JP2786815B2 - Mass flow meter converter - Google Patents

Mass flow meter converter

Info

Publication number
JP2786815B2
JP2786815B2 JP13722994A JP13722994A JP2786815B2 JP 2786815 B2 JP2786815 B2 JP 2786815B2 JP 13722994 A JP13722994 A JP 13722994A JP 13722994 A JP13722994 A JP 13722994A JP 2786815 B2 JP2786815 B2 JP 2786815B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
time
pulse
pulses
mass flow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP13722994A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH085434A (en
Inventor
大一 北見
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
OOBARU KK
Original Assignee
OOBARU KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by OOBARU KK filed Critical OOBARU KK
Priority to JP13722994A priority Critical patent/JP2786815B2/en
Priority to US08/455,420 priority patent/US5602346A/en
Publication of JPH085434A publication Critical patent/JPH085434A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2786815B2 publication Critical patent/JP2786815B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、質量流量計変換器に関
し、より詳細には、検出感度が小さい、例えば、直管式
のコリオリ流量計の時間差測定に好適で高感度の時間差
が測定可能な質量流量計変換器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mass flow meter converter, and more particularly to a mass flow meter converter having a small detection sensitivity, for example, suitable for measuring the time difference of a straight pipe type Coriolis flow meter and capable of measuring a time difference with high sensitivity. Mass flowmeter converter.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知のように、コリオリ流量計は、被測
流体が流れる測定管を両端で支持し、支持された測定管
の中央部を支持線に直角な方向に交番駆動したとき、測
定管の両端支持部と中央部との間の対称位置に質量流量
に比例した位相差信号を検出する質量流量計である。位
相差信号は質量流量に比例している量であるが、駆動周
波数を一定とすると、位相差信号は測定管の観測位置に
おける時間差信号として検出することができる。
2. Description of the Related Art As is well known, a Coriolis flowmeter supports a measurement tube through which a fluid to be measured flows is supported at both ends, and when a central portion of the supported measurement tube is driven alternately in a direction perpendicular to a support line, a measurement is performed. This is a mass flow meter that detects a phase difference signal proportional to a mass flow rate at a symmetric position between a support portion at both ends of the tube and a central portion. Although the phase difference signal is an amount proportional to the mass flow rate, if the drive frequency is fixed, the phase difference signal can be detected as a time difference signal at the observation position of the measuring tube.

【0003】測定管の交番駆動の周波数を測定管の固有
振動数と等しくすると、被測流体の密度に応じた一定の
駆動周波数が得られ、小さい駆動エネルギで駆動するこ
とが可能となることから、最近では測定管を固有振動数
で駆動するのが一般的となっており、位相差信号は時間
差信号として検出される。
If the frequency of the alternating driving of the measuring tube is made equal to the natural frequency of the measuring tube, a constant driving frequency corresponding to the density of the fluid to be measured can be obtained, and the driving can be performed with a small driving energy. Recently, it has become common to drive the measuring tube at a natural frequency, and the phase difference signal is detected as a time difference signal.

【0004】図4は、従来のコリオリ質量流量計の時間
差測定の一例を説明するための図である。図4(a)
は、測定管の検出位置における測定管の変位信号を示す
図であり、検出された正弦波信号を増幅整形して得られ
た台形波信号で、横軸に時間、縦軸に電圧をとってい
る。図において台形A,B,C,D,…および台形
1,B1,C1,D1,…は時間軸X−Xに対し電圧の絶
対値のピーク値が等しく正負(±E)の電圧をもった位
相の異なる測定管の変位信号を示したもので、各々の変
位信号は時間軸上連続した同形の台形波形であり位相差
時間をあらわす基準時間は、一つの台形波形A,B,
C,Dの、例えば、斜辺C・Dのピーク値CあるいはD
と時間軸をクロスする位置Oとの時間をTとしている。
FIG. 4 is a view for explaining an example of the time difference measurement of a conventional Coriolis mass flow meter. FIG. 4 (a)
Is a diagram showing a displacement signal of the measurement tube at the detection position of the measurement tube, a trapezoidal wave signal obtained by amplifying and shaping the detected sine wave signal, time on the horizontal axis, voltage on the vertical axis I have. In the drawing, trapezoids A, B, C, D,... And trapezoids A 1 , B 1 , C 1 , D 1 ,. The displacement signals of the measuring tubes having different phases with the voltages are shown. Each displacement signal is a continuous trapezoidal waveform having the same shape on the time axis, and the reference time indicating the phase difference time is one trapezoidal waveform A, B ,
C, D, for example, the peak value C or D of the hypotenuse CD
The time between the position and the position O crossing the time axis is represented by T.

【0005】位相の異なる前記台形A,B,C,Dおよ
びA1,B1,C1,D1の変位信号において、例えば、辺
C・DおよびC1・D1において位相差信号を説明する。
四辺形C,C1,D1,C1は平行四辺形で、平行線C・
DとC1・D1の時間差ΔTは位相差信号であり、辺C・
1,D・D1は時間軸O・O1と等しい長さを持ってお
り、点C1およびD1から時間軸への投影点を各々O2
3とすると辺O2・Oは時間(T−ΔT),辺O・O3
は時間(T+ΔT)を示す。
[0005] In the displacement signals of the trapezoids A, B, C, D and A 1 , B 1 , C 1 , D 1 having different phases, for example, a phase difference signal will be described on the sides CD, C 1 and D 1 . I do.
The quadrilaterals C, C 1 , D 1 and C 1 are parallelograms, and the parallel lines C
The time difference ΔT between D and C 1 · D 1 is a phase difference signal,
C 1 , D · D 1 have the same length as the time axis O · O 1, and the projection points from the points C 1 and D 1 to the time axis are O 2 ,
If O 3 , side O 2 · O is time (T−ΔT), side O · O 3
Indicates time (T + ΔT).

