection signal, and guides it to the outside via a lead wire 12a. And supplies it to the measurement display unit 2.

【００１８】１３は絶縁性を有する弾性鞘体１３ａと圧
電素子１３ｂとで構成されている渦検出器を示し、弾性
鞘体１３ａはその受圧翼片１３ａ₁ が第２の孔１ｂ₂ を
通じて流路１ａ内に挿入されている。弾性鞘体１３ａは
弾性合成樹脂で成形され、その受圧翼片１３ａ₁ が流路
１ａの上流側と下流側とに向かって張り出し、その頭部
１３ａ₂ が第２の孔１ｂ₂ に嵌合すると共に平坦部１ｂ
に係合している。圧電素子１３ｂは、弾性鞘体１３ａの
軸部分、すなわち、受圧翼片１３ａ₁ と頭部１３ａ₂ と
に絶縁性を有する熱硬化性の弾性エポキシ樹脂により埋
設され、検出信号がリード線１３ｂ₁ により外部に導出
されて計測表示部２に供給される。Reference numeral 13 denotes a vortex detector composed of an insulating elastic sheath 13a and a piezoelectric element 13b. In the elastic sheath 13a, its pressure-receiving blade piece 13a ₁ is flowed through a second hole 1b ₂ . It is inserted in 1a. Elastic sheath 13a is molded of a resilient synthetic resin, the pressure receiving wing 13a ₁ is overhanging toward the upstream side and the downstream side of the flow path 1a, its head 13a ₂ is fitted into the second hole 1b ₂ With flat part 1b
Is engaged with. The piezoelectric element 13b is embedded in the shaft portion of the elastic sheath 13a, that is, the pressure-receiving blade piece 13a ₁ and the head portion 13a ₂ by a thermosetting elastic epoxy resin having an insulating property, and the detection signal is supplied by the lead wire 13b _1. It is led out to the outside and supplied to the measurement display unit 2.

【００１９】上記平坦部１ｂには螺子止めなどの手段に
よって蓋体１３ｃが取り付けられ、蓋体１３ｃには第１
の孔１ｂ₁ に対応して第１の螺子孔１３ｃ₁ と、第２の
孔１ｂ₂ に対応して第２の螺子孔１３ｃ₂ とが設けられ
ている。第１の螺子孔１３ｃ ₁ には第１の環体１３ｄ₁
が螺合されて頭部１１ｂを第１のパッキン１３ｅ₁ を介
して平坦部１ｂに密着させ、かつ第２の螺子孔１３ｃ₂
には第２の環体１３ｄ ₂ が螺合されて頭部１３ａ₁ を第
１のパッキン１３ｅ₂ を介して平坦部１ｂに密着させて
流体の漏洩が生じないようにしている。A means such as a screw is attached to the flat portion 1b.
Therefore, the lid 13c is attached, and the first lid 13c is
Hole 1b₁Corresponding to the first screw hole 13c₁And the second
Hole 1b₂Corresponding to the second screw hole 13c₂Is provided
ing. First screw hole 13c ₁The first ring 13d₁
Are screwed together to attach the head 11b to the first packing 13e.₁Through
The flat portion 1b and the second screw hole 13c.₂
The second ring 13d ₂Is screwed to the head 13a₁The first
1 packing 13e₂To the flat part 1b through
Prevents fluid leakage.

【００２０】以上の構成において、計量部本体１の流路
１ａを流れる流体に、渦発生体１１によってカルマン渦
が発生し、このカルマン渦が渦検出器１３に向かって移
動し、弾性鞘体１３ａの受圧翼片１３ａ₁ の両側を交互
に通過するので、カルマン渦が通過する毎に圧電素子１
３ｂに歪み力が作用して電荷が発生する。従って、圧電
素子１３ｂに発生する電荷を検出信号としてリード線１
３ｂ₁ を介して取り出し、これを後述する計測表示部２
の回路により信号処理することによって流量を計測する
ことができる。In the above structure, a Karman vortex is generated by the vortex generator 11 in the fluid flowing through the flow path 1a of the metering unit main body 1, and this Karman vortex moves toward the vortex detector 13 to cause the elastic sheath 13a. Since it alternately passes on both sides of the pressure-receiving wing piece 13a ₁ , the piezoelectric element 1
A strain force acts on 3b to generate an electric charge. Therefore, the charge generated in the piezoelectric element 13b is used as a detection signal in the lead wire 1
3b ₁ is taken out, and this is taken out by the measurement display unit 2 which will be described later.
The flow rate can be measured by performing signal processing by the circuit.

【００２１】また、渦発生体１１に埋設された感温素子
１２の温度検出信号は、流体密度や流体粘度などを知る
ための信号として利用できると共に、温度検出信号と上
記流量の計測値とによって熱量を得ることもできるが、
この温度検出信号によって温度表示を行うためにも利用
される。Further, the temperature detection signal of the temperature sensing element 12 embedded in the vortex generator 11 can be used as a signal for knowing the fluid density, the fluid viscosity, etc., and the temperature detection signal and the measured value of the flow rate can be used. You can get the amount of heat, but
This temperature detection signal is also used to display the temperature.

【００２２】計測表示部２は、防水パッキンを介して突
き合わされた下ケース２１と上ケース２２とからなるケ
ース２３、このケース２３内に収容されたプリント基板
２４及び電源用の電池２５、上ケース２２の上面に配置
された液晶表示器２６及びモード選択ボタン２７などに
より構成され、下ケース２１の底部にあけた孔２１ａに
計量部本体１の上に固定した中空の回転軸３が防水パッ
キンを介して回転自在に嵌合され、計量部本体１に対し
て９０°毎位置出し可能に調整できるようになってい
る。リード線１２ａ及び１３ｂ₁ は回転軸３の中空部を
通ってプリント基板２４上に形成された電気回路まで導
かれている。The measurement display unit 2 includes a case 23 composed of a lower case 21 and an upper case 22 which are butted against each other via a waterproof packing, a printed circuit board 24 and a power supply battery 25 housed in the case 23, and an upper case. A hollow rotary shaft 3 fixed on the weighing unit main body 1 is provided with a waterproof packing in a hole 21a formed in the bottom of the lower case 21 by a liquid crystal display 26 and a mode selection button 27 arranged on the upper surface of the lower case 22. It is rotatably fitted to the measuring unit main body 1 so that it can be positioned at 90 ° intervals. The lead wires 12a and 13b ₁ are led to an electric circuit formed on the printed board 24 through the hollow portion of the rotary shaft 3.

【００２３】ケース２３の上ケース２２は下ケース２１
に対してネジ２８によって開閉自在に取付けられ、電気
回路上の各種の設定操作時や電池２５の交換時に開けら
れるようになっている。The upper case 22 of the case 23 is the lower case 21.
A screw 28 is attached so as to be openable and closable so that it can be opened when various setting operations are performed on the electric circuit or when the battery 25 is replaced.

【００２４】計測表示部２の上ケース２１の上面に配置
された表示器２６は、下段左側から小さな４桁数字表示
部２６ａと、大きな４桁数字表示部２６ｂとが配置さ
れ、この大きな４桁数字表示部２６ｂの更に右側に単位
表示部が配置されている。単位表示部は上下に「ｍ³ ／
ｈ」セグメント表示２６ｃと「Ｌ／ｍｉｎ」セグメント
表示２６ｄとが配されている。そして、小さな４桁数字
表示部２６ａの上段には「ＥＣＯ」セグメント表示２６
ｅと「ＢＡＴ」セグメント表示２６ｆとが、大きな４桁
数字表示部２６ｂ上段には各桁に対応して一列に配列さ
れた４つのバーセグメント表示２６ｇがそれぞれ配され
ている。The display unit 26 arranged on the upper surface of the upper case 21 of the measurement display unit 2 includes a small 4-digit number display unit 26a and a large 4-digit number display unit 26b from the lower left side, and the large 4-digit number display unit 26b. A unit display section is arranged on the further right side of the numeral display section 26b. The unit display area is "m ³ /
An “h” segment display 26c and an “L / min” segment display 26d are arranged. Then, the "ECO" segment display 26 is displayed on the upper stage of the small 4-digit number display portion 26a.
e and the "BAT" segment display 26f are arranged on the upper stage of the large 4-digit number display section 26b, and four bar segment displays 26g are arranged in a line corresponding to each digit.

