JP2021032637A - Simulator for coriolis flowmeters and coriolis flowmeter having simulator within - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コリオリ流量計の検出部から変換部に入力される位相信号を模擬するコリオリ流量計用シミュレータ及び該シミュレータを内蔵したコリオリ流量計に関するものである。 The present invention relates to a simulator for a Koriori flow meter that simulates a phase signal input from a detection unit to a conversion unit of the Koriori flow meter, and a Koriori flow meter having the simulator built-in.
コリオリ流量計とは、流れる流体に振動を与えた際に発生するコリオリ力が、流体の質量と速度の積に比例することから、コリオリ力を測定して流体の質量流量を求めるものである。 The Coriolis flow meter measures the Coriolis force to obtain the mass flow rate of a fluid because the Coriolis force generated when a flowing fluid is vibrated is proportional to the product of the mass and velocity of the fluid.
コリオリ流量計は、コリオリ力を検出する検出部と、検出したコリオリ力を質量流量に変換する変換部とを備えている。検出部では、被測定流体が流れる例えばU字状等の管体を振動させて、管体の上下流における異なる2点で変位を測定すると共に、管体近傍の温度を温度センサによって測定する。そして、検出部と接続している変換部では、測定された2点の変位の位相差及び周波数、温度に基づいて、被測定流体の流量と密度が算出される。 The Coriolis flow meter includes a detection unit that detects the Coriolis force and a conversion unit that converts the detected Coriolis force into a mass flow rate. The detection unit vibrates a tube body such as a U-shape through which the fluid to be measured flows, measures the displacement at two different points upstream and downstream of the tube body, and measures the temperature in the vicinity of the tube body with a temperature sensor. Then, in the conversion unit connected to the detection unit, the flow rate and density of the fluid to be measured are calculated based on the phase difference, frequency, and temperature of the measured displacements of the two points.
特許文献1に記載されているように、コリオリ流量計には工場などのテスト条件下での実流による測定で得られた校正値が記憶されており、これらの校正値を用いて上述の流量、密度を正確に測定することが可能である。
As described in
コリオリ流量計の出荷前の実流による校正処理は、テスト機器により所定密度の流体を設定された所定流量値で管体内に流動させて行う。このとき検出部では上下流における異なる2点の変位が測定され、変換部ではそれら2つの変位の位相差を抽出して流量を算出する。そして、変換部の算出した流量の測定値が、テスト機器により設定された所定流量値と一致するように校正している。 The pre-shipment calibration process of the Coriolis flow meter is performed by flowing a fluid of a predetermined density into the tube at a predetermined flow rate value set by a test device. At this time, the detection unit measures the displacements of two different points in the upstream and downstream directions, and the conversion unit extracts the phase difference between the two displacements and calculates the flow rate. Then, the measured value of the flow rate calculated by the conversion unit is calibrated so as to match the predetermined flow rate value set by the test equipment.
しかしながら、上述の校正処理では管体に実際に流体を流す必要があり、流す流体の温度や流量の均一性及び時間的な安定性にも高精度が求められるため、テスト機器は高性能で大規模なものとなり、校正作業は煩雑で時間を要するという問題がある。 However, in the above calibration process, it is necessary to actually flow the fluid through the tube, and high accuracy is required for the temperature and flow rate uniformity and temporal stability of the flowing fluid, so the test equipment is high-performance and large. There is a problem that the scale becomes large and the calibration work is complicated and time-consuming.
また、コリオリ流量計の検出部で出力される位相差は、0.1〜数mradと微小であるため、温度等の校正処理を行う環境も厳密に制御されて安定している必要があるため、校正処理を行える場所が限られ、効率的に実施できないという問題もある。 In addition, since the phase difference output by the detection unit of the Koriori flow meter is as small as 0.1 to several mrad, the environment for performing calibration processing such as temperature must be strictly controlled and stable. There is also a problem that the place where the calibration process can be performed is limited and it cannot be performed efficiently.
本発明の目的は、上述の課題を解消し、所定流量に設定した流体の模擬位相信号を生成してコリオリ流量計の変換部に出力し、コリオリ流量計毎のばらつきが少ない再現性のある校正処理を行うことを可能とするコリオリ流量計用シミュレータ及び該シミュレータを内蔵したコリオリ流量計を提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, generate a simulated phase signal of a fluid set to a predetermined flow rate, output it to a conversion unit of the Koriori flow meter, and perform reproducible calibration with less variation for each Koriori flow meter. It is an object of the present invention to provide a simulator for a Koriori flow meter capable of performing processing and a Koriori flow meter having a built-in simulator.
上記目的を達成するための本発明に係るコリオリ流量計用シミュレータは、測定対象の流体が内部を流れる管体に取り付ける検出部と、変換部とを備えるコリオリ流量計の前記変換部に接続可能であり、校正時に模擬位相信号を出力する模擬信号出力部を備えたコリオリ流量計用シミュレータであって、前記変換部は、前記検出部の駆動コイルにより振動する前記管体の上下流に配置した一対の振動検出コイルを接続するコイル振動受信回路部を有し、該コイル振動受信回路部に前記振動検出コイルの接続に代えて、前記模擬信号出力部を接続することを特徴とする。 The simulator for a Koriori flow meter according to the present invention for achieving the above object can be connected to the conversion part of the Koriori flow meter including a detection part attached to a tube body through which the fluid to be measured flows and a conversion part. A pair of Koriori flow meter simulators including a simulated signal output unit that outputs a simulated phase signal at the time of calibration, wherein the conversion unit is arranged upstream and downstream of the tube body that vibrates by the drive coil of the detection unit. It is characterized by having a coil vibration receiving circuit unit for connecting the vibration detecting coil of the above, and connecting the simulated signal output unit to the coil vibration receiving circuit unit instead of connecting the vibration detecting coil.
また、上記目的を達成するための本発明に係るシミュレータを内蔵したコリオリ流量計は、測定対象の流体が内部を流れる管体に取り付ける検出部と、該検出部の駆動コイルにより振動する前記管体の上下流に配置した一対の振動検出コイルを接続するコイル入力端部を有する変換部とを備え、前記管体に流れる流体の流量、密度を算出するコリオリ流量計用シミュレータを内蔵したコリオリ流量計において、前記一対の振動検出コイルと、前記入力端部との間にコリオリ流量計用シミュレータを配置し、前記コリオリ流量計用シミュレータは、前記一対の振動検出コイルの何れか一方の振動検出コイルからの正弦波信号を正弦波ジタルデータに変換するA/D変換部と、前記正弦波デジタルデータを入力し、設定した所定の位相角に基づいて位相をシフトした位相シフト正弦波デジタルデータを出力する位相シフト部と、前記正弦波ジタルデータ及び前記位相シフト正弦波デジタルデータを入力し、2つの前記正弦波信号に変換し、模擬位相信号として出力する模擬信号出力部と、前記模擬位相信号の入力又は前記振動検出コイルの入力を切換え可能であり、何れかの一方の前記入力を前記入力端部に出力する切換部とを備えていることを特徴とする。 In addition, the Corioli flowmeter with a built-in simulator according to the present invention for achieving the above object has a detection unit attached to a pipe body through which the fluid to be measured flows, and the pipe body vibrating by the drive coil of the detection unit. A Corioli flowmeter equipped with a conversion unit having a coil input end for connecting a pair of vibration detection coils arranged upstream and downstream, and a built-in Corioli flowmeter simulator for calculating the flow rate and density of the fluid flowing through the tube. In, a Corioli flow meter simulator is arranged between the pair of vibration detection coils and the input end portion, and the Corioli flow meter simulator is used from one of the pair of vibration detection coils. The A / D converter that converts the sine wave signal of the above to the sine wave digital data and the sine wave digital data are input, and the phase shift sine wave digital data whose phase is shifted based on the set predetermined phase angle is output. A phase shift unit, a simulated signal output unit that inputs the sine wave digital data and the phase shift sine wave digital data, converts them into two sine wave signals, and outputs the simulated phase signal, and inputs the simulated phase signal. Alternatively, the input of the vibration detection coil can be switched, and one of the inputs is provided with a switching unit that outputs the input to the input end portion.
