JP4106501B2 - 渦流量計 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体の流量を計測する渦流量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被測定流体の流量に比例した周波数の流量信号の波数を計数して被測定流体の流量を求める流量計は従来から一般に知られている。
【０００３】
ところで、流量計の器差Ｅは次式（１）により求められ、例えば渦流量計では、図８実線Ｒに示すように、瞬時流量が小さいときはレベルが大きく瞬時流量が大きくなるに従いレベルが小さくなる器差特性を示す（図５参照）。図８中実線Ｓは実線Ｒで示される値を平均したものであり、器差０（％）を示している。なお、この器差０（％）は、一般に器差計測後にオフセット調整され得るようになっている。
【０００４】
器差Ｅ＝〔｛（流量計の示す値）−（真の値）｝／（真の値）〕×１００（％） … … （１）
ただし、真の値：標準流量計の指示量
【０００５】
そして、流量計の器差については、規定範囲〔例えば±３％（計６％）〕に納める（すなわち、器差補正を行う）必要があるが、上述した従来技術では、瞬時流量を計測し、この計測値を流量計固有の器差関数に代入することにより器差補正していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術の器差補正方法では、瞬時流量の計算に時間がかかる上に器差関数の演算を行うことにより器差補正に時間遅れを招きやすかった。また、関数演算を行うことにより、その分、複雑な回路が必要とされ、装置全体のコストアップを招いてしまう。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、器差補正を簡易に行えて低廉化を図ることができる渦流量計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、被測定流体の流れる管内に設けられてカルマン渦を発生させる渦発生体と、前記被測定流体の流量に比例した周波数の流量パルス信号を発生する流量パルス信号発生部と、前記流量パルス信号の入力を受けてそのパルス数を計数し該計数値に基づいて前記被測定流体の瞬時流量及び積算流量を求める流量演算部と、該流量演算部が求めた前記瞬時流量及び積算流量を出力する流量出力部と、を備えた渦流量計であって、前記流量信号発生部と前記流量演算部との間に、前記流量パルス信号発生部からの前記流量パルス信号の単位時間毎のパルス数から予め設定された所定パルス数を間引いて間引きされた流量パルス信号に相当する補正信号を得、該補正信号を前記流量パルス信号として前記流量演算部に入力するパルス数調整処理を、単位時間毎に繰り返し実行する波数調整部を設けたことを特徴とする。
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の渦流量計において、前記補正信号は、前記単位時間内の流量パルス信号のパルスのうち、偶数番目のパルスを間引くことにより得られることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施の形態の流量計を図１ないし図４に基づいて説明する。本実施の形態では、被測定流体の流量に比例する周波数の流量信号の波数を計数して被測定流体の流量を求める流量計の一例として、超音波式渦流量計に、本発明を適用した流量計１を説明する。
【００１０】
図１において、流量計１は、被測定流体の流れる管２と、管２内に設けられてカルマン渦を発生させる渦発生体３と、前記カルマン渦発生領域を間にして管２に相対向して設けられた超音波送信器４及び超音波受信器５と、超音波送信器４に駆動信号を入力して超音波を送信させる発振器６と、発振器６からの駆動信号及び超音波受信器５からの超音波受信信号を入力し被測定流体の流量に比例した周波数の流量パルス信号Ａ（流量信号）を発生する流量パルス信号発生部（流量信号発生部）７と、流量パルス信号発生部７からの流量パルス信号Ａのパルス数（波数）を計数し、該計数値に基づいて被測定流体の実流量を求める流量演算部８とから大略構成されている。
【００１１】
流量演算部８は、流量パルス信号Ａを入力して後述するように器差補正を行って補正信号Ｈを出力する器差補正部９（波数調整部）と、器差補正部９からの補正信号Ｈのパルス（波数）を計数して被測定流体の流量（瞬時流量及び積算流量）を求めると共に、瞬時流量及び積算流量から単位流量パルス（単位流量を１パルスとしたパルス信号）を求めてこれらを出力する演算本体部１０（請求項１の流量演算部を構成する。）と、演算本体部１０からの信号を受けて瞬時流量を４〜２０ｍＡのアナログ信号として出力すると共に、積算流量を表示のために出力し、さらに単位流量パルスを電圧やオープンコレクタ信号として出力する流量出力部１１とから大略構成されている。
【００１２】
器差補正部９には、ボタンスイッチ、ディップスイッチ、あるいはロータリスイッチ等の設定スイッチ１２が接続されており、流量パルス信号Ａのパルスから間引くパルスの数を示す器差補正係数ｎ及び単位時間（単位時間窓Ｗ）を設定するようにしている。
器差補正部９及び演算本体部１０は、マイコンやＤＳＰ、または電子素子の組合わせにより構成されている。
【００１３】
器差補正部９は、設定スイッチ１２が操作されて器差補正係数ｎを入力すると、後述するようにして流量パルス信号Ａのパルスから器差補正係数ｎに相当する数のパルスを間引きし、間引きされた流量パルス信号Ａを補正信号Ｈとして出力する。
【００１４】
例えばｎ＝１が設定されると、図２に示すように単位時間窓Ｗにおいて２番目に入力されたパルスIIが間引かれ、パルスIIが間引かれた流量パルス信号Ａが補正信号Ｈ1 として出力される。なお、図２中、ローマ数字I ，II，III ， … XV，XVI は、流量パルス信号発生部７から送られる流量パルス信号Ａのパルスを入力順に対応して示すものであり、本実施の形態では、パルスI ， … ，XIが一つの単位時間窓Ｗに入っている。
また、ｎ＝２が設定されると、単位時間窓Ｗにおいて２番目に入力されたパルスII及び４番目に入力されたパルスIVが間引かれ、パルスII及びパルスIVが間引かれた流量パルス信号Ａが補正信号Ｈ2 として出力される。
また、ｎ＝３が設定されると、上述したのと同様にしてパルスII、パルスIV及びパルスVIが間引かれた流量パルス信号Ａが補正信号Ｈ3 として出力される。上述したように本実施の形態では器差補正部９は単位時間窓Ｗにおいて偶数番目のパルスを間引くようにしている。
【００１５】
本実施の形態では、上述した器差補正作動を次のように実施するようにしている。この器差補正作動を図３及び図４のフローチャートに基づいて、以下に説明する。
この流量計１の器差補正作動では、まず、単位時間毎に図３の単位時間タイマ処理を行い、この単位時間タイマ処理に続いて、単位時間（単位時間窓Ｗ）内において、図４の流量加算処理を、流量パルス信号Ａのパルス入力毎に実行し、単位時間窓Ｗ内において流量パルス信号Ａのパルスから器差補正係数ｎ分の数のパルスを減算（間引き）するようにしている。
【００１６】
この図３の単位時間タイマ処理においては、まず、器差補正カウンタに器差補正係数ｎがセットされる（ステップS1）。
ステップS1に続いて、流量パルス信号Ａの入力数が偶数または奇数であることを示す偶数フラグに初期値である偶数をセット（偶数フラグが「１」とされる）して（ステップS2）、単位時間タイマ処理を終了し、流量パルス信号Ａのパルス（例えば図２のパルスI ，II，III ， … ）を検出し、図４の流量加算処理に進む。
【００１７】
この図４の流量加算処理では、まず、器差補正カウンタが０より大きいか否かを判定する（ステップS11 ）。ステップS11 でYES と判定すると、ステップS12 に進んで偶数フラグを反転し、偶数・奇数を入れ替える。
【００１８】
ステップS12 に続いて、流量パルス信号Ａのパルスの入力が偶数番目であるか否か（入力パルスは偶数番目？）を偶数フラグを用いて判定する（ステップS13 ）。ステップS13 でYES と判定すると、器差補正カウンタを「１」デクリメント〔（器差補正カウンタ）−１〕する（ステップS14 ）。
