KR100196199B1

KR100196199B1 - Mass flowmeter transfer

Info

Publication number: KR100196199B1
Application number: KR1019950034069A
Authority: KR
Inventors: 히로카즈 기타미; 도시히로 아베
Original assignee: 가시마 쥰이치로; 가부시키가이샤 오바루
Priority date: 1995-10-05
Filing date: 1995-10-05
Publication date: 1999-06-15
Also published as: KR970022229A

Abstract

지지점 주위에 일정주파수에서 교대로 구동되는 플로우 튜브에 작용하는 코리올리의 힘을, 그 측정관의 대칭위치에서 검출되는 각각 쌍을 이루는 변위신호의 시간차(△T)로서 검지하고, 그 시간차(△T)에 비례한 질량유량을 계측하는 질량유량의 변환기에 있어서, 각각의 검출코일로부터 출력된 일정진폭으로 위상차가 다른 정현파 신호로부터 앞선 시간(T+△T) 및 늦은 시간(T-△T)에 각각 동등한 펄스폭을 가지며, 각각 일정파고치(T+△T)펄스 및 (T-△T)펄스를 구하여 입력펄스로 하고, 각각 N개의 (T+△T)펄스와, (T-△T)펄스를 각각 같은 시정수의 적분기에 동시에 입력하고, 충전후, 충전전압을 기준전원에 의해서 동시에 방전하여 영크로스전압의 시간차를 측정하고, 2N배로 확대된 시간차(△T)신호를 검출하고, 특별한 클럭펄스를 이용하지 않고 고감도의 시간차 측정을 계측한다. 또한 N(T+△T)펄스와 N (T-△T)펄스를 입력하는 충방전회로를 충방전의 사이클마다 전환하여, 충방전회로의 드리프트에 의해서 발생하는 미세한 시간오차를 부인하고, 장기간 고정밀의 시간계측이 안정되어 얻어진다.The Coriolis force acting on the flow tube which is driven alternately at a constant frequency around the support point is detected as the time difference ΔT of the pair of displacement signals detected at the symmetrical positions of the measuring tubes, and the time difference ΔT In a mass flow rate converter that measures mass flow rate in proportion to), the time (T + ΔT) and the late time (T-ΔT), respectively, from sinusoidal signals having different phase differences with a constant amplitude output from the respective detection coils. It has the same pulse width, and obtains constant pulse height (T + ΔT) pulses and (T-ΔT) pulses as input pulses, and N (T + ΔT) pulses and (T-ΔT) pulses, respectively. Input simultaneously to the integrators of the same time constant, and after charging, simultaneously discharge the charging voltage by the reference power supply, measure the time difference of zero cross voltage, detect the time difference (△ T) signal magnified by 2N times, and detect the special clock pulse. High sensitivity without using Gancha measures the measurement. In addition, the charge / discharge circuit for inputting the N (T + ΔT) pulse and the N (T-ΔT) pulse is switched for each cycle of charge / discharge, thereby negating the minute time error caused by the drift of the charge / discharge circuit, and high precision for a long time. The time measurement of is obtained stably.

Description

Mass flowmeter transducer

제1도는 종래의 질량유량계 변환기의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram for explaining the configuration of a conventional mass flow meter transducer.

제2도는 코리오리(Coriolis) 질량유량계에 의한 시간차를 측정하는 예를 설명하기 위한도면이다.2 is a diagram for explaining an example of measuring a time difference by a Coriolis mass flow meter.

제3도는 시간차 △T를 결정하기 위한 종래의 질량유량계 변환기의 블록도이다.3 is a block diagram of a conventional mass flow meter transducer for determining the time difference [Delta] T.

제4도는 본 발명에 따른 질량유량계 변환기의 실시예를 설명하기 위한 회로도이다.4 is a circuit diagram for explaining an embodiment of a mass flow meter transducer according to the present invention.

제5도는 제4도에서 나타낸 질량유량계 변환기를 설명하기 위한 타임챠트도이다.FIG. 5 is a time chart for explaining the mass flow meter transducer shown in FIG.

제6도는 본 발명에 따른 질량유량계 변환기의 다른 실시예를 설명하기 위한 회로도이다.6 is a circuit diagram for explaining another embodiment of the mass flow meter transducer according to the present invention.

제7a도 및 7b도는 제6도에서 나타낸 질량유량계의 회로작동을 설명하기 위한 출력전압특성도이다.7A and 7B are output voltage characteristic diagrams for explaining the circuit operation of the mass flow meter shown in FIG.

제8도는 시간차 △T와 질량유속 Q_M사이의 관계를 나타내는도면이다.8 is a diagram showing the relationship between the time difference ΔT and the mass flow rate Q _M.

제9도는 고유진동수와 시간차에 대한 드리프트량사이의 관계를 설명하기 위한 실험결과를 나타낸다.9 shows experimental results for explaining the relationship between the natural frequency and the amount of drift for the time difference.

제10도는 본 발명에 따른 질량유량계 변환기의 다른 실시예를 설명하기 위한 회로도이다.10 is a circuit diagram for explaining another embodiment of the mass flow meter transducer according to the present invention.

제11도는 본 발명에 따른 질량유량계 변환기의 다른 실시예를 설명하기 위한 회로도이다.11 is a circuit diagram for explaining another embodiment of the mass flow meter converter according to the present invention.

제12도는 제11도에 나타낸 질량 유량계 변환기의 작용을 설명하기 위한 펄스열의 타임챠아트도 이다.FIG. 12 is a time chart of a pulse train for explaining the operation of the mass flow meter transducer shown in FIG.

제13도는 제12도에서 나타낸 타임챠아트의 t₁부터 t₂까지의 시간 간격과 t₂부터 t₃까지의 시간 간격 동안의 충전-방전 전압의 전압-시간 특성을 나타내는도면이다.FIG. 13 is a diagram showing the voltage-time characteristic of the charge-discharge voltage during the time interval t ₁ to t ₂ and the time interval t ₂ to t ₃ of the time chart shown in FIG.

제14도는 본 발명에 따른 질량유량계 변환기의 구성을 나타내는도면이다.14 is a diagram showing the configuration of a mass flow meter transducer according to the present invention.

제15도는 본 발명에 따른 질량유량계 변환기의 다른 실시예를 설명하기 위한 회로도이다.15 is a circuit diagram for explaining another embodiment of the mass flow meter converter according to the present invention.

제16도는 제15도에서 나타낸 질량유량계 변환기의 스위칭하는 타임챠아트의 예시도이다.FIG. 16 is an exemplary view of switching time charts of the mass flow meter converter shown in FIG.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 입력단자 7, 8, 9, 10 : 접점1: input terminal 7, 8, 9, 10: contact

11 : 기준전압 12, 13 : 연산증폭회로11: reference voltage 12, 13: operational amplifier circuit

14, 15 : 접점 16, 17 : 제로크로스 검출회로14, 15: contact 16, 17: zero cross detection circuit

18 : CPU 20 : 입력단자18: CPU 20: input terminal

21, 22, 23, 24 : 접점 25, 26 : 인버터21, 22, 23, 24: contact 25, 26: inverter

27, 28 : 적분회로 31 : 드리프트회로27, 28: integrating circuit 31: drift circuit

32 : 구동코일 33, 34 : 검출코일32: drive coil 33, 34: detection coil

35 : 위상검출회로 37 : 주파수계35 phase detection circuit 37 frequency meter

38 : CPU 39 : 역수연산부38: CPU 39: inverse calculation unit

42, 43 : 단자 45 : 접점42, 43: terminal 45: contact

46 : 인버터 47 : 연산증폭회로46: inverter 47: operational amplifier circuit

48 : 접점 49 : 전압 유지회로48: contact 49: voltage holding circuit

50 : A/D 변환회로 51 : CPU50: A / D conversion circuit 51: CPU

52 : 단자 61 : 코리오리 유량계52: terminal 61: Coriori flow meter

62 : 온도보정 연산기 63 : 내측튜브62: temperature correction calculator 63: inner tube

64 : 외측튜브 65 : 연결관64: outer tube 65: connector

66 : 구동부 66c, 67c, 69c, 70c :도선66: drive part 66c, 67c, 69c, 70c: lead wire

67, 68 : 검출부 69 : 내측온도 검출소자67, 68: detection unit 69: internal temperature detection element

70 : 외측온도 검출소자 80 : 신호처리부70: outer temperature detecting element 80: signal processing unit

81, 82 : 스위치 83 : 인버너81, 82: switch 83: inburner

84 : 연산증폭기 85, 86 : 제너 배리어 유니트84: operational amplifier 85, 86: Zener barrier unit

87, 88 : 휴즈 89 : D/A 변환부87, 88: fuse 89: D / A conversion unit

90 : CPU 101 : 구동회로90: CPU 101: drive circuit

102 : 구동코일 103, 104 : 검출코일102: driving coil 103, 104: detection coil

105 : 위상검출회로 106 : 전파 정류회로105: phase detection circuit 106: full-wave rectifier circuit

115 : CPU(중앙연산처리장치) 116 : 단자115: CPU (central processing unit) 116: terminal

본 발명의 질량유량계 변환기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 플로우튜브에 작용하는 질량유속에 비례하는 코리오리의 힘을, 연산회로의 드리프트(drift)에 기인한 시간경과의 변화의 오차를 포함하지 않고 고감도로 시간차이로서 측정할 수 있는 직관식(直管式) 코리오리(Coriolis) 유량계와 같은 낮은 검출감도의 질량유량계에서 사용하도록 채택된 변환기에 관한 것이다.In the mass flowmeter transducer of the present invention, more specifically, the force of the coreori proportional to the mass flow rate acting on the flow tube does not include an error of a change in time due to the drift of the calculation circuit. And transducers adapted for use in low detection sensitivity mass flowmeters, such as straight pipe type Coriolis flowmeters, which can be measured as time-sensitive and with high sensitivity.

코리오리 유량계는, 지지부재상에 양끝단이 지지된 플로우튜브내로 피측정유체가 흐르고, 이 튜브가 그의 축에 수직인 방향으로 그의 중앙부에서 일정진폭으로 교번구동하면 플로우튜브상의 2개의 대칭인 반대위치의 사이에서 위상차가 발생하며, 이 위상차는 질량유속에 비례한다는 사실에 근거한 주지의 유량계이다. 구체적으로, 구동회로에 의하여 여기되는 구동코일이 지지부재상에서 양끝단이 지지된 플로우튜브의 중앙에 마련되며, 2개의 검출코일이 플로우튜브의 양족 끝단과 중앙부의 사이의 대칭적으로 반대되는 위치에 배치된다.A coreori flowmeter has two symmetric opposite positions on the flow tube when the fluid under measurement flows into a flow tube supported at both ends on a support member, and the tube is alternately driven at a constant amplitude at its center in a direction perpendicular to its axis. A phase difference occurs between and is a well-known flowmeter based on the fact that the phase difference is proportional to the mass flow rate. Specifically, a drive coil excited by the drive circuit is provided at the center of the flow tube supported at both ends on the support member, and two detection coils are positioned at symmetrically opposite positions between the both ends of the flow tube and the center part. Is placed.

코리오리의 힘의 작용에 의하여 발생된 질량유량에 비례적인 위상차의 신호가 검출되고, 위상차 값으로부터 질량유속이 결정된다. 만약 구동 주파수가 일정하다고 가정하면, 대칭적인 위치에서의 플로우튜브가 기준선을 통과할 때 얻어지는 시간차 신호로서 위상차 신호가 검출될 수 있다A signal of a phase difference proportional to the mass flow rate generated by the action of the coreori force is detected, and the mass flow rate is determined from the phase difference value. If the driving frequency is assumed to be constant, the phase difference signal can be detected as a time difference signal obtained when the flow tube at the symmetrical position passes the reference line.

지지수단상에 양쪽끝단이 지지된 플로우튜브가 그의 축에 수직인 방향으로 중앙부에서 고유진동수로 교번구동될 때, 플로우튜브의 크기 및 재질과 피측정유체의 밀도에 대응하는 일정한 구동주파수가 얻더지고, 적은 구동에너지로 구동하는 것이 가능하고, 따라서 구동주파수에 대응하는 유체의 밀도가 결정된다. 이러한 이유로, 플로우튜브를 그의 고유진동수로 구동하도록 일반적으로 채택된다.When the flow tube supported at both ends on the support means is alternately driven at a natural frequency in the center in a direction perpendicular to its axis, a constant driving frequency corresponding to the size and material of the flow tube and the density of the fluid to be measured is obtained. It is possible to drive with little driving energy, so that the density of the fluid corresponding to the driving frequency is determined. For this reason, it is generally adopted to drive the flow tube at its natural frequency.

플로우튜브를 고유진동수로 구동하기 위한 회로는 검출코일로부터의 정현파 신호를 구동회로로 입력함으로써 일정한 레벨로 입력신호를 제어하는 정귀환회로이다.The circuit for driving the flow tube at a natural frequency is a positive feedback circuit which controls the input signal at a constant level by inputting a sine wave signal from the detection coil into the drive circuit.

