JPH0499921A

JPH0499921A - 質量流量計

Info

Publication number: JPH0499921A
Application number: JP21830990A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Miyata; 康司宮田
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 1990-08-20
Filing date: 1990-08-20
Publication date: 1992-03-31

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は質量流量計に係り、特にコリオリの力を利用し
て流量を計測する質量流量計に関する。

従来の技術質量流量計の一つとして、一対のセンサチューブをこの
内部に計測すべく流体が充満している状態における固有
振動数で振動させておき、このセンサチューブ内に流体
を流し、センサチューブ内を流れる液体に生ずるコリオ
リの力によって生じたセンサチューブの振動の時間差を
検出して、液体の流量を計測する質量流量計がある。

この質量流量Ｊすにおいて計測を安定に行なうためには
、センサチューブが上記の固有振動数で安定に振動して
いることか重要である。

一方、用途によっては、配管を通して質量流量計に供給
される流量計測すべき液体の中に気泡か混入してくるこ
とかある。

この気泡か質量流量計に到り、センサチューブ内に入る
と、センサチューブとこのセンサチューブ内の液体とを
含めた振動系の減衰係数か大きくなって、センサチュー
ブが振動しにくくなる。気泡が多く入ることにより、励
振手段によって一定振幅でセンサチューブを振動させる
ことが不可能となり、センサチューブの振幅が小さくな
ると共に、センサチューブの振動が不規則となって乱れ
る。

センサチューブの振動が不規則となると、流量信号に悪
影響を与え、流量計測の誤差の原因となる。

そこで、センサチューブの振動が不規則な状態となるこ
とが起きても、流量計測誤差が出来るだけ小となるよう
にする必要がある。

第５図は従来例における信号状態を示す。

同図（Ａ）は一対のセンサチューブの振動の時間差を電
圧に変換する回路の出力状態を示す。

流量計測中に、気泡がセンサチューブ内に入り込むと、
上記回路の出力電圧は、符号６ｏで示すように、符号６
１で示す正常時に比べて、大きく変化する。気泡がセン
サチューブより抜は出ると、上記回路の出力電圧は、符
号６２で示すように、再び正常な状態に回復する。

従来は、出力電圧の変化の程度が大となると、同図（Ｂ
）中符号６３て示すように、出力電圧を零としていた。

従って、上記回路の次段の処理回路には、第５図（Ｂ）
に示す状態の電圧信号が供給され、これに基づいて流量
信号を得ていた。

発明か解決しようとする課題センサチューブ内に気泡が入り込んだときにも、液体は
センサチューブ内を流れ続ける。それにも拘らず、電圧
を零とし、液体の流れが無いとして処理しているため、
上記の異常時か比較的多くの回数起きた場合においては
、流量計測の誤差が無視出来ない程大きくなってしまう
ことがある。

上記のセンサチューブの振動の乱れの発生自体を防止す
ることは困難である。

本発明は上記課題を解決した質量流量計を提供すること
を目的とする。

〜　４課題を解決するための手段本発明は、計測すべき流体が流される一対のセンサチュ
ーブと、該センサチューブをその固有振動数で一定振幅で振動さ
せる励振手段と、該励振手段によって振動しているセンサチューブ内に流
体を流したときに該流体に生ずるコリオリの力によって
該センサチューブに生じた振動の時間差を電圧に変換す
る時間差−電圧変換回路と、該時間差−電圧変換回路の
出力電圧に基づいて流量信号を出力する処理回路とより
なる質量流量計において、流量計測中に上記センサチューブの振動の振幅が異常と
なった区間については、上記処理回路に、供給される電
圧を、上記振幅が異常となる直前の電圧に保持する手段
を有してなる構成としたものである。

作用保持手段は、センサチューブの振動の振幅か異常となっ
た区間についても、処理回路に直前の電圧を供給し続け
、妥当な流量を示す流量信号の出力を継続させる。

実施例図は本発明の質量流量計の一実施例を示す。

ｌは質量流量計本体であり、配管２の途中に、ポンプ３
及び元弁４と併せて設けである。

５．６は一対のセンサチューブであり、側面図上はＵ字
状に、平面図上は５字状に屈曲されて、管７に関して対
象に取り付けである。

８．９は加振器であり、夫々センサチューブ５゜６を矢
印Ｘ方向に振動させる。

１０．１１はピックアップであり、センサチューブ５，
６の矢印Ｘ方向の振動を検出する。

センサチューブ５，６は、自励発振回路１３により、セ
ンサチューブ５，６内か計測すべき液体により満たされ
ている状態におけるセンサチューブ５，６の固有振動数
ｆｃで且つ一定の振幅で且つ同期して励振される。

