JPH05273007A - 流量計 - Google Patents

流量計

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JPH05273007A
JPH05273007A JP6804592A JP6804592A JPH05273007A JP H05273007 A JPH05273007 A JP H05273007A JP 6804592 A JP6804592 A JP 6804592A JP 6804592 A JP6804592 A JP 6804592A JP H05273007 A JPH05273007 A JP H05273007A
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JP
Japan
Prior art keywords
flow rate
storage means
detecting means
function
pulse
Prior art date
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Pending
Application number
JP6804592A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichi Takemura
晃一 竹村
Koichi Ueki
浩一 植木
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP6804592A priority Critical patent/JPH05273007A/ja
Publication of JPH05273007A publication Critical patent/JPH05273007A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 流量計測を高精度に演算する流量計を提供す
る。 【構成】 流量計を流れる流体流量を流量検出手段19
によって電気信号として検出し、記憶手段20に記憶さ
れたスプライン近似関数を用いて流量検出手段19の出
力から瞬時流量や積算流量を求める。即ちは非線形な特
性を精度よく近似できるスプライン関数が記憶手段に記
憶されているので流量を正確にもとめることができる。
その結果ガスの使用状況である積算値も正確に計測でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、都市ガスやLPGガス
などの流体流量を計測する流量計に係わり、特に高精度
の演算機能を有する制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の流量計で、流量の検出に
フルイディック発振素子を用いたものは、例えば特開平
3−95420号公報に示されているように、図3のよ
うな構成になっていた。
【0003】即ち図3の従来の流量計において、1は流
量計本体、2はガス配管、3はフルイディック発振素子
で、流体のもつ運動エネルギーを利用して流体発振を生
じさせる。4はセンサーで、流体発振の周波数を検出す
る。5は遮断弁で、異常な使用状態を検出するとガスの
供給を遮断する。6は制御装置で図4にその一例を示
す。
【0004】図4で7はアナログ増幅器で、センサー4
で検出した流量信号を増幅する。8は波形整形回路で、
増幅した信号をパルス信号に変換する。9は立ち上がり
点検出回路で、流量パルス信号の立ち上がりを検出す
る。10は周期測定手段で、流量パルスの立ち上がり点
から次の立ち上がり点までの時間、即ち周期を計測す
る。11は記憶回路で、パルス定数と流量あるいは周期
の関係はn個の折れ線で近似しており、n個の折れ線の
境界の周期を記憶する手段12と、流量パルスの周期よ
り短い単位時間tを記憶する単位時間記憶手段13と、
パルス定数の補正単位量αを記憶する補正単位量記憶手
段14と、定数項aを記憶する定数記憶手段15とから
なる。これらの記憶手段はn個の折れ線の区分に対応し
てn個ずつ設けられている。16は加算回路で、1パル
ス当りの流量を示すパルス定数K=a+Σαを1周期毎
求め加算する。17は積算回路で、求めた流量を積算す
る。18は表示器で、積算した結果を表示する。
【0005】次に、上記構成の動作を説明する。何等か
のガス器具が使用されるとガスはフルイディック発振素
子3に入り流体発振が生じ、センサー4よりその流量変
化を検出する。その出力信号をアナログ増幅器7で増幅
し波形整形回路8でパルス信号に変換する。
【0006】流量と発振周波数の関係はQ=a・f+b
で与えられる。これを1パルス当りの流量を求める式K
=Q/f=a+b・Tに変更する。ここでKをパルス定
数といい、1パルス当りの流量値を示す。a、bは係
数。パルス定数と流量あるいは発振周波数との関係は図
5に示すように一定ではないため折れ線近似している。
流量パルスの周期が折れ線近似の境界を越えた場合、係
数を変えてパルス定数を演算する。従って係数は折れ線
区分毎に設定されている。またここではb・Tという乗
算処理を行わずに加算処理で行い、且つパルス定数Kを
もとめる。
【0007】この内容を説明する。まず立ち上がり点検
出回路9で波形整形回路8より出力された流量パルスの
立ち上がりを検出する。立ち上がり検出すると周期測定