本発明に係るコリオリ流量計用シミュレータ及び該シミュレータを内蔵したコリオリ流量計によれば、所定流量に設定した流体の模擬位相信号を、コリオリ流量計の検出部に実際に流体を流すことなく、コリオリ流量計の変換部に高い再現性で安定して出力できる。 According to the Koriori flow meter simulator according to the present invention and the Koriori flow meter having the simulator built-in, the simulated phase signal of the fluid set to a predetermined flow rate is transmitted to the detection unit of the Koriori flow meter without actually flowing the fluid. It can output stably to the conversion part of the flow meter with high reproducibility.
また、変換部の校正処理に模擬位相信号を用いることにより、コリオリ流量計毎の校正ばらつきを補正することができる。更に、コリオリ流量計の検出部に実際に流体を流すことなく、変換部の動作チェック、精度の確認や校正処理を効率的に行うことができる。 Further, by using the simulated phase signal for the calibration process of the conversion unit, it is possible to correct the calibration variation for each Coriolis flowmeter. Further, it is possible to efficiently check the operation of the conversion unit, confirm the accuracy, and perform the calibration process without actually flowing the fluid through the detection unit of the Coriolis flow meter.
本発明を図1に示す参考例と図2〜図7に示す実施例に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明に係るコリオリ流量計用シミュレータに接続可能なコリオリ流量計のブロック構成図である。コリオリ流量計は、流れている流体にコリオリ力を発生させて変位を測定する検出部Kと、検出部Kが検出した変位を演算処理して、流体の相当する質量流量を算出する変換部Hとから構成されている。
The present invention will be described in detail based on the reference example shown in FIG. 1 and the examples shown in FIGS. 2 to 7.
FIG. 1 is a block configuration diagram of a Coriolis flowmeter that can be connected to the Coriolis flowmeter simulator according to the present invention. The Coriolis flow meter has a detection unit K that generates a Coriolis force in the flowing fluid to measure the displacement, and a conversion unit H that calculates the displacement detected by the detection unit K to calculate the corresponding mass flow rate of the fluid. It is composed of and.
検出部Kは測定対象の流体が内部を流れる、例えば左右対称なU字状の管体Pに取り付けられており、管体Pの左右対称の中心位置に配置した駆動コイルL1と、管体Pの中心位置よりも上流側に配置した上流側振動検出コイルL2と、管体Pの中心位置よりも下流側に配置した下流側振動検出コイルL3と、管体Pの近傍に配置した温度センサTDとから構成されている。 The detection unit K is attached to, for example, a symmetrical U-shaped tube P through which the fluid to be measured flows, and the drive coil L1 arranged at the symmetrical center position of the tube P and the tube P. The upstream vibration detection coil L2 arranged upstream from the center position of the pipe body P, the downstream vibration detection coil L3 arranged downstream from the center position of the pipe body P, and the temperature sensor TD placed near the pipe body P. It is composed of and.
変換部Hは、検出部Kの駆動コイルL1に接続されているドライブ回路H1と、検出部Kの一対の振動検出コイルである上流、下流側振動検出コイルL2、L3に接続されているコイル振動受信回路部H2と、検出部Kの温度センサTDに接続されている温度信号受信部H3と、コイル振動受信回路部H2及び温度信号受信部H3に接続されている位相差/周波数演算部H4と、位相差/周波数演算部H4に接続されている流量/密度演算部H5と、流量/密度演算部H5に接続されている出力部H6とから構成されている。 The conversion unit H is a coil vibration connected to a drive circuit H1 connected to the drive coil L1 of the detection unit K and upstream and downstream vibration detection coils L2 and L3 which are a pair of vibration detection coils of the detection unit K. The receiving circuit unit H2, the temperature signal receiving unit H3 connected to the temperature sensor TD of the detection unit K, and the phase difference / frequency calculation unit H4 connected to the coil vibration receiving circuit unit H2 and the temperature signal receiving unit H3. It is composed of a flow rate / density calculation unit H5 connected to the phase difference / frequency calculation unit H4 and an output unit H6 connected to the flow rate / density calculation unit H5.
ドライブ回路H1は、駆動コイルL1を管体Pの固有振動数である所定周波数の交流電力で駆動する。コイル振動受信回路部H2には、上流側コイル信号受信回路H2aと、下流側コイル信号受信回路H2bとが並列に設けられており、上流側コイル信号受信回路H2aの入力側は、検出部Kの上流側振動検出コイルL2に、下流側コイル信号受信回路H2bの入力側は、検出部Kの下流側振動検出コイルL3にそれぞれ接続されている。 The drive circuit H1 drives the drive coil L1 with AC power having a predetermined frequency, which is the natural frequency of the tube body P. The coil vibration receiving circuit unit H2 is provided with an upstream coil signal receiving circuit H2a and a downstream coil signal receiving circuit H2b in parallel, and the input side of the upstream coil signal receiving circuit H2a is a detection unit K. The upstream side vibration detection coil L2 and the input side of the downstream side coil signal receiving circuit H2b are connected to the downstream side vibration detection coil L3 of the detection unit K, respectively.
また、上流側コイル信号受信回路H2a及び下流側コイル信号受信回路H2bの出力側は、それぞれ並列に位相差/周波数演算部H4に接続されている。上流側コイル信号受信回路H2a及び下流側コイル信号受信回路H2bは、それぞれ上流側振動検出コイルL2及び下流側振動検出コイルL3が検出した管体Pの振動によるコイル信号を増幅して、位相差/周波数演算部H4に出力する。 Further, the output sides of the upstream coil signal receiving circuit H2a and the downstream coil signal receiving circuit H2b are connected to the phase difference / frequency calculation unit H4 in parallel, respectively. The upstream coil signal receiving circuit H2a and the downstream coil signal receiving circuit H2b amplify the coil signal due to the vibration of the tube body P detected by the upstream vibration detecting coil L2 and the downstream vibration detecting coil L3, respectively, and the phase difference / Output to the frequency calculation unit H4.
温度信号受信部H3は温度センサTDで測定される温度信号を受信し、温度値を算出して位相差/周波数演算部H4に出力する。位相差/周波数演算部H4は、入力される上流側コイル信号及び下流側コイル信号から両信号の位相差とコイル信号の周波数を算出し、温度信号受信部H3から入力される温度値による補正を加えた後に、位相差と周波数の情報を流量/密度演算部H5に出力する。 The temperature signal receiving unit H3 receives the temperature signal measured by the temperature sensor TD, calculates the temperature value, and outputs the temperature value to the phase difference / frequency calculation unit H4. The phase difference / frequency calculation unit H4 calculates the phase difference between the two signals and the frequency of the coil signal from the input upstream coil signal and downstream coil signal, and corrects with the temperature value input from the temperature signal receiving unit H3. After the addition, the phase difference and frequency information is output to the flow rate / density calculation unit H5.
流量/密度演算部H5は、位相差/周波数演算部H4より入力された位相差と周波数の情報から、流体の流量と密度の情報を算出して、出力部H6に出力する。出力部H6は入力された流体の流量と密度の情報を、接続する装置、例えばタッチパネル、ディスプレイ、プリンタ、プロセス制御機器、外部のパソコンやサーバ等に出力する。 The flow rate / density calculation unit H5 calculates the fluid flow rate and density information from the phase difference / frequency information input from the phase difference / frequency calculation unit H4, and outputs the information to the output unit H6. The output unit H6 outputs the input fluid flow rate and density information to a connected device such as a touch panel, a display, a printer, a process control device, an external personal computer or a server.