【0006】時間(T−ΔT)は図4(c)、時間(T
+ΔT)は、図4(d)に示すパルスで示され、時間差
ΔTは、図4(b)に示す台形波一周期の時間幅Mの時
間パルスの2倍の時間2Mの間における各々のパルス幅
の時間を減算して平均を求めている。すなわち、 (4(T+ΔT)−4(T−ΔT))/8=ΔT …(1) により求められる。
The time (T-ΔT) is shown in FIG.
+ ΔT) is shown by the pulse shown in FIG. 4D, and the time difference ΔT is each pulse during the time 2M which is twice as long as the time pulse having the time width M of one trapezoidal wave shown in FIG. 4B. The average is obtained by subtracting the width time. That is, (4 (T + ΔT) −4 (T−ΔT)) / 8 = ΔT (1)

【0007】図6は、従来の時間差ΔTを求めるための
質量流量計変換器ブロック図を示し、(T+ΔT)パル
スおよび(T−ΔT)パルスのパルス幅をクロック発振
器21から発振されるクロックの数として各々カウンタ
24で計測して、(1)式に基づいて演算をCPU(中
央演算処理装置)25で計測して、質量流量に比例した
ディジタル値を端子26より出力している。
FIG. 6 shows a block diagram of a conventional mass flow meter converter for determining the time difference ΔT. The pulse width of the (T + ΔT) pulse and the (T−ΔT) pulse is determined by the number of clocks oscillated from the clock oscillator 21. Each is measured by a counter 24, an operation is measured by a CPU (central processing unit) 25 based on the equation (1), and a digital value proportional to the mass flow rate is output from a terminal 26.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の質量流
量計変換器においては、測定管の位相差に比例した時間
をクロックの数としてディジタル計測しているが、精度
に見合う分解能をもった時間計測するためには、すべて
の流量において計数される時間差に比例したクロックの
数を、精度に対して充分な数のクロック数としなければ
ならない。測定管が軸対称な湾曲管で、湾曲管を対称軸
と直角方向に交番駆動したとき発生するコリオリの力が
対称軸まわりに発生する形式の湾曲管コリオリ流量計に
おいては、軸まわりのモーメントを大きくすることによ
り充分に高感度の時間差信号が検出でき、時間差信号を
クロックの数により計数できるが、直管式コリオリ流量
計のように、測定管が曲げ剛性が大きく、従って、固有
振動数が大きい場合は、コリオリの力により発生する時
間差信号も小さく、精度に見合う高い発振周波数(例え
ば100メガヘルツ)のクロック数を発生するクロック
発振器は、現状では、信頼性や安定性に問題があり、実
際上、満足なクロック発振器を安価に入手することは困
難である。
In the conventional mass flowmeter converter described above, the time proportional to the phase difference of the measuring tube is digitally measured as the number of clocks, but the time having a resolution corresponding to the accuracy is measured. In order to measure, the number of clocks proportional to the time difference counted at all flow rates must be a sufficient number of clocks for accuracy. In a curved tube Coriolis flowmeter where the measuring tube is an axisymmetric curved tube and the Coriolis force generated when the curved tube is driven alternately in the direction perpendicular to the symmetry axis generates around the symmetry axis, the moment around the axis is By increasing the value, a sufficiently high-sensitivity time difference signal can be detected, and the time difference signal can be counted by the number of clocks. However, as in a straight tube type Coriolis flowmeter, the measurement tube has a large bending rigidity and, therefore, a natural frequency. If it is large, the time difference signal generated by the Coriolis force is also small, and a clock oscillator that generates the number of clocks of a high oscillation frequency (for example, 100 MHz) suitable for the accuracy has a problem in reliability and stability at present. Moreover, it is difficult to obtain a satisfactory clock oscillator at low cost.