【００２５】小さな４桁数字表示部２６ａの最上位桁
は、現在の表示状態、現在表示モードを示す状態表示部
として働き、４つのバー表示２６ｇは、点滅のローテー
ションによって流れの有無を表示する流れ表示部として
働く。なお、図２では全ての表示２６ａ〜２６ｇが点灯
した状態を示しており、実際には、状況に応じてこれら
が選択的に点灯表示されるようになっている。The most significant digit of the small four-digit numerical display section 26a functions as a status display section showing the current display status and the current display mode, and the four bar display 26g displays the flow status by blinking rotation. Works as a display. Note that FIG. 2 shows a state in which all of the displays 26a to 26g are lit, and in practice, these are selectively lit and displayed according to the situation.

【００２６】上述した構成の流量計の回路構成は図４の
ブロック図に示すようになっており、同図において、３
０は予め定められた制御プログラムに従って動作するマ
イクロコンピュータからなる制御部であり、中央処理装
置（ＣＰＵ）３０′と、制御プログラムを格納したＲＯ
Ｍ３０ａと、各種のデータを格納するデータエリアや各
種の処理に使用するワークエリアなどを有するＲＡＭ３
０ｂとを内蔵する。The circuit configuration of the flow meter having the above-described configuration is as shown in the block diagram of FIG. 4, and in FIG.
Reference numeral 0 is a control unit composed of a microcomputer that operates according to a predetermined control program, and a central processing unit (CPU) 30 'and an RO that stores the control program.
A RAM 3 having an M30a and a data area for storing various data and a work area used for various processes
0b and built-in.

【００２７】この制御部３０の入力ポートＩ₁ には上ケ
ース２２の上面に配されたモード選択ボタン２７の押圧
によってオン操作されるモーメンタリスイッチからなる
手動操作手段としてのモード切替スイッチ２７ａが接続
されている。また、入力ポートＩ₂ には、圧電素子１３
ｂが歪み力を受けて発生する電荷信号を増幅する電荷増
幅回路３１の出力信号を波形整形してパルス信号を出力
する波形整形回路３２の出力が接続されている。電荷増
幅回路３１及び波形整形回路３２はアナログスイッチ４
１を介して電源Ｖ_CCが供給されたときのみ動作し、圧電
素子１３ｂ、電荷増幅回路３１及び波形整形回路３２は
センサ部４０を構成している。電荷増幅回路３１には、
アナログスイッチ４２ａを介してコンデンサＣが接続さ
れ、アナログスイッチ４２ａのオン・オフにより電荷増
幅回路３１に接続される容量を切り替える。波形整形回
路３２はハイパスフィルタやローパスフィルタとシュミ
ットトリガ回路を有する。To the input port I ₁ of the control unit 30, a mode changeover switch 27a is connected as a manual operation means which is a momentary switch which is turned on by pressing a mode selection button 27 arranged on the upper surface of the upper case 22. ing. In addition, the piezoelectric element 13 is connected to the input port I _2.
The output of a waveform shaping circuit 32 that outputs a pulse signal by waveform shaping the output signal of the charge amplification circuit 31 that amplifies the charge signal generated when b receives the distortion force is connected. The charge amplification circuit 31 and the waveform shaping circuit 32 are the analog switches 4
The piezoelectric element 13b, the charge amplification circuit 31, and the waveform shaping circuit 32 operate only when the power source V _CC is supplied through the sensor unit 40. The charge amplification circuit 31 includes
The capacitor C is connected via the analog switch 42a, and the capacitance connected to the charge amplification circuit 31 is switched by turning on / off the analog switch 42a. The waveform shaping circuit 32 has a high pass filter, a low pass filter, and a Schmitt trigger circuit.

【００２８】また、制御部３０の入力ポートＩ₃ 及びＩ
₄ には、図２には図示していないがプリント基板２４上
に載置されている口径設定スイッチ３３ａ及び単位選択
スイッチ３３ｂがそれぞれ接続されており、これらのス
イッチ３３ａ及び３３ｂはアナログスイッチ４３を介し
て電源Ｖ_CCが供給されたとき、そのオン・オフ状態に応
じてＨ又はＬレベルの信号を入力ポートＩ₃ 及びＩ₄ に
印加する。制御部３０の入力ポートＩ₅ には、例えばサ
ーミスタからなる感温素子１２により検出した温度を電
圧に変換する変換回路３３ｃの出力が接続されており、
この温度−電圧変換回路３３ｃはアナログスイッチ４３
を介して電源Ｖ_CCが供給されたとき、感温素子１２によ
って検出した温度に応じた大きさの電圧信号を入力ポー
トＩ₅ に印加する。入力ポートＩ₅ に印加されたアナロ
グ電圧は、制御部３０内においてＡ／Ｄ変換される。ま
た、入力ポートＩ₆ には制御部３０をリセットする際に
操作されるリセットスイッチ３３ｄが接続されている。
上記アナログスイッチ４１〜４３はその制御入力が制御
部３０の出力ポートＯ₁ 〜Ｏ₃ に接続されており、制御
部３０によってそのオン・オフが制御されるようになっ
ている。Further, the input ports I ₃ and I of the control unit 30 are
_Although not shown in FIG. 2, the aperture setting switch 33a and the unit selection switch 33b, which are mounted on the printed circuit board 24, are connected to the switch 4, respectively. The switches 33a and 33b are similar to the analog switch 43. When the power source V _CC is supplied via the power source, a signal of H or L level is applied to the input ports I ₃ and I ₄ depending on the ON / OFF state. To the input port I ₅ of the control unit 30, the output of the conversion circuit 33c for converting the temperature detected by the temperature sensitive element 12 including a thermistor into a voltage is connected,
This temperature-voltage conversion circuit 33c is an analog switch 43.
When the power source V _CC is supplied via the voltage sensing element 12, a voltage signal having a magnitude corresponding to the temperature detected by the temperature sensing element 12 is applied to the input port I ₅ . The analog voltage applied to the input port I ₅ is A / D converted in the control unit 30. The reset switch 33d is operated to reset the control unit 30 is connected to an input port I _6.
The control inputs of the analog switches 41 to 43 are connected to the output ports O _{1 to} O ₃ of the control unit 30, and the control unit 30 controls ON / OFF thereof.

【００２９】更に、制御部３０の出力ポートＯ₄ には上
ケース２２の上面に配された表示器２６が接続されてい
る。制御部３０はまた、計測した流量値データを出力す
る出力ポートＯ₅ と制御部３０の動作電源を入力する電
源入力ポートＶ_CCとを有し、出力ポートＯ₅ 及び電源入
力ポートＶ_CCには外部電源入力兼外部出力部３４が、電
源入力ポートＶ_CCには電池２５が接続されている。外部
電源入力兼外部出力部３４は、Ｄ／Ａ２４Ｖ変換回路３
４ａ、レベルシフト回路３４ｂ及び４〜２０ｍＡ出力回
路３４ｃを有する。Further, the output port O ₄ of the control unit 30 is connected to a display device 26 arranged on the upper surface of the upper case 22. The control unit 30 also has an output port O ₅ for outputting the measured flow rate value data and a power supply input port V _CC for inputting the operating power supply of the control unit 30, and the output port O ₅ and the power supply input port V _CC are An external power supply input / external output unit 34 is connected to the power supply input port V _CC, and the battery 25 is connected thereto. The external power source input / external output section 34 is used for the D / A 24V conversion circuit 3
4a, a level shift circuit 34b, and a 4 to 20 mA output circuit 34c.

