JPH0829220A - Mass flowmeter - Google Patents
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- JPH0829220A JPH0829220A JP16373094A JP16373094A JPH0829220A JP H0829220 A JPH0829220 A JP H0829220A JP 16373094 A JP16373094 A JP 16373094A JP 16373094 A JP16373094 A JP 16373094A JP H0829220 A JPH0829220 A JP H0829220A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は質量流量計に関し、詳し
くは、センサの感度低下の検出に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mass flow meter, and more particularly to detection of sensor desensitization.
【０００２】[0002]
【従来の技術】質量流量とは、単位時間に流れる流体の
移動量を質量で表したものであり、単位としてはｋｇ／
ｈ，ｇ／ｍｉｎ，ｇ／ｓなどが使用される。ところで、
このような質量流量を測定する流量計の一種に、例えば
特願昭６０−２８５２８７号（特開昭６２−１４４０２
８号）に開示されているように、測定流体の流れに対応
したカルマン渦により発生する交番信号を利用したもの
がある。2. Description of the Related Art A mass flow rate is a mass of a moving amount of a fluid flowing in a unit time, and the unit is kg /
h, g / min, g / s, etc. are used. by the way,
As a kind of flow meter for measuring such a mass flow rate, for example, Japanese Patent Application No. 60-285287 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-14402).
As disclosed in (No. 8), there is one utilizing an alternating signal generated by a Karman vortex corresponding to the flow of the measurement fluid.
【０００３】図５はこのようなカルマン渦を用いた従来
の質量流量計の渦検出部の一例を示す概略断面図であ
る。図において、１０は流体が流れる管路、１１は管路
１０に直角に設けられた円筒状のノズルである。１２は
ノズル１１とは間隔をもって管路１０に直角に挿入され
た台形断面をもつ柱状の渦発生体であり、その一端はネ
ジ１３により管路１０に支持され、他端はフランジ部１
４として形成されていてネジあるいは溶接によりノズル
１１に固定されている。１５は渦発生体１２のフランジ
部１４側に設けられた凹部である。この凹部１５の中に
は、その底部から順に、金属製の台座１６，圧電素子１
７，電極板１８，絶縁板１９，電極板２０および圧電素
子２１が積層するように挿入配列され、金属製の押圧棒
２２で押圧固定されている。そして、電極板１８からは
リード線２３が端子Ａに引き出され、電極板２０からは
リード線２４が端子Ｂに引き出されている。FIG. 5 is a schematic sectional view showing an example of a vortex detector of a conventional mass flow meter using such Karman vortex. In the figure, 10 is a pipe through which a fluid flows, and 11 is a cylindrical nozzle provided at a right angle to the pipe 10. Reference numeral 12 denotes a column-shaped vortex generator having a trapezoidal cross section, which is inserted at a right angle into the pipe line 10 at a distance from the nozzle 11, one end of which is supported by the pipe line 10 and the other end of which is the flange portion 1.
4 and is fixed to the nozzle 11 by screws or welding. Reference numeral 15 denotes a concave portion provided on the flange portion 14 side of the vortex generator 12. Inside the concave portion 15, a metal base 16 and a piezoelectric element 1 are arranged in this order from the bottom.
7, the electrode plate 18, the insulating plate 19, the electrode plate 20, and the piezoelectric element 21 are inserted and arranged so as to be stacked, and are pressed and fixed by a metal pressing rod 22. A lead wire 23 is drawn from the electrode plate 18 to the terminal A, and a lead wire 24 is drawn from the electrode plate 20 to the terminal B.
【０００４】圧電素子１７，２１は各圧電素子１７，２
１の紙面に向かって左側と右側とがそれぞれ逆方向に分
極されており、同じ方向の応力に対して上下の電極に互
いに逆極性の電荷を発生する。圧電素子１７に発生した
電荷は電極板１８と接続された端子Ａと台座１６を介し
て接続された管路１０との間に得られ、圧電素子２１に
発生した電荷は電極板２０と接続された端子Ｂと押圧棒
２０と接続された管路１０との間に得られる。The piezoelectric elements 17 and 21 are the piezoelectric elements 17 and 2, respectively.
