JP5511552B2

JP5511552B2 - Vibration measuring device

Info

Publication number: JP5511552B2
Application number: JP2010151822A
Authority: JP
Inventors: 誠大菊; 博史吉倉
Original assignee: トキコテクノ株式会社
Priority date: 2010-07-02
Filing date: 2010-07-02
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2030-07-02
Also published as: JP2012013605A

Description

本発明は振動式測定装置に係り、特に計測精度を高めるように構成された振動式測定装置に関する。 The present invention relates to a vibration type measurement apparatus, and more particularly to a vibration type measurement apparatus configured to increase measurement accuracy.

被測流体が流れる流路を有するセンサチューブを振動させて被測流体の物理量（質量や密度など）を測定する測定装置として、コリオリ式質量流量計または振動式密度計と呼ばれる振動式測定装置がある。以下では、被測流体の質量流量を測定するコリオリ式質量流量計について説明する。 As a measuring device that measures a physical quantity (mass, density, etc.) of a measured fluid by vibrating a sensor tube having a flow path through which the measured fluid flows, a vibration measuring device called a Coriolis mass flow meter or a vibrating density meter is used. is there. Hereinafter, a Coriolis mass flow meter that measures the mass flow rate of the fluid to be measured will be described.

この振動式測定装置では、例えば、被測流体の質量流量を測定する場合、被測流体が流れるセンサチューブを当該センサチューブの固有振動数（共振周波数）で加振器により管径方向に振動させ、小さな駆動力でセンサチューブの振幅を大きくすることで、質量流量に比例したコリオリ力によるセンサチューブの変位をピックアップにより検出するように構成されている（例えば、特許文献１参照）。 In this vibration type measuring apparatus, for example, when measuring the mass flow rate of the fluid to be measured, the sensor tube through which the fluid to be measured flows is vibrated in the radial direction by the vibrator at the natural frequency (resonance frequency) of the sensor tube. The displacement of the sensor tube due to the Coriolis force proportional to the mass flow rate is detected by a pickup by increasing the amplitude of the sensor tube with a small driving force (see, for example, Patent Document 1).

また、振動式測定装置においては、センサチューブの流入側変位と流出側変位との差を求め、この変位差に基づいてセンサチューブを流れる被測流体の流量を演算している。そのため、計測精度を高めるには、流入側の検出信号と流出側の検出信号との振幅は一致させる必要がある。 In the vibration type measuring apparatus, the difference between the inflow side displacement and the outflow side displacement of the sensor tube is obtained, and the flow rate of the fluid to be measured flowing through the sensor tube is calculated based on the displacement difference. Therefore, in order to increase the measurement accuracy, it is necessary to match the amplitudes of the detection signal on the inflow side and the detection signal on the outflow side.

特開２００８−６４５４４号公報JP 2008-64544 A

従来の振動式測定装置では、流入側の検出信号と流出側の検出信号との振幅の不一致を解消する手段として、例えば、ＡＧＣ制御（オートゲインコントロール）により流入側の検出信号の振幅と流出側の検出信号の振幅とを一致させる方法が用いられている。 In the conventional vibration type measuring apparatus, as means for eliminating the discrepancy in amplitude between the detection signal on the inflow side and the detection signal on the outflow side, for example, the amplitude of the detection signal on the inflow side and the outflow side by AGC control (automatic gain control). A method of matching the amplitudes of the detection signals is used.

しかしながら、振動式測定装置では、例えば、センサチューブを所定の形状に加工する際、あるいはピックアップをセンサチューブの所定位置に取り付ける際に、センサチューブの形状のずれ、あるいはピックアップの取付位置の位置ずれが生じる場合がある。その場合、センサチューブの変位を検出する検出信号の直流電圧分がずれてＤＣオフセットが生じるため、２つの検出信号の振幅を一致させても振幅の中間点がゼロクロス位置からずれてしまい、計測精度が低下するという問題があった。 However, in the vibration type measuring apparatus, for example, when the sensor tube is processed into a predetermined shape, or when the pickup is attached to a predetermined position of the sensor tube, the displacement of the shape of the sensor tube or the position of the pickup mounting position is not detected. May occur. In that case, since the DC voltage of the detection signal for detecting the displacement of the sensor tube is shifted and a DC offset occurs, even if the amplitudes of the two detection signals are matched, the midpoint of the amplitude is shifted from the zero cross position, and the measurement accuracy There was a problem that decreased.

そこで、本発明は上記事情に鑑み、上記課題を解決した振動式測定装置を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a vibration type measuring apparatus that solves the above problems.

上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。
本発明は、被測流体が流れるセンサチューブと、
加振信号の入力により前記センサチューブを加振する加振器と、
前記加振器による加振力を制御する励振制御手段と、
前記センサチューブの流入側の変位を検出する流入側検出器と、
前記センサチューブの流出側の変位を検出する流出側検出器と、
前記流入側検出器によって検出された流入側変位と前記流出側検出器により検出された流出側変位との差を演算する演算手段と、
を備えた振動式測定装置において、
前記流入側検出器から得られる検出信号のデューティ比と前記流出側検出器から得られる検出信号のデューティ比とが一致するようにＤＣオフセットを補正する補正手段を有し、
前記演算手段は、前記補正手段によりデューティ比を補正された信号を用いて流入側変位と流出側変位との差を演算し、
前記補正手段は、前記流入側検出器及び流出側検出器から得られる信号のデューティ比を、ゼロクロス時の前記加振器に入力される加振信号のデューティ比と一致させるように前記流入側検出器及び流出側検出器から得られる信号のレベルを変化させることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention has the following means.
The present invention includes a sensor tube through which a fluid to be measured flows,
A vibrator for vibrating the sensor tube by inputting a vibration signal;
Excitation control means for controlling the excitation force by the vibrator;
An inflow side detector for detecting displacement on the inflow side of the sensor tube;
An outflow side detector for detecting displacement on the outflow side of the sensor tube;
A calculating means for calculating a difference between the inflow side displacement detected by the inflow side detector and the outflow side displacement detected by the outflow side detector;
In a vibration type measuring apparatus equipped with
Correction means for correcting the DC offset so that the duty ratio of the detection signal obtained from the inflow side detector matches the duty ratio of the detection signal obtained from the outflow side detector;
The calculation means calculates a difference between the inflow side displacement and the outflow side displacement using the signal whose duty ratio is corrected by the correction means ,
Before SL correction means, the inflow-side detector and the duty ratio of the signal obtained from the outflow side detector, the inflow side so as to coincide with the duty ratio of the excitation signal input to the shaker at zero crossing The level of the signal obtained from the detector and the outflow side detector is changed.

本発明によれば、流入側検出器から得られる検出信号のデューティ比と流出側検出器から得られる検出信号のデューティ比とが一致するようにＤＣオフセットを補正し、当該補正された信号を用いて流入側変位と流出側変位との差を演算し、補正手段により流入側検出器及び流出側検出器から得られる信号のデューティ比を、ゼロクロス時の加振器に入力される加振信号のデューティ比と一致させるように流入側検出器及び流出側検出器から得られる信号のレベルを変化させるため、例えセンサチューブの形状的なずれや検出器の位置ずれなどによる信号の振幅ずれが生じることを防止でき、ＤＣオフセットが生じても流入側変位と流出側変位との差を正確に計測することができ、計測精度をより高めることができる。 According to the present invention, the DC offset is corrected so that the duty ratio of the detection signal obtained from the inflow side detector matches the duty ratio of the detection signal obtained from the outflow side detector, and the corrected signal is used. The difference between the inflow-side displacement and the outflow-side displacement is calculated , and the duty ratio of the signal obtained from the inflow-side detector and the outflow-side detector by the correction means is calculated based on the excitation signal input to the vibration exciter at zero crossing. Since the level of the signal obtained from the inflow side detector and outflow side detector is changed so as to match the duty ratio, the amplitude deviation of the signal may occur due to, for example, sensor tube shape deviation or detector position deviation. Even if a DC offset occurs, the difference between the inflow side displacement and the outflow side displacement can be accurately measured, and the measurement accuracy can be further improved.

本発明による振動式測定装置の一実施例の正面図である。It is a front view of one Example of the vibration type measuring apparatus by this invention. 振動式測定装置の側面図である。It is a side view of a vibration type measuring apparatus. 流量計測制御回路を示すブロック図である。It is a block diagram which shows a flow measurement control circuit. 流入側振動ピックアップ及び流出側振動ピックアップにより検出される通常の変位検出信号の波形図である。It is a wave form diagram of the normal displacement detection signal detected by the inflow side vibration pickup and the outflow side vibration pickup. 流入側振動ピックアップ及び流出側振動ピックアップにより検出されるＤＣオフセットされた変位検出信号の波形図である。It is a wave form diagram of the displacement detection signal by which DC offset was detected by the inflow side vibration pickup and the outflow side vibration pickup. 流量計測制御回路が実行する流量計測処理１の処理手順を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the process sequence of the flow measurement process 1 which a flow measurement control circuit performs. 流量計測制御回路が実行する流量計測処理２の処理手順を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the process sequence of the flow measurement process 2 which a flow measurement control circuit performs.