【0009】本発明は、高い時間分解能をもったクロッ
ク発振器を用いることなく、簡易高精度に時間差を計測
する質量流量計変換器を提供することを目的とするもの
である。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a mass flowmeter converter for simply and accurately measuring a time difference without using a clock oscillator having a high time resolution.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、一定周波数で支持点まわりに交番駆動さ
れる測定管に作用するコリオリの力を、該測定管の対称
位置で検出される対をなす変位信号の時間差をΔTとし
て検知し、該時間差ΔTに比例した質量流量を計測する
質量流量計の変換器において、前記変位信号を、基準時
間軸に対し絶対値が等しい正負ピーク電圧を有する対を
なす台形波信号とし、一方の台形波信号の斜辺が前記基
準時間軸を通過したときの時間に対して斜辺のピーク電
圧位置が通過するまでの時間の差をTとしたとき、他方
の台形波信号の対応する斜辺のピーク値が通過した進み
時間(T+ΔT)および遅れ時間(T−ΔT)に各々等
しいパルス幅をもち、各々一定な波高値の(T+ΔT)
パルス、および該(T+ΔT)パルスと波高値の正負符
号が異なる(T−ΔT)パルスを入力パルスとし、N
(N>1)個の前記(T+ΔT)パルスとN個の前記
(T−ΔT)パルスを交互に取り込むように開閉するゲ
ート回路と、該ゲート回路が閉路し、N個の(T+△
T)を取り込む期間においては取り込まれたN個の(T
+ΔT)パルスを順次充電し、次の前記ゲート回路の開
路期間においてはN個の前記(T−ΔT)パルスを取り
込み、取り込まれたN個の前記(T−△T)パルスを前
記充電された電圧から順次放電し、減算された電圧を出
力する充放電回路と、前記減算された出力電圧を保持す
る電圧保持回路を有し、前記保持された電圧に比例して
質量流量を求めることを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention detects a Coriolis force acting on a measuring tube driven alternately around a support point at a constant frequency at a symmetric position of the measuring tube. In the converter of the mass flow meter for detecting the time difference between the paired displacement signals as ΔT and measuring the mass flow rate in proportion to the time difference ΔT, the displacement signal is converted into a positive and negative peak having an absolute value equal to a reference time axis. When a pair of trapezoidal wave signals having a voltage is formed, and a difference between a time when the oblique side of one trapezoidal wave passes the reference time axis and a time until the peak voltage position of the oblique side passes is T. Have a pulse width equal to the lead time (T + ΔT) and the delay time (T−ΔT), respectively, at which the peak value of the corresponding oblique side of the other trapezoidal wave signal has passed, and have a constant peak value (T + ΔT).
A pulse and a pulse (T−ΔT) having a different peak value from the (T + ΔT) pulse are set as input pulses.
A gate circuit that opens and closes so that (N> 1) the (T + ΔT) pulses and the N (T−ΔT) pulses are alternately taken in; a gate circuit that is closed and N (T + △)
In the period of taking in (T), N (T) taken in
+ ΔT) pulses are sequentially charged, and in the next open period of the gate circuit, N (T−ΔT) pulses are captured, and the captured N (T−ΔT) pulses are charged. It has a charge / discharge circuit that sequentially discharges from a voltage and outputs a subtracted voltage, and a voltage holding circuit that holds the subtracted output voltage, and obtains a mass flow rate in proportion to the held voltage. It is assumed that.

【0011】[0011]

【作用】各々、一定な波高値をもち、パルス幅(T+Δ
T)の(T+ΔT)パルスおよび(T+ΔT)パルスと
正負符号が異なる電圧で、パルス幅(T−ΔT)の(T
−ΔT)パルスを各々入力し、或る期間ではN個の(T
+ΔT)パルスのみを充放電回路に入力するように切換
えて充電し、次の期間では入力パルスを(T+ΔT)パ
ルスから(T−ΔT)パルスに切換えてN個の(T−Δ
T)パルスのみを前記充放電回路に入力し、N個の(T
+△T)パルスにより充放電回路に充電された電圧から
正負符号が異なるN個の(T−ΔT)パルスに相当する
電圧で放電することにより、N個の(T+ΔT)パルス
の電圧からN個の(T−ΔT)パルスの電圧を減算して
2N個相当の時間差ΔTの差電圧を出力し、得られた差
電圧から質量流量を算出する。
Each of them has a constant peak value and a pulse width (T + Δ
(T + ΔT) pulse and (T + ΔT) pulse of (T) and a voltage having a different sign, and the pulse width (T−ΔT) of (T−ΔT)
-ΔT) pulses, and N (T
+ ΔT) to charge the battery by switching only to input to the charging / discharging circuit. In the next period, the input pulse is switched from (T + ΔT) pulse to (T−ΔT) pulse and N (T−ΔT) pulses are switched.
T) Only the pulse is input to the charge / discharge circuit, and N (T)
+ (T) pulses to discharge the voltage charged in the charge / discharge circuit with a voltage corresponding to N (T−ΔT) pulses having different signs, thereby reducing the number of N (T + ΔT) pulses to N Is subtracted from the (T-ΔT) pulse voltage to output a difference voltage having a time difference ΔT equivalent to 2N, and the mass flow rate is calculated from the obtained difference voltage.

【0012】[0012]

【実施例】【Example】

実施例1(請求項1に対応) 図1は、本発明による質量流量計の実施例1を説明する
ための回路ブロック図であり、図中、1はスイッチSW
1の入力端子、2は(T+ΔT)パルスの入力端子、3
は(T−ΔT)パルスの入力端子、4,5,8は接点、
6はインバータ、7は演算増幅器、9は電圧保持回路、
10はA/D(アナログ/ディジタル)変換器、10は
CPU(中央演算処理装置)、12は出力端子である。
Embodiment 1 (corresponding to claim 1) FIG. 1 is a circuit block diagram for explaining Embodiment 1 of a mass flow meter according to the present invention, in which 1 is a switch SW.
1 is an input terminal, 2 is a (T + ΔT) pulse input terminal, 3
Is a (T-ΔT) pulse input terminal, 4, 5, 8 are contact points,
6 is an inverter, 7 is an operational amplifier, 9 is a voltage holding circuit,
10 is an A / D (analog / digital) converter, 10 is a CPU (Central Processing Unit), and 12 is an output terminal.

