JP3849576B2

JP3849576B2 - Coriolis mass flow meter

Info

Publication number: JP3849576B2
Application number: JP2002146622A
Authority: JP
Inventors: 貴徳桶谷; 稔翠川; 紀和大沢; 孝史佐野; ヤーヌス・スロットヴィンスキー
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2002-02-07
Filing date: 2002-05-21
Publication date: 2006-11-22
Anticipated expiration: 2022-05-21
Also published as: JP2003302272A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、両端が固定されている測定チューブ内に被測定流体を流し、励振手段により測定チューブを所定モードで共振振動させ、測定チューブの中央に対して上下流で得られる一対のコリオリ信号を用いて質量流量を演算するコリオリ質量流量計における励振手段の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は周知のコリオリ質量流量計のセンサ部の概要を示す構成図、図１３は図１２に示すコリオリ質量流量計のセンサ部の動作を説明する波形図、図１４はコリオリ質量流量計の全体構成、特に本発明の対象である励振回路部の構成を示す機能ブロック図である。
【０００３】
以下、図１２乃至図１４に基づき、従来のコリオリ質量流量計について説明する。この場合の測定チューブは、例えばＵ字管方式など他の方式でも良いが、簡単のため直管方式のもので以下に説明する。
【０００４】
図１２において、１は被測定流体を流す測定チューブであり、この測定チューブ１の両端は支持部材２, ３に固定されている。この測定チューブ１の中央部近傍には、この測定チューブ１を上下に機械振動をさせる加振器４が設置されている。
【０００５】
測定チューブ１の支持部材２, ３の近傍には、この測定チューブ１の振動を検出する上流センサ５Ａ、下流センサ５Ｂが固定されている。また、支持部材３の近傍には温度補償に使用する温度センサ６が設けられている。これら要素によりセンサ部ＳＮＳが構成されている。
【０００６】
図１３に示すように、加振器４から測定チューブ１にＭ１, Ｍ２に示すような１次モードの形状で振動が与えられている状態で、測定チューブ１に被測定流体が流れると、Ｍ３, Ｍ４に示すような２次モードの形状で測定チューブ１が振動する。
【０００７】
実際には、この２種類の振動パターンが重畳された形で測定チューブ１が振動する。測定チューブ１のこの変形をセンサ５Ａ, ５Ｂで検出して変位信号ＳＡ, ＳＢとして信号演算処理部に送出される。同様に温度補償用の温度センサ６の検出信号ＳＴも信号演算処理部に送出される。
【０００８】
図１４において、ＴＲは信号演算処理部であり、センサ５Ａ, ５Ｂ並びに温度センサ６の検出信号ＳＡ, ＳＢ, ＳＴを入力して質量流量ＱＭ、密度Ｈを演算出力する。この信号演算処理部ＴＲの構成については、出願人の先願である特開平7-181069号に詳細に開示されているので、細部の説明は省略する。
【０００９】
ＤＲは励振回路部であり、７は上流センサ（又は下流センサ）の検出信号ＳＡを入力する第１可変増幅部である。８はこの第１可変増幅部で制御される駆動出力部であり、センサ部の加振器４を所定モードで共振振動させる。これら要素により閉ループ自己発振回路が形成されている。
【００１０】
９は平滑部であり、上流センサ（又は下流センサ）の検出信号ＳＡを整流平滑しその振幅に比例する直流電圧ＶＡを出力する。１０は第１比較部であり、前記直流電圧ＶＡと第１目標設定部１１の第１目標設定電圧Ｖｒ１を入力する。この第１比較部出力により第１可変増幅部７の利得を制御して共振振動の振幅を前記第１目標設定電圧に制御する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
チューブ口径の異なる複数のセンサを一義的な設計定数を有する励振回路部で駆動する場合、口径毎に異なる共振特性等を有するので、口径によっては、励振回路部で信号飽和などが起こり、安定な振動を確保することが難しい。
【００１２】
信号飽和現象により、加振器に対して必要な供給電力が制限されてしまうことが起こる。電源投入時には、信号ＳＡがほぼゼロなので、加振器への信号が安定な振動状態に達するまでに時間がかかる。
【００１３】
泡の混入で、信号ＳＡが小さくなるが、その場合駆動部の信号が飽和し、必要な電力を供給できず、信号ＳＡが安定した信号の振幅を維持することが難しい。このような場合には、電力が供給できないため、泡が除去された後に、安定な振動状態への復帰が遅くなる。又、安定な振動が得られないため、質量流量、密度の出力の揺らぎが大きくなり、出力の精度が悪くなる。
【００１４】
本発明の目的の第１は、口径の異なる複数のセンサを一義的な設計定数を有する励振回路で駆動を行っても、安定な振動を確保できるコリオリ質量流量計を実現することにある。
【００１５】
目的の第２は、電源投入後、安定なコリオリ信号、共振振動振幅を得るための時間を短縮したコリオリ質量流量計を実現することにある。
【００１６】
目的の第３は、泡混入時に、駆動出力部の飽和を防止し、必要な電力供給を行うことを可能とし、これにより安定な振動を維持して、正確かつ揺らぎの少ない測定を行うコリオリ質量流量計を実現することにある。
【００１７】
目的の第４は、泡等の外乱要因に対し出力変動、復帰時間の改善を図ったコリオリ質量流量計を実現することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成する本発明は、次の通りである。
（Ｃ１）両端が固定されている測定チューブ内に被測定流体を流し、励振手段により前記測定チューブを共振振動させ、前記測定チューブに設置された上流センサ並びに下流センサで得られる一対のコリオリ信号を信号演算処理部に導き質量流量を演算するコリオリ質量流量計において、前記測定チューブの共振周波数に基づいて演算される密度測定値のレベル値が目標設定以下になったときに前記共振振動の振幅を変更し、前記コリオリ信号の振動振幅を安定化することを特徴とするコリオリ質量流量計。
（Ｃ２）両端が固定されている測定チューブ内に被測定流体を流し、励振手段により前記測定チューブを共振振動させ、前記測定チューブに設置された上流センサ並びに下流センサで得られる一対のコリオリ信号を信号演算処理部に導き質量流量を演算するコリオリ質量流量計において、前記測定チューブの共振周波数に基づいて演算される密度測定値の揺らぎの大きさが目標設定以上になったときに前記共振振動の振幅を変更し、前記コリオリ信号の振動振幅を安定化することを特徴とする記載のコリオリ質量流量計。
（Ｃ３）前記一対のコリオリ信号の夫々と前記信号演算処理部との間に、第１振幅変更回路並びに第２振幅変更回路を設け、これら振幅変更回路の利得を前記信号演算処理部より与えられる目標設定信号により変更し、前記コリオリ信号が小さくなった場合に振幅を大きくすることを特徴とする（Ｃ１）記載のコリオリ質量流量計。