The left side and the right side of FIG. 1 are polarized in opposite directions, and charges of opposite polarities are generated in the upper and lower electrodes with respect to stress in the same direction. The charge generated in the piezoelectric element 17 is obtained between the terminal A connected to the electrode plate 18 and the conduit 10 connected via the pedestal 16, and the charge generated in the piezoelectric element 21 is connected to the electrode plate 20. Between the terminal B and the conduit 10 connected to the pressing rod 20.
【０００５】この２個の電極板１８，２０に発生した電
荷は、図６に示すように電荷増幅器２５，２６に入力さ
れる。電荷増幅器２５の出力は固定抵抗器を介して加算
回路２８に加えられて電荷増幅器２６の出力は可変抵抗
器２７を介して加算回路２８に加えられ、これらは加算
されて渦信号として出力される。これら電荷増幅器２
５，２６および加算回路２８によりチャージコンバータ
２９を構成している。The charges generated in the two electrode plates 18 and 20 are input to the charge amplifiers 25 and 26 as shown in FIG. The output of the charge amplifier 25 is added to the adding circuit 28 via the fixed resistor, and the output of the charge amplifier 26 is added to the adding circuit 28 via the variable resistor 27, and these are added and output as a vortex signal. . These charge amplifiers 2
5, 26 and the addition circuit 28 constitute a charge converter 29.
【０００６】次に、このように構成された渦検出部でノ
イズを除去した渦信号が得られる作用について図７を用
いて説明する。流体が管路１０の中に流れると、渦発生
体１２に矢印Ｆで示した方向にカルマン渦による振動が
発生する。この振動により、渦発生体１２には図７
（ａ）に示すような応力分布とこの逆の応力分布の繰り
返しが生じ、各圧電素子１７，２１には図７（ａ）に示
す渦周波数を持つ信号応力に対応した電荷＋Ｑ，−Ｑの
繰り返しが生じる。なお、図６では、説明の便宜のため
に電極板１８あるいは２１を紙面に対して左右２つに分
割し、さらに上下の一方の電極は台座１６あるいは押圧
棒２２に相当するものとしている。Next, the operation of obtaining a vortex signal from which noise has been removed by the vortex detector thus constructed will be described with reference to FIG. When the fluid flows into the conduit 10, vibrations due to the Karman vortex are generated in the vortex generator 12 in the direction indicated by the arrow F. As a result of this vibration, the vortex generator 12 has a
The stress distribution as shown in FIG. 7A and the reverse stress distribution are repeated, and the charges + Q and −Q corresponding to the signal stress having the vortex frequency shown in FIG. Repeats occur. In FIG. 6, for convenience of explanation, the electrode plate 18 or 21 is divided into two parts on the left and right with respect to the paper surface, and one of the upper and lower electrodes corresponds to the pedestal 16 or the pressing rod 22.
【０００７】一方、管路１０にはノイズとなる管路振動
も生じる。この管路振動は、流体の流れと同じ方向の
抗力方向、流体の流れとは直角方向の揚力方向、渦
発生体の長手方向、の３方向成分に分けられる。このう
ち、の抗力方向の振動に対する応力分布は図７（ｂ）
に示すようになり、１個の電極内で正負の電荷は打ち消
されてノイズ電荷は発生しない。また、の長手方向の
振動に対しては図７（ｃ）に示すように電極内で打ち消
されて抗力方向と同様にノイズ電荷は発生しない。On the other hand, in the pipeline 10, pipeline vibration that causes noise is also generated. This pipeline vibration is divided into three directions: a drag force direction that is the same as the fluid flow direction, a lift force direction that is perpendicular to the fluid flow direction, and the longitudinal direction of the vortex generator. Of these, the stress distribution for vibration in the drag direction is shown in FIG.
The positive and negative charges are canceled out within one electrode, and no noise charge is generated. Further, with respect to the vibration in the longitudinal direction, as shown in FIG. 7 (c), it is canceled in the electrode and no noise charge is generated as in the drag direction.