【0013】(T+ΔT)パルスは、例えば、電圧一定
(−E1)で(T+ΔT)のパルス幅をもったパルス、
(T−ΔT)パルスは電圧一定(+E2)で(T−Δ
T)のパルス幅をもったパルスである。コリオリの力に
よる測定管(図示せず)の検出位置における位相差をも
った対をなす二つの正弦波状の変位信号を増幅整形し、
時間軸に対し正負の電圧ピーク値が等しい台形波とした
とき、時間Tは、一方の台形波信号の一定な電圧の高さ
をもった台形波の斜辺が時間軸を通過した時間から斜辺
のピーク値が前記斜辺の時間軸クロス位置に達する迄の
時間を示し、ΔTは、コリオリの力により測定管に生ず
る位相差に比例した対をなす前記一方の台形波信号と他
方の台形波信号との間の時間差である。
The (T + ΔT) pulse is, for example, a pulse having a constant voltage (−E 1 ) and a pulse width of (T + ΔT);
The (T−ΔT) pulse has a constant voltage (+ E 2 ) and (T−ΔT)
T) is a pulse having a pulse width of T). Amplifying and shaping two paired sinusoidal displacement signals having a phase difference at a detection position of a measuring tube (not shown) by Coriolis force,
Assuming that the trapezoidal wave has the same positive and negative voltage peak values with respect to the time axis, the time T is defined as the time from the time when the hypotenuse of the trapezoidal wave having a constant voltage height of one trapezoidal signal passes through the time axis to the hypotenuse. ΔT indicates the time required for the peak value to reach the time axis cross position of the hypotenuse, and ΔT is a pair of the one trapezoidal wave signal and the other trapezoidal wave signal which make a pair proportional to the phase difference generated in the measurement tube by the Coriolis force. Is the time difference between

【0014】端子2には、例えば、波高値(−E1)の
(T+ΔT)パルスが入力され、端子3には波高値(+
2)の(T−ΔT)パルスが入力される。端子2には
接点4が、端子3には接点5が各々直列に接続され、積
分定数R・Cである入力抵抗Rおよび負帰還コンデンサ
Cと演算増幅回路7からなる積分器に入力される。な
お、演算増幅回路7の正の入力端子には、所定の正の基
準電圧(図示せず)が印加されている。また、帰還コン
デンサCには、スイッチSW2で開閉される接点8が並
列に接続されている。
For example, a (T + ΔT) pulse having a peak value (−E 1 ) is input to a terminal 2, and a peak value (+
(T-ΔT) pulses E 2) it is input. A contact 4 is connected to the terminal 2 in series, and a contact 5 is connected to the terminal 3 in series. The contact 4 is input to an integrator comprising an input resistor R and a negative feedback capacitor C, which are integral constants RC, and an operational amplifier circuit 7. Note that a predetermined positive reference voltage (not shown) is applied to a positive input terminal of the operational amplifier circuit 7. In addition, the feedback capacitor C, contact 8 which is opened and closed by the switch SW 2 are connected in parallel.

【0015】演算増幅回路7には、電圧保持回路9が接
続され、更に、電圧保持回路9にはA/D(アナログ/
ディジタル)変換回路10およびCPU11が接続され
ている。
A voltage holding circuit 9 is connected to the operational amplifier circuit 7, and the voltage holding circuit 9 has an A / D (analog / analog).
A digital) conversion circuit 10 and a CPU 11 are connected.

【0016】図2は、図1に示した実施例1の動作を説
明するためのパルス列のタイムチャートであり、図2
(a)は波高値(−E1)の(T+ΔT)パルスのパル
ス列、図2(b)は波高値(+E2)のパルス(T−Δ
T)のパルス列、図2(c)はスイッチSW1のゲート
駆動電圧波形、図2(d)はスイッチSW2のパルス信
号波形、図2(e)は計測サイクルを示すチャートであ
る。
FIG. 2 is a time chart of a pulse train for explaining the operation of the first embodiment shown in FIG.
(A) is a pulse train of (T + ΔT) pulses having a peak value (−E 1 ), and FIG. 2 (b) is a pulse (T−Δ) having a peak value (+ E 2 ).
Pulse train T), FIG. 2 (c) is a chart gate driving voltage of the switch SW 1, Fig. 2 (d) pulse signal waveform of the switch SW 2, FIG. 2 (e) is showing a measuring cycle.

【0017】スイッチSW1に印加されるゲート駆動電
圧がHighレベル信号のときは接点4をON(閉路)
し、接点5をOFF(開路)する。反対にLowレベル信
号のときは、接点4をOFFし、インバータ6を介して
接点5をONする。スイッチSW1のゲート駆動電圧の
パルス幅は(T+ΔT)パルスまたは(T−ΔT)パル
スを取込むゲートの閉時間を定めるもので、(T+Δ
T)パルス、および(T−ΔT)パルスが各々、N(N
>1)個入力される時間に設定されている。
[0017] ON the contacts 4 when the gate drive voltage applied to the switch SW 1 is High level signal (closed)
Then, the contact 5 is turned off (open). Conversely, when the signal is a Low level signal, the contact 4 is turned off and the contact 5 is turned on via the inverter 6. The pulse width of the gate driving voltage of the switch SW 1 is intended to determine the inter-closing gate for taking the (T + ΔT) pulse or (T-ΔT) pulses, (T + delta
T) and (T−ΔT) pulses are N (N
> 1) The time is set to be input.

