JPH0862017A - 流量補正装置 - Google Patents

流量補正装置

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JPH0862017A
JPH0862017A JP6193402A JP19340294A JPH0862017A JP H0862017 A JPH0862017 A JP H0862017A JP 6193402 A JP6193402 A JP 6193402A JP 19340294 A JP19340294 A JP 19340294A JP H0862017 A JPH0862017 A JP H0862017A
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Megumi Iwakawa
恵 岩川
Masaaki Ito
政明 伊藤
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Osaka Gas Co Ltd
Tokico Ltd
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Osaka Gas Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、流量が急激に減少して流量計がオ
ーバメータリングとなった場合でも流量を正確に補正す
るよう構成した流量補正装置を提供することを目的とす
る。 【構成】 流量補正装置13は、CPU14と、RAM
15と、ROM16と、ピックアップ12からのパルス
をカウントする流量計測用の第1カウンタ17と、オー
バメータリング時のパルスをカウントするオーバメータ
量計測用の第2カウンタ18と、を有する。CPU14
は、ROM16に予め登録された各プログラムに基づい
て、ピックアップ12からのパルスを積算して流量を算
出するとともに、オーバメータリングの流量補正を行
う。ROM16には、現在の周波数faに対するオーバ
メータリング検出周波数fbが登録されたオーバメータ
閾値テーブル19が格納されている。CPU14はオー
バメータリング検出周波数fbに基づいてよりきめ細か
いオーバメータリングの判定及び流量補正を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は流量補正装置に係り、特
に流量が急激に減少して流量計がオーバメータリングと
なった場合でも流量を正確に補正するよう構成した流量
補正装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば都市ガスを各家庭に給送する配管
途中には、被測流体としての都市ガス(以下「ガス」と
いう)を計測するため、タービン式流量計が各家庭毎に
配設されている。このタービン式流量計では、回転体と
してのタービンロータが流量に比例して回転するように
設けられているので、この回転数を回転検出センサによ
り検出して回転数に応じた周波数のパルスを出力するよ
うになっている。従って、上記パルス数を積算すること
によりガス使用量が測定される。
【0003】ところが、上記のようなガスを給送するガ
ス給送管路においては、例えばガス湯沸器等のように多
量のガスを消費するガス器具が使用されるとき、使用開
始と同時にガスの流量は急増し、ガス器具の使用が終わ
ると流量は急減する。
【0004】上記タービン式流量計においては、高流量
域から低流量域まで広範囲に計測精度を高めるため、タ
ービンロータの回転抵抗をできるだけ小さくしており、
これにより特に低流量域の流量を正確に計測することが
できる。このようにタービンロータの回転抵抗が小さい
ため、ガスの流量が急激に低下した場合、タービンロー
タは慣性により回転し続け、徐々に回転数が低下する。
【0005】よって、上記のような流量計では、ガスの
流量が急激に低下した後、タービンロータが実流量より
も高い回転数で回転することになり、その分高いパルス
周波数が出力される。流量計においては、このように実
流量よりも多い流量が計測される状態を「オーバメータ
リング」と言う。
【0006】従って、従来は、ガスの流量が急激に低下
してからタービンロータが流量に一致する回転に下がる
までに時間がかかり、この間は計測流量が実際の流量よ
り多く計測されてしまうため、タービンロータの回転数
の変化(例えば、単位時間当たりのパルス数が予め設定
