JPH0125405B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0125405B2 JPH0125405B2 JP56015542A JP1554281A JPH0125405B2 JP H0125405 B2 JPH0125405 B2 JP H0125405B2 JP 56015542 A JP56015542 A JP 56015542A JP 1554281 A JP1554281 A JP 1554281A JP H0125405 B2 JPH0125405 B2 JP H0125405B2
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- vortex
- circuit
- output
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 5
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 claims 1
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
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- NCGICGYLBXGBGN-UHFFFAOYSA-N 3-morpholin-4-yl-1-oxa-3-azonia-2-azanidacyclopent-3-en-5-imine;hydrochloride Chemical compound Cl.[N-]1OC(=N)C=[N+]1N1CCOCC1 NCGICGYLBXGBGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
- G01F1/20—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow
- G01F1/32—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters
- G01F1/325—Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl
- G01F1/3287—Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl circuits therefor
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は質量流量測定用の渦流量計に関する。
現在の渦流量計は例えば流体の流れている管路内
に柱状の渦発生体をそう入しよつて生ずる渦の発
生周波数を渦発生体の一端に結合せる渦検出用セ
ンサによつて検出しこのセンサで検出せる信号を
発生周波数に対応する繰返し周期のパルス出力
信号に変換しこのパルス数の計数値から流体の体
積流量を測定する計器である。渦流量計は体積流
量測定に適しているが、気体などのような圧縮性
の流体や温度による体積膨張率の大きい流体の質
量流量を計測する場合は、流体の温度および圧力
を計測しこれら計測値によつて渦流量計の出力を
補正しなければ質量流量を測定することができな
い不便さがあつた。本出願発明者はさきに、第１
図に示す構成の質量流量測定用の渦流量計を提案
した。図についてその概要を説明すれば、渦検出
センサ１によつて流速をこれに比例する周波数
（これを渦周波数と名つける）の交番信号efに変
換し、このセンサ出力efをパルス化回路２によつ
てパルス出力信号Epに変換し、パルス出力Epの
パルスをアナログ電圧Ｖに変換するＦ／Ｖ変換回
路４によつてアナログ電圧EVに変換するととも
に、センサ１の出力交番信号efを検波回路３で検
波してその出力に生ずる流速に対応して振幅の変
化するアナログ信号EDと前記Ｆ／Ｖ変換回路の
出力信号EVを演算回路５に加え、EDとEVとから
質量流量EMを算出する。第１図の計器は、流体
の温度センサおよび圧力センサを要しない利点を
もつているが回路構成がなお複雑である。したが
つて、本発明の目的は簡単な構成の回路で質量流
量を計測する渦流量計を提供することにある。
現在の渦流量計は例えば流体の流れている管路内
に柱状の渦発生体をそう入しよつて生ずる渦の発
生周波数を渦発生体の一端に結合せる渦検出用セ
ンサによつて検出しこのセンサで検出せる信号を
発生周波数に対応する繰返し周期のパルス出力
信号に変換しこのパルス数の計数値から流体の体
積流量を測定する計器である。渦流量計は体積流
量測定に適しているが、気体などのような圧縮性
の流体や温度による体積膨張率の大きい流体の質
量流量を計測する場合は、流体の温度および圧力
を計測しこれら計測値によつて渦流量計の出力を
補正しなければ質量流量を測定することができな
い不便さがあつた。本出願発明者はさきに、第１
