JPH0835865A - Gain correction device for thermal velocity sensor for fowmeter - Google Patents
Gain correction device for thermal velocity sensor for fowmeterInfo
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- JPH0835865A JPH0835865A JP6192850A JP19285094A JPH0835865A JP H0835865 A JPH0835865 A JP H0835865A JP 6192850 A JP6192850 A JP 6192850A JP 19285094 A JP19285094 A JP 19285094A JP H0835865 A JPH0835865 A JP H0835865A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、フルイディック流量計
と熱式流速センサを併用した流量計において、熱式流速
センサのゲインを補正する流量計用熱式流速センサのゲ
イン補正装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flow rate meter using a fluidic flow rate meter and a thermal type flow rate sensor in combination, and relates to a gain correction device for a thermal type flow rate sensor for a flow rate meter for correcting the gain of the thermal type flow rate sensor.
【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、熱式流速センサを用いたものが知られている。熱式
流速センサは、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も
のであり、この熱式流速センサを用いた流量計では、流
速から流量を演算して、これを表示するようになってい
る。また、熱式流速センサは小流量の測定に適している
ことから、フルイディック流量計と熱式流速センサと併
用した流量計もある。2. Description of the Related Art As a flow meter used for a gas meter or the like, one using a thermal type flow velocity sensor is known. The thermal type flow velocity sensor 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.In the flow meter using this thermal type flow velocity sensor, Is calculated and displayed. Further, since the thermal type flow rate sensor is suitable for measuring a small flow rate, there is a flow rate meter in which a fluidic flow meter and a thermal type flow rate sensor are used in combination.
【0003】ところで、熱式流速センサは温度等によっ
て出力が変動する。そこで、従来、フルイディック流量
計と熱式流速センサと併用した流量計では、例えば特開
平3−96817号公報に示されるように、フルイディ
ック発振を検出するセンサと熱式流速センサの双方で測
定を行う流量範囲を設け、流量がこの流量範囲内にあ
り、且つ流量変動が微小のときに、フルイディック発振
を検出するセンサによる測定値に基づいて、熱式流速セ
ンサの出力信号とこの出力信号に基づいて求められる流
量との関係(本発明において熱式流速センサのゲインと
いう。)を補正するようしていた。By the way, the output of the thermal type flow velocity sensor varies depending on the temperature and the like. Therefore, conventionally, in a flow meter that uses a fluidic flow meter and a thermal flow velocity sensor together, as shown in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 3-96817, measurement is performed by both a sensor that detects fluidic oscillation and a thermal flow velocity sensor. When a flow rate range for performing the flow rate is set, and the flow rate is within this flow rate range and the flow rate fluctuation is minute, the output signal of the thermal type flow velocity sensor and this output signal are output based on the measurement value by the sensor that detects fluidic oscillation. The relationship with the flow rate (which is referred to as the gain of the thermal type flow velocity sensor in the present invention) calculated based on the above is corrected.
【0004】ここで、図4ないし図6を用いて、従来の
熱式流速センサのゲイン補正方法の一例を説明する。な
お、以下の説明において、フルイディック発振を検出す
るセンサは圧電膜センサとし、熱式流速センサはフロー
センサと呼ぶ。Here, an example of a conventional gain correction method for a thermal type flow velocity sensor will be described with reference to FIGS. In the following description, the sensor that detects fluidic oscillation will be referred to as a piezoelectric film sensor, and the thermal flow velocity sensor will be referred to as a flow sensor.
【0005】図4の流れ図に示すように、従来のフロー
センサのゲイン補正方法では、まず、圧電膜センサが流
量測定中か否かを判断し(ステップS201)、測定中
である場合(Y)は、圧電膜センサを用いた測定流量を
取得する(ステップS202)。次に、この測定流量が
補正基準流量範囲内か否かを判断する(ステップS20
3)。補正基準流量範囲とは、圧電膜センサとフローセ
ンサの双方で測定を行う流量範囲であり、例えば250
〜400リットル/時間である。測定流量が補正基準流
量範囲内の場合(Y)は、フローセンサによって流量を
測定する(ステップS204)。As shown in the flow chart of FIG. 4, in the conventional gain correction method for a flow sensor, it is first judged whether or not the piezoelectric film sensor is measuring the flow rate (step S201), and if it is measuring (Y). Acquires the measured flow rate using the piezoelectric film sensor (step S202). Next, it is determined whether this measured flow rate is within the corrected reference flow rate range (step S20).
3). The corrected reference flow rate range is a flow rate range in which measurement is performed by both the piezoelectric film sensor and the flow sensor, for example, 250
~ 400 liters / hour. When the measured flow rate is within the corrected reference flow rate range (Y), the flow sensor measures the flow rate (step S204).
