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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