JPH0894406A - 流速センサの出力補正装置および流量計 - Google Patents
流速センサの出力補正装置および流量計Info
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- JPH0894406A JPH0894406A JP6257550A JP25755094A JPH0894406A JP H0894406 A JPH0894406 A JP H0894406A JP 6257550 A JP6257550 A JP 6257550A JP 25755094 A JP25755094 A JP 25755094A JP H0894406 A JPH0894406 A JP H0894406A
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- flow
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 演算される流量に誤差を生じることなく、圧
力変動等による流速の変動の影響を低減することができ
るようにする。 【構成】 リニアライズ回路40は、流量に対して非線
形な関係にあるフローセンサ30の出力信号を入力し、
流量との関係が略直線的関係となる信号を出力する。平
均化回路41は、リニアライズ回路40の出力信号を平
均化する。演算部45は、平均化回路41の出力信号を
A/D変換器42を介して入力し、流量を演算する。
力変動等による流速の変動の影響を低減することができ
るようにする。 【構成】 リニアライズ回路40は、流量に対して非線
形な関係にあるフローセンサ30の出力信号を入力し、
流量との関係が略直線的関係となる信号を出力する。平
均化回路41は、リニアライズ回路40の出力信号を平
均化する。演算部45は、平均化回路41の出力信号を
A/D変換器42を介して入力し、流量を演算する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、流速センサの出力を補
正する流速センサの出力補正装置、およびこの出力補正
装置を用いた流量計に関する。
正する流速センサの出力補正装置、およびこの出力補正
装置を用いた流量計に関する。
【0002】
【従来の技術】ガスメータ等に利用される流量計とし
て、流速センサを用いたものが知られている。例えば熱
式流速センサは、配管中における熱の移動が配管中を流
れる流体の流速と関係することを利用して流速を求める
ものであり、この熱式流速センサを用いた流量計では、
流速から流量を演算して、これを表示するようになって
いる。また、熱式流速センサは小流量の測定に適してい
ることから、フルイディック流量計と熱式流速センサと
併用した流量計もある。
て、流速センサを用いたものが知られている。例えば熱
式流速センサは、配管中における熱の移動が配管中を流
れる流体の流速と関係することを利用して流速を求める
ものであり、この熱式流速センサを用いた流量計では、
流速から流量を演算して、これを表示するようになって
いる。また、熱式流速センサは小流量の測定に適してい
ることから、フルイディック流量計と熱式流速センサと
併用した流量計もある。
【0003】ところで、流速センサ、例えば熱式流速セ
ンサは、流速あるいは流量とセンサ出力との関係が非線
形である。このような非線形の特性を有する流速センサ
を用いた従来の流量計では、マイクロコンピュータ等を
用いた流量演算部において、流速センサの非線形の特性
を考慮して流量を演算している。
ンサは、流速あるいは流量とセンサ出力との関係が非線
形である。このような非線形の特性を有する流速センサ
を用いた従来の流量計では、マイクロコンピュータ等を
用いた流量演算部において、流速センサの非線形の特性
を考慮して流量を演算している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、流速センサ
を用いた流量計では、上流側における気体の圧力変動等
の外乱によって流速が変動し、その結果、演算される流
量も変動するという問題点がある。そこで、所定時間に
おける流速センサの出力の平均値を求めて、この平均値
から流量を演算することが考えられる。
を用いた流量計では、上流側における気体の圧力変動等
の外乱によって流速が変動し、その結果、演算される流
量も変動するという問題点がある。そこで、所定時間に
おける流速センサの出力の平均値を求めて、この平均値
から流量を演算することが考えられる。
【0005】しかしながら、この場合、流速センサの非
線形の特性から以下のような問題が生じる。すなわち、
図8に示すように、流量QがWQ の幅で変動し、平均流
量がQAVであるとすると、センサ出力SはWS の幅で変
動し、センサ出力Sの平均値はSAVとなる。一方、平均
流量QAVに対応する真のセンサ出力はS0 である。しか
し、流量Qとセンサ出力Sとは非線形の関係にあること
から、平均流量QAVに対応する真のセンサ出力S0 とセ
ンサ出力の平均値SAVとの間に誤差e(=S0−SAV)
が生じる。従って、この誤差により、センサ出力の平均
値SAVから演算される流量にも誤差が生じることにな
る。
線形の特性から以下のような問題が生じる。すなわち、
図8に示すように、流量QがWQ の幅で変動し、平均流
量がQAVであるとすると、センサ出力SはWS の幅で変
動し、センサ出力Sの平均値はSAVとなる。一方、平均
流量QAVに対応する真のセンサ出力はS0 である。しか
し、流量Qとセンサ出力Sとは非線形の関係にあること
から、平均流量QAVに対応する真のセンサ出力S0 とセ
ンサ出力の平均値SAVとの間に誤差e(=S0−SAV)
が生じる。従って、この誤差により、センサ出力の平均
値SAVから演算される流量にも誤差が生じることにな
る。
