JPH05312605A - 渦流量計 - Google Patents
渦流量計Info
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- JPH05312605A JPH05312605A JP4118697A JP11869792A JPH05312605A JP H05312605 A JPH05312605 A JP H05312605A JP 4118697 A JP4118697 A JP 4118697A JP 11869792 A JP11869792 A JP 11869792A JP H05312605 A JPH05312605 A JP H05312605A
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- frequency
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 渦センサに重畳するノイズを有効に除去して
安定な渦信号を出力するように改良した渦流量計を提供
するにある。 【構成】 渦信号を第１制御信号により帯域幅が切り換
えられるスイッチドキャパシタでフイルタリングしてフ
イルタ信号として出力するバンドパスフイルタ手段と、
このフイルタ信号の周波数を検出して周波数信号として
出力する周波数検出手段と、渦信号が入力され第２制御
信号でコーナ周波数が切り換えられるスイッチドキャパ
シタにより測定範囲における渦信号の渦周波数の値以下
にコーナ周波数が設定されるローパスフイルタ手段と、
このローパスフイルタ手段の出力に関連する振幅信号に
変換する周波数変換手段とを具備し、マイクロプロセッ
サ手段により周波数信号と振幅信号とを比較し周波数信
号が振幅信号に対して小さいときに周波数信号をノイズ
と判断するノイズ判別手段とこの判断により周波数検出
手段の出力周波数をオフとするゲート手段とを有し設定
により第１・第２制御信号を出力する渦流量計である。
安定な渦信号を出力するように改良した渦流量計を提供
するにある。 【構成】 渦信号を第１制御信号により帯域幅が切り換
えられるスイッチドキャパシタでフイルタリングしてフ
イルタ信号として出力するバンドパスフイルタ手段と、
このフイルタ信号の周波数を検出して周波数信号として
出力する周波数検出手段と、渦信号が入力され第２制御
信号でコーナ周波数が切り換えられるスイッチドキャパ
シタにより測定範囲における渦信号の渦周波数の値以下
にコーナ周波数が設定されるローパスフイルタ手段と、
このローパスフイルタ手段の出力に関連する振幅信号に
変換する周波数変換手段とを具備し、マイクロプロセッ
サ手段により周波数信号と振幅信号とを比較し周波数信
号が振幅信号に対して小さいときに周波数信号をノイズ
と判断するノイズ判別手段とこの判断により周波数検出
手段の出力周波数をオフとするゲート手段とを有し設定
により第１・第２制御信号を出力する渦流量計である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、測定流量を渦センサに
より電気信号に変換してこの測定流量に対応した渦信号
を出力する渦流量計に係り、特に、この渦センサに重畳
するノイズを有効に除去して安定な渦信号を出力するよ
うに改良した渦流量計に関する。
より電気信号に変換してこの測定流量に対応した渦信号
を出力する渦流量計に係り、特に、この渦センサに重畳
するノイズを有効に除去して安定な渦信号を出力するよ
うに改良した渦流量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は特開平３ー９２７２０「発明の名
称：渦流量計」に開示されている従来の渦流量計の構成
を示す構成図である。以下、これについてその概要を説
明する。この渦流量計は出力周波数が渦信号によるもの
かノイズによるものかを出力周波数の振幅により判断す
るノイズ判別回路を有する渦流量計である。
称：渦流量計」に開示されている従来の渦流量計の構成
を示す構成図である。以下、これについてその概要を説
明する。この渦流量計は出力周波数が渦信号によるもの
かノイズによるものかを出力周波数の振幅により判断す
るノイズ判別回路を有する渦流量計である。
【０００３】圧電素子などで構成される渦流量計の応力
検出センサ１０（実際には一対の応力センサを持つが簡
単のため１個として説明する）に発生した渦に起因する
電荷ＱV1はチャージコンバータ１１で電圧に変換されて
渦信号ＳV0として出力され、この渦信号ＳV0は増幅回路
１２で増幅され整流回路１３に出力される。
検出センサ１０（実際には一対の応力センサを持つが簡
単のため１個として説明する）に発生した渦に起因する