コリオリ流量計の変換部Hは、検出部Kとの接続を切り離して分離可能に構成されており、駆動コイルL1とドライブ回路H1、上流側振動検出コイルL2と上流側コイル信号受信回路H2a、下流側振動検出コイルL3と下流側コイル信号受信回路H2b、温度センサTDと温度信号受信部H3を、それぞれ個別かつ任意に切り離すことが可能とされている。 The conversion unit H of the Koriori flow meter is configured to be separable by disconnecting the connection with the detection unit K, and is configured to be separable from the drive coil L1 and the drive circuit H1, the upstream vibration detection coil L2 and the upstream coil signal reception circuit H2a, and the downstream. The side vibration detection coil L3 and the downstream coil signal receiving circuit H2b, the temperature sensor TD and the temperature signal receiving unit H3 can be individually and arbitrarily separated from each other.
図2は変換部Hに接続された実施例1のコリオリ流量計用シミュレータ1のブロック構成図である。変換部Hのコイル振動受信回路部H2の上流側コイル信号受信回路H2a及び下流側コイル信号受信回路H2bの入力端部には、検出部Kの上流側振動検出コイルL2及び下流側振動検出コイルL3に代えて、実施例1のコリオリ流量計用シミュレータ1の校正用模擬信号を出力する模擬信号出力部が接続されている。
FIG. 2 is a block configuration diagram of the Coriolis
コリオリ流量計用シミュレータ1は、正弦波発信部2と、正弦波信号発信部2に接続されているA/D変換部3と、A/D変換部3に接続されている位相シフト部4と、A/D変換部3及び位相シフト部4に接続されている模擬信号出力部5とから構成されている。
The Koriori
正弦波発信部2は周波数設定部2aと正弦波生成部2bとから成り、検出部Kの上流側振動検出コイルL2及び下流側振動検出コイルL3によって検出されるべき正弦波信号を模擬した正弦波信号を出力する。周波数設定部2aは、図示しないが例えばタッチパネルやキースイッチ、或いは通信手段を備えた入力端末等の入力部と、設定した周波数に対応する波形周期・振幅データを算出する演算処理部とを備えている。
The sine
入力部で固有振動数に相当する周波数を設定し、この設定した周波数に基づいて、演算処理部では管体Pの設定周波数に対応する波形周期・振幅データを算出することができる。また、入力部の通信手段によって、検出部K又は変換部Hから管体Pの固有振動数を取得して、演算処理部における波形周期・振幅データの算出に利用することも可能である。 A frequency corresponding to the natural frequency is set in the input unit, and the arithmetic processing unit can calculate waveform period / amplitude data corresponding to the set frequency of the tube P based on the set frequency. It is also possible to acquire the natural frequency of the tube P from the detection unit K or the conversion unit H by the communication means of the input unit and use it for calculating the waveform period / amplitude data in the arithmetic processing unit.
周波数設定部2aで算出された設定周波数の波形周期・振幅データは、正弦波生成部2bに送信されて、管体Pの固有振動数に相当する周波数のアナログ信号である正弦波信号が生成され、A/D変換部3に出力される。この正弦波信号は、管体P内に流体が満たされている場合に、駆動コイルL1によって管体Pを固有振動数で加振した場合に、上流側振動検出コイルL2及び下流側振動検出コイルL3によって検出されるべき正弦波信号の周波数を模擬した信号である。A/D変換部3はこの正弦波信号をサンプリングして正弦波デジタルデータに変換して、位相シフト部4及び模擬信号出力部5に並列に出力する。
The waveform period / amplitude data of the set frequency calculated by the
位相シフト部4は位相差に相当する位相角を設定する位相角設定部4aと、A/D変換部3に接続されている位相シフト信号生成部4bとから構成されている。そして、位相シフト部4は検出部Kの上流側振動検出コイルL2及び下流側振動検出コイルL3によって検出されるべき2つの正弦波信号の位相差を模擬した位相差をA/D変換部3から入力される正弦波デジタルデータに対して付加して、位相をシフトさせる機能を有している。
The
位相角設定部4aは例えばタッチパネルやキースイッチ、或いは通信手段を備えた入力端末等の入力部と、設定する位相角を算出する演算処理部とを備えている。なお、位相角設定部4aの入力部、演算処理部として、正弦波発信部2の周波数設定部2aの入力部、演算処理部を共用してもよく、コリオリ流量計用シミュレータ1を小型化することができる。
The phase
このように構成された位相角設定部4aでは、入力部から入力された指示情報に基づいて、演算処理部は正弦波デジタルデータに付加する適切な位相角を設定する。この位相角は管体P内を流体が所定流量及び所定温度で流れている場合に、駆動コイルL1によって管体Pを固有振動数で加振すると、上流側振動検出コイルL2及び下流側振動検出コイルL3によって検出されるべき2つの正弦波信号の位相差を模擬した位相差に相当するものである。
In the phase
位相角設定部4aは算出された位相角値を位相シフト信号生成部4bに送信する。位相シフト信号生成部4bは、A/D変換部3から入力される正弦波デジタルデータに、位相角設定部4aから送信された位相角に相当する位相差を付加して、位相シフト正弦波デジタルデータとして模擬信号出力部5に出力する。
The phase
模擬信号出力部5は、2チャンネルの入出力端子を有するD/A変換部であり、チャンネルCH1の入力端子には位相シフト部4の位相シフト信号生成部4bの出力が接続されている。A/D変換部3から出力された正弦波デジタルデータは位相シフト信号生成部4bを介して、位相シフト正弦波デジタルデータとしてチャンネルCH1の入力端子INに入力されることになる。
The simulated
また、チャンネルCH2の入力端子にはA/D変換部3の出力が直接接続されており、A/D変換部3から出力された正弦波デジタルデータが直接チャンネルCH2の入力端子INに入力される。
Further, the output of the A /
模擬信号出力部5のチャンネルCH1の出力端子OUT及びチャンネルCH2の出力端子OUTには、それぞれ変換部Hのコイル振動受信回路部H2の上流側コイル信号受信回路H2a及び下流側コイル信号受信回路H2bが接続されている。模擬信号出力部5は、デジタル信号である位相シフト信号生成部4bから入力された位相シフト正弦波デジタルデータとA/D変換部3から入力された正弦波デジタルデータを、それぞれアナログ信号である位相シフト正弦波信号と正弦波信号に変換し、上流側コイル信号受信回路H2aと下流側コイル信号受信回路H2bに同期して出力する。
The upstream coil signal receiving circuit H2a and the downstream coil signal receiving circuit H2b of the coil vibration receiving circuit unit H2 of the conversion unit H are connected to the output terminal OUT of the channel CH1 of the simulated
これら位相シフト正弦波信号と正弦波信号は、管体P内を流体が所定流量及び所定温度で流れている場合に、駆動コイルL1によって管体Pを固有振動数で加振した場合に、上流側振動検出コイルL2及び下流側振動検出コイルL3によって検出されるべき2つの位相差を有する正弦波信号を模擬した2つの模擬位相信号である。 These phase-shifted sine wave signals and sine wave signals are upstream when the pipe body P is vibrated at a natural frequency by the drive coil L1 when the fluid is flowing in the pipe body P at a predetermined flow rate and a predetermined temperature. These are two simulated phase signals simulating a sine wave signal having two phase differences to be detected by the side vibration detection coil L2 and the downstream vibration detection coil L3.
