JPH08136296A - Flowmeter - Google Patents

Flowmeter

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Publication number
JPH08136296A
JPH08136296A JP30281694A JP30281694A JPH08136296A JP H08136296 A JPH08136296 A JP H08136296A JP 30281694 A JP30281694 A JP 30281694A JP 30281694 A JP30281694 A JP 30281694A JP H08136296 A JPH08136296 A JP H08136296A
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JP
Japan
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flow rate
flow
sensor
frequency
fluidic oscillation
Prior art date
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Pending
Application number
JP30281694A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazumitsu Nukui
一光 温井
Shinichi Sato
真一 佐藤
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.)
Tokyo Gas Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Gas Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Gas Co Ltd filed Critical Tokyo Gas Co Ltd
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  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

PURPOSE: To accurately measure a flow rate even in the state that a pressure change occurs due to disturbance in a flowmeter using a fluidic element. CONSTITUTION: A correction processor 55 obtains the frequency of a pressure change by using the output of a flow sensor 30 provided in the passage of a nozzle when a flow rate calculator 45 calculates the flow rate based on the pulse of a fluidic oscillation detected by a first piezoelectric film sensor 35, and compares the frequency of the change with that of the fluidic oscillation to judge whether the frequency of the oscillation is varied or not due to disturbance. When a change is recognized, it obtains a flowing velocity change width by using the output of the sensor 30, and corrects the flow rate calculated based on the output of the sensor 35 according to the varying width.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はフルイディック素子を用
いた流量計に係り、特に外乱の影響を低減できるように
した流量計に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flow meter using a fluidic element, and more particularly to a flow meter capable of reducing the influence of disturbance.

【0002】[0002]

【従来の技術】ガスメータ等に利用される流量計とし
て、フルイディック流量計が知られている。このフルイ
ディック流量計は、噴流を発生させるノズルの下流側
に、一対の側壁によって流路拡大部を形成すると共に、
側壁の外側に設けられたリターンガイドによって、ノズ
ルを通過した流体を各側壁の外側に沿ってノズルの噴出
口側へ導く一対のフィードバック流路を形成し、ノズル
を通過した流体が一対のフィードバック流路を交互に流
れる現象(本出願において、フルイディック発振とい
う。)を利用し、フルイディック発振の周波数や周期に
基づいて流体の流量を測定するものである。このフルイ
ディック流量計では、例えば、フルイディック発振を圧
電膜センサによって検出し、この圧電膜センサの出力を
パルス化し、各パルス毎に、その前のパルスとの時間間
隔であるパルス周期を求め、このパルス周期から流量お
よび積算流量を求めるようになっている。
2. Description of the Related Art A fluidic flowmeter is known as a flowmeter used for gas meters and the like. This fluidic flow meter, on the downstream side of the nozzle that generates the jet flow, while forming a flow path expansion portion by a pair of side walls,
The return guides provided outside the side walls form a pair of feedback flow paths that guide the fluid that has passed through the nozzles along the outside of each side wall to the jet outlet side of the nozzles. The flow rate of the fluid is measured based on the frequency and period of the fluidic oscillation by utilizing the phenomenon of alternating flow in the path (referred to as fluidic oscillation in the present application). In this fluidic flow meter, for example, fluidic oscillation is detected by a piezoelectric film sensor, the output of this piezoelectric film sensor is pulsed, and for each pulse, the pulse period that is the time interval with the preceding pulse is obtained, The flow rate and the integrated flow rate are obtained from this pulse cycle.

【0003】図6は圧電膜センサの出力に基づいて生成
されたパルス(以下、圧電膜センサのパルスという。)
を表したもので、この図において符号A〜Eはパルス周
期を表している。フルイディック流量計では、このパル
ス周期の逆数に補正係数を掛けた値を積算して積算流量
を求めるようになっている。
FIG. 6 shows a pulse generated based on the output of the piezoelectric film sensor (hereinafter referred to as a pulse of the piezoelectric film sensor).
In the figure, reference symbols A to E represent pulse periods. In the fluidic flow meter, the reciprocal of the pulse period is multiplied by a correction coefficient to integrate the values to obtain the integrated flow rate.

【0004】このフルイディック流量計は測定領域があ
まり広くないため、例えば特開平4−315916号公
報に示されるように、フルイディック流量計と、微小流
量の測定に適した熱式流速センサ(以下、フローセンサ
という。)とを併用した流量計も提案されている。フロ
ーセンサは、配管中における熱の移動が配管中を流れる
流体の流速と関係することを利用して流速を求めるセン
サである。このフローセンサは、例えばフルイディック
流量計のノズルの通路内に配置され、この通路内におけ
る流速を検出するようになっている。
Since this fluidic flowmeter has a not so wide measuring area, as shown in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-315916, a fluidic flowmeter and a thermal type flow velocity sensor (hereinafter referred to as a flow velocity sensor suitable for measuring a minute flow rate) are used. , And a flow sensor) have also been proposed. The flow sensor is a sensor that obtains the flow velocity by utilizing the fact that the movement of heat in the pipe is related to the flow velocity of the fluid flowing in the pipe. This flow sensor is arranged, for example, in the passage of the nozzle of the fluidic flow meter and detects the flow velocity in this passage.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなフルイディック流量計では、上流側における圧力変
動等の外乱によって、図7(a)に示すようにノズルを
通過する流体に圧力変動が生じ、その結果、図7(b)
に示すように、圧電膜センサのパルスの周波数が部分的
にあるいは全体的に圧力変動の周波数またはその1/2
に変化してしまうという現象が起こる。そうすると、正
確な流量および流量積算を計測できなくなるという問題
点がある。
However, in such a fluidic flowmeter, due to disturbance such as pressure fluctuation on the upstream side, pressure fluctuation occurs in the fluid passing through the nozzle as shown in FIG. 7A. As a result, FIG. 7 (b)
As shown in, the frequency of the pulse of the piezoelectric film sensor is partially or wholly the frequency of the pressure fluctuation or ½ thereof.
Phenomenon that changes to. Then, there is a problem that an accurate flow rate and flow rate integration cannot be measured.