（Ｃ４）前記一対のコリオリ信号の夫々と前記信号演算処理部との間に、第１振幅変更回路並びに第２振幅変更回路を設け、これら振幅変更回路の利得を前記信号演算処理部より与えられる目標設定信号により変更し、前記コリオリ信号が小さくなった場合に振幅を大きくすることを特徴とする（Ｃ２）記載のコリオリ質量流量計。
このような本発明の実施例は、次の通りである。
（１）両端が固定されている測定チューブ内に被測定流体を流し、励振手段により前記測定チューブを所定モードで共振振動させ、前記測定チューブの中央に対して上下流に設置された上流センサ並びに下流センサで得られる一対のコリオリ信号を信号演算処理部に導き質量流量を演算するコリオリ質量流量計において、前記共振振動の振幅を変更可能としたことを特徴とするコリオリ質量流量計。
（２）前記励振手段は、前記上流センサ又は下流センサの検出信号を入力する第１可変増幅部と、この第１可変増幅部で制御され前記測定チューブを所定モードで共振振動させる駆動出力部よりなる閉ループ自己発振回路と、前記上流センサ又は下流センサの検出信号振幅に比例する直流電圧と第１目標設定電圧を入力する第１比較部とを具備し、この第１比較部出力により前記第１可変増幅部の利得を制御して前記共振振動の振幅を前記第１目標設定電圧に制御するとともに、前記第１目標設定電圧を選択的に切換えて前記共振振動振幅を可変にしたことを特徴とする（１）記載のコリオリ質量流量計。
（３）前記第１目標設定電圧が、デューティ・サイクルが異なるパルス幅変調信号で切換え設定されることを特徴とする（１）又は（２）記載のコリオリ質量流量計。
（４）前記第１可変増幅部と前記駆動出力部の間に設けた第２可変増幅部と、前記上流センサ又は下流センサの検出信号振幅に比例する直流電圧と前記第１目標設定電圧より小さい第２目標設定電圧とを比較する第２比較部と、前記第２比較部出力に基づき前記第２可変増幅部の利得を変更する起動回路部を具備し、前記第１目標設定電圧の選択的に切換えに連動して前記第２目標設定電圧を選択的に切換えることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載のコリオリ質量流量計。
（５）前記測定チューブの共振周波数に基づいて演算される密度測定値のレベル値に基づいて前記共振振動の振幅を変更することを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載のコリオリ質量流量計。
（６）前記測定チューブの共振周波数に基づいて演算される密度測定値の揺らぎの大きさに基づいて前記共振振動の振幅を変更することを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載のコリオリ質量流量計。
（７）前記測定チューブの共振周波数に基づいて演算される密度測定値のレベル値及び揺らぎの大きさに基づいて前記共振振動の振幅を変更することを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載のコリオリ質量流量計。
（８）前記一対のコリオリ信号の夫々と前記信号演算処理部との間に、第１振幅変更回路並びに第２振幅変更回路を設け、これら振幅変更回路の利得を前記信号演算処理部より自動的に又は手動的に与えられる目標設定信号により変更することを特徴とする（２）又は（３）記載のコリオリ質量流量計。
（９）前記一対のコリオリ信号の夫々と前記信号演算処理部との間に、第１振幅変更回路並びに第２振幅変更回路を設け、これら振幅変更回路の利得を前記信号演算処理部より自動的に又は手動的に与えられる目標設定信号により変更することを特徴とする（４）記載のコリオリ質量流量計。
（１０）前記一対のコリオリ信号の夫々と前記信号演算処理部との間に、第１振幅変更回路並びに第２振幅変更回路を設け、これら振幅変更回路の利得を前記信号演算処理部より自動的に又は手動的に与えられる目標設定信号により変更することを特徴とする（５）乃至（７）のいずれかに記載のコリオリ質量流量計。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下本発明実施態様を、図面を用いて説明する。図１は本発明を適用したコリオリ質量流量計の一例を示す機能ブロック図であり、図１４の従来構成で説明した要素と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００２０】
本発明の特徴は、第１目標設定部１１の構成にあり、スイッチ手段ＳＷ１により、第１目標設定電圧を複数値Ｖｒ11，Ｖｒ12 …に切換えて第１比較部１０に入力可能とした点である。
【００２１】
口径変更や泡の混入状態に伴い、スイッチ手段ＳＷ１を切換えることにより、第１比較部1０の入力となる目標設定電圧を、Ｖｒ11，Ｖｒ12 …に選択、変更する。選択された目標設定電圧に対応して信号ＳＡの振動振幅が変更され、飽和等の現象やそれに伴う必要な電力供給できないことを回避できる。
【００２２】
図２は、励振回路部ＤＲの駆動出力部８からセンサ部の加振器４への励振電力と、質量流量出力搖動の程度を実際に測定した結果の例を示す特性図であり、横軸が流体に混入した泡の割合、縦軸左側スケールが励振電力、右側スケールが質量流量出力の搖動を示す。実線Ａは従来の励振電力特性、実線Ｂが従来の質量流量出力の揺動特性である。
【００２３】
この特性で明らかなように、従来の励振電力特性Ａを用いた励振回路では、励振電力が飽和すると、矢印に示すように、泡の混入割合がＸの地点で必要な電力が供給されないことにより、出力の搖動Ｂが急激に大きくなり、出力の安定性が失われる。
【００２４】
本願では、第１目標設定電圧Ｖｒ１の選択により、点線Ｃに示したように励振電力の飽和が起こらない特性に選択可能なため、安定な振動振幅を確保することができ、点線Ｄに示すように、質量流量出力がＸ点で急激に変化することが回避される。
【００２５】
次に、図３乃至図７により本発明の他の実施形態を説明する。
図３は、第１目標設定電圧Ｖｒ１の変更手段に関するものである。デューティ・サイクルの異なる複数のパルス幅信号ＳＧ１またはＳＧ２を、ローパスフィルタＬＰＦ等を通し平滑化して、バッファ増幅器ＢＡを介して目標設定電圧Ｖｒ11及びＶｒ12を得る。デューティ・サイクルの変更により、目標設定電圧の任意な変更が可能となる。
【００２６】
図４は電源投入時や泡の混入や外乱の影響により、センサの信号ＳＡが極小である場合に有効な起動回路に本発明を適用した実施例である。以下図１に対する追加要素を説明する。１２は第２可変増幅部であり、第１可変増幅部７と駆動出力部８の間に設けられる。
【００２７】
１３は第２目標設定部であり、第１目標設定電圧Ｖｒ１より小さい第２目標設定電圧Ｖｒ２を設定する。この第２目標設定部１３では、スイッチ手段ＳＷ２により、第２目標設定電圧を複数値Ｖｒ21，Ｖｒ22 …に切換えて設定可能な構成をとる。
【００２８】
１４は第２比較部であり、上流センサ（又は下流センサ）の検出信号振幅に比例する直流電圧ＶＡと第２目標設定電圧Ｖｒ２（Ｖｒ21，Ｖｒ22 …）とを比較し、第２比較部１４の出力に基づき第２可変増幅部１２の利得を変更する。
第２可変増幅部１２、第２目標設定部１３、第２比較部起動回路部１４で起動回路を構成する。
【００２９】
