JP3381766B2 - Vortex flow meter - Google Patents

Vortex flow meter

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JP3381766B2
JP3381766B2 JP25323897A JP25323897A JP3381766B2 JP 3381766 B2 JP3381766 B2 JP 3381766B2 JP 25323897 A JP25323897 A JP 25323897A JP 25323897 A JP25323897 A JP 25323897A JP 3381766 B2 JP3381766 B2 JP 3381766B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、配管に流れる測定
流量に対応して変化するカルマン渦の数を一対のセンサ
を介して検出することにより測定流量を演算して出力す
る渦流量計に係り、特に、配管の内部に異物が付着して
動作不良になることを事前に検知できるように改良した
渦流量計に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vortex flowmeter for calculating and outputting a measured flow rate by detecting the number of Karman vortices that change corresponding to the measured flow rate flowing in a pipe through a pair of sensors. In particular, the present invention relates to an improved vortex flowmeter capable of detecting in advance that foreign matter has adhered to the inside of piping to cause malfunction.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3は従来の渦流量計の全体構成を示す
ブロック図である。1、2は測定流体が流れることによ
り渦発生体により発生するカルマン渦を検知するための
圧電素子よりなるセンサであり、カルマン渦により発生
する歪を電荷の変動として検出する。
2. Description of the Related Art FIG. 3 is a block diagram showing the overall structure of a conventional vortex flowmeter. Reference numerals 1 and 2 denote sensors composed of piezoelectric elements for detecting the Karman vortices generated by the vortex generator when the measurement fluid flows, and detect the strain generated by the Karman vortices as a change in charge.

【0003】3、4はセンサ1、2から出力された微弱
な交流の電荷信号を電圧信号に変換する電荷電圧変換回
路、5はノイズバランス回路、6はノイズバランス回路
5を介して得た電荷電圧変換回路3の出力と電荷電圧変
換回路4の出力を加算増幅する加算回路である。
3 and 4 are charge-voltage conversion circuits for converting the weak AC charge signals output from the sensors 1 and 2 into voltage signals, 5 is a noise balance circuit, and 6 is charges obtained through the noise balance circuit 5. It is an adding circuit that adds and amplifies the output of the voltage converting circuit 3 and the output of the charge-voltage converting circuit 4.

【0004】7は加算回路6の出力に含まれるノイズを
除去するアクテイブフイルタ、8はアクテイブフイルタ
7の出力を渦周波数に応じたパルス信号に変換するシュ
ミットトリガ回路である。
Reference numeral 7 is an active filter for removing noise contained in the output of the adder circuit 6, and 8 is a Schmitt trigger circuit for converting the output of the active filter 7 into a pulse signal corresponding to the vortex frequency.

【0005】マイクロプロセッサ9は、周波数/デジタ
ル変換器、メモリなどが内蔵されており、シュミットト
リガ回路8のパルス出力を周波数/デジタル変換器によ
りデジタル信号に変換し、このデジタル信号をメモリに
格納された流量演算に必要な定数、演算プログラムを用
いて流量の算出をして、算出した結果はパルス信号とし
て出力する。
The microprocessor 9 has a built-in frequency / digital converter, memory, etc., converts the pulse output of the Schmitt trigger circuit 8 into a digital signal by the frequency / digital converter, and stores this digital signal in the memory. The flow rate is calculated using the constants necessary for the flow rate calculation and the calculation program, and the calculated result is output as a pulse signal.

【0006】10はマイクロプロセッサ9が出力したパ
ルス信号を絶縁して伝送するトランス、11は絶縁伝送
されたパルス信号を電圧信号に変換する周波数/電圧変
換器、12は変換された電圧信号を例えば4〜20mA
の電流信号に変換する電圧/電流変換器であり、電圧/
電流変換器12はこの電流信号を2本の伝送線を介して
負荷に伝送する。
Reference numeral 10 is a transformer for insulating and transmitting the pulse signal output from the microprocessor 9, 11 is a frequency / voltage converter for converting the insulated and transmitted pulse signal into a voltage signal, and 12 is a converted voltage signal, for example. 4 to 20 mA
Is a voltage / current converter that converts the current signal of
The current converter 12 transmits this current signal to the load via the two transmission lines.

