JPH06281485A - Vibration type measuring equipment - Google Patents
Vibration type measuring equipmentInfo
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- JPH06281485A JPH06281485A JP7037493A JP7037493A JPH06281485A JP H06281485 A JPH06281485 A JP H06281485A JP 7037493 A JP7037493 A JP 7037493A JP 7037493 A JP7037493 A JP 7037493A JP H06281485 A JPH06281485 A JP H06281485A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は振動式測定装置に係り、
特に被測流体が流れるセンサチューブからの漏れを検出
するよう構成した振動式測定装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration type measuring device,
In particular, the present invention relates to a vibration type measuring device configured to detect a leak from a sensor tube through which a fluid to be measured flows.
【０００２】[0002]
【従来の技術】被測流体の質量流量を直接計測する振動
式測定装置の一つとして振動するセンサチューブ内に流
体を流したときに生ずるコリオリの力を利用して質量流
量を計測する質量流量計がある。2. Description of the Related Art Mass flow rate for measuring the mass flow rate by utilizing Coriolis force generated when a fluid is flown into an oscillating sensor tube as one of vibration measuring devices for directly measuring the mass flow rate of a fluid to be measured. There is a total.
【０００３】この種の質量流量計においては、一対のセ
ンサチューブに流体を流し、加振器（駆動コイル）の駆
動力により一対のセンサチューブを互いに近接、離間す
る方向に振動させる構成とされている。コリオリの力は
センサチューブの振動方向に働き、かつ入口側と出口側
とで逆向きであるのでセンサチューブに捩れが生じ、こ
の捩れ角が質量流量に比例する。従って、一対のセンサ
チューブの入口側及び出口側夫々の捩れる位置に振動を
検出するピックアップ（振動センサ）を設け、両センサ
の出力検出信号の時間差を計測して上記センサチューブ
の捩れ、つまり質量流量を計測している。In this type of mass flow meter, a fluid is caused to flow through a pair of sensor tubes, and the pair of sensor tubes are vibrated in a direction in which they approach and separate from each other by the driving force of a vibrator (driving coil). There is. The Coriolis force acts in the vibration direction of the sensor tube, and since the inlet side and the outlet side are in opposite directions, the sensor tube is twisted, and this twist angle is proportional to the mass flow rate. Therefore, pickups (vibration sensors) that detect vibration are provided at the twisted positions on the inlet side and the outlet side of the pair of sensor tubes, and the time difference between the output detection signals of both sensors is measured to twist the sensor tubes, that is, the mass. Measuring the flow rate.
【０００４】又、上記構成とされた質量流量計において
は、センサチューブ、ピックアップ及び加振器等が箱状
の収納ケース内に収納されており、これらの流量計測部
分を保護する構成となっている。Further, in the mass flowmeter having the above structure, the sensor tube, the pickup, the vibration exciter, etc. are housed in a box-shaped housing case, and these flow rate measuring parts are protected. There is.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記質量流量計ではセ
ンサチューブを共振状態に振動させているので、長期間
使用するとセンサチューブのつけ根部分あるいは溶接部
分に応力が作用してセンサチューブにひび割れあるいは
ピンホールが生ずるおそれがある。その場合、センサチ
ューブ内の流体が収納ケース内に流出するとともに、収
納ケース内に流体が溜まりセンサチューブの振動が安定
しなくなる。特に自動車の燃料として使用されるＣＮＧ
（Compressed Naturel Gas）等の圧縮性天然ガスを給送
する系路に上記質量流量計を設けて流量を計測する場
合、センサチューブのひび割れあるいはピンホールから
高圧ガスが収納ケース内に噴出し、収納ケース内が昇圧
することになる。そのため、センサチューブが収納ケー
ス内に流出した高圧ガスの抵抗を受けて固有振動数が変
化してしまい、コリオリ力を正確に測定することができ
なくなる。In the above mass flowmeter, the sensor tube is vibrated in a resonance state. Therefore, when it is used for a long period of time, stress acts on the base portion or the welded portion of the sensor tube and the sensor tube is cracked or pinned. Holes may occur. In that case, the fluid in the sensor tube flows out into the storage case, and the fluid accumulates in the storage case, so that the vibration of the sensor tube becomes unstable. CNG especially used as fuel for automobiles
(Compressed Naturel Gas) When the above mass flowmeter is installed in the system that feeds compressible natural gas, when measuring the flow rate, high-pressure gas is ejected from the crack or pinhole of the sensor tube into the storage case and stored. The pressure inside the case will increase. Therefore, the sensor tube receives the resistance of the high-pressure gas that has flowed out into the storage case, and the natural frequency changes, which makes it impossible to accurately measure the Coriolis force.
【０００６】ところが、センサチューブは収納ケース内
に収納されているので外観から確認することができない
ため、従来は収納ケースに圧力センサを設けて流体の漏
れを監視していた。しかしながら、圧力センサ等の検出
器が必要になり、構成の複雑化を招くばかりか、組立工
程の手間が増え製造コストが高価になっていた。However, since the sensor tube is housed in the storage case and cannot be seen from the outside, a pressure sensor is conventionally provided in the storage case to monitor the fluid leakage. However, a detector such as a pressure sensor is required, which not only complicates the configuration but also increases the labor of the assembly process and increases the manufacturing cost.