なお、上述の実施例では正弦波発信部2とA/D変換部3とから正弦波デジタルデータ生成部が構成されているが、正弦波デジタルデータ生成部の構成は必ずしもこれに限定されるものではない。正弦波デジタルデータ生成部にはA/D変換部3を設けずに、正弦波発信部2の正弦波生成部2bに代えて、波形周期・振幅データから正弦波デジタルデータを生成する正弦波デジタルデータ生成部2b’を設けることもできる。この場合には、正弦波発信部2の周波数設定部2aで設定された波形周期・振幅データは、アナログ信号を介さずに直接に正弦波デジタルデータに変換される。
In the above embodiment, the sine wave digital data generation unit is composed of the sine
また、変換部Hの温度信号受信部H3の温度センサ入力端部には、温度信号出力手段THMの温度信号出力端子が接続されている。温度信号出力手段THMとしては、検出部Kと同様な温度センサTD、温度信号出力端子を有する温度計、測温抵抗体RTD、熱電対等の適宜の温度信号出力手段に加えて、擬似的に温度信号を生成する温度信号出力回路を用いることもできる。また、温度信号出力手段THMをコリオリ流量計用シミュレータ1の内部に備える構成にしてもよい。なお、図2に示す変換部Hの他の構成については、図1に示す構成と同一であるので、図2では図示を省略している。
Further, a temperature signal output terminal of the temperature signal output means THM is connected to the temperature sensor input end of the temperature signal receiving unit H3 of the conversion unit H. The temperature signal output means THM includes a temperature sensor TD similar to the detection unit K, a thermometer having a temperature signal output terminal, a resistance temperature detector RTD, an appropriate temperature signal output means such as a thermocouple, and a pseudo temperature. A temperature signal output circuit that generates a signal can also be used. Further, the temperature signal output means THM may be provided inside the Coriolis
図3は温度信号出力手段THMとして用いる測温抵抗体を模擬する温度信号出力回路の回路図である。所定温度T1〜TNにおける測温抵抗体の抵抗値に相当する抵抗R1〜RNが、それぞれ抵抗切換スイッチSWR1〜SWRNに接続されているN個の回路が並列に結線されている。抵抗切換スイッチSWR1〜SWRNの何れか1つをON状態とすることによって、所定温度T1〜TNの何れか1つの温度に相当する温度信号を生成することができる。 FIG. 3 is a circuit diagram of a temperature signal output circuit simulating a resistance temperature detector used as a temperature signal output means THM. N circuits in which resistors R1 to RN corresponding to resistance values of resistance temperature detectors at predetermined temperatures T1 to TN are connected to resistance changeover switches SWR1 to SWRN are connected in parallel. By turning on any one of the resistance changeover switches SWR1 to SWRN, a temperature signal corresponding to any one of the predetermined temperatures T1 to TN can be generated.
温度信号出力手段THMとして温度信号出力回路を用いることにより、コリオリ流量計用シミュレータ1や変換部Hを含めたコリオリ流量計の校正システム全体の温度を所定温度に変更することなく、所定温度における校正を模擬できるようになり、校正に及ぼす温度変化の影響を容易に把握することが可能となる。
By using a temperature signal output circuit as the temperature signal output means THM, calibration at a predetermined temperature without changing the temperature of the entire Koriori flow meter calibration system including the Koriori
このようにして、変換部Hに接続された実施例1のコリオリ流量計用シミュレータ1によって、変換部Hの校正処理を行う場合には、先ず正弦波発信部2の周波数設定部2aによって、発信させるべき正弦波の波形を設定する。
When the calibration process of the conversion unit H is performed by the Koriori
管体Pに例えば流体が満たされていることを想定して、周波数設定部2aの入力部に管体Pの固有振動数に相当する所定周波数値を直接入力することにより、正弦波の周波数が設定される。周波数設定部2aの演算処理部では、設定した周波数に対応する波形周期・振幅データが算出されて、周波数設定部2aから正弦波生成部2bに送信される。正弦波生成部2bではこの波形周期・振幅データに基づいて、所定周波数のアナログ信号である正弦波信号が生成されて、A/D変換部3に出力される。
Assuming that the tube P is filled with fluid, for example, the frequency of the sine wave can be increased by directly inputting a predetermined frequency value corresponding to the natural frequency of the tube P to the input section of the
所定周波数の正弦波信号はA/D変換部3に入力されると波形のサンプリングが行われ、所定周波数の正弦波信号は例えば16ビット等のデータ群から成るデジタル信号である正弦波デジタルデータに変換される。なお、正弦波信号をデジタル信号に変換する手法には、既存の適宜の変換手法を採用することが可能である。この正弦波デジタルデータは、A/D変換部3から位相シフト部4の位相シフト信号生成部4bに出力されると共に、模擬信号出力部5のチャンネルCH2入力端子に出力される。
When the sine wave signal of a predetermined frequency is input to the A /
位相シフト部4の位相角設定部4aでは、予め正弦波デジタルデータに付加するべき位相角を必要とされる分解能で設定しておく。まず位相角設定部4aの入力部では位相角を設定するために、校正を行うことを想定した場合に検出部Kの管体Pに流されるべき流体の所定流量及び所定温度を指示情報として入力する。続いて、演算処理部では指示情報に基づいて、流体を所定流量及び所定温度で流すことを想定し、そのときに上流側振動検出コイルL2と下流側振動検出コイルL3のそれぞれで測定されるべき2つの正弦波信号の位相差に相当する位相角が算出される。そして、算出された位相角値を、予め位相角設定部4aから位相シフト信号生成部4bに送信した状態にしておく。
In the phase
このような状態で、位相シフト信号生成部4bに正弦波デジタルデータが入力されると、予め設定しておいた位相角値分だけ必要な分解能で正弦波デジタルデータの位相をシフトさせて、位相シフト正弦波デジタルデータが生成される。
When the sine wave digital data is input to the phase shift
図4はこの位相シフト正弦波デジタルデータを生成する過程を詳細に説明したブロック図である。予め正弦波発信部2の周波数設定部2aでは、所定周波数に対して波形周期・振幅データが設定されている。この波形周期・振幅データは所定周波数の1周期の時間に対する位相と振幅を表す例えば16ビットデータ群等を用いることができる。
FIG. 4 is a block diagram illustrating in detail the process of generating this phase-shifted sinusoidal digital data. In the
この波形周期・振幅データに基づいて正弦波発信部2の正弦波生成部2bから発信された所定周波数のアナログ信号である正弦波信号は、A/D変換部3によって所定サンプリングタイム毎に振幅値をサンプリングされて、振幅値の例えば16ビットのデジタルデータ群である正弦波波形データに変換される。
The sine wave signal, which is an analog signal of a predetermined frequency transmitted from the sine
また、正弦波信号の位相データは例えば16ビットデータであり、A/D変換部3に備えられているコンパレータ等の回路によって正弦波信号から抽出される。これらの正弦波波形データと位相データとを組み合わせて、アナログ信号である正弦波信号をデジタル化した正弦波デジタルデータが生成される。なお、正弦波デジタルデータ生成部にA/D変換部3を設けずに、正弦波発信部2の正弦波生成部2bに代えて、正弦波デジタルデータ生成部2b’を設けた構成の場合には、波形周期・振幅データから正弦波信号を介さずに、正弦波波形データと位相データとから成る正弦波デジタルデータが生成される。
Further, the phase data of the sine wave signal is, for example, 16-bit data, and is extracted from the sine wave signal by a circuit such as a comparator provided in the A /
このようにして生成された正弦波デジタルデータは、一方は位相シフト部4を介さずに模擬信号出力部5に直接出力され、他方は位相シフト部4を介して模擬信号出力部5に出力される。正弦波デジタルデータが位相シフト部4の位相シフト信号生成部4bに入力されると、予め位相角設定部4aで算出されて送信されている位相角値を表す例えば16ビットのデジタルデータであるシフト位相角を、16ビットデータである正弦波デジタルデータの位相データに対してビット演算で加算する。
One of the sinusoidal digital data generated in this way is directly output to the simulated
このように、正弦波デジタルデータの正弦波波形データに演算処理を加えることなく、位相データに対してシフト位相角をビット演算で加算するのみで、設定された位相角値だけ正確に位相シフトさせた位相シフト正弦波デジタルデータを生成することができる。 In this way, without adding arithmetic processing to the sinusoidal waveform data of the sinusoidal digital data, only the shift phase angle is added to the phase data by bit arithmetic, and the phase is accurately shifted by the set phase angle value. It is possible to generate phase-shifted sinusoidal digital data.