【0006】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、演算される流量に誤差を生じること
なく、圧力変動等による流速の変動の影響を低減するこ
とができるようにした流速センサの出力補正装置および
流量計を提供することにある。
ので、その目的は、演算される流量に誤差を生じること
なく、圧力変動等による流速の変動の影響を低減するこ
とができるようにした流速センサの出力補正装置および
流量計を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の流速セン
サの出力補正装置は、流体の流速に応じた信号を出力す
る流速センサの出力信号を入力し、流量との関係が略直
線的関係となる信号を出力する直線化手段と、この直線
化手段の出力信号を平均化する平均化手段とを備えたも
のである。
サの出力補正装置は、流体の流速に応じた信号を出力す
る流速センサの出力信号を入力し、流量との関係が略直
線的関係となる信号を出力する直線化手段と、この直線
化手段の出力信号を平均化する平均化手段とを備えたも
のである。
【0008】この流速センサの出力補正装置では、流速
センサの出力信号は直線化手段に入力され、この直線化
手段より、流量との関係が略直線的関係となる信号が出
力される。そして、平均化手段によって、直線化手段の
出力信号が平均化される。このようにして平均化された
信号は、真の流量の平均値に対応したものとなる。
センサの出力信号は直線化手段に入力され、この直線化
手段より、流量との関係が略直線的関係となる信号が出
力される。そして、平均化手段によって、直線化手段の
出力信号が平均化される。このようにして平均化された
信号は、真の流量の平均値に対応したものとなる。
【0009】請求項2記載の流量計は、流体の流速に応
じた信号を出力する流速センサと、この流速センサの出
力信号を入力し、流量との関係が略直線的関係となる信
号を出力する直線化手段と、この直線化手段の出力信号
を平均化する平均化手段と、この平均化手段によって平
均化された信号に基づいて流量を演算する流量演算手段
とを備えたものである。
じた信号を出力する流速センサと、この流速センサの出
力信号を入力し、流量との関係が略直線的関係となる信
号を出力する直線化手段と、この直線化手段の出力信号
を平均化する平均化手段と、この平均化手段によって平
均化された信号に基づいて流量を演算する流量演算手段
とを備えたものである。
【0010】この流量計では、流速センサの出力信号は
直線化手段に入力され、この直線化手段より、流量との
関係が略直線的関係となる信号が出力される。そして、
平均化手段によって、直線化手段の出力信号が平均化さ
れ、この平均化された信号に基づいて、流量演算手段に
よって流量が演算される。
直線化手段に入力され、この直線化手段より、流量との
関係が略直線的関係となる信号が出力される。そして、
平均化手段によって、直線化手段の出力信号が平均化さ
れ、この平均化された信号に基づいて、流量演算手段に
よって流量が演算される。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【0012】図2は本発明の第1の実施例に係る流量計
の構成を示す断面図である。この流量計はガスメータと
して用いられるものである。図2に示すように、流量計
は、気体(ガス)を受け入れる入口部11と気体を排出
する出口部12とを有する本体10を備えている。本体
10内には隔壁13が設けられ、この隔壁13と入口部
11との間に第1の気体流路14が形成され、隔壁13
と出口部12との間に第2の気体流路15が形成されて
いる。隔壁13には開口部16が設けられ、第1の気体
流路14内には、開口部16を閉塞可能な遮断弁17が
設けられている。また、本体10の外側にはソレノイド
18が固定され、このソレノイド18のプランジャ19
が、本体10の側壁を貫通して遮断弁17に接合されて
いる。また、遮断弁17と本体10との間におけるプラ
ンジャ19の周囲には、ばね20が設けられ、このばね
20が遮断弁17を開口部16側へ付勢している。
の構成を示す断面図である。この流量計はガスメータと
して用いられるものである。図2に示すように、流量計
は、気体(ガス)を受け入れる入口部11と気体を排出
する出口部12とを有する本体10を備えている。本体
10内には隔壁13が設けられ、この隔壁13と入口部
11との間に第1の気体流路14が形成され、隔壁13
と出口部12との間に第2の気体流路15が形成されて
いる。隔壁13には開口部16が設けられ、第1の気体
流路14内には、開口部16を閉塞可能な遮断弁17が
設けられている。また、本体10の外側にはソレノイド
18が固定され、このソレノイド18のプランジャ19
が、本体10の側壁を貫通して遮断弁17に接合されて
いる。また、遮断弁17と本体10との間におけるプラ
ンジャ19の周囲には、ばね20が設けられ、このばね
20が遮断弁17を開口部16側へ付勢している。
【0013】第2の気体流路15内には、入口部11か
ら受け入れた気体を通過させて噴流を発生させるノズル
21が設けられている。ノズル21の通路内には、熱式
流速センサであるフローセンサ30が配設されている。
このフローセンサ30は、図示しないが、発熱部とこの
発熱部の上流側および下流側に配設された2つの温度セ
ンサを有し、2つの温度センサによって検出される温度
の差を一定に保つために必要な発熱部に対する供給電力
から流速に対応する流量を求めたり、一定電流または一
定電力で発熱部を加熱し、2つの温度センサによって検
出される温度の差から流量を求めるようになっている。
ら受け入れた気体を通過させて噴流を発生させるノズル
21が設けられている。ノズル21の通路内には、熱式
流速センサであるフローセンサ30が配設されている。
このフローセンサ30は、図示しないが、発熱部とこの
発熱部の上流側および下流側に配設された2つの温度セ