この実施例の特徴は、第１目標設定部１１のスイッチ手段ＳＷ１と第２目標設定部１３のスイッチ手段ＳＷ２とが連動しており、記前記第１目標設定電圧Ｖｒ11，Ｖｒ12 …の選択的に切換えに連動して、前記第２目標設定電圧Ｖｒ21，Ｖｒ22 …を選択的に切換える点にある。
【００３０】
第２可変増幅部１２の機能であるが、前述のように、平滑部９の出力信号ＶＡとＶｒ21，Ｖｒ22 …を第２比較部１４より比較して、その比較部出力によって利得が変更される。
【００３１】
電源投入時や泡の混入や外乱の影響により、センサ信号ＳＡが極小である場合に、即ち、平滑部９の出力信号ＶＡが第２比較部１４の目標設定電圧Ｖｒ２より小さい場合は、利得を大きく（例えば、数百倍）し、励振振幅が飽和するレベルまで励振して、センサ部ＳＮＳの信号ＳＡの振幅を急速に大きくする。
【００３２】
この結果、平滑部９の出力信号ＶＡが一定のレベルまで達し（通常状態のレベルを含む）、出力信号ＶＡが第２比較部１４の目標設定電圧Ｖｒ２より大きくなると、第２可変増幅部１２の利得を小さく（例えば、数倍）変更し、安定な振動状態の動作に戻す。
【００３３】
上記のように、閉ループ自己発振回路のループ利得を変化させることにより、励振回路部ＤＲの過渡特性を変更し、電源投入時に、安定な励振振幅やセンサ部ＳＮＳの信号ＳＡの振動振幅を得るまでの時間を短縮している。同様に、泡が混入しその除去後の安定な励振振幅や信号ＳＡの振幅への復帰時間を短縮している。
【００３４】
そして、第１目標設定部１１のスイッチ手段ＳＷ１と第２目標設定部１３のスイッチ手段ＳＷ２とを連動させることにより、第１目標設定電圧Ｖｒ１の選択的な切換えに連動して、第２目標設定電圧Ｖｒ２を選択的に切換えて第２可変増幅部の利得を変更させることにより、第１目標設定電圧をＶｒ１変更しても上記の一連の動作を行うことを可能としている。
【００３５】
次に、泡の混入状態を密度測定信号により推定して第１目標設定電圧を選択的に切換える実施例を説明する。
【００３６】
図５の機能ブロック線図において、１５は信号演算処理部ＴＲ内の密度演算部であり、センサ部ＳＮＳからの信号ＳＡの振動周波数ｆと温度センサの検出信号ＳＴを入力し、密度信号Ｈを演算する。
【００３７】
励振回路部ＤＲにおいて、１６は第３比較部、１７は第３目標設定部である。第３比較部１６は、密度信号Ｈと第３目標設定部の目標設定電圧Ｖｒ３の比較出力で第１目標設定部のスイッチ手段ＳＷ１を切換え制御する。
【００３８】
目標設定電圧Ｖｒ３は、密度信号Ｈの大きさが所定値を超えて変化した時にスイッチＳＷ１を切換えるように設定する場合と、密度信号Ｈの揺らぎが所定値を超えたときにスイッチ手段ＳＷ１を切換えるように設定する場合がある。
【００３９】
図６は泡の混入による密度変動の特性図であり、定常状態では、密度値はFを保っているが、泡の混入により、ある値Ｇ以下に変動する。この値Ｇに相当する目標設定電圧Ｖｒ３を設定することで、励振電力が飽和する前に、スイッチ手段ＳＷ１の切換えを行い、第１比較部１１の目標設定電圧Ｖｒ１を変更し、一定の励振振幅やセンサ部ＳＮＳからの信号ＳＡの振動振幅を安定化することができる。
【００４０】
図７は不均一な泡の混入による密度変動の特性図であり、この場合には揺らぎ変動を発生する。即ち、定常状態では、密度の揺らぎ（例えば変動率や変動の振幅）はI以下を保っているが、不均一な泡の混入により、I以上のJの大きさに変化する。揺らぎ値がこの値Ｊに相当する目標設定電圧Ｖｒ３を設定することで、励振電力が飽和する前に、スイッチ手段ＳＷ１の切換えを行い、第１比較部１１の目標設定電圧Ｖｒ１を変更し、一定の振動振幅やＳＡの振動振幅を安定化することができる。
【００４１】
図１、図４、図５の実施例では、第１目標設定部１１のスイッチ手段ＳＷ１を切換え、目標設定電圧をＶｒ11，Ｖｒ12 …に変更することにより、信号演算処理部ＴＲに入力する信号ＳＡ, ＳＢの振幅レベルが変化する。
【００４２】
振幅レベルが小さくなると、信号対ノイズ比（S/N比）が悪くなり、逆に振幅レベルが大きくなると所定の信号処理の入力レンジを超え、信号が制限され波形が歪み、質量流量や密度測定の精度が低下する問題が新たに発生する。
【００４３】
図８は、図１の実施例にこの問題を解消するための対応回路を付加した実施例である。この実施例の特徴部は、一対のコリオリ信号ＳＡ及びＳＢの夫々と信号演算処理部ＴＲとの間に、第１振幅変更回路１８及び第２振幅変更回路１９を設け、これら振幅変更回路の利得を第１目標設定部１１のスイッチＳＷ１の操作に関連して信号演算処理部ＴＲより自動的に又は手動的に与えられる目標設定信号Ｖｒａ及びＶｒｂにより変更し、レベル調整した信号ＳＣ及びＳＤを信号演算処理部ＴＲに導く構成にある。
【００４４】
このような構成により、以下の効果が期待でき、その結果、安定な質量流量・密度測定が確保できる。
（１）スイッチ手段ＳＷ１の切換えにより、信号ＳＡ、ＳＢが小さくなった場合は、振幅を大きくすることにより、S/N比を良くできる。スイッチ手段ＳＷ１の切換えにより、信号ＳＡ、ＳＢが大きくなった場合は、振幅を小さくすることにより、信号処理を行う信号の波形の歪みをなくすことができる。
（２）泡混入時に、駆動出力部の飽和を防止し、必要な電力供給を行い、安定な振動を維持して、正確かつ揺らぎの少ない流量測定を行うことができる。
【００４５】
図９は、第１振幅変更回路１８の具体的な実施例を示す回路構成図である。２０は信号ＳＡを入力し、信号ＳＣを出力する増幅器、２１は信号演算処理部ＴＲからの目標設定信号Ｖｒａで作動するアナログスイッチである。
【００４６】
抵抗Ｒ１, Ｒ２, Ｒ３の直列回路は、増幅器２０の出力信号ＳＣの電圧を分圧し、負帰還信号電圧Ｖａ及びＶｂを発生させる。この負帰還信号電圧Ｖａ及びＶｂがアナログスイッチ２１で切換えられて増幅器２０の負帰還入力端子に供給され、増幅器２０の利得が２段に切換えられる。
【００４７】
第１目標設定部１１の目標設定電圧がＶｒ１であるときは、アナログスイッチ２１の切換えをＶａとし、そのときの信号ＳＡに対する増幅率を[R1/(R2+R3)]+1とする。また、第１目標設定部１１の設定電圧がＶｒ２であるときは、アナログスイッチ２１の切換えをＶｂとし、そのときの信号ＳＡに対する増幅率を[(R1+R2)/R3]+1とする。
【００４８】
このように、信号ＳＡの増幅率は、第１目標設定部１１の目標設定電圧の変更に伴い、小さくした場合は大きく、大きくした場合は小さくするように変更を行う。
【００４９】
図１０は、図４の実施例に図８で説明した第１振幅変更回路１８及び第２振幅変更回路１９を導入した実施例であり、これら振幅変更回路の作用効果については図８と同様である。
【００５０】
図１１は、図５の実施例に図８で説明した第１振幅変更回路１８及び第２振幅変更回路１９を導入した実施例であり、これら振幅変更回路の作用効果についても図８と同様である。
【００５１】
図５の実施例では、第３比較部１６は、密度信号Ｈと第３目標設定部の目標設定電圧Ｖｒ３の比較出力で第１目標設定部のスイッチ手段ＳＷ１を切換え制御する構成であるが、図４のように起動回路を有する場合には、第３比較部１６の出力でスイッチ手段ＳＷ１及びＳＷ２を連動して切換える構成となる。
【００５２】
以上説明した実施例では、第１及び第２目標設定部１１, １３の切換えは手動操作の例を示したが、プロセッサ等による自動切換えの構成を取ることも可能である。
【００５３】