電荷ＱV1はチャージコンバータ１１で電圧に変換されて
渦信号ＳV0として出力され、この渦信号ＳV0は増幅回路
１２で増幅され整流回路１３に出力される。
【０００４】整流回路１３はこの信号を整流して直流の
渦信号ＳA1として次段のノイズ判別回路として機能する
比較器１４の入力の一端に出力する。この渦信号ＳA1は
渦信号の振幅に依存し、ＫA1を定数とすれば、次の
（１）式で与えられる。 ＳA1＝ＫA1・ρ・ｆV 2 （１）
渦信号ＳA1として次段のノイズ判別回路として機能する
比較器１４の入力の一端に出力する。この渦信号ＳA1は
渦信号の振幅に依存し、ＫA1を定数とすれば、次の
（１）式で与えられる。 ＳA1＝ＫA1・ρ・ｆV 2 （１）
【０００５】ここで、ρは測定流体の密度であり、ｆV
は渦周波数である。一方、渦信号ＳV 0はローパスフイル
タ回路１５にも出力され、ここでフイルタがかけられて
その出力端に交流の渦信号ＳV1として出力される。この
渦信号ＳV1もその振幅に依存する値であるが渦発生体に
より発生する渦に対応してＳｉｎ状に変化している。
は渦周波数である。一方、渦信号ＳV 0はローパスフイル
タ回路１５にも出力され、ここでフイルタがかけられて
その出力端に交流の渦信号ＳV1として出力される。この
渦信号ＳV1もその振幅に依存する値であるが渦発生体に
より発生する渦に対応してＳｉｎ状に変化している。
【０００６】ＫV1を定数とすれば、この渦信号ＳV1は次
の（２）式で与えられる。 ＳV1＝ＫV1・ρ・ｆV 2・Ｓｉｎ２πｆVｔ （２） この渦信号ＳV1は増幅器１６で増幅されシュミットトリ
ガ回路１７に出力される。ここでシュミットトリガ回路
１７のシュミット幅ΔＨを境界としてこの渦信号ＳV1は
渦パルスＰVに変換されてゲート回路１８に出力され
る。
の（２）式で与えられる。 ＳV1＝ＫV1・ρ・ｆV 2・Ｓｉｎ２πｆVｔ （２） この渦信号ＳV1は増幅器１６で増幅されシュミットトリ
ガ回路１７に出力される。ここでシュミットトリガ回路
１７のシュミット幅ΔＨを境界としてこの渦信号ＳV1は
渦パルスＰVに変換されてゲート回路１８に出力され
る。
【０００７】更に、この渦パルスＰVは周波数／電圧変
換器（Ｆ／Ｖコンバータ）１９により渦の振幅には無関
係で渦周波数ｆVに対応したアナログの渦信号ＳV2に変
換されて比較器１４の他方の入力端に出力される。この
場合の渦信号ＳV2は、ＫV2を定数とすれば、次の（３）
式で示される。 ＳV2＝ＫV2・ｆV （３）
換器（Ｆ／Ｖコンバータ）１９により渦の振幅には無関
係で渦周波数ｆVに対応したアナログの渦信号ＳV2に変
換されて比較器１４の他方の入力端に出力される。この
場合の渦信号ＳV2は、ＫV2を定数とすれば、次の（３）
式で示される。 ＳV2＝ＫV2・ｆV （３）
【０００８】比較器１４は整流回路１３の出力である渦
信号ＳA1と周波数／電圧変換器１９の出力である渦信号
ＳV2とを比較し、ＳA1＜ＳV2の関係が成り立つときに
は、この渦周波数ｆVは実は渦に起因するものではなく
ノイズに起因するものとして判別しオフ信号Ｓoffをゲ
ート回路１８に出力してシュミットトリガ回路１７の出
力をオフにする。ＳA1＞ＳV2の関係が成り立つときに
は、ゲート回路１８のスイッチをオンとして渦パルスＰ
Vを出力する。
信号ＳA1と周波数／電圧変換器１９の出力である渦信号
ＳV2とを比較し、ＳA1＜ＳV2の関係が成り立つときに
は、この渦周波数ｆVは実は渦に起因するものではなく
ノイズに起因するものとして判別しオフ信号Ｓoffをゲ
ート回路１８に出力してシュミットトリガ回路１７の出
力をオフにする。ＳA1＞ＳV2の関係が成り立つときに
は、ゲート回路１８のスイッチをオンとして渦パルスＰ
Vを出力する。
【０００９】次に、以上の回路の動作について図６に示
す特性図を参照して説明する。図６の横軸には渦周波数
ｆV、縦軸には渦信号ＳA1、ＳV2がとられてある。この
場合の（１）、（３）式の定数ＫA1、ＫV2は、増幅回路
１２の出力に現れる渦信号がシュミットトリガ回路１７
のトリガレベルＳTに相当する大きさに達したときに
（図６のＺ点）に渦信号ＳA1、ＳV2が等しくなるように
選定されている。そして、このときのトリガレベルＳT
の値は、測定流速の下限に相当する渦信号の大きさに選
定される。
す特性図を参照して説明する。図６の横軸には渦周波数
ｆV、縦軸には渦信号ＳA1、ＳV2がとられてある。この
場合の（１）、（３）式の定数ＫA1、ＫV2は、増幅回路
１２の出力に現れる渦信号がシュミットトリガ回路１７
のトリガレベルＳTに相当する大きさに達したときに
（図６のＺ点）に渦信号ＳA1、ＳV2が等しくなるように
選定されている。そして、このときのトリガレベルＳT
の値は、測定流速の下限に相当する渦信号の大きさに選
定される。