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は本発明による振動式測定装置の一実施例の正面図である。図２は振動式測定装置の側面図である。なお、振動式測定装置は、被測流体の密度、及び密度を利用して質量流量を求めることができるため、振動式密度計及びコリオリ式質量流量計として用いられる。振動式密度計とコリオリ式質量流量計とは、同様な構成であるので、本実施例では質量流量計として用いた場合について詳細に説明する。 FIG. 1 is a front view of an embodiment of a vibration type measuring apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a side view of the vibration type measuring apparatus. In addition, since a vibration type measuring apparatus can obtain | require a mass flow rate using the density and density of a fluid to be measured, it is used as a vibration type density meter and a Coriolis type mass flow meter. Since the vibration type density meter and the Coriolis type mass flow meter have the same configuration, this embodiment will be described in detail when used as a mass flow meter.

図１及び図２に示されるように、振動式測定装置１０は、マニホルド１１と、マニホルド１１の上面に接続され、平行に形成された逆Ｕ字状のセンサチューブ１２，１３と、センサチューブ１２，１３の円弧状の中間部分１２ｃ，１３ｃ間に取り付けられた加振器１４と、センサチューブ１２と１３との流入側の相対変位を検出する流入側振動ピックアップ（流入側検出器）１５と、センサチューブ１２と１３との流出側の相対変位を検出する流出側振動ピックアップ（流出側検出器）１６を有する。 As shown in FIGS. 1 and 2, the vibration measurement apparatus 10 includes a manifold 11, inverted U-shaped sensor tubes 12 and 13 connected to the upper surface of the manifold 11 and formed in parallel, and the sensor tube 12. , 13 of the arc-shaped intermediate portions 12c, 13c, an inflow-side vibration pickup (inflow-side detector) 15 for detecting relative displacement on the inflow side of the sensor tubes 12 and 13, An outflow side vibration pickup (outflow side detector) 16 for detecting the relative displacement of the sensor tubes 12 and 13 on the outflow side is provided.

マニホルド１１は、例えば、直方体形状の金属ブロックからなり、一方の端部に流入口１１ａが設けられ、他方の端部に流出口１１ｂが設けられている。そして、センサチューブ１２，１３の流入側端部１２ａ，１３ａが流入口１１ａに連通され、センサチューブ１２，１３の流出側端部１２ｂ，１３ｂが流出口１１ｂに連通されている。したがって、流入口１１ａに流入された流体は、センサチューブ１２，１３を通過して流出口１１ｂより外部に流出される。 The manifold 11 is made of, for example, a rectangular parallelepiped metal block, and has an inflow port 11a at one end and an outflow port 11b at the other end. The inflow side ends 12a and 13a of the sensor tubes 12 and 13 are communicated with the inflow port 11a, and the outflow side ends 12b and 13b of the sensor tubes 12 and 13 are communicated with the outflow port 11b. Therefore, the fluid that has flowed into the inflow port 11a passes through the sensor tubes 12 and 13 and flows out from the outflow port 11b.

加振器１４は、センサチューブ１２の先端に取り付けられた励振コイル１４ａとセンサチューブ１３の先端に取り付けられたマグネット１４ｂからなる。また、図２に示す流出側振動ピックアップ１６は、センサチューブ１２に取り付けられたセンサコイル１６ａと、センサチューブ１３に取り付けられたマグネット１６ｂとからなる。なお、流入側振動ピックアップ１５は、図２において、流出側振動ピックアップ１６と重なって見えないが、流出側振動ピックアップ１６と同様に、振動するセンサチューブ１２に取り付けられたセンサコイル１５ａと、センサチューブ１３に取り付けられたマグネット１５ｂとからなる。 The vibrator 14 includes an excitation coil 14 a attached to the tip of the sensor tube 12 and a magnet 14 b attached to the tip of the sensor tube 13. The outflow side vibration pickup 16 shown in FIG. 2 includes a sensor coil 16 a attached to the sensor tube 12 and a magnet 16 b attached to the sensor tube 13. The inflow side vibration pickup 15 does not overlap with the outflow side vibration pickup 16 in FIG. 2, but, like the outflow side vibration pickup 16, the sensor coil 15 a attached to the vibrating sensor tube 12 and the sensor tube 13 and a magnet 15b attached to 13.

また、本実施例では、図１に示すように、センサチューブ１２，１３の流入側又はマニホルド１１の流入口１１ａ付近の温度を測定する温度センサ１７が設けられている。 Further, in this embodiment, as shown in FIG. 1, a temperature sensor 17 that measures the temperature on the inflow side of the sensor tubes 12 and 13 or in the vicinity of the inlet 11 a of the manifold 11 is provided.

加振器１４、流入側振動ピックアップ１５、流出側振動ピックアップ１６は、図１に示すように正面からみてセンサチューブ１２，１３の中間位置を横切る縦線に対して対称に、且つ加振器１４を中心に流入側振動ピックアップ１５と流出側振動ピックアップ１６とが左右対称に設けられている。そして、加振器１４は流量計測制御回路２０により駆動制御され、流入側振動ピックアップ１５、流出側振動ピックアップ１６により検出された検出信号は、流量計測制御回路２０に入力される。 As shown in FIG. 1, the vibrator 14, the inflow-side vibration pickup 15, and the outflow-side vibration pickup 16 are symmetrical with respect to a vertical line crossing the intermediate position of the sensor tubes 12 and 13 as viewed from the front, and The inflow side vibration pickup 15 and the outflow side vibration pickup 16 are provided symmetrically with respect to the center. The vibrator 14 is driven and controlled by the flow rate measurement control circuit 20, and the detection signals detected by the inflow side vibration pickup 15 and the outflow side vibration pickup 16 are input to the flow rate measurement control circuit 20.

加振器１４は、励振コイル１４ａに正負のある交番電圧（交流信号）が印加されて生じる磁界に対してマグネット１４ｂが吸引又は反発することで、センサチューブ１２の中間部分を水平方向（Ｙ方向、図２参照）に振動させる。当然センサチューブ１３へはその反力として同じ力が働き、反対方向に振動する。 The exciter 14 is configured so that the magnet 14b attracts or repels a magnetic field generated when a positive and negative alternating voltage (AC signal) is applied to the excitation coil 14a, thereby moving the middle portion of the sensor tube 12 in the horizontal direction (Y direction). , See FIG. 2). Naturally, the same force acts on the sensor tube 13 as its reaction force, and the sensor tube 13 vibrates in the opposite direction.

流入側振動ピックアップ１５は、センサコイル１５ａとマグネット１５ｂから構成されているので、センサコイル１５ａとマグネット１５ｂが流入側のセンサチューブ１２とセンサチューブ１３と共に近接・離間するため、センサコイル１５ａからは、流入側におけるセンサコイル１５ａとマグネット１５ｂの変位量（変位速度）に応じた検出信号が出力される。 Since the inflow side vibration pickup 15 is composed of a sensor coil 15a and a magnet 15b, the sensor coil 15a and the magnet 15b come close to and away from the sensor tube 12 and the sensor tube 13 on the inflow side. A detection signal corresponding to the displacement amount (displacement speed) of the sensor coil 15a and the magnet 15b on the inflow side is output.

また、流出側振動ピックアップ１６は、上記センサコイル１６ａとマグネット１６ｂとから構成されているので、センサコイル１６ａ、マグネット１６ｂが流出側のセンサチューブ１２，１３と共に、近接・離間するため、センサコイル１６ａからは、流出側におけるセンサコイル１６ａとマグネット１６ｂの変位量（変位速度）に応じた検出信号が出力される。 Further, since the outflow side vibration pickup 16 is composed of the sensor coil 16a and the magnet 16b, the sensor coil 16a and the magnet 16b come close to and away from the outflow side sensor tubes 12 and 13, and therefore the sensor coil 16a. From, the detection signal according to the displacement amount (displacement speed) of the sensor coil 16a and the magnet 16b in the outflow side is output.

次に、上述した流量計測制御回路２０について図３を用いて説明する。 Next, the above-described flow rate measurement control circuit 20 will be described with reference to FIG.

