JPH11190654A - Integrating flowmeter and gas meter using it - Google Patents
Integrating flowmeter and gas meter using itInfo
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- JPH11190654A JPH11190654A JP9360726A JP36072697A JPH11190654A JP H11190654 A JPH11190654 A JP H11190654A JP 9360726 A JP9360726 A JP 9360726A JP 36072697 A JP36072697 A JP 36072697A JP H11190654 A JPH11190654 A JP H11190654A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、流量センサで単位
時間あたりの流量を測定し、その測定値を積算して積算
流量を求める積算流量計及びそれを利用したガスメータ
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an integrated flow meter for measuring a flow rate per unit time with a flow sensor and integrating the measured values to obtain an integrated flow rate, and a gas meter using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】図6は、従来の積算流量計の構成及び測
定波形の一例で、図6(1)は、流量センサに熱線式流
量センサ20を使用した場合の回路構成を示す。熱線式
流量センサ20は流体の流速を測定するので、流速から
積算流量を以下のようにして求める。2. Description of the Related Art FIG. 6 shows an example of a configuration and a measurement waveform of a conventional integrating flow meter. FIG. 6A shows a circuit configuration when a hot wire type flow sensor 20 is used as a flow sensor. Since the hot-wire type flow sensor 20 measures the flow velocity of the fluid, the integrated flow rate is obtained from the flow velocity as follows.
【0003】流路1を矢印2の方向に流れる流体は、ヒ
ータ駆動回路12により駆動されるヒータ4により、ヒ
ータ4の近傍が所定の温度になるように加熱される。ヒ
ータ4の近傍の流体の温度は、上流側温度センサ3及び
下流側温度センサ5により検出される。流体に流れがな
い場合は、上流側温度センサ3及び下流側温度センサ5
の検出温度は等しい。一方、流体に流れがある場合は、
上流側温度センサ3の検出温度は、下流側温度センサ5
の検出温度より低下する。The fluid flowing in the flow path 1 in the direction of arrow 2 is heated by a heater 4 driven by a heater drive circuit 12 so that the vicinity of the heater 4 has a predetermined temperature. The temperature of the fluid near the heater 4 is detected by the upstream temperature sensor 3 and the downstream temperature sensor 5. If there is no flow in the fluid, the upstream temperature sensor 3 and the downstream temperature sensor 5
Are equal. On the other hand, if the fluid has a flow,
The temperature detected by the upstream temperature sensor 3 is
Lower than the detected temperature.
【0004】上流側及び下流側温度センサ3、5には、
温度により抵抗値が変わる白金薄膜抵抗等が用いられ、
その抵抗値の変化はブリッジ回路6で検出される。ブリ
ッジ回路6の出力は流体の流速を示しているが、流路1
の流速分布及び流路1の断面積等を考慮して、流路1を
流れる流体の単位時間あたりの流量に変換される。The upstream and downstream temperature sensors 3 and 5 include:
Platinum thin film resistors whose resistance changes with temperature are used,
The change in the resistance value is detected by the bridge circuit 6. The output of the bridge circuit 6 indicates the flow rate of the fluid.
The flow rate of the fluid flowing through the flow path 1 is converted into the flow rate per unit time in consideration of the flow velocity distribution and the cross-sectional area of the flow path 1.
【0005】図6(2)は、上記のように変換された単
位時間あたりの流量(以下、瞬時流量という。)Q〔m
3/s〕を示す。横軸は時間t〔s〕である。図6
(2)では、時間t1から一定の瞬時流量Q1が流れた
様子を示す。FIG. 6 (2) shows a flow rate per unit time (hereinafter, referred to as an instantaneous flow rate) Q [m converted as described above.
3 / s]. The horizontal axis is time t [s]. FIG.
(2) shows a state where a constant instantaneous flow rate Q1 has flowed from time t1.
【0006】ブリッジ回路6の出力は積算回路50に入
力される。積算回路50は、瞬時流量を時間的に積分す
る回路である。図6(3)は、積算回路の出力である積
算値V〔m3〕を示す。図6(3)では、時間t1から
一定の傾きで積算値が増加し、時間t2で積算値V2と
なっている。この積算値が、表示回路51で表示され
る。The output of the bridge circuit 6 is input to an integrating circuit 50. The integrating circuit 50 is a circuit that integrates the instantaneous flow rate over time. FIG. 6C shows the integrated value V [m 3 ] which is the output of the integrating circuit. In FIG. 6C, the integrated value increases at a constant slope from time t1, and reaches integrated value V2 at time t2. This integrated value is displayed on the display circuit 51.