【００１０】以上のように、定数ＫA1、ＫV2が選定され
ていると、測定流量ＱMが流れており、しかも測定流速
の下限に相当する以上の測定範囲の流速の場合には、図
６から判るようにＳA1＞ＳV2となり、比較器１４はゲー
ト回路１８のスイッチをオンとして測定された渦パルス
ＰVを出力する。
ていると、測定流量ＱMが流れており、しかも測定流速
の下限に相当する以上の測定範囲の流速の場合には、図
６から判るようにＳA1＞ＳV2となり、比較器１４はゲー
ト回路１８のスイッチをオンとして測定された渦パルス
ＰVを出力する。
【００１１】これに対して、測定流量ＱMがゼロの状態
で、例えば配管振動などにより大きなノイズが発生した
としてもこれは測定流量ＱMに起因するものではないの
で（１）式における密度ρの係数を欠き、一般にＳA1＜
ＳV2となる。したがって、比較器１４の出力端からオフ
信号が出てゲート回路１８のスイッチをオフとしゲート
回路１８からはパルスが出力されない。
で、例えば配管振動などにより大きなノイズが発生した
としてもこれは測定流量ＱMに起因するものではないの
で（１）式における密度ρの係数を欠き、一般にＳA1＜
ＳV2となる。したがって、比較器１４の出力端からオフ
信号が出てゲート回路１８のスイッチをオフとしゲート
回路１８からはパルスが出力されない。
【００１２】以上のようにして、ノイズ判別手段として
機能する比較器１４により渦信号によるパルス信号か、
ノイズによるパルス信号かを判別し、ノイズによるパル
スの場合はこれを除去することが出来る。
機能する比較器１４により渦信号によるパルス信号か、
ノイズによるパルス信号かを判別し、ノイズによるパル
スの場合はこれを除去することが出来る。
【００１３】図５に示す渦流量計では、図６に示すよう
に交点ＺにおいてＳA1≒ＳV2となるように定数ＫA1、Ｋ
V2が選定されたが、これに限ることはなく交点Ｚが生じ
ないようにＺ＝０として常にＳA1＞ＳV2となるように定
数ＫA1、ＫV2を設定しても良い。
に交点ＺにおいてＳA1≒ＳV2となるように定数ＫA1、Ｋ
V2が選定されたが、これに限ることはなく交点Ｚが生じ
ないようにＺ＝０として常にＳA1＞ＳV2となるように定
数ＫA1、ＫV2を設定しても良い。
【００１４】この場合は、測定流量ＱMがあると、常に
ＳA1＞ＳV2の状態が維持され、渦パルスＰVがゲート回
路１８から出力される。ゼロ流量の状態で大きなノイズ
が発生した場合には、密度ρを欠く形でノイズが出力さ
れるので、ＳA1＜ＳV2となり、比較回路１４からはオフ
信号を出力しゲート回路１８からはパルス信号は出力さ
れない。以上のようにして、渦によるパルスかノイズに
よるパルスかを判別することが出来る。
ＳA1＞ＳV2の状態が維持され、渦パルスＰVがゲート回
路１８から出力される。ゼロ流量の状態で大きなノイズ
が発生した場合には、密度ρを欠く形でノイズが出力さ
れるので、ＳA1＜ＳV2となり、比較回路１４からはオフ
信号を出力しゲート回路１８からはパルス信号は出力さ
れない。以上のようにして、渦によるパルスかノイズに
よるパルスかを判別することが出来る。
【００１５】つまり、このタイプの渦流量計は、渦周波
数に比例する周波数信号と渦の振幅に比例する振幅信号
とをノイズ判別手段で比較することにより、流量ゼロの
ときにおいてノイズにより出力がでるのを防止しようと
するものである。
数に比例する周波数信号と渦の振幅に比例する振幅信号
とをノイズ判別手段で比較することにより、流量ゼロの
ときにおいてノイズにより出力がでるのを防止しようと
するものである。
【００１６】しかし、周波数信号は渦周波数ｆV（流
速）の増加に対してリニアに増加する出力であるが、振
幅信号は図６にＳA1で示すように渦周波数ｆV（流速）
の増加に対して流速の２乗で増加する出力となるので回
路が飽和し易く、このためノイズ判別手段として機能す
る比較器で判別出来るノイズ周波数をカバーできる範囲
が小さくなる欠点を持つ。
速）の増加に対してリニアに増加する出力であるが、振
幅信号は図６にＳA1で示すように渦周波数ｆV（流速）
の増加に対して流速の２乗で増加する出力となるので回
路が飽和し易く、このためノイズ判別手段として機能す
る比較器で判別出来るノイズ周波数をカバーできる範囲
が小さくなる欠点を持つ。
【００１７】そこで、図５に示す増幅回路１２と整流回
路１３との間にコーナ周波数を測定範囲における渦信号
の渦周波数の値以下に設定したローパスフイルタを挿入
接続する構成としている。このようにすると、渦周波数
の２乗に比例する渦信号ＳV0の振幅は、このローパスフ
イルタを介することにより渦周波数ｆVにリニアな出力
となり、整流回路１３はこの出力を整流して渦信号
ＳA1’として出力する。
路１３との間にコーナ周波数を測定範囲における渦信号
の渦周波数の値以下に設定したローパスフイルタを挿入
接続する構成としている。このようにすると、渦周波数
の２乗に比例する渦信号ＳV0の振幅は、このローパスフ
イルタを介することにより渦周波数ｆVにリニアな出力
となり、整流回路１３はこの出力を整流して渦信号
ＳA1’として出力する。
【００１８】このような構成によれば，比較器１４の入
力端には何れも渦周波数ｆVに対してリニアな渦信号が
出力されることになるので、従来に比べて広い範囲のノ
イズ周波数を判別出来る。
力端には何れも渦周波数ｆVに対してリニアな渦信号が
出力されることになるので、従来に比べて広い範囲のノ
イズ周波数を判別出来る。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような渦流量計は、測定流体として気体のときも液体の
ときもあり、これ等の場合にはそれぞれ発生する渦周波
数の値が大幅に異なってくる。さらに、渦周波数は渦流
量計の口径によっても大きく異なる。従って、これ等に
対処するためには、口径、液体、気体などの仕様にした
がってそれぞれフイルタ定数の異なる変換回路を別々に
用意しなければならない面倒がある。
ような渦流量計は、測定流体として気体のときも液体の
ときもあり、これ等の場合にはそれぞれ発生する渦周波
数の値が大幅に異なってくる。さらに、渦周波数は渦流
量計の口径によっても大きく異なる。従って、これ等に
対処するためには、口径、液体、気体などの仕様にした
がってそれぞれフイルタ定数の異なる変換回路を別々に
用意しなければならない面倒がある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の課題を
解決するための構成として、測定流量を渦信号に変換し
て出力する信号変換手段と、この渦信号を第１制御信号
により帯域幅が切り換えられるスイッチドキャパシタで
フイルタリングしてフイルタ信号として出力するバンド
パスフイルタ手段と、このフイルタ信号の周波数を検出
して周波数信号として出力する周波数検出手段と、先の
渦信号が入力され第２制御信号でコーナ周波数が切り換
えられるスイッチドキャパシタにより測定範囲における
先の渦信号の渦周波数の値以下に先のコーナ周波数が設
定されるローパスフイルタ手段と、このローパスフイル
タ手段の出力に関連する振幅信号に変換する周波数変換
手段とを具備し、マイクロプロセッサ手段により先の周
波数信号と先の振幅信号とを比較し先の周波数信号が先
の振幅信号に対して小さいときに先の周波数信号をノイ
ズと判断するノイズ判別手段とこの判断により先の周波
数検出手段の出力周波数をオフとするゲート手段とを有
し仕様に対応する設定により先の第１・第２制御信号を
出力するようにしたものである。
解決するための構成として、測定流量を渦信号に変換し
て出力する信号変換手段と、この渦信号を第１制御信号
により帯域幅が切り換えられるスイッチドキャパシタで
フイルタリングしてフイルタ信号として出力するバンド
パスフイルタ手段と、このフイルタ信号の周波数を検出
して周波数信号として出力する周波数検出手段と、先の
渦信号が入力され第２制御信号でコーナ周波数が切り換
えられるスイッチドキャパシタにより測定範囲における
先の渦信号の渦周波数の値以下に先のコーナ周波数が設
定されるローパスフイルタ手段と、このローパスフイル
タ手段の出力に関連する振幅信号に変換する周波数変換
手段とを具備し、マイクロプロセッサ手段により先の周
波数信号と先の振幅信号とを比較し先の周波数信号が先
の振幅信号に対して小さいときに先の周波数信号をノイ
ズと判断するノイズ判別手段とこの判断により先の周波
数検出手段の出力周波数をオフとするゲート手段とを有
し仕様に対応する設定により先の第１・第２制御信号を
出力するようにしたものである。
【００２１】
【作 用】信号変換手段は測定流量を渦信号に変換して
出力する。バンドパスフイルタ手段はこの渦信号を第１
制御信号により帯域幅が切り換えられるスイッチドキャ
パシタでフイルタリングしてフイルタ信号として出力す
る。周波数検出手段はこのフイルタ信号の周波数を検出
して周波数信号として出力する。
出力する。バンドパスフイルタ手段はこの渦信号を第１
制御信号により帯域幅が切り換えられるスイッチドキャ
パシタでフイルタリングしてフイルタ信号として出力す
る。周波数検出手段はこのフイルタ信号の周波数を検出
して周波数信号として出力する。
【００２２】一方、ローパスフイルタ手段は、先の渦信
号が入力され第２制御信号でコーナ周波数が切り換えら
れるスイッチドキャパシタにより測定範囲における先の
渦信号の渦周波数の値以下に先のコーナ周波数が設定さ
れる。周波数変換手段はこのローパスフイルタ手段の出
力に関連する振幅信号に変換する。
号が入力され第２制御信号でコーナ周波数が切り換えら
れるスイッチドキャパシタにより測定範囲における先の
渦信号の渦周波数の値以下に先のコーナ周波数が設定さ
れる。周波数変換手段はこのローパスフイルタ手段の出
力に関連する振幅信号に変換する。
【００２３】そして、マイクロプロセッサ手段は、ノイ
ズ判別手段により先の周波数信号と先の振幅信号とを比
較して先の周波数信号が先の振幅信号に対して小さいと
きに先の周波数信号をノイズと判断し、このノイズ判別
手段の結果に基づき、ゲート手段は先の周波数検出手段
の出力周波数をオフとし、さらに仕様に対応する設定に
より先の第１・第２制御信号を出力する。
ズ判別手段により先の周波数信号と先の振幅信号とを比
較して先の周波数信号が先の振幅信号に対して小さいと
きに先の周波数信号をノイズと判断し、このノイズ判別
手段の結果に基づき、ゲート手段は先の周波数検出手段
の出力周波数をオフとし、さらに仕様に対応する設定に
より先の第１・第２制御信号を出力する。
【００２４】
【実施例】以下、本発明の実施例について図を用いて説
明する。図１は本発明の１実施例の構成を示すブロック
図である。応力検出センサ２０、２１で検出された渦信
号はチャージコンバータ２２、２３、および加算増幅器
２４を介して渦信号ＳV0として出力される。この渦信号
ＳV0はローパスフイルタ２５に出力される。
明する。図１は本発明の１実施例の構成を示すブロック
図である。応力検出センサ２０、２１で検出された渦信
号はチャージコンバータ２２、２３、および加算増幅器
２４を介して渦信号ＳV0として出力される。この渦信号
ＳV0はローパスフイルタ２５に出力される。
【００２５】このローパスフイルタ２５は、後述するス
イッチドキャパシタを用いた１次ローパスフイルタとし
て構成され、クロック信号（第２制御信号）ｆCLAによ
りコーナ周波数ｆCが変更されてその１次特性が決定さ
れる。
イッチドキャパシタを用いた１次ローパスフイルタとし
て構成され、クロック信号（第２制御信号）ｆCLAによ
りコーナ周波数ｆCが変更されてその１次特性が決定さ
れる。
【００２６】渦信号ＳV0は、Ｋ1を定数として ＳV0＝Ｋ1・ρ・ｆV 2 （４） で示され、その振幅は渦周波数ｆVの２乗に比例する
が、１次のローパスフイルタ２５でフイルタリングされ
たフイルタ信号ＳA2の振幅は、 ＳA2＝Ｋ2・ρ・ｆV （５） となり、渦周波数ｆVに比例する値となる。
が、１次のローパスフイルタ２５でフイルタリングされ
たフイルタ信号ＳA2の振幅は、 ＳA2＝Ｋ2・ρ・ｆV （５） となり、渦周波数ｆVに比例する値となる。
【００２７】このフイルタ信号ＳA2は、増幅器２６で増
幅され、この後、整流回路２７で整流されるが、このフ
イルタ信号ＳA2はＳｉｎ波であるので、整流回路２７で
整流すると、その振幅信号ＳA2’は ＳA2’＝Ｋ３・ρ・ｆV／π となる直流の電圧となる。
幅され、この後、整流回路２７で整流されるが、このフ
イルタ信号ＳA2はＳｉｎ波であるので、整流回路２７で
整流すると、その振幅信号ＳA2’は ＳA2’＝Ｋ３・ρ・ｆV／π となる直流の電圧となる。
【００２８】この後、振幅信号ＳA2’は電圧／周波数変
換回路２８で演算処理に適した周波数に変換され、振幅
信号ＳA3としてマイクロプロセッサ２９に出力される。
一方、加算増幅器２４から出力される渦信号ＳV0は、ス
イッチドキャパシタを用いたバンドパスフイルタ３０に
出力され、ここでフイルタリングされて測定帯域外のノ
イズが除去されて渦信号ＳV3として出力される。
換回路２８で演算処理に適した周波数に変換され、振幅
信号ＳA3としてマイクロプロセッサ２９に出力される。
一方、加算増幅器２４から出力される渦信号ＳV0は、ス
イッチドキャパシタを用いたバンドパスフイルタ３０に
出力され、ここでフイルタリングされて測定帯域外のノ
イズが除去されて渦信号ＳV3として出力される。
【００２９】そして、その特性は、クロック信号（第１
制御信号）ｆCLVによりコーナ周波数ｆCが変更されて決
定される。Ｓｉｎ状に変化するこの渦信号ＳV3は、シュ
ミットトリガ回路３１に出力され、ここでパルス化され
て周波数信号ＳV4に変換されて、マイクロプロセッサ２
９に出力される。
制御信号）ｆCLVによりコーナ周波数ｆCが変更されて決
定される。Ｓｉｎ状に変化するこの渦信号ＳV3は、シュ
ミットトリガ回路３１に出力され、ここでパルス化され
て周波数信号ＳV4に変換されて、マイクロプロセッサ２
９に出力される。
【００３０】マイクロプロセッサ２９は、内部にリード
オンリメモリＲＯＭ、ランダムアクセスメモリＲＡＭな
どのメモリ、及びクロック発振器などを有している。そ
して、マイクロプロセッサ２９は、設定器３２から仕