그런나, 코리오리 질량유량계에 의한 질량 유속의 정확한 측정은 시간차 신호의 안정적이고 정확한 측정에 의존하여 구축된다. 시간차는 시간차 사이의 특정 주파수의 클럭펄스를 계수함으로써 측정된다. 예를 들면, 높은 구부림 강성의 직관을 가지는 직관식 코리오리 유량계의 경우에, 코리오리의 힘에 의하여 발생되는 위상차 신호는 작으며, 따라서, 위상차 신호에 대응하는 시간차 신호의 시간차 값도 따라서 작다. 그와 같이 작은 시간차는 100MHz 및 그 정도 레벨의 클럭펄스 발생기를 사용함으로써 코리오리 질량유량계내에서의 그 후의 측정에 필요한 정확도로 검출될 수 있으나, 이는 매우 사용하기에 고가이다. 작은 값의 시간차를 높은 정밀도로 안정되게 측정하기 위하여는, 시간차 검출회로 자체의 안정성에 관한 문제, 예를 들면 0드리프트의 발생이 검출정밀도를 감소시킨다고 하는 문제등이 아직 남아 있다. 또한, 코리오리 유량계 자체는 온도변화에 따른 피측정 유체의 팽창에 의하여 영향을 받을 수 있다.However, accurate measurement of the mass flow rate by the Coriori mass flow meter is built upon the reliable and accurate measurement of the time difference signal. The time difference is measured by counting the clock pulses of a particular frequency between the time differences. For example, in the case of a straight-type Coriori flowmeter having a high bend stiffness straight pipe, the phase difference signal generated by the force of Coriori is small, and thus the time difference value of the time difference signal corresponding to the phase difference signal is also small. Such small time differences can be detected with the accuracy required for subsequent measurements in a Corori mass flowmeter by using a clock pulse generator of 100 MHz and so on, but this is very expensive to use. In order to stably measure a small time difference with high precision, there still remains a problem regarding the stability of the time difference detecting circuit itself, for example, the occurrence of zero drift reduces the detection accuracy. In addition, the coreori flowmeter itself may be affected by the expansion of the fluid to be measured according to the temperature change.

본 발명의 제1의 목적은 그의 지지점 주위에서 일정한 주파수로 교번 구동되는 플로우튜브에 작용하는 코리오리 힘을, 피측정관의 대칭위치에서 검출되는 각각 쌍을 이루는 변위신호의 시간차 △T로서 검지하고, 이 시간차△T에 비례한 질량유량을 계측하는 질량유량의 변환기에 있어서, 각각의 검출코일로부터 출력된 일정진폭으로 위상차가 다른 정현파 신호를, 기준시간축에 대하여 전압의 양음 높이가 같은 시간T의 기울기를 가지는 한쪽의 사다리꼴파 신호와, 코리오리의 힘에 비례한 시간차△T를 가진 다른 쪽의 사다리꼴파 신호로 변환하고 ; 각각의 사다리 꼴파 신호로부터 앞선 시간(T+△T) 및 늦은시간(T-△T)에 각각 같은 펄스폭을 가지고; 각각 일정파고치(T+△T)펄스 및(T-△T)펄스를 구하여 입력펄스로 하고, 각각 N개의 (T+△T)와, (T-△T)펄스를 각각 같은 시정수의 적분기로 동시에 넣고; 충전후, 충전전압을 기준전원에 의하여 동시에 방전하여 제로 크로스 전압의 시간차를 측정하고, 2N배로 확대한 시간차 △T신호를 검출하고 특별한 클록펄스를 이용하는 일이 없이 고감도의 시간차 측정을 계측하고, 또한 다소의 유량변동이 있어도 정확한 고감도의 질량유량이 계측될 수 있는 질량유량계 변환기를 제공하는 것이다.A first object of the present invention is to detect a Coriori force acting on a flow tube that is alternately driven at a constant frequency around its support point as the time difference ΔT of each pair of displacement signals detected at the symmetrical position of the tube to be measured. In a mass flow rate converter measuring a mass flow rate proportional to the time difference ΔT, a sinusoidal signal having a phase difference of a constant amplitude output from each of the detection coils is obtained. Converting one trapezoidal wave signal having a slope and the other trapezoidal wave signal having a time difference ΔT proportional to the force of the coreori; Have the same pulse width at each of the preceding time T + ΔT and the late time T−ΔT from each trapezoidal signal; The constant peak values (T + ΔT) pulses and (T-ΔT) pulses are obtained as input pulses, respectively, and N (T + ΔT) and (T-ΔT) pulses are respectively obtained as integrators having the same time constant. Put at the same time; After charging, the charging voltage was simultaneously discharged by the reference power supply to measure the time difference of the zero cross voltage, the time difference ΔT signal magnified by 2N times was detected, and the time sensitive measurement was measured with high sensitivity without using a special clock pulse. It is to provide a mass flow meter transducer which can measure accurate and sensitive mass flow rate even with slight flow fluctuations.

본 발명의 다른 목적은, 통상의 계측시에는, 각각 N개의 (T+△T)펄스와(T-△T)펄스를 충방전하는 같은 시정수를 가진 적분기에 입력하고, 검사시에는, (T+△T)펄스와 (T-△T)펄스를 상호간에 다른 쪽의 적분기로 입력하도록 전환하고, 전환에 의하여 얻어진 각각의 2N△T간에 생긴 시간편차△Tε를 검출하여 이것을 기억하고, 편차가 생긴 경우에는 시간편차의 기억치를 보정을 가하고, 장시간에 걸쳐서 높은 신뢰도의 질량유량 계측신호를 출력하는 것이 가능한 질량유량계 변환기를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to input into an integrator having the same time constant for charging and discharging N (T + ΔT) pulses and (T-ΔT) pulses during normal measurement, and (T + ΔT) pulses and (T-ΔT) pulses are inputted to the other integrator, and the time deviation ΔTε generated between each 2NΔT obtained by the conversion is detected and stored, and the deviation is generated. In this case, a mass flow meter converter capable of correcting a stored value of time deviation and outputting a mass flow measurement signal with high reliability for a long time is provided.

본 발명의 또 다른 목적은, N(T+△T)펄스와 N(T-△T)펄스를 충방전하여 높은 감도로 시간차△T를 계측하는 특성을 생기게하고, N(T+△T)펄스와 N(T-△T)펄스를 입력하는 충방전회로를 충방전의 사이클 마다에 전환하여, 충방전회로의 드리프트에 의하여 생기SMS 미소한 시간오차를 해소하고, 장기간 높은 정밀도의 시간계측을 안정하게 얻을수 있는 질량유량계 변환기를 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to charge and discharge N (T + ΔT) pulses and N (T−ΔT) pulses to give a characteristic of measuring time difference ΔT with high sensitivity, and to obtain N (T + ΔT) pulses. The charge / discharge circuit for inputting N (T-ΔT) pulses is switched at every cycle of charge / discharge, eliminating slight SMS errors caused by the drift of the charge / discharge circuit, and stable time measurement with high precision over a long period of time. It is to provide a mass flowmeter transducer that can be obtained.

본 발명의 또 다른 목적은, 피측정유체가 흐르는 플로우 튜브를 적어도 2점에서 지지하고, 이 지지점 주위에 일정진폭의 고유진동수로 구동할 때, 이 플로우 튜브에 작용하는 코리오리의 힘을 위상차로서 검출하고, 위상차에 비례한 시간차를 계측하여 질량유량을 구하는 코리오리 계량계에 있어서, 고유진동수는, 유체의 밀도, 플로우 튜브의 크기에 의하여 변화하고, 고유진동수의 역수에 비례하여 영 드리프트를 발생하는 것으로, 상기 고유진동수를 검출하고, 상기 시간차에 대하여, 검출된 고유진동수의 역수를 연산하여, 상기 고유진동수에 대응하여 정해지는 영접 드리프트량을, 계측된 시간차를 보정하고, 광범위한 액체 종류와 질량유량을 높은 정밀도로 검출하는 질량유량계 변화기를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to support a flow tube through which a fluid to be measured flows at at least two points, and to drive the flow tube with a constant amplitude of natural frequency around the support point as a phase difference. In a Koriori meter that detects and measures the time difference proportional to the phase difference to obtain the mass flow rate, the natural frequency varies depending on the density of the fluid and the size of the flow tube, and generates zero drift in proportion to the inverse of the natural frequency. By detecting the natural frequency, calculating the inverse of the detected natural frequency with respect to the time difference, correcting the measured time difference by determining the received drift amount corresponding to the natural frequency, and a wide range of liquid types and masses. It is to provide a mass flow meter transducer for detecting the flow rate with high precision.

본 발명의 또 다른 목적은, 일정한 파고치의 N개의 (T+△T)펄스를 적분기로 충전하고, 충전완료후, 이 충전전압을 상기(T+△T)펄스와 파고치가 다르고, 양음전압이 다른 N개의 (T-△T)펄스로 방전하여 감산하고, 2N△T에 상당하는 아나로그 전압으로부터 질량유량을 구하는 것에 의하여 간단하게 높은 정밀도의 질량유량계 변환기를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to charge N (T + ΔT) pulses of constant crest value with an integrator, and after charging is completed, the charging voltage is different from the (T + ΔT) pulses and N having different positive voltages. It is possible to provide a mass flowmeter converter with high precision simply by discharging and subtracting into two (T- DELTA T) pulses and obtaining a mass flow rate from an analog voltage corresponding to 2 N DELTA T.

본 발명의 또 다른 목적은, 유체가 흐르는 직관의 플로우 튜브와, 이 플로우 튜브의 바깥쪽에 동축으로 형성하고, 양끝단이 이 플로우 튜브에 지지된 실질적으로 강체인 직관 형상의 바깥쪽의 카운터 밸런스와, 플로우로 이루어지는 2중직관을 상기 지지위치 주위에 공진주파수로 구동하는 구동수단을 가지는 코리오리 유량계에 있어서, 상기 지지위치 근방 대칭 위치에 있어서의 위상차에 비례한 질량유량 및 고유진동수에 따른 밀도를 구하고, 구해진 이 질량유량 및 밀도를, 상기 플로우 튜브 및 카운터 밸런스의 온도에 따라서 보정하고, 넓은 온도범위에서 높은 정밀도의 질량유량계측이 가능한 질량유량계 변환기를제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a counter tube of a substantially straight tubular flow tube formed at a flow tube of a straight pipe through which a fluid flows, and coaxially formed at an outer side of the flow tube, and both ends of which are supported by the flow tube. In a coreori flow meter having a driving means for driving a double straight pipe consisting of a flow at a resonant frequency around the support position, the density according to the mass flow rate and the natural frequency proportional to the phase difference at the symmetric position near the support position is measured. The mass flow meter converter which calculates | requires and calculates this mass flow volume and density which were calculated | required according to the temperature of the said flow tube and the counter balance, and is able to measure mass flow of high precision over a wide temperature range is provided.

[실시예]EXAMPLE

이하, 첨부된도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention.

그의 중앙에 배치된 구동수단 및 측정 플로우튜브상의 구동수단의 양측에 대칭적으로 배치된 검출코일을 가지는, 지지물상에 양쪽 끝단이 유지된 플로우튜브를 포함하여 구성되는 코리오리 유량계에 있어서, 그의 내부에 사용된 질량유량계 변환기는, 유체가 흐르는 관이 특정한 진폭으로 일정한 주파수 예를 들면 구동수단에 의한 고유주파수로 진동할 때, 검출코일로부터의 검출신호를 수납하고, 코리오리 힘에 비례하는 위상차 신호를 검출하며, 질량유량 검출신호를 출력하는 회로를 가진다.A coreori flowmeter comprising: a flow tube having both ends held on a support having drive means disposed at its center and detection coils disposed symmetrically on both sides of the drive means on a measurement flow tube, the interior of which The mass flow meter transducer used in the present invention is a phase difference signal that receives a detection signal from a detection coil when a pipe in which a fluid flows vibrates at a certain amplitude, for example, a natural frequency by a driving means, and is proportional to the core force. And a circuit for outputting a mass flow detection signal.

제1도는 피측정 유체가 흐르는 플로우튜브(도시않됨)의 중간부에 구동부가 배치되는 종래의 질량유량계 및 외부 하우징(도시않됨)의 구성을 설명하기 위한 블록다이어그램이다. 구동부는 예를 들면 구동코일 (102)과, 구동코일(102)로부터의 자력을 수납하는 코어(도시않됨)로 구성된다. 검출코일(103) 및 (104)은 각각 검출코일 및 전자석(도시않됨)으로 구성되며 플로우튜브의 사이에 대칭적으로 배치되며 구동부와 외부 하우징의 지지벽의 사이에서 플로우튜브상의 대칭위치에 배치된다.FIG. 1 is a block diagram for explaining the structure of a conventional mass flow meter and an outer housing (not shown) in which a driving unit is disposed at an intermediate portion of a flow tube (not shown) through which a fluid to be measured flows. The drive unit is composed of, for example, a drive coil 102 and a core (not shown) that receives the magnetic force from the drive coil 102. The detection coils 103 and 104 are composed of a detection coil and an electromagnet (not shown), respectively, and are disposed symmetrically between the flow tubes and at a symmetrical position on the flow tube between the drive unit and the support wall of the outer housing. .