本発明の適応対象となるコリオリ質量流量計における密度演算は、デジタル演算処理方式のみでなく、アナログ回路を用いたチューブの共振周波数測定に伴う流体の密度測定値の大きさや密度測定値の揺らぎを検出する方式にも有効に適用されるものである。
【００５４】
また、各実施例で示した第１可変増幅部７は、信号ＳＡと第１比較部１０の出力の掛け算を行う、掛け算器を用いても構成することができる。
更に、実施例ではセンサの上流側の信号ＳＡのみを励振回路部ＤＲの入力信号とした構成を示したが、下流側の信号ＳＢも同様に励振回路部ＤＲの入力信号として構成することも可能である。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果を期待することができる。
（１）口径の異なる複数のセンサを一義的な設計定数を有する励振回路で駆動を行っても、安定な振動を確保できるコリオリ質量流量計を実現できる。
（２）電源投入後、安定なコリオリ信号、共振振動振幅を得るための時間を短縮したコリオリ質量流量計を実現できる。
【００５６】
（３）泡混入時に、駆動出力部の信号の飽和を防止し、必要な電力供給を行うことが可能であり、これにより、安定な振動を維持して、正確かつ揺らぎの少ない測定を行うコリオリ質量流量計を実現できる。
（４）泡などの外乱要因に対し出力変動、復帰時間の改善を図ったコリオリ質量流量計を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したコリオリ質量流量計の一例を示す機能ブロック図である。
【図２】励振回路部からセンサ部の加振器への励振電力と質量流量出力搖動の程度を実際に測定した結果の例を示す特性図である。
【図３】第１目標設定電圧の変更手段に、デューティ・サイクルの異なるパルス幅信号を用いる実施励を示す回路図である。
【図４】電源投入時や泡の混入や外乱の影響により、センサの信号ＳＡが極小である場合に有効な起動回路に本発明を適用した実施例を示す機能ブロック図である。
【図５】泡の混入状態を密度測定信号により推定して第１目標設定電圧を選択的に切換える本発明の実施例を示す機能ブロック図である。
【図６】泡の混入による密度変動の特性図である。
【図７】不均一な泡の混入による密度の揺らぎ変動の特性図である。
【図８】図１の実施例に第１振幅変更回路及び第２振幅変更回路を導入した実施例を示す機能ブロック図である。
【図９】第１振幅変更回路の実施例を示す回路構成図である。
【図１０】図４の実施例に第１振幅変更回路及び第２振幅変更回路を導入した実施例を示す機能ブロック図である。
【図１１】図５の実施例に第１振幅変更回路及び第２振幅変更回路を導入した実施例を示す機能ブロック図である。
【図１２】周知のコリオリ質量流量計のセンサ部の概要を示す構成図である。
【図１３】コリオリ質量流量計のセンサ部の動作を説明する波形図である。
【図１４】従来のコリオリ質量流量計の全体構成、特に励振回路部の構成を示す機能ブロック図である。
【符号の説明】
ＳＮＳセンサ部
ＴＲ信号処理演算部
ＤＲ励振回路部
４加振器
７第１可変増幅部
８駆動出力部
９平滑部
１０第１比較部
１１第１目標設定部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the present invention, a fluid to be measured is caused to flow through a measurement tube fixed at both ends, and the measurement tube is caused to resonate in a predetermined mode by excitation means, and a pair of Coriolis signals obtained upstream and downstream of the center of the measurement tube is obtained. The present invention relates to improvement of excitation means in a Coriolis mass flowmeter that uses it to calculate a mass flow rate.
[0002]
[Prior art]
FIG. 12 is a block diagram showing an outline of a sensor unit of a known Coriolis mass flow meter, FIG. 13 is a waveform diagram for explaining the operation of the sensor unit of the Coriolis mass flow meter shown in FIG. 12, and FIG. It is a functional block diagram which shows a structure, especially the structure of the excitation circuit part which is the object of this invention.
[0003]
Hereinafter, a conventional Coriolis mass flow meter will be described with reference to FIGS. The measurement tube in this case may be another method such as a U-shaped tube method, but will be described below with a straight tube method for simplicity.
[0004]
In FIG. 12, reference numeral 1 denotes a measurement tube through which a fluid to be measured flows, and both ends of the measurement tube 1 are fixed to support members 2 and 3. In the vicinity of the central portion of the measurement tube 1, a vibration exciter 4 is installed to mechanically vibrate the measurement tube 1 up and down.
[0005]
An upstream sensor 5A and a downstream sensor 5B that detect vibration of the measurement tube 1 are fixed in the vicinity of the support members 2 and 3 of the measurement tube 1. A temperature sensor 6 used for temperature compensation is provided in the vicinity of the support member 3. The sensor part SNS is comprised by these elements.