【0006】ここで、図5を参照して、圧電膜センサと
フローセンサを用いた流量測定の動作を説明する。図5
(a)に示すように、圧電膜センサの出力は波形整形回
路等によってパルス化される。流量計の流量演算部は、
所定のパルスの立上がりから例えば12秒を計時し、そ
の後の最初のパルスの立上がりまでの時間t(秒)と、
12+t秒間におけるパルス数とを計測し、時間tとパ
ルス数とに基づいて、12+t秒間における積算流量Q
FDを演算し、更に、次の式によって、6秒当たりの積算
流量QFD´を求める。The operation of flow rate measurement using the piezoelectric film sensor and the flow sensor will be described with reference to FIG. Figure 5
As shown in (a), the output of the piezoelectric film sensor is pulsed by a waveform shaping circuit or the like. The flow rate calculation part of the flow meter is
For example, 12 seconds are counted from the rise of a predetermined pulse, and the time t (sec) until the rise of the first pulse after that,
The number of pulses in 12 + t seconds is measured, and the integrated flow rate Q in 12 + t seconds is calculated based on the time t and the number of pulses.
FD is calculated, and the cumulative flow rate Q FD ′ per 6 seconds is calculated by the following formula.
【0007】[0007]
【数1】QFD´={6/(12+t)}×QFD [Formula 1] Q FD ′ = {6 / (12 + t)} × Q FD
【0008】流量計の流量演算部は、更に、この6秒当
たりの積算流量QFD´に基づいて、瞬間流量を求め、こ
の瞬間流量が補正基準流量範囲内にある場合(ステップ
S203;Y)には、所定のパルスの立上がりから12
+t秒経過した後の例えば3秒後に、図5(b)に示す
ように、フローセンサの駆動を開始する。この図に示す
ように、フローセンサは例えば6秒毎に間欠的に駆動す
る。The flow rate calculation unit of the flow meter further determines the instantaneous flow rate based on the integrated flow rate Q FD ′ per 6 seconds, and when the instantaneous flow rate is within the corrected reference flow rate range (step S203; Y). 12 seconds after the rising edge of the predetermined pulse
For example, 3 seconds after the lapse of + t seconds, the driving of the flow sensor is started as shown in FIG. As shown in this figure, the flow sensor is intermittently driven, for example, every 6 seconds.
【0009】図4に戻って、フローセンサによる流量測
定を行ったら(S204)、フローセンサを用いた測定
流量が補正基準流量範囲内か否かを判断する(ステップ
S205)。この補正基準流量範囲はステップS203
における補正基準流量範囲と同様のものであり、流量が
大きく変わっていないことを確認するため再度判断を行
うようにしている。測定流量が補正基準流量範囲内の場
合(Y)は、所定時間内におけるフローセンサを用いた
測定流量の変動が流量変動範囲内か否かを判断する(ス
テップS206)。流量変動範囲は、例えば所定時間内
における測定流量の平均値の±2.5%以内である。流
量変動範囲内の場合(Y)は、後述する感度変化率を計
算し(ステップS207)、この感度変化率に基づいて
補正テーブルを更新して(ステップS208)、処理を
終了する。なお、ステップS201で圧電膜センサが流
量測定中ではない場合(N)、ステップS203で補正
基準流量範囲内ではない場合(N)、ステップS205
で補正基準流量範囲内ではない場合(N)およびステッ
プS206で流量変動範囲内ではない場合(N)は、そ
のまま処理を終了する。Returning to FIG. 4, when the flow rate is measured by the flow sensor (S204), it is determined whether the flow rate measured by the flow sensor is within the corrected reference flow rate range (step S205). This correction reference flow rate range is set in step S203.
It is the same as the corrected reference flow rate range in, and the judgment is made again to confirm that the flow rate has not changed significantly. When the measured flow rate is within the corrected reference flow rate range (Y), it is determined whether or not the fluctuation of the measured flow rate using the flow sensor within the predetermined time is within the flow rate fluctuation range (step S206). The flow rate fluctuation range is, for example, within ± 2.5% of the average value of the measured flow rate within a predetermined time. If it is within the flow rate fluctuation range (Y), a sensitivity change rate described later is calculated (step S207), the correction table is updated based on this sensitivity change rate (step S208), and the process is ended. If the piezoelectric film sensor is not measuring the flow rate in step S201 (N), and if it is not in the corrected reference flow rate range in step S203 (N), step S205.
If it is not within the correction reference flow rate range in (N) and if it is not within the flow rate fluctuation range in step S206 (N), the process is ended as it is.
【0010】次に、図6を用いて、感度変化率について
説明する。図6は、フローセンサの出力とフローセンサ
を用いた測定流量の関係を示すものである。この図に示
すように、フローセンサの出力とフローセンサを用いた
測定流量の関係を表す直線は、フローセンサの出力を表
す横軸上の固定点bn を中心として変化する。フローセ
ンサのゲイン補正は、フローセンサを用いた測定流量と
圧電膜センサを用いた測定流量が一致するように、圧電
膜センサを用いた測定流量に基づいて、この直線の傾き
を変えることである。ここで、フローセンサの出力がP
FSのときに、ゲイン補正前のフローセンサを用いた測定
流量をQC 、圧電膜センサを用いた測定流量をQn とす
ると、ゲイン補正前の直線の傾きan は次の式で求めら
れる。Next, the rate of change in sensitivity will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows the relationship between the output of the flow sensor and the measured flow rate using the flow sensor. As shown in this figure, the straight line representing the relationship between the output of the flow sensor and the measured flow rate using the flow sensor changes around the fixed point b n on the horizontal axis representing the output of the flow sensor. The gain correction of the flow sensor is to change the slope of this straight line based on the measured flow rate using the piezoelectric film sensor so that the measured flow rate using the flow sensor and the measured flow rate using the piezoelectric film sensor match. . Here, the output of the flow sensor is P
At FS , if the measured flow rate using the flow sensor before gain correction is Q C and the measured flow rate using the piezoelectric film sensor is Q n , the slope a n of the straight line before gain correction is obtained by the following equation. .