【0007】以上のように、流量センサを時間的に連続
して駆動し、センサ出力を積分すれば積算流量を算出で
きる。また、流量センサを間欠的に駆動し、間欠的な瞬
時流量に測定時間間隔を乗じた値を逐次加算することで
積算流量を算出することもできる。As described above, the integrated flow rate can be calculated by driving the flow rate sensor continuously over time and integrating the sensor output. Further, the integrated flow rate can be calculated by driving the flow rate sensor intermittently and sequentially adding a value obtained by multiplying the intermittent instantaneous flow rate by the measurement time interval.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】流量センサには熱線式
流量センサ、超音波式流量センサ等があるが、それらの
センサは駆動時に電力を必要とし、連続的に駆動する場
合は他の電気回路と合わせて消費電力が大きくなりやす
い。特に、可搬型や、ガス需要者毎に取り付けられるガ
スメータに使用され商用電力が得られずバッテリー駆動
タイプにした積算流量計の場合に問題となる。The flow sensor includes a hot wire type flow sensor, an ultrasonic type flow sensor, and the like. However, these sensors require electric power at the time of driving, and require another electric circuit when driven continuously. Power consumption tends to increase in conjunction with In particular, a problem arises in the case of a portable flow meter or an integrated flow meter that is used in a gas meter attached to each gas consumer and cannot be used for commercial power and is a battery-driven type.
【0009】流量センサを間欠的に駆動する場合は消費
電力の問題は軽減されるが、測定する流体の流れに外乱
による脈動成分が含まれている場合に測定誤差を生じる
場合がある。即ち、流量センサの測定間隔が脈動成分の
周期の整数倍となる場合である。When the flow sensor is intermittently driven, the problem of power consumption is reduced, but a measurement error may occur when the flow of the fluid to be measured contains a pulsation component due to disturbance. That is, this is a case where the measurement interval of the flow sensor is an integral multiple of the cycle of the pulsating component.
【0010】図7は、外乱による脈動成分により測定誤
差が生ずる場合の説明図である。図7(1)は、共通の
流路60からそれぞれの流路61、62、63により各
需要者A、B、Cにガス等の流体を供給している場合を
示す。各需要者の積算流量は、それぞれの流路に設置さ
れた積算流量計64、65、66で測定される。FIG. 7 is an explanatory diagram when a measurement error occurs due to a pulsation component due to disturbance. FIG. 7A shows a case where a fluid such as a gas is supplied from the common flow channel 60 to each of the consumers A, B, and C through the respective flow channels 61, 62, and 63. The integrated flow rate of each consumer is measured by the integrated flow meters 64, 65, 66 installed in the respective flow paths.
【0011】図7(2)は、需要者Aが使用する流量を
瞬時流量Q〔m3/s〕で示す。需要者Aが、時間t3
までは一定流量Q3を使用していたが、時間t3から使
用流量が大幅に変動する負荷を使用した場合である。こ
れらの負荷には、ヒートポンプ、エンジン、ブロア等が
あり、ガスの消費量が多いだけでなく、その消費量が例
えば周期tで大きく変動する。これらの負荷が隣接する
需要者に外乱として影響を与える。但し、これらの負荷
は、通常2Hz〜20Hzの周期を持っている。FIG. 7B shows the flow rate used by the customer A as an instantaneous flow rate Q [m 3 / s]. The customer A is at time t3
Up to this time, the constant flow rate Q3 was used, but a load in which the use flow rate fluctuates greatly from time t3 is used. These loads include a heat pump, an engine, a blower, and the like, which not only consumes a large amount of gas but also fluctuates greatly in, for example, a cycle t. These loads affect adjacent consumers as disturbances. However, these loads usually have a period of 2 Hz to 20 Hz.
【0012】図7(3)は、需要者Bの積算流量計65
で測定される瞬時流量Q〔m3/s〕を示す。需要者B
は、常に一定の流量Q4を使用していたとしても、隣接
する需要者Aが、ヒートポンプ等の負荷の使用を開始し
た時間t3以降は、周期tの脈動成分を検出してしま
う。FIG. 7 (3) shows an integrated flow meter 65 of the customer B.
Shows the instantaneous flow rate Q [m 3 / s] measured by the following equation. Consumer B
However, even if the constant flow rate Q4 is always used, the pulsating component of the cycle t is detected after the time t3 when the adjacent customer A starts using the load such as the heat pump.