上記の回路１３．加振器８，９及びピックアップ１０．
１１か励振手段を構成する。

流量を計測すべき液体は、ポンプ３により配管２内に送
り出され、質量流量計本体１内を矢印■で示すように分
岐して夫々センサチューブ５，６内を矢印■で示すよう
に流れ、矢印■て示すように合流されて管７内に入り、
管７内を矢印■て示すように流れて本体ｌより下流側配
管１２に到る液体が励振されているセンサチューブ５，
６内を流れるときに、液体にコリオリの力が生じ、これ
により、センサチューブ５，６の振動に位相差が生ずる
。

センサチューブ５，６の振動かピックアップ１０．１１
により検出され、この振動の時間差が、時間差−電圧変
換回路２０により電圧に変換され、更にはＶ−Ｆ変換回
路２１により周波数に変換され、次段の流量演算回路２
２を経て、端子２３より流量信号か出力される。

上記回路２１．２２が処理回路２４を構成する。

次に本発明の要部について説明する３０は積分回路であり、−のピックアップ１０からのセ
ンサチューブ５の振動速度に応じた電圧信号（速度電圧
信号）を当該センサチューブ５の振幅に応じた電圧信号
（振幅電圧信号）に変換する。

３１はセンサチューブ５の振動の振動を監視する振幅監
視回路であり、上記積分回路３０の出力を整流する整流
回路３２．基準電圧Ｖ、−を出力する基準電圧発生回路
３３及び比較回路３４とよりなる。

比較回路３４は、整流回路３２の出力電圧Ｖと回路３３
よりの基準電圧Ｖ　ｒ　ｅ　Ｉとを比較し、Ｖ≦Ｖ　ｒ
　ａ　Ｉとなると振幅異常信号ａを出力する。

３５はサンプルホールド回路であり、時間差電圧変換回
路２０とＶ−Ｆ変換回路２１との間に設けである。

この回路３５は、例えばＦＥＴ等よりなり、上記の振幅
異常信号ａの入来によって開成される常閉の電子スイッ
チ３６と、この電子スイッチ３６の次段に、並列接続さ
れた所定容量Ｃのコンデンサ３７と、コンデンサ３７の
次段の増幅器３８とよりなる。

電子スイッチ３６が開成されると、コンデンサ３７がそ
れまでに充電されていた電荷を維持し、電子スイッチ３
６が開成する直前の時点における上記回路２０の出力電
圧をサンプルホールドする。

次に上記構成の動作について説明する。

第２図は、第１図中回路２０の出力電圧ｖ１の波形を示
す。

第３図は、回路３５の出力電圧ｖ２の波形を示す。

第２図中、時刻ｔ。においては、電圧の変動が小さく、
液体の流量計測は正常な状態にある。

このときは、第１図中回路３２の出力電圧Ｖは大きく、
Ｖ＞Ｖ、。、の関係にあり、振幅異常信号ａは出力され
ず、電子スイッチ３６は閉成している。

このため、回路２０の出力電圧ＶＩはそのままの形で回
路３５を通過して、第３図に示すように回路３５の出力
電圧ｖ２となって回路２１（処理回路２４）に加えられ
る。

更には、次段の回路２２を経て、端子２３より流量信号
が出力される。

流量計測が進行し、時刻ｔ、において、気泡がセンサチ
ューブ５内に入り込み、センサチューブ５の振動が突然
乱れたとする。

センサチューブ５の振動が乱れると、回路２０の出力電
圧Ｖ、は、第２図中、符号４０て示すように異常に変化
する。

また、センサチューブ５の振動か乱れると共に振幅が小
さくなることにより、回路３２の出力電圧■か減少し、
基準電圧■１．．以下となり、■≦Ｖ　ｒ　ａ　Ｉとな
り、回路３１（３４）が信号ａを出力する。

この信号ａが出力されると、電子スイッチ３６が開成さ
れ、サンプルホールド回路３５が動作し、第３図中符号
４１で示すように、電子スイッチ３６が開成する直前の
時点ｔ、の電圧■、にホールドされる。

時刻ｔ１以降は、電圧ｖａに対応した流量信号が端子２
３より出力される。

時刻ｔ２において、気泡かセンサチューブ５より抜は出
し、センサチューブ５の振動の乱れか回復したとする。

センサチューブ５の異常振動がおさまると、第１図中回
路３２の出力電圧Ｖか回復して増加し、Ｖ　＞　Ｖ　ｖ
　ａ　ｔ　となり、信号ａの出力が無（なる。

これにより、電子スイッチ３６が閉成し、先の正常な流
量計測状態に復帰し、第２図、第３図に示すように、回
路２０の出力電圧Ｖ１がそのまま次段の回路３５の出力
電圧Ｖ２となって次段の処理回路２４に加えられる。即
ち、回路２０の出力電圧ｖ１に基づく流量信号が出力さ
れる。