ンサを有し、2つの温度センサによって検出される温度
の差を一定に保つために必要な発熱部に対する供給電力
から流速に対応する流量を求めたり、一定電流または一
定電力で発熱部を加熱し、2つの温度センサによって検
出される温度の差から流量を求めるようになっている。
【0014】ノズル21の下流側には、拡大された流路
を形成する一対の側壁23、24が設けられている。こ
の側壁23、24の間には、所定の間隔を開けて、上流
側に第1ターゲット25、下流側に第2ターゲット26
がそれぞれ配設されている。また、側壁23、24の外
側には、ノズル21を通過した気体を各側壁23、24
の外周部に沿ってノズル21の噴出口側へ帰還させる一
対のフィードバック流路27、28を形成するリターン
ガイド29が配設されている。また、フィードバック流
路27、28の各出口部分と出口部12との間には、リ
ターンガイド29の背面と本体10とによって、一対の
排出路31、32が形成されている。また、ノズル21
の噴出口の近傍には導圧孔33、34が設けられ、本体
10の底部の外側には、導圧孔33と導圧孔34におけ
る差圧を検出する圧電膜センサ35(図2では図示せ
ず。)が設けられている。
を形成する一対の側壁23、24が設けられている。こ
の側壁23、24の間には、所定の間隔を開けて、上流
側に第1ターゲット25、下流側に第2ターゲット26
がそれぞれ配設されている。また、側壁23、24の外
側には、ノズル21を通過した気体を各側壁23、24
の外周部に沿ってノズル21の噴出口側へ帰還させる一
対のフィードバック流路27、28を形成するリターン
ガイド29が配設されている。また、フィードバック流
路27、28の各出口部分と出口部12との間には、リ
ターンガイド29の背面と本体10とによって、一対の
排出路31、32が形成されている。また、ノズル21
の噴出口の近傍には導圧孔33、34が設けられ、本体
10の底部の外側には、導圧孔33と導圧孔34におけ
る差圧を検出する圧電膜センサ35(図2では図示せ
ず。)が設けられている。
【0015】図1は図2に示した流量計の回路部分の構
成を示すブロック図である。この図に示すように、流量
計は、フローセンサ30の出力信号を入力し、流量との
関係が略直線的関係となる信号を出力する直線化手段と
してのリニアライズ回路40と、このリニアライズ回路
40の出力信号を平均化する平均化手段としての平均化
回路41と、この平均化回路41の出力信号をアナログ
−ディジタル(以下、A/Dと記す。)変換するA/D
変換器42と、圧電膜センサの35の出力信号を増幅す
るアナログ増幅器43と、このアナログ増幅器43の出
力を波形整形してパルスを生成する波形整形回路44と
を備えている。流量計は、更に、A/D変換器42と波
形整形回路44の各出力を入力し、流量および積算流量
を演算する流量演算部45と、この流量演算部45によ
って演算された積算流量を表示する表示部46と、流量
演算部45によって制御され、ソレノイド18を駆動し
て遮断弁17を制御する遮断弁制御部47と、流量演算
部45によって制御され、流量に応じてフローセンサ3
0と圧電膜センサ35の動作状態を切り換えるセンサ切
換部48とを備えている。なお、流量演算部45、遮断
弁制御部47およびセンサ切換部48は、例えばマイク
ロコンピュータによって構成される。
成を示すブロック図である。この図に示すように、流量
計は、フローセンサ30の出力信号を入力し、流量との
関係が略直線的関係となる信号を出力する直線化手段と
してのリニアライズ回路40と、このリニアライズ回路
40の出力信号を平均化する平均化手段としての平均化
回路41と、この平均化回路41の出力信号をアナログ
−ディジタル(以下、A/Dと記す。)変換するA/D
変換器42と、圧電膜センサの35の出力信号を増幅す
るアナログ増幅器43と、このアナログ増幅器43の出
力を波形整形してパルスを生成する波形整形回路44と
を備えている。流量計は、更に、A/D変換器42と波
形整形回路44の各出力を入力し、流量および積算流量
を演算する流量演算部45と、この流量演算部45によ
って演算された積算流量を表示する表示部46と、流量
演算部45によって制御され、ソレノイド18を駆動し
て遮断弁17を制御する遮断弁制御部47と、流量演算
部45によって制御され、流量に応じてフローセンサ3
0と圧電膜センサ35の動作状態を切り換えるセンサ切
換部48とを備えている。なお、流量演算部45、遮断
弁制御部47およびセンサ切換部48は、例えばマイク
ロコンピュータによって構成される。
【0016】なお、図1に示した流量計では、フローセ
ンサ30は小流量域での測定を行い、圧電膜センサ35
は大流量域での測定を行うと共に、両センサ30、35
の測定領域は一部重複している。センサ切換部48は、
流量がどのセンサの測定領域にあるかに応じてフローセ
ンサ30と圧電膜センサ35の動作状態を切り換えるよ
うになっている。
ンサ30は小流量域での測定を行い、圧電膜センサ35
は大流量域での測定を行うと共に、両センサ30、35
の測定領域は一部重複している。センサ切換部48は、
流量がどのセンサの測定領域にあるかに応じてフローセ
ンサ30と圧電膜センサ35の動作状態を切り換えるよ
うになっている。
【0017】また、遮断弁制御部47は、例えば、流量
演算部45が所定量以上の流量を検出した場合や所定の
流量を所定時間以上検出した場合等に、ソレノイド18
を動作させ、遮断弁17によって開口部16を閉塞して
ガスを遮断するようになっている。
演算部45が所定量以上の流量を検出した場合や所定の
流量を所定時間以上検出した場合等に、ソレノイド18
を動作させ、遮断弁17によって開口部16を閉塞して
ガスを遮断するようになっている。
【0018】図3は図1におけるリニアライズ回路40
の構成の一例を示す回路図である。このリニアライズ回