[0006]
As shown in FIG. 13, when a fluid to be measured flows through the measurement tube 1 in the state where vibration is applied from the vibrator 4 to the measurement tube 1 in the shape of the primary mode as indicated by M1 and M2, M3 , M4 vibrates in the shape of the secondary mode as indicated by M4.
[0007]
Actually, the measurement tube 1 vibrates in a form in which these two types of vibration patterns are superimposed. This deformation of the measuring tube 1 is detected by the sensors 5A and 5B and sent to the signal calculation processing section as displacement signals SA and SB. Similarly, the detection signal ST of the temperature sensor 6 for temperature compensation is also sent to the signal calculation processing unit.
[0008]
In FIG. 14, TR is a signal calculation processing unit, which inputs the detection signals SA, SB, ST of the sensors 5A, 5B and the temperature sensor 6, and calculates and outputs the mass flow rate QM and the density H. Since the configuration of the signal arithmetic processing unit TR is disclosed in detail in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-81069, which is the prior application of the applicant, detailed description thereof is omitted.
[0009]
DR is an excitation circuit unit, and 7 is a first variable amplification unit that inputs a detection signal SA of an upstream sensor (or downstream sensor). Reference numeral 8 denotes a drive output unit controlled by the first variable amplifying unit, which resonates the vibrator 4 of the sensor unit in a predetermined mode. These elements form a closed-loop self-oscillation circuit.
[0010]
A smoothing unit 9 rectifies and smoothes the detection signal SA of the upstream sensor (or downstream sensor) and outputs a DC voltage VA proportional to the amplitude. Reference numeral 10 denotes a first comparison unit that inputs the DC voltage VA and the first target setting voltage Vr1 of the first target setting unit 11. The gain of the first variable amplifying unit 7 is controlled by the output of the first comparing unit to control the resonance vibration amplitude to the first target set voltage.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
When driving multiple sensors with different tube diameters with an excitation circuit unit having a unique design constant, resonance characteristics differ depending on the aperture, so depending on the aperture, signal saturation may occur in the excitation circuit unit, resulting in stable It is difficult to ensure vibration.
[0012]
Due to the signal saturation phenomenon, the necessary power supply to the vibrator is limited. Since the signal SA is almost zero when the power is turned on, it takes time for the signal to the vibrator to reach a stable vibration state.
[0013]
The signal SA becomes small due to the mixing of bubbles, but in this case, the signal of the driving unit is saturated, the necessary power cannot be supplied, and it is difficult for the signal SA to maintain a stable signal amplitude. In such a case, since power cannot be supplied, the return to the stable vibration state is delayed after the bubbles are removed. Further, since stable vibration cannot be obtained, output fluctuations in mass flow rate and density increase, and output accuracy deteriorates.
[0014]
A first object of the present invention is to realize a Coriolis mass flow meter that can ensure stable vibration even when a plurality of sensors having different apertures are driven by an excitation circuit having a unique design constant.
[0015]
The second purpose is to realize a Coriolis mass flow meter that shortens the time for obtaining a stable Coriolis signal and resonance vibration amplitude after power-on.
[0016]
The third purpose is to prevent saturation of the drive output unit when bubbles are mixed, and to supply the necessary power, thereby maintaining stable vibration and performing accurate and low fluctuation Coriolis mass To realize a flow meter.
[0017]
The fourth purpose is to realize a Coriolis mass flow meter that improves output fluctuation and recovery time against disturbance factors such as bubbles.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
The present invention which achieves such an object is as follows.
(C1) A fluid to be measured is caused to flow in a measurement tube fixed at both ends, the measurement tube is resonantly vibrated by an excitation means, and a pair of Coriolis signals obtained by an upstream sensor and a downstream sensor installed in the measurement tube are obtained. In a Coriolis mass flowmeter that leads to a signal calculation processing unit and calculates a mass flow rate, when the level value of the density measurement value calculated based on the resonance frequency of the measurement tube falls below a target setting, the amplitude of the resonance vibration is A Coriolis mass flowmeter characterized by changing and stabilizing the vibration amplitude of the Coriolis signal.
(C2) A fluid to be measured is caused to flow in a measurement tube fixed at both ends, the measurement tube is resonantly vibrated by an excitation means, and a pair of Coriolis signals obtained by an upstream sensor and a downstream sensor installed in the measurement tube are obtained. In a Coriolis mass flowmeter that leads to a signal calculation processing unit and calculates a mass flow rate, when the magnitude of fluctuation in the density measurement value calculated based on the resonance frequency of the measurement tube exceeds a target setting, the resonance vibration The Coriolis mass flowmeter according to claim 1, wherein the amplitude of the Coriolis signal is changed to stabilize the vibration amplitude of the Coriolis signal.
(C3) A first amplitude change circuit and a second amplitude change circuit are provided between each of the pair of Coriolis signals and the signal calculation processing unit, and the gain of these amplitude change circuits is given from the signal calculation processing unit. The Coriolis mass flowmeter according to (C1), wherein the Coriolis mass flowmeter is changed by a target setting signal, and the amplitude is increased when the Coriolis signal becomes small.
(C4) A first amplitude change circuit and a second amplitude change circuit are provided between each of the pair of Coriolis signals and the signal calculation processing unit, and the gain of these amplitude change circuits is given from the signal calculation processing unit. The Coriolis mass flowmeter according to (C2), wherein the Coriolis mass flowmeter is changed by a target setting signal and the amplitude is increased when the Coriolis signal becomes small.
Such an embodiment of the present invention is as follows.
(1) A fluid to be measured is caused to flow in a measurement tube fixed at both ends, the measurement tube is caused to resonate in a predetermined mode by an excitation means, and an upstream sensor installed upstream and downstream of the center of the measurement tube; In the Coriolis mass flowmeter for calculating a mass flow rate by introducing a pair of Coriolis signals obtained by a downstream sensor to a signal calculation processing unit, the amplitude of the resonance vibration can be changed.
(2) The excitation means includes a first variable amplification unit that inputs a detection signal of the upstream sensor or the downstream sensor, and a drive output unit that is controlled by the first variable amplification unit and causes the measurement tube to resonate in a predetermined mode. A closed loop self-oscillation circuit, and a first comparison unit that inputs a DC voltage proportional to a detection signal amplitude of the upstream sensor or the downstream sensor and a first target set voltage, and outputs the first comparison unit by the output of the first comparison unit. The gain of a variable amplifier is controlled to control the amplitude of the resonance vibration to the first target setting voltage, and the resonance vibration amplitude is made variable by selectively switching the first target setting voltage. The Coriolis mass flowmeter according to (1).
(3) The Coriolis mass flowmeter according to (1) or (2), wherein the first target setting voltage is switched and set by pulse width modulation signals having different duty cycles.