【0011】[0011]
【数2】an =QC /(PFS−bn )[Number 2] a n = Q C / (P FS -b n)
【0012】同様に、フローセンサを用いた測定流量と
圧電膜センサを用いた測定流量が一致するようにしたゲ
イン補正後の直線の傾きan ´は次の式で求められる。Similarly, the slope a n ′ of the straight line after the gain correction so that the measured flow rate using the flow sensor and the measured flow rate using the piezoelectric film sensor are matched is obtained by the following equation.
【0013】[0013]
【数3】an ´=Qn /(PFS−bn )## EQU3 ## a n ′ = Q n / (P FS −b n ).
【0014】感度変化率をr=an ´/an と定義する
と、上記の2つの式より、r=Qn/QC となり、an
´は次の式で求められる。When the rate of change in sensitivity is defined as r = a n ′ / a n , from the above two equations, r = Q n / Q C , and a n
′ Is calculated by the following formula.
【0015】[0015]
【数4】an ´=ran =(Qn /QC )an ## EQU4 ## a n ′ = ra n = (Q n / Q C ) a n
【0016】以上のようにして求められたゲイン補正後
の直線の傾きan ´に基づいて、ゲイン補正回路におけ
る入出力の関係を示す補正テーブルが更新される(ステ
ップS208)。The correction table showing the input / output relation in the gain correction circuit is updated based on the slope a n ′ of the straight line after the gain correction obtained as described above (step S208).
【0017】[0017]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
熱式流速センサのゲイン補正方法では、気体の圧力変動
等の外乱によって流量変動が大きいときにはゲイン補正
が行われないため、ゲイン補正の機会が少なくなり、測
定流量の誤差を生じ易いという問題点がある。However, in the conventional gain correction method of the thermal type flow velocity sensor, the gain correction is not performed when the flow rate fluctuation is large due to the disturbance such as the pressure fluctuation of the gas. Therefore, there is a problem that an error in the measured flow rate is likely to occur.
【0018】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、ゲイン補正の機会を増やし、全体と
してより正確なゲイン補正を行うことができるようにし
た流量計用熱式流速センサのゲイン補正装置を提供する
ことにある。The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to increase the chances of gain correction and to perform more accurate gain correction as a whole. To provide a gain correction device.
【0019】[0019]
【課題を解決するための手段】本発明の流量計用熱式流
速センサのゲイン補正装置は、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熱式流速センサ
とを併用して流量を測定する流量計に用いられ、所定の
流量範囲内において、フルイディック発振検出センサの
出力に基づく流量と熱式流速センサの出力に基づく流量
とを演算する流量演算手段と、流量の変動の許容範囲の
異なる複数の条件を設定し、許容範囲の狭い条件から順
に、流量演算手段によって求められたフルイディック発
振検出センサの出力に基づく流量と熱式流速センサの出
力に基づく流量の少なくとも一方の変動が許容範囲内か
否かを判断し、最初に流量の変動が許容範囲内と判断さ
れた時点で、フルイディック発振検出センサの出力に基
づいて求められた流量を用いて、熱式流速センサのゲイ
ンを補正するゲイン補正手段とを備えたものである。A gain correction device for a thermal type flow velocity sensor for a flow meter according to the present invention measures a flow rate by using a fluidic oscillation detection sensor for detecting fluidic oscillation and a thermal type flow velocity sensor in combination. Flow rate calculation means used for a flow meter to calculate the flow rate based on the output of the fluidic oscillation detection sensor and the flow rate based on the output of the thermal type flow velocity sensor within a predetermined flow rate range, and the allowable range of fluctuation of the flow rate are different. A plurality of conditions are set, and in order from the condition with the narrowest allowable range, the fluctuation of at least one of the flow rate based on the output of the fluidic oscillation detection sensor and the flow rate based on the output of the thermal type flow velocity sensor, which is obtained by the flow rate calculation means, is within the allowable range. It was determined based on the output of the fluidic oscillation detection sensor when it was first determined that the flow rate fluctuation was within the allowable range. Using the amounts, in which a gain correction means for correcting the gain of a thermal flow sensor.