図３は、流量計測制御回路を示すブロック図である。図３に示されるように、流量計測制御回路２０は、本質安全防爆バリア回路３０（以下、バリア回路３０と略称する。）と、信号処理回路４０と、演算回路５０とを有するよう構成されている。 FIG. 3 is a block diagram showing a flow rate measurement control circuit. As shown in FIG. 3, the flow measurement control circuit 20 is configured to include an intrinsically safe explosion-proof barrier circuit 30 (hereinafter abbreviated as a barrier circuit 30), a signal processing circuit 40, and an arithmetic circuit 50. Yes.

また、信号処理回路４０は、マイクロコンピュータからなり、振幅検出・励振検出手段４１と、励振手段４２と、温度測定手段４３と、デューティ比補正手段４４とを有するよう構成されている。 The signal processing circuit 40 is composed of a microcomputer, and is configured to include amplitude detection / excitation detection means 41, excitation means 42, temperature measurement means 43, and duty ratio correction means 44.

また、演算回路５０は、マイクロコンピュータからなり、時間差演算手段５１と、補正演算手段５２と、流量演算手段５３と、アナログ出力手段５４と、パルス出力手段５５とを有するよう構成されている。 The arithmetic circuit 50 includes a microcomputer, and is configured to include a time difference calculation means 51, a correction calculation means 52, a flow rate calculation means 53, an analog output means 54, and a pulse output means 55.

また、流量計測制御回路２０には、外部電源６０から回路全体に電源を供給する電源回路７０が存在する。 Further, the flow rate measurement control circuit 20 includes a power supply circuit 70 that supplies power from the external power supply 60 to the entire circuit.

バリア回路３０は、本実施形態におけるセンサユニットの各センサコイル１５ａ，１６ａや加振器１４の励振コイル１４、温度センサ１７に対する各信号を本質安全防爆化する。なお、バリア回路３０は、例えば電圧電流制限素子（例えば、ツェナーダイオード，抵抗）等からなる。 The barrier circuit 30 intrinsically explosion-proofs the signals for the sensor coils 15a and 16a of the sensor unit, the excitation coil 14 of the vibrator 14 and the temperature sensor 17 in the present embodiment. The barrier circuit 30 is composed of, for example, a voltage / current limiting element (for example, a Zener diode or a resistor).

信号処理回路４０において、振幅検出・励振検出手段４１は、センサコイル１５ａ，１６ａから得られる各変位検出信号を後述のデューティ比補正手段４４に出力し、また、各変位検出信号からセンサチューブ１２，１３の振幅を検出し、センサチューブ１２、１３が共振状態の振幅まで増幅されたか否かを検出したり、振幅検出結果等に応じて共振状態の振幅に制御するための励振信号を検出する。 In the signal processing circuit 40, the amplitude detection / excitation detection means 41 outputs each displacement detection signal obtained from the sensor coils 15a, 16a to the duty ratio correction means 44 described later, and from each displacement detection signal, the sensor tube 12, 13 is detected to detect whether or not the sensor tubes 12 and 13 are amplified to the amplitude of the resonance state, and an excitation signal for controlling the amplitude of the resonance state according to the amplitude detection result or the like is detected.

また、振幅検出・励振検出手段４１は、検出した励振信号を励振手段４２に出力する。更に、振幅検出・励振検出手段４１は、検出した結果からバリア回路３０における電圧電流制限や電源回路７０からの電力供給を制御する制御信号を生成してそれぞれに対応する情報を出力する。具体的には、振幅検出・励振検出手段４１は、センサチューブ１２，１３の振動を監視し、共振状態の振幅まで増幅されたか否かを判断し、その結果、充分な振幅が得られている場合には、ハイ（Ｈｉｇｈ）を、充分な振幅が得られていない場合には、ロー（Ｌｏｗ）を電源回路７０に出力する。 Further, the amplitude detection / excitation detection means 41 outputs the detected excitation signal to the excitation means 42. Further, the amplitude detection / excitation detection means 41 generates a control signal for controlling the voltage / current limit in the barrier circuit 30 and the power supply from the power supply circuit 70 from the detected result, and outputs information corresponding to each control signal. Specifically, the amplitude detection / excitation detection means 41 monitors the vibration of the sensor tubes 12 and 13 to determine whether or not the amplitude has been amplified to the resonance state, and as a result, a sufficient amplitude is obtained. In this case, high (High) is output to the power supply circuit 70 when a sufficient amplitude is not obtained.

励振手段４２は、上述した加振器１４の励振コイル１４ａに正負のある交番電圧を印加するための加振信号を生成し、バリア回路３０を介して励振コイル１４ａに出力する。また、温度測定手段４３は、温度センサ１７により検出された温度信号から温度を測定し、測定された温度データを演算回路５０の補正演算手段５２に出力する。 The excitation means 42 generates an excitation signal for applying a positive / negative alternating voltage to the excitation coil 14 a of the above-described vibrator 14 and outputs the excitation signal to the excitation coil 14 a via the barrier circuit 30. Further, the temperature measuring means 43 measures the temperature from the temperature signal detected by the temperature sensor 17 and outputs the measured temperature data to the correction calculating means 52 of the calculating circuit 50.

デューティ比補正手段４４は、振幅検出・励振検出手段４１を介して得られるセンサコイル１５ａ，１６ａの変位を示す変位検出信号（センサ信号）のデューティ比を計測し、各変位検出信号のデューティ比が一致するように各変位検出信号のＤＣオフセット分をシフトすることによりデューティ比を補正する。 The duty ratio correction means 44 measures the duty ratio of a displacement detection signal (sensor signal) indicating the displacement of the sensor coils 15a, 16a obtained via the amplitude detection / excitation detection means 41, and the duty ratio of each displacement detection signal is The duty ratio is corrected by shifting the DC offset of each displacement detection signal so as to match.

なお、各変位検出信号のデューティ比を一致させる方法としては、一の変位検出信号のＤＣオフセット分のシフト量を調整することにより一の変位検出信号のデューティ比を他の変位検出信号のデューティ比に一致させるようにしても良い。また、各変位検出信号のデューティ比が所定のデューティ比（例えば５０％（１：１））になるように各変位検出信号のＤＣオフセット分のシフト量をそれぞれ調整するようにしても良い。 As a method of matching the duty ratio of each displacement detection signal, the duty ratio of one displacement detection signal is adjusted by adjusting the shift amount corresponding to the DC offset of one displacement detection signal. You may make it match. Also, the shift amount of each displacement detection signal may be adjusted so that the duty ratio of each displacement detection signal becomes a predetermined duty ratio (for example, 50% (1: 1)).

ここで、本実施例におけるデューティ比について説明する。センサチューブ１２，１３が振動すると、センサコイル１５ａ（１６ａ）とマグネット１５ｂ（１６ａ）とは相対変位し、センサコイル１５ａ（１６ａ）には誘導起電力が生じる。この誘導起電力の変化（変位検出信号）を検出することによりセンサチューブ１２，１３の変位を計測することができる。 Here, the duty ratio in the present embodiment will be described. When the sensor tubes 12 and 13 vibrate, the sensor coil 15a (16a) and the magnet 15b (16a) are relatively displaced, and an induced electromotive force is generated in the sensor coil 15a (16a). By detecting this change in induced electromotive force (displacement detection signal), the displacement of the sensor tubes 12 and 13 can be measured.

そして、センサチューブ１２，１３は、振動している（即ち、往復運動を繰り返している）ことから、縦軸を誘導起電力とし横軸を時間軸としたグラフに変位検出信号を記載すると正弦波状の信号となることがわかる。この正弦波状の信号の一周期において、所定の誘導起電力（例えば０ｍＶ）の値をゼロ点とした場合のプラス側の誘導起電力が生じている時間と、マイナス側の誘導起電力が生じている時間との比を「デューティ比」と呼んでいる。 Since the sensor tubes 12 and 13 vibrate (that is, repeat reciprocating motion), the displacement detection signal is described in a graph with the induced electromotive force on the vertical axis and the time axis on the horizontal axis. It turns out that it becomes the signal of. In one cycle of this sinusoidal signal, the time when the positive induced electromotive force is generated when the value of a predetermined induced electromotive force (for example, 0 mV) is zero, and the negative induced electromotive force is generated. The ratio with the time is called “duty ratio”.

従って、ゼロ点とする誘導起電力の値を、例えば、プラス側にシフトしたとすれば、その分プラス側の誘導起電力を生じている時間が短くなる分、マイナス側の誘導起電力を生じている時間が長くなることになり、その分、デューティ比もシフトすることになる。即ち、ゼロ点とする誘導起電力の値を変更することにより変位検出信号のデューティ比を変更することができる。また、本実施例では、ゼロ点をシフトしたときの誘導起電力の値を「ＤＣオフセット」と称している。 Therefore, if the value of the induced electromotive force at the zero point is shifted to the positive side, for example, the time that the induced electromotive force on the positive side is generated is shortened accordingly, and the induced electromotive force on the negative side is generated. And the duty ratio shifts accordingly. That is, the duty ratio of the displacement detection signal can be changed by changing the value of the induced electromotive force as the zero point. In the present embodiment, the value of the induced electromotive force when the zero point is shifted is referred to as “DC offset”.