구동코일(102)은, 검출코일(103)에 의하여 검출되고 전파 정류회로에 의하여 정류된 정현파 신호인 DC신호에 그의 입력단이 접속된 구동회로(101)의 출력단에 접속된다. 검출코일(103)과, 전파 정류회로(106)와, 구동회로(101) 및 구동코일(102)로 구성되는 정귀환회로가 플로우튜브(102)의 고유주파수를 발생하기 위한 정현파 발진회로를 구성한다. 검출코일은 점P에서 검출신호를 출력하고 그를 전파정류회로(106)로 반송하며, 전파 정류회로는 수납된 검출신호를 DC전압으로 변환한다. 구동회로(102)는 DC전압을 기준 전압치와 비교하고 점P에서 일정한 정현파 신호를 얻도록 검출코일을 제어한다 이 경우에, 검출코일(103) 및 (104)로부터 출력된 정현파 신호는 속도신호이며, 따라서 위상검출회로(104)로 들어가서 적분되고 위치신호로 변환된다. 계속하여, 검출코일(104)의 검출된 전압은 코리오리 힘에 비례적인 검출코일(103)의 정현파 신호에 대한 위상차를 가지는 일정한 진폭의 정현파 신호가 된다. 위상차는 시간차로 변환되고, 위성검출회로(105)에 의하여 검출되고 CPU(중앙연산처리장치)로 반송되며, CPU는 시간차 신호를 질량 유속신호로 변화하고 이를 출력한다.The drive coil 102 is connected to an output terminal of the drive circuit 101 whose input terminal is connected to a DC signal which is a sine wave signal detected by the detection coil 103 and rectified by the full-wave rectifying circuit. The positive feedback circuit consisting of the detection coil 103, the full-wave rectifying circuit 106, the driving circuit 101 and the driving coil 102 constitutes a sine wave oscillating circuit for generating the natural frequency of the flow tube 102. . The detection coil outputs a detection signal at point P and returns it to the full-wave rectifying circuit 106, which converts the received detection signal into a DC voltage. The driving circuit 102 controls the detection coil to compare the DC voltage with the reference voltage value and obtain a constant sinusoidal signal at point P. In this case, the sinusoidal signals output from the detection coils 103 and 104 are the speed signals. Therefore, it enters the phase detection circuit 104, is integrated and converted into a position signal. Subsequently, the detected voltage of the detection coil 104 becomes a sinusoidal signal having a constant amplitude having a phase difference with respect to the sinusoidal signal of the detection coil 103 proportional to the choriori force. The phase difference is converted into a time difference, detected by the satellite detection circuit 105 and returned to the CPU (Central Processing Unit), and the CPU changes the time difference signal into a mass flow rate signal and outputs it.

제2도에 있어서, 위상검출회로(105)의 작용을 이하에서 설명한다.In FIG. 2, the operation of the phase detection circuit 105 will be described below.

제2도는 코리오리 유량계에 의하여 시간차를 측정하는 예를 나타내는도면이다. 제2-(a)도에는, 수평축을 시간으로 하고 수직축은 전압으로 하였을 때 플로우튜브상의 검출위치에서 검출되고 일정한 진폭의 위상차를 가지는 일정한 진폭위 정현파 신호를 증폭 및 성형하므로서 얻어진 톱니파 신호를 나타낸 그래프가도시되어 있다. 사다리꼴 ABCD... 및 사다리꼴 A₁B₁C₁D₁은 플로우튜브의 변위신호이며, 이들은 시간축 X-X에 관하여 양 및 음의 방향을 동일한 절대치를 가지며 위상이 상이한 전압에 의하여 대표되는 것이다. 이들 변위신호는 시간을 기준으로한 동일한 연속톱니파이다. 예를들면, 위상차를 특정하기 위한 기준시간은 톱니파 ABCD 의 경사측 CD의 피이크치C(+E) 또는 D(-E)사이의 시간T이다. 상호간에 위상이 상이한 톱니파 ABCD 및 A₁B₁C₁D₁의 변위신호의 경우에는, 경사측 CD 및 C₁D₁에 대한 위상차 신호는 다음과 같이 기술된다:2 is a view showing an example of measuring the time difference by a Coriori flowmeter. Fig. 2 (a) shows a sawtooth signal obtained by amplifying and shaping a sinusoidal signal with a constant amplitude, which is detected at a detection position on the flow tube when the horizontal axis is time and the vertical axis is voltage, and has a phase difference of a constant amplitude. Is shown. The trapezoids ABCD ... and the trapezoids A ₁ B ₁ C ₁ D ₁ are the displacement signals of the flow tubes, which are represented by voltages with different phases having the same absolute value in the positive and negative directions with respect to the time axis XX. These displacement signals are the same continuous sawtooth wave over time. For example, the reference time for specifying the phase difference is the time T between the peak value C (+ E) or D (−E) of the inclined side CD of the sawtooth wave ABCD. In the case of displacement signals of sawtooth waves ABCD and A ₁ B ₁ C ₁ D _{1 which} are mutually out of phase, the phase difference signals for the inclined side CD and C ₁ D ₁ are described as follows:

사각형 CC₁DD₁은 평행사변형이며 평행한 변 CD 와 C₁D₁사이의 시간차 △T는 위상차 신호이다. 변 CC₁과 DD₁은 시간축 단편인 OO₁의 길이와 동일한 길이를 가진다. 점 C₁과 D₁으로부터 시간축상에 투영된 점들이 각각 O₂및 O₃로 나타낼 때, 단편 O₂O는 시간(T-△T) 및 OO₃는 시간 (T+△T)를 나타낸다.The square CC ₁ DD ₁ is a parallelogram and the time difference ΔT between the parallel sides CD and C ₁ D ₁ is a phase difference signal. The sides CC ₁ and DD ₁ have the same length as that of the time base fragment OO ₁ . When the points projected on the time axis from the points C ₁ and D ₁ are represented by O ₂ and O ₃ , respectively, the fragment O ₂ O represents time (T-ΔT) and OO ₃ represents time (T + ΔT).

시간 (T-△T) 는 제2(c)도의 펄스에 의하여 표현되며, 시간 (T+△T)는 제2(d)도의 펄스에 의하여 표현된다. CPU(108)는 다음과 같이 시간차 △T를 결정한다: CPU(108)에 있어서, 제2(b)도에 나타낸 사다리 꼴파의 1주기의 상당하는 시간폭 M의 시간펄스와 다음의 주기의 시간폭 M의 시간펄스의 사이의 시간2M의 사이의 (T-)펄스와 (T+)펄스를 감산함으로써 가산한 △T를 구하고, 이것을 평균하여 △T를 구한다. 예를 들면,The time T-ΔT is represented by the pulse of the second (c) degree, and the time T + ΔT is represented by the pulse of the second (d) degree. The CPU 108 determines the time difference DELTA T as follows: In the CPU 108, the time pulse of the corresponding time width M of one cycle of the trapezoidal wave shown in FIG. 2 (b) and the time of the next cycle. ΔT added by subtracting the (T−) pulse and the (T +) pulse between the time pulses of the width M between the time 2M is obtained and averaged to obtain ΔT. For example,

에 의하여 구해진다.Obtained by

제3도는 , 종래의 사간차 △T를 구하기 위한 질량유량계 변환기 블록도를 나타내며, 펄스(T+△T) 및 (T-△T)의 펄스폭을 클록발진기(111)로부터 발신되는 클록의 수로서 각각 카운터(114)로 계측하고, (1)식에 기초하여CPU(중앙연산처리장치)(115)로 연산하고, 질량유량에 비례한 디지탈치를 단자(116)로부터 출력하고 있다.FIG. 3 shows a block diagram of a mass flowmeter transducer for obtaining a conventional time difference DELTA T. The pulse widths of the pulses T + ΔT and (T−ΔT) as the number of clocks transmitted from the clock oscillator 111 are shown in FIG. Each is measured by the counter 114, calculated by the CPU (central processing unit) 115 based on equation (1), and a digital value proportional to the mass flow rate is output from the terminal 116.

제3도에 나타낸 종래의 질량유량계 변환기에 있어서는, 측정관의 위상차에 비례한 시간을 클록의 수로서 디지탈 계측하고 있다. 질량유량 측정의 정밀도를 높게 하기 위하여는, 모든 범위의 유량측정에 대한 시간차에 비례하는 충분한 클록펄스계수를 얻는 것이 필요하나, 즉 충분한 현상도로 시차를 측정하는 것이 필요하다. 만곡된 측정튜브가 대치축에 수직인 방향으로 교번 공진에 의하여 만곡된 측정튜브가 구동될 때 코리오리의 힘이 대칭축의 주위로 형성되는 축에 대하여 대칭하는 만곡형 플로우 튜브에 있어서는, 대칭축에 대한 모멘트를 증가시킴으로써 충분히 높은 감도로 측정하는 것이 가능하며, 따라서, 클록펄스를 계수함으로써 시간차를 결정할 수 있다. 높은 탄성강도를 가지며, 따라서 큰 고유지동수를 가지는 직관식 코리오리 유량계에 있어서는, 코리오리의 힘에 의하여 발생되는 시간차가 매우 적으며, 따라서 정밀도에 맞는 높은 발진주파수, 예를 들면 100메가헤르쯔의 클록을 발생하는 클록발진기가 필요하지만, 현상과 같은 클록발진기는 신뢰성이나 안정성에 문제가 있어서, 실제상, 만족한 클록발진기를 싼 값으로 입수하는 것은 곤란하다.In the conventional mass flow meter transducer shown in FIG. 3, the time proportional to the phase difference of the measuring tube is digitally measured as the number of clocks. In order to increase the accuracy of the mass flow measurement, it is necessary to obtain a sufficient clock pulse coefficient proportional to the time difference for all ranges of flow measurement, i.e., to measure the time difference with a sufficient phenomenon. For a curved flow tube in which a curved tube is symmetric about an axis formed around the axis of symmetry when the curved tube is driven by alternating resonance in a direction perpendicular to the counter axis, It is possible to measure with a sufficiently high sensitivity by increasing the moment, and thus, the time difference can be determined by counting the clock pulses. In the straight-line Coriori flowmeter having high elastic strength and thus having a large natural flow rate, the time difference generated by the force of the Coriori is very small, and thus high oscillation frequency, for example, 100 MHz Although a clock oscillator for generating a clock is required, a clock oscillator such as a phenomenon has problems in reliability and stability, and in practice, it is difficult to obtain a satisfactory clock oscillator at a low price.

제4도는, 본 발명에 의한 질량유량 변환기의(제1실시예)를 설명하기 위한 회로블록이다. 제4도에 나타낸 질량유량 변환기의 회로에 있어서, 시간(T+△T)의 펄스폭을 가지고, 전압치가 일정한 전압(-E)의 음의 앞서는 펄스(T+△T) (이후, 단순히 (T+△T)펄스라 칭함)가 입력단자(1)로 입력되고, 스위치 SW₁으로 온(폐쇄), OFF(개방)되는 접점(7)에 의하여 충방전되는 콘덴서(C1)를 귀환회로로 하고, 입력저항(R₁)을 접속한 연산증폭회로(12)로 구성되는 적분기로 접속된다.4 is a circuit block for explaining the first embodiment of the mass flow rate converter according to the present invention. In the circuit of the mass flow converter shown in FIG. 4, a negative leading pulse T + ΔT of a voltage (-E) having a pulse width of time T + ΔT (hereinafter, simply (T + Δ) T) pulses) are input to the input terminal 1, and the capacitor C1 charged and discharged by the contact point 7 which is turned on (closed) and turned off (opened) to the switch SW ₁ is a feedback circuit. It is connected to an integrator composed of an operational amplifier circuit 12 to which a resistor R ₁ is connected.

또한, 시간(T-△T)의 펄스폭을 가지고, 전압치가 알정한 전압(-E)의 음의 늦은 펄스(T-△T) (이후, 단순히 (T-△T)펄스라 칭함)는, (T+△T)펄스와 동시에 입력단자(2)로 입력하고, 상기 접점(8)이 ON·OFF되어 충방전회로를 구성하는 입력저항R₂, 귀환콘덴서C₂및 연산증폭회로(13)로 이루어지는 적분기에 접속된다.Further, a negative late pulse T-ΔT (hereinafter, simply referred to as (T-ΔT) pulse) of a voltage (-E) having a pulse width of time T-ΔT and whose voltage value is known , Input resistor R ₂ , feedback capacitor C _2, and operational amplifier circuit 13, which are input to the input terminal 2 at the same time as the (T + ΔT) pulse and the contact point 8 is turned on and off. It is connected to the integrator consisting of.

연산증폭회로(12), (13)의 귀환콘덴서C₁, C₂에는 각각 스위치SW₄, SW₅로 구동되는 접점(14), (15)가 각각 병렬로 접속되어 있으며, 이 스위치SW₄, SW₅는 충전동작을 하기 직전에 ON되고, 콘덴서 C₁, C₂의 전하가 방전된다. 상기 연산증폭회로(12), (13)에는 각각 제로 크로스검출회로(16), (17)가 접속되고, 검출된 각각의 제로 크로스 신호는 CPU(18)로 입력된다. 또한, 여기에서, 저항치 및 정전 용량은R₁=R₂, C₁=C₂로 선정되어 있다.And the operational amplifier circuit 12, a feedback capacitor C _1, C _2, the respective switches SW _4, contacts 14 and 15 driven by SW ₅ of 13 are respectively connected in parallel, and the switch SW _4, SW ₅ is turned on just before the charging operation, and the charges of the capacitors C ₁ and C ₂ are discharged. Zero cross detection circuits 16 and 17 are connected to the operational amplifier circuits 12 and 13, respectively, and the detected zero cross signals are input to the CPU 18. In addition, where the resistance and the capacitance are selected as _{_{_{R 1 = R 2, C 1}}} = C 2.