された設定パルス数よりも減少したか、あるいはパルス
間隔が予め設定された設定時間よりも長いか)を監視し
てオーバメータリングの発生の有無を判定していた。そ
して、オーバメータリングの開始から終了までの間に計
測された流量値をそのオーバメータ時間に対応する補正
率を乗ずることによりオーバメータ量を補正していた。
【0007】尚、上記のようなオーバメータリングは、
タービン式流量計に限る現象ではなく、例えば一対の楕
円歯車を噛合させた容積式流量計、あるいは一対のまゆ
形の回転子を180°ずらして組み合わせたルーツ式流
量計、あるいは流路内に渦発生体を設けて流量に比例し
たカルマン渦を検出する渦流量計などにおいても発生す
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の流量補正装置で
は、固定された条件に基づいてオーバメータリングの発
生の有無を判定していた。例えば、パルス周波数が30
Hz以上の場合は7Hz以下に低下したとき、パルス周波数
が30Hz以下の場合はパルス間隔が4msec以上に長くな
ったとき、オーバメータリングが発生したものと判定し
ていた。
【0009】ところが、複数のガス器具が使用された場
合、一のガス器具の使用が終わっても他のガス器具が使
用中であったり、ほぼ同時に複数のガス器具の使用が終
わることもある。従って、ガスの流量変化は常に一様で
はなく、上記のような一定の条件でオーバメータリング
を判定できるとは限らない。
【0010】その結果、従来の流量補正装置では、上記
の条件以外で流量が急激に減少した場合、オーバメータ
リングが発生中であることを判定できず、計測された流
量を補正しないことになるため、流量計測値に誤差が生
ずるといった課題がある。
【0011】そこで、本発明は上記課題を解決した流量
補正装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記請求項1の発明は、
現在の流量に比例したパルス周波数を検出する周波数検
出手段と、流量変化に対応する各周波数ごとのオーバメ
ータ閾値が設定されたデータテーブルを記憶した記憶手
段と、前記被測流体の流量変化割合を一定時間毎に求
め、該記憶手段のデータテーブルより現在のパルス周波
数に応じたオーバメータ閾値を読み出し、当該流量変化
が読み出したオーバメータ閾値以下になったかどうかを
判定するオーバメータリング判定手段と、前記オーバメ
ータリング判定手段によりオーバメータリング発生中で
あると判定されたとき、前記パルスを積算するオーバメ
ータ用カウンタと、前記流量から前記オーバメータ用カ
ウンタにより積算されたオーバメータ量を減算する流量
補正手段と、よりなることを特徴とする。
【0013】又、請求項2の発明は、現在の流量に比例
したパルス周波数を検出する周波数検出手段と、流量変
化に対応する各周波数ごとのオーバメータ閾値を演算す
る演算式を記憶した記憶手段と、前記被測流体の流量変
化割合を一定時間毎に求めるとともに、該記憶手段の演
算式に基づいて現在のパルス周波数に応じたオーバメー
タ閾値を演算し、当該流量変化が演算されたオーバメー
タ閾値以下になったかどうかを判定するオーバメータリ
ング判定手段と、前記オーバメータリング判定手段によ
りオーバメータリング発生中であると判定されたとき、
前記パルスを積算するオーバメータ用カウンタと、前記
流量から前記オーバメータ用カウンタにより積算された
オーバメータ量を減算する流量補正手段と、よりなるこ
とを特徴とする。
【0014】
【作用】上記請求項1によれば、被測流体の流量変化割
合を一定時間毎に求め、記憶手段のデータテーブルより
現在のパルス周波数に応じたオーバメータ閾値を読み出
し、当該流量変化が読み出したオーバメータ閾値以下に
なったかどうかを判定し、オーバメータリング発生中で
あると判定されたとき、流量からオーバメータ量を減算
することにより、固定された一の閾値により判定するよ
りも正確な流量補正を行うことが可能となり、あらゆる
使用条件に対応することができる。
【0015】又、請求項2によれば、被測流体の流量変
化割合を一定時間毎に求めるとともに、記憶手段の演算
式に基づいて現在のパルス周波数に応じたオーバメータ
閾値を演算し、当該流量変化が演算されたオーバメータ
閾値以下になったかどうかを判定し、オーバメータリン
グ発生中であると判定されたとき、流量からオーバメー