そして、図2に示す模擬信号出力部5のチャンネルCH1の入力端子INには、上述の他方の位相シフト正弦波デジタルデータが、チャンネルCH2の入力端子INには、上述の一方の正弦波デジタルデータがそれぞれ入力される。模擬信号出力部5では位相シフト正弦波デジタルデータ、正弦波デジタルデータが、それぞれ再びアナログ信号である位相シフト正弦波信号、正弦波信号に変換される。
Then, the input terminal IN of the channel CH1 of the simulated
アナログ信号に変換された位相シフト正弦波信号は、チャンネルCH1の出力端子OUTから変換部Hのコイル振動受信回路部H2の上流側コイル信号受信回路H2aに出力される。また、これに同期して正弦波信号はチャンネルCH2の出力端子OUTから、変換部Hのコイル振動受信回路部H2の下流側コイル信号受信回路H2bに出力される。 The phase-shifted sine wave signal converted into an analog signal is output from the output terminal OUT of the channel CH1 to the coil signal receiving circuit H2a on the upstream side of the coil vibration receiving circuit unit H2 of the conversion unit H. Further, in synchronization with this, the sine wave signal is output from the output terminal OUT of the channel CH2 to the coil signal receiving circuit H2b on the downstream side of the coil vibration receiving circuit unit H2 of the conversion unit H.
このようにして、流体を検出部Kの管体Pに所定流量及び所定温度で流している状態において、駆動コイルL1により管体Pを固有振動数で加振したときに、検出部Kの上流側振動検出コイルL2で検出されるべき信号を模擬した位相シフト正弦波信号と、下流側振動検出コイルL3で検出されるべき信号を模擬した正弦波信号とを、同期させて所定位相差を有する模擬位相信号としてコリオリ流量計用シミュレータ1から変換部Hに出力することができる。
In this way, when the pipe body P is vibrated at the natural frequency by the drive coil L1 in a state where the fluid is flowing through the pipe body P of the detection unit K at a predetermined flow rate and a predetermined temperature, it is upstream of the detection unit K. The phase shift sine wave signal simulating the signal to be detected by the side vibration detection coil L2 and the sine wave signal simulating the signal to be detected by the downstream vibration detection coil L3 are synchronized to have a predetermined phase difference. It can be output as a simulated phase signal from the Koriori
模擬位相信号はコリオリ流量計用シミュレータ1内で生成されているので、検出部Kの管体Pを流れる流体の流量の不安定性や検出部Kの温度等の環境の不安定性に影響されることなく、常に安定した再現性の高い信号を、変換部Hに校正処理のために供給することができる。また、位相シフト正弦波信号と正弦波信号の位相差は、正弦波信号を例えば16ビット波形データ群にデジタル変換した正弦波デジタルデータに対して、ビット演算によって付加しているので、周囲環境のノイズの影響を受け難く、正確かつ再現性が高くなっている。
Since the simulated phase signal is generated in the
変換部Hのコイル振動受信回路部H2の上流側コイル信号受信回路H2a及び下流側コイル信号受信回路H2bにそれぞれ入力された位相シフト正弦波信号及び正弦波信号は、演算処理可能なように増幅されて位相差/周波数演算部H4に出力される。一方、変換部Hの温度信号受信部H3には温度信号出力手段THMから温度信号が入力され、温度信号から温度値が算出されて、位相差/周波数演算部H4に出力される。 The phase shift sine wave signal and the sine wave signal input to the upstream coil signal receiving circuit H2a and the downstream coil signal receiving circuit H2b of the coil vibration receiving circuit unit H2 of the conversion unit H are amplified so as to be able to perform arithmetic processing. Is output to the phase difference / frequency calculation unit H4. On the other hand, a temperature signal is input from the temperature signal output means THM to the temperature signal receiving unit H3 of the conversion unit H, a temperature value is calculated from the temperature signal, and the temperature value is output to the phase difference / frequency calculation unit H4.
位相差/周波数演算部H4では、入力された位相シフト正弦波信号、正弦波信号、温度値データに基づいて、位相シフト正弦波信号及び正弦波信号の位相差と、位相シフト正弦波信号又は正弦波信号の周波数とが算出される。算出された位相差及び周波数は、流量/密度演算部H5に入力されて、位相差からはコリオリ流量計用シミュレータ1からの模擬位相信号の位相差に対応した流体の流量、周波数からはコリオリ流量計用シミュレータ1からの模擬位相信号の周波数に対応した流体の密度が算出される。
In the phase difference / frequency calculation unit H4, the phase difference of the phase shift sine wave signal and the sine wave signal and the phase shift sine wave signal or the sine wave are based on the input phase shift sine wave signal, sine wave signal, and temperature value data. The frequency of the wave signal is calculated. The calculated phase difference and frequency are input to the flow rate / density calculation unit H5, and the phase difference is the flow rate of the fluid corresponding to the phase difference of the simulated phase signal from the
算出された流体の流量及び密度は出力部H6に出力され、例えばタッチパネルやディスプレイ等に表示されると共に、管体Pに接続されている装置等のプロセス変数として外部に出力される。 The calculated flow rate and density of the fluid are output to the output unit H6, displayed on a touch panel, a display, or the like, and output to the outside as process variables of a device or the like connected to the tube body P, for example.