路40は、2つのオペプアンプ51、52を有してい
る。オペアンプ51の反転入力端には、抵抗器R1 を介
してリニアライズ回路40の入力端53が接続されてい
る。抵抗器R1 の両端には、抵抗器R2 、直流電池
V2、ダイオードD2 の直列回路と、抵抗器R3 、直流
電池V3 、ダイオードD3 の直列回路とが並列に接続さ
れている。なお、直流電池V2 、V3 はそれぞれ正極が
入力端53側に配置され、ダイオードD2 、D3 はそれ
ぞれアノードが入力端53側に配置されている。また、
オペアンプ51の非反転入力端は接地され、出力端と反
転入力端は抵抗器R4 を介して接続されている。なお、
直流電池V2 、V3 の電圧をV2 、V3 と表したとき、
これらの電圧はV2 <V3 の関係にある。
の構成の一例を示す回路図である。このリニアライズ回
路40は、2つのオペプアンプ51、52を有してい
る。オペアンプ51の反転入力端には、抵抗器R1 を介
してリニアライズ回路40の入力端53が接続されてい
る。抵抗器R1 の両端には、抵抗器R2 、直流電池
V2、ダイオードD2 の直列回路と、抵抗器R3 、直流
電池V3 、ダイオードD3 の直列回路とが並列に接続さ
れている。なお、直流電池V2 、V3 はそれぞれ正極が
入力端53側に配置され、ダイオードD2 、D3 はそれ
ぞれアノードが入力端53側に配置されている。また、
オペアンプ51の非反転入力端は接地され、出力端と反
転入力端は抵抗器R4 を介して接続されている。なお、
直流電池V2 、V3 の電圧をV2 、V3 と表したとき、
これらの電圧はV2 <V3 の関係にある。
【0019】また、オペアンプ51の出力端は抵抗器R
5 を介してオペアンプ52の反転入力端に接続されてい
る。このオペアンプ52の非反転入力端は接地され、出
力端と反転入力端は抵抗器R6 を介して接続されてい
る。また、オペアンプ52の出力端はリニアライズ回路
40の出力端54に接続されている。
5 を介してオペアンプ52の反転入力端に接続されてい
る。このオペアンプ52の非反転入力端は接地され、出
力端と反転入力端は抵抗器R6 を介して接続されてい
る。また、オペアンプ52の出力端はリニアライズ回路
40の出力端54に接続されている。
【0020】ここで、図4を用いて、図3に示したリニ
アライズ回路40の特性について説明する。図4は、入
力端53における入力電圧VI とオペアンプ51の出力
電圧VO ´との関係を示したものである。なお、この図
では、直流電池V2 、V3 の電圧をV2 、V3 として表
している。この図に示すように、入力電圧VI が0から
V2 の範囲では、ダイオードD2 、D3 がオフとなるた
め抵抗器R2 、R3 には電流が流れない。従って、オペ
アンプ51は、抵抗器R1 、R4 の抵抗値をR1 、R4
とすると、ゲインが−R4 /R1 の逆相線形増幅器とな
る。次に、入力電圧VI がV2 からV3 の範囲では、ダ
イオードD2 がオンとなり抵抗器R2 に電流が流れる。
従って、オペアンプ51の入力側は抵抗器R1 と抵抗器
R2 が並列になるため、ゲインが増加する。更に、入力
電圧VI がV3 以上になると、ダイオードD2 、D3 が
オンとなり抵抗器R2 、R3 に電流が流れる。従って、
オペアンプ51の入力側は抵抗器R1 、R2 、R3 が並
列になるため、ゲインが更に増加する。このようにし
て、オペアンプ51の出力電圧VO ´は、入力電圧VI
に対して非線形な関係となる。
アライズ回路40の特性について説明する。図4は、入
力端53における入力電圧VI とオペアンプ51の出力
電圧VO ´との関係を示したものである。なお、この図
では、直流電池V2 、V3 の電圧をV2 、V3 として表
している。この図に示すように、入力電圧VI が0から
V2 の範囲では、ダイオードD2 、D3 がオフとなるた
め抵抗器R2 、R3 には電流が流れない。従って、オペ
アンプ51は、抵抗器R1 、R4 の抵抗値をR1 、R4
とすると、ゲインが−R4 /R1 の逆相線形増幅器とな
る。次に、入力電圧VI がV2 からV3 の範囲では、ダ
イオードD2 がオンとなり抵抗器R2 に電流が流れる。
従って、オペアンプ51の入力側は抵抗器R1 と抵抗器
R2 が並列になるため、ゲインが増加する。更に、入力
電圧VI がV3 以上になると、ダイオードD2 、D3 が
オンとなり抵抗器R2 、R3 に電流が流れる。従って、
オペアンプ51の入力側は抵抗器R1 、R2 、R3 が並
列になるため、ゲインが更に増加する。このようにし
て、オペアンプ51の出力電圧VO ´は、入力電圧VI
に対して非線形な関係となる。
【0021】オペアンプ52および抵抗器R5 、R6 は
逆相線形増幅器であり、オペアンプ51の出力電圧VO
´を反転し、必要に応じてゲインを調整して、出力電圧
VOとする。
逆相線形増幅器であり、オペアンプ51の出力電圧VO
´を反転し、必要に応じてゲインを調整して、出力電圧
VOとする。
【0022】このリニアライズ回路40は、図5(a)
に示すように流量Qに対して非線形な関係となっている
入力電圧VI を入力して、図5(b)に示すように流量
Qに対して略直線的関係となる出力電圧V0 を出力する
ものである。従って、流量Qと入力電圧VI との関係に
応じて、抵抗器R1 〜R6 の抵抗値と直流電池V2 、V
3 の電圧を適宜に選択して、リニアライズ回路40の入
力電圧VI と出力電圧V0 の関係を適宜に設定するよう
にする。なお、図3において、抵抗器R1 の両端に接続
する抵抗器、直流電池、ダイオードの直列回路の数を増
やすことによって、入力電圧VI とオペアンプ51の出
力電圧VO ´との関係を、より滑らかに曲線に近似する
ことができ、流量と出力電圧V0 の関係をより直線に近
づけることができる。
に示すように流量Qに対して非線形な関係となっている
