JP2012088235A - コリオリ質量流量計 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】センサの出力信号をパルス密度信号にする第1ΔΣ変調器120および第2ΔΣ変調器122と、パルス密度信号を多ビット信号にする第1LPF124および第2LPF126と、センサの出力信号に基づいて励振信号を生成する共振回路132とを有し、共振回路は、パルス密度信号を増幅する乗算器140と、多ビット信号に基づいて測定チューブの振幅が安定するように乗算器の増幅率を制御する増幅率制御部144と、増幅された信号をパルス密度信号にする第3ΔΣ変調器146と、増幅されたパルス密度信号から励振信号を生成するDAC148と、を含むコリオリ質量流量計。
【選択図】図1
Description
図1は第1実施形態にかかるコリオリ質量流量計100を示す図である。検出器110には、両端が固定されている測定チューブ(不図示)の両端の変形量(振動)を測定する第1センサ112と第2センサ114、および後述する励振信号によって測定チューブを加振する加振器116が備えられている。測定チューブは既知のものを利用することができ、U字管または直管のいずれでもよい。また測定チューブは、口径の異なる複数種類のものを装着可能である。
図4は第2実施形態にかかるコリオリ質量流量計200を示す図である。上記第1実施形態と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。第1実施形態で説明した共振回路132は、測定チューブの振動が安定状態に近づいたときに一定の振幅になるように増幅率が制御されていた。第2実施形態ではこれに加えて増幅率の大きな第2共振回路210を備え、これらを切り替えて動作させる構成を説明する。
図7は第3実施形態にかかるコリオリ質量流量計300を示す図である。上記各実施形態と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。第1および第2実施形態においては、第1ΔΣ変調器120のパルス密度信号と第1LPF124の多ビット信号を用いるように説明した。
上記各実施形態において、第1LPF124と第2LPF126は、信号演算処理部128と励振回路130で共用する構成として例示した。しかし本発明はこれに限定するものではなく、信号演算処理部128と励振回路130でそれぞれ独立にLPFを配置してもよい。
Claims (4)
- 両端が固定されている測定チューブ内に流体を流し、前記測定チューブを振動させ、前記測定チューブの変形量を測定する2つのセンサで得られる一対の出力信号に基づいて流体の質量流量を演算するコリオリ質量流量計において、
前記2つのセンサの出力信号をパルス密度信号にする第1ΔΣ変調器および第2ΔΣ変調器と、
前記第1ΔΣ変調器および第2ΔΣ変調器が出力したパルス密度信号をそれぞれ多ビット信号にする第1LPFおよび第2LPFと、
前記2つの多ビット信号から質量流量を演算する信号演算処理部と、
前記センサの出力信号に基づいて励振信号を生成する共振回路と、
前記励振信号を増幅する駆動出力部と、
増幅された励振信号によって前記測定チューブを加振する加振器と、
を有し、
前記共振回路は、
前記第1ΔΣ変調器または第2ΔΣ変調器のいずれか一方が出力したパルス密度信号を増幅する乗算器と、
前記第1LPFまたは第2LPFから出力された多ビット信号に基づいて測定チューブの振幅が安定するように前記乗算器の増幅率を制御する増幅率制御部と、
増幅された信号をパルス密度信号にする第3ΔΣ変調器と、
前記第3ΔΣ変調器が出力したパルス密度信号から前記励振信号を生成するDACと、
を含むことを特徴とするコリオリ質量流量計。 - 前記増幅率制御部は、
前記第1LPFまたは第2LPFから出力された多ビット信号の正の値をとる整流回路と、
前記整流回路の出力信号の高周波をカットして平滑する第3LPFと、
平滑した多ビット信号と目標値との間で差分値を取る減算器と、
前記差分値を増幅する可変増幅器と、
前記第3LPFで用いるカットオフ周波数、前記減算器で用いる目標値、および前記可変増幅器で用いる増幅率を、前記測定チューブの口径に応じて記憶するレジスタとを含むことを特徴とする請求項1に記載のコリオリ質量流量計。 - 前記第1LPFまたは第2LPFから出力された多ビット信号を二値化するコンパレータと、二値化された信号をアナログ信号に変換する第2DACとを含み、前記駆動出力部に駆動のための励振信号を入力する第2共振回路と、
前記共振回路または前記第2共振回路を選択的に切り替えるセレクタと、
前記セレクタの動作を制御する切替判定部とをさらに備え、
前記切替判定部は、
前記第1LPFまたは第2LPFから出力された多ビット信号の正の値をとる整流回路と、
前記整流回路の出力信号の高周波をカットして平滑する第4LPFと、
高周波をカットした多ビット信号と閾値との間で比較を行う比較器と、
前記第4LPFで用いるカットオフ周波数を前記測定チューブの口径に応じて記憶し、前記比較器で用いる閾値を前記減算器で用いる目標値に応じて記憶するレジスタとを含み、
前記駆動出力部は、前記セレクタによって選択された回路の出力信号を前記励振信号として増幅することを特徴とする請求項2に記載のコリオリ質量流量計。 - 前記第1ΔΣ変調器および第2ΔΣ変調器が出力したパルス密度信号を加算する第2加算器と、
前記第1LPFおよび第2LPFが出力した多ビット信号を加算する第3加算器をさらに備え、
前記乗算器には前記第2加算器が加算した信号を入力し、
前記増幅率制御部には前記第3加算器が加算した多ビット信号を入力することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のコリオリ質量流量計。
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