校正処理を行う作業者は、模擬的な測定結果として表示された流体の流量及び密度が、コリオリ流量計用シミュレータ1において位相シフト正弦波信号及び正弦波信号を生成する際に想定した流体の所定流量及び所定密度に一致するように、変換部Hの校正を行う。
The operator performing the calibration process determines that the fluid flow rate and density displayed as the simulated measurement result are the fluids assumed when the phase-shifted sine wave signal and the sine wave signal are generated in the
具体的な流量の校正では、模擬的な測定結果として表示された流体の流量が、コリオリ流量計用シミュレータ1の位相シフト部4の位相角設定部4aで予め想定した流体の所定流量に一致するように、変換部Hのドライブ回路H1、コイル振動受信回路部H2、位相差/周波数演算部H4等の校正を行う。また、具体的な密度の校正では、模擬的な測定結果として表示された流体の密度が、コリオリ流量計用シミュレータ1の正弦波発信部2の周波数設定部2aで予め想定した流体の所定密度に一致するように、変換部Hの各部の校正を同様に行う。
In the specific flow rate calibration, the flow rate of the fluid displayed as a simulated measurement result matches the predetermined flow rate of the fluid assumed in advance by the phase
なお、コリオリ流量計用シミュレータ1及び変換部Hにパソコン等の動作制御装置を接続して、コリオリ流量計用シミュレータ1による流体の所定密度や所定流量等の設定や、変換部Hによる密度や流量の模擬的な測定値のモニタリング等の校正作業を、自動で行うようにすることもできる。
By connecting an operation control device such as a personal computer to the Koriori
上述したように、コリオリ流量計用シミュレータ1から変換部Hに供給される校正用の模擬的な位相シフト正弦波信号及び正弦波信号は、検出部Kの管体Pに実際に流体を流して得られる信号よりも再現性と安定性に優れているので、変換部Hの校正を再現性高く安定して行うことができる。特にデジタルで生成される模擬位相信号出力を有するコリオリ流量計用シミュレータ1によって複数台のコリオリ流量計の変換部Hの校正処理を行う場合には、変換部H毎の校正ばらつきを補正する補正係数を定めることが可能となり、変換部Hの互換性を保証することができるようになる。また、校正処理の際に管体Pに実際に流体を流す必要がないので、校正に必要な設備が安価なものとなり、校正作業自体も簡便となる。
As described above, the simulated phase shift sine wave signal and the sine wave signal for calibration supplied from the
図5はコリオリ流量計の変換部H及び検出部Kに接続された実施例2のコリオリ流量計用シミュレータ1’のブロック構成図である。変換部Hのドライブ回路H1には、検出部Kの駆動コイルL1が接続されている。コリオリ流量計用シミュレータ1’には正弦波発信部2は設けられておらず、A/D変換部3の入力側には検出部Kの下流側振動検出コイルL3が接続されている。その他の構成については、実施例1と同様であるので説明を省略する。なお、図5ではA/D変換部3の入力側に、検出部Kの下流側振動検出コイルL3が接続されているが、A/D変換部3の入力側に上流側振動検出コイルL2が接続されている構成にすることもできる。
FIG. 5 is a block configuration diagram of the Coriolis flowmeter simulator 1'of Example 2 connected to the conversion unit H and the detection unit K of the Coriolis flowmeter. The drive coil L1 of the detection unit K is connected to the drive circuit H1 of the conversion unit H. The Coriolis flow meter simulator 1'is not provided with a sine
このように構成されたコリオリ流量計用シミュレータ1’では、先ず変換部Hのドライブ回路H1によって検出部Kの駆動コイルL1が、管体Pの固有振動数に一致する所定周波数の交流電力で駆動される。その際には、検出部Kの管体Pに液体或いは気体の流体が満たされていることが必要であるが、流体を流す必要はない。管体Pは駆動コイルL1によって加振され、流体の質量を含む固有振動数による正弦波で微小振動する。この管体Pの正弦波振動は下流側振動検出コイルL3によって検出され、正弦波信号としてコリオリ流量計用シミュレータ1’のA/D変換部3に入力される。即ち、実施例1のコリオリ流量計用シミュレータ1では正弦波発信部2で生成される正弦波信号と同等の正弦波信号を、コリオリ流量計用シミュレータ1’では検出部Kの管体Pを固有振動数で実際に振動させることによって生成させている。正弦波信号がA/D変換部3に入力される以降の動作については、実施例1と同様であるので説明を省略する。
In the Koriori flow meter simulator 1'configured in this way, first, the drive coil L1 of the detection unit K is driven by the drive circuit H1 of the conversion unit H with AC power of a predetermined frequency matching the natural frequency of the tube body P. Will be done. In that case, it is necessary that the tube body P of the detection unit K is filled with a liquid or gas fluid, but it is not necessary to flow the fluid. The tube body P is vibrated by the drive coil L1 and undergoes minute vibration with a sine wave having a natural frequency including the mass of the fluid. The sine wave vibration of the tube body P is detected by the downstream vibration detection coil L3, and is input as a sine wave signal to the A /
このように構成したコリオリ流量計用シミュレータ1’は、正弦波発信部が不要となるため、より小型で安価となる。また、コリオリ流量計用シミュレータ1’内で管体Pの固有振動数を算出する必要もなくなる。更に、実際に管体Pを加振して正弦波信号を得るための交流電力は、変換部Hのドライブ回路H1によって与えているので、正弦波信号をA/D変換部3に入力させることによって、ドライブ回路H1の動作チェックを行うことができるというチェッカとしての利点もある。
The Coriolis flowmeter simulator 1'configured in this way is smaller and cheaper because it does not require a sine wave transmitter. Further, it is not necessary to calculate the natural frequency of the pipe body P in the Coriolis flow meter simulator 1'. Further, since the AC power for actually exciting the tube P to obtain the sine wave signal is given by the drive circuit H1 of the conversion unit H, the sine wave signal is input to the A /
図6はコリオリ流量計の変換部H及び検出部Kに接続された実施例3のコリオリ流量計用シミュレータ1”のブロック構成図である。実施例2のコリオリ流量計用シミュレータ1’では、外部に温度信号出力手段THMが設けられているのに対して、コリオリ流量計用シミュレータ1”では内部に温度信号出力手段THMが設けられており、この温度信号出力手段THMとしては検出部Kの温度センサTDと同一の温度センサTDが用いられている。その他の構成については、実施例2と同様であるので説明を省略する。
FIG. 6 is a block configuration diagram of the
このように構成された実施例3のコリオリ流量計用シミュレータ1”では、変換部Hのドライブ回路H1による検出部Kの管体Pの加振から、正弦波信号がA/D変換部3に入力されるまでの動作は実施例2と同様であり、正弦波信号がA/D変換部3に入力される以降の動作は実施例1と同様であるので、その説明を省略する。
In the Corioli
このように構成したコリオリ流量計用シミュレータ1”では、温度信号出力手段THMとして検出部Kの温度センサTDと同一の温度センサTDを用いている。この温度信号出力手段THMから変換部3の温度信号受信部H3に所定温度の校正用温度信号を出力することによって、温度信号受信部H3の動作チェックと校正を行うことができる。温度信号受信部H3は入力された校正用温度信号から実際の温度値を算出して、位相差/周波数演算部H4に出力する。この温度値を流量/密度演算部H5を介して出力部H6に、算出された流体の流量や密度と共に出力する。校正処理の作業者は、出力部H6に示された温度値が、温度信号出力手段THMから出力された校正用温度信号の所定温度と一致するように、温度信号受信部H3を校正することができる。
In the Koriori
また、温度信号出力手段THMとして温度センサTDに代えて、擬似温度センサとして擬似的に温度信号を生成する図3に示すような擬似温度信号出力回路を用いれば、コリオリ流量計用シミュレータ1”の置かれている環境の温度を実際に変化させることなく、任意の校正用温度信号を生成することができる。所定温度を順次に変更して、校正用温度信号を温度信号出力手段THMから変換部Hの温度信号受信部H3に出力する。温度信号受信部H3では順次に変更される校正用温度信号から、順次に変更される温度値を算出して位相差/周波数演算部H4に出力する。
Further, if a pseudo temperature signal output circuit as shown in FIG. 3 that generates a pseudo temperature signal as a pseudo temperature sensor is used instead of the temperature sensor TD as the temperature signal output means THM, the
位相差/周波数演算部H4では入力された位相シフト正弦波信号、正弦波信号から、順次に変更される温度値に対応して補正された位相差及び周波数が算出される。順次に変更される温度値と対応して、算出された位相差及び周波数は流量/密度演算部H5に入力されて、位相差から流体の流量、周波数から流体の密度が算出される。順次に変更される温度値と対応して算出された流体の流量及び密度が組み合わされて出力部H6に出力される。校正処理の作業者は、温度に対応して変動する流量及び密度の出力を参照して、変換部Hの温度変動特性をチェックすることができる。 The phase difference / frequency calculation unit H4 calculates the phase difference and frequency corrected according to the temperature values that are sequentially changed from the input phase shift sine wave signal and sine wave signal. The calculated phase difference and frequency are input to the flow rate / density calculation unit H5 in accordance with the temperature values that are sequentially changed, and the flow rate of the fluid is calculated from the phase difference and the density of the fluid is calculated from the frequency. The temperature value that is sequentially changed and the flow rate and density of the fluid calculated corresponding to the temperature value are combined and output to the output unit H6. The worker of the calibration process can check the temperature fluctuation characteristic of the conversion unit H by referring to the output of the flow rate and the density which fluctuates according to the temperature.