また、ステップS11 またはステップS13 でNOと判定すると、流量パルス信号Ａのパルス数が演算本体部１０に伝達されて加算処理が実行される（ステップS15 ）。
【００１９】
そして、ステップS14 またはステップS15 が実行されると、流量パルス信号Ａの一つのパルスについての図４の流量加算処理が終了し、次に入力されるパルスについて、この図４の流量加算処理が実行されることになる。
また、図示しないが単位時間窓Ｗにおける図４の流量加算処理が終了する（単位時間タイマによる単位時間の計測が完了する）と、次の単位時間窓Ｗについての器差補正作動（単位時間タイマ処理及び流量加算処理）が行われるようになっている。
【００２０】
ここで、ステップS1で器差補正係数ｎに２がセット（ｎ＝２）された場合を例にして、器差補正作動（単位時間タイマ処理及び流量加算処理）をより具体的に説明する。
まず、ステップS1でｎ＝２のセットが行われ、続くステップS2で偶数フラグが初期値である偶数にセットされ（偶数フラグが「１」とされる）、流量パルス信号Ａのパルス（まず、パルスI ）を検出し、図４の流量加算処理に進む。
ステップS11 （器差補正カウンタ＞０？）ではYES と判定し、続くステップS12 で偶数フラグを反転して偶数フラグを「０」（奇数を示す）とする。次のステップS13 （入力パルスは偶数番目？）では、先にステップS12 で偶数フラグが「０」（奇数）になっていることにより、NOと判定してステップS15 に進み、パルスI の数「１」を示す情報を演算本体部１０に伝達して流量加算を行い、器差補正カウンタを０にリセットしてパルスI についての流量加算処理を終了する。
【００２１】
続いて、パルスIIの入力があると、ステップS11 （器差補正カウンタ＞０？）の処理を行う。このステップS11 では、器差補正カウンタが２に維持されていることにより、ステップS11 ではYES と判定してステップS12 に進み、偶数フラグが反転される〔偶数フラグが「１」（偶数を示す）とされる〕。
【００２２】
ステップS12 に続くステップS13 （入力パルスは偶数番目？）では、偶数フラグが「１」となっていることによりYES と判定する。そして、次のステップS14 で器差補正カウンタが「１」デクリメントして値を１（２−１＝１）とすると共に、パルスIIについてはステップS15 をスキップして流量加算を行わずに、図４の処理（流量加算処理）を終了する。
【００２３】
続いて、パルスIII の入力があると、ステップS11 （器差補正カウンタ＞０？）の処理を行う。このステップS11 では、先のパルスIIについての図４の処理（流量加算処理）において器差補正カウンタが「１」になったが、「０」より大きいことでYES と判定してステップS12 に進み、偶数フラグが反転される〔偶数フラグが「０」（奇数を示す）とされる〕。
ステップS12 で偶数フラグが「０」（奇数）になっていることにより、ステップS12 に続くステップS13 （入力パルスは偶数番目？）ではNOと判定してステップS15 に進み、パルスIII の数「１」を示す情報を演算本体部１０に伝達して流量加算を行い、パルスIII についての流量加算処理を終了する。
【００２４】
続いて、パルスIVの入力があると、ステップS11 （器差補正カウンタ＞０？）の処理を行う。このステップS11 では、器差補正カウンタが「１」であることにより、ステップS11 ではYES と判定してステップS12 に進み、偶数フラグが反転される〔偶数フラグが「１」（偶数を示す）とされる〕。
【００２５】
ステップS12 に続くステップS13 （入力パルスは偶数番目？）では、偶数フラグが「１」となっていることによりYES と判定する。そして、次のステップS14 で器差補正カウンタを「１」デクリメントして値を０（１−１＝０）とすると共に、パルスIVについてはステップS15 をスキップして流量加算を行わずに、図４の処理（流量加算処理）を終了する。
【００２６】
続いて、パルスV の入力があると、ステップS11 （器差補正カウンタ＞０？）の処理を行う。このステップS11 では、先のパルスIVについての図４の処理（流量加算処理）において器差補正カウンタが「０」になったことでNOと判定してステップS15 に進み、パルスV の数「１」を示す情報を演算本体部１０に伝達して流量加算を行い、パルスV についての流量加算処理を終了する。
【００２７】
以下、単位時間窓ＷにおいてパルスVI以降の入力があると、器差補正カウンタが「０」になっていることでステップS11 ではNOと判定してステップS15 に進み、各パルス入力毎にステップS15 で流量加算が行われ、これにより図２に示すように流量パルス信号ＡからパルスII及びパルスIVが間引きされた補正信号Ｈ2 （単位時間窓Ｗの範囲）が得られることになる。
【００２８】
そして、一つの単位時間窓Ｗを対象にした器差補正作動（単位時間タイマ処理及び流量加算処理）が終了し、次の単位時間窓Ｗについて、上述したのと同様の処理（図３及び図４）が行われ、流量パルス信号ＡからパルスII及びパルスIVと共に、パルスXII 及びパルスXIV が間引きされた補正信号Ｈ2 が得られることになる。
【００２９】
また、ステップS1で器差補正係数ｎが１にセットされると、上述したのと同様に器差補正作動（単位時間タイマ処理及び流量加算処理）が行われて、単位時間窓Ｗにおいて流量パルス信号ＡからパルスIIが間引きされた補正信号Ｈ1 が得られる。
【００３０】
また、ステップS1で器差補正係数ｎが３にセットされると、上述したのと同様に器差補正作動（単位時間タイマ処理及び流量加算処理）が行われて、単位時間窓Ｗにおいて流量パルス信号ＡからパルスII、パルスIV及びパルスVIが間引きされた補正信号Ｈ3 が得られる。
【００３１】
なお、本実施の形態では、ステップS1で器差補正係数ｎが５以上（例えば９９）にセットされると、上述したのと同様に器差補正作動（単位時間タイマ処理及び流量加算処理）が行われて、単位時間窓Ｗにおいて流量パルス信号ＡからパルスII、パルスIV、パルスVI、パルスVIII及びパルスX （偶数番目のパルス）が間引きされた補正信号Ｈ（器差補正係数ｎが９９の場合、補正信号Ｈ99）が得られる。
【００３２】
そして、上述したように得られた間引きされた流量パルス信号Ａ（補正信号Ｈ）に基づいて、器差補正が行われる。この場合、上述したように単位時間窓Ｗにおけるパルス数の多少にかかわらず単位時間窓Ｗにおいては同数のパルスが間引きされるので、上述したように器差補正を行うと、得られる器差曲線は直線に近いなだらかな曲線になる。このため、器差曲線の平均値（器差０％）に対して得られる器差は規定値（例えば±３％）内に容易に納めることができるようになる。
【００３３】
本実施の形態において、器差補正係数ｎを０、２、４に設定して、器差曲線を求めたところ、図５に示すようになった。
ｎを０、２、４とした場合の器差の値をそれぞれ、◇、□、△で示し、また、それぞれの器差曲線を二点鎖線Ｍ0 、点線Ｍ2 、一点鎖線Ｍ4 で示す。
図５に示されるように、本実施の形態では器差補正係数ｎを４とすることにより、器差曲線（Ｍ4 ）を平均値（器差０％）に相当する直線に極めて近付けることが可能となり、器差を規定値内に確実かつ容易に納められることを確認できた。
【００３４】
ここで、流量計１では瞬時流量が小さいときには、流量計１では例えば図９（ａ）に示すように流量パルス信号Ａにおける単位時間（便宜上、単位時間窓という。）Ｗ当りのパルス数（波数）が少なく、また、瞬時流量が大きいときには、例えば図９（ｂ）に示すように流量パルス信号Ａにおける単位時間窓Ｗのパルス数が多い。
【００３５】
そして、上述したパルスの間引き作動は、図９（ａ）に示すように単位時間窓Ｗにおけるパルス数が少ない（すなわち、被測定流体の流量が少ない）場合も、図９（ｂ）に示すように単位時間窓Ｗにおけるパルス数が多い（すなわち、被測定流体の流量が多い）場合も同様に行われ、単位時間窓Ｗにおけるパルス数の多少にかかわらず単位時間窓Ｗにおいては同数のパルスが間引きされる。
【００３６】
単位時間窓Ｗにおけるパルス数が少ない場合は、単位時間窓Ｗにおけるパルス数が多い場合に比して、一つのパルスの重み〔１／（単位時間窓Ｗにおけるパルス数）〕が相対的に大きくなる。