デューティ比補正手段４４により補正されたデューティ比は、時間差演算手段５１に出力される。これにより、演算回路５０の時間差演算手段５１には、デューティ比が一致した各変位検出信号が入力されることとなり、時間差演算手段５１では各変位検出信号がゼロ点と交差（ゼロクロス）したときの時間差を求めることとなる。そのため、時間差演算手段５１においては、ＤＣオフセットの影響を受けずに流入側と流出側との時間差を正確に計測することができる。 The duty ratio corrected by the duty ratio correction unit 44 is output to the time difference calculation unit 51. As a result, the displacement detection signals having the same duty ratio are input to the time difference calculation means 51 of the calculation circuit 50. In the time difference calculation means 51, when each displacement detection signal crosses the zero point (zero cross). The time difference will be obtained. Therefore, the time difference calculation means 51 can accurately measure the time difference between the inflow side and the outflow side without being affected by the DC offset.

補正演算手段５２は、温度測定手段４３から得られるヤング率に基づいて、時間差に補正を行う。また、補正演算手段５２は、得られた補正情報及び時間差情報を流量演算手段５２に出力する。 The correction calculation unit 52 corrects the time difference based on the Young's modulus obtained from the temperature measurement unit 43. Further, the correction calculation unit 52 outputs the obtained correction information and time difference information to the flow rate calculation unit 52.

流量演算手段５３は、補正演算手段５２から入力される時間差情報及び補正情報から流量に換算する。また、流量演算手段５３は、得られた流量情報をアナログ出力手段５４に出力する。 The flow rate calculation means 53 converts the time difference information and the correction information input from the correction calculation means 52 into a flow rate. Further, the flow rate calculation unit 53 outputs the obtained flow rate information to the analog output unit 54.

アナログ出力手段５４は、流量演算手段５３から入力される瞬時流量に相当するアナログ信号７１を生成する。また、アナログ出力手段５４は、瞬時流量をパルス出力手段５５に出力すると共に、得られたアナログ信号を、バリア回路３０を介してアナログ信号７１として出力する。 The analog output unit 54 generates an analog signal 71 corresponding to the instantaneous flow rate input from the flow rate calculation unit 53. The analog output means 54 outputs the instantaneous flow rate to the pulse output means 55 and outputs the obtained analog signal as an analog signal 71 via the barrier circuit 30.

パルス出力手段５５は、アナログ出力手段５４から入力される瞬時流量から積算流量に相当する流量パルスを生成する。また、パルス出力手段５５は、得られた流量パルスを、バリア回路３０を介して流量パルス信号７２として出力する。 The pulse output unit 55 generates a flow rate pulse corresponding to the integrated flow rate from the instantaneous flow rate input from the analog output unit 54. Further, the pulse output means 55 outputs the obtained flow rate pulse as a flow rate pulse signal 72 via the barrier circuit 30.

電源回路７０は、外部電源６０から得られる電圧を制御し、信号処理回路４０や演算回路５０に電源電圧（Ｖｃｃ）を供給する。また、電源回路７０は、演算回路５０に対し所定のタイミングでリセット信号やリセット解除信号を出力することにより、適切なタイミングで演算回路５０による流量演算処理等を行わせる。 The power supply circuit 70 controls the voltage obtained from the external power supply 60 and supplies the power supply voltage (Vcc) to the signal processing circuit 40 and the arithmetic circuit 50. Further, the power supply circuit 70 outputs a reset signal or a reset release signal to the arithmetic circuit 50 at a predetermined timing, thereby causing the arithmetic circuit 50 to perform a flow rate calculation process or the like at an appropriate timing.

上記構成になる振動式測定装置１０において、流量計測時は流量計測制御回路２０によって加振器１４が駆動され、センサチューブ１２，１３の振動特性（固有振動数）に応じた周期、振幅でセンサチューブ１２，１３の中間部分１２ｃ，１３ｃを振動させる。そして、センサチューブ１２，１３は、マニホルド１１に固定された両端を支点として円弧状の中間部分１２ｃ，１３ｃが近接、離間方向（Ｙ方向、図２参照）に振動する。 In the vibration type measuring apparatus 10 having the above-described configuration, the vibration exciter 14 is driven by the flow measurement control circuit 20 during flow measurement, and the sensor has a period and amplitude corresponding to the vibration characteristics (natural frequency) of the sensor tubes 12 and 13. The intermediate portions 12c and 13c of the tubes 12 and 13 are vibrated. Then, the sensor tubes 12 and 13 vibrate in the approaching and separating directions (Y direction, see FIG. 2) with the arc-shaped intermediate portions 12c and 13c using both ends fixed to the manifold 11 as fulcrums.

このとき、振動するセンサチューブ１２と１３に流体が流れると、その流量に応じた大きさのコリオリ力が発生する。そのため、センサチューブ１２の流入側と流出側で動作遅れが生じ、これにより流入側振動ピックアップ１５の変位検出信号と流出側振動ピックアップ１６の変位検出信号との間に時間差が生じる。ここで、この流入側変位検出信号と流出側変位検出信号との時間差は、流量に比例するため、流量計測制御回路２０は、上述した構成により当該時間差に基づいて流量を演算する。 At this time, when a fluid flows through the vibrating sensor tubes 12 and 13, a Coriolis force having a magnitude corresponding to the flow rate is generated. Therefore, an operation delay occurs between the inflow side and the outflow side of the sensor tube 12, and a time difference is generated between the displacement detection signal of the inflow side vibration pickup 15 and the displacement detection signal of the outflow side vibration pickup 16. Here, since the time difference between the inflow side displacement detection signal and the outflow side displacement detection signal is proportional to the flow rate, the flow rate measurement control circuit 20 calculates the flow rate based on the time difference with the above-described configuration.

したがって、センサチューブ１２，１３の変位が流入側振動ピックアップ１５及び流出側振動ピックアップ１６により検出されると、上記センサチューブ１２，１３の振動に伴う時間差が求まり、流量計測制御回路２０において、当該時間差が質量流量に変換される。 Therefore, when the displacement of the sensor tubes 12 and 13 is detected by the inflow-side vibration pickup 15 and the outflow-side vibration pickup 16, the time difference associated with the vibration of the sensor tubes 12 and 13 is obtained. Is converted into a mass flow rate.

ここで、流入側振動ピックアップ１５及び流出側振動ピックアップ１６により検出される変位検出信号（センサ信号）について説明する。 Here, a displacement detection signal (sensor signal) detected by the inflow side vibration pickup 15 and the outflow side vibration pickup 16 will be described.

図４Ａは流入側振動ピックアップ１５及び流出側振動ピックアップ１６により検出される通常の変位検出信号の波形図である。図４Ａに示されるように、センサチューブ１２，１３は、固有振動数で振動するように加振されているため、流量計測時に流入側振動ピックアップ１５及び流出側振動ピックアップ１６の各センサコイル１５ａ，１６ａにより検出される変位検出信号（センサ信号Ａ，Ｂ）は、ほぼ正弦波形として検出される。 FIG. 4A is a waveform diagram of normal displacement detection signals detected by the inflow side vibration pickup 15 and the outflow side vibration pickup 16. As shown in FIG. 4A, since the sensor tubes 12 and 13 are vibrated so as to vibrate at a natural frequency, the sensor coils 15a and 15a of the inflow side vibration pickup 15 and the outflow side vibration pickup 16 are measured during flow rate measurement. The displacement detection signals (sensor signals A and B) detected by 16a are detected as substantially sinusoidal waveforms.

また、流入側と流出側の各検出信号は、夫々振幅の中間点が電圧ゼロと交差（ゼロクロス）しているので、デューティ比５０％（１：１）でＤＣオフセットが無い状態を示している。すなわち、流入側と流出側の各検出信号は、夫々周期がＴ１＝Ｔ２、Ｔ３＝Ｔ４、誘導起電力の電圧分の振幅がＤ１＝Ｄ２、Ｄ３＝Ｄ４である。そして、図４Ａにおける流入側変位と流出側変位との時間差Δｔ１は、センサチューブ１２，１３を流れる流量に比例していることから、流量計測値は時間差Δｔ１に基づいて得られる。 In addition, each of the detection signals on the inflow side and the outflow side shows a state in which there is no DC offset at a duty ratio of 50% (1: 1) because the midpoint of the amplitude intersects with zero voltage (zero crossing). . That is, each of the detection signals on the inflow side and the outflow side has a period of T1 = T2 and T3 = T4, and the amplitude of the induced electromotive force voltage is D1 = D2 and D3 = D4. Since the time difference Δt1 between the inflow side displacement and the outflow side displacement in FIG. 4A is proportional to the flow rate flowing through the sensor tubes 12 and 13, the flow rate measurement value is obtained based on the time difference Δt1.