タ量を減算することにより、固定された一の閾値により
判定するよりも正確な流量補正を行うことが可能とな
り、あらゆる使用条件に対応することができる。
【0016】
【実施例】図1及び図2に本発明になる流量補正装置の
一実施例を示す。
【0017】両図中、タービン式流量計1の流量計本体
2はその軸心を上下方向へ一致させて、ガス等の被測流
体を給送する配管途中に配設される。なお、流体は図中
矢印で示す如く、給送される。
【0018】3は上流側コーンで、流量計本体2の流路
2a内に下方より挿入され、支柱3aに保持されてい
る。また、4は下流側コーンで、流量計本体2の流路2
a内に上方より挿入され、支柱4aに取付け保持されて
いる。この上流側及び下流側コーン3,4の相対向する
面の軸心には所定深さの軸受孔3b,4bが形成されて
おり、各軸受孔3b,4bには超合金、宝石(人造サフ
ァイア等)等のよりなるピボット軸受5,6が圧入され
ている。又、ピボット軸受5,6の中央には例えば半球
状の軸受部が形成されている。
【0019】7はタービンロータで、ロータハブ8の中
央孔に回転軸9を挿通して嵌合固着し、ロータハブ8の
外周に複数の羽根10が一体的に形成されている。回転
軸9は例えば超硬合金又は鋼製で、その上流側端部9a
及び下流側端部9bは夫々半球形状に形成されており、
夫々上、下流側コーン3,4のピボット軸受5,6の軸
受部に低摩擦で摺動自在に支承されている。
【0020】11はマグネットで、ロータハブ8の上面
内側に2個設けられている。12は磁気抵抗素子等より
なる回転検出用ピックアップで、上記マグネット11に
対向するように下流側コーン4に埋設されている。
【0021】尚、上記タービン式流量計1は各家庭への
ガス配管(図示せず)途中に配設されている。よって、
家庭内のガス器具(図示せず)が使用されるときは、そ
の使用量に応じた流量が流路2a内を流れる。そして、
タービンロータ7がガス流量に比例した回転数で回転す
る。
【0022】すなわち、ピックアップ12はタービンロ
ータ7の回転数に応じたパルス、換言すれば流量に比例
した周期のパルスを出力する。
【0023】図2は上記構成になるタービン式流量計1
のオーバメータリング特性を示すグラフである。上記タ
ービン式流量計1においては、高流量域から低流量域ま
で広範囲に計測精度を高めるため、回転軸9がピボット
軸受5,6に軸承されてタービンロータ7の回転抵抗を
できるだけ小さくしており、これにより特に低流量域の
流量を正確に計測することができる。そのため、流量が
急激の増加した場合、タービンロータ7は流量変化に追
従して低速回転から高速回転に移行する。
【0024】しかるに、ガスの流量が急激に低下した場
合、タービンロータ7の回転抵抗が小さいため、ガスの
使用が停止して流量がゼロになってもタービンロータ7
は慣性により高速回転し続け、徐々に回転数が低下す
る。
【0025】よって、上記タービン式流量計1では、ガ
スの流量が急激に低下した後、タービンロータ7が実流
量よりも高い回転数で回転することになり、その分高い
パルス周波数がピックアップ12から出力されてオーバ
メータリングが発生する。
【0026】従って、図2に示すように、例えばタービ
ンロータ7が100Hzで回転しているときにa点でガス
の使用が停止して流量がゼロになると、タービンロータ
7の回転数は線図Iで示すように徐々に低下することに
なる。そして、流量がゼロになってから1秒が経過した
b点でのタービンロータ7の回転が80Hzとなる。
【0027】この場合、a点とb点の差が20Hzと大き
いため、a点以降オーバメータリングが発生していると
判定することができ、a点以降に出力されたパルスが誤
差となる。
【0028】又、タービンロータ7が50Hzで回転して
いるときにa点でガスの使用が停止して流量がゼロにな
ると、タービンロータ7の回転数は線図IIで示すように
徐々に低下することになる。そして、流量がゼロになっ
たから1秒が経過したb点でのタービンロータ7の回転
が35Hzとなる。
【0029】この場合、a点とb点の差が15Hzと大き
いため、a点以降オーバメータリングが発生していると
判定することができ、a点以降に出力されたパルスが誤
差となる。
【0030】13は流量補正装置で、CPU14と、R
AM15と、ROM16と、ピックアップ12からのパ
ルスをカウントする流量計測用の第1カウンタ17と、
オーバメータリング時のパルスをカウントするオーバメ