入力電圧VI を入力して、図5(b)に示すように流量
Qに対して略直線的関係となる出力電圧V0 を出力する
ものである。従って、流量Qと入力電圧VI との関係に
応じて、抵抗器R1 〜R6 の抵抗値と直流電池V2 、V
3 の電圧を適宜に選択して、リニアライズ回路40の入
力電圧VI と出力電圧V0 の関係を適宜に設定するよう
にする。なお、図3において、抵抗器R1 の両端に接続
する抵抗器、直流電池、ダイオードの直列回路の数を増
やすことによって、入力電圧VI とオペアンプ51の出
力電圧VO ´との関係を、より滑らかに曲線に近似する
ことができ、流量と出力電圧V0 の関係をより直線に近
づけることができる。
【0023】図6は図1における平均化回路41の構成
の一例を示す回路図である。この平均化回路41は、入
力端61と出力端62の間に直列に接続された抵抗器R
11、抵抗器R12と、一端がこれらの抵抗器R11、抵抗器
R12の中点に接続され、他端が接地されたコンデンサC
1 とを有している。この平均化回路41は、入力電圧の
高周波成分を吸収して、平均化された出力電圧を出力す
る。
の一例を示す回路図である。この平均化回路41は、入
力端61と出力端62の間に直列に接続された抵抗器R
11、抵抗器R12と、一端がこれらの抵抗器R11、抵抗器
R12の中点に接続され、他端が接地されたコンデンサC
1 とを有している。この平均化回路41は、入力電圧の
高周波成分を吸収して、平均化された出力電圧を出力す
る。
【0024】次に、本実施例に係る流量計の動作につい
て説明する。
て説明する。
【0025】流量計の入口部11から受け入れられた気
体は、第1の気体流路14、開口部16および第2の気
体流路15を順に経て、ノズル21に入る。ノズル21
の通路内に配設されたフローセンサ30の出力信号は、
リニアライズ回路40、平均化回路41を経て、A/D
変換器42でディジタルデータに変換されて流量演算部
45に入力される。流量演算部45は、流量がフローセ
ンサ30の測定領域にあるときは、このフローセンサ3
0の出力に基づいて、ノズル21の通路を通過する気体
の流速に対応する流量を演算する。
体は、第1の気体流路14、開口部16および第2の気
体流路15を順に経て、ノズル21に入る。ノズル21
の通路内に配設されたフローセンサ30の出力信号は、
リニアライズ回路40、平均化回路41を経て、A/D
変換器42でディジタルデータに変換されて流量演算部
45に入力される。流量演算部45は、流量がフローセ
ンサ30の測定領域にあるときは、このフローセンサ3
0の出力に基づいて、ノズル21の通路を通過する気体
の流速に対応する流量を演算する。
【0026】ここで、フローセンサ30の出力信号は、
図5(a)に示すように流量に対して非線形な関係にあ
るが、リニアライズ回路40によって、図5(b)に示
すように、流量との関係が略直線的関係となる信号が出
力される。そして、平均化回路41によって、リニアラ
イズ回路40の出力信号が平均化される。このように、
流量に対して略直線的関係にある信号を平均化した信号
は、流量に対して非線形な関係にある信号を平均化する
場合と異なり、真の流量の平均値に対応したものとな
る。従って、流量演算部45で演算される流量には誤差
が生じない。
図5(a)に示すように流量に対して非線形な関係にあ
るが、リニアライズ回路40によって、図5(b)に示
すように、流量との関係が略直線的関係となる信号が出
力される。そして、平均化回路41によって、リニアラ
イズ回路40の出力信号が平均化される。このように、
流量に対して略直線的関係にある信号を平均化した信号
は、流量に対して非線形な関係にある信号を平均化する
場合と異なり、真の流量の平均値に対応したものとな
る。従って、流量演算部45で演算される流量には誤差
が生じない。
【0027】ノズル21を通過した気体は、噴流となっ
て噴出口より噴出される。噴出口より噴出された気体
は、コアンダ効果により一方の側壁に沿って流れる。こ
こでは、まず側壁23に沿って流れるものとする。側壁
23に沿って流れた気体は、更にフィードバック流路2
7を経て、ノズル21の噴出口側へ帰還され、排出路3
1を経て出口部12より排出される。このとき、ノズル
21より噴出された気体は、フィードバック流路27を
流れてきた気体によって方向が変えられ、今度は他方の
側壁24に沿って流れるようになる。この気体は、更に
フィードバック流路28を経て、ノズル21の噴出口側
へ帰還され、排出路32を経て出口部12より排出され
る。すると、ノズル21より噴出された気体は、今度
は、フィードバック流路28を流れてきた気体によって
方向が変えられ、再び側壁23、フィードバック流路2
7に沿って流れるようになる。以上の動作を繰り返すこ
とにより、ノズル21を通過した気体は一対のフィード
バック流路27、28を交互に流れるフルイディック発
振を行う。このフルイディック発振の周波数、周期は流
量と対応関係がある。
て噴出口より噴出される。噴出口より噴出された気体
は、コアンダ効果により一方の側壁に沿って流れる。こ
こでは、まず側壁23に沿って流れるものとする。側壁
23に沿って流れた気体は、更にフィードバック流路2
7を経て、ノズル21の噴出口側へ帰還され、排出路3
1を経て出口部12より排出される。このとき、ノズル
21より噴出された気体は、フィードバック流路27を
流れてきた気体によって方向が変えられ、今度は他方の
側壁24に沿って流れるようになる。この気体は、更に
フィードバック流路28を経て、ノズル21の噴出口側
へ帰還され、排出路32を経て出口部12より排出され
る。すると、ノズル21より噴出された気体は、今度
は、フィードバック流路28を流れてきた気体によって
方向が変えられ、再び側壁23、フィードバック流路2
7に沿って流れるようになる。以上の動作を繰り返すこ
とにより、ノズル21を通過した気体は一対のフィード