【0007】13はマイクロプロセッサ9の制御信号に
基づいてアクテイブフイルタ7のコーナ周波数を変える
高周波減衰回路、14は加算回路6の出力に含まれたノ
イズ成分を判別するノイズ判別回路、15はノイズ判別
回路14の判別結果である電圧信号を周波数信号に変換
してマイクロプロセッサ9に出力する電圧/周波数変換
回路である。
Reference numeral 13 is a high frequency attenuator circuit for changing the corner frequency of the active filter 7 based on the control signal of the microprocessor 9, 14 is a noise judgment circuit for judging the noise component contained in the output of the adder circuit 6, and 15 is noise judgment. The voltage / frequency conversion circuit converts the voltage signal, which is the determination result of the circuit 14, into a frequency signal and outputs the frequency signal to the microprocessor 9.

【0008】図4は図3に示すセンサ1、2で構成され
る検出部の具体的な構成を示す縦断面図である。16は
流体が流れる管路、17は管路16に直角に設けられた
円筒状のノズルである。
FIG. 4 is a vertical cross-sectional view showing a specific structure of the detecting section composed of the sensors 1 and 2 shown in FIG. Reference numeral 16 is a pipeline through which the fluid flows, and 17 is a cylindrical nozzle provided at a right angle to the pipeline 16.

【0009】18はノズル17とはその周囲が間隔ΔL
を保持して管路16に直角に挿入された台形断面を持つ
柱状の渦発生体であり、その一端はネジ19により管路
16に固定され、他端はフランジ部20でノズル17に
ネジ或いは溶接により固定されている。
Reference numeral 18 is a nozzle 17 and its periphery is spaced by a distance ΔL.
Is a columnar vortex generator having a trapezoidal cross section inserted at a right angle into the pipe line 16 and holding one end to the pipe line 16 by a screw 19 and the other end to the nozzle 17 with a flange 20. It is fixed by welding.

【0010】21は渦発生体18のフランジ部20側に
設けられた凹部であり、この凹部21の中には上下に所
定の間隔をもって一対の圧電素子で構成されたセンサ
1、2が配置され、これ等のセンサ1、2はガラスなど
の封着体22で絶縁して封着されている。
Reference numeral 21 denotes a concave portion provided on the side of the flange portion 20 of the vortex generator 18, and in this concave portion 21, sensors 1 and 2 composed of a pair of piezoelectric elements are arranged vertically with a predetermined interval. The sensors 1 and 2 are insulated and sealed by a sealing body 22 such as glass.

【0011】センサ1、2の圧電素子は2分割された半
円環状の電極が上下にそれぞれ配置されている。各圧電
素子はそれらの左側の上下の電極で挟まれた圧電体と右
側の上下の電極で挟まれた圧電体とがそれぞれ逆方向に
分極されており同じ方向の応力に対して互いに上下の電
極に逆極性の電荷を発生する。
The piezoelectric elements of the sensors 1 and 2 have semicircular electrodes divided in two, which are arranged one above the other. In each piezoelectric element, the piezoelectric body sandwiched by the upper and lower electrodes on the left side and the piezoelectric body sandwiched by the upper and lower electrodes on the right side are polarized in opposite directions. To generate an electric charge of opposite polarity.

【0012】以上の圧電素子で構成されたセンサ1、2
からの渦信号の渦周波数と同一の周波数を持つ電荷
v1、Qv2は、図3に示す電荷電圧変換回路3、4に入
力されて、ここで交流の電圧信号に変換される。
Sensors 1 and 2 composed of the above piezoelectric elements
The charges Q v1 and Q v2 having the same frequency as the vortex frequency of the vortex signal from are input to the charge-voltage conversion circuits 3 and 4 shown in FIG. 3 and converted into an alternating voltage signal.