【0013】需要者Bの積算流量計65が周期tの脈動
成分を検出しても、瞬時流量Q4に対して対称的に振動
しているので、瞬時流量を連続的に積算すれば脈動成分
の影響はなくなる。しかし、一定の測定間隔で瞬時流量
を測定し、その瞬時流量に測定間隔を乗じて積算流量を
求めている場合に、積算流量値に脈動成分の影響が現れ
る。Even if the integrating flow meter 65 of the consumer B detects the pulsating component of the period t, the pulsating component oscillates symmetrically with respect to the instantaneous flow rate Q4. The effect is gone. However, when the instantaneous flow rate is measured at a fixed measurement interval and the integrated flow rate is obtained by multiplying the instantaneous flow rate by the measurement interval, the influence of the pulsation component appears on the integrated flow rate value.
【0014】図8は、流量センサを間欠駆動して誤った
積算流量を測定した場合の説明図である。図8では、需
要者Aはヒートポンプ等の負荷を使用しているが、需要
者Bはガスを使用していない場合を示す。図8(1)
は、需要者Bの積算流量計65で検出される瞬時流量
で、需要者Aからの外乱の影響で周期tの脈動成分が含
まれている。また、流量センサは一定周期Tで間欠駆動
されており、その駆動タイミングにおける測定値を丸印
で示す。図8(1)は、駆動タイミングの周期Tが脈動
成分の周期tの2倍、即ちT=2tとなった場合であ
る。この場合は、本来ゼロであるべき需要者Bの瞬時流
量が、Q5として検出されてしまう。FIG. 8 is an explanatory diagram in a case where an erroneous integrated flow rate is measured by intermittently driving the flow rate sensor. FIG. 8 illustrates a case where the consumer A uses a load such as a heat pump, but the consumer B does not use gas. Fig. 8 (1)
Is an instantaneous flow rate detected by the integrating flow meter 65 of the consumer B, and includes a pulsating component of a cycle t due to the influence of disturbance from the consumer A. The flow sensor is intermittently driven at a constant period T, and the measured value at the drive timing is indicated by a circle. FIG. 8A shows a case where the cycle T of the drive timing is twice the cycle t of the pulsation component, that is, T = 2t. In this case, the instantaneous flow rate of the customer B, which should be zero, is detected as Q5.
【0015】図8(2)は、この場合の需要者Bの積算
流量計65で測定される積算流量V〔m3〕を示す。需
要者Bの積算流量は、時間t5以降、 V5=Q5×T V51=V5+Q5×T のようになる。このように需要者Bは、ガスを使用して
いないにもかかわらず、瞬時流量Q5を連続して使用し
たように積算されてしまう。FIG. 8B shows the integrated flow rate V [m 3 ] measured by the integrated flow meter 65 of the customer B in this case. After the time t5, the integrated flow rate of the consumer B is as follows: V5 = Q5 × T V51 = V5 + Q5 × T In this way, the demand B is integrated as if the instantaneous flow rate Q5 was continuously used, even though the gas was not used.
【0016】図8(3)は、需要者Bの積算流量計65
が、脈動成分の負側のピークのタイミングで間欠駆動さ
れた場合である。この場合は、需要者Bの積算流量計6
5は、図8(4)に示すように、時間t6以降負側に積
算され誤った積算値を示してしまう。FIG. 8 (3) shows an integrated flow meter 65 of the customer B.
Is a case where the intermittent driving is performed at the timing of the negative peak of the pulsation component. In this case, the integrating flow meter 6 of the customer B
5 indicates an erroneous integrated value that is integrated on the negative side after time t6, as shown in FIG. 8 (4).
【0017】そこで本発明は、消費電力を低減し、測定
誤差の発生を防止する積算流量計を提供することを目的
とする。Accordingly, an object of the present invention is to provide an integrated flow meter that reduces power consumption and prevents the occurrence of measurement errors.
【0018】[0018]
【課題を解決するための手段】上記の目的は、所定の周
期と、前記所定の周期内における単位時間あたりの流量
との積を逐次加算して積算流量を求める積算流量計にお
いて、測定タイミングに応答して間欠的に駆動される流
量センサを有し、前記測定タイミングを前記所定の周期
内でランダムに変動させることを特徴とする積算流量計
を提供することにより達成される。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an integrated flow meter for successively adding a product of a predetermined cycle and a flow rate per unit time within the predetermined cycle to obtain an integrated flow rate. This is attained by providing an integrating flow meter having a flow sensor that is driven intermittently in response and that randomly varies the measurement timing within the predetermined cycle.