【0020】この流量計用熱式流速センサのゲイン補正
装置では、流量演算手段によって、所定の流量範囲内に
おいて、フルイディック発振検出センサの出力に基づく
流量と熱式流速センサの出力に基づく流量とが演算され
る。そして、ゲイン補正手段によって、流量の変動の許
容範囲の異なる複数の条件が設定され、許容範囲の狭い
条件から順に、流量演算手段によって求められたフルイ
ディック発振検出センサの出力に基づく流量と熱式流速
センサの出力に基づく流量の少なくとも一方の変動が許
容範囲内か否かが判断され、最初に流量の変動が許容範
囲内と判断された時点で、フルイディック発振検出セン
サの出力に基づいて求められた流量を用いて、熱式流速
センサのゲインが補正される。In this gain correction device for a thermal type flow velocity sensor for a flow meter, the flow amount calculation means causes the flow amount based on the output of the fluidic oscillation detection sensor and the flow amount based on the output of the thermal type flow velocity sensor to be within a predetermined flow amount range. Is calculated. Then, the gain correction means sets a plurality of conditions with different allowable ranges of flow rate fluctuations, and the flow rate and the thermal equation based on the output of the fluidic oscillation detection sensor obtained by the flow rate calculation means in order from the condition with the narrowest allowable range. Based on the output of the fluidic oscillation detection sensor, it is determined whether at least one fluctuation of the flow rate based on the output of the flow velocity sensor is within the allowable range, and when the fluctuation of the flow rate is first determined to be within the allowable range. The gain of the thermal flow sensor is corrected using the obtained flow rate.
【0021】[0021]
【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.
【0022】図2は本発明の一実施例に係る流量計用熱
式流速センサのゲイン補正装置を含む流量計の構成を示
す断面図である。この流量計はガスメータとして用いら
れるものである。図2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13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17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1
9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. 2 is a sectional view showing the structure of a flowmeter including a gain correction device for a thermal type flow sensor for a flowmeter according to an embodiment of the present invention. This flow meter is used as a gas meter. As shown in FIG. 2, the flowmeter 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, a first gas flow channel 14 is formed between the partition wall 13 and the inlet portion 11, and a second gas flow channel 15 is provided between the partition wall 13 and the outlet portion 12. Are formed. An opening 16 is provided in the partition wall 13, and the first gas flow path 14 is provided.
A shutoff valve 17 capable of closing the opening 16 is provided therein. 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 and is joined to the shutoff valve 17. In addition, the plunger 1 between the shutoff valve 17 and the main body 10
A spring 20 is provided around 9 and biases the shutoff valve 17 toward the opening 16 side.
【0023】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.
【0024】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。また、ノズル21
の噴出口の近傍には導圧孔33、34が設けられ、本体
10の底部の外側には、導圧孔33と導圧孔34におけ
る差圧を検出する圧電膜センサ35(図2では図示せ
ず。)が設けられている。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. In addition, the nozzle 21
The pressure guiding holes 33, 34 are provided in the vicinity of the ejection port of the piezoelectric film sensor 35 for detecting the pressure difference between the pressure guiding hole 33 and the pressure guiding hole 34 (see FIG. 2). (Not shown) is provided.
【0025】図1は図2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のゲインを補正するゲイン補正
回路41と、このゲイン補正回路41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42と、圧電膜センサの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4
4とを備えている。流量計は、更に、A/D変換器42
と波形整形回路44の各出力を入力し、流量および積算
流量を演算する流量演算部45と、この流量演算部45
によって演算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、流量
演算部45によって制御され、流量に応じてフローセン
サ30と圧電膜センサ35の動作状態を切り換えるセン
サ切換部48とを備えている。FIG. 1 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 a gain correction circuit 41 for correcting the gain of the flow sensor 30 and an A for analog-digital (hereinafter referred to as A / D) conversion of an output signal of the gain correction circuit 41.
/ D converter 42, analog amplifier 43 for amplifying the output signal of the piezoelectric film sensor 35, and this analog amplifier 43
Waveform shaping circuit 4 that waveform-shapes the output of
4 and. The flow meter further includes an A / D converter 42.
And a flow rate calculation unit 45 that inputs each output of the waveform shaping circuit 44 and calculates a flow rate and an integrated flow rate, and this flow rate calculation unit 45.
A display unit 46 for displaying the integrated flow rate calculated by
An operation state of the flow sensor 30 and the piezoelectric film sensor 35, which is controlled by the flow rate calculation unit 45 and drives the solenoid 18 to control the shutoff valve 17, and the flow rate calculation unit 45, which is controlled by the flow rate calculation unit 45. And a sensor switching unit 48 for switching between.
【0026】流量計は、更に、流量演算部45で求めら
れた流量に基づいてゲイン補正処理を行い、ゲイン補正
回路41を制御する補正処理部50を備えている。補正
処理部50が行うゲイン補正処理では、フローセンサ3
0と圧電膜センサ35の双方を用いて流量を測定する流
量範囲において、流量の変動の許容範囲の異なる複数の
条件を設定し、許容範囲の狭い条件から順に、フローセ
ンサ30の出力に基づく流量の変動が許容範囲内か否か
を判断し、最初に流量の変動が許容範囲内と判断された
時点で、圧電膜センサ35の出力に基づいて求められた
流量を用いて、フローセンサ30のゲインを補正する。
ゲイン補正回路41および補正処理部50が本発明にお
けるゲイン補正手段を構成する。また、ゲイン補正回路
41、流量演算部45および補正処理部50が本実施例
のゲイン補正装置を構成する。なお、流量演算部45、
遮断弁制御部47、センサ切換部48および補正処理部
50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 meter further includes a correction processing section 50 for performing gain correction processing based on the flow rate obtained by the flow rate calculation section 45 and controlling the gain correction circuit 41. In the gain correction processing performed by the correction processing unit 50, the flow sensor 3
In the flow rate range in which the flow rate is measured using both 0 and the piezoelectric film sensor 35, a plurality of conditions having different allowable ranges of flow rate variation are set, and the flow rate based on the output of the flow sensor 30 is set in order from the narrowest allowable range. Of the flow sensor 30 by using the flow rate obtained based on the output of the piezoelectric film sensor 35 at the time when the fluctuation of the flow rate is first determined to be within the permissible range. Correct the gain.