한편, 접점(7)과 저항(R₁) 및 접점(8)과 저항(R₂)의 사이에는, 스위치SW₂로 구동되는 접점(9), 및 스위치SW₃로 구동되는 접점(10)이 직렬로 접속되며, 접점(9)과 (10)의 사이에는 양의 기준전압Es의 기준전압(11)이 접속되어 있다.On the other hand, between the contact 7 and the resistor R ₁ and the contact 8 and the resistor R ₂ , the contact 9 driven by the switch SW ₂ and the contact 10 driven by the switch SW ₃ are provided. It is connected in series, and the reference voltage 11 of the positive reference voltage Es is connected between the contacts 9 and 10.

다음에, 상술한 바와 같이 구성된 질량유량계 변환기의 동작을 제5도에 기초하여 설명한다.Next, the operation of the mass flowmeter transducer configured as described above will be described based on FIG.

제5도는, 제4도에 나타낸 질량유량계 변환기를 설명하기 위한 타이밍 챠트이다. 여기서, 설명을 위하여 계측개시시를 시간t₁이후로 한다.5 is a timing chart for explaining the mass flow meter transducer shown in FIG. Here, the measurement start is made after time t ₁ for explanation.

먼저, 스위치SW₄, SW₅를 구동하여 접점(14), (15)을 ON(제5(i) 및 (h)도))으로서 귀환 콘덴서C₁, C₂의 전하를 방전한 후, 스위치 SW₁의 하이레벨 신호(제5(c))에 의하여 시간t₁내지 t₂의 시간에 동시에 접점(7), (8)이 온되고, N개의(T+△T)펄스 (제5(a)도)가 저항(R₂)으로 입력된다. 이 사이 스위치SW₃및 SW₃는 로우레벨신호(제5도(d), (e))로 되고, 접점(7), (8)은 오프로 되어 있다.First, the switches SW ₄ and SW ₅ are driven to discharge the electric charges of the feedback capacitors C ₁ and C ₂ by turning on the contacts 14 and 15 (the fifth (i) and (h) degrees). By the high level signal (5 (c)) of SW _1, the contacts 7 and 8 are simultaneously turned on at the time t ₁ to t ₂ , and N (T + ΔT) pulses (5th (a Degrees) are input to the resistor R ₂ . Is between the switch SW ₃ and SW ₃ have a low level signal (FIG. 5 (d), (e)) is, the contact points 7 and 8 is turned off.

제5도는, 제4도에 나타난 질량유량계 변환기를 설명하기 위한 타임 챠트도이다. 여기에서, 설명을 위하여 계측개시시는 시간t₁이후로한다.FIG. 5 is a time chart diagram for explaining the mass flow meter transducer shown in FIG. Here, for the purpose of explanation, the measurement start time is after time t ₁ .

먼저, 스위치SW₄, SW₅를 구동하여 접점(14), (15)을 온(제5(i), (h)도)하여 귀환 콘덴서 C₁, C₂의 전하를 방전한 후, 스위치SW₁의 하이레벨신호(제5(c)도)에 의하여 시간 t₁내지 t₂의 기간에 동시에 접점(7), (8)이 온되고, N개의 (T+△T)펄스 (제5(a)도)가 저항 R₁으로 입력되고, 동시에 N개의 (T-△T)펄스 (제5(b)도)가 저항R₂으로 입력된다. 이 사이에 스위치SW₂및 SW₃는 로우레벨신호(제5(d), 5(e)도)로 되고, 접점(9), (10)은 오프로 되고 있다.First, the switches SW ₄ and SW ₅ are driven to turn the contacts 14 and 15 on (fifth (i) and (h)) to discharge the charges of the feedback capacitors C ₁ and C ₂ , and then switch SW _The contacts 7 and 8 are simultaneously turned on in the period of time t ₁ to t ₂ by _one high level signal (figure 5 (c)), and N (T + ΔT) pulses (5th (a ) Fig.) is input to the resistance R _1, the same time, the N (T- △ T), pulse (claim 5 (b) too) is input to the resistance R _2. Switches SW ₂ and SW ₃ in between the low-level signal is in (operation 5 (d), 5 (e) Figure), the contact (9), (10) has been turned off.

따라서, N개의 (T+△T)펄스의 입력에 의하여 R₁-C₁의 적분기로부터는, 입력펄스수에 비례하여 상승하는 직선 AB(제5(f)도)상의 전압이 출력된다. 동시에 N개의 (T-△T)펄스의 입력에 의하여 R₂-C₂의 적분기로부터는 직선 AD(제5(f)도)로 나타낸 전압이 출력된다. 분명히(T+△T)펄스는, (T-△T)펄스보다 펄스폭이 크므로 B점의 전압은 D점의 전압보다도 크다.Therefore, by inputting N (T + ΔT) pulses, the voltage on the straight line AB (figure 5 (f)) rising in proportion to the number of input pulses is output from the integrator of R ₁ -C ₁ . At the same time, the voltage represented by the straight line AD (fifth (f)) is output from the integrator of R ₂ -C ₂ by the input of N (T- DELTA T) pulses. Clearly, since the (T + ΔT) pulse has a larger pulse width than the (T−ΔT) pulse, the voltage at point B is greater than the voltage at point D.

다음에, 시간t₂내지 t₃의 기간에서는 스위치SW₁의 로우레벨 신호(제5(c)도)에 의하여 접점(7), (8)이 오프되고, 오프신호에 의하여 스위치 SW₂, SW₃로부터 하이레벨 신호(제5(d), (e)도)가 출력되고, 접점(9), (10)이 온되고, 양의 기준전압 Es의 기준전압(11)이 각각 R₁-C₁적분기 및 R₂-C₂적분기로 입력되고, 각각 기간t₁내지 t₂사이에 충전된 전하가 방전된다. 여기에서 R₁=R₂, C₁=C₂로 선택되고, R₁-C₁적분기는 직선 BC에 따라서 방전되고, R₂-C₂적분기에서는 직선DE에 따라서 방전(제5(f)도)되고, 각각의 방전직선은CE의 시간위치에서 전압 0볼트의 선과 제로 크로스한다.Next, the time t ₂ to t in the _third period of contact (7) by (Fig claim 5 (c)) the low level signal of the switch SW _1, (8) is turned off, the switches SW _2, SW by the off signal _A high level signal (fifth (d), (e)) is output from 3, the contacts 9 and 10 are turned on, and the reference voltage 11 of the positive reference voltage Es is respectively R ₁ -C Charges entered into the ₁ integrator and the R ₂ -C ₂ integrator, respectively, are discharged between the periods t ₁ to t ₂ . Where R ₁ = R ₂ , C ₁ = C ₂ , R ₁ -C ₁ integrator is discharged along the straight line BC, and R ₂ -C ₂ integrator is discharged along the straight line DE (fifth (f) Each discharge line crosses zero with a line of voltage 0 volts at the time position of CE.

시정수 R₁C₁는 R₂C₂와 같고(R₁C₁=R₂C₂), 음의 기준전압 Es의 기준전원(13)에 의하여 방전되므로, 직선BC 과 DE은 평행이고, 직선BD과 직선EC은 비례한다. 직선EC은 시간축을 나타내는 것으로서, 제로 크로스위치C는, 제로크로스 검출기(16)에 의하여 제로크로스 시간신호g₁로서 검출되고, 제로크로스위치E는 제로크로스검출기(17)에 의하여 제로크로스 시간신호g₂로서 검출되고, 펄스폭g₁g₂의 펄스로서 출력(제5(g)도)된다.Since the time constant R ₁ C ₁ is equal to R ₂ C ₂ (R ₁ C ₁ = R ₂ C ₂ ) and is discharged by the reference power supply 13 of the negative reference voltage Es, the straight lines BC and DE are parallel and straight BD and straight line EC are proportional. The straight line EC represents the time axis, and the zero cross position C is detected by the zero cross detector 16 as the zero cross time signal g ₁ , and the zero cross switch E is determined by the zero cross detector 17 by the zero cross time signal g. is detected as _2, as the pulse width of the pulse g ₁ g ₂ is (also the 5 (g)) output.

시간신호g₁과 g₂의 사이의 시간은,The time between the time signals g ₁ and g ₂ is

에 상당하는 시간차△T를 2N배한 시간차 신호이고, 제로크로스 시간 신호g₁, g₂가 입력된 CPU(18)의 클록에 의하여 디지털 신호로 변환되어 디지털 연산처리되고 2N배된 시간△T에 비례한 질량유량신호가 출력된다.Is a time difference signal obtained by multiplying the time difference ΔT corresponding to 2N, and the zero cross time signals g ₁ and g ₂ are converted into digital signals by the input clock of the CPU 18 and are digitally computed and proportional to the time ΔT times 2N times. The mass flow signal is output.

다음에, 스위치 SW₂, SW₃, SW₄및 SW₅의 동작을 설명한다. 시간t₂에서 접점(10)을 온한 스위치SW₂의 하이레벨신호(제5(d)도)는, 시간t₂에서 방전직선DE의 제로크로스 신호g₂(제5(g)도)에 의하여 전환되어 로우레벨신호로 된다. 동시에, 제로크로스신호 g₂는 , 스위치 SW₅를 하이레벨신호 (제5(h)도)로 올라가고 접점(15)을 온하고, (T-△T)펄스측의 적분기의 콘덴서 C₂의 전하를 방전한다. 스위치 SW₅의 하이레벨 신호는, 다음의 계측사이클이 개시되는 시간 t₃을 정하는 스위치 SW₁의 하이레벨신호(제5(c)도)에 의하여 로우레벨 신호(h)로 내려간다.Next, the operation of the switches SW ₂ , SW ₃ , SW _4, and SW ₅ will be described. Time high-level signal of the contacts 10 at t ₂ onhan switch SW ₂ (claim 5 (d) also), by the time t ₂ the zero of the discharge linear DE cross signal g ₂ (No. 5 (g) Fig.) It is switched to a low level signal. At the same time, the zero cross signal g ₂ raises the switch SW ₅ to the high level signal (fifth (h) degree), turns on the contact 15, and charges the capacitor C ₂ of the integrator on the (T-ΔT) pulse side. To discharge. The high level of the switch signal SW ₅ is lowered to a low level signal (h) by a high-level signal of the switch SW ₁ defining a time t ₃ which is initiated following the measurement cycle (claim 5 (c) too).

마찬가지로, 시간t₂에서 접점(9)을 온한 스위치 SW₃의 하이레벨신호(제5(e)도)는 방전직선BC의 제로크로스 신호g₁(제5(g)도)에 의하여 내려가고, 로우레벨신호로 된다. 동시에, 제로크로스 신호 g₁는 스위치SW₄를 하이레벨신호(제5(i)도)로 올라가고, 접점(14)을 온하여 (T+△T)펄스측의 적분기의 콘덴서C₁을 방전한다. 스위치 SW₄의 하이레벨신호는, 다음의 계측사이클이 개시되는 시간t₃을 정하는 스위치 SW₁의 하이레벨신호(제5(c)도)에 의하여 로우레벨신호(제5(i)도)로 내려간다.Similarly, the high level signal (figure 5 (e)) of the switch SW _{3 which} has turned on the contact 9 at time t ₂ is lowered by the zero cross signal g ₁ (figure 5 (g)) of the discharge line BC, It becomes a low level signal. At the same time, the zero-cross signal g ₁ raises the switch SW ₄ to the high level signal (figure 5 (i)), turns on the contact 14, and discharges the capacitor C ₁ of the integrator on the (T + ΔT) pulse side. The high level signal of the switch SW ₄ is converted into a low level signal (figure 5 (i)) by the high level signal of the switch SW ₁ (figure 5 (c)) which determines the time t ₃ at which the next measurement cycle is started. Go down.

이상의 계측시간을 보면, 제5(j)도에 나타낸 바와같이, 시간 t₁내지 t₂의 기간은, 동시에 N개의 (T+△T) 펄스 및(T-△T)펄스에 의하여 충전하는 충전시간Tc로서, 시간t₂내지 t₃의 기간은, 충전된 저하를 동시에 방전하고 (T+△T)펄스 및 (T-△T)펄스의 제로크로스 시간g₁, g₂을 정하여 2N·△T의 사간편차를 계측하고, 시간 t₂내지 t₃의 기간에 적분 콘덴서C₁, C₂의 전하를 방전하여 다음의 계측사이클의 준비를 행하는 준비기간 T_D로 된다. 따라서, (T+△T)펄스, (T-△T)펄스가 각각 2N개 입력되어 충전후, 방전하므로, 적분기의 콘덴서를 방전하여 다음의 계측을 준비하는 t₁내지 t₃의 기간이 1계측하이클로 되고, 이하와 같이 이 계측 사이클로 반복된다.In view of the above measurement time, as shown in FIG. 5 (j), the period of time t ₁ to t ₂ is a charging time which is charged by N (T + ΔT) pulses and (T-ΔT) pulses at the same time. As Tc, the period of time t ₂ to t ₃ simultaneously discharges the charged drop and sets the zero cross times g ₁ and g ₂ of the (T + ΔT) pulse and the (T−ΔT) pulse to determine 2N · ΔT. The time difference is measured, and the period of time t ₂ to t ₃ is discharged to the charges of the integrated capacitors C ₁ and C ₂ to be a preparation period T _D for preparing the next measurement cycle. Therefore, since 2N (T + ΔT) pulses and (T-ΔT) pulses are input and discharged after charging, respectively, the period of t ₁ to t ₃ during which the capacitor of the integrator is discharged to prepare for the next measurement is measured. A hike is repeated in this measurement cycle as follows.