【００３０】上記電荷増幅回路３１は、図５に示すよう
に、ゲイン調整手段４２としてオペアンプＯＰの出力端
子と反転入力端子との間に、第１のコンデンサＣ₀ が接
続されると共に、アナログスイッチ４２ａを介して第２
のコンデンサＣが接続されている。そのゲイン（感度）
はこの出力端子と反転入力端子との間にコンデンサの容
量値Ｘにより決定される。オペアンプＯＰの入力に接続
された圧電素子１３ｂが発生する電荷ｑは力に比例して
ｑ∝Ｆであるので、ｑ∝Ｖ² となって、流量（流速）の
２乗に比例した電荷が発生することになる。電荷増幅回
路３１は圧電素子１３ｂが発生する電荷ｑを入力し、こ
れを電圧ｖに変換する。ｖ＝−ｑ／Ｘの関係があるの
で、ｖ∝−Ｖ² ／Ｘとなり、よってｖ∝−ｆ² ／Ｘとな
り、出力電圧ｖは周波数ｆの２乗に比例することにな
る。なお、周波数ｆと流量Ｑの関係は直線関係にある。As shown in FIG. 5, in the charge amplification circuit 31, the first capacitor C ₀ is connected between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier OP as the gain adjusting means 42, and the analog switch is provided. Second through 42a
The capacitor C of is connected. Its gain (sensitivity)
Is determined by the capacitance value X of the capacitor between this output terminal and the inverting input terminal. Since the electric charge q generated by the piezoelectric element 13b connected to the input of the operational amplifier OP is q∝F in proportion to the force, it becomes q∝V ² and the electric charge is generated in proportion to the square of the flow rate (flow velocity). Will be done. The charge amplification circuit 31 inputs the charge q generated by the piezoelectric element 13b and converts it into a voltage v. Since there is a relationship of v = −q / X, v∝−V ² / X is established, and therefore v∝−f ² / X is established, and the output voltage v is proportional to the square of the frequency f. The frequency f and the flow rate Q have a linear relationship.

【００３１】本実施例では、口径の小さいときは、容量
の小さい第１のコンデンサＣ₀ のみを有効とし、口径の
大きいときは第１のコンデンサＣ₀ と第２のコンデンサ
Ｃが有効になるように、オペアンプＯＰの出力端子と反
転入力端子との間にアナログスイッチ４２ａを介して第
２のコンデンサＣを接続している。また、ＲＯＭ３０ａ
中の所定のエリアには、口径設定スイッチ３３ａによっ
て設定される口径での定格流量の何％の点でアナログス
イッチ４２ａをオン・オフするかを定めたテーブルが用
意されている。よって、口径が設定されるとこのテーブ
ルの値によって、第２のコンデンサＣを無効にしたり、
有効にしたりすることにより、オペアンプＯＰの出力端
子と反転入力端子との間に接続される容量を切り替えて
いる。切り替え点Ｋを定格の何％にするかを決定するた
めの目安は、図６に示すように、出力電圧ｖが飽和しな
い領域にあるようにすることである。In this embodiment, when the diameter is small, only the first capacitor C ₀ having a small capacity is effective, and when the diameter is large, the first capacitor C ₀ and the second capacitor C are effective. A second capacitor C is connected between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier OP via the analog switch 42a. Also, the ROM 30a
In a predetermined area in the inside, a table is prepared which determines what percentage of the rated flow rate at the diameter set by the diameter setting switch 33a the analog switch 42a is turned on / off. Therefore, when the aperture is set, the value of this table can be used to disable the second capacitor C,
By making it effective, the capacitance connected between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier OP is switched. The guideline for determining what percentage of the switching point K is the rating is to set the output voltage v in a region where it does not saturate, as shown in FIG.

【００３２】なお、出力電圧ｖは、パルス計測を行う周
波数成分ｆ（Hz）を信号情報として含んでいるので、飽
和しないようにして電荷増幅回路で電荷電圧変換を行
い、制御部に周波数（パルス）を入力し、計測、演算し
ているが、アナログスイッチがオンのときには、第１の
コンデンサと第２のコンデンサとが作用し、ｖ∝−ｆ²
／（Ｃ₀ ＋Ｃ）となり、各部の波形が常に飽和していな
いものとなり、波形整形後のパルスにミスカウントの原
因となるパルスが生成されてしまうようなことがないの
で、上述のように２つのコンデンサを切り替えて電荷増
幅回路を構成することにより、正しい計測を実現すると
共に、機種を減らしてコスト低減を図ることができるよ
うになる。Since the output voltage v includes the frequency component f (Hz) for pulse measurement as signal information, charge-voltage conversion is performed by the charge amplifier circuit so as not to saturate and the frequency (pulse ) Is input to measure and calculate, but when the analog switch is on, the first capacitor and the second capacitor act, and v∝-f ²
/ (C ₀ + C), the waveform of each part is not always saturated, and a pulse that causes a miscount is not generated in the pulse after waveform shaping. By switching the two capacitors to configure the charge amplification circuit, correct measurement can be realized, and the number of models can be reduced to reduce the cost.

【００３３】モード切替スイッチ２７ａがオンされると
制御部３０は出力ポートＯ₃ に信号を出力してアナログ
スイッチ４３をオンさせ、図７に示すように、アナログ
スイッチ４３とアース間に感温素子１２を介して接続さ
れた温度−電圧変換回路３３ｃ内の抵抗Ｒ₁ に電圧を供
給すると共に、基準電圧Ｖref を制御部３０内のＡ／Ｄ
コンバータ（図示しない）のために入力する。入力ポー
トＩ₅ に入力される温度−電圧変換回路３３ｃの出力で
ある抵抗Ｒ₁ と感温素子１２との接続点の電圧Ｖout
は、感温素子１２の抵抗値をＲthとすると、 Ｖout ＝〔Ｒth／（Ｒth＋Ｒ₁ ）〕・Ｖref によって求められる。制御部３０の入力ポートＩ₅ に入
力されるＶout は８ビットコンバータにより、００ｈ〜
ＦＦｈに変換される。When the mode changeover switch 27a is turned on, the control section 30 outputs a signal to the output port O ₃ to turn on the analog switch 43, and as shown in FIG. 7, the temperature sensitive element is provided between the analog switch 43 and the ground. A voltage is supplied to the resistor R ₁ in the temperature-voltage conversion circuit 33c connected via 12 and the reference voltage Vref is supplied to the A / D in the control unit 30.
Input for converter (not shown). The voltage Vout at the connection point between the resistor R ₁ which is the output of the temperature-voltage conversion circuit 33c input to the input port I ₅ and the temperature sensitive element 12.
Vout = [Rth / (Rth + R ₁ )] · Vref, where Rth is the resistance value of the temperature sensitive element 12. The Vout input to the input port I ₅ of the control unit 30 is 00h by the 8-bit converter.
Converted to FFh.