【0018】ゲート駆動電圧がHighレベル信号の期間
1〜t2では、接点5がOFFし、接点4がONするの
で、端子2から入力された電圧(−E)の(T+ΔT)
パルスが、抵抗R、帰還コンデンサCおよび演算増幅回
路7からなる積分器に入力される。なお、(T+ΔT)
パルスが入力される時t1の直前(図示せず)には、ス
イッチSW2(図2(d))により駆動される接点8によ
り帰還コンデンサCにチャージされた電荷が完全に放電
されている。なお、スイッチSW2の駆動は、CPU1
1によってプログラムされている。
In the period t 1 to t 2 of the high-level signal of the gate drive voltage, the contact 5 is turned off and the contact 4 is turned on, so that the voltage (−E) inputted from the terminal 2 is (T + ΔT).
The pulse is input to an integrator including the resistor R, the feedback capacitor C, and the operational amplifier circuit 7. Note that (T + ΔT)
Immediately before the pulse is input (t 1 ) (not shown), the electric charge charged in the feedback capacitor C is completely discharged by the contact 8 driven by the switch SW 2 (FIG. 2D). . It should be noted that the drive of the switch SW 2 is, CPU1
1 is programmed.

【0019】流速が一定のとき、N個の各々の(T+Δ
T)パルスは等しい面積((T+ΔT)・(−E))であ
るから(−E1)の(T+ΔT)パルスが入力される
と、積分器からは反転出力された(T+ΔT)パルスが
出力され積分される。すなわち、積分回路は充電回路と
なり、(T+ΔT)パルスの数に比例して出力電圧は増
加する。
When the flow rate is constant, each of the N (T + Δ
Since the (T) pulse has the same area ((T + ΔT) · (−E)), when the (T + ΔT) pulse of (−E 1 ) is input, the inverted (T + ΔT) pulse is output from the integrator. Is integrated. That is, the integration circuit becomes a charging circuit, and the output voltage increases in proportion to the number of (T + ΔT) pulses.

【0020】図3は、図2に示したタイムチャートの時
間t1〜t2,t2〜t3の期間における充放電電圧の電圧
・時間特性を示す図であり、時間t1〜t2の充電期間で
は直線A・Bに従って点AからBまで(T+ΔT)パル
スのパルス数に比例した電圧で充電される。
[0020] FIG. 3 is a diagram showing the voltage-time characteristics of the charge and discharge voltage at the time period t 1 ~t 2, t 2 ~t 3 of the time chart shown in FIG. 2, the time t 1 ~t 2 In the charging period, the points A to B are charged with a voltage proportional to the number of (T + ΔT) pulses according to the straight lines A and B.

【0021】次に、スイッチSW1のゲート駆動電圧が
Lowレベル信号の期間t2〜t3では、接点4はOFFさ
れ、接点5側はインバータ6によるHighレベル信号に
よりONされるので、端子3から入力される電圧(+E
2)の(T−ΔT)パルスのみが積分器に入力される。
このとき、積分器は(T−△T)パルスの反転出力によ
る放電回路となり、(T+△T)パルスにより電圧Bま
で充電された積分器からN個の(T−ΔT)パルスのパ
ルス数に相当する電圧が時間に比例して減算される。
Next, during the period t 2 -t 3 of the gate drive voltage of the switch SW 1 of the Low level signal, the contact 4 is turned off and the contact 5 is turned on by the High level signal from the inverter 6. Input from (+ E
2 ) Only the (T-ΔT) pulse is input to the integrator.
At this time, the integrator becomes a discharge circuit based on the inverted output of the (T−ΔT) pulse, and the integrator charged to the voltage B by the (T + ΔT) pulse reduces the number of N (T−ΔT) pulses to N. The corresponding voltage is subtracted in proportion to time.

【0022】パルス幅は明らかに、(T+ΔT)>(T
−ΔT)であるから、図3に示すように、 N(T+ΔT)−N(T−ΔT)=2NΔT …(2) に相当する電圧Vが積分器(充放電回路)から出力され
る。
Clearly, the pulse width is (T + ΔT)> (T
−ΔT), a voltage V corresponding to N (T + ΔT) −N (T−ΔT) = 2NΔT (2) is output from the integrator (charge / discharge circuit) as shown in FIG.

【0023】図2(e)に示すように、時間t1〜t2
3の期間は2NΔTに比例したアナログ出力電圧Vが
出力される計測期間である。出力電圧Vは電圧保持回路
9にホールドされ、ホールドされた電圧はA/D(アナ
ログディジタル)変換回路10によりディジタル変換さ
れてCPU11に読み込まれ質量流量演算される。しか
し、演算するために所定の時間を要し、更に、積分コン
デンサCにチャージされている電圧Vに対応する電荷を
放電し、次の計測期間の計測を準備するための期間が必
要である。
As shown in FIG. 2 (e), time t 1 to t 2
The period of t 3 is a measurement period during which the analog output voltage V proportional to 2NΔT is output. The output voltage V is held by the voltage holding circuit 9, and the held voltage is digitally converted by an A / D (analog / digital) conversion circuit 10 and read into the CPU 11 to calculate a mass flow rate. However, a predetermined time is required for the calculation, and further, a period for discharging the charge corresponding to the voltage V charged in the integration capacitor C and preparing for the measurement in the next measurement period is required.