【0006】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、フルイディック素子を用いた流量計
であって、外乱による圧力変動がある状態でも正確に流
量を計測できるようにした流量計を提供することにあ
る。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a flow meter using a fluidic element, which is capable of accurately measuring the flow rate even when there is a pressure fluctuation due to a disturbance. It is to provide a flow meter.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の流量計
は、流体の入口部から出口部に到る流路を形成する流量
計本体と、この流量計本体内に設けられると共に、流体
を噴出するノズルを含み、このノズルから噴出される流
体によるフルイディック発振を生成するフルイディック
発振生成部と、このフルイディック発振生成部によって
生成されるフルイディック発振を検出するフルイディッ
ク発振検出センサと、ノズルを通過する流体の流速を検
出する流速センサと、流量に応じて、フルイディック発
振検出センサの出力と流速センサの出力の一方に基づい
て流量を算出する流量演算手段と、この流量演算手段が
前記フルイディック発振検出センサの出力に基づいて流
量を算出しているときに、前記流速センサの出力を用い
て圧力変動の周波数を求め、この圧力変動の周波数とフ
ルイディック発振の周波数とを比較して外乱によってフ
ルイディック発振の周波数が変化しているか否かを判断
し、変化していると判断したときは、前記流速センサの
出力を用いて流速変動幅を求め、前記フルイディック発
振検出センサの出力に基づいて算出された流量に対して
流速変動幅に応じた補正を行う補正処理手段とを備えた
ものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a flowmeter having a flowmeter main body which forms a flow path extending from an inlet portion of a fluid to an outlet portion, and a flowmeter provided in the main body of the flowmeter. Including a nozzle that ejects, a fluidic oscillation generation unit that generates fluidic oscillation by the fluid ejected from this nozzle, and a fluidic oscillation detection sensor that detects the fluidic oscillation generated by this fluidic oscillation generation unit, A flow velocity sensor that detects the flow velocity of the fluid passing through the nozzle, a flow rate calculation unit that calculates the flow rate based on one of the output of the fluidic oscillation detection sensor and the output of the flow velocity sensor according to the flow rate, and the flow rate calculation unit. When calculating the flow rate based on the output of the fluidic oscillation detection sensor, the frequency of pressure fluctuation is calculated using the output of the flow velocity sensor. Obtained, comparing the frequency of this pressure fluctuation and the frequency of the fluidic oscillation to determine whether the frequency of the fluidic oscillation is changing due to disturbance, and when it is determined that the frequency of the fluidic sensor is changing, The flow rate fluctuation range is obtained using the output, and the correction processing means is provided for correcting the flow rate calculated based on the output of the fluidic oscillation detection sensor according to the flow rate fluctuation range.

【0008】この流量計では、フルイディック発振検出
センサによってフルイディック発振が検出され、流速セ
ンサによってノズルを通過する流体の流速が検出され
る。演算手段は、流量に応じて、フルイディック発振検
出センサの出力と流速センサの出力の一方に基づいて流
量を算出する。また、補正処理手段は、流量演算手段が
フルイディック発振検出センサの出力に基づいて流量を
算出しているときに、流速センサの出力を用いて圧力変
動の周波数を求め、この圧力変動の周波数とフルイディ
ック発振の周波数とを比較して外乱によってフルイディ
ック発振の周波数が変化しているか否かを判断し、変化
していると判断したときは、流速センサの出力を用いて
流速変動幅を求め、フルイディック発振検出センサの出
力に基づいて算出された流量に対して流速変動幅に応じ
た補正を行う。外乱による圧力変動がある場合、フルイ
ディック発振検出センサの出力に基づいて算出された流
量に生ずる誤差は、流速変動幅に応じて変化するので、
流速変動幅に応じた補正を行うことによって正確な流量
の計測が可能となる。
In this flow meter, the fluidic oscillation detection sensor detects the fluidic oscillation, and the flow velocity sensor detects the flow velocity of the fluid passing through the nozzle. The calculation means calculates the flow rate based on one of the output of the fluidic oscillation detection sensor and the output of the flow velocity sensor according to the flow rate. Further, the correction processing means, when the flow rate calculation means is calculating the flow rate based on the output of the fluidic oscillation detection sensor, obtains the frequency of pressure fluctuation using the output of the flow velocity sensor, and determines the frequency of this pressure fluctuation. By comparing with the frequency of fluidic oscillation to determine whether the frequency of fluidic oscillation is changing due to disturbance, if it is determined to be changing, obtain the flow velocity fluctuation range using the output of the flow velocity sensor. , The flow rate calculated based on the output of the fluidic oscillation detection sensor is corrected according to the flow velocity fluctuation range. When there is pressure fluctuation due to disturbance, the error that occurs in the flow rate calculated based on the output of the fluidic oscillation detection sensor changes according to the flow speed fluctuation range.
Accurate measurement of the flow rate becomes possible by performing the correction according to the fluctuation range of the flow velocity.