【０００８】しかし、の揚力方向の振動は信号応力と
同一の応力分布となり、ノイズ電荷が生じる。そこで、
このノイズ電荷を消去するために以下の演算を実行す
る。圧電素子１７，２１の各電荷をＱ1，Ｑ2、信号成分
をＳ1，Ｓ2、揚力方向のノイズ成分をＮ1，Ｎ2とし、圧
電素子１７，２１の分極を逆とすると、Ｑ1，Ｑ2は次式
で示される。However, the vibration in the lift direction has the same stress distribution as the signal stress, and noise charge is generated. Therefore,
The following calculation is executed to eliminate this noise charge. If the electric charges of the piezoelectric elements 17 and 21 are Q 1 and Q 2 , the signal components are S 1 and S 2 , the noise components in the lift direction are N 1 and N 2, and the polarization of the piezoelectric elements 17 and 21 is the opposite, 1 and Q 2 are expressed by the following equations.
【０００９】Ｑ1＝Ｓ1＋Ｎ1 −Ｑ2＝−Ｓ2−Ｎ2 ただし、Ｓ1とＳ2、Ｎ1とＮ2のベクトル方向は同じであ
る。ここで、圧電素子１７，２１の信号成分とノイズ成
分の関係は図７（ｄ），（ｅ）（これらは揚力方向のノ
イズと信号に対する渦発生体の曲げモーメントの関係を
示す）に示すようになっているので、図６に示すように
圧電素子１７側の電荷増幅器２５の出力を加算回路２８
で加算する際に可変抵抗器２７とともにＮ1／Ｎ2倍して
圧電素子２１側の電荷増幅器２６の出力と加算すると、 Ｑ1−Ｑ2（Ｎ1／Ｎ2）＝Ｓ1−Ｓ2（Ｎ1／Ｎ2） となって、管路ノイズが除去されて測定流量に比例した
渦信号を得ることができる。Q 1 = S 1 + N 1 -Q 2 = -S 2 -N 2 However, the vector directions of S 1 and S 2 and N 1 and N 2 are the same. Here, the relationship between the signal component and the noise component of the piezoelectric elements 17 and 21 is shown in FIGS. 7D and 7E (these show the relationship between the noise in the lift direction and the bending moment of the vortex generator with respect to the signal). Therefore, the output of the charge amplifier 25 on the piezoelectric element 17 side is added to the adding circuit 28 as shown in FIG.
When adding with the variable resistor 27 and multiplying by N 1 / N 2 and the output of the charge amplifier 26 on the piezoelectric element 21 side, Q 1 −Q 2 (N 1 / N 2 ) = S 1 −S 2 (N 1 / N 2 ), the line noise is removed, and a vortex signal proportional to the measured flow rate can be obtained.
【００１０】次に、このように管路ノイズが除去された
渦信号を用いて流体の質量流量を演算する変換回路につ
いて、図８を用いて説明する。圧電素子１７，２１に発
生した交番電荷を電荷増幅器２５，２６で交流電圧
ｅ 1，ｅ2に変換する。交流電圧ｅ2は可変抵抗器２７を
介して交流電圧ｅ1と加算回路２８で加算され、その出
力端子に渦信号ｅ3として出力される。Next, the pipe line noise was removed in this way.
A conversion circuit that calculates the mass flow rate of a fluid using eddy signals.
The description will be made with reference to FIG. Emitted to piezoelectric elements 17 and 21
The alternating charge generated is converted into an alternating voltage by the charge amplifiers 25 and 26.
e 1, E2Convert to. AC voltage e2Is the variable resistor 27
AC voltage through1Is added in the addition circuit 28 and the result is output.
Vortex signal e on force terminal3Is output as.