【0024】電圧Vが出力された時間t3から次の入力
パルス数Nが入力される時間t3〜t4の期間は、上述の
CPU11の演算処理時間と、帰還コンデンサCの電荷
を放電し、次の計測の準備時間とからなる期間で、時間
1〜t2および時間t2〜t3と等しい時間が割り当てら
れている。従って、時間t1〜t4までの入力パルス数3
Nが入力する時間に相当する時間が、1計測サイクルと
なっている。
The period of time from the time t 3 when the voltage V is outputted next input pulse number N is inputted t 3 ~t 4 discharges the processing time of the CPU11 above, the charge of the feedback capacitor C , And a time equal to the time t 1 to t 2 and the time t 2 to t 3 . Thus, the input pulse number 3 up to the time t 1 ~t 4
One measurement cycle corresponds to the time input by N.

【0025】帰還コンデンサCの放電時間は、図2
(d)に示されたスイッチSW2の電圧パルスのHighレ
ベル信号により与えられる。Highレベル信号は、CP
U11の演算処理完了信号により立上げ、スイッチSW
1の1計測サイクルが終了する時間t4で出力される信号
により立下げられる。立下げ時間t4から次に入力され
る入力パルス3Nの入力時間に相当する時間が次の計測
サイクルとなる。
The discharge time of the feedback capacitor C is shown in FIG.
It is given by the High level signal of the voltage pulse of the switch SW 2 shown in (d). High level signal is CP
Start-up by the operation completion signal of U11, switch SW
1 of 1 measurement cycle is lowered by a signal that is output at the time t 4 when finished. Time corresponding to the input time of the input pulse 3N next input from the fall time t 4 is the next measurement cycle.

【0026】しかし、時間t4から始まり入力パルス3
Nが入力される時間に相当する次の計測サイクルと、上
述した時間t1〜t4までの先の計測サイクルとでは、ス
イッチSW1のゲート駆動電圧の極性が異なり、時間t1
〜t4まではHighレベル信号であったのに対し、次のt
4〜t7(図示せず)までの計測サイクルでは、Lowレベ
ル信号となる。
However, starting at time t 4 , input pulse 3
The next measurement cycle corresponds to the time N is entered, in the previous measurement cycle up to the time the above-mentioned t 1 ~t 4, unlike the polarity of the gate driving voltage of the switch SW 1, the time t 1
Up to t 4, the signal was a high level signal, while the next t
In the measurement cycle from 4 to t 7 (not shown), the signal becomes a Low level signal.

【0027】このため、次の計測サイクルでは、最初の
時間t4〜t5の期間は、一定波高値(+E2)のN個の
(T−△T)パルスの反転出力により負電圧で充電さ
れ、次の時間t5〜t6の期間では、一定波高値(−
1)のN個の(T+△T)パルスの反転出力により正
電圧にて放電されるので、出力電圧Vは、時間t1〜t4
までの先の計測サイクルと同じ出力電圧Vとなる。
For this reason, in the next measurement cycle, during the first period of time t 4 to t 5 , the battery is charged with a negative voltage by the inverted output of N (T−ΔT) pulses having a constant peak value (+ E 2 ). is, in the period following time t 5 ~t 6, a constant wave height (-
E 1 ) is discharged at a positive voltage by the inverted output of the N (T + ΔT) pulses, so that the output voltage V varies from time t 1 to t 4
The output voltage V is the same as that in the previous measurement cycle up to.

【0028】上述した先の計測サイクルの時間t3およ
び次の計測サイクルの時間t6において、積分器から出
力される電圧V=2NΔTの電圧が電圧保持回路9に保
持され、保持されたアナログ電圧をA/D変換器10に
入力してアナログ電圧に比例したディジタル信号として
出力される。ディジタル信号は、更に、CPU11によ
り電圧Vに比例した質量流量が演算され、端子12より
質量流量が出力される。上述のように、スイッチSW1
のゲート駆動電圧により駆動される接点4,5の切換え
により、N個の(T+ΔT)パルスと(T−ΔT)パル
スの充放電演算がなされて2N倍に感度が増された質量
信号が出力される。
At time t 3 in the previous measurement cycle and time t 6 in the next measurement cycle, the voltage V = 2NΔT output from the integrator is held in the voltage holding circuit 9, and the held analog voltage Is input to the A / D converter 10 and output as a digital signal proportional to the analog voltage. The CPU 11 calculates a mass flow rate of the digital signal in proportion to the voltage V, and outputs the mass flow rate from the terminal 12. As described above, the switch SW 1
The switching of the contacts 4 and 5 driven by the gate drive voltage of (1) performs charge / discharge calculation of N (T + ΔT) and (T−ΔT) pulses, and outputs a mass signal whose sensitivity is increased by 2N times. You.