【００３４】なお、Ｖout ＝０のときＡ／Ｄ値は００
ｈ、Ｖout ＝Ｖref のときＡ／Ｄ値はＦＦｈである。８
ビットのＡ／Ｄ値が、どの温度（°Ｃ）に対応するかは
感温素子１２の特性値と抵抗Ｒ₁ の値によって決まり、
プログラム時に予めテーブル化されて制御部３０内のＲ
ＯＭ３０ａに格納されている。従って、８ビットＡ／Ｄ
値によって、ＲＯＭのテーブルより参照した値を表示器
２６に表示させることができる。なお、温度表示中であ
っても、計測のタイミングになれば計測演算が実行され
る。When Vout = 0, the A / D value is 00.
When h and Vout = Vref, the A / D value is FFh. 8
Which temperature (° C) the A / D value of the bit corresponds to is determined by the characteristic value of the temperature sensitive element 12 and the value of the resistor R ₁ ,
R in the control unit 30 that has been tabulated in advance during programming
It is stored in the OM 30a. Therefore, 8-bit A / D
Depending on the value, the value referenced from the table in the ROM can be displayed on the display unit 26. Even when the temperature is being displayed, the measurement calculation is executed at the measurement timing.

【００３５】ＣＰＵ３０′は入力信号処置、演算、表
示、出力信号処理を制御プログラムに従って行い、入力
ポートＩ₂ に１秒間に入力されるパルス数をｆ（Hz）と
すると、瞬時流量値を次式（１）にて演算する。 Ｑ＝ａi ×ｆ＋ｂi …（１） ここでａi ，ｂi は流量計の口径、材質などの条件によ
る固有の定数である。また、上記式は必ずしも直線的で
なく、特に任意の口径の流量計の低流量側ではリニアリ
ティが優れない傾向にある。よって、一つの口径に対し
て５区間に区分けし、このために口径毎、区間毎にａi
値及びｂi 値をテーブル化してＲＯＭ内に格納してい
る。The CPU 30 'performs input signal treatment, calculation, display and output signal processing according to a control program, and when the number of pulses input to the input port I ₂ per second is f (Hz), the instantaneous flow rate value is Calculate in (1). Q = ai * f + bi (1) where ai and bi are specific constants depending on the conditions such as the diameter and material of the flowmeter. Further, the above equation is not necessarily linear, and linearity tends to be poor especially on the low flow rate side of a flowmeter having an arbitrary diameter. Therefore, one aperture is divided into 5 sections, and for this reason,
The values and bi values are tabulated and stored in the ROM.

【００３６】上記口径設定スイッチ３３ａは上述した計
量部本体１の口径、材質によってａi 及びｂi が異な
り、また電荷増幅回路３１のゲインも異なるため、計測
表示部２において設定するためのものである。また、単
位選択スイッチ３３ｂは、瞬時流量計測時にＬ／ｍｉｎ
とｍ³ ／ｈ表示を選択し、積算流量計測時に１Ｌ、0.０
１ｍ³ 、0.１ｍ³ 、１ｍ³ を選択するためのものであ
る。The diameter setting switch 33a is set on the measurement display unit 2 because ai and bi are different depending on the diameter and material of the measuring unit body 1 and the gain of the charge amplification circuit 31 is different. Further, the unit selection switch 33b is set to L / min when measuring the instantaneous flow rate.
And m ³ / h display are selected, 1L, 0.0 at the time of integrated flow rate measurement
It is for selecting 1 m ³ , 0.1 m ³ and 1 m ³ .

【００３７】リセットスイッチ３３ｄはパワーオンリセ
ットとは別個に設けられたもので、上記スイッチ３３ａ
及び３３ｂを切り替えたときに手動によって初期設定の
ためのリセットができるようにするために設けられてい
る。このリセットスイッチ３３ｄがオン操作されると、
制御部３０は、出力ポートＯ₃ に例えばＨレベルの信号
を出力してアナログスイッチ４３をオンさせてスイッチ
３３ａ及び３３ｂに給電するとともに、各スイッチの状
態に応じて入力ポートＩ₃ 及びＩ₄ に印加されるＨ又は
Ｌレベルの信号を読み込んで設定状態をＲＡＭ３０ｂの
所定のエリアに格納する。The reset switch 33d is provided separately from the power-on reset, and is the switch 33a.
And 33b are provided to allow manual resetting when switching between 33 and 33b. When the reset switch 33d is turned on,
The control unit 30 outputs, for example, an H level signal to the output port O ₃ to turn on the analog switch 43 to supply power to the switches 33a and 33b, and to the input ports I ₃ and I ₄ according to the state of each switch. The applied H or L level signal is read and the setting state is stored in a predetermined area of the RAM 30b.

【００３８】モード切替スイッチ２７ａは、そのオン操
作によって３つのモードの１つを選択し、モード１で瞬
時計動作を、モード２で積算総流量動作を、そしてモー
ド３で積算バッチ動作を順番に選択する。以下、各動作
モードの概略を順次説明する。The mode changeover switch 27a selects one of the three modes by turning on the mode switch, and sequentially performs an instantaneous meter operation in mode 1, an integrated total flow operation in mode 2, and an integrated batch operation in mode 3. select. The outline of each operation mode will be sequentially described below.

【００３９】瞬時計動作においては、３秒周期の１秒間
に入力ポートＩ₂ に入力されるパルス数を計数し、残り
の時間で、入力されたパルス数の２回の移動平均（前回
計数値と今回計数値との平均）、瞬時流量値の演算、補
正演算、積算値の加算、Ｌ／ｍｉｎからｍ³ ／ｈへ、Ｌ
からｍ³ への単位変換、表示器２６への表示、及び出力
ポートＯ₂ への出力を行う。なお、上記移動平均を行う
ために、前回計数値を格納するためのエリアをＲＡＭ３
０ｂ内に形成し、このエリアには次回の計数を開始する
前に今回計数値が転送されて格納される。また、パルス
計数中の１秒間でも、他の処理が行われるようになって
いる。表示値は瞬時値の３桁表示で行われ、出力ポート
Ｏ₄ への出力はコード化される。このためにパルス計数
を行って計測を開始する期間の直前から計測を終了する
までの間だけ出力ポートＯ₁ に例えばＨレベルの信号を
出力してアナログスイッチ４１をオンさせ、アナログス
イッチ４１を介してのセンサ部４０への給電を制御する
ようになっている。In the instant meter operation, the number of pulses input to the input port I ₂ is counted in one second of a three-second cycle, and the remaining time is calculated by moving average of two pulses (previous count value). And average count value this time), calculation of instantaneous flow rate value, correction calculation, addition of integrated value, from L / min to m ³ / h, L
Unit conversion from m to m ³ , display on the display 26, and output to the output port O ₂ . In order to perform the moving average, an area for storing the previous count value is set in the RAM 3
It is formed in 0b, and the present count value is transferred and stored in this area before the next counting is started. Further, other processing is performed even for 1 second during pulse counting. The displayed value is a three-digit display of the instantaneous value, and the output to the output port O ₄ is coded. For this reason, for example, an H-level signal is output to the output port O ₁ to turn on the analog switch 41 only immediately before the period when the pulse counting is performed and the measurement is started until the measurement is completed. Power supply to all the sensor units 40 is controlled.

【００４０】上記積算総流量動作においては、表示値が
積算値の８桁表示であること以外は、上記瞬時連続動作
と同じである。上記積算バッチ動作においては、それま
でのＲＡＭ３０ｂ内の積算値をクリアして新たな積算を
開始する以外は、積算総流量動作と同じである。The integrated total flow rate operation is the same as the instantaneous continuous operation except that the displayed value is an 8-digit display of the integrated value. The cumulative batch operation is the same as the cumulative total flow operation except that the cumulative value in the RAM 30b up to that point is cleared and a new cumulative operation is started.