【0013】次に、以上のように構成された渦流量計の
動作について図5と図6を用いて説明する。測定流体が
流れると図4に示す渦発生体18に矢印Fで示した方向
にカルマン渦による振動が発生する。
Next, the operation of the vortex flowmeter constructed as above will be described with reference to FIGS. 5 and 6. When the measurement fluid flows, vibrations due to Karman vortices occur in the vortex generator 18 shown in FIG. 4 in the direction indicated by arrow F.

【0014】この振動により渦発生体18には図5
(a)に示すような応力分布とこの逆の応力分布の繰返
しが生じ、各センサ1、2には渦周波数と同一の周波数
を持つ信号応力に対応した電荷+Q、−Qの繰返しが生
じる。
As a result of this vibration, the vortex generator 18 will be shown in FIG.
The stress distribution as shown in (a) and the reverse stress distribution are repeated, and charges + Q and -Q corresponding to signal stress having the same frequency as the vortex frequency are repeated in each sensor 1 and 2.

【0015】一方、管路16にはノイズとなる管路振動
も生じる。この管路振動は(a)流体の流れと同じ方向
の抗力方向、(b)流体の流れとは直角方向の揚力方向
F、(c)渦発生体の長手方向、の3方向成分に分けら
れる。
On the other hand, in the pipeline 16, pipeline vibration that causes noise is also generated. This pipeline vibration is divided into three directions: (a) a drag force direction in the same direction as the fluid flow, (b) a lift force direction F perpendicular to the fluid flow, and (c) a longitudinal direction of the vortex generator. .

【0016】このうち、抗力方向の振動に対する応力分
布は図5(b)に示すようになり1個の電極内で正負の
電荷は打ち消されてノイズ電荷は発生しない。また、長
手方向の振動に対しては図5(c)に示すように電極内
で打ち消されて抗力方向と同様にノイズ電荷は発生しな
い。
Of these, the stress distribution with respect to the vibration in the drag direction is as shown in FIG. 5 (b), and the positive and negative charges are canceled out within one electrode, and noise charges are not generated. Further, as to the vibration in the longitudinal direction, as shown in FIG. 5C, it is canceled in the electrode, and noise charge is not generated as in the drag direction.

【0017】しかし、揚力方向Fの振動は信号応力と同
一の応力分布となりノイズ電荷が生じる。そこで、この
ノイズ電荷を消去するために以下の演算を実行する。セ
ンサ1、2の各電荷をQv1、Qv2、信号成分をS1 、S
2 、揚力方向のノイズ成分をN1 、N2 として、センサ
1、2での分極を逆とするとQv1、Qv2は次式で示され
る。 Qv1=+S1 +N1 −Qv2=−S2 −N2
However, the vibration in the lift direction F has the same stress distribution as the signal stress, and noise charge is generated. Therefore, the following calculation is executed in order to erase this noise charge. The electric charges of the sensors 1 and 2 are Q v1 and Q v2 , and the signal components are S 1 and S
2 , assuming that the noise components in the lift direction are N 1 and N 2 , and the polarizations of the sensors 1 and 2 are reversed, Q v1 and Q v2 are represented by the following equations. Q v1 = + S 1 + N 1 -Q v2 = -S 2 -N 2

【0018】ただし、S1とS2 、N1とN2 のベクトル
方向は同じである。ここで、センサ1、2の信号成分と
ノイズ成分の関係は、揚力方向のノイズと信号に対する
渦発生体の曲げモ−メントの関係は図6に示すようにな
っている。
However, the vector directions of S 1 and S 2 , and N 1 and N 2 are the same. Here, the relationship between the signal component and the noise component of the sensors 1 and 2 is as shown in FIG. 6, and the relationship between the noise in the lift direction and the bending moment of the vortex generator with respect to the signal is as shown in FIG.

【0019】そこで、図5に示すセンサ1側の電荷電圧
変換回路3の出力を加算回路6で加算する際にノイズバ
ランス回路5でN2 /N1 倍してセンサ2側の電荷電圧
変換回路4の出力と加算すると、 Qv2−Qv1(N2 /N1 )=S2 −S1(N2 /N1 ) となり管路ノイズは除去される。
Therefore, when the output of the charge-voltage conversion circuit 3 on the sensor 1 side shown in FIG. 5 is added by the addition circuit 6, the noise balance circuit 5 multiplies by N 2 / N 1 and the charge-voltage conversion circuit on the sensor 2 side. 4 and output the adding, Q v2 -Q v1 (N 2 / N 1) = S 2 -S 1 (N 2 / N 1) becomes line noise is removed.