The gain correction circuit 41 and the correction processing section 50 constitute the gain correction means in the present invention. Further, the gain correction circuit 41, the flow rate calculation unit 45, and the correction processing unit 50 constitute the gain correction device of this embodiment. The flow rate calculation unit 45,
The shutoff valve control unit 47, the sensor switching unit 48, and the correction processing unit 50 are configured by, for example, a microcomputer.
【0027】なお、図1に示した流量計では、フローセ
ンサ30は小流量域での測定を行い、圧電膜センサ35
は大流量域での測定を行うと共に、両センサ30、35
の測定領域は一部重複している。センサ切換部48は、
流量がどのセンサの測定領域にあるかに応じてフローセ
ンサ30と圧電膜センサ35の動作状態を切り換えるよ
うになっている。In the flowmeter shown in FIG. 1, the flow sensor 30 measures in a small flow rate range, and the piezoelectric film sensor 35 is used.
Measures in a large flow rate range, and both sensors 30, 35
The measurement areas of are partially overlapped. The sensor switching unit 48 is
The operation states of the flow sensor 30 and the piezoelectric film sensor 35 are switched according to which sensor the flow rate is in.
【0028】また、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。Further, the shut-off valve control section 47, for example, when the flow rate calculation section 45 detects a predetermined flow rate or more, or when the predetermined flow rate is detected for a predetermined time or more, the solenoid 18 is operated.
Is operated to shut off the gas by closing the opening 16 with the shutoff valve 17.
【0029】次に、図1および図2に示した流量計の主
な動作について説明する。Next, the main operation of the flowmeter shown in FIGS. 1 and 2 will be described.
【0030】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。
流量がフローセンサ30の測定領域にあるときは、流量
演算部45は、ノズル21の通路内に配設されたフロー
センサ30の出力に基づいて、ノズル21の通路を通過
する気体の流速に対応する流量を演算する。The gas received from the inlet part 11 of the flow meter enters the nozzle 21 through the first gas flow path 14, the opening 16, the second gas flow path 15 and the rectifying member 22 in this order.
When the flow rate is in the measurement area of the flow sensor 30, the flow rate calculation unit 45 corresponds to the flow rate of the gas passing through the passage of the nozzle 21 based on the output of the flow sensor 30 arranged in the passage of the nozzle 21. Calculate the flow rate to be applied.
【0031】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。The gas passing through the nozzle 21 becomes a jet flow 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.
【0032】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。流量が圧電膜センサ35の測定領
域にあるときは、流量演算部45は、波形整形回路44
から出力されるパルスの周期に基づいて流量を演算す
る。The fluidic oscillation is generated by the piezoelectric film sensor 35.
Is detected by When the flow rate is in the measurement area of the piezoelectric film sensor 35, the flow rate calculation unit 45 causes the waveform shaping circuit 44 to operate.
The flow rate is calculated based on the period of the pulse output from.
【0033】表示部46は流量演算部45によって演算
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 display unit 46 displays the integrated flow rate calculated by the flow rate calculation unit 45. In addition, the shutoff valve control unit 47
Is operated by the solenoid 18 to close the opening 16 by the shutoff valve 17 when the flow rate calculation unit 45 detects a flow rate of a predetermined amount or more or when the flow rate is detected for a predetermined time or more. The supply of gas to the downstream side is stopped.
【0034】次に、図3の流れ図を用いて、補正処理部
50におけるゲイン補正処理の動作について説明する。Next, the operation of the gain correction processing in the correction processing section 50 will be described with reference to the flowchart of FIG.
【0035】このゲイン補正処理では、まず、流量演算
部45より圧電膜センサ35を用いた測定流量を取得
し、この測定流量が補正基準流量範囲内か否かを判断す
る(ステップS101)。補正基準流量範囲とは、フロ
ーセンサ30と圧電膜センサ35の双方を用いて流量を
測定する流量範囲であり、例えば180〜400リット
ル/時間である。測定流量が補正基準流量範囲内ではな
い場合(N)は、ゲイン補正処理を終了する。測定流量
が補正基準流量範囲内の場合(Y)は、前回のゲイン補
正から1時間経過したか否かを判断する(ステップS1
02)。1時間経過していない場合(N)は、ゲイン補
正処理を終了する。1時間経過している場合(Y)は、
流量演算部45でフローセンサ30および圧電膜センサ
35の双方を用いて流量を測定する(ステップS10
3)。フローセンサ30を用いた流量の測定は例えば6
秒間隔で5回行い、圧電膜センサ35を用いた流量の測
定は例えば30秒行う。次に、フローセンサ30を用い
た測定流量と圧電膜センサ35を用いた測定流量の差が
2%未満か否かを判断する(ステップS104)。2%
未満の場合(Y)は、ゲイン補正処理を終了する。In this gain correction processing, first, the measured flow rate using the piezoelectric film sensor 35 is acquired from the flow rate calculation unit 45, and it is determined whether this measured flow rate is within the corrected reference flow rate range (step S101). The corrected reference flow rate range is a flow rate range in which the flow rate is measured using both the flow sensor 30 and the piezoelectric film sensor 35, and is, for example, 180 to 400 liters / hour. If the measured flow rate is not within the correction reference flow rate range (N), the gain correction processing ends. If the measured flow rate is within the correction reference flow rate range (Y), it is determined whether or not one hour has passed since the previous gain correction (step S1).