図４Ｂは流入側振動ピックアップ１５及び流出側振動ピックアップ１６により検出されるＤＣオフセットされた変位検出信号の波形図である。図４Ｂに示されるように、流入側変位を示す検出信号（センサ信号Ａ）は、振幅の中間点が誘導起電力の電圧ゼロと交差（ゼロクロス）しているので、デューティ比が５０％（１：１）である。すなわち、流入側変位を示す検出信号は、周期がＴ１＝Ｔ２、直流電圧分の振幅がＤ１＝Ｄ２である。 FIG. 4B is a waveform diagram of a displacement detection signal with DC offset detected by the inflow side vibration pickup 15 and the outflow side vibration pickup 16. As shown in FIG. 4B, the detection signal indicating the inflow side displacement (sensor signal A) has a duty ratio of 50% (1) because the midpoint of the amplitude crosses the zero voltage of the induced electromotive force (zero cross). : 1). That is, the detection signal indicating the inflow side displacement has a cycle of T1 = T2 and an amplitude corresponding to a DC voltage of D1 = D2.

しかしながら、流出側変位を示す検出信号（センサ信号Ｂ）の波形は、ゼロクロスにおいて、直流電圧分が非対称となるように推移しており、ＤＣオフセット（Ｄ１−Ｄ３）が生じている。振幅の中心が電圧ゼロと交差しておらず、ゼロクロスではない。すなわち、流出側の検出信号は、周期がＴ３＜Ｔ１＜Ｔ４、直流電圧分の振幅がＤ３＜Ｄ１＜Ｄ４であ。この場合のデューティ比は、ＤＣオフセットに応じて、例えば、３０％（３：７）〜４０％（４：６）となる。 However, the waveform of the detection signal (sensor signal B) indicating the outflow side displacement changes so that the DC voltage is asymmetric at the zero cross, and a DC offset (D1-D3) occurs. The center of amplitude does not cross the voltage zero and is not zero crossing. That is, the detection signal on the outflow side has a cycle of T3 <T1 <T4 and an amplitude corresponding to a DC voltage of D3 <D1 <D4. In this case, the duty ratio is, for example, 30% (3: 7) to 40% (4: 6) according to the DC offset.

この場合、流出側変位の立ち下がり時の時間差はΔｔ２であるのに対し、流出側変位の立ち上がり時の時間差はΔｔ３である（Δｔ２＜Δｔ１＜Δｔ３）。このように、変位検出信号の波形がＤＣオフセットを有する場合、ゼロクロスにおける振幅が流入側と流出側とで一致しないため、流出側変位の立ち下がり時の時間差と立ち上がり時の時間差が不一致となる。そのため、流量計測時の時間差を安定的に検出することができず、本来ならば時間差Δｔ１が検出されるところを時間差Δｔ２またはΔｔ３が検出されてしまい、流量計測に誤差が生じるおそれがある。 In this case, the time difference when the outflow side displacement falls is Δt2, while the time difference when the outflow side displacement rises is Δt3 (Δt2 <Δt1 <Δt3). As described above, when the waveform of the displacement detection signal has a DC offset, the amplitude at the zero cross does not match between the inflow side and the outflow side, and therefore, the time difference at the fall of the outflow side displacement does not match the time difference at the rise. Therefore, the time difference at the time of flow rate measurement cannot be detected stably, and the time difference Δt2 or Δt3 is detected where the time difference Δt1 is originally detected, which may cause an error in the flow rate measurement.

ここで、図４Ｂに示すような時間差の検出誤差を解消する制御方法について図５を参照して説明する。 Here, a control method for eliminating a time difference detection error as shown in FIG. 4B will be described with reference to FIG.

図５は流量計測制御回路２０が実行する流量計測処理１の処理手順を説明するためのフローチャートである。図５に示されるように、流量計測制御回路２０は、Ｓ１１で流入側振動ピックアップ１５及び流出側振動ピックアップ１６の各センサコイル１５ａ，１６ａにより検出される変位検出信号（センサ信号Ａ、Ｂ）を読み込む。続いて、Ｓ１２では、各センサコイル１５ａ，１６ａにより検出される変位検出信号（センサ信号Ａ，Ｂ）のうち電圧値の低い方に予め設定された任意のシフト量ｄ１又はｄ２を加算する。これにより、ＤＣオフセットが生じた変位検出信号に対する振幅が＋側にシフトして振幅の中間点が電圧ゼロ側に補正される。 FIG. 5 is a flowchart for explaining the processing procedure of the flow measurement processing 1 executed by the flow measurement control circuit 20. As shown in FIG. 5, the flow measurement control circuit 20 receives the displacement detection signals (sensor signals A and B) detected by the sensor coils 15a and 16a of the inflow-side vibration pickup 15 and the outflow-side vibration pickup 16 in S11. Read. Subsequently, in S12, an arbitrary shift amount d1 or d2 set in advance is added to the lower voltage value of the displacement detection signals (sensor signals A and B) detected by the sensor coils 15a and 16a. Thereby, the amplitude with respect to the displacement detection signal in which the DC offset has occurred is shifted to the + side, and the midpoint of the amplitude is corrected to the voltage zero side.

次のＳ１３では、流入側の変位検出信号（センサ信号Ａ）が一波長を計測したか否かをチェックする。Ｓ１３において、流入側の変位検出信号（センサ信号Ａ）が一波長を計測されたときは（ＹＥＳの場合）、Ｓ１４に進み、当該流入側の変位検出信号（センサ信号Ａ）のデューティ比ｘａを計測する。続いて、Ｓ１５では、上記デューティ比ｘａに基づいてシフト量ｄ１を演算し、当該シフト量ｄ１をメモリに記憶する。 In next S13, it is checked whether or not the displacement detection signal (sensor signal A) on the inflow side has measured one wavelength. In S13, when one wavelength of the displacement detection signal (sensor signal A) on the inflow side is measured (in the case of YES), the process proceeds to S14, and the duty ratio xa of the displacement detection signal (sensor signal A) on the inflow side is set. measure. Subsequently, in S15, the shift amount d1 is calculated based on the duty ratio xa, and the shift amount d1 is stored in the memory.

また、上記Ｓ１３において、流入側の変位検出信号（センサ信号Ａ）が一波長を計測されていないときは（ＮＯの場合）、Ｓ１４、Ｓ１５の処理を行なわずにＳ１６に進む。 In S13, when the inflow side displacement detection signal (sensor signal A) is not measured for one wavelength (in the case of NO), the process proceeds to S16 without performing the processes of S14 and S15.

Ｓ１６では、流出側の変位検出信号（センサ信号Ｂ）が一波長を計測したか否かをチェックする。Ｓ１６において、流出側の変位検出信号（センサ信号Ｂ）が一波長を計測されたときは（ＹＥＳの場合の場合）、Ｓ１７に進み、当該流出側の変位検出信号（センサ信号Ｂ）のデューティ比ｘｂを計測する。続いて、Ｓ１８では、上記デューティ比ｘｂに基づいてシフト量ｄ２を演算し、当該シフト量ｄ２をメモリに記憶する。 In S16, it is checked whether or not the outflow side displacement detection signal (sensor signal B) has measured one wavelength. In S16, when one wavelength of the displacement detection signal (sensor signal B) on the outflow side is measured (in the case of YES), the process proceeds to S17, and the duty ratio of the displacement detection signal (sensor signal B) on the outflow side Measure xb. Subsequently, in S18, the shift amount d2 is calculated based on the duty ratio xb, and the shift amount d2 is stored in the memory.

また、上記Ｓ１６において、流出側の変位検出信号（センサ信号Ｂ）が一波長を計測されていないときは（ＮＯの場合）、Ｓ１７、Ｓ１８の処理を行なわずにＳ１９に進む。 In S16, when one wavelength is not measured for the displacement detection signal (sensor signal B) on the outflow side (in the case of NO), the process proceeds to S19 without performing the processes of S17 and S18.

Ｓ１９では、流入側のデューティ比ｘａと流出側のデューティ比ｘｂとが一致するか否かをチェックする。Ｓ１９において、流入側のデューティ比ｘａと流出側のデューティ比ｘｂとが一致しないときは（ＮＯの場合）、Ｓ２０に進み、現在のシフト量ｄ１（又はｄ２）に所定値を加算または減算してシフト量ｄ１（又はｄ２）を更新する。そして、Ｓ１２に戻り、更新されたシフト量ｄ１（又はｄ２）を用いてＳ１２〜Ｓ１９の処理を繰り返す。 In S19, it is checked whether the duty ratio xa on the inflow side and the duty ratio xb on the outflow side match. In S19, if the inflow side duty ratio xa and the outflow side duty ratio xb do not match (in the case of NO), the process proceeds to S20, and a predetermined value is added to or subtracted from the current shift amount d1 (or d2). The shift amount d1 (or d2) is updated. And it returns to S12 and repeats the process of S12-S19 using the updated shift amount d1 (or d2).