【０００７】そこで、本発明は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, an object of the present invention is to provide a vibration type measuring device which solves the above problems.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記請求項１の発明は、
被測流体が通過するセンサチューブと、該センサチュー
ブを収納するよう密閉された収納ケースと、前記センサ
チューブに設けられた駆動コイル、磁石間の電磁力によ
り前記センサチューブを加振する加振器と、前記センサ
チューブの振動部分に設けられ、前記センサチューブの
振動による変位を検出する振動センサと、流量ゼロのと
き前記振動センサからの検出信号に基づいて前記センサ
チューブの減衰率を演算する減衰率演算手段と、該減衰
率演算手段により演算された減衰率の大きさにより前記
センサチューブから前記収納ケースへの被測流体の漏れ
の有無を判別する判別手段と、よりなることを特徴とす
る。The invention according to claim 1 is
A sensor tube through which a fluid to be measured passes, a housing case that is sealed to house the sensor tube, a drive coil provided on the sensor tube, and a vibrator that vibrates the sensor tube by an electromagnetic force between magnets. A vibration sensor that is provided in the vibrating portion of the sensor tube and that detects displacement due to vibration of the sensor tube; and a damping that calculates the damping rate of the sensor tube based on the detection signal from the vibration sensor when the flow rate is zero. A rate calculating means, and a determining means for determining whether or not the fluid to be measured leaks from the sensor tube to the storage case based on the magnitude of the attenuation rate calculated by the attenuation rate calculating means. .
【０００９】又、請求項２の発明は、前記減衰率演算手
段が、前記加振器の駆動コイルに駆動電流を所定時間供
給して前記センサチューブを振動させ、前記駆動コイル
への駆動電流を遮断後の前記センサチューブの減衰率を
演算することを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, the damping factor calculating means supplies a drive current to the drive coil of the vibrator for a predetermined time to vibrate the sensor tube, and the drive current to the drive coil is supplied. The attenuation rate of the sensor tube after the interruption is calculated.
【００１０】[0010]
【作用】振動状態のセンサチューブが減衰して停止状態
に戻る際、振動センサからの検出信号によりセンサチュ
ーブの減衰率を演算し、この減衰率に基づいてセンサチ
ューブの振動状態が正常か異常かを判別することによ
り、センサチューブから収納ケースへの漏れの有無を判
別することができる。そのため、別個にセンサを設ける
ことなく、センサチューブから収納ケースへの流体の漏
れを正確に検出することができる。[Function] When the sensor tube in the vibration state attenuates and returns to the stopped state, the attenuation rate of the sensor tube is calculated from the detection signal from the vibration sensor, and whether the vibration state of the sensor tube is normal or abnormal based on this attenuation rate. By determining, it is possible to determine whether or not there is a leak from the sensor tube to the storage case. Therefore, it is possible to accurately detect the leakage of the fluid from the sensor tube to the storage case without providing a separate sensor.
【００１１】[0011]
【実施例】図１乃至図５に本発明になる振動式測定装置
の一実施例を示す。1 to 5 show an embodiment of a vibration type measuring apparatus according to the present invention.
【００１２】両図中、振動式測定装置１は、箱状の密閉
構造とされた収納ケース（筺体）１Ａ内に被測流体が流
れる一対のセンサチューブ２，３を収納してなる。In both figures, a vibration type measuring device 1 comprises a pair of sensor tubes 2 and 3 in which a fluid to be measured flows inside a storage case (housing) 1A having a box-like closed structure.
【００１３】この振動式測定装置１は共振状態で振動す
る一対のセンサチューブ２，３に流体を流したときに生
ずるコリオリ力によるセンサチューブ２，３の変位を検
出して流量を計測するコリオリ式の流量計である。その
ため、センサチューブ２，３は収納ケース１Ａにより結
露、塵埃あるいは外力等から保護されている。This vibration type measuring device 1 is a Coriolis type device for measuring the flow rate by detecting the displacement of the sensor tubes 2 and 3 due to the Coriolis force generated when a fluid is flown through a pair of sensor tubes 2 and 3 which vibrate in a resonance state. Is a flow meter. Therefore, the sensor tubes 2 and 3 are protected from dew condensation, dust, external force, etc. by the storage case 1A.
【００１４】センサチューブ２，３は、側面図上はＵ字
状に、平面図上はＪ字状に屈曲されて、流出管４に対し
て対称に取り付けてある。The sensor tubes 2 and 3 are bent in a U shape in a side view and in a J shape in a plan view, and are attached symmetrically to the outflow pipe 4.
【００１５】５，６は加振器であり、夫々センサチュー
ブ２，３の流入側、流出側の直管部分間に介在し、夫々
センサチューブ２，３をＸ方向に振動させる。加振器
５，６は実質電磁ソレノイドと同様な構成であり、駆動
コイル５ａ，６ａと磁石５ｂ，６ｂとを組み合わせたも
のである。即ち、駆動コイル５ａ，６ａが励磁されると
駆動コイル５ａ，６ａと磁石５ｂ，６ｂとの反発力によ
りセンサチューブ２，３の流入側、流出側の直管２ａ，
２ｂ，３ａ，３ｂが離間方向に変位し、駆動コイル５
ａ，６ａが消磁されるとセンサチューブ２，３が近接方
向に復帰する。Vibrators 5 and 6 are interposed between the straight pipe portions on the inflow side and the outflow side of the sensor tubes 2 and 3, respectively, and vibrate the sensor tubes 2 and 3 in the X direction. The vibrators 5 and 6 have substantially the same structure as an electromagnetic solenoid, and are a combination of drive coils 5a and 6a and magnets 5b and 6b. That is, when the drive coils 5a and 6a are excited, the repulsive force of the drive coils 5a and 6a and the magnets 5b and 6b causes the straight tubes 2a on the inflow side and the outflow side of the sensor tubes 2 and 3,
2b, 3a, 3b are displaced in the separating direction, and the drive coil 5
When a and 6a are demagnetized, the sensor tubes 2 and 3 return to the approach direction.
【００１６】尚、加振器５と６とは夫々１８０度の位相
差で交互に励磁され、例えば一方のセンサチューブ２の
流入側、流出側の直管２ａ，２ｂが離間方向に変位した
とき、他方のセンサチューブ３の流入側、流出側の直管
３ａ，３ｂが近接方向に変位する。When the exciters 5 and 6 are alternately excited with a phase difference of 180 degrees, for example, when the straight tubes 2a and 2b on the inflow side and the outflow side of one sensor tube 2 are displaced in the separating direction. The inflow side and outflow side straight pipes 3a and 3b of the other sensor tube 3 are displaced in the proximity direction.