【００１１】渦信号ｅ3は増幅回路３０で増幅されてそ
の出力端子に渦信号ｅ4として出力される。この渦信号
ｅ4は検波回路３１で検波され、さらに整流回路３２で
整流されてその出力端子に渦信号ｅ4の振幅に比例した
渦信号ｅ5として出力される。渦信号ｅ5は、流体の密度
をρ、流体の流速をＶ、比例定数をＫ1とすると、次式
で示される。The vortex signal e 3 is amplified by the amplifier circuit 30 and is output to the output terminal as the vortex signal e 4 . The vortex signal e 4 is detected by the detection circuit 31, further rectified by the rectification circuit 32, and output to the output terminal thereof as a vortex signal e 5 proportional to the amplitude of the vortex signal e 4 . The vortex signal e 5 is expressed by the following equation, where ρ is the fluid density, V is the fluid flow velocity, and K 1 is the proportional constant.
【００１２】ｅ5＝Ｋ1・ρ・Ｖ2 …(1) 一方、渦信号ｅ3はフィルタ回路３３にも出力され、渦
信号ｅ3に含まれる低周波あるいは高周波のノイズが除
去され、その出力端子に渦信号ｅ6として出力される。
渦信号ｅ6は増幅回路３４で増幅されて渦信号ｅ7として
次段のシュミット回路３５に出力される。E 5 = K 1 · ρ · V 2 (1) On the other hand, the vortex signal e 3 is also output to the filter circuit 33 to remove low frequency or high frequency noise contained in the vortex signal e 3 , The vortex signal e 6 is output to the output terminal.
The vortex signal e 6 is amplified by the amplifier circuit 34 and output as the vortex signal e 7 to the Schmitt circuit 35 at the next stage.
【００１３】シュミット回路３５では渦信号ｅ7を所定
のスレッショルドレベルでパルス信号に変換し、周波数
信号ｅfとして出力する。周波数信号ｅfは周波数／電圧
（Ｆ／Ｖ）コンバータ３６に出力されて渦周波数に対応
する直流電圧Ｅ1に変換される。この直流電圧Ｅ1は渦信
号の周波数を有しており、次式で示される。The Schmitt circuit 35 converts the vortex signal e 7 into a pulse signal at a predetermined threshold level and outputs it as a frequency signal e f . The frequency signal e f is output to the frequency / voltage (F / V) converter 36 and converted into a DC voltage E 1 corresponding to the vortex frequency. This DC voltage E 1 has the frequency of the vortex signal and is represented by the following equation.
【００１４】Ｅ1＝Ｋ2・Ｖ …(2) ただし、Ｋ2は比例定数である。割算回路３７は、整流
回路３２からの(1)式で示す渦信号ｅ5を周波数／電圧コ
ンバータ３６からの(2)式で示す直流電圧Ｅ1で割算し、
その出力端子に次式に示す質量流量信号ＥO1を出力す
る。E 1 = K 2 · V (2) where K 2 is a proportional constant. The division circuit 37 divides the vortex signal e 5 given by the equation (1) from the rectifier circuit 32 by the DC voltage E 1 given by the equation (2) from the frequency / voltage converter 36,
The mass flow rate signal E O1 shown in the following equation is output to the output terminal.
【００１５】ＥO1＝Ｋ3・ρ・Ｖ ＝Ｋ3・Ｑm …(3) ただし、Ｋ3はＫ1／Ｋ2であり、質量流量ＱmはＱm＝ρ
・Ｖである。なお、３８はゲート回路であり、増幅回路
３４からの渦信号ｅ7がシュミット回路３５のスレッシ
ョルドレベルに達しない場合に割算回路３７の質量流量
信号ＥO1をゼロにするものである。E O1 = K 3 · ρ · V = K 3 · Q m (3) where K 3 is K 1 / K 2 , and the mass flow rate Q m is Q m = ρ.
・ V. Reference numeral 38 denotes a gate circuit which makes the mass flow rate signal E O1 of the division circuit 37 zero when the vortex signal e 7 from the amplifier circuit 34 does not reach the threshold level of the Schmitt circuit 35.