このため、上述したようにパルス数の多少にかかわらず単位時間窓Ｗにおいて同数のパルスを間引きし、間引きされた流量パルス信号Ａ（補正信号Ｈ）により器差補正すると、例えば図８中点線Ｔに示すようになり、実線Ｒに比して、流量が少ない場合は、流量が多い場合に比してレベルが大きく低下し（それぞれ、矢印Ｌ1 ，Ｌ2 で示す。）、実線Ｒに比してなだらかな曲線（実線Ｓに近い形状）になる。このため、点線Ｔ（器差曲線）の値を平均して平均値（器差０％）を求めた場合、器差を規定値（例えば±３％）内に容易に納めることができるようになる。
【００３７】
また、器差補正を行う上で上述した従来技術に必要とされた瞬時流量の計算、器差関数の演算を行うことなく、流量パルス信号Ａから所定数のパルスを間引いて補正信号Ｈ（パルスを間引いて得られた流量パルス信号Ａ）を求め、この補正信号Ｈにより流量の算出を行うと共に、器差補正が行われるので、器差補正をリアルタイムで行えることになり、時間遅れを招くことがなくなる。また、関数演算を行わずに器差補正されることにより、関数演算を行わない分、構造が簡易になり装置の低廉化を図ることができる。また、上述したようにリアルタイムで器差補正を行うことにより、短い時間に流れた流体の流量を調べるバッチ処理を行う場合に、本流量計１を適用することができ、本流量計１の汎用性を向上できる。
【００３８】
さらに、器差補正係数ｎを調整する（例えばｎ＝４とする）ことにより、器差曲線を平均値を示す直線に極めて近い形状にすることが可能になって器差を小さい値にすることができ、計測精度の向上を図ることができる。
また、パルスの間引き処理により器差補正を行うので、管２の形状等により影響されずに器差補正を行え、その分、器差補正の精度の向上を図ることができる。
【００３９】
上述のように単位時間窓Ｗにおいて偶数番目のパルスを間引くことにより、まとめてｎ個、間引く場合に比して信号がならされることになる。また、単位時間窓Ｗにおいて偶数番目のパルスを間引くことにより、器差補正計数ｎよりも流量パルス信号Ａのパルス数が小さい場合に単位時間窓Ｗにおける全てのパルスを除去してしまって、流量があるにもかかわらず、流量０が出力されることを抑制している。
また、仮に奇数番目のパルス、特に１番目のパルスI を間引くとその段階で被測定流体が流れていないと誤判定されてしまうことが起こり得るが、このように偶数番目のパルスを間引くことにより、上記誤判定の発生を防止できるものになっている。
【００４０】
なお、上述した実施の形態においては、流量パルス信号Ａをリアルタイムに間引くように構成したが、これに限らず、単位時間窓Ｗ分の流量パルス信号Ａを積算した後に所定数のパルスを間引いて補正信号Ｈを求めても良く、この場合には、器差関数演算を行うよりも器差補正を簡易に行え、低廉化を図ることができる。
【００４１】
次に、本発明の第２実施の形態の流量計１を図６及び図７に基づいて説明する。この第２実施の形態の流量計１は、図１の流量演算部８に比して異なる流量演算部８を有していること及び一つの設定スイッチ１２に代えて単位時間設定スイッチ１２Ａ及び器差補正係数設定スイッチ１２Ｂを備えていることが主に、前記第１実施の形態の流量計１と異なっている。
図６及び図７において、流量演算部８は、流量パルス信号発生回路７からの流量パルス信号Ａをそれぞれ入力する分周回路１３及びカウンタ回路１４を有している。
【００４２】
分周回路１３は、流量パルス信号Ａを分周しないで１：１信号Ａ（便宜上、流量パルス信号Ａと同一符号で示す。）としてセレクタ回路１５に入力すると共に、流量パルス信号Ａを２：１に分周し、分周した信号の論理を反転して２：１分周反転信号Ｂを得、この２：１分周反転信号Ｂを１：１信号Ａと共にセレクタ回路１５に入力する。
【００４３】
カウンタ回路１４は、流量パルス信号Ａの入力パルス数をカウントし、パルス数信号Ｇを第１、第２比較回路１６，１７に入力する。第１比較回路１６はパルス数信号Ｇの値（以下、パルス数という）が「１」になったとき、補正開始信号ＪをＦＦ回路１８（フリップフロップ回路）に入力する。
また、第２比較回路１７は器差補正係数設定スイッチ１２Ｂに接続されており、この器差補正係数設定スイッチ１２Ｂにより設定された値ｎに対して「２ｎ＋１」と「パルス数」とを比較し、これらが同じ値になったときに補正終了信号ＫをＦＦ回路１８に入力する。
【００４４】
ＦＦ回路１８は、第１比較回路１６からの補正開始信号Ｊを受信してから第２比較回路１７からの補正終了信号Ｋを受信するまでの間、セレクト信号Ｃをオン（ハイレベル）して前記セレクタ回路１５に送る。
【００４５】
セレクタ回路１５は、セレクト信号Ｃがオン（ハイレベル）の間は２：１分周反転信号Ｂを選択し、また、セレクト信号Ｃがオフ（ローレベル）の間は１：１信号Ａ（流量パルス信号Ａ）を選択してセレクタ出力信号Ｄとして演算本体部１０に送る。本実施の形態ではセレクタ回路１５及びＦＦ回路１８により波数調整部が構成されている。
【００４６】
前記カウンタ回路１４には、単位時間設定スイッチ１２Ａからの信号を入力するタイマ回路１９が接続されており、単位時間設定スイッチ１２Ａによって設定された時間毎にリセット信号Ｕをカウンタ回路１４に送り、流量パルス信号Ａのパルスのカウントを停止させてその値〔パルス数信号Ｇの値（パルス数）〕を０にリセットさせる。
【００４７】
この流量計１の器差補正作動を以下に説明する。
例えば、器差補正係数設定スイッチ１２Ｂに値ｎとして「１」が設定されたとする。なお、ｎ＝１とされたことにより前記「２ｎ＋１」は「３」となるので、図７に示すように「パルス数」が「３」となったとき（パルスIII 入力時点）に補正終了信号Ｋが出力されてセレクト信号Ｃがオフ（ローレベルと）され、ｎ＝１としたときの補正（パルスの間引き作動）が終了する。
そして、図７に示すように流量パルス信号ＡのパルスI が入力されると、カウンタ回路１４はパルス数を「１」とし、パルス数が「１」となったことにより、補正開始信号ＪをＦＦ回路１８に入力し、器差補正作動を行える（セレクト信号Ｃをオンする）ようしている。すなわち、後述するようにパルスI については流量パルス信号Ａから間引かれないようにすると共に、パルスII以降のパルス（単位時間窓Ｗの範囲）について条件の成立（セレクト信号Ｃをオンでかつ２：１分周反転信号Ｂがオフ）によって間引くようにしている。
【００４８】
前記パルスI については、補正開始信号Ｊが出力されておらず、かつＦＦ回路１８がセレクト信号Ｃをオフ（ローレベル）としていることにより、セレクタ回路１５から、パルスI を含む形でセレクタ出力信号Ｄ（流量信号）として演算本体部１０に送られる。
【００４９】
次に、パルスIIを入力すると、この段階でセレクト信号Ｃはオンされていると共に、２：１分周反転信号Ｂはオフ（ローレベル）とされていることで、セレクタ回路１５は２：１分周反転信号Ｂ（この段階ではオフ）を選択しセレクタ出力信号Ｄとして演算本体部１０に入力する。この段階では２：１分周反転信号Ｂはオフとされていることにより、パルスIIが間引きされた形で流量パルス信号Ａがセレクタ出力信号Ｄとして演算本体部１０に送られることになる。
【００５０】
次に、パルスIII を入力する（パルス数３となる）と、第２比較回路１７はパルス数が「２ｎ＋１＝３」と同じ値になったことにより補正終了信号ＫをＦＦ回路１８に送り、ＦＦ回路１８はセレクト信号Ｃをオフ（ローレベル）としてセレクタ回路１５に入力する。これによりセレクタ回路１５は、パルスIII 以降については１：１信号Ａ（流量パルス信号Ａ）を選択してセレクタ出力信号Ｄとして演算本体部１０に送る。
【００５１】
上述したようにして、器差補正係数設定スイッチ１２Ｂに値ｎとして「１」が設定された場合には、流量パルス信号ＡからパルスIIが間引きされた場合と同等数のパルスがセレクタ出力信号Ｄとして演算本体部１０に送られる。すなわち、パルス数の多少（流量の多少）にかかわらず単位時間窓Ｗにおいて流量パルス信号Ａのパルスから「１」だけ間引きされたパルス数が演算本体部１０に入力される。そして、演算本体部１０では単位時間窓Ｗにおいて流量パルス信号Ａのパルスから「１」だけ間引きして得られたセレクタ出力信号Ｄ（パルス数）により器差補正を行うので、器差曲線が平均値を示す直線に近いなだらかな形状となる。このため、前記第１実施の形態と同様に、器差曲線の平均（図８実線Ｓ参照）に対して得られる器差を規定値（例えば±３％）内に容易に納めることができるようになる。
【００５２】