제4도에 나타낸 제1실시예를 적용한 질량유량계 변환기에 의하며, 스위치 SW₁에 의하여t₁내지 t₂의 기간에 N개의 (T+△T)펄스와 (T-△T)펄스가 동시에도입되고, 시간t₁내지 t₂의 기간에 피측정 유체의 유량변동이 발생한 것으로 하여도 구동주파수는 같으므로, 항상 같은 수의(T+△T)펄스와 (T-△T)펄스가 연산처리되고, 유량변동에 영향받는 일이 없이 고감도의 질량유량신호가 얻어진다.In the mass flowmeter converter to which the first embodiment shown in FIG. 4 is applied, N (T + ΔT) pulses and (T−ΔT) pulses are simultaneously introduced in the period t ₁ to t ₂ by the switch SW ₁ . Even if the flow rate fluctuation of the fluid under test occurs during the period t ₁ to t _2, the driving frequency is the same, so that the same number of (T + ΔT) pulses and (T-ΔT) pulses are always processed. A high sensitivity mass flow signal is obtained without being influenced by the flow variation.

상술한 제1실시예에 의한 질량유량변환기에서는, 시정수R₁C₁=R₂C₂로 선택되어 있으나, 저항R 및 정전용량C은 온도영향을 받아 장기간에는 시간경과 변화에 의하여 변화하고, 이것에 수반하여 시정수가 변화하며, 시간측정 결과에 오차가 우려가 있다. 제2실시예는, 시정수R₁C₁와 R₂C₂가 변화하여 생기는 시간차 편차를 검출하는 검출회로에 관한 것으로서, 검출된 시간차 편차에 기초하여 연산된 질량유량을 보정하는 것을 목적으로 하는 것이다.In the mass flow rate converter according to the first embodiment described above, the time constant R ₁ C ₁ = R ₂ C ₂ is selected, but the resistance R and the capacitance C are affected by temperature and change over time in a long time. Along with this, the time constant changes, and there is a fear of an error in the time measurement result. The second embodiment relates to a detection circuit for detecting a time difference deviation caused by the change of the time constants R ₁ C ₁ and R ₂ C ₂ , which aims to correct the calculated mass flow rate based on the detected time difference deviation. will be.

제6도는, 본 발명에 의한 질량유량 변환기의 다른 실시예를 설명하기 위한 회로 블록으로서, 제4도의 회로블록에 있어서, (T+△T)펄스가 인가되는 라인의 접점(7)과 저항R₁의 사이에 접점(23)이, (T-△T)펄스가 인가되는 라인의 접점(8)과 저항R₂의 사이에 접점(24)이 접속되고, 접점(23), (24)은 입력단자(20)에 접속되는 스위치SW₆의 하이레벨신호에 의하여 구동된다.FIG. 6 is a circuit block for explaining another embodiment of the mass flow converter according to the present invention. In the circuit block of FIG. 4, the contact point 7 and the resistor R ₁ of the line to which a (T + ΔT) pulse is applied are shown. The contact 23 is connected between the contact 24 between the contact 8 of the line to which the (T-ΔT) pulse is applied and the resistor R ₂ , and the contacts 23 and 24 are inputted. Driven by the high level signal of the switch SW ₆ connected to the terminal 20.

또한, 입력단자(20)에는, 인버터(25)가 접속되어 스위치SW₆의 로우레벨신호에 의하여 접점(21), (22)을 온하고, 인버터(25)에는, 다시 인버터(26)가 접속되고, 접점(24)을 실질적으로 스위치SW₅의 하이레벨신호로 구동되도록 하고 있다.In addition, the inverter 25 is connected to the input terminal 20, and the contacts 21 and 22 are turned on by the low level signal of the switch SW ₆ , and the inverter 26 is connected to the inverter 25 again. and, and that is substantially driven by a high-level signal of the switch SW ₅ to the contact 24.

또한, 접점(21)의 한쪽에는(T+△T)펄스가 입력되는 접점(7)과 (23)의 사이에 접속되고, 다른 쪽에는(T-△T)펄스라인의 저항R₂과 접점(24)의 사이에 접속된다. 마찬가지로 접점(22)의 한쪽은(T-△T)펄스가 입력되는 접점(8)과 (24)의 사이에 접속되고, 다른 쪽은,(T+△T)펄스라인 의 저항R₁과 접점(23)의 사이에 접속된다.One of the contacts 21 is connected between the contacts 7 and 23 to which a (T + ΔT) pulse is input, and the other (T-ΔT) pulse resistor R ₂ and a contact ( 24) is connected. Similarly, one of the contacts 22 is connected between the contacts 8 and 24 to which the (T-ΔT) pulse is input, and the other of the contacts 22 includes the resistor R ₁ of the (T + ΔT) pulse line and the contact ( 23) is connected.

제6도에 나타낸 회로블록에 있어서, 유량계측 시간차 계측의 기간에는, 스위치SW₆의 하이레벨신호로 접점(23), (24)이 온되고, 제4도에 나타낸 질량변환회로와 마찬가지의 동작에 의하여 제5(g)도에 타나낸 바와 같이 질량유량에 비례한 시간차신호 g₂및 g₁가 검출된다.In the circuit block shown in FIG. 6, during the flow measurement time difference measurement period, the contacts 23 and 24 are turned on by the high level signal of the switch SW ₆ , and the same operation as the mass conversion circuit shown in FIG. As shown in FIG. 5 (g), time difference signals g ₂ and g ₁ proportional to the mass flow rate are detected.

그러나, 시정수 R₁C₁및 R₂C₂가 시간경과적으로 변화하고 있는가 아닌가를 검사하는 시간차 검사시에는 SW₆의 신호를 로우레벨 신호로 하여 접점(23), (24)을 오프함과 동시에 접점(21) 및 (22)을 온함으로써, 입력단자(1)에 인가된N개의 (T+△T)펄스를 시정수R₂C₂의 적분기로 입력하고, 입력단자(2)에 인가된 N개의 (T-△T)펄스를 시정수R₁C₁의 적분기로 입력하여, 통상의 유량계측시에 있어서의 시간차 신호와 검사시에 있어서의 시간차 신호가 비교된다.However, in the time difference test for checking whether the time constants R ₁ C ₁ and R ₂ C ₂ are changing over time, the contacts 23 and 24 are turned off using the signal of SW ₆ as the low level signal. and at the same time applied to the contact 21 and by turning on (22), an input terminal (1) the N (T + △ T) input pulses to the number of integrators in the R ₂ C ₂ constant, the input terminal 2 is applied to the The N (T- DELTA T) pulses are inputted to the integrator of the time constant R ₁ C ₁ , and the time difference signal at the time of normal flow measurement and the time difference signal at the time of inspection are compared.

제7a, 7b도는, 제6도에 나타낸 질량유량 변환기의 회로동작을 설명하기 위한 출력전압특성으로서, 제7a도는 통상의 시간차 신호계측시, 제7b도는 검사시의 시간차 신호에 의한 출력전압특성이다.7A and 7B are output voltage characteristics for explaining the circuit operation of the mass flow converter shown in FIG. 6, and FIG. 7A is an output voltage characteristic due to time difference signal measurement during normal time difference measurement, and FIG. .

제7a도는, 통상의 유량계측시의 시간차 신호를 나타내는도면으로서, 입력단자(1)에 입력된N개의 (T+△T)펄스는 시간t₁으로부터 시정수R₁C₁의 접분기로 입력되어 시간t₂까지 직선 A₁B₁에 따라서 입력펄스수 N에 비례하여 충전된다. 한편, 동시에 입력단자(2)로 입력된N개의(T-△T)펄스도 같은 시간에 시정수R₂C₂로 직선A₁D₁에 따라서 충전되고, 스위치SW₁, SW₂, SW₃, 의 전환에 의하여 기준전원(11)에 의하여 각각 직선B₁C₁, D₁E₁에 따라서 방전되고, 측정시간차 : E₁×C₁=2N×△T=△T₁이 계측된다.FIG. 7A is a diagram showing a time difference signal during normal flow measurement, in which N (T + ΔT) pulses input to the input terminal 1 are input from the time t ₁ to the tangent of the time constant R ₁ C ₁ . Charged in proportion to the number of input pulses N according to the straight line A ₁ B ₁ until time t ₂ . On the other hand, N (T-ΔT) pulses simultaneously input to the input terminal 2 are also charged with the time constant R ₂ C _{2 according} to the straight line A ₁ D ₁ at the same time, and the switches SW ₁ , SW ₂ , SW ₃ By discharging, the electric power is discharged in accordance with the straight lines B ₁ C ₁ and D ₁ E ₁ by the reference power supply 11, and the measurement time difference: E ₁ × C ₁ = 2N × ΔT = ΔT ₁ is measured.

다음에, 제7b도에 나타낸 검사시의 시간차신호△T₂는, 입력단자(1)에 입력된 N개의 (T+△T)펄스를 시정수 R₁C₂의 적분기로 입력하고, 직선 A₂-D₂에 따른 충전전압을 출력하고, 동시에 입력단자(2)에 인가된N개의 (T-△T)펄스를 시정수R₁C₁의 적분기로 입력하여, 직선A₂B₂에 따른 충전전압이 출력된다.Next, the time difference signal ΔT ₂ at the time of inspection shown in FIG. 7B inputs the N (T + ΔT) pulses input to the input terminal 1 to the integrator of time constant R ₁ C ₂ , and the straight line A _2. Outputs the charging voltage according to -D ₂ , and simultaneously inputs N (T-ΔT) pulses applied to the input terminal 2 to the integrator of the time constant R ₁ C ₁ to charge according to the straight line A ₂ B ₂ The voltage is output.

다음의 t₂내지g₃기간에는, 기준전원 (11)에 의하여 평행한 직선 D₂E₂및 B₂C에 따라서 방전되어 측정시간차E₃×C₂=2N×△T=△T₂가 계측된다.In the following t ₂ to g ₃ periods, the discharges were discharged according to parallel straight lines D ₂ E ₂ and B ₂ C by the reference power supply 11, and the measurement time difference E ₃ × C ₂ = 2N × ΔT = ΔT ₂ was measured. do.

만약, 시정수 R₁C₁와 R₂C₂가 같은 경우는, 측정시간차 △T₁=△T₂로 시정수R₁C₁, 및 시정수 R₂C₂의 시간경과적 변화가 없다고 판단된다.If the time constants R ₁ C ₁ and R ₂ C ₂ are the same, it is determined that there is no change over time between the time constant R ₁ C ₁ and the time constant R ₂ C _{2 with} the measurement time difference ΔT ₁ = ΔT ₂ . do.

그러나, 시정수 R₁C₁-R₂C₂와 △Tε가 같다면 측정시간오차△Tε은 2배의 크기로 검출되어However, if the time constant R ₁ C ₁ -R ₂ C ₂ is equal to ΔTε, the measurement time error ΔTε is detected twice.

로 되고, 시간차에 편차가 생기고, 질량유량에 오차가 발생한다. 이 측정시간오차 △Tε는 CPU(18)에서 연산되어 질량유량이 보정된다.Deviation occurs in the time difference, and an error occurs in the mass flow rate. This measurement time error DELTA Tε is calculated by the CPU 18 to correct the mass flow rate.

상술한 바와 같이, 제6도에 나타낸 본 발명에 의한 질량유량계 변환기에 의하며, 제4도에 나타낸 제1실시예에 의한 효과의 외에, 사간차 측정의 요부로 되는 시정수의 온도변화나 시간경과 변화에 의한 오차가 소종시간마다 계측되고, 또한 보정이 가해지므로, 정확하게 신뢰성이 높은 고감도의 질량유량을 계측할 수 있다.As described above, in addition to the effect according to the first embodiment shown in FIG. 4 by the mass flow meter converter according to the present invention shown in FIG. Since the error due to the change is measured at each seeding time and correction is made, it is possible to accurately measure a highly sensitive mass flow rate with high reliability.

그러나, 2N ｜△Tε｜는, 극히 적은 양이며, 더욱이 사용되는 환경에 따라 영향을 받아 차이를 발생한다. 이것에 대응하여 소정시간마다 교정되는 교정 사이클을 한꺼번에 결정하여 빨리 대응하도록 하는 것은 매우 번잡한 수단을 적용해야만 한다.However, 2N | ΔTε | is an extremely small quantity, and it is influenced by the environment used further and produces a difference. Corresponding to this, it is necessary to apply a very complicated means to determine the calibration cycle to be calibrated every predetermined time and respond quickly.

본 발명에서는, 이러한 수법에 관하여 보다 간편하게 한꺼번에 계측하는 것을 제안한다.In the present invention, it is proposed to measure all of these methods more easily at once.