【0019】本発明によれば、測定タイミングが所定の
周期内でランダムに変動するので、間欠的な駆動により
消費電力が低減すると共に、外乱による脈動成分を原因
とする測定誤差を抑制する積算流量計を提供できる。According to the present invention, since the measurement timing fluctuates randomly within a predetermined period, the power consumption is reduced by intermittent driving, and the integrated flow rate that suppresses a measurement error caused by a pulsation component due to disturbance. Can provide a total.
【0020】また、上記の目的は、測定タイミングにお
ける単位時間あたりの流量と、前記測定タイミング間の
時間との積を逐次加算して積算流量を求める積算流量計
において、測定タイミングに応答して間欠的に駆動され
る流量センサを有し、前記測定タイミング間の時間をラ
ンダムに変動させることを特徴とする積算流量計を提供
することにより達成される。Further, the above object is to provide an integrated flow meter for successively adding a product of a flow rate per unit time at a measurement timing and a time between the measurement timings to obtain an integrated flow rate. This is achieved by providing an integrated flow meter having a flow sensor that is driven in a controlled manner and randomly varying the time between the measurement timings.
【0021】本発明によれば、測定タイミング間の時間
がランダムに変動するので、間欠的な駆動により消費電
力が低減すると共に、外乱による脈動成分を原因とする
測定誤差を抑制する積算流量計を提供できる。According to the present invention, since the time between measurement timings fluctuates randomly, an integrated flow meter that reduces power consumption by intermittent driving and suppresses a measurement error caused by a pulsation component due to disturbance is provided. Can be provided.
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例に
ついて図面に従って説明する。しかしながら、かかる実
施の形態例が本発明の技術的範囲を限定するものではな
い。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, such embodiments do not limit the technical scope of the present invention.
【0023】図1は、本実施の形態の積算流量計のブロ
ック図である。ガス等の流体が流路1を矢印2の方向に
流れており、その流速が熱線式流量センサ20で測定さ
れる。熱線式流量センサ20は、ヒータ4と上流側温度
センサ3及び下流側温度センサ5を有し、流路1の壁面
に設置される。ヒータ4は、ヒータ駆動回路12により
駆動され、ヒータ4近傍のガスが一定の温度上昇を示す
ように加熱される。ヒータ4近傍のガスの温度は、上流
側温度センサ3及び下流側温度センサ5により検出され
る。上流側及び下流側温度センサ3、5は、白金薄膜抵
抗の抵抗値が温度により変化することを利用している。FIG. 1 is a block diagram of the integrating flow meter according to the present embodiment. Fluid such as gas flows in the flow path 1 in the direction of arrow 2, and the flow velocity is measured by the hot-wire flow sensor 20. The hot wire type flow sensor 20 has a heater 4, an upstream temperature sensor 3, and a downstream temperature sensor 5, and is installed on a wall surface of the flow path 1. The heater 4 is driven by the heater drive circuit 12, and is heated so that the gas in the vicinity of the heater 4 exhibits a constant temperature rise. The temperature of the gas near the heater 4 is detected by the upstream temperature sensor 3 and the downstream temperature sensor 5. The upstream and downstream temperature sensors 3, 5 utilize the fact that the resistance value of the platinum thin film resistor changes with temperature.
【0024】上流側及び下流側温度センサ3、5の抵抗
値の変化は、ブリッジ回路6で電圧の変化に変換され
る。ブリッジ回路6の電圧信号S4は、増幅器7で増幅
されてS5となりサンプリング回路8に入力される。サ
ンプリング回路8は、タイミング回路13からの測定タ
イミング信号S3により、後に詳述する所定の間隔で増
幅器7の出力S5をサンプルする。Changes in the resistance values of the upstream and downstream temperature sensors 3 and 5 are converted into voltage changes in the bridge circuit 6. The voltage signal S4 of the bridge circuit 6 is amplified by the amplifier 7 to become S5 and input to the sampling circuit 8. The sampling circuit 8 samples the output S5 of the amplifier 7 at predetermined intervals, which will be described in detail later, based on the measurement timing signal S3 from the timing circuit 13.
【0025】サンプリング回路8の出力S6は、A/D
コンバータ9でディジタル信号S7に変換され、CPU
10に入力されて流量の積算値が求められる。また、C
PU10は、タイミング回路13に制御信号S9を出力
し、各部の駆動タイミングを制御する。さらに、CPU
10は信号S8を出力し、図示しない表示回路に流量の
積算値を表示する。The output S6 of the sampling circuit 8 is A / D
The digital signal S7 is converted by the converter 9 into a digital signal S7.