【００４１】なおＣＰＵ３０′は電圧低下を検出する
と、「ＢＡＴ」セグメント表示２６ｆを点滅させて電池
交換を要求するが、このとき現在の動作モードで動作を
継続しながら、停電の監視を開始する。電圧低下の復帰
を検出すると、停電の監視を中止する。この点滅は、0.
５秒のオン、0.５秒のオフで行われる。また、停電を検
出すると、「ＢＡＴ」セグメント表示２６ｆと単位セグ
メント表示２６ｃ又は２６ｄのみを点灯し、他の表示は
ブランクにし、かつ出力ポートＯ₃ 用のラッチ出力を０
にして待ち状態になる。なお、動作モードによっては
「ＥＣＯ」セグメント表示２６ｅも点灯することもあ
る。When the CPU 30 'detects a voltage drop, it blinks the "BAT" segment display 26f to request battery replacement, but at this time, it continues to operate in the current operation mode and starts monitoring for power failure. When the recovery of the voltage drop is detected, the power failure monitoring is stopped. This blink is 0.
It will be on for 5 seconds and off for 0.5 seconds. When a power failure is detected, only the "BAT" segment display 26f and the unit segment display 26c or 26d are lit, the other displays are blank, and the latch output for the output port O _{3 is set} to 0.
And then wait. Depending on the operation mode, the "ECO" segment display 26e may also light up.

【００４２】電池交換などによって、停電が復帰し電圧
低下も復帰したときには、ＣＰＵ３０′はＲＡＭ３０ｂ
に保存されている内容によって待ち状態に入る直前の動
作モードに自動復帰して動作を再開する。When the power failure is restored and the voltage drop is also restored due to battery replacement, etc., the CPU 30 'is controlled by the RAM 30b.
Depending on the contents saved in, the operation mode immediately before entering the waiting state is automatically restored and the operation is restarted.

【００４３】上述の動作を節電モードで行うために、増
幅回路３１や波形整形回路３２などのアナログ回路部分
への電源供給は、アナログスイッチ４１の制御によっ
て、上記１秒間の開始、すなわち、パルス計測期間の0.
５秒前から１秒間の終了まで1.５秒の間だけ行うように
している。In order to perform the above-described operation in the power saving mode, the power supply to the analog circuit portion such as the amplifier circuit 31 and the waveform shaping circuit 32 is started by the control of the analog switch 41 for the above one second, that is, pulse measurement. 0 of the period.
I try to do it for 1.5 seconds from 5 seconds ago to the end of 1 second.

【００４４】積算総流量動作の際、流体が流れていると
きには、４つのバーセグメント表示２６ｇを0.５秒オ
ン、1.５秒オフさせ、左から右へローテーションさせ
る。流れがないときには、バーセグメント表示２６ｇは
消灯させる。なお、ＣＰＵ３０′が待ち状態にあって
も、停電動作時を除き必要なときには表示器２６のセグ
メントを点滅させるようになっている。When the fluid is flowing during the integrated total flow rate operation, the four bar segment displays 26g are turned on for 0.5 seconds, turned off for 1.5 seconds, and rotated from left to right. When there is no flow, the bar segment display 26g is turned off. Even when the CPU 30 'is in the waiting state, the segment of the display 26 is made to blink when necessary except during a power failure operation.

【００４５】以上概略説明した動作の詳細を、図８〜図
１１に示すＣＰＵ３０′の処理フローチャートを参照し
て以下詳細に説明する。The details of the operation outlined above will be described below in detail with reference to the processing flow charts of the CPU 30 'shown in FIGS.

【００４６】ＣＰＵ３０′は電源投入によって又はリセ
ットスイッチ３３ｄのオン操作によって、図８のフロー
チャートに示すリセット動作をスタートし、その最初の
ステップＳ１において初期処理を行ってからステップＳ
２に進み、ここで表示器２６の全セグメントを３秒間0.
５秒毎に点灯・消灯を繰り返して点滅させる。その後ス
テップＳ３に進んで出力ポートＯ₃ にＨレベルの信号を
出力してアナログスイッチ４３をオンさせる。次にステ
ップＳ４に進んで口径設定スイッチ３３ａによって設定
されている口径に関する設定データを読み込みこれをＲ
ＡＭ３０ｂの所定のエリアに格納する。続いてステップ
Ｓ５に進んで単位選択スイッチ３３ｂによって選択され
た単位に関する選択データを読み込みこれをＲＡＭ３０
ｂの所定のエリアに格納する。その後ステップＳ６に進
んで出力ポートＯ₃ にＬレベルの信号を出力してアナロ
グスイッチ４３をオフさせてからステップＳ７に進んで
後述する流量計処理を行う。The CPU 30 'starts the reset operation shown in the flowchart of FIG. 8 by turning on the power source or by turning on the reset switch 33d, and after performing the initial processing in the first step S1, the step S1.
Proceed to step 2, where all segments of display 26 are displayed for 0. 3 seconds.
Flashes by turning on and off every 5 seconds. After that, the process proceeds to step S3 to output an H level signal to the output port O ₃ to turn on the analog switch 43. Next, in step S4, the setting data relating to the diameter set by the diameter setting switch 33a is read and is read as R
It is stored in a predetermined area of the AM 30b. Then, in step S5, the selection data regarding the unit selected by the unit selection switch 33b is read and is read in the RAM 30.
Stored in a predetermined area of b. After that, the process proceeds to step S6, the L level signal is output to the output port O ₃ , the analog switch 43 is turned off, and then the process proceeds to step S7 to perform the flow meter process described later.

【００４７】なお、上記ステップＳ７の流量計処理にお
いては、図９のフローチャートに示すように、先ずステ
ップＳ７ａにおいてモード１の瞬時計動作を行う。その
後ステップＳ７ｂにおいてステップＳ７ａの動作を続け
るかどうかをモード切替があるか否かによって判定し、
この判定がΝＯで動作を続けないときにはステップＳ７
ｃに進む。ステップＳ７ｃにおいてはモード２の積算総
流量動作を行い、その後ステップＳ７ｄにおいてステッ
プＳ７ｃの動作を続けるかどうかをモード切替があるか
否かによって判定し、この判定がΝＯで動作を続けない
ときにはステップＳ７ｅに進む。ステップＳ７ｅにおい
てはモード３の積算バッチ動作を行い、その後ステップ
Ｓ７ｆにおいてステップＳ７ｅの動作を続けるかどうか
をモード切替があるか否かによって判定し、この判定が
ΝＯで動作を続けないときには上記ステップＳ７ａに戻
って上述の処理を繰り返す。In the flow meter process of step S7, as shown in the flowchart of FIG. 9, first, the instantaneous meter operation of mode 1 is performed in step S7a. After that, in step S7b, it is determined whether or not the operation of step S7a is continued, depending on whether or not mode switching is performed,
If the determination is NO and the operation is not continued, step S7
Go to c. In step S7c, the integrated total flow rate operation of mode 2 is performed, and then in step S7d, it is determined whether or not to continue the operation of step S7c based on whether or not there is mode switching. If this determination is NO and the operation is not continued, step S7e Proceed to. In step S7e, the integrated batch operation of mode 3 is performed, and then in step S7f, it is determined whether or not to continue the operation of step S7e based on whether or not there is a mode switching. Then, the above process is repeated.