ータ量計測用の第2カウンタ18と、を有する。CPU
14は、後述するようにROM16に予め登録された各
プログラムに基づいて、ピックアップ12からのパルス
を積算して流量を算出するとともに、オーバメータリン
グの流量補正を行う。
【0031】又、ROM16には、図3に示すような現
在の周波数faに対するオーバメータ閾値となるオーバ
メータリング検出周波数fbが登録されたオーバメータ
閾値テーブル19が格納されている。本実施例では、後
述するように一定時間前(例えば1秒前)の周波数と現
在の周波数と差が大きい場合オーバメータリング発生と
判定するため、上記オーバメータリング検出周波数fb
がオーバメータリングの判定の閾値となる。尚、オーバ
メータ閾値テーブル19では、2Hz毎にオーバメータリ
ング検出周波数fbが登録されているため、よりきめ細
かいオーバメータリングの判定が可能になる。
【0032】尚、オーバメータリング検出量fbの登録
周波数間隔は、本実施例では2Hz毎に登録されるものと
したが、必要により2Hz以外の周波数間隔(例えば1Hz
毎あるいは4Hz毎)で登録するようにしても良い。
【0033】本実施例では、予め上記タービン式流量計
1の計測可能な最小流量から最大流量までの流量計測範
囲について、1Hz毎にオーバメータリングの実験を行
い、各周波数毎のオーバメータリング特性(図2参照)
を求めておく。そして、各周波数毎のオーバメータリン
グ特性を解析して流量がゼロになった時点(a点)から
所定時間経過後(本実施例では1秒後)に低下したター
ビンロータ7の周波数をオーバメータ閾値としてROM
16のオーバメータ閾値テーブル19に記憶させる。
【0034】従って、CPU14は、後述するようにタ
ービンロータ7の現在の周波数を検出すると、当該周波
数に対応する周波数fbをオーバメータ閾値テーブル1
9から読み出すだけなので、瞬時にオーバメータリング
検出周波数fbを得ることができ、その分処理速度を短
縮できる。
【0035】次に流量補正装置13のCPU14が実行
する処理につき説明する。尚、CPU14は図4に示す
処理を1秒毎に繰り返し実行する。
【0036】図4中、CPU14は、ステップS1(以
下「ステップ」を省略する)において、ピックアップ1
2から出力されたパルスを積算して現在のタービンロー
タ7の周波数を確認する。
【0037】次のS2では、次回の処理のため現在のタ
ービンロータ7の周波数、及び現在の周波数に対応する
オーバメータ閾値としてのオーバメータリング検出周波
数fbをオーバメータ閾値テーブル19から読み取りR
AM15に記憶させる。そして、S3でオーバメータリ
ング処理中かどうかをチェックする。
【0038】もしS3において、オーバメータリング処
理中でないときは、S4に進み、前回処理時の周波数か
ら現在の周波数を減算し、さらにオーバメータ閾値とし
てのオーバメータリング検出周波数fbを減算する。次
のS5では、上記S4で求められた演算結果がゼロ以上
であるかどうかをチェックしており、もし演算結果≧0
であるときはS6に進む。つまり、前回処理時の周波数
から現在の周波数を減算した値が上記オーバメータリン
グ検出周波数fbより大きい値であるときは、流量の減
少率が大きくオーバメータリングが発生すると判断す
る。
【0039】次のS6では、ピックアップ12から出力
されたパルスの供給先を流量計測用の第1カウンタ17
からオーバメータ量計測用の第2カウンタ18に切り換
える。これで、ピックアップ12からのパルスは第2カ
ウンタ18でカウントされることになり、オーバメータ
リング開始となる。従って、次回の処理のときはオーバ
メータリング中となる。
【0040】尚、上記S5において、演算結果<0であ
るときはタービンロータ7の回転数(周波数)が実流量
に等しくなったため、オーバメータリングが発生してい
ないと判断する。従って、オーバメータリングが発生し
ていないときは、上記S1〜S5の処理が繰り返し実行
される。
【0041】又、上記S3において、オーバメータリン
グ処理であるときは、S7に進み、S1で検出した今回
の周波数が1秒前の周波数と同じかあるいは1秒前の周
波数より増加しているかどうかをチェックする。つま
り、ガス使用量が減少していないかどうかを確認する。
【0042】このS7において、今回の周波数が1秒前
の周波数と同じかあるいは1秒前の周波数より増加して
いない場合、オーバメータリングが継続しているものと