その後、気泡がセンサチューブ５内に入り込んだ場合に
も、上記と同様に、センサチューブ５の振動か異常な区
間は、振動が異常となる直前の時点の回路２０の出力電
圧がサンプルホールドされて、この出力電圧に基づいて
流量信号か出力され、また、異常な振動がおさまると、
再び回路２０の出力電圧がそのまま回路２４に加えられ
て、この回路２０の出力電圧に基づいて流量信号か出力
される。

このように、流量計測中にセンサチューブに異常な振動
が発生した場合には、その都度、回路２０の異常振動発
生直前の時点における電圧に基つく流量信号を出力する
ようにしているため、流量は従来に比へて精度良く計測
される。

なお、上記の信号ａは、端子３９からも出力され、適宜
処理される。

また、センサチューブ５の発振周波数か実用条件におい
てあまり変わらない場合には、振幅に対応した検出か可
能であるので、第１図中漬分回路３０を省略しても支障
はない。

次に本発明の変形例について説明する。

第１図中、サンプルホールド回路３５をマイクロコンピ
ュータで構成することもてきる。

第４図はこの場合のマイクロコンピュータの動作を示す
。

まずステップ５０て、回路２０の出力電圧の変動の状態
から、センサチューブ５の振動の振幅か異常であるか否
かを判断する。

判断結果かｒＮＯＪの場合には、まずステップ５１を行
ない、回路２０の出力電圧信号をサンプリングして、そ
のまま出力する。

次いで、ステップ５１においてサンプリングした信号を
メモリに記憶させ（ステップ５２）、更には、前回サン
プリングして記憶させた記憶をクリアする（ステップ５
３）。

ステップ５０の判断結果が「ＮＯ」の場合には、上記の
ステップ５１〜５３を繰り返し行う。

ステップ５０の判断結果が「ＹＥＳ」の場合には、前記
のステップ５２によって記憶されているサンプリング信
号を出力するステップ５４が反復して行われる。

また、更に別の変形例として、現時刻から過去に例えば
１０秒間の出力信号を記憶させておき、センサチューブ
の振動の振幅の異常時に、上記記憶していた信号の平均
値の信号を出力するうよにしてもよい。

発明の効果上述の如く、本発明によれば、気泡の混入等によってセ
ンサチューブか異常に振動する区間でも、そのときに流
れていると予想される流体の流量に応じた流量信号を出
力し続けるため、従来に比へて流量計測の誤差を小さく
することが出来る。

従って、比較的頻繁に気泡か入り込む条件の場合に適用
して有効であるという特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の質量流量計の一実施例を示す図、第２
図は第１図中、時間差−電圧変換回路の出力電圧信号の
波形図、第３図は第１図中、サンプルホールド回路の出
力電圧信号の波形図、第４図はマイクロコンピュータの
動作のフローチャート、第５図は従来の質量流量計の１
例の出力電圧信号の波形図である。 ■・・・質量流量計本体、５，６・・・センサチューブ
、８．９・・・加振器、１０．１１ピツクアツプ、１３
・・自励発振回路、２０・・・時間差−電圧変換回路、
２Ｉ・・・Ｖ−Ｆ変換回路、２２・・・流量演算回路、
２３・・・端子、２４・・・処理回路、３０・・・積分
回路、３１・・・振幅監視回路、３２・・整流回路、３
３・・・基準電圧発生回路、３４・・比較回路、３５　
・サンプルホルド回路、３６・電子スイッチ、コンデンサ、・・増幅器。

Claims

【特許請求の範囲】　計測すべき流体が流される一対のセンサチューブと、該センサチューブをその固有振動数で一定振幅で振動さ
せる励振手段と、該励振手段によって振動しているセンサチューブ内に流
体を流したときに該流体に生ずるコリオリの力によって
該センサチューブに生じた振動の時間差を電圧に変換す
る時間差−電圧変換回路と、該時間差−電圧変換回路の
出力電圧に基づいて流量信号を出力する処理回路とより
なる質量流量計において、流量計測中に上記センサチューブの振動の振幅が異常と
なった区間については、上記処理回路に、供給される電
圧を、上記振幅が異常となる直前の電圧に保持する手段
を有してなる構成としたことを特徴とする質量流量計。