JP2009020101A - コリオリ型流量計 - Google Patents

Abstract

【課題】測定における性能を低下させることなく、可能な限り精度を確保できるコリオリ型流量計を提供することを課題とする。
【解決手段】コリオリ型流管の動きを表わす信号を発する少なくとも一つの光測定部を備えた光学検知装置と、コリオリ型流管とを有するコリオリ型流量計であって、上記光測定部は、光源１と光センサ４とを有し、流管２３あるいは該流管に取り付けられた突部が、作動中に、上記光源１と光センサ４との間の光路中を動くようになっているコリオリ型流量計において、光学検知装置は、光センサ４への入光によって生ずる電流とは独立して、作動中に、光センサ４へ一定の電圧を加える手段と、光センサ４で生ずる電流の値を決定しこれを出力信号へ変換する手段とを有している。
【選択図】図３

Description

本発明は、コリオリ型の流管と少なくとも一つの光学検知装置とを備え、該光学検知装置が流管の動きを示す信号を発する光測定部を有し、該光測定部が光源と光センサとを有しており、コリオリ型の流管もしくは該流管に設けられた突部が、作動中に、光源と光センサの間の光路を通るように動くこととなっているコリオリ原理にもとづく流量計に関する。

かかる流量計において、光学検知装置が一つの光測定部を有しているが、これは第一と第二の光測定部を有していても、あるいは第一、第二さらには第三の光測定部を有していて、これらの光測定部によって測定された変位信号のもとに、流量を表わす信号を発生するようになっていてもよい。

コリオリの原理のもとでの流量計あるいは流量制御装置における変位の測定に用いられる光測定部は、「オプト」と称されることもある。これは、光源（しばしばＬＥＤが用いられる）と、光センサ（しばしばフォトダイオード（あるいはフォトトランジスタ）が用いられる）とを有している。

光測定部により変位を示す電気信号を連続的に発生する従来の方法は次のごとくである。光源と光センサとの間に配された物体が光ビームの光路を遮る。この物体が動くと、光センサへの入光の量が変化する。光センサは光子カウンタとして作用し、光センサでの電流が入光の量に比例するようになる。変位量に応じた電圧が、光センサへ直列に接続された抵抗器に発生する。この電圧がなるべく高くなるように、高い抵抗値が選ばれる。
発見できず

しかし、従来の流量計で一つ、二つあるいは三つの光測定部を使用すると、測定器の精度に予期した以上の時間遅れがある、ということが判った。本発明の目的は、測定における性能を低下させることなく、可能な限り精度を確保することにある。

本発明によるコリオリ型流量計では、この目的のために、光学検知装置は、入光に応答する光センサにて発生する電流とは独立して、作動中に光センサに一定電圧を与える手段と、光センサによって生ずる電流の値を決定してこれを出力信号に変換する手段とを有している。多くの場合、上述のごとく、光学検知装置は、さらに、出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータを有している。

光センサとしてのフォトダイオードは或る値の寄生容量Ｃを常に有している。抵抗器Ｒとの結合により、これは時定数Ｔ＝Ｒ×ＣをもったＲ‐Ｃ回路を形成する。この時定数はＲの値の増大と共に増大する。光源と光センサとの間に配された物体の振動により周期的（例えば、正弧波状）に変化する電気信号が与えられると、時定数は時間軸について正弧波の形のずれ、すなわち相回転を生ずる。

寄生容量が一定の場合には、キャリブレーション中に一度でも、そして続けてでも補償できる。しかし、実際には、温度の影響そして他の要素にも起因する経時変化によるドリフトを示す。光センサと抵抗器が正規なものとして選ばれた正確な流量計の時定数に生ずるドリフトが、重大な測定誤差をもたらしてしまう、ということが判明している。

本発明の原理の概要は、光センサに入光する光量の値にかかわらず、すなわち、光センサを流れる電流とは独立して、電子回路によって、上記光センサでの電圧が一定に保たれる、ということである。その結果として、寄生容量は、「充電」そして「放電」されず、したがって時間遅れは生じない。ここで電子回路の出力（電圧あるいは電流）は光センサを流れる電流、したがって入光量に対する基準となる。