【００１６】つまり、割算回路３７の分母に相当する直
流電圧Ｅ1は渦周波数に相当する入力信号であるが、こ
れはシュミット回路３５の出力信号がゼロになったとき
に大きな誤差を発生させるので、これを防ぐために割算
回路３７の後段にゲート回路３８を入れてゼロカットを
行う。通常、シュミット回路３５のヒステリシスはセン
サからの信号のＳ／Ｎによって決定されるが、渦周波数
の正確な検出のためかなり大きな値に設定されているか
らである。That is, the DC voltage E 1 corresponding to the denominator of the division circuit 37 is an input signal corresponding to the vortex frequency, which causes a large error when the output signal of the Schmitt circuit 35 becomes zero. Therefore, in order to prevent this, the gate circuit 38 is inserted after the division circuit 37 to perform zero cut. Usually, the hysteresis of the Schmitt circuit 35 is determined by the S / N of the signal from the sensor, but it is set to a considerably large value for accurate detection of the vortex frequency.
【００１７】[0017]
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の回路構成によれば、管路のつまりなどによるセンサ
の測定感度の低下に対する対策は施されておらず、感度
の低下がそのまま質量流量の測定誤差に影響を与えてし
まうという問題があった。本発明は、このような従来の
問題点を解決するものであって、その目的は、密度の変
化も検出することによりセンサの測定感度低下の有無を
識別できるようにした質量流量計を実現することにあ
る。However, according to such a conventional circuit configuration, no measure is taken against the decrease in the measurement sensitivity of the sensor due to the clogging of the conduit, and the decrease in the sensitivity remains as it is. There was a problem of affecting the measurement error of. The present invention solves such a conventional problem, and an object thereof is to realize a mass flowmeter capable of identifying whether or not there is a decrease in measurement sensitivity of a sensor by detecting a change in density. Especially.
【００１８】[0018]
【課題を解決するための手段】本発明の質量流量計は、
測定流体の流れに対応したカルマン渦により発生する交
番信号に基づいて質量流量を測定するように構成された
質量流量計において、前記交番信号の振幅成分に関連し
た第１のデジタルデータと交番信号の周波数成分に関連
した第２のデジタルデータを変換出力する手段と、これ
ら第１，第２のデジタルデータを取り込んで少なくとも
測定流体の密度を演算する演算手段、とで構成されたこ
とを特徴とする。The mass flowmeter of the present invention comprises:
In a mass flow meter configured to measure a mass flow rate based on an alternating signal generated by a Karman vortex corresponding to a flow of a measurement fluid, a first digital data and an alternating signal of an amplitude component of the alternating signal It is characterized by being configured by means for converting and outputting the second digital data related to the frequency component, and calculating means for taking in these first and second digital data and calculating at least the density of the measurement fluid. .
【００１９】[0019]
【作用】演算手段に入力される振幅成分に関連した第１
のデジタルデータは流体の密度成分と流体の流速成分を
含み、周波数成分に関連した第２のデジタルデータは流
速成分を含んでいる。そこで、演算手段は、これら第１
のデジタルデータと第２のデジタルデータに基づいて、
測定流体の密度を演算する。The first function relating to the amplitude component input to the calculating means
Of the digital data includes a fluid density component and a fluid flow velocity component, and the second digital data associated with the frequency component includes a flow velocity component. Therefore, the calculation means is
Based on the digital data of and the second digital data of
Calculate the density of the measured fluid.
【００２０】ここで、測定流体の密度の変化範囲は予測
可能である。これにより、密度の演算結果が予測変化範
囲から大きく逸脱している場合にはセンサの感度低下と
して判断でき、センサの感度低下による測定誤差を防止
できる。Here, the change range of the density of the measurement fluid can be predicted. Accordingly, when the calculation result of the density deviates largely from the predicted change range, it can be determined that the sensitivity of the sensor has deteriorated, and the measurement error due to the decrease of the sensor sensitivity can be prevented.