【0020】以上のようにして渦発生体に重畳されるノ
イズのうち、渦発生体の抗力方向と長手方向のノイズは
センサ1、2の極性を考慮し、揚力方向のノイズはセン
サ1と2のバランスを考慮した2素子方式として除去さ
れる。
Of the noises superposed on the vortex generator as described above, the noises in the drag force direction and the longitudinal direction of the vortex generator take into consideration the polarities of the sensors 1 and 2, and the noises in the lift force direction are measured in the sensors 1 and 2. It is removed as a two-element method in consideration of the balance.

【0021】[0021]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような渦流量計でも、渦発生体18はノズル17との間
に間隔ΔLをもって挿入されているので、配管16の中
に異物が混入したり錆が発生すると、これ等による固形
物が間隔ΔLの中にも形成されることとなり、この結果
としてこれ等が渦発生体18の振動の支点もしくは弾性
体として働く。
However, even in the vortex flowmeter as described above, the vortex generator 18 is inserted with a distance ΔL between the vortex generator 18 and the nozzle 17, so that foreign matter may enter the pipe 16. When rust is generated, solid substances due to these are also formed in the interval ΔL, and as a result, these act as a fulcrum of vibration of the vortex generator 18 or an elastic body.

【0022】以上の点について、図7に示す曲げモーメ
ント図を用いてさらに説明する。図7(a)は正常状態
において渦発生体が片持梁として形成されたときの曲げ
モーメントの状態を示し、図7(b)は異常状態におい
て渦発生体が片持梁として形成されたときの曲げモーメ
ントの状態を示す。
The above points will be further described with reference to the bending moment diagram shown in FIG. FIG. 7A shows a state of bending moment when the vortex generator is formed as a cantilever beam in a normal state, and FIG. 7B shows when the vortex generator is formed as a cantilever beam in an abnormal state. Shows the state of the bending moment of.

【0023】正常状態では、センサにカルマン渦による
力fにより発生するモーメントM1とセンサ2に発生す
るモーメントM2とは、図7(a)に示すようにその差
ΔM(=M1−M2)が大きく、良いS/Nが得られる。
In a normal state, the difference between the moment M 1 generated by the force f of the Karman vortex in the sensor and the moment M 2 generated in the sensor 2 is ΔM (= M 1 −M) as shown in FIG. 7A. 2 ) is large and good S / N is obtained.

【0024】しかし、錆などが発生して固形物が間隔Δ
Lの中に形成されると、図7(b)に示すように支点が
ずれたりして差ΔM´(=M1´−M2´)が小さくな
り、S/Nが低下する。この結果、流量信号が不安定に
なったり、出力がダウンしたりする問題が発生する。
However, rust or the like is generated and the solid matter is separated by an interval Δ.
When it is formed in L, the fulcrum is displaced as shown in FIG. 7B, and the difference ΔM ′ (= M 1 ′ −M 2 ′) becomes small, and the S / N decreases. As a result, there arises a problem that the flow rate signal becomes unstable and the output goes down.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】本発明は、以上の不具合
が発生する前にこのような問題が発生することを事前に
予知するための主な構成として、配管に流れる測定流量
に対応して変化するカルマン渦の数を一対のセンサを介
して検出することにより先の測定流量を演算して出力す
る渦流量計において、先の各センサから出力される渦流
量信号を一対のアナログ/デジタル変換して一対のデジ
タル信号に変換するアナログ/デジタル変換手段と、一
対の先のデジタル信号の比率を演算する比率演算手段
と、この比率が所定の範囲にないときに先の配管の内部
が正常な状態でないことを検出する異常検出手段とを具
備するようにしたものである。
According to the present invention, as a main configuration for predicting the occurrence of such a problem before the above-mentioned problems occur, it is possible to correspond to a measured flow rate flowing through a pipe. In a vortex flowmeter that calculates and outputs the preceding measured flow rate by detecting the number of changing Karman vortices via a pair of sensors, the vortex flow rate signal output from each of the preceding sensors is converted into a pair of analog / digital signals. Analog / digital converting means for converting into a pair of digital signals, a ratio calculating means for calculating a ratio of the pair of preceding digital signals, and the inside of the preceding pipe being normal when the ratio is not within a predetermined range. And an abnormality detecting means for detecting that it is not in a state.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を用いて説明する。図1は本発明の1実施の形態を
示すブロック図である。なお、図3に示す従来の渦流量
計と同一の機能を有する部分には同一の符号を付して適
宜にその説明を省略する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. The parts having the same functions as those of the conventional vortex flowmeter shown in FIG. 3 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be appropriately omitted.