図に示す構成の質量流量測定用の渦流量計を提案
した。図についてその概要を説明すれば、渦検出
センサ１によつて流速をこれに比例する周波数
（これを渦周波数と名つける）の交番信号efに変
換し、このセンサ出力efをパルス化回路２によつ
てパルス出力信号Epに変換し、パルス出力Epの
パルスをアナログ電圧Ｖに変換するＦ／Ｖ変換回
路４によつてアナログ電圧EVに変換するととも
に、センサ１の出力交番信号efを検波回路３で検
波してその出力に生ずる流速に対応して振幅の変
化するアナログ信号EDと前記Ｆ／Ｖ変換回路の
出力信号EVを演算回路５に加え、EDとEVとから
質量流量EMを算出する。第１図の計器は、流体
の温度センサおよび圧力センサを要しない利点を
もつているが回路構成がなお複雑である。したが
つて、本発明の目的は簡単な構成の回路で質量流
量を計測する渦流量計を提供することにある。
以下、図面を参照して本発明を説明する。
第２図は本発明実施例の基本的な構成を示すブ
ロツク図である。図においてSEは渦検出センサ
である。このセンサは流体の流れている管路内に
そう入されている渦発生体に作用する揚力を検出
し揚力に比例する出力信号を出力する。センサ
SEは圧電素子を利用し、この素子を渦発生体の
一端に結合せるものが実用されている。この圧電
素子を利用せるセンサは渦発生体を介してこれに
作用する渦の揚力により渦周波数の交流電荷を誘
起する。また、他の形式のセンサは渦の揚力によ
つて容量が変化する容量式のものも利用されてい
る。何れの場合もセンサSEは渦の揚力に比例す
る出力信号を生ずるセンサであればよい。CON
はセンサの出力信号を渦周波数の電気的交流信号
に変換する信号変換回路である。センサSEが圧
電素子を利用する形式の場合はCONはセンサ出
力に発生する渦周波数の交流電荷信号を交流電
圧に変換する電荷／電圧変換回路が使用され、セ
ンサが容量変化形式の場合は、容量／電圧変換回
路が使用される。INTは積分回路である。実際
に使用される積分回路は測定周波数範囲でほぼ積
分特性を示せば良く、全体としての周波数特性が
低減波器の特性のものがこれに適する。第３図
ａは実際に使用される積分回路の一例で、ｂはそ
の周波数特性を例示する。ａに示す如く演算増幅
器Ａの帰還回路に積分コンデンサＣを接続する曲
型的な積分回路にコンデンサＣと並列に高抵抗
R2を接続せるものが使用される。かかる構成の
積分回路の周波数特性はｂに示すごとく低域波
特性を示す。このような積分回路は演算増幅器の
入力オフセツト電圧により積分回路出力が飽和す
ることを防止する。DTは検波整流回路である。
この回路は絶対値整流回路または他の検波整流回
路でもよい。渦周波数のパルス出力も必要なとき
は同期整流回路を使用してもよい。
ロツク図である。図においてSEは渦検出センサ
である。このセンサは流体の流れている管路内に
そう入されている渦発生体に作用する揚力を検出
し揚力に比例する出力信号を出力する。センサ
SEは圧電素子を利用し、この素子を渦発生体の
一端に結合せるものが実用されている。この圧電
素子を利用せるセンサは渦発生体を介してこれに
作用する渦の揚力により渦周波数の交流電荷を誘
起する。また、他の形式のセンサは渦の揚力によ
つて容量が変化する容量式のものも利用されてい
る。何れの場合もセンサSEは渦の揚力に比例す
る出力信号を生ずるセンサであればよい。CON
はセンサの出力信号を渦周波数の電気的交流信号
に変換する信号変換回路である。センサSEが圧
電素子を利用する形式の場合はCONはセンサ出
力に発生する渦周波数の交流電荷信号を交流電
圧に変換する電荷／電圧変換回路が使用され、セ
ンサが容量変化形式の場合は、容量／電圧変換回
路が使用される。INTは積分回路である。実際
に使用される積分回路は測定周波数範囲でほぼ積
分特性を示せば良く、全体としての周波数特性が
低減波器の特性のものがこれに適する。第３図
ａは実際に使用される積分回路の一例で、ｂはそ
の周波数特性を例示する。ａに示す如く演算増幅
器Ａの帰還回路に積分コンデンサＣを接続する曲
型的な積分回路にコンデンサＣと並列に高抵抗
R2を接続せるものが使用される。かかる構成の
積分回路の周波数特性はｂに示すごとく低域波
特性を示す。このような積分回路は演算増幅器の
入力オフセツト電圧により積分回路出力が飽和す
ることを防止する。DTは検波整流回路である。
この回路は絶対値整流回路または他の検波整流回
路でもよい。渦周波数のパルス出力も必要なとき
は同期整流回路を使用してもよい。
以下、第２図に示す実施例の動作を数式を用い
て説明する。この流量計は管路を流れる流体の質
量流量を測定するために利用されているとする。
て説明する。この流量計は管路を流れる流体の質
量流量を測定するために利用されているとする。
渦検出センサSEで検出される検出信号の渦周
波数を、管路を流れる流体の流速をｖとすれば
(1)式が成立する。
波数を、管路を流れる流体の流速をｖとすれば