【0029】出力電圧Vはアナログ電圧であり、通常、
OP-Amp(演算増幅器)を介して出力されるが、出力
電圧Vが小さく、零レベル近傍であると、OP-Ampは
零ドリフト等による動作不安定領域となる。例えば、
(T+△T)パルの波高値(−E1)と(T−△T)パ
ルスの波高値(+E2)とを等しく|E1|=|E2|とする
と、被測定流体が流れていない△T=0のときは、出力
電圧V=0となり、ドリフトの影響を受ける動作不安定
領域となるので、|E1|>|E2|と選ぶことにより計測さ
れる出力電圧Vの領域は、零電圧を含まない安定した正
の電圧領域とすることができる。
The output voltage V is an analog voltage.
The signal is output via an OP-Amp (operational amplifier). If the output voltage V is small and is near zero level, the operation of the OP-Amp becomes unstable due to zero drift or the like. For example,
If the peak value (−E 1 ) of the (T + ΔT) pal and the peak value (+ E 2 ) of the (T−ΔT) pulse are equal to | E 1 | = | E 2 |, the fluid to be measured is flowing. When there is no ΔT = 0, the output voltage V = 0 and the operation becomes unstable due to the drift. Therefore, the region of the output voltage V measured by selecting | E 1 |> | E 2 | Can be a stable positive voltage region not including zero voltage.

【0030】また、計測される出力電圧Vの領域を零電
圧を含まない負の電圧領域とするためには、流量零にお
いて出力電圧Vが負となるような(T−△T)パルスの
波高値をn>1倍するようなn値を選ぶ必要がある。図
1に点線で示した(+nE2)は、このように選ばれた
電圧(+nE2)の(T−△T)パルスであり、図3の
点線で示した(−V1)の計測電圧を負の電圧領域とす
ることができる。
Further, in order to make the region of the output voltage V to be measured a negative voltage region not including the zero voltage, a (T-ΔT) pulse wave such that the output voltage V becomes negative at zero flow rate. It is necessary to select an n value that multiplies the high value by n> 1. The (+ nE 2 ) indicated by the dotted line in FIG. 1 is the (T−ΔT) pulse of the voltage (+ nE 2 ) selected in this manner, and the measured voltage of (−V 1 ) indicated by the dotted line in FIG. Can be a negative voltage range.

【0031】上述した実施例1による質量流量計変換器
によれば、略等しい面積をもったN個の(T+ΔT)パ
ルス、およびN個の(T−ΔT)パルスを減算して得ら
れ2N倍された時間差2NΔT信号が得られるので、N
の値を選ぶことにより特別なクロック発振器を有するこ
となく、高感度、高精度の質量流量が演算される。
According to the converter for the mass flow meter according to the first embodiment described above, 2N times that is obtained by subtracting N (T + ΔT) pulses and N (T−ΔT) pulses having substantially equal areas. Since the obtained time difference 2NΔT signal is obtained, N
By selecting the value of, high-sensitivity and high-accuracy mass flow rate can be calculated without having a special clock oscillator.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、以下の効果がある。 (1)請求項1による効果:コリオリの力に比例した時
間差ΔTを求めるために、各々が一定波高値の(T+Δ
T)パルスと、(T+ΔT)パルスと反対電圧の(T−
ΔT)パルスのパルス幅をもったパルスN個を充放電し
て2N・ΔTの出力電圧が得られるので、直管式のコリ
オリ流量計のように感度の小さい質量流量計において精
度に見合う高い発振周波数のクロックを発振する特別の
クロックパルス発振器を用意しなくても、安定した高感
度の質量流量信号が安価な手段で検出できる。
As is apparent from the above description, the present invention has the following effects. (1) Effect of the first aspect: In order to obtain the time difference ΔT proportional to the Coriolis force, each of them has a constant peak value (T + Δ
T) pulse and (T−ΔT) pulse with the opposite voltage (T−
ΔT) Since N pulses having a pulse width of pulse are charged / discharged to obtain an output voltage of 2N · ΔT, a high-oscillation that matches the accuracy in a mass flow meter with low sensitivity like a straight tube type Coriolis flow meter. Even if a special clock pulse oscillator for oscillating a clock of a frequency is not prepared, a stable and highly sensitive mass flow signal can be detected by inexpensive means.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明による質量流量計の実施例1を説明す
るための回路ブロック図である。
FIG. 1 is a circuit block diagram for explaining Embodiment 1 of a mass flow meter according to the present invention.

【図2】 図1に示した実施例1の動作を説明するため
のパルス列のチャートである。
FIG. 2 is a pulse train chart for explaining the operation of the first embodiment shown in FIG.

【図3】 図2の期間t1〜t2,t2〜t3における充放
電電圧の電圧特性を示す図である。
Is a diagram showing the voltage characteristics of the charge and discharge voltage in FIG. 3 period t 1 ~t 2, t 2 ~t 3 of FIG.

【図4】 従来のコリオリ質量流量計の時間差測定の一
例を説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining an example of a time difference measurement of a conventional Coriolis mass flow meter.

【図5】 従来の時間差ΔTを求めるための質量流量計
変換器ブロック図を示す図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a conventional mass flow meter converter for calculating a time difference ΔT.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…スイッチSW1の入力端子、2…正パルスの入力端
子、3…負パルスの入力端子、4,5,8…接点、6…
インバータ、7…演算増幅器、9…電圧保持増幅回路、
10…A/D(アナログ/ディジタル)変換器、10…
CPU(中央演算処理装置)、12…出力端子。
1 ... input terminal of the switch SW 1, 2 ... positive pulse input terminal, 3 ... negative pulse input terminal, 4, 5, 8 ... contact, 6 ...
Inverter, 7 operational amplifier, 9 voltage holding amplifier circuit,
10 ... A / D (analog / digital) converter, 10 ...
CPU (Central Processing Unit), 12 output terminals.