また、Ｓ１９において、流入側のデューティ比ｘａと流出側のデューティ比ｘｂとが一致したときは（ＹＥＳの場合）、Ｓ２１に進む。Ｓ２１では、シフトされた流入側の変位検出信号（センサ信号Ａ）とシフトされた流出側の変位検出信号（センサ信号Ｂ）とのゼロクロス間の時間差を計測する。 In S19, when the inflow-side duty ratio xa and the outflow-side duty ratio xb match (in the case of YES), the process proceeds to S21. In S21, the time difference between the zero crosses of the shifted displacement detection signal (sensor signal A) and the shifted displacement detection signal (sensor signal B) is measured.

このように、流入側のデューティ比ｘａと流出側のデューティ比ｘｂとが一致するように各センサコイル１５ａ，１６ａにより検出される変位検出信号に任意のシフト量ｄ１（又はｄ２）を加算または減算し、流入側のデューティ比ｘａと流出側のデューティ比ｘｂとを一致させた状態で流入側の変位検出信号と流出側の変位検出信号とのゼロクロス間の時間差を計測するため、ＤＣオフセットの影響を受けずに流入側と流出側との時間差を正確に計測することができ、センサチューブ１２，１３の形状的なばらつきや流入側振動ピックアップ１５及び流出側振動ピックアップ１６の取付位置のずれ等による計測誤差を解消することができる。 In this manner, an arbitrary shift amount d1 (or d2) is added to or subtracted from the displacement detection signals detected by the sensor coils 15a and 16a so that the inflow side duty ratio xa and the outflow side duty ratio xb coincide. In order to measure the time difference between the zero crosses of the displacement detection signal on the inflow side and the displacement detection signal on the outflow side in a state where the duty ratio xa on the inflow side and the duty ratio xb on the outflow side coincide with each other, The time difference between the inflow side and the outflow side can be accurately measured without being subjected to the error, and due to variations in the shape of the sensor tubes 12, 13, the displacement of the attachment positions of the inflow side vibration pickup 15 and the outflow side vibration pickup 16, etc. Measurement errors can be eliminated.

尚、上記実施例においては、各変位検出信号のデューティ比を一致させる方法として、一方の変位検出信号のデューティ比が他方の変位検出信号のデューティ比に一致するまで一方の変位検出信号に任意のシフト量ｄ１（又はｄ２）を加算または減算することを繰り返すことにより、一の変位検出信号のデューティ比が他の変位検出信号のデューティ比に一致するようにしている。しかし、各変位検出信号のデューティ比を一致させる方法はこれに限るものではなく、例えば、予め任意のデューティ比を決定しておき、各変位検出信号のそれぞれのデューティ比が予め定められたデューティ比となるまで各変位検出信号に任意のシフト量ｄ１（又はｄ２）を加算または減算することを繰り返すことにより、各変位検出信号のデューティ比を予め決定した所定のデューティに一致させることにより、一の変位検出信号のデューティ比と他の変位検出信号のデューティ比とを一致させるようにしてもよい。更に、この目標とするデューティ比は、５０％（１：１）など特定の比に設定しなくてはならないものではなく、例えば、２０％（２：８）などの任意の比に設定してもよい。 In the above embodiment, as a method of matching the duty ratios of the respective displacement detection signals, any one of the displacement detection signals is arbitrarily set until the duty ratio of one displacement detection signal matches the duty ratio of the other displacement detection signal. By repeatedly adding or subtracting the shift amount d1 (or d2), the duty ratio of one displacement detection signal matches the duty ratio of another displacement detection signal. However, the method for matching the duty ratios of the displacement detection signals is not limited to this. For example, an arbitrary duty ratio is determined in advance, and the duty ratios of the displacement detection signals are determined in advance. By repeatedly adding or subtracting an arbitrary shift amount d1 (or d2) to each displacement detection signal until the value becomes, the duty ratio of each displacement detection signal is made to match a predetermined duty determined in advance. You may make it make the duty ratio of a displacement detection signal correspond to the duty ratio of another displacement detection signal. Furthermore, the target duty ratio must be set to a specific ratio such as 50% (1: 1), for example, set to an arbitrary ratio such as 20% (2: 8). Also good.

ここで、流量計測処理の変形例について説明する。
〔変形例１〕
図６は流量計測制御回路２０が実行する流量計測処理２の処理手順を説明するためのフローチャートである。図６において、Ｓ２１〜Ｓ２５は前述したＳ１１〜Ｓ１５と同様な処理であるので、その説明を省略する。 Here, a modified example of the flow rate measurement process will be described.
[Modification 1]
FIG. 6 is a flowchart for explaining the processing procedure of the flow rate measurement process 2 executed by the flow rate measurement control circuit 20. In FIG. 6, S21 to S25 are the same processes as S11 to S15 described above, and thus description thereof is omitted.

Ｓ２６では、Ｓ２５で演算されたシフト量ａが予め設定された異常シフト量Ｈ１（下限閾値）以下か否かをチェックする。Ｓ２６において、シフト量ａが予め設定された異常シフト量Ｈ１以下でない場合（ＮＯの場合）は、Ｓ２７に進み、当該シフト量ａが予め設定された異常シフト量Ｈ２（上限閾値）以下か否かをチェックする。 In S26, it is checked whether or not the shift amount a calculated in S25 is equal to or less than a preset abnormal shift amount H1 (lower limit threshold). In S26, when the shift amount a is not equal to or less than the preset abnormal shift amount H1 (in the case of NO), the process proceeds to S27, and whether or not the shift amount a is equal to or less than the preset abnormal shift amount H2 (upper limit threshold). Check.

Ｓ２７において、当該シフト量ａが予め設定された異常シフト量Ｈ２以下の場合（ＹＥＳの場合）は、Ｓ２８に進み、流入側振動ピックアップ１５のセンサコイル１５ａにより検出される変位検出信号（センサ信号Ａ）が軽度の異常であると判定し、当該判定結果をメモリに記憶する。 In S27, when the shift amount a is equal to or less than the preset abnormal shift amount H2 (in the case of YES), the process proceeds to S28, and the displacement detection signal (sensor signal A) detected by the sensor coil 15a of the inflow-side vibration pickup 15 is reached. ) Is a minor abnormality, and the determination result is stored in the memory.

また、Ｓ２７において、当該シフト量ａが予め設定された異常シフト量Ｈ２以上の場合（ＮＯの場合）は、Ｓ２９に進み、流入側振動ピックアップ１５のセンサコイル１５ａにより検出される変位検出信号（センサ信号Ａ）が重度の異常であると判定し、当該判定結果をメモリに記憶する。この後は、Ｓ３１の処理に進む。 In S27, if the shift amount a is equal to or larger than the preset abnormal shift amount H2 (in the case of NO), the process proceeds to S29, and a displacement detection signal (sensor) detected by the sensor coil 15a of the inflow vibration pickup 15 is detected. It is determined that the signal A) is a serious abnormality, and the determination result is stored in the memory. Thereafter, the process proceeds to S31.

また、Ｓ２６において、シフト量ａが予め設定された異常シフト量Ｈ１以下である場合（ＹＥＳの場合）、あるいはＳ２８の処理を行なった後は、Ｓ３０に進み、上記シフト量ｄ１をシフト量ａに更新する。尚、シフト量ａ＝ｄ１＋Δｄであり、Δｄは、任意の数値である。これにより、シフト量ａが設定され、シフト量の最適化が図られる。 In S26, when the shift amount a is equal to or less than the preset abnormal shift amount H1 (in the case of YES), or after performing the processing of S28, the process proceeds to S30, and the shift amount d1 is changed to the shift amount a. Update. Note that the shift amount a = d1 + Δd, and Δd is an arbitrary numerical value. Thereby, the shift amount a is set, and the shift amount is optimized.

また、Ｓ２３において、流入側の変位検出信号（センサ信号Ａ）が一波長を計測されていないときは（ＮＯの場合）、Ｓ２４〜Ｓ３０の処理を行なわずにＳ３１に進む。 In S23, when one wavelength is not measured for the displacement detection signal (sensor signal A) on the inflow side (in the case of NO), the process proceeds to S31 without performing the processes of S24 to S30.

また、Ｓ３１〜Ｓ３３の処理は、前述したＳ１６〜Ｓ１８の処理と同じなので、その説明は省略する。 Moreover, since the process of S31-S33 is the same as the process of S16-S18 mentioned above, the description is abbreviate | omitted.