図7は実施例のコリオリ流量計用シミュレータを内蔵したコリオリ流量計のブロック回路構成図であり、コリオリ流量計の変換部H’の内部にコリオリ流量計用シミュレータ1”’が設けられている。なお、図7では図面を見易くするために、アナログ信号の配線については、グランド側の配線の図示を省略し、グランド電位に接続していることのみを示している。
FIG. 7 is a block circuit configuration diagram of a Koriori flow meter having a built-in Koriori flow meter simulator of the embodiment, and the Koriori
コリオリ流量計用シミュレータ1”’には、模擬信号出力部5の出力側に接続されている入力信号切換部6が設けられている。模擬信号出力部5のチャンネルCH1出力端子には入力信号切換部6の切換スイッチ6aの入力端子6a1が接続され、模擬信号出力部5のチャンネルCH2出力端子には入力信号切換部6の切換スイッチ6bの入力端子6b1が接続されている。切換スイッチ6aの入力端子6a2には、検出部Kの上流側振動検出コイルL2が接続され、切換スイッチ6aの出力端子6aoには、変換部Hのコイル振動受信回路部H2の上流側コイル信号受信回路H2aの入力端子部が接続されている。そして、上流側コイル信号受信回路H2aの接続先が、切換スイッチ6aにより模擬信号出力部5のチャンネルCH1出力端子又は上流側振動検出コイルL2に切換え可能とされている。
The
一方、切換スイッチ6bの入力端子6b2には、検出部Kの下流側振動検出コイルL3が接続され、切換スイッチ6bの出力端子6boには、変換部Hのコイル振動受信回路部H2の下流側コイル信号受信回路H2bの入力端子部が接続されている。そして、下流側コイル信号受信回路H2bの接続先が、切換スイッチ6bにより模擬信号出力部5のチャンネルCH2の出力端子又は下流側振動検出コイルL3に切換え可能とされている。
On the other hand, the downstream vibration detection coil L3 of the detection unit K is connected to the input terminal 6b2 of the
更に、これらの切換スイッチ6a及び切換スイッチ6bは、連動して切換動作が行われるように連結されており、それぞれ端子6a1及び6b1から端子6a2及び6b2へと、同時に切換えられるように構成されている。
Further, these
また、変換部Hの温度信号受信部H3の温度センサ入力端部には検出部Kの温度センサTDが接続されている。なお、図7ではA/D変換部3の入力側は検出部Kの下流側振動検出コイルL3に接続されているが、上流側振動検出コイルL2に接続されている構成にすることもできる。コリオリ流量計用シミュレータ1”’のその他の構成と、変換部H及び検出部Kとの接続状態は、実施例2のコリオリ流量計用シミュレータ1”と同様であるので説明を省略する。
Further, the temperature sensor TD of the detection unit K is connected to the temperature sensor input end of the temperature signal reception unit H3 of the conversion unit H. Although the input side of the A /
このように構成されたコリオリ流量計用シミュレータを内蔵したコリオリ流量計では、通常の流量計測を行う場合には、入力信号切換部6の切換スイッチ6aを入力端子6a2側に切換えて、変換部Hの上流側コイル信号受信回路H2aが検出部Kの上流側振動検出コイルL2に、連動して切換スイッチ6bを入力端子6b2側に切換えて、変換部Hの下流側コイル信号受信回路H2bが検出部Kの下流側振動検出コイルL3に、それぞれ接続されている状態にしておく。そして、校正処理又は変換部H’の動作チェックを行う際に、入力信号切換部6の切換スイッチ6aを入力端子6a1側に切換えて、変換部Hの上流側コイル信号受信回路H2aが模擬信号出力部5のチャンネルCH1の出力端子に、連動して切換スイッチ6bを入力端子6b1側に切換えて、変換部Hの下流側コイル信号受信回路H2bが模擬信号出力部5のチャンネルCH2の出力端子に、それぞれ接続されている状態に変更する。
In the Koriori flow meter having a built-in simulator for the Koriori flow meter configured in this way, when performing normal flow measurement, the
なお、校正処理を行う場合の実際の動作については、変換部Hのドライブ回路H1による検出部Kの管体Pの加振から、正弦波信号がA/D変換部3に入力されるまでは実施例2と同様であり、正弦波信号がA/D変換部3に入力される以降は実施例1と同様であるので、その説明を省略する。
Regarding the actual operation when performing the calibration process, from the vibration of the tube body P of the detection unit K by the drive circuit H1 of the conversion unit H to the time when the sine wave signal is input to the A /
このように、コリオリ流量計用シミュレータ1”’を変換部Hの内部に設けることによって、実施例1のようにコリオリ流量計の変換部Hと検出部Kを切り離してから、コリオリ流量計用シミュレータ1を変換部Hに接続する作業が不要となる。入力信号切換部6の切換スイッチ6a、6bを切換えるのみで、容易に通常の流量計測から校正処理又は変換部H’の動作チェックに移行することができる。
In this way, by providing the
コリオリ流量計の変換部は、一般的に外来ノイズによって特性が変化し易く、特に落雷等によるサージ電流の発生によって特性が著しく損なわれるため、コリオリ流量計用シミュレータ1”’が内蔵されていると、適宜に再現性の高い校正処理行うことができ非常に有用である。
The characteristics of the converter of the Koriori flow meter are generally easily changed by external noise, and the characteristics are significantly impaired by the generation of surge current due to lightning strikes, etc. Therefore, the
本発明に係るコリオリ流量計用シミュレータ1、1’、1”、1”’及びシミュレータを内蔵したコリオリ流量計を用いることで、所定流量に設定した流体の模擬位相信号を、コリオリ流量計の検出部に実際に流体を流すことなく、コリオリ流量計の変換部Hに高い再現性で安定して出力できる。
By using the Koriori
また、変換部Hの校正処理に模擬位相信号を用いることにより、コリオリ流量計毎の校正に基づくばらつきを補正することが可能である。更に、コリオリ流量計の検出部に実際に流体を流すことなく、校正処理を安価で短時間に行うことができる。 Further, by using the simulated phase signal for the calibration process of the conversion unit H, it is possible to correct the variation based on the calibration for each Coriolis flow meter. Further, the calibration process can be performed inexpensively and in a short time without actually flowing the fluid through the detection unit of the Coriolis flow meter.