かかる回路の最も簡単な形態は、電圧対電圧型の電圧増幅器であり、これは多くの形式が知られている。ここで用いられるものは、抵抗値Ｒが高くなく低いものであり、したがって時定数Ｔ＝Ｒ×Ｃが低い。この形式のものの欠点は、この増幅器が、常に、温度に依存する容量、したがって温度に依存する時定数を有するということである。さらには、電圧増幅器は、高入力インピーダンスを有する結果、一定に保たれるのは、所望のような入力電圧ではなく、入力電流となってしまう。

本発明の好ましい形態では、作動中に光センサでの電圧を一定とする手段はトランスインピーダンス増幅器を有している。

この好ましい形態では、特に、光センサでの電圧を電流対電圧型のトランスインピーダンス増幅器によって確実に一定に保つ。トランスインピーダンス増幅器は、高入力インピーダンスという欠点を有しておらず、この理由で、とりわけ、寄生容量の影響を十分に解消するために光通信用増幅器に用いられる。これは低入力インピーダンスによって達成され、その結果、所望通り、入力電圧が一定に保たれる。入力電流における変化が、この増幅器の出力（電圧）信号のための基礎となる。トランスインピーダンス増幅器は種々の形態のものが存在する。

さらなる形態では、フィードバックをもつオペレーショナルアンプ（オペアンプ）が用いられ、これについては、以降に説明する。

トランスインピーダンス増幅回路の作動
フィードバックをもつオペレーショナルアンプ（あるいはオペアンプ）が用いられる。オペレーショナルアンプは能動的な電子部品であり、通常、非常に高いゲインをもったＩＣの形となっている。オペレーショナルアンプは、負入力端が正入力端に印加されている電圧Ｖbiasと同電圧となるように該負入力端を駆動する。上記負入力端が光センサに結合されているので、該光センサでの電圧も、所望通りに、一定となり、そして光センサにバイアス電圧を与えるのに十分に高いものとなる。入光は光センサに電流を生じさせる。この電流は、オペレーショナルアンプの負入力端から出力まで行き帰還抵抗Ｒ_fを経て再び戻る経路により形成されるループを流れる。オペレーショナルアンプの出力電圧は、かくして、光センサを流れる電流に比例するようになり、次のように表わされる。

Ｖ output＝Ｖ bias＋（Ｒ_f×I sensor）
光センサの相回転は、「高速」オペレーショナルアンプが選ばれているとき、すなわち小さな内部相回転をもっているものである当初の状況に比し、数桁も減少する。

オフセット電圧の消滅
トランスインピーダンス増幅器はオフセット電圧につながる。オフセットには関連のある情報が入っていない一定のＤＣ電圧を含んでいる。このようなオフセットは、もし出力信号がその後に信号処理の目的でＡ／Ｄコンバータにてアナログからデジタルに変換されるべきであるときには、好ましくない。「正常な」単極Ａ／Ｄコンバータは０Ｖからスタートし、これは、例えば、１２ＶのＶbiasが与えられると、範囲の「低域」が用いられない、ということを意味する。その結果、Ａ／Ｄコンバータの性能を最大限に利用することができなくなる。

本発明によるコリオリ型流量計の一つの形態は、Ａ／Ｄ変換に先立ち「アナログ」電子回路でオフセット電圧が減少されあるいは消滅されるという点に特徴があり、こうしてＡ／Ｄコンバータの範囲の低域が有効に用いられる。

上記は種々の方法で達成できる。しばしば、簡単で基本的な電子回路が用いられ、これらについて後に説明する。

基本回路
オフセット電圧は、基本回路に追加基準電圧Ｖ bias_２と追加抵抗器Ｒoが加えられることで減少される。

光センサを流れる平均電流は第二電圧源Ｖ bias_２により供給されるのであって、オペレーショナルアンプによるのではない。これは、ＶbiasがＶ outputの平均となるように、オペレーショナルアンプが変化の供給のみを必要としており、その下限ではない、ということを意味する。電圧は、Ｖoutputの下限が約０Ｖとなり、Ａ／Ｄコンバータの範囲の低域が有効に用いられるように選定される。どのようにして上記範囲の低域が有効に用いられるかは、後に述べる。