Ｓ３４では、Ｓ３３で演算されたシフト量ｂが予め設定された異常シフト量Ｈ１（下限閾値）以下か否かをチェックする。Ｓ３３において、シフト量ｂが予め設定された異常シフト量Ｈ１以下でない場合（ＮＯの場合）は、Ｓ３５に進み、当該シフト量ａが予め設定された異常シフト量Ｈ２（上限閾値）以下か否かをチェックする。 In S34, it is checked whether or not the shift amount b calculated in S33 is equal to or less than a preset abnormal shift amount H1 (lower limit threshold). In S33, when the shift amount b is not equal to or less than the preset abnormal shift amount H1 (in the case of NO), the process proceeds to S35, and whether or not the shift amount a is equal to or less than the preset abnormal shift amount H2 (upper limit threshold). Check.

Ｓ３５において、当該シフト量ｂが予め設定された異常シフト量Ｈ２以下の場合（ＹＥＳの場合）は、Ｓ３６に進み、流出側振動ピックアップ１６のセンサコイル１６ａにより検出される変位検出信号（センサ信号Ｂ）が軽度の異常であると判定し、当該判定結果をメモリに記憶する。 In S35, when the shift amount b is equal to or less than the preset abnormal shift amount H2 (in the case of YES), the process proceeds to S36, and the displacement detection signal (sensor signal B) detected by the sensor coil 16a of the outflow side vibration pickup 16 is reached. ) Is a minor abnormality, and the determination result is stored in the memory.

また、Ｓ３５において、当該シフト量ｂが予め設定された異常シフト量Ｈ２以上の場合（ＮＯの場合）は、Ｓ３７に進み、流出側振動ピックアップ１６のセンサコイル１６ａにより検出される変位検出信号（センサ信号Ｂ）が重度の異常であると判定し、当該判定結果をメモリに記憶する。この後は、Ｓ３９の処理に進む。 In S35, when the shift amount b is equal to or larger than the preset abnormal shift amount H2 (in the case of NO), the process proceeds to S37, and the displacement detection signal (sensor) detected by the sensor coil 16a of the outflow side vibration pickup 16 is detected. It is determined that the signal B) is a serious abnormality, and the determination result is stored in the memory. Thereafter, the process proceeds to S39.

また、Ｓ３４において、シフト量ａが予め設定された異常シフト量Ｈ１以下である場合（ＹＥＳの場合）、あるいはＳ３６の処理を行なった後は、Ｓ３８に進み、上記シフト量ｄ２をシフト量ｂに更新する。尚、シフト量ｂ＝ｄ２＋Δｄであり、Δｄは、任意の数値である。これにより、シフト量ｂが設定され、シフト量の最適化が図られる。 In S34, when the shift amount a is equal to or less than the preset abnormal shift amount H1 (in the case of YES), or after performing the process of S36, the process proceeds to S38, and the shift amount d2 is changed to the shift amount b. Update. Note that the shift amount b = d2 + Δd, and Δd is an arbitrary numerical value. Thereby, the shift amount b is set and the shift amount is optimized.

また、Ｓ３１において、流入側の変位検出信号（センサ信号Ｂ）が一波長を計測されていないときは（ＮＯの場合）、Ｓ３２〜Ｓ３８の処理を行なわずにＳ３９に進む。 In S31, when one wavelength is not measured for the displacement detection signal (sensor signal B) on the inflow side (in the case of NO), the process proceeds to S39 without performing the processes of S32 to S38.

Ｓ３９では、流入側振動ピックアップ１５及び流出側振動ピックアップ１６が正常か否かをチェックする。Ｓ３９において、例えば、流入側振動ピックアップ１５及び流出側振動ピックアップ１６のセンサコイル１５ａ、１６ａにより検出された変位検出信号（センサ信号）が異常なしであれば、正常と判定し（ＹＥＳの場合）、Ｓ４０に進む。 In S39, it is checked whether the inflow side vibration pickup 15 and the outflow side vibration pickup 16 are normal. In S39, for example, if the displacement detection signals (sensor signals) detected by the sensor coils 15a and 16a of the inflow side vibration pickup 15 and the outflow side vibration pickup 16 are normal, it is determined to be normal (in the case of YES), Proceed to S40.

Ｓ４０では、流入側のデューティ比ｘａと流出側のデューティ比ｘｂとが一致するか否かをチェックする。Ｓ４０において、流入側のデューティ比ｘａと流出側のデューティ比ｘｂとが一致しないときは（ＮＯの場合）、Ｓ４１に進み、現在のシフト量ｄ１（又はｄ２）に所定値を加算または減算してシフト量ｄ１（又はｄ２）を更新する。そして、Ｓ２２に戻り、更新されたシフト量ｄ１（又はｄ２）を用いてＳ２２〜Ｓ４０の処理を繰り返す。 In S40, it is checked whether the duty ratio xa on the inflow side and the duty ratio xb on the outflow side match. In S40, when the inflow side duty ratio xa and the outflow side duty ratio xb do not match (in the case of NO), the process proceeds to S41, and a predetermined value is added to or subtracted from the current shift amount d1 (or d2). The shift amount d1 (or d2) is updated. And it returns to S22 and repeats the process of S22-S40 using the updated shift amount d1 (or d2).

また、Ｓ４０において、流入側のデューティ比ｘａと流出側のデューティ比ｘｂとが一致したときは（ＹＥＳの場合）、Ｓ４２に進む。Ｓ４２では、シフトされた流入側の変位検出信号（センサ信号Ａ）とシフトされた流出側の変位検出信号（センサ信号Ｂ）とのゼロクロス間の時間差を計測する。 In S40, if the inflow side duty ratio xa and the outflow side duty ratio xb match (in the case of YES), the process proceeds to S42. In S42, the time difference between the zero crosses of the shifted inflow side displacement detection signal (sensor signal A) and the shifted outflow side displacement detection signal (sensor signal B) is measured.

また、Ｓ３９において、センサコイル１５ａ、１６ａにより検出された変位検出信号（センサ信号）が軽度の異常または重度の異常であると判定された場合には、Ｓ４３に進み、アラーム信号を出力して異常があることを報知する。 In S39, if it is determined that the displacement detection signals (sensor signals) detected by the sensor coils 15a and 16a are minor abnormality or severe abnormality, the process proceeds to S43, and an alarm signal is output to cause an abnormality. Inform that there is.

続いて、Ｓ４４では、センサコイル１５ａ、１６ａにより検出された変位検出信号（センサ信号）が軽度の異常であるか否かをチェックする。Ｓ４４において、変位検出信号（センサ信号）が軽度の異常である場合（ＹＥＳの場合）は、Ｓ４２に進み、シフトされた流入側の変位検出信号（センサ信号Ａ）とシフトされた流出側の変位検出信号（センサ信号Ｂ）とのゼロクロス間の時間差を計測する。 Subsequently, in S44, it is checked whether or not the displacement detection signal (sensor signal) detected by the sensor coils 15a and 16a is a slight abnormality. In S44, when the displacement detection signal (sensor signal) is a slight abnormality (in the case of YES), the process proceeds to S42, where the shifted inflow side displacement detection signal (sensor signal A) and the shifted outflow side displacement are processed. The time difference between the zero cross and the detection signal (sensor signal B) is measured.

また、Ｓ４４において、変位検出信号（センサ信号）が重度の異常である場合（ＹＥＳの場合）は、Ｓ４２の処理を行なわずに今回の処理を終了する。 In S44, when the displacement detection signal (sensor signal) is severely abnormal (in the case of YES), the current process is terminated without performing the process of S42.

このように、流入側のデューティ比ｘａと流出側のデューティ比ｘｂとが一致するように各センサコイル１５ａ，１６ａにより検出される変位検出信号に任意のシフト量ｄ１（又はｄ２）を加算或いは減算し、流入側のデューティ比ｘａと流出側のデューティ比ｘｂとを一致させた状態で流入側の変位検出信号と流出側の変位検出信号とのゼロクロス間の時間差を計測するため、ＤＣオフセットの影響を受けずに流入側と流出側との時間差を正確に計測することができ、センサチューブ１２，１３の形状的なばらつきや流入側振動ピックアップ１５及び流出側振動ピックアップ１６の取付位置のずれ等による計測誤差を解消することができる。
〔変形例２〕
変形例２では、流量計測制御回路２０において、流入側振動ピックアップ１５及び流出側振動ピックアップ１６の各センサコイル１５ａ，１６ａにより検出される変位検出信号のデューティ比と、加振器１４に入力される加振信号のデューティ比とが一致するように、各変位検出信号のシフト量を調整するデューティ比補正手段を用いても良い。 In this way, an arbitrary shift amount d1 (or d2) is added to or subtracted from the displacement detection signals detected by the sensor coils 15a and 16a so that the inflow side duty ratio xa and the outflow side duty ratio xb coincide. In order to measure the time difference between the zero crosses of the displacement detection signal on the inflow side and the displacement detection signal on the outflow side in a state where the duty ratio xa on the inflow side and the duty ratio xb on the outflow side coincide with each other, The time difference between the inflow side and the outflow side can be accurately measured without being subjected to the error, and due to variations in the shape of the sensor tubes 12, 13, the displacement of the attachment positions of the inflow side vibration pickup 15 and the outflow side vibration pickup 16, etc. Measurement errors can be eliminated.
[Modification 2]
In the second modification, the duty ratio of the displacement detection signal detected by each of the sensor coils 15 a and 16 a of the inflow side vibration pickup 15 and the outflow side vibration pickup 16 in the flow rate measurement control circuit 20 is input to the vibrator 14. You may use the duty ratio correction | amendment means which adjusts the shift amount of each displacement detection signal so that the duty ratio of an excitation signal may correspond.