判断してS8に進む。次のS8では、今回の周波数がゼ
ロカット値(流量ゼロの近似値)以下かどうかをチェッ
クする。もし、今回の周波数がゼロカット値以上のとき
は、そのままオーバメータリングが継続しているので、
ピックアップ12からのパルスはオーバメータ量計測用
の第2カウンタ18でカウントされる。
【0043】しかし、上記S8において、今回の周波数
がゼロカット値以下のときは、タービンロータ7の回転
数(周波数)が実流量に等しくなったため、オーバメー
タリングが終了していると判断する。そのため、S9に
進み、第2カウンタ18のカウント値をクリアにすると
ともに、オーバメータ量計測用の第2カウンタ18から
流量計測用の第1カウンタ17に切り換える。これで、
ピックアップ12からのパルスは第1カウンタ17でカ
ウントされることになり、通常の流量計測状態に戻る。
【0044】従って、タービン式流量計1でオーバメー
タリングが発生しても、流量補正装置13によりオーバ
メータリング発生中にピックアップ12から出力された
パルスのカウント値を無効にすることができるので、実
流量に比例したパルスのみが第1カウンタ17でカウン
トされて正確な流量値が算出される。
【0045】又、上記S7において、今回の周波数が1
秒前の周波数と同じかあるいは1秒前の周波数より増加
している場合、タービンロータ7の回転数(周波数)が
実流量に等しくなったため、オーバメータリングが終了
していると判断する。そして、S10に進み、オーバメ
ータ量計測用の第2カウンタ18のカウント値を流量計
測用の第1カウンタ17に加算させるとともに、ピック
アップ12から出力されたパルスが第1カウンタ17に
入力されるように第2カウンタ18から第1カウンタ1
7に切り換える。
【0046】従って、オーバメータリングが継続してい
るときは、上記S1〜S3,S7,S8を繰り返し実行
する。
【0047】このように、上記S5でオーバメータリン
グが発生しているかどうかを判定する際、現在の周波数
に対応したオーバメータ閾値としてのオーバメータリン
グ検出周波数fbをオーバメータ閾値テーブル19から
読み取り、このオーバメータリング検出周波数fbを基
準に前回の周波数と今回の周波数との差がオーバメータ
リング検出周波数fb以上であるとき、流量の急減によ
りオーバメータリングが発生していると判断できる。従
って、タービンロータ7の回転数がガス使用量の変化に
より一定でない場合でも、そのときの周波数に応じたオ
ーバメータ閾値としてのオーバメータリング検出周波数
fbをオーバメータリング発生の有無を判断する基準値
とするため、あらゆる使用状態でも対応して正確にオー
バメータリングの発生を検出することができる。
【0048】即ち、流量補正装置13は、現在の周波数
の大きさに合ったオーバメータ閾値としてのオーバメー
タリング検出周波数fbを基準にオーバメータリング発
生の有無を判断するため、現在の周波数の大きさに拘わ
らずきめ細かくオーバメータリングのよる誤差を正確に
補正することができる。
【0049】尚、上記実施例では、ROM16に閾値設
定手段としてのオーバメータ閾値テーブル19(図3に
示す)を格納させ、オーバメータ閾値テーブル19に登
録された現在のオーバメータリング検出周波数faに対
するオーバメータ閾値となるオーバメータリング検出周
波数fbに基づいてオーバメータリング発生の有無を判
定したが、これに限らず、上記オーバメータ閾値として
のオーバメータリング検出周波数fbを演算式により現
在の周波数faから求めるようにしても良い。
【0050】この変形例の場合、上記図4のS2におい
て、オーバメータリング検出周波数fbを演算式より算
出することになり、上記オーバメータ閾値テーブル19
を使用する場合よりも演算を行う時間だけ処理が遅れ
る。従って、上記オーバメータ閾値としてのオーバメー
タリング検出周波数fbを演算式により算出する場合
は、演算速度の速い高速CPUを使用することにより、
オーバメータリング検出周波数fbを演算する際の処理
速度を高めて演算による遅れを解消する。
【0051】又、上記実施例はタービン式流量計を一例
として挙げたが、本発明の補正装置は他の型式の流量
計、例えば一対の楕円歯車を噛合させた容積式流量計、
あるいは一対のまゆ形の回転子を180°ずらして組み
合わせたルーツ式流量計、あるいは流路内に渦発生体を
設けて流量に比例したカルマン渦を検出する渦流量計な
どにも適用できるのは勿論である。