【0009】請求項2記載の流量計は、請求項1記載の
流量計において、前記流速センサが間欠的に駆動され、
且つ補正処理手段によって圧力変動の周波数および流速
変動幅を求める際の流速センサの駆動周期は、前記流量
演算手段が前記流速センサの出力に基づいて流量を算出
する際の前記流速センサの駆動周期よりも小さくなるよ
うに構成したものである。
A flowmeter according to a second aspect is the flowmeter according to the first aspect, wherein the flow velocity sensor is intermittently driven,
Further, the drive cycle of the flow velocity sensor when obtaining the frequency of pressure fluctuation and the flow velocity fluctuation range by the correction processing means is more than the drive cycle of the flow velocity sensor when the flow rate calculating means calculates the flow rate based on the output of the flow rate sensor. Is configured to be small.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0011】図1は本発明の一実施例に係る流量計の構
成を示す断面図である。本実施例に係る流量計は、ガス
メータとして使用されるものである。図1に示すよう
に、流量計は、気体(ガス)を受け入れる入口部11と
気体を排出する出口部12とを有する本体10を備えて
いる。本体10内には隔壁13が設けられ、この隔壁1
3と入口部11との間に第1の気体流路14が形成さ
れ、隔壁13と出口部12との間に第2の気体流路15
が形成されている。隔壁13には開口部16が設けら
れ、第1の気体流路14内には、開口部16を閉塞可能
な遮断弁17が設けられている。また、本体10の外側
にはソレノイド18が固定され、このソレノイド18の
プランジャ19が、本体10の側壁を貫通して遮断弁1
7に接合されている。また、遮断弁17と本体10との
間におけるプランジャ19の周囲には、ばね20が設け
られ、このばね20が遮断弁17を開口部16側へ付勢
している。
FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a flow meter according to an embodiment of the present invention. The flowmeter according to the present embodiment is used as a gas meter. As shown in FIG. 1, the flow meter includes a main body 10 having an inlet portion 11 for receiving gas (gas) and an outlet portion 12 for discharging gas. A partition wall 13 is provided in the main body 10, and this partition wall 1
3 and the inlet portion 11 are formed with a first gas passage 14, and the partition wall 13 and the outlet portion 12 are provided with a second gas passage 15.
Are formed. An opening 16 is provided in the partition wall 13, and a shutoff valve 17 capable of closing the opening 16 is provided in the first gas flow path 14. A solenoid 18 is fixed to the outside of the main body 10, and a plunger 19 of the solenoid 18 penetrates a side wall of the main body 10 to shut off the shutoff valve 1.
It is joined to 7. Further, a spring 20 is provided around the plunger 19 between the shutoff valve 17 and the main body 10, and the spring 20 biases the shutoff valve 17 toward the opening portion 16 side.

【0012】第2の気体流路15内には、入口部11か
ら受け入れた気体を通過させて噴流を発生させるノズル
21が設けられている。このノズル21の上流側には気
体の流れを整えるための整流部材22が設けられてい
る。また、ノズル21の通路内には、熱式流速センサで
あるフローセンサ30が配設されている。このフローセ
ンサ30は、図示しないが、発熱部とこの発熱部の上流
側および下流側に配設された2つの温度センサを有し、
2つの温度センサによって検出される温度の差を一定に
保つために必要な発熱部に対する供給電力から流速に対
応する流量を求めたり、一定電流または一定電力で発熱
部を加熱し、2つの温度センサによって検出される温度
の差から流量を求めるようになっている。
In the second gas passage 15, there is provided a nozzle 21 which allows the gas received from the inlet 11 to pass therethrough to generate a jet flow. A rectifying member 22 for regulating the flow of gas is provided on the upstream side of the nozzle 21. In addition, a flow sensor 30, which is a thermal type flow velocity sensor, is arranged in the passage of the nozzle 21. Although not shown, the flow sensor 30 has a heat generating portion and two temperature sensors arranged upstream and downstream of the heat generating portion,
Two temperature sensors are used to obtain the flow rate corresponding to the flow velocity from the power supplied to the heat generating part required to keep the difference in temperature detected by the two temperature sensors constant, or to heat the heat generating part with a constant current or constant power. The flow rate is obtained from the difference in temperature detected by.