このデューティ比補正手段は、流入側振動ピックアップ１５及び流出側振動ピックアップ１６の各センサコイル１５ａ，１６ａから得られる信号のデューティ比を、ゼロクロス時の加振器１４に入力される加振信号のデューティ比と一致させるように流入側振動ピックアップ１５及び流出側振動ピックアップ１６の各センサコイル１５ａ，１６ａから得られる信号のレベルを変化させる。 This duty ratio correction means converts the duty ratio of signals obtained from the sensor coils 15a and 16a of the inflow side vibration pickup 15 and the outflow side vibration pickup 16 to the duty of the vibration signal input to the vibration exciter 14 at the time of zero crossing. The levels of signals obtained from the sensor coils 15a and 16a of the inflow side vibration pickup 15 and the outflow side vibration pickup 16 are changed so as to coincide with the ratio.

従って、変形例２においては、流入側のデューティ比ｘａまたは流出側のデューティ比ｘｂと、加振器１４への加振信号デューティ比が一致するように各センサコイル１５ａ，１６ａにより検出される変位検出信号に任意のシフト量ｄ１、ｄ２を加算し、流入側のデューティ比ｘａと流出側のデューティ比ｘｂとを一致させた状態で流入側の変位検出信号と流出側の変位検出信号とのゼロクロス間の時間差を計測するため、ＤＣオフセットの影響を受けずに流入側と流出側との時間差を正確に計測することができ、センサチューブ１２，１３の形状的なばらつきや流入側振動ピックアップ１５及び流出側振動ピックアップ１６の取付位置のずれ等による計測誤差を解消することができる。 Therefore, in the second modification, the displacement detected by each of the sensor coils 15a and 16a so that the duty ratio xa on the inflow side or the duty ratio xb on the outflow side coincides with the excitation signal duty ratio to the vibrator 14. Arbitrary shift amounts d1 and d2 are added to the detection signal, and the zero cross between the inflow side displacement detection signal and the outflow side displacement detection signal in a state where the inflow side duty ratio xa and the outflow side duty ratio xb are matched. The time difference between the inflow side and the outflow side can be accurately measured without being affected by the DC offset, the variation in the shape of the sensor tubes 12, 13 and the inflow side vibration pickup 15 and Measurement errors due to a shift in the mounting position of the outflow side vibration pickup 16 can be eliminated.

尚、上記変形例１，２においても、デューティ比ｘａ、ｘｂが予め設定された任意のデューティ比となるようにしても良いし、あるいは何れか一方のデューティ比を基準として他方のデューティ比を調整する補正方法を用いても良い。 In the first and second modifications, the duty ratios xa and xb may be set to arbitrary duty ratios set in advance, or the other duty ratio is adjusted based on one of the duty ratios. You may use the correction method to do.

尚、上記実施例では、センサチューブが逆Ｕ字状に曲げられた構成のものを例に挙げて説明したが、これに限らず、他の形状とされたセンサチューブを振動させる構成のものにも本発明が適用することができるのは勿論である。 In the above-described embodiment, the sensor tube is configured to be bent in an inverted U shape as an example. However, the configuration is not limited to this, and the sensor tube is configured to vibrate in another shape. Of course, the present invention can also be applied.

また、上記実施例では、センサチューブの流入側変位と流出側変位とを、コイルとマグネットとを組み合わせたピックアップを用いた構成について説明したが、これに限らず、これ以外の構成からなる変位検出センサを用いても良いのは勿論である。 In the above-described embodiment, the inflow side displacement and the outflow side displacement of the sensor tube have been described with respect to the configuration using a pickup that combines a coil and a magnet. Of course, a sensor may be used.

また、上記実施例では、流入側変位検出信号と流出側変位検出信号との時間差を求める場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば、時間差演算手段５１に代わりに流入側変位検出信号と流出側変位検出信号との位相差を演算する位相差演算手段を設けるようにしても良い。 In the above-described embodiment, the case where the time difference between the inflow side displacement detection signal and the outflow side displacement detection signal is obtained has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. You may make it provide the phase difference calculating means which calculates the phase difference of a detection signal and an outflow side displacement detection signal.

１０振動式測定装置
１１マニホルド
１２，１３センサチューブ
１４加振器
１４ａ励振コイル
１４ｂマグネット
１５流入側振動ピックアップ
１６流出側振動ピックアップ
１５ａ、１６ａセンサコイル
１５ｂ、１６ｂマグネット
１７温度センサ
２０流量計測制御回路
３０本質安全防爆バリア回路
４０信号処理回路
４１振幅検出・励振検出手段
４２励振手段
４３温度測定手段
４４デューティ比補正手段
５０演算回路
５１時間差演算手段
５２補正演算手段
５３流量演算手段
５４アナログ出力手段
５５パルス出力手段
６０外部電源
７０電源回路
７１アナログ信号
７２流量パルス信号 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vibration type measuring apparatus 11 Manifold 12, 13 Sensor tube 14 Exciter 14a Excitation coil 14b Magnet 15 Inflow side vibration pickup 16 Outflow side vibration pickup 15a, 16a Sensor coil 15b, 16b Magnet 17 Temperature sensor 20 Flow measurement control circuit 30 Essential Safety explosion-proof barrier circuit 40 Signal processing circuit 41 Amplitude detection / excitation detection means 42 Excitation means 43 Temperature measurement means 44 Duty ratio correction means 50 Calculation circuit 51 Time difference calculation means 52 Correction calculation means 53 Flow rate calculation means 54 Analog output means 55 Pulse output means 60 External power supply 70 Power supply circuit 71 Analog signal 72 Flow rate pulse signal

Claims

被測流体が流れるセンサチューブと、
加振信号の入力により前記センサチューブを加振する加振器と、
前記加振器による加振力を制御する励振制御手段と、
前記センサチューブの流入側の変位を検出する流入側検出器と、
前記センサチューブの流出側の変位を検出する流出側検出器と、
前記流入側検出器によって検出された流入側変位と前記流出側検出器により検出された流出側変位との差を演算する演算手段と、
を備えた振動式測定装置において、
前記流入側検出器から得られる検出信号のデューティ比と前記流出側検出器から得られる検出信号のデューティ比とが一致するようにＤＣオフセットを補正する補正手段を有し、
前記演算手段は、前記補正手段によりデューティ比を補正された信号を用いて流入側変位と流出側変位との差を演算し、
前記補正手段は、前記流入側検出器及び流出側検出器から得られる信号のデューティ比を、ゼロクロス時の前記加振器に入力される加振信号のデューティ比と一致させるように前記流入側検出器及び流出側検出器から得られる信号のレベルを変化させることを特徴とする振動式測定装置。 A sensor tube through which the fluid to be measured flows;
A vibrator for vibrating the sensor tube by inputting a vibration signal;
Excitation control means for controlling the excitation force by the vibrator;
An inflow side detector for detecting displacement on the inflow side of the sensor tube;
An outflow side detector for detecting displacement on the outflow side of the sensor tube;
A calculating means for calculating a difference between the inflow side displacement detected by the inflow side detector and the outflow side displacement detected by the outflow side detector;
In a vibration type measuring apparatus equipped with
Correction means for correcting the DC offset so that the duty ratio of the detection signal obtained from the inflow side detector matches the duty ratio of the detection signal obtained from the outflow side detector;
The calculation means calculates a difference between the inflow side displacement and the outflow side displacement using the signal whose duty ratio is corrected by the correction means ,
The correction means detects the inflow side so that the duty ratio of the signals obtained from the inflow side detector and the outflow side detector matches the duty ratio of the vibration signal input to the vibration exciter at the time of zero crossing. The vibration type measuring apparatus is characterized in that the level of the signal obtained from the detector and the outflow side detector is changed .