즉, 상술한 과제를 해결하기 위하여, 다음의 실시예는 N(T+△T)펄스, N(T-△T)펄스를 충방전하여 고감도로 시간차△T를 계측하는 특성을 생기도록 하고, 또한, 1계측 사이클과 다음의 1계측 사이클의 사이에서 2N배로 확대하여 발행하는 측정시간 오차△Tε를 제거하고, 이것을 1주기마다 차례로 반복함으로써, 특별한 보정수단을 형성하지 않고, 적분회로의 드리프트나 시간경과 변화를 시간경과 계열적으로 해소하는 것을 목적으로 하여 이루어진 것이다. 제6도에 나타낸 질량유량계 변환기 회로에 있어서, N개의(T+△T)펄스를 입력한 제1적분 회로(27)와, N개의(T-△T)펄스를 입력한 제2적분 회로(28)에 각각 동시에 충전된 충전 전압을, 기준정압에 의하여 동시에 방전하여 얻은 제로크로스 신호에는, 1계측 사이클 마다에, 각각 측정시간 오차를 수반하므로, 다음의 계측 사이클에서는 N(T+△T)펄스를 제2적분회로(28)에, N(T-△T)펄스를 제1적분회로(27)에 입력하도록 전환하고, 연속하여 상호 인접한 계측사이클 마다에 구해진 시간차를 가산함으로써, 오차를 포함하지 않는 2N(△T)의 시간차 신호가 구해진다. 이것을 다음에 설명한다.That is, in order to solve the above problem, the following embodiment charges and discharges N (T + ΔT) pulses and N (T−ΔT) pulses to generate a characteristic of measuring time difference ΔT with high sensitivity, and By eliminating the measurement time error ΔTε, which is magnified by 2N times between one measurement cycle and the next one measurement cycle, and repeating this in turn every cycle, the drift and time of the integrating circuit are not formed. The aim is to resolve the change of course in time series. In the mass flowmeter converter circuit shown in FIG. 6, the first integrating circuit 27 inputs N (T + ΔT) pulses and the second integrating circuit 28 inputs N (T−ΔT) pulses. The zero cross signal obtained by simultaneously discharging the charging voltage charged at the same time by the reference static pressure is accompanied with measurement time error for each measurement cycle. Therefore, N (T + ΔT) pulse is applied in the next measurement cycle. The second integrating circuit 28 is switched to input N (T- DELTA T) pulses into the first integrating circuit 27, and successively adds the time difference obtained for each adjacent measuring cycle, thereby not including an error. A time difference signal of 2N (ΔT) is obtained. This is explained next.

(1)식에 나타낸N(T+△T), N(T-△T)는, 제1적분회로(27), 제2적분회로(28)의 드리프트(시간경과 변화를 포함함)가 포함된 시간신호이다. 즉,N (T + ΔT) and N (T−ΔT) shown in Equation (1) include drift (including a change in time) of the first integrating circuit 27 and the second integrating circuit 28. It is a time signal. In other words,

단, ta₁, ta₂는 질량유량에 대응한 정확한 시간, to₁, to₂는 드리프트에 대응한 시간으로 한다.However, ta ₁ and ta ₂ are the exact time corresponding to the mass flow rate, and to ₁ and to ₂ are the time corresponding to the drift.

따라서, (2)식은,Therefore, equation (2) is

으로 되고, 윗식에서 (to₂-to₁) = 0으로 하면, 간략화하여 다음의 식으로 된다.If (to ₂ -to ₁ ) = 0 in the above equation, the equation is simplified to the following equation.

여기에서, (to₂-to₁) = 0으로 하기 위하여는, (6)식에서 나타낸 최초의 1계측사이클에 있어서, N(T+△T)펄스를 제1적분회로 (27), N(T-△T)펄스를 제2적분회로(28)를 통하여 2N(△T)를 구하고, 다음의 1계측 사이클에 있어서는, N(T+△T)펄스를 제2 적분회로(28)에 입력하고, N(T-△T)펄스를 제1적분회로(27)에 입력하고, 제1계측 사이클에서 구한 시간차와, 다음의 계측 사이클로 구한 시간차로 하면, (5)식에 대응하여,In this case, in order to make (to ₂ -to ₁ ) = 0, in the first one measurement cycle shown in equation (6), the N (T + ΔT) pulse is set to the first integrating circuit 27 and N (T−. ΔT pulses are obtained through the second integrating circuit 28, and N (T + ΔT) pulses are input to the second integrating circuit 28 in the next measurement cycle. When the (T-ΔT) pulse is input to the first integrating circuit 27 and the time difference obtained in the first measurement cycle and the time difference obtained in the next measurement cycle are obtained, the equation (5) corresponds to

로 된다. 따라서, (6) 식과 (7)식을 더하면,It becomes Therefore, if we add (6) and (7),

따라서 이 방법에 의하여, 드리프트 영향을 포함하지 않는 질량 유량에 정비례한 시간차 △T를 구하는 것이 가능하다. 이와 같이, 최초의 계측사이클에 있어선, N(T+△T)펄스의 계측에 제1적분회로(27), N(T-△T)펄스의 계측에 제2적분회로(28)를 이용한 때, 다음의 계측 사이클에서는, (T+△T)펄스의 계측에 제2적분회로(28)를, (T-△T)펄스의 계측에 제1적분회로(27)를 이용하도록 전환하며, 그리고 다시 그 다음에는, 원래의 계측순서로 되돌리는 것으로 하여, 차례로 1계측 사이클 마다 반복함으로써, 제1, 제2적분회로(27), (28)의 드리프트를 해소하는 것이 가능하다.Therefore, by this method, it is possible to determine the time difference DELTA T which is directly proportional to the mass flow rate without including the drift effect. Thus, in the first measurement cycle, when the first integrating circuit 27 is used to measure the N (T + ΔT) pulses and the second integrating circuit 28 is used to measure the N (T−ΔT) pulses, In the next measurement cycle, the second integrating circuit 28 is switched to measure the (T + ΔT) pulse and the first integrating circuit 27 is used for the measurement of the (T−ΔT) pulse, and again the Next, the drift of the first and second integrating circuits 27 and 28 can be eliminated by returning to the original measurement procedure and sequentially repeating every measurement cycle.

제4도, 제6도에 나타낸 질량유량계 변환기에 입력하는 (T+△T)펄스, 및 (T-△T)펄스는, 양음전압치가 같고, 각각 일정파고치 전압펄스로서, N개의 (T+△T)펄스와 (T-△T)펄스를 각각의 적분회로에 동시에 입력하여, 하나의 기준전원에 의하여 동시에 방전시켜서 제로크로스 2N배의 시간차 2N△T를 구한 때, 각각의 적분회로에 발생하는 시간오차△Tε를 해소하였다. 그러나, 구해진 시간차 2N△T에는, 그 밖의 시간 오차가 포함된다.The (T + ΔT) pulses and the (T−ΔT) pulses input to the mass flowmeter converters shown in FIGS. 4 and 6 have the same positive and negative voltage values, and are respectively N constant (T + Δ) pulse pulses. When the T) pulse and the (T-ΔT) pulse are simultaneously input to each of the integrating circuits and discharged simultaneously by one reference power supply, the time difference 2NΔT of zero cross 2N times is obtained. The time error ΔTε was eliminated. However, other time errors are included in the obtained time difference 2NΔT.

예를 들면, 제8도에 나타낸 바와 같이 유량계측을 개시할 때, 유량제로의 상태에서는 △T는 제로 이어야만 하나, 예를 들면, 검출코일(103), (104)의 검출게인이 정확하게 일치하여야 하므로, 옵셋트 시간Toff가 남고 △T는 0가 아니며, 그 때문에 계측하기 전에 영점 조정할 필요가 있다. 그러나, 영점조정이 행해져도 시간경과에 있어서의 상태량의 변화에 의하여 영점이 이동하고, 오차요인으로 된다.For example, when starting the flow measurement as shown in FIG. 8,? T must be zero in the flow zero state, but for example, the detection gains of the detection coils 103 and 104 must match exactly. Therefore, the offset time Toff remains and ΔT is not zero, so it is necessary to adjust the zero point before measuring. However, even if the zero adjustment is performed, the zero point moves due to the change of the state amount in the elapsed time, resulting in an error factor.

또한, 코리오리 유량계는, 일반의 체적유량계와 마찬가지로, 피측정유체의 종류, 유량범위, 온도, 압력조건등, 각각 다른 조건의 것들에서의 유량계측을 하여야 한다. 그러나, 플로우 튜브를 공진구동하거나 고유진동수로 구동하는 방식의 코리오리 유량계에서는, 예를 들면, 규격화된 플로우 튜브의 구경, 길이등, 기하학적 형사의 종류에 따라서도 진동주파수가 다르게 된다. 이상적인 코리오리 유량계에서는, 유체밀도가 일정해지고, 이것에 수반하여 정해지는 플로우 튜브의 고유진동수가 일정하면, 계측되는 시간차 △T가 정해지고, 기간차 △T에 비례한 질량유량도 일정하게 검출될 수 있다, 그러나, 실제로는, 고유진동수가 일정하여도, 시간차 △T 는 질량유량에 비례하지 않고, 드르프트가 발생한다.In addition, like a general volumetric flowmeter, a corori flowmeter must measure flow rate under different conditions such as the type of fluid to be measured, the flow range, the temperature, and the pressure condition. However, in the Coriori flowmeter of the type which resonates or drives the flow tube with a natural frequency, the vibration frequency also varies depending on the type of geometrical probe, for example, the diameter and length of the standardized flow tube. In an ideal Korori flowmeter, when the fluid density becomes constant and the natural frequency of the flow tube determined along with it is constant, the time difference ΔT to be measured is determined, and the mass flow rate proportional to the period difference ΔT is also detected constantly. However, in practice, even if the natural frequency is constant, the time difference DELTA T is not proportional to the mass flow rate, and a draft occurs.

이와 같이, 플로우 튜브의 고유진동수가 변화함에 의하여, 코리오리의 힘에 비례한 시간차 △T에 드리프트가 생긴다고 하는 현상에 대하여, 본 출원인은 시간차 △T의 드리프트량 Z_f와 고유진도수 f의 관계를 조사하였다.As described above, the present applicant has regarded the relationship between the drift amount Z _f of the time difference ΔT and the natural frequency _f with respect to the phenomenon that the drift occurs in the time difference ΔT proportional to the force of the core by changing the natural frequency of the flow tube. Was investigated.

제9도는, 고유진동수와 시간차 △T의 드리프트양과의 관계를 설명하기 위한 실험결과를 나타낸도면으로서 횡축이 고유진동수 f, 종축이 드리프트(시간) Z_f이고, 고유진동수 f가 저주파 이므로 고주파로 향하여 변화하는 드리프트량 Z_f는 점차적으로 시간에 따라 저하하고 그 관계는,9 is a diagram showing an experimental result for explaining the relationship between the natural frequency and the amount of drift of the time difference ΔT. As the horizontal axis is the natural frequency f, the vertical axis is the drift (time) Z _f , and the natural frequency f is low frequency, The changing drift amount Z _f gradually decreases with time and the relationship is

로 되는 것이 확인되었다.Was confirmed.

이 관계가 발생하는 원인은 : 제1도에 나타낸 드리프트회로(101)의 입력신호의 크기가 변화하여도 검출코일(103)의 정현파 신호의 피크치가 일정하게 제어되고, 또한, 위상검출회로(105)에서는, 일정진폭의 정현파 검출신호를 증폭정형하여 얻어진, 제2도에 나타낸 바와 같은 사다리형파 신호 ABCD가, 시간축 X-X에 대하여 일정전압(±E)의 높이를 가지고 있으므로, 고유진동수가 변화하면, 기울은 변 AB, CD의 경사각이 변화하나, 기울은 변 AB, CD은, 바른 직선은 아니며 근사직선인 것으로부터도 추측할 수 있다.The cause of this relationship is: Even if the magnitude of the input signal of the drift circuit 101 shown in FIG. 1 changes, the peak value of the sine wave signal of the detection coil 103 is constantly controlled, and the phase detection circuit 105 ), The ladder wave signal ABCD as shown in FIG. 2 obtained by amplifying and shaping a sinusoidal wave detection signal having a constant amplitude has a height of a constant voltage (± E) with respect to the time axis XX. The inclination angles of the inclined sides AB and CD change, but the inclined sides AB and CD are not correct straight lines and can be estimated from the approximate straight line.

따라서, 예를 들면 제9도에 나타낸Thus, for example, shown in FIG.

곡선의 정수 K값은 일정하고 이 관계로부터 드리프트양을 보정하는 것이 가능해진다.The constant K value of the curve is constant and it becomes possible to correct the amount of drift from this relationship.

제10도는 본 발명에 의한 질량유량계 변환기의 다른 실시예 회로블록을 설명하기 위한도면이다. 드리프트 회로 (31), 구동코일(32), 검출코일(33), (34), 위상검출회로(35)는, 제1도의 경우와 마찬가지의 작용을 하므로, 설명을 생략한다. 주파수계(37)는 , 플로우 튜브의 고유진동수를 계측하는 수단이나, 실제로는, 상기 고유진동수와 같은 주파수를 출력하는 검출코일(33)로부터의 검출신호의 주파수를 계측하는 것으로, 검출코일 (33)의 검출신호를 정형하고 , 얻어진 반주기, 또는 1주기에 대응한 사각파형의 제로 크로스 시간을 CPU(38)의 클록수로 하여 검지하여 불러내고, 고유진동수f를 구하여 역수연산부(39)에 의하여10 is a view for explaining a circuit block of another embodiment of the mass flow meter converter according to the present invention. Since the drift circuit 31, the drive coil 32, the detection coils 33, 34, and the phase detection circuit 35 perform the same functions as in the case of FIG. 1, description thereof is omitted. The frequency meter 37 measures the frequency of the detection signal from the detection coil 33 that outputs the same frequency as the natural frequency of the flow tube, but in reality, the detection coil 33 The detection signal of ()) is detected, and the zero cross time of the obtained half cycle or the square wave corresponding to one cycle is detected and called out as the clock number of the CPU 38, and the inverse calculation unit 39 obtains the natural frequency f.