【００２１】[0021]
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図１は本発明の一実施例を示す質量流量計本体の要
部のブロック図であり、図８と共通する部分には同一符
号を付けている。図において、３９は３３と同様なロー
パスフィルタであり、加算回路２８の出力信号から流体
の密度成分と流体の流速成分を含む所望の低域周波数成
分を抽出してＡ／Ｄ変換器４０に出力する。Ａ／Ｄ変換
器４０は変換出力を演算手段として用いるＣＰＵ４１に
入力する。フィルタ３３の出力はＡ／Ｄ変換器４２に加
えられてデジタル信号に変換され、ＣＰＵ４１に入力さ
れる。ＣＰＵ４１は、質量流量を演算するとともに密度
も演算し、管路のつまりなどによる感度の低下の発生の
有無を判断する。なお、Ａ／Ｄ変換器は１個にし、フィ
ルタ３３の出力とフィルタ３９の出力とを例えばマルチ
プレクサで交互に切り換えて入力してもよい。図１の動
作は図２の動作に準じるのでここでは省略する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a main part of a mass flowmeter main body showing an embodiment of the present invention, and parts common to FIG. 8 are designated by the same reference numerals. In the figure, 39 is a low-pass filter similar to 33, which extracts a desired low frequency component including a fluid density component and a fluid flow velocity component from the output signal of the adder circuit 28 and outputs it to the A / D converter 40. To do. The A / D converter 40 inputs the converted output to the CPU 41 used as a calculation means. The output of the filter 33 is added to the A / D converter 42, converted into a digital signal, and input to the CPU 41. The CPU 41 calculates the mass flow rate as well as the density, and determines whether or not the sensitivity is deteriorated due to the clogging of the conduit. Note that the number of A / D converters may be one, and the output of the filter 33 and the output of the filter 39 may be alternately switched and input by, for example, a multiplexer. The operation of FIG. 1 is similar to the operation of FIG.
【００２２】図２は図１のブロック図の具体例図であっ
て、デジタル信号として周波数信号に変換する例を示し
たものであり、図１および図８と共通する部分には同一
の符号を付けている。図において、４３は増幅回路であ
り、流体の密度成分と流体の流速成分を含むローパスフ
ィルタ３９の出力信号を増幅する。４４は整流回路であ
り、増幅回路４２の出力信号を整流する。４５はＶ／Ｆ
コンバータとして用いるシュミット回路であり、整流回
路４４の出力信号を所定のスレッショルドレベルでパル
ス信号に変換し、周波数信号としてＣＰＵ４１に出力す
る。FIG. 2 is a specific example of the block diagram of FIG. 1 and shows an example of conversion into a frequency signal as a digital signal. The same reference numerals are given to the same parts as in FIGS. 1 and 8. Attached. In the figure, 43 is an amplifier circuit, which amplifies the output signal of the low-pass filter 39 including the density component of the fluid and the flow velocity component of the fluid. A rectifier circuit 44 rectifies the output signal of the amplifier circuit 42. 45 is V / F
A Schmitt circuit used as a converter, which converts the output signal of the rectifier circuit 44 into a pulse signal at a predetermined threshold level, and outputs it as a frequency signal to the CPU 41.
【００２３】図２の動作を説明する。シュミット回路３
５は、前述図８と同様に流体の渦周波数（流速Ｖ）に対
応するパルス列信号Ｎ2をＣＰＵ４１に加える。一方、
シュミット回路４５は、流体の密度成分ρと流体の流速
成分の２乗Ｖ2に対応するパルス列信号Ｎ1をＣＰＵ４１
に加える。The operation of FIG. 2 will be described. Schmidt circuit 3
5, the pulse train signal N 2 corresponding to the vortex frequency (flow velocity V) of the fluid is applied to the CPU 41 as in FIG. on the other hand,
The Schmitt circuit 45 outputs the pulse train signal N 1 corresponding to the square V 2 of the fluid density component ρ and the fluid flow velocity component to the CPU 41.