【００４８】ＣＰＵ３０′はまた電源投入によってスタ
ートする図１０に示すメインルーチンのフローチャート
の流量計測処理を行い、その最初のステップＳ１１にお
いて周期開始点であるか否かを判定する。この判定の周
期は例えば３秒であり、周期開始点となってステップＳ
１１の判定がＹＥＳになると、ステップＳ１２に進んで
入力ポートＩ₂ に入力されるパルスを計数してからステ
ップＳ１３に進む。ステップＳ１３においては、ステッ
プＳ１１における判定がＹＥＳになってから、すなわ
ち、周期開始から１秒経過したか否かを判定し、この判
定がΝＯのときには上記ステップＳ１２に戻る。よっ
て、１秒が経過してステップＳ１３の判定がＹＥＳとな
るまでの１秒間、入力ポートＩ₂ に入力されるパルスを
計数する。１秒が経過してステップＳ１３の判定がＹＥ
ＳになるとステップＳ１４に進み、ここで出力ポートＯ
₁ をＨからＬレベルにしてアナログスイッチ４１をオフ
させてセンサ部４０への給電を停止させる。The CPU 30 'also performs the flow rate measuring process of the flowchart of the main routine shown in FIG. 10 which is started by turning on the power source, and determines in the first step S11 whether or not it is the cycle start point. The cycle of this determination is, for example, 3 seconds, and becomes the cycle start point, and step S
If the determination result in 11 is YES, the process proceeds to step S12, the number of pulses input to the input port I ₂ is counted, and then the process proceeds to step S13. In step S13, it is determined whether the determination in step S11 is YES, that is, whether or not one second has elapsed from the start of the cycle, and when the determination is ΝO, the process returns to step S12. Therefore, the pulses input to the input port I ₂ are counted for 1 second until 1 second has elapsed and the determination in step S13 becomes YES. After 1 second has passed, the determination in step S13 is YE.
When it becomes S, the process proceeds to step S14, where the output port O
_The level of ₁ is changed from H to L to turn off the analog switch 41 to stop the power supply to the sensor unit 40.

【００４９】その後ステップＳ１５に進み、ここで上記
パルスの計数値に基づいて流量を演算する。この演算は
上式（１）に従って行う。続いてステップＳ１６に進
み、ここで今回の計測で流れがあるか否かを判定する。
この判定はステップＳ１２においてパルス計数があるか
どうかによって行う。このステップＳ１６の判定がＹＥ
ＳのときにはステップＳ１７に進んで積算総流量値の加
算を行い、次にステップＳ１８に進んで積算バッチ流量
値の加算を行う。このステップＳ１７及びＳ１８での加
算は、ＲＡＭ３０ａ内の所定の積算総流量値エリア及び
積算バッチ流量値エリアにステップＳ１５において計測
した流量を加算することにより行う。その後ステップＳ
１９に進んで表示器２６のバーセグメント表示２６ｇを
点滅させながらローテーションさせ、流れがあることを
表示によって指示する。After that, the process proceeds to step S15, where the flow rate is calculated based on the counted value of the pulses. This calculation is performed according to the above equation (1). Then, the process proceeds to step S16, where it is determined whether or not there is a flow in this measurement.
This determination is made depending on whether or not there is a pulse count in step S12. The determination in step S16 is YE.
If S, the process proceeds to step S17 to add the integrated total flow rate value, and then proceeds to step S18 to add the integrated batch flow rate value. The addition in steps S17 and S18 is performed by adding the flow rate measured in step S15 to a predetermined integrated total flow rate value area and integrated batch flow rate value area in the RAM 30a. Then step S
Proceeding to 19, the bar segment display 26g of the display 26 is rotated while blinking, and the display indicates that there is a flow.

【００５０】その後ステップＳ２０に進み、ここで上記
ステップＳ１５において計測した流量と、口径設定スイ
ッチ３３ａの設定により選択されたＲＯＭ３０ａ中の所
定エリアに格納されている設定値（定格流量の１１０
％）とを比較し、流れが設定値（定格流量の１１０％）
以上であるか否かを判定する。このステップＳ２０の処
理により、ＣＰＵ３０′は比較手段３０−２として働い
ている。この判定がΝＯのときにはステップＳ２１にお
いてアナログスイッチ４２ａをオフしてセンサ部４０の
ゲインを上げ、判定がＹＥＳのときにはステップＳ２２
においてアナログスイッチ４２ａをオンしてセンサ部４
０のゲインを下げてからステップＳ２３に進む。ステッ
プＳ２３においては、前回の計測で流れがあるか否かを
判定する。この判定はステップＳ１２における前回のパ
ルス計数があったかどうかによって行う。ステップＳ２
３の判定がＹＥＳのときにはステップＳ２４に進んで前
回と今回の計数値を移動平均して瞬時表示値としてから
ステップＳ２８に進む。また、ステップＳ２３の判定が
ΝＯのときにはステップＳ２５に進んで今回の瞬時値を
瞬時表示値としてからステップＳ２８に進む。更に、上
記ステップＳ１６の判定がΝＯのときにはステップＳ２
６に進んで表示器２６のバーセグメント表示２６ｇを消
灯させ、次のステップＳ２７に進んで今回の瞬時表示値
を０としてからステップＳ２８に進む。After that, the process proceeds to step S20, in which the flow rate measured in step S15 and the set value (110 of the rated flow rate) stored in a predetermined area in the ROM 30a selected by the setting of the aperture setting switch 33a.
%) And the flow is the set value (110% of rated flow rate)
It is determined whether or not the above. By the processing of this step S20, the CPU 30 'functions as the comparing means 30-2. When this determination is NO, the analog switch 42a is turned off to increase the gain of the sensor unit 40 in step S21, and when the determination is YES, step S22.
The analog switch 42a is turned on to turn on the sensor unit 4
After reducing the gain of 0, the process proceeds to step S23. In step S23, it is determined whether or not there is a flow in the previous measurement. This determination is made based on whether or not there was a previous pulse count in step S12. Step S2
When the determination result in step 3 is YES, the process proceeds to step S24, the moving averages of the count values of the previous time and the current time are taken as the instantaneous display value, and then the process proceeds to step S28. When the determination in step S23 is NO, the process proceeds to step S25, where the current instantaneous value is set as the instantaneous display value, and then the process proceeds to step S28. Further, if the determination in step S16 is NO, step S2
In step 6, the bar segment display 26g of the display unit 26 is turned off, and in step S27, the instantaneous display value of this time is set to 0, and then the process proceeds to step S28.

【００５１】ステップＳ２８においては、表示器２６に
対して瞬時流量値又は積算流量値を出力すると共に、次
のステップＳ２９において出力ポートＯ₅ に対して瞬時
流量値又は積算流量値を出力してからステップＳ３０に
進む。ステップＳ３０においてはパルス計測の0.５秒前
であるか否かを周期タイマの計時時間によって判定し、
この判定がＹＥＳになるのを待ってステップＳ３１に進
み、ここで出力ポートＯ₃ をＬからＨレベルにしてアナ
ログスイッチ４１をオンさせてセンサ部４０への給電を
行ってから上記ステップＳ１１に戻る。In step S28, the instantaneous flow rate value or the integrated flow rate value is output to the display 26, and in the next step S29, the instantaneous flow rate value or the integrated flow rate value is output to the output port O ₅ . It proceeds to step S30. In step S30, whether or not 0.5 seconds before the pulse measurement is judged by the time measured by the cycle timer,
After waiting for this determination to be YES, the process proceeds to step S31, where the output port O ₃ is changed from L to H level to turn on the analog switch 41 to supply power to the sensor unit 40, and then the process returns to step S11. .