(4) A second variable amplification unit provided between the first variable amplification unit and the drive output unit, a DC voltage proportional to a detection signal amplitude of the upstream sensor or the downstream sensor, and smaller than the first target setting voltage A second comparison unit for comparing with a second target set voltage; and a starting circuit unit for changing the gain of the second variable amplification unit based on the output of the second comparison unit; The Coriolis mass flowmeter according to any one of (1) to (3), wherein the second target set voltage is selectively switched in conjunction with the switching.
(5) The amplitude of the resonance vibration is changed based on a level value of a density measurement value calculated based on a resonance frequency of the measurement tube, according to any one of (1) to (4), Coriolis mass flow meter.
(6) In any one of (1) to (4), the amplitude of the resonance vibration is changed based on the fluctuation magnitude of the density measurement value calculated based on the resonance frequency of the measurement tube. Coriolis mass flow meter as described.
(7) The amplitude of the resonance vibration is changed based on the level value of the density measurement value calculated based on the resonance frequency of the measurement tube and the magnitude of the fluctuation. The Coriolis mass flow meter according to any one of the above.
(8) A first amplitude change circuit and a second amplitude change circuit are provided between each of the pair of Coriolis signals and the signal calculation processing unit, and the gain of these amplitude change circuits is automatically set by the signal calculation processing unit. The Coriolis mass flowmeter according to (2) or (3), wherein the Coriolis mass flowmeter is changed by a target setting signal given manually or manually.
(9) A first amplitude change circuit and a second amplitude change circuit are provided between each of the pair of Coriolis signals and the signal calculation processing unit, and the gain of these amplitude change circuits is automatically set by the signal calculation processing unit. The Coriolis mass flowmeter according to (4), wherein the Coriolis mass flowmeter is changed by a target setting signal given manually or manually.
(10) A first amplitude change circuit and a second amplitude change circuit are provided between each of the pair of Coriolis signals and the signal calculation processing unit, and the gain of these amplitude change circuits is automatically set by the signal calculation processing unit. The Coriolis mass flowmeter according to any one of (5) to (7), wherein the Coriolis mass flowmeter is changed by a target setting signal given manually or manually.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a functional block diagram showing an example of a Coriolis mass flow meter to which the present invention is applied. The same elements as those described in the conventional configuration of FIG.
[0020]
The feature of the present invention lies in the configuration of the first target setting unit 11 and the switch means SW1 can switch the first target setting voltage to a plurality of values Vr11, Vr12... And input it to the first comparison unit 10. .
[0021]
The target setting voltage to be input to the first comparison unit 10 is selected and changed to Vr11, Vr12,... The vibration amplitude of the signal SA is changed in accordance with the selected target setting voltage, so that it is possible to avoid a phenomenon such as saturation and the inability to supply necessary power.
[0022]
FIG. 2 is a characteristic diagram showing an example of actual measurement results of the excitation power from the drive output unit 8 of the excitation circuit unit DR to the vibrator 4 of the sensor unit and the degree of mass flow output oscillation. Is the ratio of bubbles mixed in the fluid, the left scale of the vertical axis shows the excitation power, and the right scale shows the perturbation of the mass flow rate output. A solid line A is a conventional excitation power characteristic, and a solid line B is a fluctuation characteristic of a conventional mass flow rate output.
[0023]
As is clear from this characteristic, in the excitation circuit using the conventional excitation power characteristic A, when the excitation power is saturated, the necessary power is not supplied at the point where the mixing ratio of bubbles is X as shown by the arrow. The output perturbation B suddenly increases and the output stability is lost.
[0024]
In the present application, by selecting the first target setting voltage Vr1, it is possible to select a characteristic that does not cause saturation of the excitation power as shown by the dotted line C. Therefore, a stable vibration amplitude can be secured, as shown by the dotted line D. In addition, it is avoided that the mass flow rate output rapidly changes at the point X.
[0025]
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 relates to a means for changing the first target set voltage Vr1. A plurality of pulse width signals SG1 or SG2 having different duty cycles are smoothed through a low-pass filter LPF or the like to obtain target set voltages Vr11 and Vr12 via a buffer amplifier BA. The target set voltage can be arbitrarily changed by changing the duty cycle.
[0026]
FIG. 4 shows an embodiment in which the present invention is applied to a starting circuit that is effective when the power is turned on or when the sensor signal SA is minimal due to the influence of bubbles or disturbance. The additional elements for FIG. 1 are described below. Reference numeral 12 denotes a second variable amplification unit, which is provided between the first variable amplification unit 7 and the drive output unit 8.
[0027]
Reference numeral 13 denotes a second target setting unit that sets a second target setting voltage Vr2 smaller than the first target setting voltage Vr1. The second target setting unit 13 has a configuration in which the second target setting voltage can be switched and set to a plurality of values Vr21, Vr22... By the switch means SW2.
[0028]
Reference numeral 14 denotes a second comparison unit, which compares the DC voltage VA proportional to the detection signal amplitude of the upstream sensor (or downstream sensor) with the second target set voltage Vr2 (Vr21, Vr22...) Based on the output, the gain of the second variable amplifying unit 12 is changed.
The second variable amplification unit 12, the second target setting unit 13, and the second comparison unit activation circuit unit 14 constitute an activation circuit.
[0029]
The feature of this embodiment is that the switch means SW1 of the first target setting section 11 and the switch means SW2 of the second target setting section 13 are interlocked, and the first target set voltages Vr11, Vr12. The second target set voltages Vr21, Vr22,... Are selectively switched in conjunction with the switching.
[0030]
As the function of the second variable amplifying unit 12, as described above, the output signal VA of the smoothing unit 9 is compared with Vr21, Vr22... By the second comparing unit 14, and the gain is changed by the output of the comparing unit. .
[0031]
The gain is increased when the sensor signal SA is extremely small due to the influence of bubbles or mixing of bubbles when the power is turned on, that is, when the output signal VA of the smoothing unit 9 is smaller than the target set voltage Vr2 of the second comparison unit 14. The amplitude of the signal SA of the sensor unit SNS is rapidly increased by enlarging (for example, several hundred times) and exciting to a level at which the excitation amplitude is saturated.
[0032]
As a result, when the output signal VA of the smoothing unit 9 reaches a certain level (including the level in the normal state) and the output signal VA becomes larger than the target set voltage Vr2 of the second comparison unit 14, the second variable amplification unit 12 The gain is changed to a small value (for example, several times) to return to the stable vibration state operation.
[0033]
As described above, by changing the loop gain of the closed-loop self-oscillation circuit, the transient characteristics of the excitation circuit unit DR are changed, and when the power is turned on, a stable excitation amplitude and a vibration amplitude of the signal SA of the sensor unit SNS are obtained. The time is shortened. Similarly, the time for returning to the stable excitation amplitude and the amplitude of the signal SA after the bubbles are mixed and removed is shortened.