【0013】ノズル21の下流側には、拡大された流路
を形成する一対の側壁23、24が設けられている。こ
の側壁23、24の間には、所定の間隔を開けて、上流
側に第1ターゲット25、下流側に第2ターゲット26
がそれぞれ配設されている。また、側壁23、24の外
側には、ノズル21を通過した気体を各側壁23、24
の外周部に沿ってノズル21の噴出口側へ帰還させる一
対のフィードバック流路27、28を形成するリターン
ガイド29が配設されている。また、フィードバック流
路27、28の各出口部分と出口部12との間には、リ
ターンガイド29の背面と本体10とによって、一対の
排出路31、32が形成されている。これらノズル21
から排出路31、32に到る部分が本発明におけるフル
イディック発振生成部に対応する。
On the downstream side of the nozzle 21, a pair of side walls 23 and 24 forming an enlarged flow path are provided. A predetermined space is provided between the side walls 23, 24 so that the first target 25 is located upstream and the second target 26 is located downstream.
Are arranged respectively. The gas that has passed through the nozzle 21 is provided outside the side walls 23 and 24.
A return guide 29 that forms a pair of feedback flow paths 27, 28 for returning to the ejection port side of the nozzle 21 is provided along the outer peripheral portion of the. A pair of discharge passages 31 and 32 are formed between the outlet portions of the feedback flow passages 27 and 28 and the outlet portion 12 by the back surface of the return guide 29 and the main body 10. These nozzles 21
The portions from the discharge paths 31 and 32 correspond to the fluidic oscillation generation section in the present invention.

【0014】ノズル21の噴出口の近傍には導圧孔3
3、34が設けられている。また、本体10の底部の外
側には、図示しない導圧路を介して導圧孔33、34に
連通し、導圧孔33と導圧孔34における差圧を検出す
るフルイディック発振検出センサとしての圧電膜センサ
35(図1では図示せず。)が設けられている。
A pressure guiding hole 3 is provided in the vicinity of the jetting port of the nozzle 21.
3, 34 are provided. Further, on the outside of the bottom of the main body 10, as a fluidic oscillation detection sensor that communicates with the pressure guiding holes 33 and 34 via a pressure guiding path (not shown) and detects the differential pressure between the pressure guiding hole 33 and the pressure guiding hole 34. The piezoelectric film sensor 35 (not shown in FIG. 1) is provided.

【0015】図2は図1に示した流量計の回路部分の構
成を示すブロック図である。この図に示すように、流量
計は、フローセンサ30の出力信号をアナログ−ディジ
タル(以下、A/Dと記す。)変換するA/D変換器4
2と、圧電膜センサ35の出力信号を増幅するアナログ
増幅器43と、このアナログ増幅器43の出力を波形整
形してパルスを生成する波形整形回路44と、流量に応
じて、フローセンサ30の出力(A/D変換器42の出
力)と圧電膜センサ35の出力(波形整形回路44の出
力)の一方に基づいて流量および積算流量を算出する流
量演算部45と、この流量演算部45によって算出され
た積算流量を表示する表示部46と、流量演算部45に
よって制御され、ソレノイド18を駆動して遮断弁17
を制御する遮断弁制御部47とを備えている。遮断弁制
御部47は、例えば、流量演算部45が所定量以上の流
量を検出した場合や所定の流量を所定時間以上検出した
場合等に、ソレノイド18を動作させ、遮断弁17によ
って開口部16を閉塞してガスを遮断するようになって
いる。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the circuit portion of the flow meter shown in FIG. As shown in this figure, the flow meter has an A / D converter 4 for converting the output signal of the flow sensor 30 from analog to digital (hereinafter referred to as A / D).
2, an analog amplifier 43 that amplifies the output signal of the piezoelectric film sensor 35, a waveform shaping circuit 44 that waveform-shapes the output of the analog amplifier 43 to generate a pulse, and an output of the flow sensor 30 according to the flow rate ( A flow rate calculation unit 45 that calculates a flow rate and an integrated flow rate based on one of the output of the A / D converter 42) and the output of the piezoelectric film sensor 35 (output of the waveform shaping circuit 44), and the flow rate calculation unit 45. The display unit 46 for displaying the accumulated flow rate and the flow rate calculation unit 45 drive the solenoid 18 to drive the shutoff valve 17
And a shutoff valve control unit 47 for controlling the. The shutoff valve control unit 47 operates the solenoid 18 when the flow rate calculation unit 45 detects a flow rate of a predetermined amount or more, or detects a predetermined flow rate for a predetermined time or more, and causes the shutoff valve 17 to open the opening 16. To block the gas.