02). When 1 hour has not elapsed (N), the gain correction processing is ended. If one hour has passed (Y),
The flow rate calculation unit 45 measures the flow rate using both the flow sensor 30 and the piezoelectric film sensor 35 (step S10).
3). The flow rate measurement using the flow sensor 30 is, for example, 6
The measurement is performed 5 times at an interval of 30 seconds, and the flow rate measurement using the piezoelectric film sensor 35 is performed for 30 seconds, for example. Next, it is determined whether the difference between the flow rate measured using the flow sensor 30 and the flow rate measured using the piezoelectric film sensor 35 is less than 2% (step S104). 2%
When it is less than (Y), the gain correction processing is ended.
【0036】ステップS104において、測定流量の差
が2%未満ではない場合(N)は、流量の変動の許容範
囲の第1の条件として、フローセンサ30を用いた測定
流量のばらつきが2%未満か否かを判断する(ステップ
S105)。測定流量のばらつきは、例えば、5回の測
定によって得られた測定流量の最大値と最小値の差を5
回の測定流量の平均値で割った値とする。測定流量のば
らつきが2%未満の場合(Y)は、ゲイン補正を行う
(ステップS106)。このゲイン補正は、図6を用い
て説明したように、フローセンサ30を用いた測定流量
と圧電膜センサ35を用いた測定流量が一致するよう
に、圧電膜センサ35を用いた測定流量に基づいて、フ
ローセンサ30の出力とフローセンサ30を用いた測定
流量の関係を表す直線の傾きを変えることである。そし
て、このようにして決定されたフローセンサ30の出力
とフローセンサ30を用いた測定流量の関係に従って、
ゲイン補正回路41における入出力の関係が決定され
る。次に、1時間を計時するタイマをリセットして(ス
テップS107)、ゲイン補正処理を終了する。If the difference between the measured flow rates is not less than 2% in step S104 (N), the variation in the measured flow rate using the flow sensor 30 is less than 2% as the first condition of the allowable range of flow rate fluctuation. It is determined whether or not (step S105). The variation in the measured flow rate is, for example, the difference between the maximum value and the minimum value of the measured flow rate obtained by five measurements is 5
The value is divided by the average value of the measured flow rate for each time. If the variation in the measured flow rate is less than 2% (Y), the gain correction is performed (step S106). This gain correction is based on the measured flow rate using the piezoelectric film sensor 35 so that the measured flow rate using the flow sensor 30 matches the measured flow rate using the piezoelectric film sensor 35, as described with reference to FIG. Then, the slope of the straight line representing the relationship between the output of the flow sensor 30 and the measured flow rate using the flow sensor 30 is changed. Then, according to the relationship between the output of the flow sensor 30 and the measured flow rate using the flow sensor 30 thus determined,
The input / output relationship in the gain correction circuit 41 is determined. Next, the timer that counts one hour is reset (step S107), and the gain correction process ends.
【0037】ステップS105において、測定流量のば
らつきが2%未満ではない場合(N)は、再度、流量演
算部45でフローセンサ30および圧電膜センサ35の
双方を用いて流量を測定する(ステップS108)。こ
こでの、フローセンサ30を用いた流量の測定は例えば
1秒間隔で30回行い、圧電膜センサ35を用いた流量
の測定は例えば30秒行う。なお、フローセンサ30を
用いた流量の測定は、ステップS103と同様に6秒間
隔で5回行っても良い。次に、流量の変動の許容範囲の
第2の条件として、フローセンサ30を用いた測定流量
のばらつきが6%未満か否かを判断する(ステップS1
09)。測定流量のばらつきが6%未満の場合(Y)
は、ゲイン補正を行う(ステップS106)。If the variation in the measured flow rate is not less than 2% in step S105 (N), the flow rate calculating section 45 measures the flow rate again using both the flow sensor 30 and the piezoelectric film sensor 35 (step S108). ). The flow rate measurement using the flow sensor 30 is performed 30 times at 1 second intervals, and the flow rate measurement using the piezoelectric film sensor 35 is performed for 30 seconds, for example. Note that the flow rate measurement using the flow sensor 30 may be performed 5 times at 6-second intervals, as in step S103. Next, as a second condition of the allowable range of flow rate fluctuation, it is determined whether or not the variation in the measured flow rate using the flow sensor 30 is less than 6% (step S1).
09). When the variation in the measured flow rate is less than 6% (Y)
Performs gain correction (step S106).