バック流路27、28を交互に流れるフルイディック発
振を行う。このフルイディック発振の周波数、周期は流
量と対応関係がある。
【0028】フルイディック発振は、圧電膜センサ35
によって検出される。流量が圧電膜センサ35の測定領
域にあるときは、流量演算部45は、波形整形回路44
から出力されるパルスの周期に基づいて流量を演算す
る。
によって検出される。流量が圧電膜センサ35の測定領
域にあるときは、流量演算部45は、波形整形回路44
から出力されるパルスの周期に基づいて流量を演算す
る。
【0029】表示部46は流量演算部45によって演算
された積算流量を表示する。また、遮断弁制御部47
は、流量演算部45が所定量以上の流量を検出した場合
や所定の流量を所定時間以上検出した場合等に、ソレノ
イド18を動作させ、遮断弁17によって開口部16を
閉塞し、流量計の下流側への気体(ガス)の供給を停止
する。
された積算流量を表示する。また、遮断弁制御部47
は、流量演算部45が所定量以上の流量を検出した場合
や所定の流量を所定時間以上検出した場合等に、ソレノ
イド18を動作させ、遮断弁17によって開口部16を
閉塞し、流量計の下流側への気体(ガス)の供給を停止
する。
【0030】このように本実施例によれば、フローセン
サ30の出力信号を、リニアライズ回路40によって、
流量との関係が略直線的関係となる信号とし、この信号
を平均化回路41によって平均化し、この平均化された
信号から流量演算部45で流量を演算するようにしたの
で、演算される流量に誤差を生じることなく、圧力変動
等による流速の変動の影響を低減することができる。
サ30の出力信号を、リニアライズ回路40によって、
流量との関係が略直線的関係となる信号とし、この信号
を平均化回路41によって平均化し、この平均化された
信号から流量演算部45で流量を演算するようにしたの
で、演算される流量に誤差を生じることなく、圧力変動
等による流速の変動の影響を低減することができる。
【0031】また、本実施例では、直線化手段と平均化
手段を回路で実現しているので、これらをマイクロコン
ピュータのソフトウェアで実現する場合に比べて、ソフ
トウェアの負担が軽減される。
手段を回路で実現しているので、これらをマイクロコン
ピュータのソフトウェアで実現する場合に比べて、ソフ
トウェアの負担が軽減される。
【0032】図7は本発明の第2の実施例に係る流量計
の回路構成を示すブロック図である。本実施例は、直線
化手段と平均化手段をマイクロコンピュータを用いてソ
フトウェアで実現した例である。図7に示すように、本
実施例では、第1の実施例におけるリニアライズ回路4
0および平均化回路41は設けられておらず、フローセ
ンサ30の出力信号はA/D変換器42でディジタルデ
ータに変換された後、マイクロコンピュータ70に入力
されるようになっている。マイクロコンピュータ70
は、A/D変換器42の出力データを入力し、流量との
関係が略直線的関係となるデータを出力する直線化手段
としてのリニアライズ演算部71と、このリニアライズ
演算部71の出力データを平均化する平均化手段として
の平均値演算部72と、この平均値演算部72からの出
力データと波形整形回路44の出力信号とを入力して流
量および積算流量を演算する流量演算部45と、第1の
実施例と同様の遮断弁制御部47およびセンサ切換部4
8を備えている。
の回路構成を示すブロック図である。本実施例は、直線
化手段と平均化手段をマイクロコンピュータを用いてソ
フトウェアで実現した例である。図7に示すように、本
実施例では、第1の実施例におけるリニアライズ回路4
0および平均化回路41は設けられておらず、フローセ
ンサ30の出力信号はA/D変換器42でディジタルデ
ータに変換された後、マイクロコンピュータ70に入力
されるようになっている。マイクロコンピュータ70
は、A/D変換器42の出力データを入力し、流量との
関係が略直線的関係となるデータを出力する直線化手段
としてのリニアライズ演算部71と、このリニアライズ
演算部71の出力データを平均化する平均化手段として
の平均値演算部72と、この平均値演算部72からの出
力データと波形整形回路44の出力信号とを入力して流
量および積算流量を演算する流量演算部45と、第1の
実施例と同様の遮断弁制御部47およびセンサ切換部4
8を備えている。
【0033】リニアライズ演算部71は、例えば、入力
と出力の関係をテーブルとして持ち、このテーブルを参
照して流量との関係が略直線的関係となるデータを求め
るようにしても良いし、所定の演算式を用いて流量との
関係が略直線的関係となるデータを求めるようにしても
良い。また、平均値演算部72は、例えば、所定時間内
における複数の入力データを保持し、これらの入力デー
タの平均値を演算して出力する。
と出力の関係をテーブルとして持ち、このテーブルを参
照して流量との関係が略直線的関係となるデータを求め
るようにしても良いし、所定の演算式を用いて流量との
関係が略直線的関係となるデータを求めるようにしても
良い。また、平均値演算部72は、例えば、所定時間内
における複数の入力データを保持し、これらの入力デー
タの平均値を演算して出力する。
【0034】その他の構成および動作は第1の実施例と
同様である。
同様である。
【0035】本実施例によれば、第1の実施例と同様
に、演算される流量に誤差を生じることなく、圧力変動
等による流速の変動の影響を低減することができると共
に、直線化手段と平均化手段をマイクロコンピュータを
用いてソフトウェアで実現したので、直線化手段におけ
る入力と出力の関係を、容易に且つ正確に設定すること
ができる。
に、演算される流量に誤差を生じることなく、圧力変動
等による流速の変動の影響を低減することができると共
に、直線化手段と平均化手段をマイクロコンピュータを
用いてソフトウェアで実現したので、直線化手段におけ