好ましい形態
上述した簡単で基本的な原理にもとづく形態での不利な点は、さらに基準電圧Ｖ bias_２が必要となる、ということである。何かの理由で、Ｖbiasに関連して上記電圧に変動があると、これはＶ outputに誤差となってあらわれる。好ましい形態では、このような不利は生じない。ここでは唯一の基準電圧を必要とするだけである。この形態は差動増幅器（「減算器」）として第二のオペレーショナルアンプを用いる。

この目的のために、オペレーショナルアンプの正入力端が上述のトランスインピーダンス増幅器の出力端に、そして負入力端がバイアス電圧Ｖbiasに接続される。差動増幅器の出力電圧は二つの入力の間の差に等しくされることができる。Ｖbiasは一定であるから、上述の簡単な基本的な形態と同じ結果が得られる。

所望のバイアス電圧は、追加回路により得ることができる。この回路は所望のバイアス電圧を生ずる二つの抵抗器を備える分圧器を有している。このためには、一つの抵抗器が、０Ｖに接続されている第二抵抗器と供給電圧に接続されて、続いて第二抵抗器が０Ｖに接続されている。第二抵抗器にかかる電圧はバイアス電圧のための電源として作用する。所望のバイアス電圧は二つの抵抗器の抵抗値の比によって選択できる。インピーダンスの適正化のための追加オペレーショナルアンプがこの電圧の負荷をかけるのに必要である。このためには、分圧器の出力がオペレーションアンプの正入力端に接続されている。そしてオペレーションアンプの出力がオペレーションアンプの負入力端に帰還される。オペレーショナルアンプは、ここでは、電圧から電圧へのコンバータとして用いられ、分圧器がオペレーショナルアンプにより負荷を受けていないのに対し、十分な電流消費を可能とする。その結果、分圧器により生じた電圧は、所望通り、一定に維持される。この回路は、どこでも有効にＶbiasを用いることを可能とする。

電圧レベルの増加
原理の概要
もし望むなら、オペレーショナルアンプの出力電圧Ｖ outputは、Ａ／Ｄコンバータの全電圧域からそして又それよりも上方域で最適利得を得るように電圧対電圧型増幅器によって、さらに増大することができ、その結果、Ａ／Ｄコンバータの性能を最大限に利用することができる。この増幅器の高入力インピーダンスは最早有利なものとなり、オペレーショナルアンプの入力に加えられた負荷が限定された状態に維持する。この原理はオフセット電圧の最初の除去なしに、あるいは上述した方法でのオフセット電圧の除去後に、適用可能である。

本発明は、作動中に光センサに定電圧を与えるために上述の方法で、電気回路に含まれる一つの光測定部を有する光学検知装置を備えたコリオリ型流量計のみに関するものではない。本発明は、作動中に光センサに定電圧を与えるための上述の方法で、電気回路に含まれる二つ、あるいは三つ、さらにはそれ以上の光測定部を有するものにも関している。

このように、本発明によれば、光学検知装置は、光センサへの入光によって生ずる電流とは独立して、作動中に、光センサへ一定の電圧を加える手段と、光センサで生ずる電流の値を決定しこれを出力信号へ変換する手段とを有していることとしたので、時間遅れがなく、精度の高いコリオリ型流量計を得る。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。

図１Ａはコリオリ型流量計２０の一実施形態を示す。この流量計には、作動中に流体が流れるコリオリ型の流管２３を支持する基板２２を有するフレームが設けられている。流管２３は、この場合、半回だけ屈曲した（Ｕ字状管の）ループ管であるが、直管であっても、あるいは周回した（閉ループの）ループ管でもよい。ループ管は、直管よりも可撓性がある点で好ましい。流管２３は取付手段２４，２５によって基板２２に取り付けられている。この取付手段２４，２５は、クランプ位置を形成し、流管２３がここに対して変位できるようになっている。本発明では、流管２３は、例えばステンレス鋼で作られていて、壁厚が約０．１ｍｍそして直径が約０．７５ｍｍであり、低いエネルギで共振するように非常に軽量な構造となっている。ループ管の直径と流管２３が耐えなければならない圧力（例えば１００ｂａｒ）によっては、流管２３の外径は多くの場合１ｍｍ以下であり、壁厚は０．２ｍｍあるいはそれ以下である。