【００１７】８，９はピックアップであり、夫々センサ
チューブ２，３の流入側、流出側の直管２ａ，３ａ間及
び、２ｂ，３ｂ間に介在し、センサチューブ２，３のＸ
方向の振動を検出する振動センサである。ピックアップ
８，９はセンサチューブ２，３の流入側、流出側の直管
部分の相対変位（位相差）を検出し易い位置、即ち上記
加振器５，６とセンサチューブ２，３が接続されたマニ
ホールド１０との間に設けられ、且つ一方のピックアッ
プ８がセンサチューブ２，３の流入側直管２ａ，３ａ間
に介在し、他方のピックアップ９がセンサチューブ２，
３の流出側直管２ｂ，３ｂ間に介在している。Reference numerals 8 and 9 denote pickups, which are interposed between the straight tubes 2a and 3a on the inflow side and the outflow side of the sensor tubes 2 and 3 and between the straight tubes 2b and 3b, respectively.
It is a vibration sensor that detects the vibration in the direction. The pickups 8 and 9 are at positions where it is easy to detect the relative displacement (phase difference) of the straight pipe portions on the inflow side and the outflow side of the sensor tubes 2 and 3, that is, the vibrators 5 and 6 and the sensor tubes 2 and 3 are connected. The pickup 8 is provided between the sensor tube 2 and the manifold 10, and the one pickup 8 is interposed between the inflow side straight pipes 2a and 3a of the sensor tubes 2 and 3 and the other pickup 9 is the sensor tube 2 and the sensor tube 2.
It is interposed between the outflow side straight pipes 2b and 3b.
【００１８】ピックアップ８，９は上記加振器５，６と
同様センサコイル８ａ，９ａと磁石８ｂ，９ｂとが対向
するようにセンサチューブ２，３の流入側、流出側の直
管２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂに取り付けられている。即
ち、一対のセンサチューブ２，３が加振器５，６により
交互に加振されると、一方のピックアップ８はセンサチ
ューブ２，３の流入側直管２ａ，３ａ間の相対変位量を
検出し、他方のピックアップ９はセンサチューブ２，３
の流出側直管２ｂ，３ｂ間の相対変位量を検出する。The pickups 8 and 9 are the straight pipes 2a and 2b on the inflow side and the outflow side of the sensor tubes 2 and 3 so that the sensor coils 8a and 9a and the magnets 8b and 9b face each other, like the vibrators 5 and 6. , 3a, 3b. That is, when the pair of sensor tubes 2 and 3 are alternately vibrated by the vibrators 5 and 6, one pickup 8 detects the relative displacement amount between the inflow side straight pipes 2a and 3a of the sensor tubes 2 and 3. And the other pickup 9 is the sensor tube 2, 3
The relative displacement amount between the outflow side straight pipes 2b and 3b is detected.
【００１９】上流側配管（図示せず）を通って供給され
た流体は、流入管１１よりマニホールド１０に流入し、
マニホールド１０内で矢印で示すように分岐して夫々
センサチューブ２，３の流入側直管部２ａ，３ａ内を矢
印で示すように流れ、そして流出側直管２ｂ，３ｂ内
を矢印で示すように流れてマニホールド１０内で合流
されて流出管１２内に入り、流出管１２内を矢印で示
すように流れて下流側配管（図示せず）に到る。The fluid supplied through the upstream pipe (not shown) flows into the manifold 10 through the inflow pipe 11.
The manifold 10 is branched as shown by an arrow, flows in the inflow side straight pipe portions 2a, 3a of the sensor tubes 2, 3 as shown by an arrow, and flows out in the outflow side straight pipes 2b, 3b as shown by an arrow. Flow into the outflow pipe 12 and merge into the outflow pipe 12 to flow into the outflow pipe 12 as shown by an arrow to reach a downstream side pipe (not shown).
【００２０】流量計測時、上記加振器５，６により振動
しているセンサチューブ２，３内を流体が流れるときコ
リオリの力が生じ、これにより、センサチューブ２，３
の振動に位相差を生じる。又、ピックアップ８，９から
の出力に得られた計測値を温度補正するために、センサ
チューブ２，３の温度を測定する温度センサ１３がセン
サチューブ３に設けられている。At the time of measuring the flow rate, Coriolis force is generated when the fluid flows in the sensor tubes 2 and 3 vibrating by the vibrators 5 and 6, whereby the sensor tubes 2 and 3 are generated.
Causes a phase difference in the vibration of. Further, a temperature sensor 13 for measuring the temperature of the sensor tubes 2 and 3 is provided in the sensor tube 3 in order to correct the measured values obtained from the outputs of the pickups 8 and 9.
【００２１】センサチューブ２，３の振動が上記のよう
にピックアップ８，９により検出され、上記センサチュ
ーブ２，３の振動の位相差が制御装置１４により質量流
量に変換される。制御装置１４はマニホールド１０のコ
ネクタ１５から引き出されたケーブル１６を介してセン
サユニット１７（ピックアップ８，９のセンサコイル
（図示せず）、加振器５，６の駆動コイル５ａ，６ａ、
温度センサ１３よりなる）と接続されている。The vibrations of the sensor tubes 2 and 3 are detected by the pickups 8 and 9 as described above, and the phase difference of the vibrations of the sensor tubes 2 and 3 is converted into the mass flow rate by the control device 14. The control device 14 includes a sensor unit 17 (sensor coils (not shown) of the pickups 8 and 9 and drive coils 5a and 6a of the exciters 5 and 6) via a cable 16 drawn from a connector 15 of the manifold 10.
Temperature sensor 13).