る入力と出力の関係を、容易に且つ正確に設定すること
ができる。
【0036】なお、本発明は上記各実施例に限定され
ず、例えば、流速センサとしては、発熱部と2つの温度
センサを有するものに限らず、例えば、1つの発熱部を
有し、この発熱部の温度(抵抗)を一定に保つために必
要な発熱部に対する供給電力から流速を求めたり、一定
電流または一定電力で発熱部を加熱し、発熱部の温度
(抵抗)から流速を求めるものでも良い。
ず、例えば、流速センサとしては、発熱部と2つの温度
センサを有するものに限らず、例えば、1つの発熱部を
有し、この発熱部の温度(抵抗)を一定に保つために必
要な発熱部に対する供給電力から流速を求めたり、一定
電流または一定電力で発熱部を加熱し、発熱部の温度
(抵抗)から流速を求めるものでも良い。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように本発明の流速センサ
の出力補正装置および流量計によれば、直線化手段によ
って、流量との関係が略直線的関係となる信号を出力
し、この信号を平均化手段によって平均化するようにし
たので、平均化された信号は真の流量の平均値に対応し
たものとなり、演算される流量に誤差を生じることな
く、圧力変動等による流速の変動の影響を低減すること
ができるという効果がある。
の出力補正装置および流量計によれば、直線化手段によ
って、流量との関係が略直線的関係となる信号を出力
し、この信号を平均化手段によって平均化するようにし
たので、平均化された信号は真の流量の平均値に対応し
たものとなり、演算される流量に誤差を生じることな
く、圧力変動等による流速の変動の影響を低減すること
ができるという効果がある。
【図1】本発明の第1の実施例に係る流量計の回路構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図2】本発明の第1の実施例に係る流量計の構成を示
す断面図である。
す断面図である。
【図3】図1におけるリニアライズ回路の構成の一例を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図4】図3に示したリニアライズ回路の特性を示す特
性図である。
性図である。
【図5】図3に示したリニアライズ回路の動作を示す特
性図である。
性図である。
【図6】図1における平均化回路の構成の一例を示す回
路図である。
路図である。
【図7】本発明の第2の実施例に係る流量計の回路構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図8】流量と流速センサの出力との関係を示す特性図
である。
である。
30 フローセンサ 40 リニアライズ回路 41 平均化回路 45 流量演算部 46 表示部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大石 安治 神奈川県藤沢市川名1−12−2 山武ハネ ウエル株式会社藤沢工場内
Claims (2)
- 【請求項1】 流体の流速に応じた信号を出力する流速
センサの出力信号を入力し、流量との関係が略直線的関
係となる信号を出力する直線化手段と、 この直線化手段の出力信号を平均化する平均化手段とを
具備することを特徴とする流速センサの出力補正装置。 - 【請求項2】 流体の流速に応じた信号を出力する流速
センサと、 この流速センサの出力信号を入力し、流量との関係が略
直線的関係となる信号を出力する直線化手段と、 この直線化手段の出力信号を平均化する平均化手段と、 この平均化手段によって平均化された信号に基づいて流
量を演算する流量演算手段とを具備することを特徴とす
る流量計。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6257550A JPH0894406A (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | 流速センサの出力補正装置および流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6257550A JPH0894406A (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | 流速センサの出力補正装置および流量計 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0894406A true JPH0894406A (ja) | 1996-04-12 |
Family
ID=17307844
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6257550A Pending JPH0894406A (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | 流速センサの出力補正装置および流量計 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0894406A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001031299A1 (fr) * | 1999-10-29 | 2001-05-03 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | Debitmetre |
US6397673B1 (en) | 1998-05-06 | 2002-06-04 | Hitachi, Ltd. | Air flow measuring apparatus |
JP2003014520A (ja) * | 2001-07-04 | 2003-01-15 | Denso Corp | エアフロメータ組付け形エアクリーナの調整方法、およびエアフロメータ組付け形エアクリーナ |