また、器差補正係数設定スイッチ１２Ｂに値ｎとして「２」が設定された場合には、前記「２ｎ＋１」は「５」となるので、図７に示すように「パルス数」が「５」となったとき（パルスV 入力時点）に補正終了信号Ｋが出力され、パルスIIを入力した時点でオンしたセレクト信号Ｃがオフ（ローレベルと）され、ｎ＝２としたときの補正（パルスの間引き作動）が終了する。
【００５３】
そして、セレクト信号Ｃがオンとなっている間においては、セレクタ回路１５は２：１分周反転信号Ｂを選択するが、２：１分周反転信号Ｂにおけるセレクト信号Ｃがオンの間の部分（パルスII〜IV）のうちパルスII及びIVに対応した部分はオフであり、また、パルスIII に対応した部分はオンとされている。このため、パルスII及びIVについては、前記ｎ＝１の場合と同様にして間引きされる一方、パルスIII については、２：１分周反転信号Ｂのオンとなっている部分が残された形でセレクタ出力信号Ｄとして演算本体部１０に送られる。
パルスV 以降については、パルスV 入力時点で補正終了信号Ｋが出力（セレクト信号Ｃがオフ）されることにより、セレクタ回路１５は１：１信号Ａ（流量パルス信号Ａ）を選択してセレクタ出力信号Ｄとして演算本体部１０に送る。
【００５４】
上述したようにして、器差補正係数設定スイッチ１２Ｂに値ｎとして「２」が設定された場合には、流量パルス信号ＡからパルスII及びIVが間引きされた場合と同等数のパルスがセレクタ出力信号Ｄとして演算本体部１０に送られる。すなわち、パルス数の多少（流量の多少）にかかわらず単位時間窓Ｗにおいて流量パルス信号Ａのパルスから「２」だけ間引きされたパルス数が演算本体部１０に入力される。そして、演算本体部１０では単位時間窓Ｗにおいて流量パルス信号Ａのパルスから「２」だけ間引きして得られたセレクタ出力信号Ｄ（パルス数）により器差補正を行うので、器差曲線が平均値を示す直線に近いなだらかな形状となる。このため、前記第１実施の形態と同様に、器差曲線の平均（図８実線Ｓ参照）に対して得られる器差を規定値（例えば±３％）内に容易に納めることができるようになる。
【００５５】
また、器差補正係数設定スイッチ１２Ｂに値ｎとして「３」が設定された場合も、「１」または「２」が設定された場合と同様に、処理が行われ、パルスII〜VIに対応してセレクト信号Ｃがオンとなると共に、２：１分周反転信号ＢにおけるパルスII、IV及びVI（偶数番目のパルス）に対応した部分がオフとされ、パルスIII 及びV に対応した部分がオンとされ、パルスII、IV及びVIについては、前記ｎ＝１及びｎ＝２の場合と同様にして間引きされる一方、パルスIII 及びV については、２：１分周反転信号Ｂのオンとなっている部分が残された形でセレクタ出力信号Ｄとして演算本体部１０に送られる。また、パルスVII 以降については、パルスVII 入力時点で補正終了信号Ｋが出力（セレクト信号Ｃがオフ）されることにより、セレクタ回路１５は１：１信号Ａ（流量パルス信号Ａ）を選択してセレクタ出力信号Ｄとして演算本体部１０に送る。
【００５６】
上述したようにして、器差補正係数設定スイッチ１２Ｂに値ｎとして「３」が設定された場合には、流量パルス信号ＡからパルスII、IV及びVIが間引きされた場合と同等数のパルスがセレクタ出力信号Ｄとして演算本体部１０に送られる。すなわち、パルス数の多少（流量の多少）にかかわらず単位時間窓Ｗにおいて流量パルス信号Ａのパルスから「３」だけ間引きされたパルス数が演算本体部１０に入力される。そして、演算本体部１０では単位時間窓Ｗにおいて流量パルス信号Ａのパルスから「３」だけ間引きして得られたセレクタ出力信号Ｄ（パルス数）により器差補正を行うので、器差曲線が平均値を示す直線に近い形状となる。このため、前記第１実施の形態と同様に、器差曲線の平均（図８実線Ｓ参照）に対して得られる器差を規定値（例えば±３％）内に容易に納めることができるようになる。
【００５７】
この第２実施の形態も、前記第１実施の形態と同様に、器差補正をリアルタイムで行えることになり、時間遅れを招くことがなくなると共に、関数演算を行わない分、構造が簡易になり装置の低廉化を図ることができる。また、上述したようにリアルタイムで器差補正を行うことにより、短い時間に流れた流体の流量を調べるバッチ処理を行う場合に、本流量計１を適用することができる。
【００５８】
さらに、器差補正係数設定スイッチ１２Ｂの設定値ｎを調整することにより、器差曲線を平均値を示す直線に極めて近い形状にすることが可能になって器差を小さい値にすることができ、計測精度の向上を図ることができる。
また、パルスの間引き処理により器差補正を行うので、管２の形状等により影響されずに器差補正を行え、その分、器差補正の精度の向上を図ることができる。
【００５９】
【発明の効果】
請求項１、２に記載の発明は、被測定流体の流れる管内に設けられてカルマン渦を発生させる渦発生体と、前記被測定流体の流量に比例した周波数の流量パルス信号を発生する流量パルス信号発生部と、前記流量パルス信号の入力を受けてそのパルス数を計数し該計数値に基づいて前記被測定流体の瞬時流量及び積算流量を求める流量演算部と、該流量演算部が求めた前記瞬時流量及び積算流量を出力する流量出力部と、を備えた渦流量計であって、前記流量信号発生部と前記流量演算部との間に、前記流量パルス信号発生部からの前記流量パルス信号の単位時間毎のパルス数から予め設定された所定パルス数を間引いて間引きされた流量パルス信号に相当する補正信号を得、該補正信号を前記流量パルス信号として前記流量演算部に入力するパルス数調整処理を、単位時間毎に繰り返し実行する波数調整部を設けており、流量信号の波数の単位数の重みは、流量が少ない（すなわち、流量信号の波数が少ない）場合は、流量が多い（すなわち、流量信号の波数が多い）場合に比して、相対的に大きいため、器差曲線を平均値を示す直線に極めて近い形状にすることが可能となる。このため、器差曲線の平均に対して得られる器差を規定値（例えば±３％）内に容易に納めることができるようになる。
【００６０】
また、器差補正を行う上で従来技術に必要とされた瞬時流量の計算、器差関数の演算を行うことなく、単位時間毎に流量信号の波数から所定数を減算するので、所定数を減算流量信号に基づいて流量の算出を行えると共に、器差補正が行われるので、器差補正をリアルタイムで行え時間遅れを招くことがない。また、従来技術に必要とされた関数演算を行わない分、構造が簡易になり装置の低廉化を図ることができる。
【００６１】
さらに、上述したようにリアルタイムで器差補正を行うことにより、短い時間に流れた流体の流量を調べるバッチ処理を行う場合に、本流量計を適用することができ、汎用性の向上を図ることができる。
また、流量信号の波数からの減算処理により器差補正を行うので、流量計本体部（例えば管）の形状等により影響されずに器差補正を行え、その分、器差補正の精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態の流量計を模式的に示すブロック図である。
【図２】図１の器差補正部の機能を示すための信号波形図である。
【図３】図１の流量演算部の単位時間処理内容を示すフローチャートである。
【図４】図１の流量演算部の流量加算処理内容を示すフローチャートである。
【図５】図１の流量計の作用を説明するための器差特性を示す図である。
【図６】本発明の第２実施の形態の流量計を模式的に示すブロック図である。
【図７】図６の流量計の各部の信号波形図を示す図である。
【図８】流量計の器差特性を模式的に示す図である。
【図９】流量が少ないときと多いときを比較して示す流量パルス信号の図である。
【符号の説明】
１ 流量計
７ 流量パルス信号発生部（流量信号発生部）
９ 器差補正部（波数調整部）
１０ 演算本体部（流量演算部）
Ａ 流量パルス信号（流量信号）
Ｈ 補正信号（流量信号）
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体の流量を計測する渦流量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被測定流体の流量に比例した周波数の流量信号の波数を計数して被測定流体の流量を求める流量計は従来から一般に知られている。
【０００３】