The value is input to 10 and the integrated value of the flow rate is obtained. Also, C
The PU 10 outputs a control signal S9 to the timing circuit 13 to control the drive timing of each unit. Furthermore, CPU
10 outputs a signal S8 and displays the integrated value of the flow rate on a display circuit (not shown).
【0026】タイミング回路13は、CPU10からの
制御信号S9に基づき、ヒータ駆動回路12にヒータ駆
動信号S1を出力し、サンプリング回路8等の測定系に
測定タイミング信号S3を出力する。本実施の形態の積
算流量計は、バッテリー11により各部に電源Vccを
供給しているが、後で詳述するように各部の駆動タイミ
ングを最適に制御することにより、低消費電力と測定精
度の確保を両立させている。The timing circuit 13 outputs a heater drive signal S1 to the heater drive circuit 12 based on a control signal S9 from the CPU 10, and outputs a measurement timing signal S3 to a measurement system such as the sampling circuit 8. In the integrating flow meter of the present embodiment, the power supply Vcc is supplied to each unit by the battery 11, but by controlling the drive timing of each unit optimally as described later in detail, low power consumption and measurement accuracy can be achieved. It is both secure and secure.
【0027】図2は、本実施の形態で使用する熱線式流
量センサー20の構造及び信号波形を示す。図2(1)
に示すように、熱線式流量センサー20は、シリコンチ
ップに空洞部21を有し、その空洞部21の上の誘電体
薄膜にヒータ4、上流側温度センサ3及び下流側温度セ
ンサ5が集積化される。ヒータ4等は、それぞれ電極端
子に接続され、前述したブリッジ回路6に接続される。
シリコンチップは、縦横が例えば約1.7mm、厚さが
約0.4mmである。FIG. 2 shows the structure and signal waveforms of the hot-wire flow sensor 20 used in the present embodiment. Fig. 2 (1)
As shown in the figure, the hot wire type flow sensor 20 has a cavity 21 in a silicon chip, and a heater 4, an upstream temperature sensor 3 and a downstream temperature sensor 5 are integrated on a dielectric thin film on the cavity 21. Is done. The heaters 4 and the like are connected to the electrode terminals, respectively, and are connected to the bridge circuit 6 described above.
The silicon chip has a length and width of, for example, about 1.7 mm and a thickness of about 0.4 mm.
【0028】図2(2)は、熱線式流量センサー20の
駆動タイミングを示す。図2(2)は、図1に示した
タイミング回路13からヒータ駆動回路12に出力され
るヒータ駆動信号S1である。ヒータ駆動回路12は、
このヒータ駆動信号S1に同期してヒータ4に駆動電流
を流す。図2(2)は、ヒータ4近傍の温度S2を示
す。ヒータ4近傍の温度S2は、熱時定数にためヒータ
駆動信号S1と同時には変化せず、立ち上がり時間t
r、及び立ち下がり時間tfにそれぞれ数10msの時
間遅れを生じる。FIG. 2B shows the drive timing of the hot wire type flow sensor 20. FIG. 2B shows the heater drive signal S1 output from the timing circuit 13 shown in FIG. 1 to the heater drive circuit 12. The heater drive circuit 12
A drive current is supplied to the heater 4 in synchronization with the heater drive signal S1. FIG. 2B shows the temperature S <b> 2 near the heater 4. The temperature S2 in the vicinity of the heater 4 does not change at the same time as the heater drive signal S1 because of the thermal time constant.
A time delay of several tens of ms occurs between r and the fall time tf.
【0029】図2(2)は、タイミング回路13から
サンプリング回路8等に出力される測定タイミング信号
S3を示す。測定タイミング信号S3は、ヒータ4近傍
の温度が安定した期間t21〜t24の間に出力され
る。そして、この測定タイミング信号S3の期間t22
〜t23の間にガスの流速が測定される。FIG. 2B shows the measurement timing signal S3 output from the timing circuit 13 to the sampling circuit 8 and the like. The measurement timing signal S3 is output during a period from time t21 to time t24 in which the temperature near the heater 4 is stable. Then, the period t22 of the measurement timing signal S3
The gas flow rate is measured between t23.
【0030】図3は、本実施の形態の測定フローチャー
トである。本実施の形態では、低消費電力のために各回
路ブロックを間欠駆動し、更に、間欠駆動に起因する測
定誤差をキャンセルするために以下のタイミングで測定
を行う。FIG. 3 is a measurement flowchart according to the present embodiment. In this embodiment, each circuit block is intermittently driven for low power consumption, and measurement is performed at the following timing to cancel a measurement error caused by the intermittent drive.
【0031】ステップP1において、CPU10はタイ
ミング回路13を起動し、一連の測定シーケンスを開始
する。ステップP2では、タイミング回路13がヒータ
駆動回路12にヒータ駆動信号S1を出力し、ヒータ4
の加熱を開始する。ヒータ4の加熱を開始してからヒー
タ4近傍の温度が安定するには、前述のように数10m
sの時間がかかる。In step P1, the CPU 10 activates the timing circuit 13 to start a series of measurement sequences. In step P2, the timing circuit 13 outputs the heater drive signal S1 to the heater drive circuit 12,
Start heating. In order to stabilize the temperature in the vicinity of the heater 4 after the heating of the heater 4 is started, as described above, several tens m
It takes s time.
【0032】ステップP3では、測定系を構成するブリ
ッジ回路6、増幅器7、サンプリング回路8、A/Dコ
ンバータ9が起動される。ヒータ4近傍の温度が安定す
るまでには測定系の各回路も安定し、ステップP4にお
いて測定データが取得される。測定データが取得される
と、ステップP5で直ちにヒータ4の加熱が停止され
る。ヒータ4が最も電力を消費するためである。In step P3, the bridge circuit 6, the amplifier 7, the sampling circuit 8, and the A / D converter 9 constituting the measuring system are activated. Until the temperature in the vicinity of the heater 4 is stabilized, each circuit of the measurement system is also stabilized, and measurement data is obtained in Step P4. When the measurement data is obtained, the heating of the heater 4 is immediately stopped in Step P5. This is because the heater 4 consumes the most power.
【0033】次に、ステップP6において、A/Dコン
バータ9においてディジタル信号に変換された測定デー
タS7が、CPU10に送出される。これにより1回あ
たりの測定シーケンスが終了し、ステップP7で測定系
の各回路を停止しステップP8でタイミング回路13を
停止する。Next, in step P6, the measurement data S7 converted into a digital signal by the A / D converter 9 is sent to the CPU 10. As a result, one measurement sequence is completed, and each circuit of the measurement system is stopped in Step P7, and the timing circuit 13 is stopped in Step P8.
【0034】ステップP9では、CPU10においてラ
ンダム時間を発生させ、次の測定タイミングまで待機す
る。即ち、本実施の形態では、間欠駆動に起因する測定
誤差をキャンセルするために、測定タイミングをランダ
ムに変動させる。In step P9, a random time is generated in the CPU 10, and the process waits until the next measurement timing. That is, in the present embodiment, the measurement timing is randomly changed in order to cancel the measurement error caused by the intermittent driving.
【0035】図4は、本実施の形態において、測定タイ
ミングをランダムに変動させて、測定誤差を抑制した波
形を示す。図4(1)は図8と同様の状況で、需要者B
はガスを使っておらず、隣接する需要者Aがヒートポン
プ等の負荷を使用した場合である。FIG. 4 shows a waveform in which the measurement error is suppressed by randomly varying the measurement timing in the present embodiment. FIG. 4A shows a situation similar to that of FIG.
Is a case where gas is not used and the adjacent customer A uses a load such as a heat pump.
【0036】需要者Bの積算流量計65は、周期tの脈
動成分を検出しているが、本実施の形態では、測定タイ
ミングを以下のようにランダムに変動させて、脈動成分
が積算流量値に影響を与えないようにしている。即ち、
図4では、予め一定の積算時間τ0を設定し、各積算時
間の開始時点(ta、tb、tc等)からランダムなタ
イミングが測定データを取得する。なお、積算時間τ0
を長くすれば、ヒータ4等が間欠駆動される周期が長く
なり消費電力は低減されるが、測定精度は低下するので
約1秒〜3秒に決定される。The integrating flow meter 65 of the consumer B detects the pulsating component of the cycle t. In the present embodiment, the measuring timing is varied at random as follows, and the pulsating component is changed to the integrated flow value. So as not to affect That is,
In FIG. 4, a fixed integration time τ0 is set in advance, and measurement data is obtained at random timing from the start time (ta, tb, tc, etc.) of each integration time. Note that the integration time τ0
Is increased, the period in which the heater 4 and the like are intermittently driven becomes longer and the power consumption is reduced, but the measurement accuracy is reduced.
【0037】積算時間の開始時点(ta、tb、tc
等)から測定タイミングまでの時間をτnとすれば、 τn=rnd(n)×τ0 となる。但し、nは1以上の整数、rnd(n)は、0
以上1未満のn番目の乱数である。従って、測定タイミ
ングt7における瞬時流量はQ7となり、測定タイミン
グt8における瞬時流量はQ8となる。The start time of the integration time (ta, tb, tc)
Τn = rnd (n) × τ0, where τn is the time from the above to the measurement timing. Here, n is an integer of 1 or more, and rnd (n) is 0
This is the n-th random number less than or equal to one. Therefore, the instantaneous flow rate at the measurement timing t7 is Q7, and the instantaneous flow rate at the measurement timing t8 is Q8.
【0038】図4(2)は、需要者Bの積算流量を示
し、期間ta〜tbでは、 V7=Q7×τ0 となり、期間tb〜tcでは、 V8=V7+Q8×τ0 となる。V8が負となるのは、瞬時流量Q8が負のため
である。従って、周期性のある脈動成分がある場合で
も、ランダムにサンプリングすることにより、その積算
値は図4(2)に示すようにゼロ近辺に収束する。FIG. 4 (2) shows the integrated flow rate of the consumer B. In the period from ta to tb, V7 = Q7 × τ0, and in the period from tb to tc, V8 = V7 + Q8 × τ0. V8 becomes negative because the instantaneous flow rate Q8 is negative. Therefore, even if there is a periodic pulsation component, the sampling value is randomly sampled, and the integrated value converges to near zero as shown in FIG.
【0039】図5は、測定タイミングをランダムとする
他の方法を示す。この場合は、需要者Bの積算流量計6
5が図4と同様に周期tの脈動成分を含んでいる場合
に、測定タイミングの間隔τnをランダムに変動させ
る。FIG. 5 shows another method for making the measurement timing random. In this case, the integrating flow meter 6 of the customer B
When 5 includes a pulsating component having a period t as in FIG. 4, the measurement timing interval τn is randomly varied.
【0040】この場合は、測定タイミングの最小間隔を
tminとし最大間隔をtmaxとすると、測定タイミ
ングの間隔τnは、 τn=tmin+(tmax−tmin)×rnd
(n) となる。なお、tminは、消費電力の制限及び流量セ
ンサの応答時間により決まり、本実施の形態では約0.
1秒である。また、tmaxは、必要な測定精度により
決定され、本実施の形態では約1秒〜3秒である。In this case, assuming that the minimum interval of the measurement timing is tmin and the maximum interval is tmax, the interval τn of the measurement timing is τn = tmin + (tmax−tmin) × rnd
(N). Note that tmin is determined by the limitation of the power consumption and the response time of the flow rate sensor.
One second. Further, tmax is determined by the required measurement accuracy, and is about 1 to 3 seconds in the present embodiment.
【0041】図5(2)は、需要者Bの積算流量を示
す。この場合は、積算流量は瞬時流量と測定間隔の積と
なり、 V9=Q9×τ1 V10=V9+Q10×τ2 V11=V10+Q11×τ3 等となる。V11で積算値が減少するのは、Q11が負
の値のためである。従って、本実施の形態においても積
算流量はゼロに収束する。FIG. 5B shows the integrated flow rate of the customer B. In this case, the integrated flow rate is the product of the instantaneous flow rate and the measurement interval, and V9 = Q9 × τ1 V10 = V9 + Q10 × τ2 V11 = V10 + Q11 × τ3 and the like. The reason why the integrated value decreases at V11 is that Q11 is a negative value. Therefore, also in the present embodiment, the integrated flow rate converges to zero.
【0042】上記した積算流量計を、ガス需要者毎に取
り付けられ電池駆動されるガスメータに使用すること
で、約十年の保証が与えられているガスメータにおい
て、有効に電池の消費量を抑え、かつ外乱による脈動の
誤差を排除することができる。By using the above-mentioned integrating flow meter for a gas meter which is attached to each gas consumer and is driven by a battery, in a gas meter which is guaranteed for about ten years, the consumption of the battery can be effectively suppressed. In addition, pulsation errors due to disturbance can be eliminated.
【0043】[0043]
【発明の効果】以上説明した通り、測定タイミングがラ
ンダムに変動するので、間欠的な駆動により消費電力が
低減すると共に、外乱による脈動成分を原因とする測定
誤差を抑制する積算流量計を提供できる。As described above, since the measurement timing fluctuates at random, it is possible to provide an integrated flow meter which reduces power consumption by intermittent driving and suppresses a measurement error caused by a pulsation component due to disturbance. .