【0016】流量計は、更に、フローセンサ30、A/
D変換器42、波形整形回路44および流量演算部45
に接続された補正処理部55を備えている。この補正処
理部55は、流量演算部45が圧電膜センサ35の出力
に基づいて流量を算出しているときに、フローセンサ3
0の出力を用いて圧力変動の周波数を求め、この圧力変
動の周波数とフルイディック発振の周波数とを比較して
外乱によってフルイディック発振の周波数が変化してい
るか否かを判断し、変化していると判断したときは、フ
ローセンサ30の出力を用いて流速変動幅を求め、圧電
膜センサ35の出力に基づいて算出された流量に対して
流速変動幅に応じた補正を行うようになっている。ま
た、フローセンサ30は、消費電力低減のため、通常時
は例えば8秒周期で間欠駆動されているが、補正処理部
55が圧力変動の周波数および流速変動幅を求める際に
は、補正処理部55の制御によって最小周期、例えば
0.1秒周期で間欠駆動されるようになっている。
The flow meter further comprises a flow sensor 30, A /
D converter 42, waveform shaping circuit 44, and flow rate calculation unit 45
The correction processing unit 55 connected to the. The correction processing unit 55, when the flow rate calculation unit 45 calculates the flow rate based on the output of the piezoelectric film sensor 35, the flow sensor 3
The frequency of the pressure fluctuation is obtained using the output of 0, and the frequency of the pressure fluctuation is compared with the frequency of the fluidic oscillation to determine whether or not the frequency of the fluidic oscillation is changed by the disturbance, When it is determined that the flow rate fluctuation range is obtained using the output of the flow sensor 30, the flow rate calculated based on the output of the piezoelectric film sensor 35 is corrected according to the flow rate fluctuation range. There is. In order to reduce power consumption, the flow sensor 30 is normally driven intermittently at a cycle of, for example, 8 seconds. However, when the correction processing unit 55 obtains the pressure fluctuation frequency and the flow velocity fluctuation width, the correction processing unit By the control of 55, intermittent driving is performed at a minimum cycle, for example, a 0.1 second cycle.

【0017】なお、流量演算部45、遮断弁制御部47
および補正処理部55は、例えばマイクロコンピュータ
によって構成される。
The flow rate calculator 45 and the shutoff valve controller 47
The correction processing unit 55 is composed of, for example, a microcomputer.

【0018】次に、本実施例に係る流量計の動作につい
て説明する。
Next, the operation of the flowmeter according to this embodiment will be described.

【0019】流量計の入口部11から受け入れられた気
体は、第1の気体流路14、開口部16、第2の気体流
路15、整流部材22を順に経て、ノズル21に入る。
そして、ノズル21の通路内に配設されたフローセンサ
30によって、ノズル21を通過する気体の流速が検出
される。
The gas received from the inlet portion 11 of the flow meter enters the nozzle 21 through the first gas passage 14, the opening 16, the second gas passage 15 and the rectifying member 22 in this order.
Then, the flow sensor 30 arranged in the passage of the nozzle 21 detects the flow velocity of the gas passing through the nozzle 21.

【0020】ノズル21を通過した気体は、噴流となっ
て噴出口より噴出される。噴出口より噴出された気体
は、コアンダ効果により一方の側壁に沿って流れる。こ
こでは、まず側壁23に沿って流れるものとする。側壁
23に沿って流れた気体は、更にフィードバック流路2
7を経て、ノズル21の噴出口側へ帰還され、排出路3
1を経て出口部12より排出される。このとき、ノズル
21より噴出された気体は、フィードバック流路27を
流れてきた気体によって方向が変えられ、今度は他方の
側壁24に沿って流れるようになる。この気体は、更に
フィードバック流路28を経て、ノズル21の噴出口側
へ帰還され、排出路32を経て出口部12より排出され
る。すると、ノズル21より噴出された気体は、今度
は、フィードバック流路28を流れてきた気体によって
方向が変えられ、再び側壁23、フィードバック流路2
7に沿って流れるようになる。以上の動作を繰り返すこ
とにより、ノズル21を通過した気体は一対のフィード
バック流路27、28を交互に流れるフルイディック発
振を行う。このフルイディック発振の周波数、周期は流
量と対応関係がある。フルイディック発振は圧電膜セン
サ35によって検出される。
The gas passing through the nozzle 21 becomes a jet stream and is jetted from the jet outlet. The gas ejected from the ejection port flows along one side wall due to the Coanda effect. Here, it shall first flow along the side wall 23. The gas flowing along the side wall 23 is further fed back to the feedback channel 2
After returning to the ejection port side of the nozzle 21, the discharge passage 3
It is discharged from the outlet portion 12 via 1 At this time, the gas ejected from the nozzle 21 is changed in direction by the gas flowing through the feedback flow path 27, and now flows along the other side wall 24. The gas is further returned to the ejection port side of the nozzle 21 via the feedback flow path 28, and is discharged from the outlet section 12 via the discharge path 32. Then, the direction of the gas ejected from the nozzle 21 is changed by the gas flowing through the feedback flow passage 28, and the side wall 23 and the feedback flow passage 2 again.
It comes to flow along 7. By repeating the above operation, the gas passing through the nozzle 21 performs fluidic oscillation which alternately flows through the pair of feedback flow paths 27 and 28. The frequency and period of this fluidic oscillation have a correlation with the flow rate. The fluidic oscillation is detected by the piezoelectric film sensor 35.