【００２２】制御装置１４は、センサユニット１７と接
続された本質安全防爆バリア回路１８と、励振・時間差
検出回路１９と、ヤング率・Ｖ／Ｆ変換回路２０と、出
力回路２１と、電源回路２２と、減衰率検出回路２３
と、判別回路２４と、制御回路２５とよりなる。The control device 14 includes an intrinsically safe explosion-proof barrier circuit 18 connected to the sensor unit 17, an excitation / time difference detection circuit 19, a Young's modulus / V / F conversion circuit 20, an output circuit 21, and a power supply circuit 22. And the attenuation rate detection circuit 23
And a discrimination circuit 24 and a control circuit 25.
【００２３】本質安全防爆バリア回路１８は、センサユ
ニット１７の各センサ、即ちピックアップ８，９のセン
サコイル８ａ，９ａ、加振器５，６の駆動コイル５ａ，
６ａ、温度センサ１３の各信号を本質安全防爆化する電
圧電流制限素子（ツェナーダイオード，抵抗等よりな
る）を有する。The intrinsically safe explosion-proof barrier circuit 18 includes the sensors of the sensor unit 17, that is, the sensor coils 8a and 9a of the pickups 8 and 9, the drive coils 5a of the vibrators 5 and 6,
6a, a voltage / current limiting element (consisting of a Zener diode, a resistor, etc.) that makes each signal of the temperature sensor 13 intrinsically safe.
【００２４】励振・時間差検出回路１９は、流量計測
時、センサチューブ２，３を共振状態で振動させる励振
回路２６と、振動するセンサチューブ２，３の変位を検
出し、振動ノイズを２組のセンサチューブ２，３の組み
合わせにより相殺して信号成分としての時間差だけ取り
出す時間差検出回路２７と、さらにセンサチューブ２，
３の振動のアンバランスなど振動系の異常を検出し、励
振停止や警報出力などを行う安全回路２８と、時定数を
設定する時定数設定回路２９よりなる。この安全回路２
８は、センサチューブ２，３の過大振動や２本のセンサ
チューブ２，３の振動のアンバランスを検出し、センサ
チューブ２，３の振動の異常を励振系（励振回路２６）
とセンサチューブ２，３の振動検出系（時間差検出回路
２７）との両方から監視している。The excitation / time difference detection circuit 19 detects the displacement of the excitation circuit 26 that vibrates the sensor tubes 2 and 3 in a resonance state and the displacement of the vibrating sensor tubes 2 and 3 when measuring the flow rate, and the vibration noise of two sets is detected. A time difference detection circuit 27 that cancels out by the combination of the sensor tubes 2 and 3 and extracts only the time difference as a signal component, and further the sensor tubes 2 and 3.
3 includes a safety circuit 28 which detects an abnormality of the vibration system such as an imbalance of vibrations and stops excitation and outputs an alarm, and a time constant setting circuit 29 which sets a time constant. This safety circuit 2
Reference numeral 8 detects an excessive vibration of the sensor tubes 2 and 3 and an unbalance of vibrations of the two sensor tubes 2 and 3, and detects an abnormal vibration of the sensor tubes 2 and 3 as an excitation system (excitation circuit 26).
And the vibration detection system of the sensor tubes 2 and 3 (time difference detection circuit 27).
【００２５】ヤング率・Ｖ／Ｆ変換回路２０は、センサ
チューブ２，３に取り付けた温度センサ１３の信号を増
幅して、流体温度により変化するセンサチューブ２，３
の温度を検出し、センサチューブ２，３の温度によりヤ
ング率と連動するバネ定数（ヤング率）を補正する温度
検出回路３０と、ヤング率で補正された時間差信号（電
圧値）を周波数信号に変換するＶ／Ｆ変換回路３１と、
零点の校正（ゲイン調整）を押し釦スイッチのオンによ
り行うオートゼロアジャスト回路３２と、流れの状態や
零点のドリフトなどをＬＥＤ（発光ダイオード）により
モニタする表示回路３３とよりなる。The Young's modulus / V / F conversion circuit 20 amplifies the signal of the temperature sensor 13 attached to the sensor tubes 2 and 3 to change the sensor tubes 2 and 3 depending on the fluid temperature.
Temperature detection circuit 30 that detects the temperature of the sensor tubes 2 and 3 and corrects the spring constant (Young's modulus) interlocking with the Young's modulus according to the temperatures of the sensor tubes 2 and 3, and the time difference signal (voltage value) corrected by the Young's modulus as a frequency signal. A V / F conversion circuit 31 for converting,
It is composed of an auto-zero adjustment circuit 32 for calibrating the zero point (gain adjustment) by turning on a push button switch, and a display circuit 33 for monitoring the flow state and the drift of the zero point with an LED (light emitting diode).
【００２６】出力回路２１は、上記Ｖ／Ｆ変換回路３１
によりパルス化された時間差信号を時間差に比例した単
位質量パルス信号に変換する係数補正回路３４と、係数
補正回路３４から出力された単位質量パルス信号をある
約数の周波数に変換する分周回路３５と、分周回路３５
から出力された信号を増幅するパルス出力回路３７と、
上記Ｖ／Ｆ変換回路３１によりパルス化された時間差信
号をアナログ信号（定電圧又は定電流信号）に変換する
Ｆ／Ｖ変換回路３８と、このＦ／Ｖ変換回路３８から出
力された定電圧又は定電流信号を増幅して出力する定電
流出力回路３９とよりなる。The output circuit 21 is the V / F conversion circuit 31.
A coefficient correction circuit 34 for converting the pulsed time difference signal into a unit mass pulse signal proportional to the time difference, and a frequency divider circuit 35 for converting the unit mass pulse signal output from the coefficient correction circuit 34 into a frequency of a certain divisor. And the frequency dividing circuit 35
A pulse output circuit 37 for amplifying the signal output from
An F / V conversion circuit 38 for converting the time difference signal pulsed by the V / F conversion circuit 31 into an analog signal (constant voltage or constant current signal), and a constant voltage output from the F / V conversion circuit 38 or A constant current output circuit 39 that amplifies and outputs a constant current signal.