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01F 1/84Continuation of front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G01F 1/84

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 一定周波数で支持点まわりに交番駆動さ
れる測定管に作用するコリオリの力を、該測定管の対称
位置で検出される対をなす変位信号の時間差をΔTとし
て検知し、該時間差ΔTに比例した質量流量を計測する
質量流量計の変換器において、前記変位信号を、基準時
間軸に対し絶対値が等しい正負ピーク電圧を有する対を
なす台形波信号とし、一方の台形波信号の斜辺が前記基
準時間軸を通過したときの時間に対して斜辺のピーク電
圧位置が通過するまでの時間の差をTとしたとき、他方
の台形波信号の対応する斜辺のピーク値が通過した進み
時間(T+ΔT)および遅れ時間(T−ΔT)に各々等
しいパルス幅をもち、各々一定な波高値の(T+ΔT)
パルス、および該(T+ΔT)パルスと波高値の正負符
号が異なる(T−ΔT)パルスを入力パルスとし、N
(N>1)個の前記(T+ΔT)パルスとN個の前記
(T−ΔT)パルスを交互に取り込むように開閉するゲ
ート回路と、該ゲート回路が閉路し、N個の(T+△
T)を取り込む期間においては取り込まれたN個の(T
+ΔT)パルスを順次充電し、次の前記ゲート回路の開
路期間においてはN個の前記(T−ΔT)パルスを取り
込み、取り込まれたN個の前記(T−△T)パルスを前
記充電された電圧から順次放電し、減算された電圧を出
力する充放電回路と、前記減算された出力電圧を保持す
る電圧保持回路を有し、前記保持された電圧に比例して
質量流量を求めることを特徴とする質量流量計変換器。
1. A Coriolis force acting on a measuring tube driven alternately around a supporting point at a constant frequency is detected as a time difference ΔT between a pair of displacement signals detected at symmetric positions of the measuring tube. In a converter of a mass flow meter for measuring a mass flow rate proportional to a time difference ΔT, the displacement signal is a pair of trapezoidal wave signals having positive and negative peak voltages having the same absolute value with respect to a reference time axis. When the difference between the time when the hypotenuse passes through the reference time axis and the time until the peak voltage position of the hypotenuse passes is T, the peak value of the corresponding trapezoid of the other trapezoidal wave signal has passed. (T + ΔT) having a pulse width equal to the advance time (T + ΔT) and the delay time (T−ΔT), respectively, having a constant peak value
A pulse and a pulse (T−ΔT) having a different peak value from the (T + ΔT) pulse are set as input pulses.
A gate circuit that opens and closes so that (N> 1) the (T + ΔT) pulses and the N (T−ΔT) pulses are alternately taken in; a gate circuit that is closed and N (T + △)
In the period of taking in (T), N (T) taken in
+ .DELTA.T) pulses are sequentially charged, and in the next open period of the gate circuit, N (T-.DELTA.T) pulses are fetched, and the fetched N (T-.DELTA.T) pulses are charged. A charge / discharge circuit that sequentially discharges from the voltage and outputs a subtracted voltage; and a voltage holding circuit that holds the subtracted output voltage, wherein a mass flow rate is obtained in proportion to the held voltage. And mass flow meter converter.
JP13722994A 1994-06-06 1994-06-20 Mass flow meter converter Expired - Fee Related JP2786815B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13722994A JP2786815B2 (en) 1994-06-20 1994-06-20 Mass flow meter converter
US08/455,420 US5602346A (en) 1994-06-06 1995-05-31 Mass flowmeter converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13722994A JP2786815B2 (en) 1994-06-20 1994-06-20 Mass flow meter converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH085434A JPH085434A (en) 1996-01-12
JP2786815B2 true JP2786815B2 (en) 1998-08-13

Family

ID=15193804

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13722994A Expired - Fee Related JP2786815B2 (en) 1994-06-06 1994-06-20 Mass flow meter converter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2786815B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH085434A (en) 1996-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5602346A (en) Mass flowmeter converter
KR101269284B1 (en) Method of ultrasonic flow measurement and ultrasonic flow meter
EP0629843A1 (en) Electromagnetic flowmeter and method for electromagnetically measuring flow rate
JPH09126851A (en) Vibration type measuring device
JPS61148321A (en) Tilt angle measuring apparatus
JP2786815B2 (en) Mass flow meter converter
EP0759541B1 (en) Mass flowmeter converter
JP2786813B2 (en) Mass flow meter converter
JPH07104248B2 (en) Vibration period detection method in vibration type densitometer
JP2786824B2 (en) Mass flow meter converter
KR100196199B1 (en) Mass flowmeter transfer
JP3335600B2 (en) Coriolis mass flowmeter
JP2734162B2 (en) Electromagnetic flow meter
JP2966365B2 (en) Mass flow meter converter
JPH074995A (en) Method of flow rate measurement and acoustic-displacement type flowmeter
JPH0526977Y2 (en)
AU687223B2 (en) Mass flowmeter converter
JPH057549Y2 (en)
JP2942140B2 (en) Coriolis flow meter
JP3695199B2 (en) Electromagnetic flow meter
JPS5855816A (en) Vortex flowmeter
JP2001116602A (en) Coriolis mass flowmeter
JPH0336936Y2 (en)
JPH0355105Y2 (en)
JP2977130B1 (en) Mass flow meter flow conversion method and flow conversion device

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090529

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 11

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090529

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 12

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100529

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees