JPH0532735Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は、流れ方向判別可能な流量計の流量停
止時における零点を自動補正し、この自動補正さ
れた結果と流れ方向とを判別する流れ方向判別器
に関する。

従来技術 第２図は、コリオリ流量計の動作原理を説明す
るための構成図で、図中、１は被測定流体が流れ
るＵ字形の導管で流入流出端は支持部材２に固定
されている。導管１の先端で対称軸XX′と交わる
位置に支持部材２上のYY′軸まわりに導管１を加
振する磁石５が保持板６を介して配設されてお
り、磁石５と対向して電磁力を与える電磁コイル
４がXX′軸上に一端を支持部材２に固定された往
復動部材３の他端に配設されている。往復動部材
３と導管１とはYY′軸まわりの固有振動数を等し
くしてあるので、支持部材２を節とした音叉状の
振動することとなる。このような振動のもとにＱ
方向の流れを与えるとＵ字形の導管１を流れる流
体にコリオリの力が発生する。このコリオリの力
の大きさは駆動周波数が一定であれば導管１内を
流れる流体の質量流量に比例する。また、力の方
向は流体の運動方向とYY′軸まわりの角速度ベク
トル積方向である。流体の流れ方向は流入側と流
出側とで反対になるので、コリオリの力は振動周
波数と等しい周波数のXX′軸まわりの変動トルク
を発生する。このトルクは導管１のYY′軸まわり
の振動に加えられるので、光検出器７とＵ字形の
導管１の腕の対称位置に固定された遮光板８とに
より光変化として位置検出され、導管１の基準面
を通過する両腕の検出信号の時間差として求めら
れる。

第３図は、この時間差を求める方法を説明する
ための電気的ブロツク線図で、前記時間差は、
YY′を通る導管１の静止面を導管１が通過すると
き各々の光検出器７１，７２を遮光板８１，８２
が遮ることにより生ずる検出器２５と２６とから
の信号操作により行われる。今、遮光板８１が８
２よりもわずかに長い場合を考える。第４図は、
流量が零の場合、第５図は、流量がある場合のタ
イムチヤートである。流量が零の場合を考えると
導管１が下方に移動する周期では検出器２５の信
号は検出器２６の信号よりも進み、第４図のセン
サ７１，７２のタイムチヤートが得られる。この
立上り信号は各々のインバータ１１，１５及び１
２，１６を通つて得る正信号によりフリツプフロ
ツプ１４をセツトし、アンドゲート回路１８を開
き、オツシレータ１９のクロツクを計数し、この
計数値は加算信号となつて加減算カウンタ２０に
入力され、その後、入力されるインバータ１６の
正信号によりフリツプフロツプ１４が閉じられ、
加減算カウンタ２０への計数を停止する。次に、
導管１が上方に移動する周期に得られる立下り信
号ではインバータ１２が先に出力される正信号と
なり、フリツプフロツプ１３をセツトし、このセ
ツト信号によりゲート回路１７を開き、オツシレ
ータ１９からのクロツクパルスが加減算カウンタ
２０に減算入力され、次に、入力するインバータ
１１の信号によりゲート回路１７を閉じる。流量
が零の場合は、加減算の入力パルス数は等しいか
ら加減算カウンタ２０の出力２１は零である。次
に、導管１に流体が図示の○・の方向に流れる
と、流速と、YY′軸まわりの角速度とのベクトル
積の向きにコリオリの力が発生する。第３図の場
合、下方に振動する周期では検出器７１側では下
向き、７２側では上向きの力となり、上方に振動
する周期では検出器７１側で上向き、７２側で下
向きの力となる結果、ゲート回路１８の開路時間
がゲート回路１７の開路時間よりも長く、加減算
カウンタは正の積算値となる。上記の従来例では
加減算カウンタを介して流量方向が判別でき、ま
た、時間差信号をアナログ値として求めることも
可能である。

従来技術の問題点 上述のように従来技術においては、原理的には
流れがないときはゲート回路１７，１８の開路時
間が等しくなるが、この場合は、光検出器７１，
７２と遮光板８１，８２との位置関係が不変であ
るという前提が与えられている。しかし、実際に
は、光検出器７１，７２が装着されている図示さ
れていない基盤と、支持部材２から延びる導管１
との材質、温度差等による熱膨張のため光検出器
は極めて不安定な位置関係にあり、流れがないと
きでもオフセツトが生じ、正しい流量零を示さな
い。このオフセツトの量は流量計測誤差となり、
精度低下をもたらす。しかし、従来例では、上記
のオフセツトを補正することはなされていなかつ
た。

問題点解決のための手段 検出信号を信号増幅回路で増幅後、周波数に変
換し、この周波数を外部からの指令信号により、
信号増幅回路から出力される信号即ち順逆方向流
れに従つて加算又は減算する加減算カウンタに積
算し、この積算値を再びアナログ電圧に変換し、
このアナログ電圧値を上記信号増幅回路に負帰還
する閉ループを形成することにより、加減算カウ
ンタの積算値を零としてオフセツトをなくし、更
に、これを確認するため、上記流れの順逆方向の
判別結果に従つて、周波数出力を色別に発光する
発光素子の何れかに切換えて印加し、色別を目視
できるようにしたものである。

実施例 第１図は、本考案の流れ方向判別器の電気的ブ
ロツク線図で、端子１０１に流量検出信号が印加
される。順方向流れの場合を正、逆方向流れの場
合を負として入力し、入力抵抗R₁、帰還抵抗
VR₂をもつた流量信号増幅回路１０２で、例え
ば、±5Vに増幅する。この増幅器出力は、電圧／
周波数変換回路１０４（以下、Ｖ／Ｆと呼ぶ）に
入力され、電圧に比例した周波数に変換された信
号が出力端子１１４から流量パルスとして出力さ
れる。Ｖ／Ｆ変換回路１０４は図示しない反転増
幅器と非反転増幅器とが共通入力端子をもつて内
蔵されており、この出力はコンパレータ１０３に
よつて切換えられるアナログスイツチにより、
Ｖ／Ｆ変換器１０４に常に正の電圧が入力される
ように切換えられる機能を有している。流れが停
止しているとき流量パルスが発信されていると、
このパルスは外部からの指令により開くアンドゲ
ート回路１０６を介して加減算カウンタ１０７に
入力される。加減算カウンタ１０７への加算、減
算の指令は、上記コンパレータ１０３により与え
られ、正のとき加算、負のとき減算をする。この
積算結果はデジタル／アナログ変換器（以下Ｄ／
Ａ変換器と呼ぶ）１０８により電圧変換され、上
記流量信号増幅回路１０２の入力抵抗R₁の他端
に印加される。この電圧は端子１０１に入力され
る流量信号と同符号となるとき負帰還ループが構
成され流量パルスの発信は停止する。このように
オフセツトが補正され、補正が完了したとき流量
パルスが停止することは積算結果をみれば明らか
であるが、遠隔で判別するために色別で感知する
方が優れている。そのため、流量パルスをモノマ
ルチバイブレータ１０９でパルス整形し、この信
号を順方向流れのときは緑色発光ダイオード１１
１、逆方向流れのときは赤色発光ダイオード１１
２に印加するようにコンパレータ１０３の出力に
より作動するアナログスイツチ１１０により切換
える。これらのダイオードは流量パルスによる点
滅信号となるので、流れがないときは発光せず、
オフセツトがあるとき、何れかの色で発光するの
で発光しないことを確認してオフセツトがないこ
とが確認でき、流れているときは色の種類によつ
て流れ方向を判別できる。

効 果 上述のように本考案によると、流量がないとき
のオフセツトを外部指令によつて自動的に補正す
るとともに補正が完了したか否かを発光の色別で
確認できるので、迅速、確実なスタート信号を発
信できる。また、流れ方向の確認もできるので、
操作ミスをなくし、正確で安定な計測が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例を説明する電気的
ブロツク線図、第２図は、従来例を示す図、第３
図は、従来例における位相時間差測定の電気的ブ
ロツク線図、第４図は、流量が零のときのセンサ
のタイムチヤートを示す図、第５図は、流量があ
るときのタイムチヤートを示す図である。 １０２……流量信号増幅器、１０３……コンパ
レータ、１０４……Ｖ／Ｆ変換回路、１０７……
加減算カウンタ、１０８……Ｄ／Ａ変換器、１１
１，１１２……発光ダイオード。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 流体が順方向に流れているとき正、逆方向に流
   れているとき負のアナログ信号を発信する流量信
   号発生器と、この流量信号を増幅する流量信号増
   幅回路と、この流量信号増幅回路の出力信号の符
   号を判別するコンパレータと、このコンパレータ
   の出力により、上記出力信号を流れの順逆方向に
   よらない流速をあらわす電圧とし、これを周波数
   に変換するＶ／Ｆ変換回路と、このＶ／Ｆ変換回
   路から出力される周波数信号を外部指令信号によ
   り通過させるゲート回路と、このゲート回路を通
   過した周波数信号を上記コンパレータ出力が順方
   向流れと判別したとき加算し、逆方向流れと判別
   したとき減算する加減算カウンタと、この加減算
   カウンタの出力をアナログ量に変換するＤ／Ａ変
   換回路と、このＤ／Ａ変換回路の出力により上記
   流量信号増幅回路のオフセツト量を打ち消す負帰
   還回路を有し、上記Ｖ／Ｆ変換回路の出力を前記
   コンパレータの出力に従つて切換えられるスイツ
   チを介して各々異なる色を発光する発光素子に印
   加することを特徴とする流れ方向判別器。