【0027】カルマン渦により圧電素子で構成されたセ
ンサ1、2に発生した交流の電荷Q V1、QV2は、それぞ
れ電荷電圧変換回路23、24で電圧信号に変換され、
ローパスフイルタとして機能するアンチエリアシングフ
イルタ25、26とアナログ/デジタル変換器27、2
8を介して、それぞれ離散化されたデジタル信号X1(k
T)、X2(kT)に変換される。
[0027] A Karman vortex-based piezoelectric element
AC charge Q generated in sensors 1 and 2 V1, QV2Is that
Are converted into voltage signals by the charge-voltage conversion circuits 23 and 24,
Anti-aliasing function as a low-pass filter
Filters 25 and 26 and analog / digital converters 27 and 2
Digital signals X which are respectively discretized via 81(k
T), X2converted to (kT).

【0028】離散化されたデジタル信号X1(kT)、X2(k
T)は、ハードウエアで形成された演算ブロック29に取
り込まれ、演算ブロック29はこれらのデジタル信号X
1(kT)とX2(kT)の比率を演算して、その後、加算して、
デジタルのローパスフイルタとハイパスフイルタで構成
されるバンドパスフイルタ30に出力する。
Discretized digital signals X 1 (kT), X 2 (k
T) is taken into an arithmetic block 29 formed by hardware, and the arithmetic block 29 receives these digital signals X.
Calculate the ratio of 1 (kT) and X 2 (kT), then add,
It outputs to the band pass filter 30 composed of a digital low pass filter and a high pass filter.

【0029】バンドパスフイルタ30の出力は、マイク
ロプロセッサ31に取り込まれ、従来と同様な演算によ
り流量がなされ、算出された流量信号はデジタル/アナ
ログ変換器32でアナログ信号に変換され、さらに出力
回路33で4〜20mAの電流信号などに変換されて伝
送線36を介して受信計器37に伝送される。
The output of the bandpass filter 30 is fetched by the microprocessor 31, the flow rate is calculated by the same calculation as in the prior art, the calculated flow rate signal is converted into an analog signal by the digital / analog converter 32, and further the output circuit. It is converted into a current signal of 4 to 20 mA at 33 and transmitted to the receiving instrument 37 via the transmission line 36.

【0030】そして、マイクロプロセッサ31は、アン
チエリアシングフイルタ25、26、アナログ/デジタ
ル変換器27、28、演算ブロック29などの動作タイ
ミングなどを制御している。
The microprocessor 31 controls the operation timing of the anti-aliasing filters 25 and 26, the analog / digital converters 27 and 28, the operation block 29, and the like.

【0031】なお、ランダムアクセスメモリ(RAM)
34には取り込まれた渦流量信号のデータ、流量演算結
果のデータなどが格納され、リードオンリーメモリ(R
OM)35には例えば流量演算に必要なプログラム、演
算に必要なパラメータなどが格納され、これらはマイク
ロプロセッサ31によりバス36を介してその動作が制
御される。
A random access memory (RAM)
The vortex flow rate signal data and the flow rate calculation result data that have been taken in are stored in a read-only memory (R 34).
The OM) 35 stores, for example, a program required for the flow rate calculation, parameters required for the calculation, etc., and their operations are controlled by the microprocessor 31 via the bus 36.