ところで、流量計の器差Ｅは次式（１）により求められ、例えば渦流量計では、図８実線Ｒに示すように、瞬時流量が小さいときはレベルが大きく瞬時流量が大きくなるに従いレベルが小さくなる器差特性を示す（図５参照）。図８中実線Ｓは実線Ｒで示される値を平均したものであり、器差０（％）を示している。なお、この器差０（％）は、一般に器差計測後にオフセット調整され得るようになっている。
【０００４】
器差Ｅ＝〔｛（流量計の示す値）−（真の値）｝／（真の値）〕×１００（％） … … （１）
ただし、真の値：標準流量計の指示量
【０００５】
そして、流量計の器差については、規定範囲〔例えば±３％（計６％）〕に納める（すなわち、器差補正を行う）必要があるが、上述した従来技術では、瞬時流量を計測し、この計測値を流量計固有の器差関数に代入することにより器差補正していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術の器差補正方法では、瞬時流量の計算に時間がかかる上に器差関数の演算を行うことにより器差補正に時間遅れを招きやすかった。また、関数演算を行うことにより、その分、複雑な回路が必要とされ、装置全体のコストアップを招いてしまう。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、器差補正を簡易に行えて低廉化を図ることができる渦流量計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、被測定流体の流れる管内に設けられてカルマン渦を発生させる渦発生体と、前記被測定流体の流量に比例した周波数の流量パルス信号を発生する流量パルス信号発生部と、前記流量パルス信号の入力を受けてそのパルス数を計数し該計数値に基づいて前記被測定流体の瞬時流量及び積算流量を求める流量演算部と、該流量演算部が求めた前記瞬時流量及び積算流量を出力する流量出力部と、を備えた渦流量計であって、前記流量信号発生部と前記流量演算部との間に、前記流量パルス信号発生部からの前記流量パルス信号の単位時間毎のパルス数から予め設定された所定パルス数を間引いて間引きされた流量パルス信号に相当する補正信号を得、該補正信号を前記流量パルス信号として前記流量演算部に入力するパルス数調整処理を、単位時間毎に繰り返し実行する波数調整部を設けたことを特徴とする。
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の渦流量計において、前記補正信号は、前記単位時間内の流量パルス信号のパルスのうち、偶数番目のパルスを間引くことにより得られることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施の形態の流量計を図１ないし図４に基づいて説明する。本実施の形態では、被測定流体の流量に比例する周波数の流量信号の波数を計数して被測定流体の流量を求める流量計の一例として、超音波式渦流量計に、本発明を適用した流量計１を説明する。
【００１０】
図１において、流量計１は、被測定流体の流れる管２と、管２内に設けられてカルマン渦を発生させる渦発生体３と、前記カルマン渦発生領域を間にして管２に相対向して設けられた超音波送信器４及び超音波受信器５と、超音波送信器４に駆動信号を入力して超音波を送信させる発振器６と、発振器６からの駆動信号及び超音波受信器５からの超音波受信信号を入力し被測定流体の流量に比例した周波数の流量パルス信号Ａ（流量信号）を発生する流量パルス信号発生部（流量信号発生部）７と、流量パルス信号発生部７からの流量パルス信号Ａのパルス数（波数）を計数し、該計数値に基づいて被測定流体の実流量を求める流量演算部８とから大略構成されている。
【００１１】
流量演算部８は、流量パルス信号Ａを入力して後述するように器差補正を行って補正信号Ｈを出力する器差補正部９（波数調整部）と、器差補正部９からの補正信号Ｈのパルス（波数）を計数して被測定流体の流量（瞬時流量及び積算流量）を求めると共に、瞬時流量及び積算流量から単位流量パルス（単位流量を１パルスとしたパルス信号）を求めてこれらを出力する演算本体部１０（請求項１の流量演算部を構成する。）と、演算本体部１０からの信号を受けて瞬時流量を４〜２０ｍＡのアナログ信号として出力すると共に、積算流量を表示のために出力し、さらに単位流量パルスを電圧やオープンコレクタ信号として出力する流量出力部１１とから大略構成されている。
【００１２】
器差補正部９には、ボタンスイッチ、ディップスイッチ、あるいはロータリスイッチ等の設定スイッチ１２が接続されており、流量パルス信号Ａのパルスから間引くパルスの数を示す器差補正係数ｎ及び単位時間（単位時間窓Ｗ）を設定するようにしている。
器差補正部９及び演算本体部１０は、マイコンやＤＳＰ、または電子素子の組合わせにより構成されている。
【００１３】
器差補正部９は、設定スイッチ１２が操作されて器差補正係数ｎを入力すると、後述するようにして流量パルス信号Ａのパルスから器差補正係数ｎに相当する数のパルスを間引きし、間引きされた流量パルス信号Ａを補正信号Ｈとして出力する。
【００１４】
例えばｎ＝１が設定されると、図２に示すように単位時間窓Ｗにおいて２番目に入力されたパルスIIが間引かれ、パルスIIが間引かれた流量パルス信号Ａが補正信号Ｈ1 として出力される。なお、図２中、ローマ数字I ，II，III ， … XV，XVI は、流量パルス信号発生部７から送られる流量パルス信号Ａのパルスを入力順に対応して示すものであり、本実施の形態では、パルスI ， … ，XIが一つの単位時間窓Ｗに入っている。
また、ｎ＝２が設定されると、単位時間窓Ｗにおいて２番目に入力されたパルスII及び４番目に入力されたパルスIVが間引かれ、パルスII及びパルスIVが間引かれた流量パルス信号Ａが補正信号Ｈ2 として出力される。
また、ｎ＝３が設定されると、上述したのと同様にしてパルスII、パルスIV及びパルスVIが間引かれた流量パルス信号Ａが補正信号Ｈ3 として出力される。上述したように本実施の形態では器差補正部９は単位時間窓Ｗにおいて偶数番目のパルスを間引くようにしている。
【００１５】
本実施の形態では、上述した器差補正作動を次のように実施するようにしている。この器差補正作動を図３及び図４のフローチャートに基づいて、以下に説明する。
この流量計１の器差補正作動では、まず、単位時間毎に図３の単位時間タイマ処理を行い、この単位時間タイマ処理に続いて、単位時間（単位時間窓Ｗ）内において、図４の流量加算処理を、流量パルス信号Ａのパルス入力毎に実行し、単位時間窓Ｗ内において流量パルス信号Ａのパルスから器差補正係数ｎ分の数のパルスを減算（間引き）するようにしている。
【００１６】
この図３の単位時間タイマ処理においては、まず、器差補正カウンタに器差補正係数ｎがセットされる（ステップS1）。
ステップS1に続いて、流量パルス信号Ａの入力数が偶数または奇数であることを示す偶数フラグに初期値である偶数をセット（偶数フラグが「１」とされる）して（ステップS2）、単位時間タイマ処理を終了し、流量パルス信号Ａのパルス（例えば図２のパルスI ，II，III ， … ）を検出し、図４の流量加算処理に進む。
【００１７】
この図４の流量加算処理では、まず、器差補正カウンタが０より大きいか否かを判定する（ステップS11 ）。ステップS11 でYES と判定すると、ステップS12 に進んで偶数フラグを反転し、偶数・奇数を入れ替える。
【００１８】
ステップS12 に続いて、流量パルス信号Ａのパルスの入力が偶数番目であるか否か（入力パルスは偶数番目？）を偶数フラグを用いて判定する（ステップS13 ）。ステップS13 でYES と判定すると、器差補正カウンタを「１」デクリメント〔（器差補正カウンタ）−１〕する（ステップS14 ）。
また、ステップS11 またはステップS13 でNOと判定すると、流量パルス信号Ａのパルス数が演算本体部１０に伝達されて加算処理が実行される（ステップS15 ）。
【００１９】
そして、ステップS14 またはステップS15 が実行されると、流量パルス信号Ａの一つのパルスについての図４の流量加算処理が終了し、次に入力されるパルスについて、この図４の流量加算処理が実行されることになる。
また、図示しないが単位時間窓Ｗにおける図４の流量加算処理が終了する（単位時間タイマによる単位時間の計測が完了する）と、次の単位時間窓Ｗについての器差補正作動（単位時間タイマ処理及び流量加算処理）が行われるようになっている。
【００２０】
ここで、ステップS1で器差補正係数ｎに２がセット（ｎ＝２）された場合を例にして、器差補正作動（単位時間タイマ処理及び流量加算処理）をより具体的に説明する。
まず、ステップS1でｎ＝２のセットが行われ、続くステップS2で偶数フラグが初期値である偶数にセットされ（偶数フラグが「１」とされる）、流量パルス信号Ａのパルス（まず、パルスI ）を検出し、図４の流量加算処理に進む。
ステップS11 （器差補正カウンタ＞０？）ではYES と判定し、続くステップS12 で偶数フラグを反転して偶数フラグを「０」（奇数を示す）とする。次のステップS13 （入力パルスは偶数番目？）では、先にステップS12 で偶数フラグが「０」（奇数）になっていることにより、NOと判定してステップS15 に進み、パルスI の数「１」を示す情報を演算本体部１０に伝達して流量加算を行い、器差補正カウンタを０にリセットしてパルスI についての流量加算処理を終了する。
【００２１】
続いて、パルスIIの入力があると、ステップS11 （器差補正カウンタ＞０？）の処理を行う。このステップS11 では、器差補正カウンタが２に維持されていることにより、ステップS11 ではYES と判定してステップS12 に進み、偶数フラグが反転される〔偶数フラグが「１」（偶数を示す）とされる〕。
【００２２】
ステップS12 に続くステップS13 （入力パルスは偶数番目？）では、偶数フラグが「１」となっていることによりYES と判定する。そして、次のステップS14 で器差補正カウンタが「１」デクリメントして値を１（２−１＝１）とすると共に、パルスIIについてはステップS15 をスキップして流量加算を行わずに、図４の処理（流量加算処理）を終了する。
【００２３】
続いて、パルスIII の入力があると、ステップS11 （器差補正カウンタ＞０？）の処理を行う。このステップS11 では、先のパルスIIについての図４の処理（流量加算処理）において器差補正カウンタが「１」になったが、「０」より大きいことでYES と判定してステップS12 に進み、偶数フラグが反転される〔偶数フラグが「０」（奇数を示す）とされる〕。
ステップS12 で偶数フラグが「０」（奇数）になっていることにより、ステップS12 に続くステップS13 （入力パルスは偶数番目？）ではNOと判定してステップS15 に進み、パルスIII の数「１」を示す情報を演算本体部１０に伝達して流量加算を行い、パルスIII についての流量加算処理を終了する。
【００２４】
続いて、パルスIVの入力があると、ステップS11 （器差補正カウンタ＞０？）の処理を行う。このステップS11 では、器差補正カウンタが「１」であることにより、ステップS11 ではYES と判定してステップS12 に進み、偶数フラグが反転される〔偶数フラグが「１」（偶数を示す）とされる〕。
【００２５】
ステップS12 に続くステップS13 （入力パルスは偶数番目？）では、偶数フラグが「１」となっていることによりYES と判定する。そして、次のステップS14 で器差補正カウンタを「１」デクリメントして値を０（１−１＝０）とすると共に、パルスIVについてはステップS15 をスキップして流量加算を行わずに、図４の処理（流量加算処理）を終了する。
【００２６】
続いて、パルスV の入力があると、ステップS11 （器差補正カウンタ＞０？）の処理を行う。このステップS11 では、先のパルスIVについての図４の処理（流量加算処理）において器差補正カウンタが「０」になったことでNOと判定してステップS15 に進み、パルスV の数「１」を示す情報を演算本体部１０に伝達して流量加算を行い、パルスV についての流量加算処理を終了する。
【００２７】
以下、単位時間窓ＷにおいてパルスVI以降の入力があると、器差補正カウンタが「０」になっていることでステップS11 ではNOと判定してステップS15 に進み、各パルス入力毎にステップS15 で流量加算が行われ、これにより図２に示すように流量パルス信号ＡからパルスII及びパルスIVが間引きされた補正信号Ｈ2 （単位時間窓Ｗの範囲）が得られることになる。
【００２８】
そして、一つの単位時間窓Ｗを対象にした器差補正作動（単位時間タイマ処理及び流量加算処理）が終了し、次の単位時間窓Ｗについて、上述したのと同様の処理（図３及び図４）が行われ、流量パルス信号ＡからパルスII及びパルスIVと共に、パルスXII 及びパルスXIV が間引きされた補正信号Ｈ2 が得られることになる。
【００２９】
また、ステップS1で器差補正係数ｎが１にセットされると、上述したのと同様に器差補正作動（単位時間タイマ処理及び流量加算処理）が行われて、単位時間窓Ｗにおいて流量パルス信号ＡからパルスIIが間引きされた補正信号Ｈ1 が得られる。
【００３０】
また、ステップS1で器差補正係数ｎが３にセットされると、上述したのと同様に器差補正作動（単位時間タイマ処理及び流量加算処理）が行われて、単位時間窓Ｗにおいて流量パルス信号ＡからパルスII、パルスIV及びパルスVIが間引きされた補正信号Ｈ3 が得られる。
【００３１】
なお、本実施の形態では、ステップS1で器差補正係数ｎが５以上（例えば９９）にセットされると、上述したのと同様に器差補正作動（単位時間タイマ処理及び流量加算処理）が行われて、単位時間窓Ｗにおいて流量パルス信号ＡからパルスII、パルスIV、パルスVI、パルスVIII及びパルスX （偶数番目のパルス）が間引きされた補正信号Ｈ（器差補正係数ｎが９９の場合、補正信号Ｈ99）が得られる。
【００３２】
そして、上述したように得られた間引きされた流量パルス信号Ａ（補正信号Ｈ）に基づいて、器差補正が行われる。この場合、上述したように単位時間窓Ｗにおけるパルス数の多少にかかわらず単位時間窓Ｗにおいては同数のパルスが間引きされるので、上述したように器差補正を行うと、得られる器差曲線は直線に近いなだらかな曲線になる。このため、器差曲線の平均値（器差０％）に対して得られる器差は規定値（例えば±３％）内に容易に納めることができるようになる。
【００３３】
本実施の形態において、器差補正係数ｎを０、２、４に設定して、器差曲線を求めたところ、図５に示すようになった。
ｎを０、２、４とした場合の器差の値をそれぞれ、◇、□、△で示し、また、それぞれの器差曲線を二点鎖線Ｍ0 、点線Ｍ2 、一点鎖線Ｍ4 で示す。
図５に示されるように、本実施の形態では器差補正係数ｎを４とすることにより、器差曲線（Ｍ4 ）を平均値（器差０％）に相当する直線に極めて近付けることが可能となり、器差を規定値内に確実かつ容易に納められることを確認できた。
【００３４】
ここで、流量計１では瞬時流量が小さいときには、流量計１では例えば図９（ａ）に示すように流量パルス信号Ａにおける単位時間（便宜上、単位時間窓という。）Ｗ当りのパルス数（波数）が少なく、また、瞬時流量が大きいときには、例えば図９（ｂ）に示すように流量パルス信号Ａにおける単位時間窓Ｗのパルス数が多い。
【００３５】
そして、上述したパルスの間引き作動は、図９（ａ）に示すように単位時間窓Ｗにおけるパルス数が少ない（すなわち、被測定流体の流量が少ない）場合も、図９（ｂ）に示すように単位時間窓Ｗにおけるパルス数が多い（すなわち、被測定流体の流量が多い）場合も同様に行われ、単位時間窓Ｗにおけるパルス数の多少にかかわらず単位時間窓Ｗにおいては同数のパルスが間引きされる。
【００３６】
単位時間窓Ｗにおけるパルス数が少ない場合は、単位時間窓Ｗにおけるパルス数が多い場合に比して、一つのパルスの重み〔１／（単位時間窓Ｗにおけるパルス数）〕が相対的に大きくなる。
このため、上述したようにパルス数の多少にかかわらず単位時間窓Ｗにおいて同数のパルスを間引きし、間引きされた流量パルス信号Ａ（補正信号Ｈ）により器差補正すると、例えば図８中点線Ｔに示すようになり、実線Ｒに比して、流量が少ない場合は、流量が多い場合に比してレベルが大きく低下し（それぞれ、矢印Ｌ1 ，Ｌ2 で示す。）、実線Ｒに比してなだらかな曲線（実線Ｓに近い形状）になる。このため、点線Ｔ（器差曲線）の値を平均して平均値（器差０％）を求めた場合、器差を規定値（例えば±３％）内に容易に納めることができるようになる。
【００３７】
また、器差補正を行う上で上述した従来技術に必要とされた瞬時流量の計算、器差関数の演算を行うことなく、流量パルス信号Ａから所定数のパルスを間引いて補正信号Ｈ（パルスを間引いて得られた流量パルス信号Ａ）を求め、この補正信号Ｈにより流量の算出を行うと共に、器差補正が行われるので、器差補正をリアルタイムで行えることになり、時間遅れを招くことがなくなる。また、関数演算を行わずに器差補正されることにより、関数演算を行わない分、構造が簡易になり装置の低廉化を図ることができる。また、上述したようにリアルタイムで器差補正を行うことにより、短い時間に流れた流体の流量を調べるバッチ処理を行う場合に、本流量計１を適用することができ、本流量計１の汎用性を向上できる。
【００３８】
さらに、器差補正係数ｎを調整する（例えばｎ＝４とする）ことにより、器差曲線を平均値を示す直線に極めて近い形状にすることが可能になって器差を小さい値にすることができ、計測精度の向上を図ることができる。
また、パルスの間引き処理により器差補正を行うので、管２の形状等により影響されずに器差補正を行え、その分、器差補正の精度の向上を図ることができる。
【００３９】
上述のように単位時間窓Ｗにおいて偶数番目のパルスを間引くことにより、まとめてｎ個、間引く場合に比して信号がならされることになる。また、単位時間窓Ｗにおいて偶数番目のパルスを間引くことにより、器差補正計数ｎよりも流量パルス信号Ａのパルス数が小さい場合に単位時間窓Ｗにおける全てのパルスを除去してしまって、流量があるにもかかわらず、流量０が出力されることを抑制している。
また、仮に奇数番目のパルス、特に１番目のパルスI を間引くとその段階で被測定流体が流れていないと誤判定されてしまうことが起こり得るが、このように偶数番目のパルスを間引くことにより、上記誤判定の発生を防止できるものになっている。
【００４０】
なお、上述した実施の形態においては、流量パルス信号Ａをリアルタイムに間引くように構成したが、これに限らず、単位時間窓Ｗ分の流量パルス信号Ａを積算した後に所定数のパルスを間引いて補正信号Ｈを求めても良く、この場合には、器差関数演算を行うよりも器差補正を簡易に行え、低廉化を図ることができる。
【００４１】
次に、本発明の第２実施の形態の流量計１を図６及び図７に基づいて説明する。この第２実施の形態の流量計１は、図１の流量演算部８に比して異なる流量演算部８を有していること及び一つの設定スイッチ１２に代えて単位時間設定スイッチ１２Ａ及び器差補正係数設定スイッチ１２Ｂを備えていることが主に、前記第１実施の形態の流量計１と異なっている。
図６及び図７において、流量演算部８は、流量パルス信号発生回路７からの流量パルス信号Ａをそれぞれ入力する分周回路１３及びカウンタ回路１４を有している。
【００４２】
分周回路１３は、流量パルス信号Ａを分周しないで１：１信号Ａ（便宜上、流量パルス信号Ａと同一符号で示す。）としてセレクタ回路１５に入力すると共に、流量パルス信号Ａを２：１に分周し、分周した信号の論理を反転して２：１分周反転信号Ｂを得、この２：１分周反転信号Ｂを１：１信号Ａと共にセレクタ回路１５に入力する。
【００４３】
カウンタ回路１４は、流量パルス信号Ａの入力パルス数をカウントし、パルス数信号Ｇを第１、第２比較回路１６，１７に入力する。第１比較回路１６はパルス数信号Ｇの値（以下、パルス数という）が「１」になったとき、補正開始信号ＪをＦＦ回路１８（フリップフロップ回路）に入力する。
また、第２比較回路１７は器差補正係数設定スイッチ１２Ｂに接続されており、この器差補正係数設定スイッチ１２Ｂにより設定された値ｎに対して「２ｎ＋１」と「パルス数」とを比較し、これらが同じ値になったときに補正終了信号ＫをＦＦ回路１８に入力する。
【００４４】
ＦＦ回路１８は、第１比較回路１６からの補正開始信号Ｊを受信してから第２比較回路１７からの補正終了信号Ｋを受信するまでの間、セレクト信号Ｃをオン（ハイレベル）して前記セレクタ回路１５に送る。
【００４５】
セレクタ回路１５は、セレクト信号Ｃがオン（ハイレベル）の間は２：１分周反転信号Ｂを選択し、また、セレクト信号Ｃがオフ（ローレベル）の間は１：１信号Ａ（流量パルス信号Ａ）を選択してセレクタ出力信号Ｄとして演算本体部１０に送る。本実施の形態ではセレクタ回路１５及びＦＦ回路１８により波数調整部が構成されている。
【００４６】
前記カウンタ回路１４には、単位時間設定スイッチ１２Ａからの信号を入力するタイマ回路１９が接続されており、単位時間設定スイッチ１２Ａによって設定された時間毎にリセット信号Ｕをカウンタ回路１４に送り、流量パルス信号Ａのパルスのカウントを停止させてその値〔パルス数信号Ｇの値（パルス数）〕を０にリセットさせる。
【００４７】
この流量計１の器差補正作動を以下に説明する。
例えば、器差補正係数設定スイッチ１２Ｂに値ｎとして「１」が設定されたとする。なお、ｎ＝１とされたことにより前記「２ｎ＋１」は「３」となるので、図７に示すように「パルス数」が「３」となったとき（パルスIII 入力時点）に補正終了信号Ｋが出力されてセレクト信号Ｃがオフ（ローレベルと）され、ｎ＝１としたときの補正（パルスの間引き作動）が終了する。
そして、図７に示すように流量パルス信号ＡのパルスI が入力されると、カウンタ回路１４はパルス数を「１」とし、パルス数が「１」となったことにより、補正開始信号ＪをＦＦ回路１８に入力し、器差補正作動を行える（セレクト信号Ｃをオンする）ようしている。すなわち、後述するようにパルスI については流量パルス信号Ａから間引かれないようにすると共に、パルスII以降のパルス（単位時間窓Ｗの範囲）について条件の成立（セレクト信号Ｃをオンでかつ２：１分周反転信号Ｂがオフ）によって間引くようにしている。
【００４８】
前記パルスI については、補正開始信号Ｊが出力されておらず、かつＦＦ回路１８がセレクト信号Ｃをオフ（ローレベル）としていることにより、セレクタ回路１５から、パルスI を含む形でセレクタ出力信号Ｄ（流量信号）として演算本体部１０に送られる。
【００４９】
次に、パルスIIを入力すると、この段階でセレクト信号Ｃはオンされていると共に、２：１分周反転信号Ｂはオフ（ローレベル）とされていることで、セレクタ回路１５は２：１分周反転信号Ｂ（この段階ではオフ）を選択しセレクタ出力信号Ｄとして演算本体部１０に入力する。この段階では２：１分周反転信号Ｂはオフとされていることにより、パルスIIが間引きされた形で流量パルス信号Ａがセレクタ出力信号Ｄとして演算本体部１０に送られることになる。
【００５０】
次に、パルスIII を入力する（パルス数３となる）と、第２比較回路１７はパルス数が「２ｎ＋１＝３」と同じ値になったことにより補正終了信号ＫをＦＦ回路１８に送り、ＦＦ回路１８はセレクト信号Ｃをオフ（ローレベル）としてセレクタ回路１５に入力する。これによりセレクタ回路１５は、パルスIII 以降については１：１信号Ａ（流量パルス信号Ａ）を選択してセレクタ出力信号Ｄとして演算本体部１０に送る。
【００５１】
上述したようにして、器差補正係数設定スイッチ１２Ｂに値ｎとして「１」が設定された場合には、流量パルス信号ＡからパルスIIが間引きされた場合と同等数のパルスがセレクタ出力信号Ｄとして演算本体部１０に送られる。すなわち、パルス数の多少（流量の多少）にかかわらず単位時間窓Ｗにおいて流量パルス信号Ａのパルスから「１」だけ間引きされたパルス数が演算本体部１０に入力される。そして、演算本体部１０では単位時間窓Ｗにおいて流量パルス信号Ａのパルスから「１」だけ間引きして得られたセレクタ出力信号Ｄ（パルス数）により器差補正を行うので、器差曲線が平均値を示す直線に近いなだらかな形状となる。このため、前記第１実施の形態と同様に、器差曲線の平均（図８実線Ｓ参照）に対して得られる器差を規定値（例えば±３％）内に容易に納めることができるようになる。
【００５２】
また、器差補正係数設定スイッチ１２Ｂに値ｎとして「２」が設定された場合には、前記「２ｎ＋１」は「５」となるので、図７に示すように「パルス数」が「５」となったとき（パルスV 入力時点）に補正終了信号Ｋが出力され、パルスIIを入力した時点でオンしたセレクト信号Ｃがオフ（ローレベルと）され、ｎ＝２としたときの補正（パルスの間引き作動）が終了する。
【００５３】