図１Ａにさらに示されているように、エアギャップ２９，３０をもって離間している二つのＵ字状半体２７，２８を有する永久磁石のヨーク２６が流管２３を励起するために用いられている。流管２３の一部が上記エアギャップに通されている。永久磁石３１がヨーク２６の磁路に配されていて、そのＮ極とＳ極が上記エアギャップ２９，３０に等しい大きさで向きが逆の磁界を生ずるようになっている。

取付手段２４から取付手段２５へ向け電流が流管２３を流れると、同じ大きさの（後方に向けた）ローレンツ力Ｆと（前方に向けた）ローレンツ力Ｆ’がそれぞれ流管の部分に作用し、流管を流れる電流の向きが逆になると、これらの力も逆向きとなる。これらの力は、電流が交流の場合には、Ｕ字状の流管２３の対称主軸線に対して往復回転（振動）として、励起トルクをもたらす。このような励起の方法に代えて、他の励起方法も採用できる。

本発明の範囲内において、コリオリ型の流管２３の動きを検知するために一つもしくは複数の光測定部が用いられる。図１Ａの構成では、二つの光測定部２１ａと２１ｂが用いられている。図１Ａにおける光測定部は、流管２３と非接触で協働するように（マグネットヨークの中央開口内に）配されている。光測定部は他の数、例えば一つあるいは三つとすることも、勿論可能である。

図１Ｂは、複数の光測定部のうちの一つ、本例では光測定部２１ａを、その長手方向での断面でその概略を示している。光測定部はＵ字状のハウジング５１を有し、Ｕ字状の脚の一方の脚の内側に光源４９（例えばＬＥＤ）そして他方の脚の内側に光センサとしての光感知セル５０（例えばフォトダイオード）が設けられている。光測定部２１ａは、Ｕ字状の脚同士間に位置するコリオリ流管の管部５２が動けるように配されている。作動中、管部５２は光源４９と光感知セル５０の間の光ビームを少なくとも部分的に遮断している。管部が突部（例えば羽根状）を有しているような形態では、管部はハウジングからさらに離れて位置することができ、この突部は両脚部間で移動する。

図１Ｃは、管部がその作動中に、光源４９から光感知セル５０へ送られる光ビーム５３の大部分（位置５２）あるいは小部分（位置５２’）を上記管部の動きによって、どのように遮るかを詳しく示している。光感知セル５０は、後に処理される信号ｕ（Ｖ）を生ずる。

図１Ｄは、二つの光測定部２１ａ，２１ｂによる検知の様子を示している。これらの光測定部は、管部２３を横切る回転軸線（すなわち、励起手段が管部に回転を生じさせる該軸線）上の交点に対して対称な両側位置に配されている。交点は（回転の）極Ｐとして示されている。光測定部２１ａ，２１ｂは、好ましくは、この極Ｐから小さい距離の位置に配される。この距離は、励起測定値がコリオリ力の測定値と同じオーダーとなるように十分な小さな値とする。

上述のコリオリ型流量計においては、管部の動きの測定のために光測定部が用いられている。電気量に変換されたこれらの光測定部からの信号の値は、光測定部の固有寄生容量によって反対に変換される。追加的な電子部品が、上記寄生容量の影響を抑制してさらに信号の質を高めるために用いられている。これらの電子部品は、以下に詳述される複数の構成回路と主な部品とで成る組立体により形成される。