様、つまり口径、気体・流体の別、測定流体の密度、測
定レンジなどにより設定された情報に対応して、所定の
演算により、ローパスフイルタ２５へのクロック信号ｆ
CLA、バンドパスフイルタ３０へのクロック信号ｆCLVを
それぞれ設定し、これ等のフイルタの特性を決定する。
オンリメモリＲＯＭ、ランダムアクセスメモリＲＡＭな
どのメモリ、及びクロック発振器などを有している。そ
して、マイクロプロセッサ２９は、設定器３２から仕
様、つまり口径、気体・流体の別、測定流体の密度、測
定レンジなどにより設定された情報に対応して、所定の
演算により、ローパスフイルタ２５へのクロック信号ｆ
CLA、バンドパスフイルタ３０へのクロック信号ｆCLVを
それぞれ設定し、これ等のフイルタの特性を決定する。
【００３１】さらに、マイクロプロセッサ２９は、電圧
／周波数変換回路２８からは振幅信号ＳA3が、シュミッ
トトリガ回路３１からは周波数信号ＳV4が、それぞれラ
ンダムアクセスメモリＲＡＭに入力されて格納され、こ
れ等を用いてリードオンリメモリＲＯＭに格納されてい
る後述する所定の演算手順により演算を実行し、その演
算結果を絶縁回路３３に出力する。
／周波数変換回路２８からは振幅信号ＳA3が、シュミッ
トトリガ回路３１からは周波数信号ＳV4が、それぞれラ
ンダムアクセスメモリＲＡＭに入力されて格納され、こ
れ等を用いてリードオンリメモリＲＯＭに格納されてい
る後述する所定の演算手順により演算を実行し、その演
算結果を絶縁回路３３に出力する。
【００３２】電圧／電流変換回路３４はこの絶縁回路３
３の出力を電流信号に変換して出力端３５に出力する。
つぎに、ローパスフイルタ２５等を構成するスイッチド
キャパシタについて図２を用いて説明する。図２に示す
ように、スイッチＳＷの共通接点Ｃが入力接点Ａにある
状態と出力接点Ｂに移った状態とを考える。
３の出力を電流信号に変換して出力端３５に出力する。
つぎに、ローパスフイルタ２５等を構成するスイッチド
キャパシタについて図２を用いて説明する。図２に示す
ように、スイッチＳＷの共通接点Ｃが入力接点Ａにある
状態と出力接点Ｂに移った状態とを考える。
【００３３】この場合、２つ状態で電荷は保存されるの
で、共通接点Ｃと入出力端間に接続されたキャパシタを
ＣS、出力接点Ｂと入出力端間に接続されたキャパシタ
をＣ0として、 （ＣS＋Ｃ0）ｖ2’＝ＣS・ｖ1＋Ｃ0・ｖ2 （６） が成立する。
で、共通接点Ｃと入出力端間に接続されたキャパシタを
ＣS、出力接点Ｂと入出力端間に接続されたキャパシタ
をＣ0として、 （ＣS＋Ｃ0）ｖ2’＝ＣS・ｖ1＋Ｃ0・ｖ2 （６） が成立する。
【００３４】ただし、ｖ1、ｖ2はそれぞれ共通接点Ｃが
入力接点Ａにあるときの入力端の電圧と出力端の電圧、
ｖ1’、ｖ2’はそれぞれ共通接点Ｃが出力接点Ｃにある
ときの入力端の電圧と出力端の電圧を示す。
入力接点Ａにあるときの入力端の電圧と出力端の電圧、
ｖ1’、ｖ2’はそれぞれ共通接点Ｃが出力接点Ｃにある
ときの入力端の電圧と出力端の電圧を示す。
【００３５】キャパシタＣSからキャパシタＣ0に移動し
た電荷ΔＱは、 ΔＱ＝ＣS（ｖ1−ｖ2’）＝Ｃ0（ｖ2’−ｖ2） ＝ＣS・Ｃ0（ｖ1−ｖ2）／（ＣS＋Ｃ0） （７） となる。スイッチングの周期をＴとすると、この時間に
流れた電流Ｉは、 Ｉ＝ΔＱ／Ｔ＝ＣS・Ｃ0（ｖ1−ｖ2）／Ｔ（ＣS＋Ｃ0） （８） となる。
た電荷ΔＱは、 ΔＱ＝ＣS（ｖ1−ｖ2’）＝Ｃ0（ｖ2’−ｖ2） ＝ＣS・Ｃ0（ｖ1−ｖ2）／（ＣS＋Ｃ0） （７） となる。スイッチングの周期をＴとすると、この時間に
流れた電流Ｉは、 Ｉ＝ΔＱ／Ｔ＝ＣS・Ｃ0（ｖ1−ｖ2）／Ｔ（ＣS＋Ｃ0） （８） となる。
【００３６】このときの等価抵抗Ｒは、 Ｒ＝（ｖ1−ｖ2）／Ｉ＝Ｔ（ＣS＋Ｃ0）／ＣS・Ｃ0 ＝（ＣS＋Ｃ0）／ＣS・Ｃ0・ｆCLA ただし、ｆCLA＝１／Ｔである。
【００３７】そこで、Ｃ0・Ｒの１次ローパスフイルタ
のゲインＧ（ｓ）は、 Ｇ（ｓ）＝１／（１＋ｓＣ0・Ｒ） ＝１／［１＋ｓ（ＣS＋Ｃ0）／ＣS・ｆCLA （９） となり、コーナ周波数ｆCは、 ｆC＝ｆCLA／２π［１＋（Ｃ0／ＣS）］ （１０） となる。ｓはラプラス演算子である。
のゲインＧ（ｓ）は、 Ｇ（ｓ）＝１／（１＋ｓＣ0・Ｒ） ＝１／［１＋ｓ（ＣS＋Ｃ0）／ＣS・ｆCLA （９） となり、コーナ周波数ｆCは、 ｆC＝ｆCLA／２π［１＋（Ｃ0／ＣS）］ （１０） となる。ｓはラプラス演算子である。
【００３８】これが、スイッチドキャパシタを用いた１
次ローパスフイルタの原理であるが、この（１０）式か
ら明らかなように、この１次ローパスフイルタのコーナ
周波数ｆCはマイクロプロセッサ２９から出力されるク
ロック信号ｆCLAの周波数に比例して変化する。
次ローパスフイルタの原理であるが、この（１０）式か