[0034]
Then, by linking the switch means SW1 of the first target setting unit 11 and the switch means SW2 of the second target setting unit 13, the second target setting is interlocked with the selective switching of the first target setting voltage Vr1. By selectively switching the voltage Vr2 and changing the gain of the second variable amplifier, the above-described series of operations can be performed even if the first target setting voltage is changed to Vr1.
[0035]
Next, an embodiment will be described in which the mixed state of bubbles is estimated from the density measurement signal and the first target setting voltage is selectively switched.
[0036]
In the functional block diagram of FIG. 5, reference numeral 15 denotes a density calculation unit in the signal calculation processing unit TR, which inputs the vibration frequency f of the signal SA from the sensor unit SNS and the detection signal ST of the temperature sensor, and outputs the density signal H. Calculate.
[0037]
In the excitation circuit unit DR, 16 is a third comparison unit, and 17 is a third target setting unit. The third comparison unit 16 switches and controls the switch means SW1 of the first target setting unit with a comparison output of the density signal H and the target setting voltage Vr3 of the third target setting unit.
[0038]
The target setting voltage Vr3 switches the switch means SW1 when the switch SW1 is switched when the magnitude of the density signal H changes beyond a predetermined value and when the fluctuation of the density signal H exceeds a predetermined value. It may be set as follows.
[0039]
FIG. 6 is a characteristic diagram of density fluctuation due to mixing of bubbles. In a steady state, the density value is maintained at F, but fluctuates below a certain value G due to mixing of bubbles. By setting the target setting voltage Vr3 corresponding to this value G, the switching means SW1 is switched before the excitation power is saturated, the target setting voltage Vr1 of the first comparison unit 11 is changed, and a constant excitation amplitude is obtained. Further, the vibration amplitude of the signal SA from the sensor unit SNS can be stabilized.
[0040]
FIG. 7 is a characteristic diagram of density fluctuation due to non-uniform mixing of bubbles. In this case, fluctuation fluctuation occurs. That is, in a steady state, the density fluctuation (for example, the fluctuation rate and the fluctuation amplitude) is maintained at I or less, but changes to a J value greater than or equal to I due to uneven mixing of bubbles. By setting the target setting voltage Vr3 whose fluctuation value corresponds to this value J, the switching means SW1 is switched before the excitation power is saturated, and the target setting voltage Vr1 of the first comparison unit 11 is changed to be constant. The vibration amplitude of SA and the vibration amplitude of SA can be stabilized.
[0041]
In the embodiment of FIGS. 1, 4 and 5, the signal SA input to the signal arithmetic processing unit TR is changed by switching the switch means SW1 of the first target setting unit 11 and changing the target setting voltage to Vr11, Vr12. , SB amplitude level changes.
[0042]
When the amplitude level decreases, the signal-to-noise ratio (S / N ratio) deteriorates. Conversely, when the amplitude level increases, the input range of the specified signal processing is exceeded, the signal is limited, the waveform is distorted, and the mass flow rate and density are measured. A new problem arises in that the accuracy of the system is reduced.
[0043]
FIG. 8 shows an embodiment in which a corresponding circuit for solving this problem is added to the embodiment of FIG. The feature of this embodiment is that a first amplitude changing circuit 18 and a second amplitude changing circuit 19 are provided between each of the pair of Coriolis signals SA and SB and the signal calculation processing unit TR, and the gains of these amplitude changing circuits are provided. In accordance with the operation of the switch SW1 of the first target setting unit 11 by the target setting signals Vra and Vrb given automatically or manually by the signal calculation processing unit TR, and the level-adjusted signals SC and SD The configuration leads to the arithmetic processing unit TR.
[0044]
With such a configuration, the following effects can be expected, and as a result, stable mass flow rate / density measurement can be ensured.
(1) When the signals SA and SB become small due to the switching of the switch means SW1, the S / N ratio can be improved by increasing the amplitude. When the signals SA and SB increase due to the switching of the switch means SW1, it is possible to eliminate the waveform distortion of the signal to be processed by reducing the amplitude.
(2) When bubbles are mixed, saturation of the drive output unit can be prevented, necessary power can be supplied, stable vibration can be maintained, and flow rate can be accurately measured with little fluctuation.
[0045]
FIG. 9 is a circuit configuration diagram showing a specific example of the first amplitude changing circuit 18. Reference numeral 20 denotes an amplifier that inputs the signal SA and outputs the signal SC. Reference numeral 21 denotes an analog switch that operates according to the target setting signal Vra from the signal arithmetic processing unit TR.
[0046]
A series circuit of resistors R1, R2, and R3 divides the voltage of the output signal SC of the amplifier 20 and generates negative feedback signal voltages Va and Vb. The negative feedback signal voltages Va and Vb are switched by the analog switch 21 and supplied to the negative feedback input terminal of the amplifier 20, and the gain of the amplifier 20 is switched to two stages.
[0047]
When the target setting voltage of the first target setting unit 11 is Vr1, the switching of the analog switch 21 is Va, and the amplification factor for the signal SA at that time is [R1 / (R2 + R3)] + 1. When the set voltage of the first target setting unit 11 is Vr2, the switching of the analog switch 21 is Vb, and the amplification factor for the signal SA at that time is [(R1 + R2) / R3] +1.
[0048]
As described above, the amplification factor of the signal SA is changed so as to increase when the target setting voltage of the first target setting unit 11 is decreased and to decrease when the target setting voltage is increased.
[0049]
10 is an embodiment in which the first amplitude changing circuit 18 and the second amplitude changing circuit 19 described in FIG. 8 are introduced into the embodiment of FIG. 4, and the operational effects of these amplitude changing circuits are the same as those in FIG. is there.
[0050]
FIG. 11 is an embodiment in which the first amplitude changing circuit 18 and the second amplitude changing circuit 19 described in FIG. 8 are introduced into the embodiment of FIG. 5, and the operational effects of these amplitude changing circuits are the same as in FIG. is there.
[0051]
In the embodiment of FIG. 5, the third comparison unit 16 is configured to switch and control the switch means SW1 of the first target setting unit with the comparison output of the density signal H and the target setting voltage Vr3 of the third target setting unit. When the activation circuit is provided as shown in FIG. 4, the switching means SW <b> 1 and SW <b> 2 are switched in conjunction with the output of the third comparison unit 16.
[0052]
In the embodiment described above, switching of the first and second target setting units 11 and 13 is an example of manual operation. However, it is possible to adopt a configuration of automatic switching by a processor or the like.
[0053]
The density calculation in the Coriolis mass flowmeter to which the present invention is applied is not only a digital calculation processing method, but also the density measurement value fluctuation of the fluid and the density measurement value fluctuation associated with the resonance frequency measurement of the tube using an analog circuit. The present invention is also effectively applied to the detection method.