【0032】さらに、伝送線36にはハンドヘルドター
ミナル38が必要に応じて接続されるようになってお
り、このハンドヘルドターミナル38からは4〜20m
Aの電流信号にデジタルの通信信号を重畳して、出力回
路33を介してマイクロプロセッサ31との間で通信信
号の送受を行う。この通信信号は、例えば、スパンの設
定、故障診断のコマンドの送受、アラームの発信、各種
パラメータの設定など各種の情報の送受を行う。
Further, a handheld terminal 38 is connected to the transmission line 36 as required, and 4 to 20 m from the handheld terminal 38.
The digital communication signal is superimposed on the current signal of A, and the communication signal is exchanged with the microprocessor 31 via the output circuit 33. This communication signal transmits / receives various information such as span setting, failure diagnosis command transmission / reception, alarm transmission, and various parameter setting.

【0033】次に、以上のように構成された図1に示す
実施の態様の動作について、図2に示すフローチャート
図を用いて説明する。スタートから始め、ステップ1に
おいて、マイクロプロセッサ31の制御に基づき離散化
された渦信号であるデジタル信号X1(kT)とX2(kT)が演
算ブロック29に読込みまれる。
Next, the operation of the embodiment shown in FIG. 1 configured as described above will be described with reference to the flow chart shown in FIG. Starting from the start, in step 1, digital signals X 1 (kT) and X 2 (kT) which are discretized vortex signals under the control of the microprocessor 31 are read into the arithmetic block 29.

【0034】次に、ステップ2に移行して、演算ブロッ
ク29はこれらのデジタル信号X1(kT)とX2(kT)との比
率λを次のような形として演算する。 λ=[k=0ΣN-1|X1(kT)|2/N]/[k=0ΣN-1|X2(kT)|2/N] =k=0ΣN-1|X1(kT)|2k=0ΣN-1|X2(kT)|2 この演算結果である比率λは、マイクロプロセッサ31
の制御の基にランダムアクセスメモリ34の所定エリア
に格納される。
Next, in step 2, the calculation block 29 calculates the ratio λ between these digital signals X 1 (kT) and X 2 (kT) in the following form. λ = [ k = 0 Σ N-1 | X 1 (kT) | 2 / N] / [ k = 0 Σ N-1 | X 2 (kT) | 2 / N] = k = 0 Σ N-1 | X 1 (kT) | 2 / k = 0 Σ N-1 | X 2 (kT) | 2 The ratio λ that is the result of this calculation is the microprocessor 31
It is stored in a predetermined area of the random access memory 34 under the control of.

【0035】ステップ3に移行する。錆などによる詰り
がない状態ではこの比率λの値は渦流量計の口径ごとに
ばらつきはあるが、通常、5以上は確保されており、口
径ごとのデータはリードオンリーメモリ35に格納され
ている。
Go to step 3. The value of the ratio λ varies depending on the diameter of the vortex flowmeter in a state where there is no clogging due to rust or the like, but normally 5 or more is secured, and the data for each diameter is stored in the read-only memory 35. .

【0036】そこで、マイクロプロセッサ31は、ステ
ップ2で得られた比率λが所定の範囲、例えば1<λ<
5の中にあるか否かを、リードオンリーメモリ35に格
納されている演算プログラムにより、リードオンリーメ
モリ35からランダムアクセスメモリ34に転送した口
径ごとの参照データと比較して、判断する。
Therefore, the microprocessor 31 causes the ratio λ obtained in step 2 to fall within a predetermined range, for example, 1 <λ <.
5 is compared with the reference data for each aperture transferred from the read-only memory 35 to the random access memory 34 by the arithmetic program stored in the read-only memory 35 to determine whether or not it is present.