ら明らかなように、この１次ローパスフイルタのコーナ
周波数ｆCはマイクロプロセッサ２９から出力されるク
ロック信号ｆCLAの周波数に比例して変化する。
【００３９】そして、このクロック信号ｆCLAの周波数
は、コーナ周波数ｆCが測定周波数の範囲の下限以下に
なるようにマイクロコンピュータ２９により設定され
る。このようにして決定されたローパスフイルタ２５の
周波数特性は、図３に示すように−２０ｄｂ／ｄｅｃの
１次特性となる。
は、コーナ周波数ｆCが測定周波数の範囲の下限以下に
なるようにマイクロコンピュータ２９により設定され
る。このようにして決定されたローパスフイルタ２５の
周波数特性は、図３に示すように−２０ｄｂ／ｄｅｃの
１次特性となる。
【００４０】同様にして、１次フイルタの組み合わせで
あるバンドパスフイルタ３０に対しても測定周波数の範
囲を考慮してマイクロコンピュータ２９からクロック信
号ｆ CLVを介して設定される。
あるバンドパスフイルタ３０に対しても測定周波数の範
囲を考慮してマイクロコンピュータ２９からクロック信
号ｆ CLVを介して設定される。
【００４１】つぎに、図４に示すフローチャートを用い
てマイクロコンピュータ２９により実行するノイズ除去
に関する手順について説明する。演算に先立って、設定
器３２から口径、気体・流体の別、測定流体の密度、測
定レンジなどの仕様が設定されているものとする。
てマイクロコンピュータ２９により実行するノイズ除去
に関する手順について説明する。演算に先立って、設定
器３２から口径、気体・流体の別、測定流体の密度、測
定レンジなどの仕様が設定されているものとする。
【００４２】この設定に基づいて予めマイクロコンピュ
ータ２９内の例えばリードオンリメモリＲＯＭに格納さ
れているフイルタ特性演算プログラムにより、クロック
信号ｆCLAとクロック信号ｆCLVの周波数を算定してロー
パスフイルタ２５とバンドパスフイルタ３０に設定する
（ステップ１）。
ータ２９内の例えばリードオンリメモリＲＯＭに格納さ
れているフイルタ特性演算プログラムにより、クロック
信号ｆCLAとクロック信号ｆCLVの周波数を算定してロー
パスフイルタ２５とバンドパスフイルタ３０に設定する
（ステップ１）。
【００４３】次に、マイクロコンピュータ２９は電圧／
周波数変換回路２８から振幅信号Ｓ A3を、シュミットト
リガ回路３１から周波数信号ＳV4を読込み、内蔵のラン
ダムアクセスメモリＲＡＭに格納する（ステップ２）。
周波数変換回路２８から振幅信号Ｓ A3を、シュミットト
リガ回路３１から周波数信号ＳV4を読込み、内蔵のラン
ダムアクセスメモリＲＡＭに格納する（ステップ２）。
【００４４】ステップ３では、ランダムアクセスメモリ
ＲＡＭに格納された振幅信号ＳA3と周波数信号ＳV4と
を、例えばリードオンリメモリＲＯＭに格納されている
ノイズ判断プログラムにより、振幅信号ＳA3＜周波数信
号ＳV4の関係があるか否かが判断される。
ＲＡＭに格納された振幅信号ＳA3と周波数信号ＳV4と
を、例えばリードオンリメモリＲＯＭに格納されている
ノイズ判断プログラムにより、振幅信号ＳA3＜周波数信
号ＳV4の関係があるか否かが判断される。
【００４５】ＳA3＜ＳV4の関係がなければ、周波数信号
ＳV4は測定流量が流れて発生した流量信号であると判断
し、ステップ４に移行する。このステップ４ではランダ
ムアクセスメモリＲＡＭに格納された周波数信号Ｓ V4を
用いて、リードオンリメモリＲＯＭに格納されている流
量演算プログラムにより、流量演算を実行してその結果
を絶縁回路３３、電圧／電流変換回路３４を介して電流
信号として図示しない負荷に出力する。
ＳV4は測定流量が流れて発生した流量信号であると判断
し、ステップ４に移行する。このステップ４ではランダ
ムアクセスメモリＲＡＭに格納された周波数信号Ｓ V4を
用いて、リードオンリメモリＲＯＭに格納されている流
量演算プログラムにより、流量演算を実行してその結果
を絶縁回路３３、電圧／電流変換回路３４を介して電流
信号として図示しない負荷に出力する。
【００４６】ステップ３でＳA3＜ＳV4の関係が成立して
いれば、周波数信号ＳV4はノイズに基づいて発生したノ
イズ信号であると判断し、ゲート手段として機能するス
テップ５に移行して出力をゼロとする設定を行ない終了
する。
いれば、周波数信号ＳV4はノイズに基づいて発生したノ
イズ信号であると判断し、ゲート手段として機能するス
テップ５に移行して出力をゼロとする設定を行ない終了
する。
【００４７】
【発明の効果】以上、実施例と共に具体的に説明したよ
うに本発明によれば、マイクロプロセッサからのクロッ
ク信号によりスイッチドキャパシタを用いて構成される
フイルタの特性を任意に変更することが出来るので、流