【００２７】通常の流量計測動作は、上記励振回路２６
から加振器５，６に一定周期のパルスが出力され、セン
サチューブ２，３が共振状態で振動する。このように、
振動しているセンサチューブ２，３内を流体が流れると
きコリオリの力が生じ、センサチューブ２，３の流入側
の直管部２ａ，３ａと流出側の直管部２ｂ，３ｂとでは
逆方向のコリオリ力が作用する。これにより、流入側の
直管部２ａ，３ａと流出側の直管部２ｂ，３ｂとで振動
に位相差を生じる。The normal flow rate measuring operation is performed by the above-mentioned excitation circuit 26.
A pulse having a constant cycle is output from the exciters 5 and 6, and the sensor tubes 2 and 3 vibrate in a resonance state. in this way,
When a fluid flows in the vibrating sensor tubes 2 and 3, Coriolis force is generated, and the inflow side straight pipe portions 2a and 3a and the outflow side straight pipe portions 2b and 3b are in opposite directions. Coriolis force of. This causes a phase difference in vibration between the straight pipe portions 2a and 3a on the inflow side and the straight pipe portions 2b and 3b on the outflow side.
【００２８】このセンサチューブ２，３の位相差は上記
ピックアップ８，９により検出され、上記時間差検出回
路２７により時間差の信号に変換され、さらに上記Ｖ／
Ｆ変換回路３１，係数補正回路３４，分周回路３５，パ
ルス出力回路３７を介して流量パルスとなる。The phase difference between the sensor tubes 2 and 3 is detected by the pickups 8 and 9, converted into a time difference signal by the time difference detection circuit 27, and further, the V /
A flow rate pulse is generated via the F conversion circuit 31, the coefficient correction circuit 34, the frequency dividing circuit 35, and the pulse output circuit 37.
【００２９】電源回路２２は、防爆性能を保証する構成
とされた電源トランス（図示せず）と、３端子レギュレ
ータ（図示せず）よりなり、上記各回路に定電圧を供給
する。The power supply circuit 22 is composed of a power supply transformer (not shown) configured to guarantee explosion-proof performance and a three-terminal regulator (not shown), and supplies a constant voltage to each of the above circuits.
【００３０】減衰率検出回路２３は、全波整流回路４０
と、ローパスフィルタ４１と、第１コンパレータ４２、
第２コンパレータ４３と、時間差検出回路４４と、減衰
率演算回路４５とよりなる。The attenuation factor detection circuit 23 is a full-wave rectification circuit 40.
, A low-pass filter 41, a first comparator 42,
It includes a second comparator 43, a time difference detection circuit 44, and an attenuation rate calculation circuit 45.
【００３１】判別回路２４は、上記減衰率演算回路４５
により演算された減衰率に基づいてセンサチューブ２，
３から収納ケース１Ａ内への流体の漏れがあるかどうか
を判別し、漏れがあると判別したときは異常出力端子４
６より漏れ検知信号を出力する。The discriminating circuit 24 is provided with the above-mentioned attenuation rate calculating circuit 45.
Based on the attenuation factor calculated by
3 determines whether or not there is a fluid leak from the storage case 1A into the storage case 1A.
A leak detection signal is output from 6.
【００３２】制御回路２５は、後述するようにチェック
スイッチ釦４７がオンに操作されると、上記時間差検出
回路４４、減衰率演算回路４５、判別回路２４に指令信
号を出力し、減衰率の演算及び漏れ判別処理を実行させ
る。When the check switch button 47 is turned on as will be described later, the control circuit 25 outputs a command signal to the time difference detection circuit 44, the attenuation rate calculation circuit 45, and the determination circuit 24 to calculate the attenuation rate. Also, the leak determination process is executed.
【００３３】ここで、本発明の要部を構成する上記減衰
率検出回路２３及び判別回路２４の動作につき説明す
る。Now, the operations of the attenuation rate detection circuit 23 and the discrimination circuit 24, which constitute the main part of the present invention, will be described.
【００３４】上記構成になる振動式測定装置１では、流
量計測前の流量ゼロの状態のとき、チェックスイッチ釦
４７がオン（あるいは電源スイッチがオン）に操作され
ると、図６に示すような一定周期（センサチューブ２，
３を共振状態で振動させる周波数、例えば１８０Hz）の
励振パルスが一定時間（本実施例では１秒間）だけ、加
振器５，６の駆動コイル５ａ，６ａに出力される。In the vibration type measuring device 1 having the above-mentioned configuration, when the check switch button 47 is turned on (or the power switch is turned on) in the state where the flow rate is zero before the flow rate measurement, as shown in FIG. Fixed cycle (sensor tube 2,
An excitation pulse having a frequency for causing 3 to vibrate in a resonance state, for example, 180 Hz is output to the drive coils 5a and 6a of the exciters 5 and 6 for a fixed time (1 second in this embodiment).
【００３５】これにより、センサチューブ２，３は上記
励振パルスにより１秒間だけ加振されると、ピックアッ
プ８，９の出力波形が図７（Ａ）（Ｂ）に示す波形とな
るように振動する。つまり、図６に示す励振パルスが出
力されている間はセンサチューブ２，３の振動が増幅さ
れ、励振パルスがなくなるとセンサチューブ２，３の振
動は徐々に減衰し、やがて停止状態になる。As a result, when the sensor tubes 2 and 3 are vibrated for 1 second by the excitation pulse, the output waveforms of the pickups 8 and 9 vibrate so as to have the waveforms shown in FIGS. 7 (A) and 7 (B). . That is, while the excitation pulse shown in FIG. 6 is being output, the vibration of the sensor tubes 2 and 3 is amplified, and when the excitation pulse disappears, the vibration of the sensor tubes 2 and 3 is gradually attenuated, and eventually becomes a stopped state.