를 구하고, n의 값(예를 들면1)을 CPU(38)로 하여 기억한다.Is obtained and stored as the CPU 38 with the value n (for example, 1).

이것이 (9)식에 나타낸 드리프트량 Z_f로 된다.This is the amount of drift Z _f shown in equation (9).

따라서, 보정후의 시간차T_x는,Therefore, the time difference T _x after correction is

여기에서, T_a: 위상검출 데이타로서 검출시간차 △T에 대응 또한, 제8도에도시한 영점조정시의 오프셋데이터치를 Toff 로 하면, (12)식에 가하여, 다시 Toff 를 보정하는 것이 정밀도향상에 기여하므로, CPU(38) Toff를 기억시켜두므로서,Here, T _a : phase detection data corresponds to the detection time difference ΔT, and if the offset data value at the time of zero adjustment shown in Fig. 8 is set to Toff, the Toff correction is added to the equation (12) to improve accuracy. By contributing to the CPU 38 Toff is stored,

로 할 수가 있다.You can do

또한, (9)식은, 일반식으로 표현하면,In addition, when formula (9) is represented by a general formula,

여기에서, Z_a, Z_b, Z_c는 Z_f의 계수이다.Here, Z _a , Z _b and Z _c are coefficients of Z _f .

(14)식에 따라서, 드리프트량 Z_f를 보정할 수도 있다. 물론, (14)식은 달리 표현되는 역수산식이라도 가하다. 이와 같은 사고방식에 의하여 (13)식에 따라 드리프트량이 보정된 시간차 T_x에 의거하여, 드리프트 영향이 없는 정확한 질량 유량을 구할 수가 있다.According to equation (14), the drift amount Z _f can be corrected. Of course, equation (14) is added even to the inverse equation expressed otherwise. By such a thinking method, an accurate mass flow rate without drift influence can be obtained based on the time difference T _x in which the amount of drift is corrected according to (13).

이상, 질량 유량계 변환기에 입력하는 각각의 (T+△T), (T-△T)펄스는, 동일 전압으로서 파고치가 같은 펄스였으나, 다음에, 전압등호(等號), 파고치가 각각 다른 (T+△T)펄스, (T-△T)펄스를 입력한 질량 유량계 변환기에 관하여 설명한다.As mentioned above, each of the (T + ΔT) and (T−ΔT) pulses input to the mass flowmeter transducer was a pulse having the same peak value as the same voltage, but then the voltage equal sign and the peak value were different from each other ( A mass flowmeter transducer in which T + ΔT) pulses and (T-ΔT) pulses are input will be described.

제11도는 본 발명에 의한 질량 유량계의 다른 실시예를 설명하기 위한회로 블록도이며, 단자 (42)에는 예를 들면 파고치(-E₁)의 (T+△T)펄스가 입력되고, 단자(43)에는 파고치(+E₂)의 (T+△T)펄스가 입력된다.FIG. 11 is a circuit block diagram for explaining another embodiment of the mass flow meter according to the present invention. In the terminal 42, for example, a (T + ΔT) pulse of the crest value (-E ₁ ) is input, and the terminal ( 43, the (T + ΔT) pulse of the crest value (+ E ₂ ) is input.

단자 (42)에는, 접점 (44)가, 그리고 단자 (43)에는, 접점(45)가 각각 직렬로 접속되고, 적분정수 RC (입력저항 R 및 콘덴서 C )와 연산증폭회로 (47)로서 이루어지는 적분기에 입력된다. 그리고, 연산 증폭회로(47)의 양의 입력단자에는, 소정의 양의 기준전압 (도시생략)이 인가되어 있다.A contact 44 is connected to the terminal 42, and a contact 45 is connected in series to the terminal 43, respectively, and is formed as an integral constant RC (input resistor R and capacitor C) and an operational amplifier circuit 47. It is entered into the integrator. A predetermined amount of reference voltage (not shown) is applied to the positive input terminal of the operational amplifier circuit 47.

또, 귀환콘덴서 C에는 , 스위치(SW₂)로 개폐되는 접점(48)이 병렬로 접속되어 있다.In addition, the feedback capacitor C, has contact 48 which is opened and closed by the switch (SW ₂₎ are connected in parallel.

연산증폭회로 (47)에는, 전압유지회로(49)가 접속되며, 또한, 전압 유지회로 (49)에는 A/D변환회로(50) 및 CPU(51)가 접속되어 있다.A voltage holding circuit 49 is connected to the operational amplifier circuit 47, and an A / D conversion circuit 50 and a CPU 51 are connected to the voltage holding circuit 49.

제12도는, 제11도에도시한 질량 유량계 변환기의 동작을 설명하기 위한 펄스열의 타임 챠트이며, 제12(a)도는 파고치(-E₁)의 (T+△T)펄스의 펄스열, 제12(b)도는 파고치(+E₂)의 펄스 (T-△T)의 펄스열, 제12(c)도는 스위치 SW₁의 게이트 구동 전압파형, 제(12(d)도는 스위치 SW₂의 펄스신호 파형, 제12(e)도는 계측 싸이클을도시하는 챠트이다.FIG. 12 is a time chart of pulse trains for explaining the operation of the mass flow meter converter shown in FIG. 11. FIG. 12 (a) is a pulse train of (T + ΔT) pulses of crest value (-E ₁ ), and FIG. (b) the pulse train of the pulse T-ΔT of the crest value (+ E ₂ ), the twelfth (c) the gate driving voltage waveform of the switch SW ₁ , the twelfth (d) or the pulse signal of the switch SW ₂ The waveform, FIG. 12 (e), is a chart showing a measurement cycle.

스위치 SW₁에 인가되는 게이트 구동전압이 하이레벨신호인 때에는, 접점 (44)를 폐쇄(ON)로 하고, 접점 45를 개방(OFF)으로 한다. 반대로 로우레벨신호일 때에는, 접점 44를 개방((OFF)으로 하고 인버터(46)를 통해서 접점(45)를 폐쇄(ON) 한다. 스위치 SW₁의 게이트 구동전압의 펄스폭은 (T+△T)펄스 또는 (T-△T)펄스를 받아들이는 게이트의 폐쇄시간을 정하는 것으로서, (T+△T)펄스, 및 (T-△T) 펄스가 각각, N(N〉1) 개 입력되는 시간으로 설정되어 있다.When the gate drive voltage applied to the switch SW ₁ is a high level signal, the contact 44 is turned ON and the contact 45 is turned OFF. On the contrary, when it is a low level signal, the contact 44 is opened ((OFF) and the contact 45 is closed (ON) via the inverter 46.) The pulse width of the gate driving voltage of the switch SW ₁ is (T + ΔT) pulse. Alternatively, the closing time of the gate that receives the (T-ΔT) pulses is determined, and the (T + ΔT) pulses and the (T-ΔT) pulses are set to N (N> 1) times, respectively. have.

게이트 구동전압이 하이레벨신호의 기간 t₁내지 t₂에서는, 접점 (45)가 OFF 되고, 접점 (44)가 ON이 되므로, 단자(42)로부터 입력된 전압(-E)의 (T+△T)펄스가, 저항 R, 콘덴서 C 및 연산층폭회로(47)로서 이루어지는 적분기에 입력된다. 그리고 (T+△T)펄스가 입력될 때 (t₁)의 직전(도시생략)에는, 스위치 SW₂(제12(d)도)에 의하여 구동되는 접점(48)에 의하여 귀환콘덴서 C에 충전된 전하가 완전히 방전되어 있다.In the period t ₁ to t ₂ of the gate driving voltage of the high level signal, the contact 45 is turned off and the contact 44 is turned on, so that (T + ΔT) of the voltage (-E) input from the terminal 42 is obtained. The pulse is input to an integrator consisting of the resistor R, the capacitor C and the operational layer width circuit 47. When the (T + ΔT) pulse is input, immediately before (t ₁ ) (not shown), the feedback capacitor C is charged by the contact 48 driven by the switch SW ₂ (Fig. 12 (d)). The charge is completely discharged.

그리고, 스위치 SW₂의 구동은, CPU(51)에 의해서 프로그램되어 있다.The drive of the switch SW ₂ is programmed by the CPU 51.

유속이 일정할 때, N개의 각각의 (T+△T)펄스는 같은 면적 ((T+△T)×(-E))이므로, (E₁)의 (T+△T)펄스가 입력되면, 적분기로부터는 반전출력된 (T+△T)펄스가 출력되어 적분된다.When the flow rate is constant, each of the N (T + ΔT) pulses has the same area ((T + ΔT) × (−E)), so if the (T + ΔT) pulse of (E ₁ ) is inputted, The inverted output (T + ΔT) pulses are output and integrated.

즉, 적분회로는 충전회로가 되어, (T+△T)펄스의 수에 비례해서 출력전압은 증가한다.In other words, the integrating circuit becomes a charging circuit, and the output voltage increases in proportion to the number of (T + ΔT) pulses.

제13도는, 제12도에도시한 타임챠트의 시간 t₁내지 t₂사이와, t₂내지 t₃사이의 기간에서의 충방전 전압의 전압·시간특성을도시하는도면이며, 시간 t₁내지 t₂사이의 충전기간에서는 직선 AB에 따라서 점 A로부터 B까지 (T+△T)펄스의 수에 비례한 전압으로 충전된다.Claim 13 degrees, a diagram showing a time chart of time t ₁ to t ₂ and between, t ₂ to t charging and discharging voltage voltage and time characteristics of the period between ₃ illustrated in Figure 12, time t ₁ to The charger between t ₂ is charged with a voltage proportional to the number of (T + ΔT) pulses from point A to B along the straight line AB.

다음에, 스위치 SW₁의 게이트 구동전압이 로우레벨신호의 기간 t₂내지 t₃에서는, 접점 (44)는 폐쇄되고, 점점 (45)측은 인버터(46)에 의한 하이레벨신호에 의하여 폐쇄(ON) 되므로, 단자 (43)으로부터 입력되는 전압 (+E₂)의 (T-△T)펄스만이 적분기에 입력된다. 이때, 적분기는(T-△T)펄스의 반전출력에 의한 방전회로가 되고, (T+△T)펄스에 의한 전압B 까지 충전된 적분기로부터 N개의 (T-△T)펄스의 펄스수에 상당하는 전압이 시간에 비례하여 감산된다.Next, when the gate driving voltage of the switch SW ₁ is in the period t ₂ to t ₃ of the low level signal, the contact 44 is closed, and gradually the 45 side is closed (ON) by the high level signal by the inverter 46. Only the (T- DELTA T) pulse of the voltage (+ E ₂ ) input from the terminal 43 is input to the integrator. At this time, the integrator becomes a discharge circuit by the inverted output of the (T-ΔT) pulse and corresponds to the number of pulses of N (T-ΔT) pulses from the integrator charged up to the voltage B by the (T + ΔT) pulse. The voltage to be subtracted in proportion to time.

펄스폭은 분명히, (T+△T)〉(T-△T)이므로, 제10도에도시하는 바와 같이, 식 (2) : N(T+△T)-N(T-△T)=2N△T에 상당하는 전압V가 적분기 (충/방전회로)로부터 출력된다.Since the pulse width is clearly (T + DELTA T)> (T-DELTA T), as shown in FIG. 10, Equation (2): N (T + DELTA T)-N (T-DELTA T) = 2N DELTA The voltage V corresponding to T is output from the integrator (charge / discharge circuit).

제12(e)도와 같이 시간 t₁내지 t₂사이의 기간은 2N△T에 비례한 아나로그 출력전압V가 출력되는 계측기간이다. 출력전압V는 전압 유지회로(49)에 홀드되고, 홀드된 전압은 A/D변환회로(50)에 의하여 디지털 변환되어서 CPU(51)에 판독 입력되어 질량 유량연산된다. 그러나 연산하기 위하여 소정의 시간을 요하고, 또한, 적분콘덴서 C에 충전되어 있는 전압V에 대응하는 전하를 방전하며, 다음 계측기간이 계측을 준비하기 위한 기간이 필요하다.As shown in Fig. 12E, the period between the times t ₁ to t ₂ is a measurement period during which the analog output voltage V is output in proportion to 2NΔT. The output voltage V is held by the voltage holding circuit 49, and the held voltage is digitally converted by the A / D conversion circuit 50, read-input to the CPU 51, and mass flow calculation is performed. However, it takes a predetermined time to calculate, discharges a charge corresponding to the voltage V charged in the integrated capacitor C, and requires a period for preparing the next measurement period.