【図1】本発明の実施の形態の積算流量計のブロック図
である。FIG. 1 is a block diagram of an integrating flow meter according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施の形態の熱線式流量センサであ
る。FIG. 2 is a hot wire type flow sensor according to an embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施の形態の測定フローチャートであ
る。FIG. 3 is a measurement flowchart according to the embodiment of the present invention.
【図4】本発明の実施の形態のランダムな測定タイミン
グの説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a random measurement timing according to the embodiment of the present invention.
【図5】本発明の実施の形態の他のランダムな測定タイ
ミングの説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of another random measurement timing according to the embodiment of the present invention.
【図6】従来の積算流量計の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a conventional integrating flow meter.
【図7】脈動成分により測定誤差が生じる説明図であ
る。FIG. 7 is an explanatory diagram in which a measurement error occurs due to a pulsating component.
【図8】従来の間欠駆動の場合の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of a conventional intermittent drive.
6 ブリッジ回路 8 サンプリング回路 10 CPU 11 バッテリー 12 ヒータ駆動回路 13 タイミング回路 20 熱線式流量センサー Reference Signs List 6 bridge circuit 8 sampling circuit 10 CPU 11 battery 12 heater drive circuit 13 timing circuit 20 hot-wire flow sensor
Claims (5)
の流量を積算する積算流量計において、 前記流量センサは、測定タイミングに応答して間欠的に
駆動され、前記測定タイミングをランダムに変動させる
ことを特徴とする積算流量計。1. An integrating flow meter for integrating a flow rate per unit time detected by a flow rate sensor, wherein the flow rate sensor is intermittently driven in response to a measurement timing to randomly vary the measurement timing. An integrating flow meter characterized by the following.
単位時間あたりの流量との積を逐次加算して積算流量を
求める積算流量計において、 測定タイミングに応答して間欠的に駆動される流量セン
サを有し、 前記測定タイミングを前記所定の周期内でランダムに変
動させることを特徴とする積算流量計。2. An integrated flow meter for successively adding a product of a predetermined cycle and a flow rate per unit time within the predetermined cycle to obtain an integrated flow rate, wherein the integrated flow meter is driven intermittently in response to a measurement timing. An integrated flow meter having a flow sensor, wherein the measurement timing is randomly varied within the predetermined cycle.
流量と、前記測定タイミング間の時間との積を逐次加算
して積算流量を求める積算流量計において、 測定タイミングに応答して間欠的に駆動される流量セン
サを有し、 前記測定タイミング間の時間をランダムに変動させるこ
とを特徴とする積算流量計。3. An integrating flow meter for successively adding a product of a flow rate per unit time at a measuring timing and a time between the measuring timings to obtain an integrated flow rate, wherein the integrating flow meter is driven intermittently in response to the measuring timing. An integrating flow meter having a flow sensor, wherein a time between the measurement timings is randomly varied.
有し、前記流量センサを電池によって駆動することを特
徴とするガスメータ。4. A gas meter comprising the integrating flow meter according to claim 1, wherein the flow sensor is driven by a battery.
センサであることを特徴とするガスメータ。5. The gas meter according to claim 1, wherein the flow sensor is a hot wire flow sensor or an ultrasonic flow sensor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9360726A JPH11190654A (en) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | Integrating flowmeter and gas meter using it |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9360726A JPH11190654A (en) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | Integrating flowmeter and gas meter using it |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11190654A true JPH11190654A (en) | 1999-07-13 |
Family
ID=18470656
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9360726A Pending JPH11190654A (en) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | Integrating flowmeter and gas meter using it |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11190654A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002054967A (en) * | 2000-08-09 | 2002-02-20 | Osaka Gas Co Ltd | Flow meter |
JPWO2015151638A1 (en) * | 2014-03-31 | 2017-04-13 | 日立金属株式会社 | Thermal mass flow measurement method, thermal mass flow meter using the method, and thermal mass flow controller using the thermal mass flow meter |
-
1997
- 1997-12-26 JP JP9360726A patent/JPH11190654A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2002054967A (en) * | 2000-08-09 | 2002-02-20 | Osaka Gas Co Ltd | Flow meter |
JPWO2015151638A1 (en) * | 2014-03-31 | 2017-04-13 | 日立金属株式会社 | Thermal mass flow measurement method, thermal mass flow meter using the method, and thermal mass flow controller using the thermal mass flow meter |
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A977 | Report on retrieval |
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