【００３６】例えばセンサチューブ２，３が正常に振動
している場合は、ピックアップ８，９の出力波形が図７
（Ａ）に示すように最大±０．３Ｖの振幅となり、励振
パルスにより１秒間だけ加振されたセンサチューブ２，
３は時間Ｔａの間に徐々に減衰し、励振パルスの供給が
遮断されてから時間Ｔａが経過したとき０Ｖになる。し
かし、センサチューブ２，３にひび割れなどが発生して
いる場合は、センサチューブ２，３自体の固有振動数が
変化しているので、同一の励振パルスが駆動コイル５
ａ，６ａが印加されても、図７（Ｂ）に示すように±
０．３Ｖ以下の振幅の小さい波形となる。従って、セン
サチューブ２，３は同じ条件で加振されても振幅が小さ
く、且つセンサチューブ２，３は正常なときよりも短い
時間Ｔｂ（Ｔａ＞Ｔｂ）で減衰する。For example, when the sensor tubes 2 and 3 are vibrating normally, the output waveforms of the pickups 8 and 9 are as shown in FIG.
As shown in (A), the maximum amplitude is ± 0.3V, and the sensor tube is vibrated for 1 second by the excitation pulse.
3 gradually attenuates during the time Ta, and becomes 0 V when the time Ta elapses after the supply of the excitation pulse is cut off. However, when the sensor tubes 2 and 3 are cracked or the like, since the natural frequencies of the sensor tubes 2 and 3 themselves are changing, the same excitation pulse is applied to the drive coil 5
Even if a and 6a are applied, as shown in FIG.
The waveform has a small amplitude of 0.3 V or less. Therefore, even if the sensor tubes 2 and 3 are vibrated under the same condition, the amplitude is small, and the sensor tubes 2 and 3 are attenuated in a time period Tb (Ta> Tb) shorter than that under normal conditions.
【００３７】従って、減衰率検出回路２３は後述するよ
うに上記センサチューブ２，３の減衰率を演算して数値
化し、その結果に応じて判別回路２４はセンサチューブ
２，３の異常の有無、即ち被測流体の漏れが発生してい
るかどうかを判別する。Therefore, the attenuation rate detection circuit 23 calculates the attenuation rates of the sensor tubes 2 and 3 and digitizes them as described later, and the determination circuit 24 determines whether or not the sensor tubes 2 and 3 are abnormal according to the result. That is, it is determined whether or not the fluid to be measured has leaked.
【００３８】尚、センサチューブ２，３より収納ケース
１Ａ内に流体が漏れている場合、ケース１Ａ内の圧力が
大気圧でなく流体圧に近い高圧となっている。そのた
め、センサチューブ２，３が振動する際収納ケース１Ａ
内に流体が抵抗となってセンサチューブ２，３の振動が
制限される。従って、センサチューブ２，３の振動が収
納ケース１Ａ内の圧力により抑制されるため、図７
（Ｂ）に示すような波形となる。When the fluid leaks from the sensor tubes 2 and 3 into the storage case 1A, the pressure in the case 1A is not atmospheric pressure but high pressure close to the fluid pressure. Therefore, when the sensor tubes 2 and 3 vibrate, the storage case 1A
The fluid acts as a resistance inside and limits the vibration of the sensor tubes 2 and 3. Therefore, the vibrations of the sensor tubes 2 and 3 are suppressed by the pressure inside the storage case 1A, and therefore, as shown in FIG.
The waveform is as shown in (B).
【００３９】上記励振パルスによりセンサチューブ２，
３が１秒間だけ加振されたときのピックアップ８，９の
出力は、減衰率検出回路２３の全波整流回路４０に入力
されて負の信号が正に反転される。さらに、全波整流回
路４０から出力流された信号はローパスフィルタ４１に
入力されて図８（Ａ）（Ｂ）に示すような波形になる。The above-mentioned excitation pulse causes the sensor tube 2,
The outputs of the pickups 8 and 9 when 3 is vibrated for only 1 second are input to the full-wave rectification circuit 40 of the attenuation rate detection circuit 23, and the negative signal is inverted into positive. Further, the signal output from the full-wave rectifier circuit 40 is input to the low-pass filter 41 and has a waveform as shown in FIGS.
【００４０】又、時間差検出回路４４は、第１コンパレ
ータ４２の基準電圧Ｖａと、第２コンパレータ４３の基
準電圧Ｖｂとにより、図８（Ａ）（Ｂ）に示す波形が基
準電圧Ｖａ，Ｖｂとなる時間Ｔ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 ，Ｔ4 を
検出し、基準電圧ＶａからＶｂに変化するまでの時間差
Ｔan＝Ｔ2 −Ｔ1 ，Ｔbn＝Ｔ4 −Ｔ3 を演算する。さら
に、次段の減衰率検出回路２３では、上記時間差検出回
路４４から出力された時間差Ｔan，Ｔbnに係数Ｖｎ（＝
Ｖａ−Ｖｂ）を乗算して図７（Ａ）（Ｂ）に示す波形の
減衰率Ｔan／Ｖｎ及びＴbn／Ｖｎを算出する。The time difference detection circuit 44 uses the reference voltage Va of the first comparator 42 and the reference voltage Vb of the second comparator 43 so that the waveforms shown in FIGS. 8A and 8B are the reference voltages Va and Vb. Then, the times T 1 , T 2 , T 3 , and T 4 are detected, and the time differences Tan = T 2 −T 1 and Tbn = T 4 −T 3 until the reference voltage Va changes to Vb are calculated. Further, in the attenuation rate detection circuit 23 at the next stage, the time difference Tan, Tbn output from the time difference detection circuit 44 has a coefficient Vn (=
Va-Vb) is multiplied to calculate the attenuation rates Tan / Vn and Tbn / Vn of the waveforms shown in FIGS.