【0021】流量演算部45は、予め範囲が設定された
小流量側の流量域ではフローセンサ30の出力(A/D
変換器42の出力)に基づいて流量および積算流量を算
出し、予め範囲が設定された大流量側の流量域では圧電
膜センサ35の出力(波形整形回路44の出力)に基づ
いて流量および積算流量を算出する。表示部46は流量
演算部45によって算出された積算流量を表示する。ま
た、遮断弁制御部47は、流量演算部45が所定量以上
の流量を検出した場合や所定の流量を所定時間以上検出
した場合等に、ソレノイド18を動作させ、遮断弁17
によって開口部16を閉塞し、流量計の下流側への気体
(ガス)の供給を停止する。
The flow rate calculator 45 outputs the output (A / D) of the flow sensor 30 in the flow rate range on the small flow rate side where the range is set in advance.
The flow rate and the integrated flow rate are calculated based on the output of the converter 42, and the flow rate and the integrated flow rate are calculated based on the output of the piezoelectric film sensor 35 (the output of the waveform shaping circuit 44) in the flow rate range on the large flow rate side where the range is set in advance. Calculate the flow rate. The display unit 46 displays the integrated flow rate calculated by the flow rate calculation unit 45. Further, the shutoff valve control unit 47 operates the solenoid 18 to operate the shutoff valve 17 when the flow rate calculation unit 45 detects a flow rate of a predetermined amount or more, or when a predetermined flow rate is detected for a predetermined time or more.
The opening 16 is closed by the above, and the supply of gas to the downstream side of the flow meter is stopped.

【0022】次に、図3の流れ図を用いて、補正処理部
55の動作について説明する。補正処理部55は、ま
ず、流量演算部45が圧電膜センサ35による計測中か
否かを判断し(ステップS101)、計測中ではない場
合(N)は他の処理へ移行する(リターン)。計測中の
場合(Y)は、フローセンサ30の駆動周期を0.1秒
にし(ステップS102)、数秒間、フローセンサ30
の測定値を求める。そして、フローセンサ30の測定値
から圧力変動の周波数を求める(ステップS103)。
なお、流速と圧力は対応関係があるので、圧力変動の周
波数は流速変動の周波数と同じである。補正処理部55
は、次に、フローセンサ30の測定値から求めた圧力変
動の周波数と波形整形回路44から入力されるパルスの
周波数すなわちフルイディック発振の周波数とを比較し
て、外乱によってフルイディック発振の周波数が変化し
ているか否かを判断する(ステップS104)。なお、
ここでは、フルイディック発振の周波数が圧力変動の周
波数と同じかその1/2になっている場合に、外乱によ
ってフルイディック発振の周波数が変化していると判断
する。そして、変化していないと判断したとき(N)は
補正処理は行わず、流量演算部45に、通常通り、圧電
膜センサ35のパルス周期に基づいて流量および積算流
量を求めさせ(ステップS105)、他の処理に移行す
る。
Next, the operation of the correction processing section 55 will be described with reference to the flowchart of FIG. The correction processing unit 55 first determines whether or not the flow rate calculation unit 45 is measuring by the piezoelectric film sensor 35 (step S101), and when it is not measuring (N), shifts to another process (return). During measurement (Y), the drive cycle of the flow sensor 30 is set to 0.1 second (step S102), and the flow sensor 30 is operated for several seconds.
Find the measured value of. Then, the frequency of pressure fluctuation is obtained from the measurement value of the flow sensor 30 (step S103).
Since the flow velocity and the pressure have a corresponding relationship, the frequency of pressure fluctuation is the same as the frequency of flow velocity fluctuation. Correction processing unit 55
Next, the frequency of the pressure fluctuation obtained from the measurement value of the flow sensor 30 is compared with the frequency of the pulse input from the waveform shaping circuit 44, that is, the frequency of the fluidic oscillation, and the frequency of the fluidic oscillation due to disturbance is determined. It is determined whether or not it has changed (step S104). In addition,
Here, when the frequency of the fluidic oscillation is the same as or half of the frequency of the pressure fluctuation, it is determined that the frequency of the fluidic oscillation is changing due to disturbance. When it is determined that there is no change (N), the correction process is not performed, and the flow rate calculation unit 45 is made to calculate the flow rate and the integrated flow rate based on the pulse period of the piezoelectric film sensor 35 as usual (step S105). , Shift to other processing.

【0023】一方、外乱によってフルイディック発振の
周波数が変化していると判断した場合(ステップS10
4;Y)には、補正処理部55は、フローセンサ30の
測定値からノズル21の通路内における流速変動幅を求
める。なお、流速変動幅は、流速の最大値と最小値の差
として求めることができる。補正処理部55は、次に、
流量演算部45で算出される圧電膜センサ35のパルス
周期に基づく測定流量を、流速変動幅に応じて補正して
補正流量を求め(ステップS107)、他の処理に移行
する。この場合、流量演算部45では、補正処理部55
によって求められた補正流量に基づいて積算流量が算出
されることになる。なお、図3に示した動作は、流量計
全体の動作の中で繰り返し実行される。
On the other hand, when it is determined that the frequency of the fluidic oscillation is changing due to the disturbance (step S10)
4; Y), the correction processing unit 55 obtains the flow velocity fluctuation width in the passage of the nozzle 21 from the measurement value of the flow sensor 30. The flow velocity fluctuation range can be obtained as a difference between the maximum value and the minimum value of the flow velocity. The correction processing unit 55 then
The measured flow rate based on the pulse period of the piezoelectric film sensor 35 calculated by the flow rate calculation unit 45 is corrected according to the flow velocity fluctuation width to obtain a corrected flow rate (step S107), and the process proceeds to another process. In this case, in the flow rate calculation unit 45, the correction processing unit 55
The integrated flow rate is calculated based on the corrected flow rate obtained by The operation shown in FIG. 3 is repeatedly executed in the operation of the entire flow meter.