【0038】ステップS109において、測定流量のば
らつきが6%未満ではない場合(N)は、再度、流量演
算部45でフローセンサ30および圧電膜センサ35の
双方を用いて流量を測定する(ステップS110)。こ
こでの、フローセンサ30を用いた流量の測定は例えば
1秒間隔で30回行い、圧電膜センサ35を用いた流量
の測定は例えば30秒行う。なお、フローセンサ30を
用いた流量の測定は、ステップS103と同様に6秒間
隔で5回行っても良い。次に、前回(ステップS10
8)の測定データと今回(ステップS110)の測定デ
ータを加え(ステップS111)、加えた後の全測定デ
ータに対して、流量の変動の許容範囲の第3の条件とし
て、フローセンサ30を用いた測定流量のばらつきが8
%未満か否かを判断する(ステップS109)。測定流
量のばらつきが8%未満の場合(Y)は、ゲイン補正を
行う(ステップS106)。測定流量のばらつきが8%
未満ではない場合(N)は、ゲイン補正を行うことな
く、タイマをリセットして(ステップS107)、ゲイ
ン補正処理を終了する。In step S109, if the variation in the measured flow rate is not less than 6% (N), the flow rate calculating section 45 measures the flow rate again using both the flow sensor 30 and the piezoelectric film sensor 35 (step S110). ). The flow rate measurement using the flow sensor 30 is performed 30 times at 1 second intervals, and the flow rate measurement using the piezoelectric film sensor 35 is performed for 30 seconds, for example. Note that the flow rate measurement using the flow sensor 30 may be performed 5 times at 6-second intervals, as in step S103. Next, the previous time (step S10
The measurement data of 8) and the measurement data of this time (step S110) are added (step S111), and the flow sensor 30 is used as the third condition of the permissible range of fluctuation of the flow rate for all the measurement data after the addition. There were 8 variations in the measured flow rate
It is determined whether it is less than% (step S109). If the variation in the measured flow rate is less than 8% (Y), the gain correction is performed (step S106). 8% variation in measured flow rate
If it is not less than (N), the timer is reset without performing the gain correction (step S107), and the gain correction process is ended.
【0039】以上のゲイン補正処理は、流量計全体の処
理の中で、繰り返し実行される。The above gain correction processing is repeatedly executed in the processing of the entire flow meter.
【0040】このように本実施例によれば、流量の変動
の許容範囲の異なる複数の条件を設定し、許容範囲の狭
い条件から順に、流量の変動が許容範囲内か否かを判断
し、最初に流量の変動が許容範囲内と判断された時点
で、フローセンサ30のゲイン補正を行うようにしたの
で、気体の圧力変動等の外乱があっても、ゲイン補正の
機会が増え、全体としてより正確なゲイン補正を行うこ
とができる。また、外乱が小さいときには、許容範囲の
狭い条件のときにゲイン補正が行われるので、より正確
なゲイン補正を行うことができる。As described above, according to the present embodiment, a plurality of conditions having different permissible ranges of flow rate variation are set, and it is determined whether or not the flow rate variation is within the permissible range in order from the condition with the narrowest permissible range. Since the gain correction of the flow sensor 30 is performed at the time when the fluctuation of the flow rate is determined to be within the allowable range, the chances of the gain correction are increased even if there is a disturbance such as a pressure fluctuation of the gas. More accurate gain correction can be performed. Further, when the disturbance is small, the gain correction is performed under the condition that the allowable range is narrow, so that more accurate gain correction can be performed.
【0041】なお、本発明は上記実施例に限定されず、
例えば、ゲイン補正手段として、図1に示したゲイン補
正回路41を設ける代わりに、A/D変換後のデータを
マイクロコンピュータ等によって補正するようにしても
良い。The present invention is not limited to the above embodiment,
For example, as the gain correction means, instead of providing the gain correction circuit 41 shown in FIG. 1, the data after A / D conversion may be corrected by a microcomputer or the like.
【0042】また、実施例では、フローセンサ30を用
いた測定流量の変動が許容範囲内か否かを判断するよう
にしたが、圧電膜センサ35を用いた測定流量の変動が
許容範囲内か否かを判断するようにしても良いし、フロ
ーセンサ30を用いた測定流量の変動と圧電膜センサ3
5を用いた測定流量の変動の双方が許容範囲内か否かを
判断するようにしても良い。また、流量の変動の許容範
囲の異なる複数の条件は、3つに限らず、2つでも良い
し、4つ以上でも良い。Further, in the embodiment, it is determined whether or not the fluctuation of the measured flow rate using the flow sensor 30 is within the allowable range, but whether the fluctuation of the measured flow rate using the piezoelectric film sensor 35 is within the allowable range. It is also possible to judge whether or not the fluctuation of the measured flow rate using the flow sensor 30 and the piezoelectric film sensor 3
It may be possible to determine whether or not both the fluctuations in the measured flow rate using 5 are within the allowable range. Further, the plurality of conditions having different allowable ranges of flow rate variation are not limited to three, and may be two or four or more.
【0043】また、熱式流速センサとしては、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。Further, the thermal type flow velocity sensor is not limited to the one having the heat generating part and the two temperature sensors, and for example, it has one heat generating part and in order to keep the temperature (resistance) of this heat generating part constant. The flow velocity may be obtained from the power supplied to the required heat generating portion, or the heat generating portion may be heated with a constant current or constant power and the flow velocity may be obtained from the temperature (resistance) of the heat generating portion.