【００４１】そして、次段の判別回路２４では、予め内
部に設定されている基準減衰率と上記減衰率検出回路２
３により求められた減衰率Ｔan／Ｖｎ及びＴbn／Ｖｎと
を比較し、センサチューブ２，３が正常な振動状態か、
あるいは異常な振動状態なのかを判別を行う。即ち、図
８（Ａ）に示す波形のようにセンサチューブ２，３の減
衰率Ｔan／Ｖｎが基準減衰率の許容範囲内にあるときは
センサチューブ２，３が正常に振動しているものと判断
する。しかし、図８（Ｂ）に示す波形のように、センサ
チューブ２，３の減衰率Ｔbn／Ｖｎが基準減衰率の許容
範囲内にないときはセンサチューブ２，３が異常であ
り、ひび割れあるいはピンホール等が発生し被測流体が
収納ケース１Ａ内に漏れているものと判断する。Then, in the discrimination circuit 24 of the next stage, the reference attenuation rate set in advance and the attenuation rate detection circuit 2 are set.
By comparing the damping ratios Tan / Vn and Tbn / Vn obtained by No. 3, whether the sensor tubes 2 and 3 are in a normal vibration state,
Alternatively, it is determined whether the vibration state is abnormal. That is, when the attenuation rate Tan / Vn of the sensor tubes 2 and 3 is within the allowable range of the reference attenuation rate as shown in the waveform of FIG. 8A, it is assumed that the sensor tubes 2 and 3 are normally vibrating. to decide. However, as shown in the waveform in FIG. 8B, when the attenuation rate Tbn / Vn of the sensor tubes 2 and 3 is not within the allowable range of the reference attenuation rate, the sensor tubes 2 and 3 are abnormal and are cracked or pinned. It is determined that holes or the like are generated and the fluid to be measured is leaking into the storage case 1A.
【００４２】判別回路２４が上記減衰率に基づいてセン
サチューブ２，３の振動が異常であると判断したとき
は、異常出力端子４６より漏れ検知信号を出力する。そ
して、この漏れ検知信号が出力されたときは、アラーム
発生あるいはセンサチューブ２，３の異常、漏れ発生等
のメッセージを表示する。When the determination circuit 24 determines that the vibration of the sensor tubes 2 and 3 is abnormal based on the above-mentioned attenuation rate, a leakage detection signal is output from the abnormality output terminal 46. Then, when this leak detection signal is output, a message indicating that an alarm has occurred or that the sensor tubes 2 and 3 are abnormal or that a leak has occurred is displayed.
【００４３】このように、上記ピックアップ８，９から
の出力がある基準電圧Ｖａ，からある基準電圧Ｖｂに変
化するまでの時間差を検出して一定時間（本実施例では
１秒間）加振されたセンサチューブ２，３が減衰して停
止状態になるまでの減衰率を求めてセンサチューブ２，
３の振動が正常か異常かを判別することができるので、
例えば収納ケース１Ａに圧力センサ等を設けなくても、
センサチューブ２，３にひび割れあるいはピンホールが
発生しているかどうか、即ち流体の漏れの有無を検出す
ることができる。As described above, the time difference from the output of the pickups 8 and 9 to a certain reference voltage Va from a certain reference voltage Va is detected, and vibration is applied for a certain time (1 second in this embodiment). The sensor tubes 2 and 3 are attenuated to determine the damping rate until the sensor tubes 2 and 3 are stopped.
Since it is possible to determine whether the vibration of 3 is normal or abnormal,
For example, without providing a pressure sensor or the like in the storage case 1A,
It is possible to detect whether or not the sensor tubes 2 and 3 are cracked or pinholes, that is, whether or not there is a fluid leak.
【００４４】尚、上記実施例では、質量流量計を例に挙
げて説明したが、これに限らず、例えば振動式の密度計
にも適用できるのは勿論である。In the above embodiment, the mass flowmeter has been described as an example, but the present invention is not limited to this and can be applied to, for example, a vibration type density meter.
【００４５】又、上記実施例では、Ｊ字状に曲げられた
センサチューブを有する振動式測定装置を例に挙げて説
明したが、本発明はこれ以外の形状とされたセンサチュ
ーブを有する振動式測定装置にも適用することができ
る。例えば、一対のセンサチューブが逆Ｕ字状に形成さ
れ、１個の加振器で一対のセンサチューブを加振して流
入側、流出側のピックアップにより位相差を測定する構
成の装置にも適用することができる。Further, in the above-mentioned embodiment, the vibration type measuring device having the sensor tube bent in a J shape has been described as an example, but the present invention is a vibration type measuring device having a sensor tube having a shape other than this. It can also be applied to a measuring device. For example, it is also applied to a device in which a pair of sensor tubes are formed in an inverted U shape, and a pair of sensor tubes are vibrated by one exciter to measure the phase difference by the inflow side and outflow side pickups. can do.
【００４６】[0046]
【発明の効果】上述の如く、本発明になる振動式測定装
置は、振動状態のセンサチューブが減衰して停止状態に
戻る際、振動センサからの検出信号によりセンサチュー
ブの減衰率を演算し、この減衰率に基づいてセンサチュ
ーブの振動状態が正常か異常かを判別することにより、
センサチューブ２，３にひび割れあるいはピンホールが
発生しているかどうか、即ちセンサチューブから収納ケ
ースへの漏れの有無を判別することができる。そのた
め、別個にセンサを設けることなく、センサチューブか
ら収納ケースへの流体の漏れを正確に検出することがで
きるとともに、安全性が高められ且つ流量計測精度を維
持することができる等の特長を有する。As described above, the vibration measuring device according to the present invention calculates the damping rate of the sensor tube by the detection signal from the vibration sensor when the sensor tube in the vibrating state is damped and returns to the stopped state. By determining whether the vibration state of the sensor tube is normal or abnormal based on this damping rate,
It is possible to determine whether or not the sensor tubes 2 and 3 are cracked or have pinholes, that is, whether or not there is a leak from the sensor tube to the storage case. Therefore, it is possible to accurately detect the leakage of the fluid from the sensor tube to the storage case without providing a separate sensor, and it is possible to improve the safety and maintain the flow rate measurement accuracy. .