1、1’、1”、1”’ コリオリ流量計用シミュレータ
2 正弦波発信部
2a 周波数設定部
2b 正弦波生成部
3 A/D変換部
4 位相シフト部
4a 位相角設定部
4b 位相シフト信号生成部
5 模擬信号出力部
6 入力信号切換部
H 変換部
H1 ドライブ回路
H2 コイル振動受信回路部
H2a 上流側コイル信号受信回路
H2b 下流側コイル信号受信回路
H3 温度信号受信部
K 検出部
L1 駆動コイル
L2 上流側振動検出コイル
L3 下流側振動検出コイル
P 管体
TD 温度センサ
THM 温度信号出力手段
1, 1', 1 ", 1""Simulator for
上記目的を達成するための本発明に係るコリオリ流量計用シミュレータは、測定対象の流体が内部を流れる管体に取り付ける検出部及び変換部を備えるコリオリ流量計の前記変換部に接続可能であり、校正時に模擬位相信号を出力する模擬信号出力部と、正弦波デジタルデータを生成する正弦波デジタルデータ生成部と、前記正弦波デジタルデータを入力し、設定した位相角に基づいて位相をシフトした位相シフト正弦波デジタルデータを出力する位相シフト部とを備えたコリオリ流量計用シミュレータであって、前記変換部は、前記検出部の駆動コイルにより振動する前記管体の上下流に配置した一対の振動検出コイルを接続するコイル振動受信回路部を有し、前記模擬信号出力部は、入力した前記正弦波デジタルデータ及び前記位相シフト正弦波デジタルデータをアナログ信号に変換し、前記模擬位相信号として同期して出力する一対の入出力端子を有し、前記模擬信号出力部の一方の入力端子には、前記正弦波デジタルデータ生成部から出力した前記正弦波デジタルデータを直接入力し、他方の入力端子には、前記正弦波デジタルデータ生成部から出力した正弦波デジタルデータを前記位相シフト部を介して、位相をシフトした前記位相シフト正弦波デジタルデータを入力し、前記コイル振動受信回路部に前記一対の振動検出コイルの接続に代えて、前記模擬信号出力部の一対の出力端子を接続することを特徴とする。
また、本発明に係るコリオリ流量計用シミュレータは、測定対象の流体が内部を流れる管体に取り付ける検出部及び変換部を備えるコリオリ流量計の前記変換部に接続可能であり、校正時に模擬位相信号を出力する模擬信号出力部と、擬似温度センサとを備えたコリオリ流量計用シミュレータであって、前記変換部は、前記検出部の駆動コイルにより振動する前記管体の上下流に配置した一対の振動検出コイルを接続するコイル振動受信回路部と、前記検出部の温度センサを接続する温度センサ入力端部とを有し、前記コイル振動受信回路部に前記振動検出コイルの接続に代えて、前記模擬信号出力部を接続し、前記温度センサ入力端部に前記温度センサの接続に代えて、前記擬似温度センサを接続することを特徴とする。
The simulator for a Koriori flow meter according to the present invention for achieving the above object can be connected to the conversion part of the Koriori flow meter including a detection part and a conversion part attached to a tube body through which the fluid to be measured flows. A simulated signal output unit that outputs a simulated phase signal during calibration , a sinusoidal digital data generator that generates sinusoidal digital data, and a phase in which the sinusoidal digital data is input and the phase is shifted based on a set phase angle. A simulator for a Corioli flow meter including a phase shift unit that outputs shift sinusoidal digital data , wherein the conversion unit is a pair of vibrations arranged upstream and downstream of the tube body that vibrates by the drive coil of the detection unit. It has a coil vibration receiving circuit unit for connecting a detection coil, and the simulated signal output unit converts the input sine wave digital data and the phase shift sine wave digital data into an analog signal and synchronizes them as the simulated phase signal. It has a pair of input / output terminals for output, and the sine wave digital data output from the sine wave digital data generation unit is directly input to one input terminal of the simulated signal output unit, and the sine wave digital data is directly input to the other input terminal. Inputs the phase-shifted sinusoidal digital data whose phase is shifted from the sinusoidal digital data output from the sinusoidal digital data generation unit via the phase shift unit, and inputs the pair of phase-shifted sinusoidal digital data to the coil vibration receiving circuit unit. Instead of connecting the vibration detection coil, a pair of output terminals of the simulated signal output unit are connected.
Further, the simulator for a Koriori flow meter according to the present invention can be connected to the conversion part of the Koriori flow meter provided with a detection part and a conversion part attached to a tube body through which the fluid to be measured flows, and a simulated phase signal at the time of calibration. A simulator for a mass flow meter equipped with a simulated signal output unit and a simulated temperature sensor, wherein the conversion unit is a pair arranged upstream and downstream of the tube body vibrated by the drive coil of the detection unit. The coil vibration receiving circuit unit for connecting the vibration detection coil and the temperature sensor input end portion for connecting the temperature sensor of the detection unit are provided, and the coil vibration receiving circuit unit is replaced with the vibration detection coil. It is characterized in that a simulated signal output unit is connected and the pseudo temperature sensor is connected to the temperature sensor input end instead of connecting the temperature sensor.
Claims (8)
前記変換部は、前記検出部の駆動コイルにより振動する前記管体の上下流に配置した一対の振動検出コイルを接続するコイル振動受信回路部を有し、
該コイル振動受信回路部に前記振動検出コイルの接続に代えて、前記模擬信号出力部を接続することを特徴とするコリオリ流量計用シミュレータ。 A Corioli that can be connected to the conversion unit of a Corioli flow meter that includes a detection unit that attaches a fluid to be measured to a tube that flows inside and a conversion unit, and that has a simulated signal output unit that outputs a simulated phase signal during calibration. A simulator for flow meters
The conversion unit has a coil vibration receiving circuit unit that connects a pair of vibration detection coils arranged upstream and downstream of the tube body that vibrates by the drive coil of the detection unit.
A simulator for a Koriori flow meter, characterized in that the simulated signal output unit is connected to the coil vibration receiving circuit unit instead of connecting the vibration detection coil.
前記模擬信号出力部は、入力した前記正弦波デジタルデータ及び前記位相シフト正弦波デジタルデータをアナログ信号に変換し、前記模擬位相信号として同期して出力する一対の入出力端子を有し、
前記模擬信号出力部の一方の入力端子には、前記正弦波デジタルデータ生成部から出力した前記正弦波デジタルデータを直接入力し、他方の入力端子には、前記正弦波デジタルデータ生成部から出力した正弦波デジタルデータを前記位相シフト部を介して、位相をシフトした前記位相シフト正弦波デジタルデータを入力することを特徴とする請求項1に記載のコリオリ流量計用シミュレータ。 It has a sine wave digital data generator that generates sine wave digital data, and a phase shift unit that inputs the sine wave digital data and shifts the phase based on the set phase angle and outputs the sine wave digital data. And
The simulated signal output unit has a pair of input / output terminals that convert the input sine wave digital data and the phase shift sine wave digital data into analog signals and output them synchronously as the simulated phase signal.
The sine wave digital data output from the sine wave digital data generation unit was directly input to one input terminal of the simulated signal output unit, and output from the sine wave digital data generation unit to the other input terminal. The simulator for a corioli flow meter according to claim 1, wherein the phase-shifted sine wave digital data whose phase is shifted by inputting the sine wave digital data via the phase shift unit is input.
前記変換部は、前記検出部の温度センサを接続する温度センサ入力端部を有し、
該温度センサ入力端部に前記温度センサの接続に代えて、前記擬似温度センサを接続することを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載のコリオリ流量計用シミュレータ。 Has a pseudo temperature sensor,
The conversion unit has a temperature sensor input end for connecting the temperature sensor of the detection unit.
The simulator for a Koriori flow meter according to any one of claims 1 to 5, wherein the pseudo temperature sensor is connected to the temperature sensor input end instead of connecting the temperature sensor.
前記一対の振動検出コイルと、前記入力端部との間にコリオリ流量計用シミュレータを配置し、
前記コリオリ流量計用シミュレータは、前記一対の振動検出コイルの何れか一方の振動検出コイルからの正弦波信号を正弦波ジタルデータに変換するA/D変換部と、前記正弦波デジタルデータを入力し、設定した所定の位相角に基づいて位相をシフトした位相シフト正弦波デジタルデータを出力する位相シフト部と、前記正弦波ジタルデータ及び前記位相シフト正弦波デジタルデータを入力し、2つの前記正弦波信号に変換し、模擬位相信号として出力する模擬信号出力部と、前記模擬位相信号の入力又は前記振動検出コイルの入力を切換え可能であり、何れかの一方の前記入力を前記入力端部に出力する切換部とを備えていることを特徴とするシミュレータを内蔵したコリオリ流量計。 A conversion unit having a detection unit attached to a pipe body through which the fluid to be measured flows, and a coil input end portion connecting a pair of vibration detection coils arranged upstream and downstream of the pipe body vibrating by the drive coil of the detection unit. In a Koriori flow meter with a built-in simulator that calculates the flow rate and density of the fluid flowing through the tube.
A Coriolis flow meter simulator is placed between the pair of vibration detection coils and the input end.
The simulator for the Koriori flow meter inputs an A / D conversion unit that converts a sine wave signal from one of the pair of vibration detection coils into sine wave digital data, and the sine wave digital data. , A phase shift unit that outputs phase-shifted sine wave digital data whose phase is shifted based on a set predetermined phase angle, and inputs the sine wave digital data and the phase-shifted sine wave digital data, and two said sine waves. It is possible to switch between the simulated signal output unit that converts to a signal and outputs it as a simulated phase signal and the input of the simulated phase signal or the input of the vibration detection coil, and outputs either one of the inputs to the input end. A corioli flow meter with a built-in simulator, which is characterized by having a switching unit.
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