【００５２】図１０のメインルーチンの実行中にモード
切替スイッチ２７ａが操作され、入力ポートＩ₁ がＨか
らＬレベルに立ち下がると、これに応じて図１１のモー
ド切替割込ルーチンの実行が開始され、その最初のステ
ップＳ４１において現在モードを表示器２６の小さい数
字表示部２６ａの最上位桁に点滅表示させ、その後ステ
ップＳ４２に進んでアナログスイッチ４３をオンさせ
る。次にステップＳ４３に進んで入力ポートＩ₅ に入力
されている温度信号をＡ／Ｄ変換してからステップＳ４
４に進み、ここでＡ／Ｄ変換値によりＲＯＭ３０ａ中の
温度テーブルを参照して温度表示データを得る。このス
テップＳ４４で得た温度表示データは、次のステップＳ
４５において表示器２６に対して出力して現在の流体温
度を表示させてからステップＳ４６に進む。When the mode changeover switch 27a is operated during the execution of the main routine of FIG. 10 and the input port I ₁ falls from the H level to the L level, the execution of the mode change interruption routine of FIG. 11 is started accordingly. Then, in the first step S41, the current mode is displayed blinking on the most significant digit of the small number display portion 26a of the display unit 26, and then the process proceeds to step S42 to turn on the analog switch 43. Next, in step S43, the temperature signal input to the input port I ₅ is A / D converted, and then in step S4.
4, the temperature display data is obtained by referring to the temperature table in the ROM 30a by the A / D conversion value. The temperature display data obtained in step S44 is used in the next step S44.
At 45, the current fluid temperature is displayed by outputting it to the display 26, and then the process proceeds to step S46.

【００５３】ステップＳ４６においては、モード切替ス
イッチ２７ａの操作がなくなって入力ポートＩ₁ がＨレ
ベルになったか否かを判定する。このステップＳ４６の
判定がＹＥＳのときにはステップＳ４７に進んで１回目
の入力から３秒経過したか否かを判定し、この判定がΝ
ＯのときにはステップＳ４８に進む。ステップＳ４８に
おいては２回目の入力があるか否かを判定し、この判定
がΝＯのときには上記ステップＳ４３に戻り、判定がＹ
ＥＳのときにはステップＳ４９に進む。ステップＳ４９
においてはアナログスイッチ４３をオフさせ、次のステ
ップＳ５０において現在のモードを１つ進める。そして
ステップＳ５１に進んで、この１つ進めた新しいモード
のデータを表示器２６に対して出力して表示させてから
上記ステップＳ４７に戻って、再度１回目の入力から３
秒経過したかどうかの判定を行う。In step S46, it is determined whether or not the operation of the mode changeover switch 27a has disappeared and the input port I ₁ has become the H level. When the determination in step S46 is YES, the process proceeds to step S47, and it is determined whether or not 3 seconds have elapsed from the first input.
When it is O, the process proceeds to step S48. In step S48, it is determined whether or not there is a second input. If this determination is NO, the process returns to step S43, and the determination is Y.
If ES, go to step S49. Step S49
In, the analog switch 43 is turned off, and the current mode is advanced by one in the next step S50. Then, the process proceeds to step S51, the data of the new mode advanced by one is output to the display device 26 and displayed, and then the process returns to step S47 to restart the process from the first input to 3
Determines whether seconds have elapsed.

【００５４】上記ステップＳ４６の判定がΝＯのとき、
すなわち、モード切替スイッチ２７ａが操作され入力ポ
ートＩ₁ がＬレベルの状態にあるときにはステップＳ５
３に進み、ここでＬレベルが５秒以上継続しているか否
かを判定し、この判定がΝＯのときにはステップＳ４７
に進み、判定がＹＥＳのとき、すなわち、モード切替ス
イッチ２７ａが５秒継続して操作されたときにはステッ
プＳ５４に進んで現在のモードは１であるか否かを判定
し、この判定がＹＥＳのときにはメインルーチンに戻
る。When the determination in step S46 is NO,
That is, when the mode changeover switch 27a is operated and the input port I ₁ is at the L level, step S5 is performed.
Then, it is determined whether or not the L level continues for 5 seconds or more. If this determination is NO, step S47.
If the determination is YES, that is, if the mode changeover switch 27a has been operated for 5 seconds continuously, the process proceeds to step S54 to determine whether or not the current mode is 1, and if the determination is YES. Return to the main routine.

【００５５】ステップＳ５４の判定がΝＯのときにはス
テップＳ５５に進み、ここで現在のモードは２であるか
否かを判定し、この判定がＹＥＳのときには図８のリセ
ットスタートのルーチンを実行する。このリセットスタ
ートルーチンの実行により、そのステップＳ１の初期処
理においてＲＡＭ３０ｂ内の積算総流量値がクリアされ
る。ステップＳ５５の判定がΝＯのときにはステップＳ
５６に進み、ここでＲＡＭ３０ｂ内の積算バッチ流量値
データをクリアしてからステップＳ５７に進んでアナロ
グスイッチ４３をオフし、モードを３にしたままメイン
ルーチンに戻る。When the determination in step S54 is NO, the routine proceeds to step S55, where it is determined whether or not the current mode is 2, and when the determination is YES, the reset start routine of FIG. 8 is executed. By executing this reset start routine, the integrated total flow rate value in the RAM 30b is cleared in the initial processing of step S1. When the determination in step S55 is NO, step S
In step 56, the integrated batch flow rate value data in the RAM 30b is cleared, and then in step S57, the analog switch 43 is turned off, and the mode is set to 3, and the process returns to the main routine.

【００５６】[0056]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、所
定の流量値と瞬時流量計測部により計測した瞬時流量と
を比較した結果により、演算増幅器の出力端子と反転入
力端子との間に接続された容量値を切り替え、電荷増幅
器が飽和しないようにそのゲインを自動的に調整してい
るので、電荷増幅器のゲインを決定するコンデンサをハ
ードウエア上で取り替えることが必要なくなり、それだ
け機種が減少してコストダウンが図られる。As described above, according to the present invention, a predetermined flow rate value is compared with the instantaneous flow rate measured by the instantaneous flow rate measuring unit, and the result is compared with the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier. Since the connected capacitance value is switched and the gain is automatically adjusted so that the charge amplifier does not saturate, it is not necessary to replace the capacitor that determines the gain of the charge amplifier in hardware, which reduces the number of models. The cost can be reduced.

【００５７】特に、流体の流れる流路の口径に応じた設
定を行うことにより、流体の流れる流路の口径に対応し
た複数の流量値のなかから所定の流量値を選択している
ので、種々の口径のものにおいて、電荷増幅器が飽和し
ないようにそのゲインを自動的に調整することができ
る。In particular, since a predetermined flow rate value is selected from a plurality of flow rate values corresponding to the diameter of the flow path of the fluid by making settings according to the diameter of the flow path of the fluid, various values can be obtained. The gain can be automatically adjusted so that the charge amplifier does not saturate at the aperture of.

【００５８】また、スイッチ手段のオン・オフ制御によ
って固定容量を選択的に追加接続しているので、簡単な
構成で、電荷増幅器が飽和しないようにそのゲインを自
動的に調整することができる。Further, since the fixed capacitance is selectively additionally connected by the on / off control of the switch means, the gain can be automatically adjusted with a simple structure so that the charge amplifier is not saturated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明による流量計の基本構成を示すブロック
図である。FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a flow meter according to the present invention.

【図２】本発明による流量計の一実施例を示す構造図で
あり、（ａ）は上面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は一部
破断側面図である。2A and 2B are structural views showing an embodiment of a flowmeter according to the present invention, FIG. 2A is a top view, FIG. 2B is a sectional view, and FIG.

【図３】図２中の流量計の一部分の拡大断面図である。3 is an enlarged cross-sectional view of a part of the flow meter in FIG.

【図４】図２の流量計の回路構成を示すブロック図であ
る。FIG. 4 is a block diagram showing a circuit configuration of the flow meter of FIG.