【0037】その結果、比率λの値が1<λ<5の中に
ない場合は、正常な管路状態にあると判断してステップ
4に移行し、従来と同様にしてデジタル信号X1(kT)と
2(kT)とを加算演算して流量を算定して、デジタル/
アナログ変換器32、出力回路33を介して受信計器3
7に流量信号を伝送する。
As a result, when the value of the ratio λ is not within the range of 1 <λ <5, it is determined that the pipe is in the normal state, the process proceeds to step 4, and the digital signal X 1 ( kT) and X 2 (kT) are added and calculated to calculate the flow rate, and digital /
Receiving instrument 3 via analog converter 32 and output circuit 33
The flow rate signal is transmitted to 7.

【0038】しかし、ステップ3において、比率λの値
が1<λ<5の中にあると判断された場合は、錆などに
よる詰りがあり、図7(b)の状態、つまりX1(kT)と
2(kT)が近接した値にあるとマイクロプロセッサ31
は判断し、ステップ5に移行する。
However, when it is determined in step 3 that the value of the ratio λ is within 1 <λ <5, there is clogging due to rust or the like, and the state of FIG. 7B, that is, X 1 (kT ) And X 2 (kT) are close to each other, the microprocessor 31
Is determined and the process proceeds to step 5.

【0039】ステップ5では、アラームを外部、例えば
ハンドヘルドターミナル38、或いは通信信号の受信を
する機能が受信計器37にある場合は受信計器37に発
信する。
In step 5, an alarm is transmitted to the outside, for example, the handheld terminal 38, or the receiving instrument 37 if the receiving instrument 37 has a function of receiving a communication signal.

【0040】次に、ステップ6に移行する。比率λの値
が1<λ<5の中にあっても、渦信号自身が小さくなっ
ている訳ではないので、この場合でもマイクロプロセッ
サ31はデジタル信号X1(kT)を用いて流量演算を実行
して受信計器37に流量信号を出力する。
Then, the process proceeds to step 6. Even if the value of the ratio λ is in the range of 1 <λ <5, the vortex signal itself does not become small. Therefore, even in this case, the microprocessor 31 calculates the flow rate by using the digital signal X 1 (kT). It executes and outputs a flow rate signal to the receiving instrument 37.

【0041】以上のステップ4、ステップ6を実行した
後は、再びステップ1にリターンして再度これを繰り返
す。なお、ここではステップ3における判断基準として
1<λ<5を用いたが、通常はこの範囲内にある所定の
閾値を設け、これを判断の基準として用いる。
After the above steps 4 and 6 are executed, the process returns to step 1 and is repeated again. Although 1 <λ <5 is used as the criterion in step 3 here, a predetermined threshold value within this range is usually provided and used as the criterion.

【0042】さらに、図1に示す伝送線36は、2線式
の電流伝送線にデジタルの通信信号を重畳させる形式の
ものとして説明したが、これに限ることはなく、例えば
フイールドバス対応の伝送線でもアラームを外部に発す
ることができる。
Further, although the transmission line 36 shown in FIG. 1 has been described as a type in which a digital communication signal is superimposed on a two-wire type current transmission line, the present invention is not limited to this, and for example, transmission corresponding to a field bus. The alarm can be sent to the outside with a line.

【0043】特に、フイールドバスではPV値などのデ
ータにデータの信頼性情報としてアラーム情報を付随さ
せて機器の自己診断機能を持たせることが可能なので、
このアラーム機能は重要である。
In particular, in the field bus, since it is possible to attach alarm information as data reliability information to data such as PV value, it is possible to have a self-diagnosis function of the equipment.
This alarm function is important.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上、発明の実施の形態と共に具体的に
説明したように本発明は、渦信号をデジタル信号に変換
した後に、渦信号の比率を演算してその比率から配管の
状態を予測することが可能であり、これにより流量信号
の不安定要因、或いは出力ダウンを未然に防止すること
が可能となる。また、予測に基づいて行動がとれるの
で、メンテナンス性が向上する。
As described above in detail with the embodiments of the invention, the present invention converts the vortex signal into a digital signal, calculates the ratio of the vortex signal, and predicts the state of the pipe from the ratio. Therefore, it is possible to prevent instability factors of the flow rate signal or output reduction. In addition, since action can be taken based on the prediction, maintainability is improved.