図２は変位検出の基本原理を示している。光源１と光センサ４との間に配された物体２は光ビーム３の一部を遮っている。物体２（コリオリ管もしくはそれに取り付けられた突部）が動くので、光センサ４に達する光の量も変化する。印加された供給電圧Ｖccは光感知セルを流れる電流を確保する。光センサ４で生じる電流は、入光量に比例する。上記電流は抵抗器Ｒxによって、回路における出力電圧に変換される。この回路の出力電圧によって、物体の位置が測定できる。この基本回路の問題点は、よく知られているように、抵抗値Ｒxと光センサ内の寄生容量Ｃとにより生ずる、変動する時定数Ｔ＝Ｒ×Ｃである。

図３は、寄生容量の問題解決、すなわち、本発明によるトランスインピーダンス増幅器の使用による解決策の部分を示している。トランスインピーダンス増幅器は、光センサ４が一定電圧を受け、光センサ４の出力電流が低インピーダンスで負荷されるように、オペレーショナルアンプＵ_１を有している。これは、次のように作動する。オペレーショナルアンプＵ_１は、負の入力端８を正の入力端６に印加されている電圧Ｖbiasに等しくされた電圧とせしめる。負の入力端８は光センサ４に接続されるので、この光センサ４での電圧は一定となる。この電圧を一定にしておくのに要求される電流は所望量だけオペレーショナルアンプＵ_１により供給されるのであって、光センサ４によって供給されるのではない。この電圧は光センサ４にバイアス電圧を与えるのに十分に高いものである。このように、オペレーショナルアンプＵ_１は、光センサ４が一定電圧で、また、低インピーダンスで負荷されることを確実にする。

入光は光センサを流れる電流を生ずる。この電流は、オペレーショナルアンプの負の入力端を通って出力端７に至りそして帰還抵抗器Ｒ_fを通って戻る経過によって形成されるループを流れる。オペレーショナルアンプの出力電圧は、次のように、光センサを通る電流に比例する。

Ｖ output＝Ｖ bias＋（Ｒ_f×Ｉsensor）
図３のトランスインピーダンス増幅器はオフセット電圧をもたらす。多くの応用分野では、０Ｖ以上の電圧、例えば０〜５Ｖの供給電圧で作動する。上述の電圧Ｖbiasは０以上、あるいは光センサでの電圧がない。しかし、これはオペレーショナルアンプの出力電圧ＶoutputにＶ biasに等しいオフセットを与え、換言すれば、電圧はこの値以下に下がることはない。Ｖ biasの典型的な値は１Ｖである。

光センサへの入光が完全にゼロとなることがないならば、実際のオフセットはＶbias以上でもよく、その結果、後段では常に小さい電圧を生ずる。

かかるオフセットは、出力信号が引き続き、後の処理のために、Ａ／Ｄコンバータによってアナログからデジタルに変換されるときには、不利となる。「正常な」単極Ａ／Ｄコンバータは０Ｖから始まり、１ＶのＶbiasのもとで、低域の範囲が有効には用いられない。この結果として、Ａ／Ｄコンバータの性能が最大限に利用されることはない。

本発明は、Ａ／Ｄ変換に先立ちオフセット電圧を抑制あるいは無くすための「アナログ」電子部品を有する手段をも提供し、その範囲の低域から具合良く有効的にＡ／Ｄコンバータを使うことができる。

これを行うには多くの方法があるが、その多くは単純で基本的な電子回路である。オフセット電圧を抑制する基本原理は、図３の等価回路に、別の基準電圧Ｖbias_２の追加をした上に、別の抵抗器Ｒｙを追加することである。これは図４に示されており、追加の基準電圧によってオフセット電圧を減じている。

光センサを流れる平均電流はＶ bias_２から供給され、オペレーショナルアンプからは流れなくなる。これはオペレーショナルアンプが変化量の供給のみを必要とし、Ｖbiasが下限ではなくなり、Ｖ outputの平均値となる、ということを意味する。電圧はＶ outputの下限が約０Ｖとなるように選ぶことができ、その結果、Ａ／Ｄコンバータの範囲の低域が有効に用いられる。高域の十分な活用については、以下に述べる通りである。

別の基準電圧Ｖ bias_２が要求されているということは、単純な上述の原理における不利な点である。もし、この電圧がＶbiasに対してドリフトすると、その結果は、Ｖ outputにおける誤差となる。