Add to
【００２４】これらのパルス列信号Ｎ1，Ｎ2から測定流
体の質量流量を求めるためには基準となるパルス列を必
要とする。そこで、例えば調整時に、測定流体が最小密
度ρ minで最低流速ＶminのときのＮ1，Ｎ2をそれぞれ
Ｎ，ｎとしてＣＰＵ４１に予め記憶させておく。これら
Ｎ，ｎとρ・Ｖ2の関係は、 ρ・Ｖ2／ρmin・Ｖmin＝Ｎ1／Ｎ2 …(4) になり、ρは、 ρ＝（Ｎ1／Ｎ）・（Ｖmin／Ｖ）2・ρmin ＝（Ｎ1／Ｎ）・（ｎ／Ｎ2）2・ρmin …(5) になる。これらから、 ρ・Ｖ＝（Ｎ1／Ｎ）・（ｎ／Ｎ2）2・ρmin・Ｖ …(6) になり、(5),(6)式から測定流体の密度ρおよび単位面
積当たりの質量流量ρ・Ｖを得ることができる。These pulse train signals N1, N2From measurement flow
A reference pulse train is required to determine the body mass flow rate.
I need it. Therefore, when adjusting, for example,
Degree ρ minAnd the minimum flow velocity VminN when1, N2Each
It is stored in the CPU 41 in advance as N and n. these
N, n and ρ · V2The relationship is ρ ・ V2/ Ρmin・ Vmin= N1/ N2 (4) and ρ is ρ = (N1/ N) ・ (Vmin/ V)2・ Ρmin = (N1/ N) ・ (n / N2)2・ Ρmin … (5). From these, ρ · V = (N1/ N) ・ (n / N2)2・ Ρmin・ V becomes (6), and from the equations (5) and (6), the density ρ of the measured fluid and the unit surface
The mass flow rate ρ · V per product can be obtained.
【００２５】次に、密度の監視について説明する。図３
はρ・Ｖ2（Ｎ1）およびＶ（Ｎ2）が取りうる範囲の説
明図である。ここで、ρminは最小密度（既知）、Ｖmin
は最低流速、ρmaxは最大密度（既知）、Ｖmaxは最高流
速、ρmid＝（ρmax＋ρmin）／２である。図３の〜
のそれぞれの場合のＣＰＵ４１の動作を図４のフロー
チャートにより説明する。Next, the density monitoring will be described. FIG.
Is an explanatory diagram of a possible range of ρ · V 2 (N 1 ) and V (N 2 ). Where ρ min is the minimum density (known), V min
Is the minimum flow velocity, ρ max is the maximum density (known), V max is the maximum flow velocity, ρ mid = (ρ max + ρ min ) / 2. 3 ~
The operation of the CPU 41 in each case will be described with reference to the flowchart of FIG.
【００２６】…ρ・Ｖ2（Ｎ1）が取りうる範囲にある
ので、(6)式をそのまま出力する。 …ρ・Ｖ2（Ｎ1）がρmin・Ｖ2の下にあるので、(6)
式においてρ＝（ρmax＋ρmin）／２として出力する。 …ρ・Ｖ2（Ｎ1）がρmax・Ｖ2の上にあるので、(6)
式においてρ＝（ρmax＋ρmin）／２として出力する。Since ρV 2 (N 1 ) is in the possible range, the equation (6) is output as it is. Since ρ · V 2 (N 1 ) is below ρ min · V 2 , (6)
Output as ρ = (ρ max + ρ min ) / 2 in the equation. Since ρ · V 2 (N 1 ) is above ρ max · V 2 , (6)
Output as ρ = (ρ max + ρ min ) / 2 in the equation.
【００２７】そして、，については、それぞれ(5)
式の値と「感度低下の恐れあり」のアラームを出力す
る。このように構成することにより、測定流体の密度を
監視でき、密度の演算結果が予測変化範囲から大きく逸
脱している場合にはセンサの感度低下として判断でき、
間接的に管路のつまりなどによるセンサの感度低下に起
因する測定誤差を防止できる。As for and, (5)
Outputs the value of the formula and the alarm "May cause sensitivity drop". With this configuration, the density of the measured fluid can be monitored, and if the calculated result of the density deviates significantly from the predicted change range, it can be determined that the sensitivity of the sensor has deteriorated.
It is possible to indirectly prevent a measurement error due to a decrease in the sensitivity of the sensor due to the clogging of the conduit.