【0024】ここで、図4および図5を参照して、補正
処理部55における補正の方法について説明する。図4
に示すように、外乱による圧力変動がある場合、流量演
算部45で算出される圧電膜センサ35のパルス周期に
基づく測定流量に生じる誤差は、ノズル21の通路内に
おける流速変動幅に応じて変化する。流速変動幅が大き
いほど誤差が大きくなるのは、フルイディック発振によ
るパルスに圧力変動によって生じたパルスが重畳される
割合が増えるためである。そして、流速変動幅が所定値
Wを越えると、圧電膜センサ35のパルスの周波数が完
全に圧力変動の周波数またはその1/2に変化してしま
うため、誤差が一定になる。補正処理部55は、圧電膜
センサ35のパルス周期に基づく測定流量をQd 、補正
係数をkとした場合、補正流量Qc を、Qc =k×Qd
として求める。この場合、図4に示した関係から、図5
に示すように補正係数kは流速変動幅に依存する。この
流速変動幅と補正係数kとの関係を予め計測によって求
めておけば、流速変動幅から補正係数kを求め、上式よ
り補正流量Qc を求めることができる。
Here, the correction method in the correction processing section 55 will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG.
As shown in FIG. 5, when there is a pressure fluctuation due to a disturbance, the error generated in the measured flow rate based on the pulse period of the piezoelectric film sensor 35 calculated by the flow rate calculation unit 45 changes according to the flow velocity fluctuation width in the passage of the nozzle 21. To do. The larger the fluctuation range of the flow velocity, the larger the error is because the ratio of the pulse generated by the pressure fluctuation to the pulse generated by the fluidic oscillation increases. When the fluctuation width of the flow velocity exceeds the predetermined value W, the frequency of the pulse of the piezoelectric film sensor 35 completely changes to the frequency of the pressure fluctuation or ½ thereof, so that the error becomes constant. When the measured flow rate based on the pulse period of the piezoelectric film sensor 35 is Q d and the correction coefficient is k, the correction processing unit 55 calculates the corrected flow rate Q c as Q c = k × Q d.
Ask as. In this case, from the relationship shown in FIG.
As shown in, the correction coefficient k depends on the flow velocity fluctuation range. If it obtained in advance by measuring the relationship between the velocity variation range and the correction coefficient k, obtain a correction coefficient k from velocity fluctuation range, it is possible to obtain the correction flow rate Q c from the above equation.

【0025】以上説明したように、本実施例によれば、
外乱による圧力変動がある状態では、流量演算部45で
算出される圧電膜センサ35のパルス周期に基づく測定
流量を、流速変動幅に応じて補正するようにしたので、
外乱による圧力変動がある状態でも正確な流量および積
算流量を計測することができる。
As described above, according to this embodiment,
In the state where there is pressure fluctuation due to disturbance, the measured flow rate based on the pulse period of the piezoelectric film sensor 35 calculated by the flow rate calculation unit 45 is corrected according to the flow velocity fluctuation width.
Accurate flow rate and integrated flow rate can be measured even when there is pressure fluctuation due to disturbance.

【0026】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、例えば、フローセンサ30としては、発熱
部と2つの温度センサを有するものに限らず、例えば1
つの発熱部を有し、この発熱部の温度(抵抗)を一定に
保つために必要な発熱部に対する供給電力から流速を求
めたり、一定電流または一定電力で発熱部を加熱し、発
熱部の温度(抵抗)から流速を求めるものでも良い。
The present invention is not limited to the above embodiment, and for example, the flow sensor 30 is not limited to the one having a heat generating portion and two temperature sensors, and for example,
The temperature of the heat generating part is calculated by calculating the flow velocity from the power supplied to the heat generating part required to keep the temperature (resistance) of the heat generating part constant, or by heating the heat generating part with a constant current or constant power. It is also possible to obtain the flow velocity from (resistance).

【0027】また、本発明は、気体のみならず液体の流
量を計測する流量計にも適用することができる。
The present invention can also be applied to a flow meter for measuring the flow rate of liquid as well as gas.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように本発明の流量計によ
れば、流量演算手段がフルイディック発振検出センサの
出力に基づいて流量を算出しているときに、補正処理手
段によって、流速センサの出力を用いて圧力変動の周波
数を求め、この圧力変動の周波数とフルイディック発振
の周波数とを比較して外乱によってフルイディック発振
の周波数が変化しているか否かを判断し、変化している
と判断したときは、流速センサの出力を用いて流速変動
幅を求め、フルイディック発振検出センサの出力に基づ
いて算出された流量に対して流速変動幅に応じた補正を
行うようにしたので、外乱による圧力変動がある状態で
も正確な流量を計測することができるという効果があ
る。
As described above, according to the flow meter of the present invention, when the flow rate calculation means calculates the flow rate based on the output of the fluidic oscillation detection sensor, the correction processing means causes the flow rate sensor Determine the frequency of pressure fluctuations using the output, compare the frequency of this pressure fluctuation with the frequency of the fluidic oscillation, determine whether the frequency of the fluidic oscillation is changing due to disturbance, and determine that it is changing. When judged, the flow velocity fluctuation range is calculated using the output of the flow velocity sensor, and the flow rate calculated based on the output of the fluidic oscillation detection sensor is corrected according to the flow velocity fluctuation range. There is an effect that an accurate flow rate can be measured even when there is a pressure fluctuation due to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例に係る流量計の構成を示す断
面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a configuration of a flow meter according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の流量計の回路構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of the flow meter of FIG.