【図５】図４中の一部分の具体例を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a specific example of a part of FIG.

【図６】図５の動作の説明に使用するグラフである。FIG. 6 is a graph used to explain the operation of FIG.

【図７】図４の他の一部分の具体例を示す回路図であ
る。FIG. 7 is a circuit diagram showing a specific example of another part of FIG.

【図８】図４のＣＰＵの処理動作を示すフローチャート
である。8 is a flowchart showing a processing operation of the CPU of FIG.

【図９】図８中の１ステップの詳細を示すフローチャー
トである。FIG. 9 is a flowchart showing details of one step in FIG.

【図１０】図４のＣＰＵの処理動作のメインルーチンを
示すフローチャートである。10 is a flowchart showing a main routine of a processing operation of the CPU of FIG.

【図１１】図４のＣＰＵの処理動作の割込ルーチンを示
すフローチャートである。11 is a flowchart showing an interrupt routine of a processing operation of the CPU of FIG.

【図１２】カルマン渦式流量計の動作原理を説明するた
めの図である。FIG. 12 is a diagram for explaining the operating principle of a Karman vortex flowmeter.

【図１３】図１２の動作原理の説明に使用する特性グラ
フである。13 is a characteristic graph used for explaining the operation principle of FIG.

【図１４】センサ部の具体例を示す回路図である。FIG. 14 is a circuit diagram showing a specific example of a sensor unit.

【図１５】図１４中の電荷増幅回路の動作の説明に使用
するグラフである。FIG. 15 is a graph used to describe the operation of the charge amplification circuit in FIG.

【図１６】図１４中の回路の一動作状態における各部の
波形を示す波形図である。16 is a waveform diagram showing waveforms of respective parts in one operating state of the circuit in FIG.

【図１７】図１４中の回路の他の動作状態における各部
の波形を示す波形図である。FIG. 17 is a waveform diagram showing waveforms of respective parts in another operation state of the circuit in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１１ 渦発生体 １３ 渦検出器 １３ａ 圧電素子 ２６ 表示器（表示手段） ３０−１ ＣＰＵ（瞬時流量計測部） ３０−２ ＣＰＵ（比較手段） ３０ａ−１ ＲＡＭ（設定流量値格納手段） ３１ 電荷増幅器 ＯＰ 演算増幅器 ３２ 波形整形回路 ３３ａ 口径設定スイッチ（口径設定手段） ４０ センサ部 ４２ ゲイン調整手段（ゲイン調整回路） ４２ａ アナログスイッチ（スイッチ手段） Ｃ₀ 第１のコンデンサ（第１の固定容量） Ｃ 第２のコンデンサ（第２の固定容量）11 Vortex Generator 13 Vortex Detector 13a Piezoelectric Element 26 Display (Display Means) 30-1 CPU (Instantaneous Flow Rate Measuring Section) 30-2 CPU (Comparison Means) 30a-1 RAM (Set Flow Rate Value Storage Means) 31 Charge Amplifier OP operational amplifier 32 Waveform shaping circuit 33a Diameter setting switch (caliber setting means) 40 Sensor section 42 Gain adjusting means (gain adjusting circuit) 42a Analog switch (switching means) C ₀ First capacitor (first fixed capacitance) C No. 2 capacitors (second fixed capacitance)

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−5638（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−120024（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01F 1/32 Continuation of the front page (56) References JP-A-5-5638 (JP, A) Fukukaihei 2-120024 (JP, U) (58) Fields investigated (Int.Cl. ⁷ , DB name) G01F 1 / 32

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 流れに設けられた障害物からなる渦発生
体と、該渦発生体の後方に配され渦発生体が規則正しく
交互に発生する渦による振動力を受けて渦を検出する圧
電素子を有する渦検出器と、該渦検出器の圧電素子が歪
み力を受けて発生する電荷信号を増幅する電荷増幅器
と、該電荷増幅器の出力信号を波形整形してパルス信号
を出力する波形整形回路とを有するセンサ部と、該セン
サ部が発生するパルスを一定期間毎に一定時間計数して
瞬時流量を計測する瞬時流量計測部と、該瞬時流量計測
部により計測した瞬時流量を表示する表示手段とを備
え、前記電荷増幅器のゲインが演算増幅器の出力端子と
反転入力端子との間に接続した容量の値により決定され
るようになっているカルマン渦式流量計において、 前記演算増幅器の出力端子と反転入力端子との間に接続
された容量値を切り替え前記電荷増幅器のゲインを調整
するゲイン調整手段と、 前記電荷増幅器が飽和しないような予め設定された所定
の流量値を格納した設定流量値格納手段と、 前記瞬時流量計測部により計測した瞬時流量と前記設定
流量値格納手段に格納された所定の流量値とを比較し、
該比較結果により前記ゲイン調整手段による前記容量値
の切り替えを制御する制御信号を出力する比較手段とを
備えることを特徴とするカルマン渦式流量計。1. A vortex generator which is an obstacle provided in a flow and a piezoelectric element which is arranged behind the vortex generator and which receives oscillating force by vortices generated by the vortex generator regularly and alternately to detect the vortex. , A charge amplifier for amplifying a charge signal generated by a piezoelectric element of the vortex detector receiving a strain force, and a waveform shaping circuit for shaping the output signal of the charge amplifier to output a pulse signal And a display unit for displaying the instantaneous flow rate measured by the instantaneous flow rate measurement unit, the instantaneous flow rate measurement unit for measuring the instantaneous flow rate by counting the pulses generated by the sensor unit for each fixed period for a fixed period of time. And a gain of the charge amplifier is determined by the value of the capacitance connected between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier, the output terminal of the operational amplifier Gain adjusting means for adjusting a gain of the charge amplifier by switching a capacitance value connected to an inverting input terminal, and a set flow value storage storing a preset flow rate value that does not saturate the charge amplifier. Means, comparing the instantaneous flow rate measured by the instantaneous flow rate measuring unit and a predetermined flow rate value stored in the set flow rate value storage means,
A Karman vortex flowmeter, comprising: a comparison unit that outputs a control signal that controls switching of the capacitance value by the gain adjustment unit based on the comparison result. 【請求項２】 流体の流れる流路の口径に応じた設定を
行う口径設定手段を更に備え、 前記設定流量値格納手段が流体の流れる流路の口径に対
応した複数の流量値を格納し、 前記口径設定手段が、その設定により前記設定流量値格
納手段に格納された複数の流量値のなかから前記所定の
流量値を選択することを特徴とする請求項１記載のカル
マン渦式流量計。2. The apparatus further comprises a diameter setting means for setting according to the diameter of the flow path of the fluid, wherein the set flow rate value storage means stores a plurality of flow rate values corresponding to the diameter of the flow path of the fluid. 2. The Karman vortex flowmeter according to claim 1, wherein the aperture setting means selects the predetermined flow rate value from a plurality of flow rate values stored in the set flow rate value storage means according to the setting. 【請求項３】 前記ゲイン調整手段が、前記演算増幅器
の出力端子と反転入力端子との間に接続された第１の固
定容量と、前記演算増幅器の出力端子と反転入力端子と
の間にスイッチ手段を介して接続された第２の固定容量
とを有し、 前記スイッチ手段が前記比較手段の制御信号によりオン
・オフ制御されることを特徴とする請求項１記載のカル
マン渦式流量計。3. The gain adjusting means includes a first fixed capacitor connected between an output terminal of the operational amplifier and an inverting input terminal, and a switch between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier. The Karman vortex flowmeter according to claim 1, further comprising a second fixed capacitance connected via means, wherein the switch means is on / off controlled by a control signal of the comparison means.