図５に示される好ましい形態では、この不利はない。ここでは一つの基準電圧が必要なだけである。この形態では、トランスインピーダンス増幅器の下流端に接続された異なるオペレーショナルアンプ（「減算器」）を用いている。図５の回路図は異なる増幅器、すなわち、オペレーショナルアンプＵ_２によってオフセット電圧を減ずる原理を示している。オペレーショナルアンプＵ_２の正の入力端１０は図３における回路の出力端７（Ｖout）に接続されており、負の入力端１１はＶ biasに接続されている。Ｒ_３とＲ_４とが同じ値に選ばれているときには、出力端１２における出力電圧Ｖ_Ｏは二つの入力端１０と１１の間の差分に等しくなる。Ｖbiasは一定に保たれているので、図４に示された単純な基本形態の場合と同じ結果が得られる。

図５の形態では、Ｒ_３＝Ｒ_４とは異なる値であるＲ_１＝Ｒ_２が与えられ、追加的な電圧増幅度Ｇ＝Ｒ_１／Ｒ_２を得る。

バイアス電圧
所望のバイアス電圧が図６の回路によって得られる。回路は次のように作動する。供給電圧Ｖccの印加電圧は分圧器Ｒ_５，Ｒ_６によって所望の比で分圧される。この比は、結果として、所望のバイアス電圧を決定する。Ｒ_５とＲ_６により分圧された分圧供給電圧は、オペレーショナルアンプＵ_３の正の入力端１３に供給される。オペレーショナルアンプＵ_３は入力端１３，１４の両方にて電圧を一定に保とうとして、その出力を制御することにより、それを実現し、帰還が入力端１４でも同じ電圧となる。原理上、入力端１３，１４の一方から、オペレーショナルアンプに電流は流入しないので、Ｒ_５とＲ_６を有する分圧器には負荷がかからない。オペレーショナルアンプＵ_３の出力端６では、所望の電圧となっており、いかなる付随の負荷もオペレーショナルアンプＵ_３によって提供される。オペレーショナルアンプＵ_３の出力端６において、Ｒｏ，Ｃｏを有するＲＣ回路は、可能性のある外部からの影響そしてオペレーショナルアンプＵ_３自身からの影響による干渉から切り離すことができる。

完全なる回路
上述の部分的な回路をつなぎ合わせると、図７の完全な回路を得ることができ、それによると、分圧器Ｒ_６／（Ｒ_５＋Ｒ_６）と組み合わせられた安定供給電圧Ｖccを介して安定した基準電圧Ｖ biasがオペレーショナルアンプＵ_３によって提供される。

図８は、本発明の質量流量計に用いられる光学検知ユニットの好ましい形態を示す。ここでは光源１は赤外線ＬＥＤを有しており、矢印３が発光を示している。受光あるいは光センサ４がフォトトランジスタから成る。これに代わる形態としては、光源はレーザダイオードあるいは他の形式の光源でもよく、光センサはフォトダイオードあるいは他の光センサであってもよい。フォトダイオードは入光の多少に比例して高低の電圧を発する。フォトトランジスタは光量に応じた大きいあるいは小さい電流を生ずるトランジスタである。これらの両部品は発明の枠に応じて適宜使用される。図８の好ましい形態では、標準光学部品として一つのハウジング内に、発光ダイオード、すなわち赤外線ＬＥＤと一緒に存在するようになっているのでフォトトランジスタが用いられている。図２から図６までの光センサ４はダイオードでも、図８のようなトランジスタでもよい。

図２の回路における光センサ４がトランジスタである場合には、従来の検知方法におけるように、この場合でも、抵抗器Ｒxの両端で電圧が発生する。容量Ｃとの結合において、上記抵抗器は好ましくないそして変動するＲＣ時定数の発生の原因となる。図３で示された本発明により解決策では、符号４はオペレーショナルアンプＵ_１から電圧を受けるトランジスタを示し、このオペレーショナルアンプも低インピーダンス負荷を提供する。

終わりに、本発明はコリオリ型の流管そして光学検知装置を有するコリオリ型流量計あるいは流量制御装置に関しており、この光学検知装置は、コリオリ型の流管の動きを示す信号を生ずるための少なくとも一つの光測定部を有し、該光測定部は一つの光源と一つの光センサとを備え、光学検知装置は、入光に応答する光センサにより発生する電流とは独立して、作動中に光センサに一定電圧を与える手段と、光センサによって生ずる電流の値を決定してこれを、出力信号に変換する手段とを有していると共に、この出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータを有している。

コリオリ型流量計の形態の概要図である。 光測定部を示す図である。 光測定部の作動原理を示す図である。 コリオリ型の流管の一部と二つの光測定部を示す図である。 光学検知装置の基本原理を示す図である。 帰還オペレーショナルアンプをもつ光学検知装置の回路図である。 図３の光学検知装置に抵抗器を加えてオフセット電圧を減じた追加基準電圧を与える回路図である。 オペレーショナル差動アンプを用いてオフセット電圧を減ずる回路図である。 安定基準電圧Ｖ biasを生ずる回路図である。 図３，５そして６の回路の一部を加え合わせて完全な回路とする回路図である。 本発明装置に好適な光学検知装置の一形態を示す図である。

符号の説明

１ 光源
４ 光センサ
６ 入力端
７ 出力端
８ 入力端
１０ 出力端
１１ 入力端
１２ 出力端
１３ 入力端
１４ 入力端
２０ コリオリ型流量計
２１ａ 光測定部
２６ｂ 光測定部
２３ 流管
４９ 光源
５０ 光感知セル
５２ 管部
５３ 光ビーム
Ｕ_１ オペレーショナルアンプ
Ｕ_２ オペレーショナルアンプ
Ｕ_３ オペレーショナルアンプ
Ｒ_５，Ｒ_６ 分圧器

Claims (9)

1. コリオリ型流管の動きを表わす信号を発する少なくとも一つの光測定部を備えた光学検知装置と、コリオリ型流管とを有するコリオリ型流量計であって、上記光測定部は、光源と光センサとを有し、流管あるいは該流管に取り付けられた突部が、作動中に、上記光源と光センサとの間の光路中を動くようになっているコリオリ型流量計において、
   光学検知装置は、光センサへの入光によって生ずる電流とは独立して、作動中に、光センサへ一定の電圧を加える手段と、光センサで生ずる電流の値を決定しこれを出力信号へ変換する手段とを有していることを特徴とするコリオリ型流量計。
2. 作動中に光センサへ一定の電圧を加える手段はトランスインピーダンス増幅器を有していることとする請求項１に記載のコリオリ型流量計。
3. トランスインピーダンス増幅器はオペレーショナルアンプを有していることとする請求項２に記載のコリオリ型流量計。
4. オペレーショナルアンプは帰還増幅器であって、一定バイアス電圧Ｖbiasを供給する手段に接続された正入力端と、光センサに接続された負入力端とを有しており、該オペレーショナルアンプは、負入力端をＶbiasに等しい電圧に制御し、光センサを流れる電流に比例した出力電圧を供給する出力を有していることとする請求項３に記載のコリオリ型流量計。
5. 出力信号がＡ／Ｄコンバータに供給される前に出力信号のオフセットを減ずるためのアナログ電気手段をさらに有していることとする請求項１、請求項２そして請求項３のうちの一つに記載のコリオリ型流量計。
6. アナログ電気手段は差動増幅器を有していることとする請求項５に記載のコリオリ型流量計。
7. 差動増幅器はオペレーショナルアンプであることとする請求項６に記載のコリオリ型流量計。
8. オペレーショナルアンプの出力電圧を増大する電圧対電圧型の電圧増幅器を、さらに有する請求項３、請求項４、請求項５、請求項６そして請求項７のうちの一つに記載のコリオリ型流量計。
9. 差動増幅器が電圧増幅器を実現する二つの抵抗器を有する分圧器に接続され、この二つの抵抗器の抵抗値の比が増幅度を決定していることとする請求項８に記載のコリオリ型流量計。

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