体の種類などの仕様が変更されても広い周波数範囲で容
易にノイズ除去が可能となる。
うに本発明によれば、マイクロプロセッサからのクロッ
ク信号によりスイッチドキャパシタを用いて構成される
フイルタの特性を任意に変更することが出来るので、流
体の種類などの仕様が変更されても広い周波数範囲で容
易にノイズ除去が可能となる。
【図１】本発明の１実施例の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】図１に示すフイルタの具体的な構成を示す回路
図である。
図である。
【図３】図２に示すフイルタの特性を示す特性図であ
る。
る。
【図４】図１に示す実施例の演算手順を示すフローチャ
ート図である。
ート図である。
【図５】従来の渦流量計の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図６】図５に示す動作を説明する特性図である。
１０、２０、２１ 応力検出センサ １１、２２、２３ チャージコンバータ １４ 比較器 １５ フイルタ回路 １７ シュミットトリガ回路 １８ ゲート回路 ２５ ローパスフイルタ ２９ マイクロプロセッサ ３０ バンドパスフイルタ ３１ シュミットトリガ回路 ３２ 設定器
Claims (1)
- 【請求項１】測定流量を渦信号に変換して出力する信号
変換手段と、この渦信号を第１制御信号により帯域幅が
切り換えられるスイッチドキャパシタでフイルタリング
してフイルタ信号として出力するバンドパスフイルタ手
段と、このフイルタ信号の周波数を検出して周波数信号
として出力する周波数検出手段と、前記渦信号が入力さ
れ第２制御信号でコーナ周波数が切り換えられるスイッ
チドキャパシタにより測定範囲における前記渦信号の渦
周波数の値以下に前記コーナ周波数が設定されるローパ
スフイルタ手段と、このローパスフイルタ手段の出力に
関連する振幅信号に変換する周波数変換手段とを具備
し、マイクロプロセッサ手段により前記周波数信号と前
記振幅信号とを比較し前記周波数信号が前記振幅信号に
対して小さいときに前記周波数信号をノイズと判断する
ノイズ判別手段とこの判断により前記周波数検出手段の
出力周波数をオフとするゲート手段とを有し仕様に対応
する設定により前記第１・第２制御信号を出力するよう
にしたことを特徴とする渦流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4118697A JPH05312605A (ja) | 1992-05-12 | 1992-05-12 | 渦流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4118697A JPH05312605A (ja) | 1992-05-12 | 1992-05-12 | 渦流量計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05312605A true JPH05312605A (ja) | 1993-11-22 |
Family
ID=14742920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4118697A Pending JPH05312605A (ja) | 1992-05-12 | 1992-05-12 | 渦流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05312605A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09504609A (ja) * | 1993-10-18 | 1997-05-06 | ローズマウント インコーポレイテッド | 渦流量計用電子装置 |
| JP2010060568A (ja) * | 2009-11-11 | 2010-03-18 | Micro Motion Inc | 流量計フィルタ・システム及び方法 |
-
1992
- 1992-05-12 JP JP4118697A patent/JPH05312605A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09504609A (ja) * | 1993-10-18 | 1997-05-06 | ローズマウント インコーポレイテッド | 渦流量計用電子装置 |
| JP2010060568A (ja) * | 2009-11-11 | 2010-03-18 | Micro Motion Inc | 流量計フィルタ・システム及び方法 |
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