そして、セレクト信号Ｃがオンとなっている間においては、セレクタ回路１５は２：１分周反転信号Ｂを選択するが、２：１分周反転信号Ｂにおけるセレクト信号Ｃがオンの間の部分（パルスII〜IV）のうちパルスII及びIVに対応した部分はオフであり、また、パルスIII に対応した部分はオンとされている。このため、パルスII及びIVについては、前記ｎ＝１の場合と同様にして間引きされる一方、パルスIII については、２：１分周反転信号Ｂのオンとなっている部分が残された形でセレクタ出力信号Ｄとして演算本体部１０に送られる。
パルスV 以降については、パルスV 入力時点で補正終了信号Ｋが出力（セレクト信号Ｃがオフ）されることにより、セレクタ回路１５は１：１信号Ａ（流量パルス信号Ａ）を選択してセレクタ出力信号Ｄとして演算本体部１０に送る。
【００５４】
上述したようにして、器差補正係数設定スイッチ１２Ｂに値ｎとして「２」が設定された場合には、流量パルス信号ＡからパルスII及びIVが間引きされた場合と同等数のパルスがセレクタ出力信号Ｄとして演算本体部１０に送られる。すなわち、パルス数の多少（流量の多少）にかかわらず単位時間窓Ｗにおいて流量パルス信号Ａのパルスから「２」だけ間引きされたパルス数が演算本体部１０に入力される。そして、演算本体部１０では単位時間窓Ｗにおいて流量パルス信号Ａのパルスから「２」だけ間引きして得られたセレクタ出力信号Ｄ（パルス数）により器差補正を行うので、器差曲線が平均値を示す直線に近いなだらかな形状となる。このため、前記第１実施の形態と同様に、器差曲線の平均（図８実線Ｓ参照）に対して得られる器差を規定値（例えば±３％）内に容易に納めることができるようになる。
【００５５】
また、器差補正係数設定スイッチ１２Ｂに値ｎとして「３」が設定された場合も、「１」または「２」が設定された場合と同様に、処理が行われ、パルスII〜VIに対応してセレクト信号Ｃがオンとなると共に、２：１分周反転信号ＢにおけるパルスII、IV及びVI（偶数番目のパルス）に対応した部分がオフとされ、パルスIII 及びV に対応した部分がオンとされ、パルスII、IV及びVIについては、前記ｎ＝１及びｎ＝２の場合と同様にして間引きされる一方、パルスIII 及びV については、２：１分周反転信号Ｂのオンとなっている部分が残された形でセレクタ出力信号Ｄとして演算本体部１０に送られる。また、パルスVII 以降については、パルスVII 入力時点で補正終了信号Ｋが出力（セレクト信号Ｃがオフ）されることにより、セレクタ回路１５は１：１信号Ａ（流量パルス信号Ａ）を選択してセレクタ出力信号Ｄとして演算本体部１０に送る。
【００５６】
上述したようにして、器差補正係数設定スイッチ１２Ｂに値ｎとして「３」が設定された場合には、流量パルス信号ＡからパルスII、IV及びVIが間引きされた場合と同等数のパルスがセレクタ出力信号Ｄとして演算本体部１０に送られる。すなわち、パルス数の多少（流量の多少）にかかわらず単位時間窓Ｗにおいて流量パルス信号Ａのパルスから「３」だけ間引きされたパルス数が演算本体部１０に入力される。そして、演算本体部１０では単位時間窓Ｗにおいて流量パルス信号Ａのパルスから「３」だけ間引きして得られたセレクタ出力信号Ｄ（パルス数）により器差補正を行うので、器差曲線が平均値を示す直線に近い形状となる。このため、前記第１実施の形態と同様に、器差曲線の平均（図８実線Ｓ参照）に対して得られる器差を規定値（例えば±３％）内に容易に納めることができるようになる。
【００５７】
この第２実施の形態も、前記第１実施の形態と同様に、器差補正をリアルタイムで行えることになり、時間遅れを招くことがなくなると共に、関数演算を行わない分、構造が簡易になり装置の低廉化を図ることができる。また、上述したようにリアルタイムで器差補正を行うことにより、短い時間に流れた流体の流量を調べるバッチ処理を行う場合に、本流量計１を適用することができる。
【００５８】
さらに、器差補正係数設定スイッチ１２Ｂの設定値ｎを調整することにより、器差曲線を平均値を示す直線に極めて近い形状にすることが可能になって器差を小さい値にすることができ、計測精度の向上を図ることができる。
また、パルスの間引き処理により器差補正を行うので、管２の形状等により影響されずに器差補正を行え、その分、器差補正の精度の向上を図ることができる。
【００５９】
【発明の効果】
請求項１、２に記載の発明は、被測定流体の流れる管内に設けられてカルマン渦を発生させる渦発生体と、前記被測定流体の流量に比例した周波数の流量パルス信号を発生する流量パルス信号発生部と、前記流量パルス信号の入力を受けてそのパルス数を計数し該計数値に基づいて前記被測定流体の瞬時流量及び積算流量を求める流量演算部と、該流量演算部が求めた前記瞬時流量及び積算流量を出力する流量出力部と、を備えた渦流量計であって、前記流量信号発生部と前記流量演算部との間に、前記流量パルス信号発生部からの前記流量パルス信号の単位時間毎のパルス数から予め設定された所定パルス数を間引いて間引きされた流量パルス信号に相当する補正信号を得、該補正信号を前記流量パルス信号として前記流量演算部に入力するパルス数調整処理を、単位時間毎に繰り返し実行する波数調整部を設けており、流量信号の波数の単位数の重みは、流量が少ない（すなわち、流量信号の波数が少ない）場合は、流量が多い（すなわち、流量信号の波数が多い）場合に比して、相対的に大きいため、器差曲線を平均値を示す直線に極めて近い形状にすることが可能となる。このため、器差曲線の平均に対して得られる器差を規定値（例えば±３％）内に容易に納めることができるようになる。
【００６０】
また、器差補正を行う上で従来技術に必要とされた瞬時流量の計算、器差関数の演算を行うことなく、単位時間毎に流量信号の波数から所定数を減算するので、所定数を減算流量信号に基づいて流量の算出を行えると共に、器差補正が行われるので、器差補正をリアルタイムで行え時間遅れを招くことがない。また、従来技術に必要とされた関数演算を行わない分、構造が簡易になり装置の低廉化を図ることができる。
【００６１】
さらに、上述したようにリアルタイムで器差補正を行うことにより、短い時間に流れた流体の流量を調べるバッチ処理を行う場合に、本流量計を適用することができ、汎用性の向上を図ることができる。
また、流量信号の波数からの減算処理により器差補正を行うので、流量計本体部（例えば管）の形状等により影響されずに器差補正を行え、その分、器差補正の精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態の流量計を模式的に示すブロック図である。
【図２】図１の器差補正部の機能を示すための信号波形図である。
【図３】図１の流量演算部の単位時間処理内容を示すフローチャートである。
【図４】図１の流量演算部の流量加算処理内容を示すフローチャートである。
【図５】図１の流量計の作用を説明するための器差特性を示す図である。
【図６】本発明の第２実施の形態の流量計を模式的に示すブロック図である。
【図７】図６の流量計の各部の信号波形図を示す図である。
【図８】流量計の器差特性を模式的に示す図である。
【図９】流量が少ないときと多いときを比較して示す流量パルス信号の図である。
【符号の説明】
１ 流量計
７ 流量パルス信号発生部（流量信号発生部）
９ 器差補正部（波数調整部）
１０ 演算本体部（流量演算部）
Ａ 流量パルス信号（流量信号）
Ｈ 補正信号（流量信号）
Claims (2)
- 被測定流体の流れる管内に設けられてカルマン渦を発生させる渦発生体と、前記被測定流体の流量に比例した周波数の流量パルス信号を発生する流量パルス信号発生部と、前記流量パルス信号の入力を受けてそのパルス数を計数し該計数値に基づいて前記被測定流体の瞬時流量及び積算流量を求める流量演算部と、該流量演算部が求めた前記瞬時流量及び積算流量を出力する流量出力部と、を備えた渦流量計であって、
前記流量信号発生部と前記流量演算部との間に、前記流量パルス信号発生部からの前記流量パルス信号の単位時間毎のパルス数から予め設定された所定パルス数を間引いて間引きされた流量パルス信号に相当する補正信号を得、該補正信号を前記流量パルス信号として前記流量演算部に入力するパルス数調整処理を、単位時間毎に繰り返し実行する波数調整部を設けたことを特徴とする渦流量計。 - 前記補正信号は、前記単位時間内の流量パルス信号のパルスのうち、偶数番目のパルスを間引くことにより得られることを特徴とする請求項１に記載の渦流量計。
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