【図3】図2における補正処理部の動作を示す流れ図で
ある。
FIG. 3 is a flowchart showing an operation of a correction processing unit in FIG.

【図4】図1のノズル通路内における流速変動幅と圧電
膜センサのパルス周期に基づく測定流量の誤差との関係
を示す特性図である。
4 is a characteristic diagram showing the relationship between the flow velocity fluctuation width in the nozzle passage of FIG. 1 and the error in the measured flow rate based on the pulse period of the piezoelectric film sensor.

【図5】図2における補正処理部で使用する補正係数と
流速変動幅との関係を示す特性図である。
5 is a characteristic diagram showing a relationship between a correction coefficient used in the correction processing unit in FIG. 2 and a flow velocity fluctuation range.

【図6】フルイディック流量計における圧電膜センサの
パルスを示す波形図である。
FIG. 6 is a waveform diagram showing pulses of a piezoelectric film sensor in a fluidic flow meter.

【図7】外乱によって圧電膜センサのパルスの周波数が
変化する現象を説明するための波形図である。
FIG. 7 is a waveform diagram for explaining a phenomenon in which the pulse frequency of the piezoelectric film sensor changes due to disturbance.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 ノズル 30 フローセンサ 33、34 導圧孔 35 圧電膜センサ 45 流量演算部 55 補正処理部 21 nozzle 30 flow sensor 33, 34 pressure guide hole 35 piezoelectric film sensor 45 flow rate calculation unit 55 correction processing unit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 流体の入口部から出口部に到る流路を形
成する流量計本体と、 この流量計本体内に設けられると共に、流体を噴出する
ノズルを含み、このノズルから噴出される流体によるフ
ルイディック発振を生成するフルイディック発振生成部
と、 このフルイディック発振生成部によって生成されるフル
イディック発振を検出するフルイディック発振検出セン
サと、 前記ノズルを通過する流体の流速を検出する流速センサ
と、 流量に応じて、前記フルイディック発振検出センサの出
力と前記流速センサの出力の一方に基づいて流量を算出
する流量演算手段と、 この流量演算手段が前記フルイディック発振検出センサ
の出力に基づいて流量を算出しているときに、前記流速
センサの出力を用いて圧力変動の周波数を求め、この圧
力変動の周波数とフルイディック発振の周波数とを比較
して外乱によってフルイディック発振の周波数が変化し
ているか否かを判断し、変化していると判断したとき
は、前記流速センサの出力を用いて流速変動幅を求め、
前記フルイディック発振検出センサの出力に基づいて算
出された流量に対して流速変動幅に応じた補正を行う補
正処理手段とを具備することを特徴とする流量計。
1. A fluid ejected from this nozzle, which includes a flowmeter main body that forms a flow path from a fluid inlet to an outlet, and a nozzle that is provided in the flowmeter main body and ejects the fluid. A fluidic oscillation generator that generates a fluidic oscillation by the fluidic oscillation detector, a fluidic oscillation detection sensor that detects the fluidic oscillation generated by the fluidic oscillation generator, and a flow velocity sensor that detects the flow velocity of the fluid passing through the nozzle. A flow rate calculation means for calculating a flow rate based on one of the output of the fluidic oscillation detection sensor and the output of the flow velocity sensor according to the flow rate; and the flow rate calculation means based on the output of the fluidic oscillation detection sensor. When calculating the flow rate by using the output of the flow velocity sensor, calculate the frequency of pressure fluctuation and calculate the frequency of this pressure fluctuation. Number and the frequency of the fluidic oscillation is compared to determine whether the frequency of the fluidic oscillation is changing due to disturbance, and when it is determined that the frequency is changing, the output of the flow velocity sensor is used to change the flow velocity. Find the width,
A flowmeter, comprising: a correction processing unit that corrects the flow rate calculated based on the output of the fluidic oscillation detection sensor in accordance with the flow velocity fluctuation range.
【請求項2】 前記流速センサは間欠的に駆動され、且
つ前記補正処理手段によって圧力変動の周波数および流
速変動幅を求める際の流速センサの駆動周期は、前記流
量演算手段が前記流速センサの出力に基づいて流量を算
出する際の前記流速センサの駆動周期よりも小さいこと
を特徴とする請求項1記載の流量計。
2. The flow rate sensor is driven intermittently, and the drive cycle of the flow rate sensor when the frequency of pressure fluctuation and the width of flow rate fluctuation are obtained by the correction processing means is such that the flow rate calculation means outputs the flow rate sensor. The flowmeter according to claim 1, wherein the flowmeter is smaller than a drive cycle of the flow velocity sensor when the flow rate is calculated based on.
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