手段10で流量パルスの周期を計測開始する。同時に加
算回路16で次の処理を行う。b・Tの演算を行う代わ
りに、b・Tの値よりはるかに小さい単位補正量αを加
算して求める。加算は流量パルスの周期Tより比較的短
い時間、単位補正時間t毎に行う。よってα=b・tと
いえる。従って流量パルスの1周期、立ち上がり点から
次の立ち上がり点検出するまでの間単位時間t経過する
毎に単位補正量αを加算し続ける。その結果得られたK
=a+Σαが1パルス当りの流量、即ちパルス定数にな
る。パルス定数と流量パルスの周期との関係は折れ線近
似しているので、それぞれの折れ線区分毎に係数a、単
位補正量α、単位補正時間tをもっている。従って加算
回路16では周期測定手段10によって計測した周期が
折れ線区分の境界の周期に達したかどうかを判定し、次
の折れ線区分の領域に入ったならば係数a、単位補正量
α、単位補正時間tを変更して上記処理を継続する。
【0008】このようにして求めた流量を積算回路17
で加算していくと使用積算値がもとまる。この積算値を
表示器18で表示する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、流量と発振周波数(あるいは周期)の関係
を示すパルス定数を線形近似しているために特に折れ線
の境界近傍では誤差が大きくなり流量を正確に計測でき
ず、また積算流量値にも大きく影響するという課題があ
った。
【0010】本発明は上記課題を解決するもので、正確
な流量計測をおこなえるフルイディックメータを提供す
ることを目的としたものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、流量を検出する流量検出手段と、前記流量検
出手段の出力と流量との非線形特性を表現する予め定め
られたn次のスプライン関数を記憶する記憶手段と、前
記流量検出手段の出力と前記記憶手段に定められた関数
とから流量を演算する流量演算手段とを設けたものであ
る。
【0012】
【作用】本発明は上記構成によって、流量計を流れる流
体流量を流量検出手段によって電気信号として検出し、
記憶手段に記憶されたスプライン近似関数を用いて流量
検出手段の出力から瞬時流量や積算流量を求める。即ち
は非線形な特性を精度よく近似できるスプライン関数が
記憶手段に記憶されているので流量を正確にもとめるこ
とができる。その結果ガスの使用状況である積算値も正
確に計測できる。
【0013】
【実施例】以下本発明の実施例を図1及び図2を参照し
て説明する。
【0014】図1において、図3と同一構成要素には同
一番号を付した。図1は本発明の流量計のブロック図で
ある。本実施例では、流量検出手段として、フルイディ
ック発振素子を用いたものを一例として説明する。図1
において、19は流量検出手段であり、フルイディック
発振素子19aと振動検出手段19bとで構成される。
フルイディック発振素子19aは、ガス配管2の途中に
設けられ、流体がもつ運動エネルギーを利用して流体発
振を起こさせる。振動検出手段19bは、流体の発振周
波数を例えば圧電センサー、サーミスタ等を用いて圧力
−電圧変化、熱−抵抗変化として検出する。20は記憶
手段で、流量と発振周波数との非線形な特性を求めるn
次のスプライン関数を予め格納している格納手段20a
と振動検出手段19bの検出周波数に応じて格納手段2
0aに格納されている関数の中から必要なものを選択す
る切替手段20bとで構成される。21は流量演算手段
で、振動検出手段19aで検出した発振周波数と記憶手
段20に記憶した関数とからそのときの流量を演算し求
める。22は流量積算手段で、求めた流量を積算し積算
値を求める。23は表示手段で、積算値を表示する。
【0015】次に上記構成の動作を説明する。ガスが使
用され始めるとガス配管2のガスはフルイディック発振
素子19aを通り供給される。このときフルイディック
発振素子19aでは、コアンダ効果によって流体発振を
生じ、その流体発振周波数は流量と相関関係にある。振
動検出手段19bは様々な物理量を介し発振周波数を検
出する。たとえば流体発振によって生じた圧力変化を圧
電素子によって電圧変化として検出する。あるいは別の
方法として、サーミスタ等を利用して流体発振によって
生じた熱的変化を抵抗変化として検出する。このように
振動検出手段19bで検出した周波数f(あるいは周期
T)と、記憶手段20に格納した関数g(f)を基に流
量演算手段21で流量Q=g(f)(瞬時流量となる)
を求める。積算流量演算手段22は瞬時流量を加算し積
算流量を求める。表示手段23は求めた積算流量値を表
示する。
【0016】次に、記憶手段20の動作と格納される関
数について詳細に説明する。一般に発振周波数fと流量
Qは非線形な関係を持っており、この関係を広い範囲に
わたって直線近似で表わすことは難しい。流量を正確に
求めるには、流量Qと周波数fの関係を非線形な近似関
数で表現することが必要となる。そこで、予め実測値に
基づくQとfの関係から近似関数g(f)=Qを設定す
ることにする。本実施例では、近似関数をスプライン関
数により求める。
【0017】スプライン関数とは、データ補間の一方法
であり、n個のデータ(f1 ,g1)・・・(fn ,g
n )を滑らかな曲線で結ぶために求められる関数であ
り、
【0018】
【数1】
【0019】即ち第k次微係数の2乗積分を最小にする
関数と定義される。また、滑らかさの条件として、与え