[0054]
In addition, the first variable amplification unit 7 shown in each embodiment can also be configured by using a multiplier that multiplies the signal SA and the output of the first comparison unit 10.
Further, in the embodiment, the configuration in which only the signal SA on the upstream side of the sensor is used as the input signal of the excitation circuit unit DR is shown, but the signal SB on the downstream side can be similarly configured as the input signal of the excitation circuit unit DR. It is.
[0055]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, the following effects can be expected according to the present invention.
(1) A Coriolis mass flow meter capable of ensuring stable vibration can be realized even when a plurality of sensors having different diameters are driven by an excitation circuit having a unique design constant.
(2) After the power is turned on, a Coriolis mass flow meter with a reduced time for obtaining a stable Coriolis signal and resonance vibration amplitude can be realized.
[0056]
(3) When bubbles are mixed, it is possible to prevent the saturation of the signal at the drive output unit and to supply the necessary power, thereby maintaining stable vibration and performing accurate and low fluctuation measurement. A mass flow meter can be realized.
(4) It is possible to realize a Coriolis mass flow meter that improves output fluctuation and return time against disturbance factors such as bubbles.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram showing an example of a Coriolis mass flow meter to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a characteristic diagram showing an example of the result of actual measurement of the excitation power from the excitation circuit unit to the exciter of the sensor unit and the degree of mass flow output perturbation.
FIG. 3 is a circuit diagram showing an implementation using pulse width signals having different duty cycles as means for changing the first target set voltage.
FIG. 4 is a functional block diagram showing an embodiment in which the present invention is applied to a start-up circuit that is effective when the power is turned on or when the sensor signal SA is minimal due to the influence of bubbles or disturbance.
FIG. 5 is a functional block diagram showing an embodiment of the present invention that selectively switches the first target setting voltage by estimating the state of mixing of bubbles from the density measurement signal.
FIG. 6 is a characteristic diagram of density fluctuation due to mixing of bubbles.
FIG. 7 is a characteristic diagram of fluctuations in density fluctuation due to non-uniform mixing of bubbles.
8 is a functional block diagram showing an embodiment in which a first amplitude changing circuit and a second amplitude changing circuit are introduced into the embodiment of FIG. 1; FIG.
FIG. 9 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of a first amplitude changing circuit.
10 is a functional block diagram showing an embodiment in which a first amplitude changing circuit and a second amplitude changing circuit are introduced into the embodiment of FIG.
11 is a functional block diagram showing an embodiment in which a first amplitude change circuit and a second amplitude change circuit are introduced into the embodiment of FIG.
FIG. 12 is a configuration diagram showing an outline of a sensor unit of a known Coriolis mass flow meter.
FIG. 13 is a waveform diagram for explaining the operation of the sensor unit of the Coriolis mass flow meter.
FIG. 14 is a functional block diagram showing the overall configuration of a conventional Coriolis mass flow meter, particularly the configuration of an excitation circuit unit.
[Explanation of symbols]
SNS sensor unit TR signal processing calculation unit DR excitation circuit unit 4 vibrator 7 first variable amplification unit 8 drive output unit 9 smoothing unit 10 first comparison unit 11 first target setting unit

Claims

両端が固定されている測定チューブ内に被測定流体を流し、励振手段により前記測定チューブを共振振動させ、前記測定チューブに設置された上流センサ並びに下流センサで得られる一対のコリオリ信号を信号演算処理部に導き質量流量を演算するコリオリ質量流量計において、
前記測定チューブの共振周波数に基づいて演算される密度測定値のレベル値が目標設定以下になったときに前記共振振動の振幅を変更し、前記コリオリ信号の振動振幅を安定化する
ことを特徴とするコリオリ質量流量計。 A fluid to be measured is caused to flow through a measurement tube fixed at both ends, the measurement tube is resonantly vibrated by an excitation means, and a signal calculation process is performed on a pair of Coriolis signals obtained by an upstream sensor and a downstream sensor installed in the measurement tube In the Coriolis mass flowmeter that calculates the mass flow rate to the
The amplitude of the resonance vibration is changed when the level value of the density measurement value calculated based on the resonance frequency of the measurement tube is equal to or lower than a target setting, and the vibration amplitude of the Coriolis signal is stabilized. Coriolis mass flow meter you.

両端が固定されている測定チューブ内に被測定流体を流し、励振手段により前記測定チューブを共振振動させ、前記測定チューブに設置された上流センサ並びに下流センサで得られる一対のコリオリ信号を信号演算処理部に導き質量流量を演算するコリオリ質量流量計において、
前記測定チューブの共振周波数に基づいて演算される密度測定値の揺らぎの大きさが目標設定以上になったときに前記共振振動の振幅を変更し、前記コリオリ信号の振動振幅を安定化する
ことを特徴とする記載のコリオリ質量流量計。 A fluid to be measured is caused to flow through a measurement tube fixed at both ends, the measurement tube is resonantly vibrated by an excitation means, and a signal calculation process is performed on a pair of Coriolis signals obtained by an upstream sensor and a downstream sensor installed in the measurement tube In the Coriolis mass flowmeter that calculates the mass flow rate to the
The amplitude of the resonance vibration is changed when the fluctuation magnitude of the density measurement value calculated based on the resonance frequency of the measurement tube exceeds a target setting, and the vibration amplitude of the Coriolis signal is stabilized. Coriolis mass flowmeter according characterized.

前記一対のコリオリ信号の夫々と前記信号演算処理部との間に、第１振幅変更回路並びに第２振幅変更回路を設け、
これら振幅変更回路の利得を前記信号演算処理部より与えられる目標設定信号により変更し、前記コリオリ信号が小さくなった場合に振幅を大きくする
ことを特徴とする請求項１記載のコリオリ質量流量計。A first amplitude changing circuit and a second amplitude changing circuit are provided between each of the pair of Coriolis signals and the signal calculation processing unit,
Change by the gain of the target setting signal given Ri by the signal processing unit of the amplitude changing circuit, Coriolis mass flow meter according to claim 1, wherein increasing the amplitude when the Coriolis signal is reduced .

前記一対のコリオリ信号の夫々と前記信号演算処理部との間に、第１振幅変更回路並びに第２振幅変更回路を設け、A first amplitude changing circuit and a second amplitude changing circuit are provided between each of the pair of Coriolis signals and the signal calculation processing unit,
これら振幅変更回路の利得を前記信号演算処理部より与えられる目標設定信号により変更し、前記コリオリ信号が小さくなった場合に振幅を大きくするThe gain of these amplitude changing circuits is changed by a target setting signal given from the signal arithmetic processing unit, and the amplitude is increased when the Coriolis signal becomes small.
ことを特徴とする請求項２記載のコリオリ質量流量計。The Coriolis mass flowmeter according to claim 2.