【0044】[0044]
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る流量計
用熱式流速センサのゲイン補正装置によれば、流量の変
動の許容範囲の異なる複数の条件を設定し、許容範囲の
狭い条件から順に、流量の変動が許容範囲内か否かを判
断し、最初に流量の変動が許容範囲内と判断された時点
で、熱式流速センサのゲイン補正を行うようにしたの
で、気体の圧力変動等の外乱があっても、ゲイン補正の
機会が増え、全体としてより正確なゲイン補正を行うこ
とができるという効果がある。また、外乱が小さいとき
には、許容範囲の狭い条件のときにゲイン補正が行われ
るので、より正確なゲイン補正を行うことができるとい
う効果がある。As described above, according to the gain correction device for a thermal type flow velocity sensor for a flow meter according to the present invention, a plurality of conditions having different allowable ranges of flow rate variation are set, and the conditions of narrow allowable ranges are set. Sequentially, it was judged whether the fluctuation of the flow rate was within the allowable range, and when the fluctuation of the flow rate was first judged to be within the allowable range, the gain correction of the thermal type flow velocity sensor was performed. Even if there is a disturbance such as the above, the chances of gain correction are increased, and there is an effect that more accurate gain correction can be performed as a whole. Further, when the disturbance is small, the gain correction is performed under the condition that the allowable range is narrow, so that there is an effect that more accurate gain correction can be performed.
【図1】本発明の一実施例に係る流量計用熱式流速セン
サのゲイン補正装置を含む流量計の回路構成を表すブロ
ック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of a flow meter including a gain correction device for a thermal type flow sensor for a flow meter according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施例に係る流量計用熱式流速セン
サのゲイン補正装置を含む流量計の構成を表す断面図で
ある。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of a flow meter including a gain correction device for a thermal type flow sensor for a flow meter according to an embodiment of the present invention.
【図3】図1における補正処理部の動作を表す流れ図で
ある。FIG. 3 is a flowchart showing an operation of a correction processing unit in FIG.
【図4】従来の熱式流速センサのゲイン補正方法を説明
するための流れ図である。FIG. 4 is a flowchart for explaining a gain correction method for a conventional thermal type flow velocity sensor.
【図5】従来の流量計における圧電膜センサとフローセ
ンサの流量測定の動作を表す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a flow rate measuring operation of a piezoelectric film sensor and a flow sensor in a conventional flowmeter.
【図6】フローセンサの出力とフローセンサを用いた測
定流量の関係を表す特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram showing a relationship between an output of a flow sensor and a measured flow rate using the flow sensor.
30 フローセンサ 35 圧電膜センサ 41 ゲイン補正回路 45 流量演算部 46 表示部 50 補正処理部 30 Flow sensor 35 Piezoelectric film sensor 41 Gain correction circuit 45 Flow rate calculation unit 46 Display unit 50 Correction processing unit
Claims (1)
ィック発振検出センサと熱式流速センサとを併用して流
量を測定する流量計に用いられ、 所定の流量範囲内において、フルイディック発振検出セ
ンサの出力に基づく流量と熱式流速センサの出力に基づ
く流量とを演算する流量演算手段と、 流量の変動の許容範囲の異なる複数の条件を設定し、許
容範囲の狭い条件から順に、前記流量演算手段によって
求められたフルイディック発振検出センサの出力に基づ
く流量と熱式流速センサの出力に基づく流量の少なくと
も一方の変動が許容範囲内か否かを判断し、最初に流量
の変動が許容範囲内と判断された時点で、フルイディッ
ク発振検出センサの出力に基づいて求められた流量を用
いて、熱式流速センサのゲインを補正するゲイン補正手
段とを具備することを特徴とする流量計用熱式流速セン
サのゲイン補正装置。1. An output of a fluidic oscillation detection sensor within a predetermined flow rate range, which is used in a flow meter for measuring a flow rate by using a fluidic oscillation detection sensor for detecting fluidic oscillation and a thermal type flow velocity sensor in combination. Flow rate calculation means for calculating the flow rate based on the output of the thermal type flow rate sensor and a plurality of conditions with different permissible ranges of flow rate fluctuations are set. Judge whether the fluctuation of at least one of the calculated flow rate based on the output of the fluidic oscillation detection sensor and the flow rate based on the output of the thermal type flow velocity sensor is within the allowable range, and first judge that the fluctuation of the flow rate is within the allowable range. Gain correction means for correcting the gain of the thermal flow sensor using the flow rate obtained based on the output of the fluidic oscillation detection sensor It is provided with a gain correction device of the thermal type flow sensor for a flowmeter, wherein.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6192850A JPH0835865A (en) | 1994-07-25 | 1994-07-25 | Gain correction device for thermal velocity sensor for fowmeter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6192850A JPH0835865A (en) | 1994-07-25 | 1994-07-25 | Gain correction device for thermal velocity sensor for fowmeter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0835865A true JPH0835865A (en) | 1996-02-06 |
Family
ID=16298016
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6192850A Pending JPH0835865A (en) | 1994-07-25 | 1994-07-25 | Gain correction device for thermal velocity sensor for fowmeter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0835865A (en) |
-
1994
- 1994-07-25 JP JP6192850A patent/JPH0835865A/en active Pending
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