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

【図1】本発明の1実施の形態を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す実施の形態の動作を説明するための
フローチャート図である。
FIG. 2 is a flow chart for explaining the operation of the embodiment shown in FIG.

【図3】従来の渦流量計の構成を示す全体ブロック図で
ある。
FIG. 3 is an overall block diagram showing a configuration of a conventional vortex flowmeter.

【図4】図3に示すセンサの具体的な構成を示す縦断面
図である。
FIG. 4 is a vertical cross-sectional view showing a specific configuration of the sensor shown in FIG.

【図5】図3に示す渦流量計の動作を説明する第1の説
明図である。
FIG. 5 is a first explanatory diagram explaining the operation of the vortex flowmeter shown in FIG.

【図6】図3に示す渦流量計の動作を説明する第2の説
明図である。
FIG. 6 is a second explanatory diagram illustrating the operation of the vortex flowmeter shown in FIG.

【図7】図3に示す渦流量計の問題点を説明するモーメ
ント図である。
FIG. 7 is a moment diagram illustrating a problem of the vortex flowmeter shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、2 センサ 3、4 電荷電圧変換回路 5 ノイズバランス回路 6 加算回路 7 アクテイブフイルタ 8 シュミットトリガ回路 9 マイクロプロセッサ 16 管路 18 渦発生体 25、26 アンチエリアシングフイルタ 27、28 アナログ/デジタル変換器 29 演算ブロック 30 バンドパスフイルタ 31 マイクロプロセッサ 34 ランダムアクセスメモリ 35 リードオンリーメモリ 36 伝送線 37 受信計器 38 ハンドヘルドターミナル 1, 2 sensor 3, 4 charge-voltage conversion circuit 5 noise balance circuit 6 adder circuit 7 Active filter 8 Schmitt trigger circuit 9 microprocessors 16 pipelines 18 Vortex generator 25,26 Anti-aliasing filter 27, 28 Analog / digital converter 29 operation blocks 30 Band Pass Filter 31 microprocessors 34 Random access memory 35 read-only memory 36 transmission lines 37 Receiving instrument 38 Handheld Terminal

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】配管に流れる測定流量に対応して変化する
カルマン渦の数を一対のセンサを介して検出することに
より前記測定流量を演算して出力する渦流量計におい
て、 前記各センサから出力される渦流量信号を一対のアナロ
グ/デジタル変換して一対のデジタル信号に変換するア
ナログ/デジタル変換手段と、一対の前記デジタル信号
の比率を演算する比率演算手段と、この比率が所定の範
囲にないときに前記配管の内部が正常な状態でないこと
を検出する異常検出手段とを具備することを特徴とする
渦流量計。
1. A vortex flowmeter which calculates and outputs the measured flow rate by detecting the number of Karman vortices that change corresponding to the measured flow rate flowing in a pipe through a pair of sensors, and outputs from each sensor. A pair of analog / digital conversion of the vortex flow rate signal to be converted into a pair of digital signals; a ratio calculation means for calculating a ratio of the pair of digital signals; and a ratio within a predetermined range. A vortex flowmeter, comprising: an abnormality detecting unit that detects that the inside of the pipe is not in a normal state when there is no abnormality.
【請求項2】前記アナログ/デジタル変換手段はデイジ
タルフイルタで構成されたことを特徴とする請求項1記
載の渦流量計。
2. The vortex flowmeter according to claim 1, wherein the analog / digital conversion means is composed of a digital filter.
【請求項3】前記比率演算手段と異常検出手段との間に
デジタルバンドパスフイルタを配置したことを特徴とす
る請求項1記載の渦流量計。
3. A vortex flowmeter according to claim 1, wherein a digital bandpass filter is arranged between the ratio calculation means and the abnormality detection means.
【請求項4】前記デジタルバンドパスフイルタはデジタ
ルローパスフイルタとデジタルハイパスフイルタで構成
されたことを特徴とする請求項3記載の渦流量計。
4. The vortex flowmeter according to claim 3, wherein the digital bandpass filter comprises a digital lowpass filter and a digital highpass filter.
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