【００２８】なお、図２ではＡ／Ｄ変換器としてシュミ
ット回路を用いてパルス列信号に変換する例を説明した
が、これに限るものではなく、実質的にデジタル処理で
きる形態に信号変換できるものであればよい。In FIG. 2, an example in which a Schmitt circuit is used as an A / D converter for conversion into a pulse train signal has been described, but the present invention is not limited to this, and the signal can be converted into a form that can be substantially digitally processed. I wish I had it.
【００２９】[0029]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
密度の変化も検出することによりセンサの測定感度低下
の有無を識別できる質量流量計を実現できる。As described above, according to the present invention,
By detecting the change in density, it is possible to realize a mass flow meter capable of identifying whether or not the measurement sensitivity of the sensor has decreased.
【図１】本発明の一実施例を示す要部のブロック図であ
る。FIG. 1 is a block diagram of a main part showing an embodiment of the present invention.
【図２】図１の具体例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a specific example of FIG.
【図３】図２の動作説明図である。FIG. 3 is an operation explanatory diagram of FIG. 2;
【図４】図２の動作の流れを示すフローチャートであ
る。FIG. 4 is a flowchart showing a flow of operations in FIG.
【図５】従来の質量流量計の渦検出部の断面概要図であ
る。FIG. 5 is a schematic sectional view of a vortex detector of a conventional mass flow meter.
【図６】図５に示す渦検出部の出力信号を電圧信号に変
換するチャージコンバータのブロック図である。6 is a block diagram of a charge converter that converts an output signal of the vortex detector shown in FIG. 5 into a voltage signal.
【図７】渦検出部でノイズを除去する動作の説明図であ
る。FIG. 7 is an explanatory diagram of an operation of removing noise in the vortex detection unit.
【図８】渦信号を用いて測定流体の質量流量を演算する
従来の変換回路の一例を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing an example of a conventional conversion circuit that calculates a mass flow rate of a measurement fluid using an eddy signal.
１７，２１ 圧電素子 ２５，２６ 電荷増幅器 ２８ 加算回路 ３３，３９ ローパスフィルタ ３４，４３ 増幅回路 ３５，４５ シュミット回路 ４０，４２ Ａ／Ｄ変換器 ４１ ＣＰＵ ４４ 整流回路 17,21 Piezoelectric element 25,26 Charge amplifier 28 Addition circuit 33,39 Low-pass filter 34,43 Amplification circuit 35,45 Schmidt circuit 40,42 A / D converter 41 CPU 44 Rectifier circuit
Claims (1)
り発生する交番信号に基づいて質量流量を測定するよう
に構成された質量流量計において、 前記交番信号の振幅成分に関連した第１のデジタルデー
タと交番信号の周波数成分に関連した第２のデジタルデ
ータを変換出力する手段と、 これら第１，第２のデジタルデータを取り込んで少なく
とも測定流体の密度を演算する演算手段、とで構成され
たことを特徴とする質量流量計。1. A mass flow meter configured to measure a mass flow rate based on an alternating signal generated by a Karman vortex corresponding to a flow of a measuring fluid, wherein a first digital signal related to an amplitude component of the alternating signal. It is composed of a means for converting and outputting the second digital data related to the frequency component of the data and the alternating signal, and a computing means for fetching these first and second digital data and computing at least the density of the measurement fluid. A mass flowmeter characterized by the above.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16373094A JPH0829220A (en) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | Mass flowmeter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16373094A JPH0829220A (en) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | Mass flowmeter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0829220A true JPH0829220A (en) | 1996-02-02 |
Family
ID=15779581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16373094A Pending JPH0829220A (en) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | Mass flowmeter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0829220A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2513962A (en) * | 2013-03-01 | 2014-11-12 | Frank Cross Ltd | Catalytic treatment |
-
1994
- 1994-07-15 JP JP16373094A patent/JPH0829220A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2513962A (en) * | 2013-03-01 | 2014-11-12 | Frank Cross Ltd | Catalytic treatment |
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