US6839643B2 (en) | 2002-06-19 | 2005-01-04 | Hitachi, Ltd. | Flowmeter and flowmeter system |
US7140246B2 (en) | 2003-01-14 | 2006-11-28 | Hitachi, Ltd. | Frequency output type hot-wire flow meter |
JP2012093155A (ja) * | 2010-10-26 | 2012-05-17 | Denso Corp | 流量測定装置 |
WO2014024621A1 (ja) * | 2012-08-10 | 2014-02-13 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 熱式流量測定装置及びこれを用いた制御装置 |
DE10337259B4 (de) * | 2003-08-13 | 2015-08-06 | Robert Bosch Gmbh | Auswerteeinheit für das Messsignal eines mikromechanischen Sensors |
US20180156511A1 (en) * | 2015-05-22 | 2018-06-07 | Daikin Industries, Ltd. | Temperature-adjusting fluid supply apparatus |
-
1994
- 1994-09-27 JP JP6257550A patent/JPH0894406A/ja active Pending
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6397673B1 (en) | 1998-05-06 | 2002-06-04 | Hitachi, Ltd. | Air flow measuring apparatus |
DE19920961B4 (de) * | 1998-05-06 | 2006-04-20 | Hitachi, Ltd. | Luftdurchflußmengen-Meßvorrichtung |
US7058532B1 (en) | 1999-10-29 | 2006-06-06 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | Flowmeter |
WO2001031299A1 (fr) * | 1999-10-29 | 2001-05-03 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | Debitmetre |
JP2003014520A (ja) * | 2001-07-04 | 2003-01-15 | Denso Corp | エアフロメータ組付け形エアクリーナの調整方法、およびエアフロメータ組付け形エアクリーナ |
DE10245655B4 (de) * | 2002-06-19 | 2009-08-13 | Hitachi, Ltd. | Durchflußmesser und Durchflußmessersystem |
US7457711B2 (en) | 2002-06-19 | 2008-11-25 | Hitachi, Ltd. | Flowmeter and flowmeter system |
US6839643B2 (en) | 2002-06-19 | 2005-01-04 | Hitachi, Ltd. | Flowmeter and flowmeter system |
US7140246B2 (en) | 2003-01-14 | 2006-11-28 | Hitachi, Ltd. | Frequency output type hot-wire flow meter |
DE10337259B4 (de) * | 2003-08-13 | 2015-08-06 | Robert Bosch Gmbh | Auswerteeinheit für das Messsignal eines mikromechanischen Sensors |
JP2012093155A (ja) * | 2010-10-26 | 2012-05-17 | Denso Corp | 流量測定装置 |
US8909486B2 (en) | 2010-10-26 | 2014-12-09 | Denso Corporation | Flow measuring device |
WO2014024621A1 (ja) * | 2012-08-10 | 2014-02-13 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 熱式流量測定装置及びこれを用いた制御装置 |
JP2014035308A (ja) * | 2012-08-10 | 2014-02-24 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 熱式流量測定装置及びこれを用いた制御装置 |
US20180156511A1 (en) * | 2015-05-22 | 2018-06-07 | Daikin Industries, Ltd. | Temperature-adjusting fluid supply apparatus |
US10345023B2 (en) * | 2015-05-22 | 2019-07-09 | Daikin Industries, Ltd. | Temperature-adjusting fluid supply apparatus |
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