【0052】
【発明の効果】上述の如く、上記請求項1の発明によれ
ば、被測流体の流量変化割合を一定時間毎に求め、記憶
手段のデータテーブルより現在のパルス周波数に応じた
オーバメータ閾値を読み出し、当該流量変化が読み出し
たオーバメータ閾値以下になったかどうかを判定し、オ
ーバメータリング発生中であると判定されたとき、流量
からオーバメータ量を減算するため、パルス周波数が変
動して一定でないときでも、そのときのパルス周波数に
対応したオーバメータ閾値に基づいてオーバメータリン
グの有無を判定することができる、固定された一の閾値
により判定するよりも正確な流量補正を行うことができ
る。従って、流量が複雑に変動する場合でもオーバメー
タリング発生を検出することができるので、あらゆる使
用条件に対応することができる。
【0053】又、請求項2によれば、被測流体の流量変
化割合を一定時間毎に求めるとともに、記憶手段の演算
式に基づいて現在のパルス周波数に応じたオーバメータ
閾値を演算し、当該流量変化が演算されたオーバメータ
閾値以下になったかどうかを判定し、オーバメータリン
グ発生中であると判定されたとき、流量からオーバメー
タ量を減算するため、上記請求項1と同様に、固定され
た一の閾値により判定するよりも正確な流量補正を行う
ことが可能となり、あらゆる使用条件に対応することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明になる流量補正装置の一実施例の概略構
成図である。
【図2】タービン式流量計のオーバメータリング特性を
示すグラフである。
【図3】オーバメータ閾値テーブルの概念図である。
【図4】流量補正装置のCPUが実行するオーバメータ
リング処理を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
1 タービン式流量計 2 流量計本体 3 上流側コーン 4 下流側コーン 5,6 ピボット軸受 7 タービンロータ 9 回転軸 11 マグネット 12 ピックアップ 13 流量補正装置 14 CPU 15 RAM 16 ROM 17 第1カウンタ 18 第2カウンタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 現在の流量に比例したパルス周波数を検
    出する周波数検出手段と、 流量変化に対応する各周波数ごとのオーバメータ閾値が
    設定されたデータテーブルを記憶した記憶手段と、 前記被測流体の流量変化割合を一定時間毎に求め、該記
    憶手段のデータテーブルより現在のパルス周波数に応じ
    たオーバメータ閾値を読み出し、当該流量変化が読み出
    したオーバメータ閾値以下になったかどうかを判定する
    オーバメータリング判定手段と、 前記オーバメータリング判定手段によりオーバメータリ
    ング発生中であると判定されたとき、前記パルスを積算
    するオーバメータ用カウンタと、 前記流量から前記オーバメータ用カウンタにより積算さ
    れたオーバメータ量を減算する流量補正手段と、 よりなることを特徴とする流量補正装置。
  2. 【請求項2】 現在の流量に比例したパルス周波数を検
    出する周波数検出手段と、 流量変化に対応する各周波数ごとのオーバメータ閾値を
    演算する演算式を記憶した記憶手段と、 前記被測流体の流量変化割合を一定時間毎に求めるとと
    もに、該記憶手段の演算式に基づいて現在のパルス周波
    数に応じたオーバメータ閾値を演算し、当該流量変化が
    演算されたオーバメータ閾値以下になったかどうかを判
    定するオーバメータリング判定手段と、 前記オーバメータリング判定手段によりオーバメータリ
    ング発生中であると判定されたとき、前記パルスを積算
    するオーバメータ用カウンタと、 前記流量から前記オーバメータ用カウンタにより積算さ
    れたオーバメータ量を減算する流量補正手段と、 よりなることを特徴とする流量補正装置。
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JP2019174406A (ja) * 2018-03-29 2019-10-10 大阪瓦斯株式会社 タービン式流量計、及びその流量補正方法

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