られた図面上の点をすべて通り、微係数が2k−2階ま
で連続であることが必要となる。ただし、ここでg
(f)は、区間[fi ,fi+l ]における2k−1次の
多項式gi (f)(i=,2,・・・n)を全部つない
だものであり、このような関数は、一義的に求まる。実
際によく用いられるのは、k=2すなわちg(f)が3
次式の場合である。
【0020】スプライン関数を3次式とした場合、記憶
手段20は、図2で示すように区分点毎に異なる3次の
スプライン関数 gi (f)=ai +bi (f−fi )+ci (f−
i 2 +di (f−fi3 (ただし、fi ≦f≦fi+loi 、bi 、ci 、di
は定数。i=1,2,・・・n)を格納している。
【0021】一例として、(f,g)=(0、0)、
(2、2)、(4、3)、(6、5)の4点を通るスプ
ライン関数を求めると、 0≦f≦2のとき g1 (f)=19f/12−3f2 /8+f3 /24 2≦f≦4のとき g2 (f)=2+7(f−2)/12−(f−2)2
8+(f−2)3 /24 4≦f≦6のとき g3 (f)=3+7(f−4)/12−(f−4)2
8+(f−4)3 /24となる。
【0022】切替手段21bは振動検出手段19bによ
り検出された発振周波数に従い必要な関数g(f)を格
納手段21aより選択し出力する。演算手段22では、
切替手段21bより出力された関数g(f)に振動検出
手段19bから出力された周波数fを代入して、瞬時流
量Q=g(f)を求める。本実施例では、スプライン関
数を3次の多項式としたが、精度を上げるためには次数
を上げれば良い。また、区分点の数を増すことによって
も精度を高めることが可能である。
【0023】この実施例の構成によれば、流量と発振周
波数の関係を示す非線形特性をスプライン関数g(f)
により近似して記憶手段20に格納し、この関数に従っ
て演算を行っているので、流量が精度よく求められると
いう効果がある。
【0024】本実施例では、流量検出手段に、フルイデ
ィック発振素子を用いたが、フローセンサー等を用いて
流速を検出する方式としても同様の効果が得られる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように本発明の流量計は、
流体の流量を流量検出手段で検出し、流量検出手段の出
力と流量との非線形な関係を求め、記憶手段に格納され
たスプライン関数を用いて瞬時流量や積算流量を演算し
求めるので、線形近似した場合に比べ誤差が極めて小さ
くでき、流量計測が高精度で正確に行えるという効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における流量計のブロック図
【図2】同流量計の特性図
【図3】従来の流量計のブロック図
【図4】従来の流量計の制御装置のブロック図
【図5】同流量計の特性図
【図6】同流量計の詳細特性図
【符号の説明】
19 流量検出手段 20 記憶手段 21 流量演算手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】流量を検出する流量検出手段と、前記流量
    検出手段の出力と流量との非線形特性を表現する予め定
    められたn次のスプライン関数を記憶する記憶手段と、
    前記流量検出手段の出力と前記記憶手段に定められた関
    数とから流量を演算する流量演算手段とからなる流量
    計。
JP6804592A 1992-03-26 1992-03-26 流量計 Pending JPH05273007A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6804592A JPH05273007A (ja) 1992-03-26 1992-03-26 流量計

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6804592A JPH05273007A (ja) 1992-03-26 1992-03-26 流量計

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JPH05273007A true JPH05273007A (ja) 1993-10-22

Family

ID=13362433

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6804592A Pending JPH05273007A (ja) 1992-03-26 1992-03-26 流量計

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JP (1) JPH05273007A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006250744A (ja) * 2005-03-11 2006-09-21 Tdk Corp 無線センサ装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006250744A (ja) * 2005-03-11 2006-09-21 Tdk Corp 無線センサ装置

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