(1)式が成立する。
ｆ＝K1v (1)
但しK1は比例定数
センサSEが渦の揚力に比例する出力信号を生
ずる場合は、センサ出力を信号変換回路CONで
変換せる電気的交流信号の振幅をＡとすれば(2)式
となる（但し信号変換器の入出力変換特性が直線
的であるとする）。
ずる場合は、センサ出力を信号変換回路CONで
変換せる電気的交流信号の振幅をＡとすれば(2)式
となる（但し信号変換器の入出力変換特性が直線
的であるとする）。
Ａ＝K2ρv2sinωt (2)
但し、K2：定数、ρ：流体の密度、ω＝2πf、
ｔ：時間 (1)，(2)式より(3)式が得られる。
ｔ：時間 (1)，(2)式より(3)式が得られる。
Ａ＝K2／4π2K1 2ρω2sin1ωt (3)
CONの出力を積分回路INTを通すことにより
積分回路の出力Ｂは、(4)式となる。
積分回路の出力Ｂは、(4)式となる。
Ｂ＝∫Adt＝K2／4π2K1 2ρω（cosωt−K3） (4)
但しK3：積分定数
更にＢを検波整流せる出力Ｃは(5)式となる。
Ｃ＝K2K4／4π2K1 2ρω＝K2K4／2K1ρv＝K2K4／2πK1
SＭ(5) 但し、K4：定数、Ｓ：管路の断面積、Ｍ：質
量流量 したがつて検波整流回路DTの出力に質量流量
に比例するアナログ出力信号を得ることができ
る。
SＭ(5) 但し、K4：定数、Ｓ：管路の断面積、Ｍ：質
量流量 したがつて検波整流回路DTの出力に質量流量
に比例するアナログ出力信号を得ることができ
る。
本発明によれば、簡単な構成の回路で質量流量
を代表する出力信号が求められる。また、流体の
圧力センサおよび温度センサを必要とせず、複雑
な構成の演算回路も不必要である。
を代表する出力信号が求められる。また、流体の
圧力センサおよび温度センサを必要とせず、複雑
な構成の演算回路も不必要である。
第１図は従来の質量流量測定用の渦流量計の構
成を示す。第２図は本発明実施例の基本的構成を
示すブロツク図である。第３図は本発明実施例の
構成要素の回路例およびその特性線図を示す。 第２図において、SE…渦検出センサ、CON…
信号変換回路、INT…積分回路、DT…検波整流
回路。
成を示す。第２図は本発明実施例の基本的構成を
示すブロツク図である。第３図は本発明実施例の
構成要素の回路例およびその特性線図を示す。 第２図において、SE…渦検出センサ、CON…
信号変換回路、INT…積分回路、DT…検波整流
回路。
Claims (1)
- １ 渦発生体に作用する渦の揚力に比例する出力
信号を生ずる渦検出センサ、該センサの出力信号
を渦発生周波数の電気的交流信号に変換する信号
変換回路、前記変換回路の出力を積分する測定周
波数帯域でほぼ積分特性を示す積分回路、および
該積分回路の出力を検波整流する回路より成り該
検波整流回路出力に質量流量に比例する出力信号
を生ずる渦流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56015542A JPS57128817A (en) | 1981-02-04 | 1981-02-04 | Vortex flowmeter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56015542A JPS57128817A (en) | 1981-02-04 | 1981-02-04 | Vortex flowmeter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57128817A JPS57128817A (en) | 1982-08-10 |
| JPH0125405B2 true JPH0125405B2 (ja) | 1989-05-17 |
Family
ID=11891674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56015542A Granted JPS57128817A (en) | 1981-02-04 | 1981-02-04 | Vortex flowmeter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57128817A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2869128B2 (ja) * | 1990-02-13 | 1999-03-10 | 愛知時計電機株式会社 | 気体用質量流量計 |
-
1981
- 1981-02-04 JP JP56015542A patent/JPS57128817A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57128817A (en) | 1982-08-10 |
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