【図１】本発明になる振動式測定装置の一実施例の斜視
図である。FIG. 1 is a perspective view of an embodiment of a vibration measuring device according to the present invention.
【図２】振動式測定装置を底面側から見た横断面図であ
る。FIG. 2 is a cross-sectional view of the vibration measuring device as viewed from the bottom side.
【図３】振動式測定装置の一部断面とした正面図であ
る。FIG. 3 is a front view showing a partial cross section of a vibration measuring device.
【図４】図３中Ｖ−Ｖ線に沿う縦断面図である。FIG. 4 is a vertical cross-sectional view taken along the line VV in FIG.
【図５】制御回路のブロック図である。FIG. 5 is a block diagram of a control circuit.
【図６】励振パルスの波形図である。FIG. 6 is a waveform diagram of an excitation pulse.
【図７】センサチューブの振動が減衰する状態を示す波
形図である。FIG. 7 is a waveform diagram showing a state in which the vibration of the sensor tube is attenuated.
【図８】図７に示す波形が全波整流回路、ローパスフィ
ルタにより波形整形された状態を示す波形図ある。8 is a waveform diagram showing a state where the waveform shown in FIG. 7 is shaped by a full-wave rectifier circuit and a low-pass filter.
１ 振動式測定装置 ２，３ センサチューブ ５，６ 加振器 ５ａ，６ａ 駆動コイル ７ 駆動回路 ８，９ ピックアップ ８ａ，９ａ センサコイル １４ 制御装置 １７ センサユニット １９ 励振・時間差検出回路 ２０ ヤング率・Ｖ／Ｆ変換回路 ２１ 出力回路 ２３ 減衰率検出回路 ２４ 判別回路 ２５ 制御回路 ４０ 全波整流回路 ４１ ローパスフィルタ ４２ 第１コンパレータ ４３ 第２コンパレータ ４４ 時間差検出回路 ４５ 減衰率演算回路 1 Vibration type measuring device 2,3 Sensor tube 5,6 Exciter 5a, 6a Drive coil 7 Drive circuit 8,9 Pickup 8a, 9a Sensor coil 14 Control device 17 Sensor unit 19 Excitation / Time difference detection circuit 20 Young's modulus / V / F conversion circuit 21 Output circuit 23 Attenuation rate detection circuit 24 Discrimination circuit 25 Control circuit 40 Full-wave rectifier circuit 41 Low-pass filter 42 First comparator 43 Second comparator 44 Time difference detection circuit 45 Attenuation rate calculation circuit
Claims (2)
と、 前記センサチューブに設けられた駆動コイル、磁石間の
電磁力により前記センサチューブを加振する加振器と、 前記センサチューブの振動部分に設けられ、前記センサ
チューブの振動による変位を検出する振動センサと、 流量ゼロの状態で前記振動センサからの検出信号に基づ
いて前記センサチューブの減衰率を演算する減衰率演算
手段と、 該減衰率演算手段により演算された減衰率の大きさによ
り前記センサチューブから前記収納ケースへの被測流体
の漏れの有無を判別する判別手段と、 よりなることを特徴とする振動式測定装置。1. A sensor tube through which a fluid to be measured passes, a housing case sealed to house the sensor tube, a drive coil provided on the sensor tube, and the sensor tube being applied by an electromagnetic force between magnets. A vibration exciter that vibrates, a vibration sensor that is provided in a vibrating portion of the sensor tube and that detects displacement due to vibration of the sensor tube, and An attenuation rate calculation means for calculating the attenuation rate, and a determination means for determining the presence or absence of leakage of the fluid to be measured from the sensor tube to the storage case based on the magnitude of the attenuation rate calculated by the attenuation rate calculation means, A vibration measuring device characterized in that
動コイルに駆動電流を所定時間供給して前記センサチュ
ーブを振動させ、前記駆動コイルへの駆動電流を遮断後
の前記センサチューブの減衰率を演算することを特徴と
する請求項１の振動式測定装置。2. The damping rate calculation means supplies a drive current to a drive coil of the vibrator for a predetermined time to vibrate the sensor tube, and the drive current to the drive coil is cut off, so that The vibration measuring device according to claim 1, wherein an attenuation factor is calculated.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7037493A JPH06281485A (en) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | Vibration type measuring equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7037493A JPH06281485A (en) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | Vibration type measuring equipment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06281485A true JPH06281485A (en) | 1994-10-07 |
Family
ID=13429610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7037493A Pending JPH06281485A (en) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | Vibration type measuring equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06281485A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007078681A (en) * | 2005-09-14 | 2007-03-29 | Krohne Ag | Test method of mass flowmeter |
| JP2011237353A (en) * | 2010-05-13 | 2011-11-24 | Yokogawa Electric Corp | Coriolis flowmeter |
| JP2019007810A (en) * | 2017-06-23 | 2019-01-17 | 浜松ホトニクス株式会社 | Radiation detector |
| CN111226575A (en) * | 2018-11-28 | 2020-06-05 | 株式会社久保田 | Harvester and flow calculation method |
-
1993
- 1993-03-29 JP JP7037493A patent/JPH06281485A/en active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN110770605B (en) * | 2017-06-23 | 2023-11-07 | 浜松光子学株式会社 | Radiation detection device |
| CN111226575A (en) * | 2018-11-28 | 2020-06-05 | 株式会社久保田 | Harvester and flow calculation method |
| CN111226575B (en) * | 2018-11-28 | 2023-09-12 | 株式会社久保田 | Harvester and flow calculation method |
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