전압V가 출력된 시간(t₃)으로부터의 다음의 입력 펄스 수 N가 입력되는 t₃내지 t₄의 기간은, 상술한 CPU(51)의 연산 처리시간 T_c(t₁~t₃₁), 귀환콘덴서 C의 전하를 방전하고 다음 계측의 준비시간이 되는 기간 T_D(t₃₁~t₄)을 포함하는 시간이다. 이 기간은 t₁내지 t₂의 기간 및 t₃내지 t₄의 시간이 할당된 시간과 같은 시간이다. 따라서, 입력펄스수(3N)이 입력되는 시간 t₁및 t₄까지의 시간에 상당하는 시간이, 1계측사이클로 되어 있다.The period of t ₃ to t ₄ in which the next input pulse number N from the time t _{3 at} which the voltage V is output is inputted is the calculation processing time T _c (t ₁ to t ₃₁ ) of the CPU 51 described above, It is a time including the period T _D (t ₃₁ to t ₄ ) which discharges the charge of the feedback capacitor C and becomes the preparation time for the next measurement. This period is the same time as the period of t ₁ to t _{2 and} the time of t ₃ to t ₄ is allocated. Therefore, the time equivalent to the time t ₁ to time t _4, and the input pulse number (3N) is input, and is one cycle measurement.

귀환콘덴서 C의 방전시간은, 제12(d)도에도시된 스위치SW₂의 전압펄스의 하이레벨 신호에 의하여 부여된다. 하이레벨신호는 CPU(51)연산처리 완료신호에 의하여 올라가고, 스위치 SW₁의 1계측 사이클이 종료하는 시간t₄로 출력되는 신호에 의하여 내려간다. 내려가는 시간 t₄로부터 다음에 입력되는 입력펄스 3N의 입력시간에 상당하는 시간이, 다음의 계측 사이클이 된다.The discharge time of the feedback capacitor C is given by the high level signal of the voltage pulse of the switch SW ₂ shown in FIG. 12 (d). The high level signal is raised by the CPU 51 calculation processing completion signal and is lowered by the signal output at the time t ₄ at which one measurement cycle of the switch SW ₁ ends. The down time from time t ₄ corresponding to the input time of the input pulse 3N input to the next, is the next measuring cycle.

그러나, 시간 t₄로부터 시작하여 입력펄스 3N가 입력되는 시간에 상당하는 다음 계측사이클과, 상술한 시간 t₁와 t₄까지의 앞서의 계측사이클에서는, 스위치 SW₁의 게이트 구동전압의 극성이 다르고, 시간 t₁에서 t₄까지는 하이레벨 신호였던 것에 대하여 다음의 t₄내지 t₇(도시생략)까지의 계측사이클에서는, 로우레벨 신호가 된다.However, the time in the next measurement cycle and, before a measurement cycle to the above time t ₁ and t ₄ corresponding to the time, starting at t ₄ the input pulse 3N input, the gate driving voltage of the switch SW ₁ polarity different In the measurement cycle from t ₄ to t ₇ (not shown), the signal becomes a low level signal while the time t ₁ to t ₄ were high level signals.

이 때문에, 다음 계측사이클에서는 최초의 시간 t_4-t₅의 기간은 일정파고치 (+E₂)의 N개의 (T-△T)펄스의 반전 출력에 의하여 부전압으로 충전되고, 다음의 시간 t_{5 -}t₆의 기간에서는, 일정파고치(-E₁)의 N개의 (T+△T)펄스의 반전출력에 의하여 정정압으로 방전되므로, 출력전압V는 시간 t₁내지 t₄까지의 앞서의 계측사이클과 같은 출력전압V가 된다.For this reason, in the next measurement cycle, the period of the first time t _4- t ₅ is charged to the negative voltage by the inverted outputs of the N (T−ΔT) pulses of constant peak value (+ E ₂ ), and the next time. In the period of t _5- t ₆ , the discharge voltage is discharged to the correct voltage by the inverted output of the N (T + ΔT) pulses of the constant peak value (-E ₁ ), so that the output voltage V advances until the time t ₁ to t ₄ . The output voltage V becomes the same as the measurement cycle of.

상술한 앞서의 계측사이클의 시간 t₃및 다음의 계측사이클의 시간 t₆에서 적분기로부터 출력되는 전압 V=2N△T 의 전압이 전압유지회로(49)에 유지되고, 유지된 아나로그 전압을 A/D 변환기(10)에 입력해서 아나로그 전압에 비례한 디지털 신호로서 출력된다. 디지털 신호는, 또한 CPU(51) 에 의하여 전압 V 에 비례한 질량유량이 연산되고, 단자(52)로부터 질량유량이 출력된다.The voltage V = 2NΔT output from the integrator at the time t ₃ of the previous measurement cycle and the time t ₆ of the next measurement cycle described above is held in the voltage holding circuit 49, and A is maintained. It is input to the / D converter 10 and output as a digital signal proportional to the analog voltage. In the digital signal, the mass flow rate in proportion to the voltage V is further calculated by the CPU 51, and the mass flow rate is output from the terminal 52.

위 설명과 같이, 스위치 SW₁의 게이트 구동전압에 의하여 구동되는 접점 4, 5의 변환에 의하여 N개의 (T+△T) 펄스와 (T-△T)펄스의 충방전 연산이 이루어져서 2N배로 감도가 증가된 질량신호가 출력된다.As described above, the charge / discharge operation of N (T + ΔT) pulses and (T-ΔT) pulses is performed by the conversion of the contacts 4 and 5 driven by the gate driving voltage of the switch SW ₁ to have a sensitivity of 2N times. The increased mass signal is output.

출력전압 V 는 아나로그 전압이며, 통상, 연산증폭기 (OP엠프)를 통하여 출력되는데, 출력전압 V 가 작고, 0레벨 근방이라면, 연산증폭기는 영드리프트 등에 의한 동작 불안정 영역이 된다. 예로서, (T+△T)펄스의 파고치(-E₁)와 (T-△T)펄스의 파고치 (+E₂) 를 ｜E₁｜=｜E₂｜로 하면, 피측정 유체가 흐르지 않고, △T=0 일 때에는, 출력전압 V=0 이 되고, 드리프트의 영향을 받는 동작불안정 영역이 되므로, ｜E₁｜〉｜E₂｜ 로 선택하므로서 계측되는 출력 전압V 의 영역은 영전압을 포함하지 않는 안정된 정의 전압 영역으로 할 수가 있다.The output voltage V is an analog voltage, and is usually output through an operational amplifier (OP amplifier). If the output voltage V is small and near the 0 level, the operational amplifier becomes an operation instability area due to zero drift or the like. For example, if the crest value (-E ₁ ) of the (T + ΔT) pulse and the crest value (+ E ₂ ) of the (T-ΔT) pulse are | E ₁ | = | E ₂ | When ΔT = 0, the output voltage V = 0 becomes an unstable operation area affected by drift. Therefore, the area of the output voltage V measured by selecting | E ₁ |> | E ₂ | is zero. A stable positive voltage range that does not contain a voltage can be obtained.

또, 계측되는 출력전압 V 의 영역을 영전압을 포함하지 않는 부의 전압영역으로하기 위하여는 유량 0세서 출력 전압 V가 부가 되는 그러한(T-△T)펄스의 파고치를 N〉1 배로 하는 그러한 n치를 선택할 필요가 있다.Moreover, in order to make the area of the measured output voltage V into the negative voltage area which does not contain a zero voltage, such n which multiplies the peak value of such (T- (D) T) pulse by which the output voltage V is added at the flow rate of 0> N> 1 times. Value must be selected.

제13도에 점선을도시한 (+nE₂)는 이와 같이 선정된 전압의 (+nE₂)펄스이며, 제10도에 점선으로 표시된 (-V₁)의 계측전압을 부의 전압영역으로 할 수가 있다.(+ NE ₂ ), which shows a dotted line in FIG. 13, is a (+ nE ₂ ) pulse of the voltage thus selected, and the measured voltage of (-V ₁ ) indicated by the dotted line in FIG. have.

상술한 제11도에도시한 질량 유량계 변환기에 의하며, 대략 같은 면적을 가진 N개의 (T+△T)펄스 및 N개의 (T-△T)펄스를 감산해서 얻어지고, 2N배된 시간차 2N△T 신호가 얻어지므로, N의 값을 선택하므로서 특별한 클록 발진기를 가짐이 없이, 고감도, 고정밀도의 질량 유량이 연산된다.The time difference 2NΔT signal obtained by subtracting N (T + ΔT) pulses and N (T-ΔT) pulses having approximately the same area by the mass flowmeter converter shown in FIG. 11 described above, and multiplying by 2N times. Since is obtained, a high sensitivity and high precision mass flow rate is calculated without having a special clock oscillator by selecting the value of N.

다음에, 플로우 튜브를 흐르는 피측정유체의 온도가 변화하였을 때, 코리올리 유량계, 특히 검출감도가 낮은 직관식 코리올리 유량계에 의하여 계측되는 질량 유량의 오차를 보정하는 보정수단을 가지는 질량 유량계 변환기에 관하여 설명한다.Next, a description will be given of a mass flow meter transducer having correction means for correcting an error in mass flow rate measured by a Coriolis flowmeter, in particular, a linear Coriolis flowmeter having a low sensitivity, when the temperature of the fluid under measurement flows through the flow tube. do.

상술한 바와 같이, 코리올리 힘은, 교대로 구동되는 양단 지지된 플로우 튜브의 대칭위치에서의 위상신호로서 검지되나, 이 위상차 신호는 매우 작아서 고정밀도로 코리올리의 힘을 검지하기 위해서는 위상차 신호를 크게 잡을 수 있는 플로우 튜브 형상으로하여 위상차 신호의 감도를 높이는 것이 조건이 된다. 이 때문에, 많은 플로우 튜브는 만곡형상의 것이 선택되어 있다. 그러나, 만곡형상으로 하는 것은, 유관이 커지고, 유체 포함되는 슬러리 등 이물이 만곡형상의 저면부에 퇴적하는 등 불편이 생기기 쉽다.As described above, the Coriolis force is detected as a phase signal at the symmetrical position of the flow tubes supported at both ends, but the phase difference signal is so small that the phase difference signal can be largely caught to detect the Coriolis force with high accuracy. The condition is that the sensitivity of the phase difference signal is increased by the flow tube shape. For this reason, many flow tubes have selected the curved shape. However, it is easy to produce a curved shape, such that an oil pipe becomes large and foreign matters such as a slurry contained in the fluid deposit on the bottom surface of the curved shape.

이 때문에, 플로우 튜브의 형상은, 감도를 희생시켜 단순한 직관형상으로하는 것이 시도되고 있다. 그러나, 코리올리의 힘이 검출감도가 작은 직관의 플로우 튜브는, 외란(外)영향을 받기 쉽다는 문제점이 있다. 직관형상의 코리올리 유량계의 플로우 튜브는, 배관에 플랜지 결합되는 외측 튜브 내에 같은 축에 지지되고, 외측 튜브와 플로우 튜브(이후, 내측 튜브라 한다)와의 사이에 내측튜브를 교대로 구동시키는 구동수단과 위상차 신호를 검출하는 검출수단 등이 설치되어 있다.For this reason, the shape of a flow tube is tried to make it simple in a straight tube shape at the expense of a sensitivity. However, a straight tube flow tube with small Coriolis force with low detection sensitivity is disturbed. There is a problem that it is easy to be affected. The flow tube of the straight tube Coriolis flowmeter is supported on the same shaft in the outer tube which is flanged to the pipe, and drive means for alternately driving the inner tube between the outer tube and the flow tube (hereinafter referred to as inner tube); Detection means for detecting a phase difference signal is provided.

그러나, 유량계에 있어서는, 온도, 밀도 등이 다른 많은 유체가 계측되며, 직관형상의 코리올리 유량계에 있어서는, 내측 튜브에 이들 유체가 흐른다. 이 결과, 내측 튜브는, 유체의 온도에 따라서 팽창 또는 수축한다. 외측튜브도 유체의 온도 영향을 받지만, 외기온도에 가까운 온도로 유지되고, 내측튜브와의 사이에 온도차가 생기며, 그 결과, 외측 튜브와 내측 튜브와의 사이에는 열응력이 발생하여 내측 튜브 자체의 고유진동수ωο가 변화하므로서, 질량유량m 및 밀도 p가 공히 변화하여 계측정밀도를 저하시킨다.However, in a flow meter, many fluids with different temperature, density, etc. are measured, and in a linear Coriolis flow meter, these fluids flow in an inner tube. As a result, the inner tube expands or contracts according to the temperature of the fluid. The outer tube is also affected by the temperature of the fluid, but is maintained at a temperature close to the outside temperature, and a temperature difference is generated between the inner tube and, as a result, thermal stress is generated between the outer tube and the inner tube, As the natural frequency omega changes, the mass flow rate m and the density p both change, degrading the measurement accuracy.

제14도는 본 발명에 의한 질량유량계 변환기의 한 예를 설명하기 위한 구성도이며, 코리오리 유량계(61)는 직관형상의 내측튜브(63)와, 그 내측 튜브(63)의 외측에 직관형상의 외측튜브(64)가 배치되고, 내측 튜브(64)와 외측 튜브 (64)는 외측 튜브(64)의 양단에 고착된 원고리형상의 연결판 (65)에 의하여 동축에 지지되어 있다. 구동부(66)의 좌우 대칭위치에 검출부(67),(68)가 설치되어 있다. 또한 내측 튜브(63)의 외측벽에는 내측 온도 검출 소자(69)가, 그리고, 외측 튜브(64)의 내주벽에는 외측 온도 검출소자(70)가 설치되어 있다.14 is a configuration diagram for explaining an example of a mass flow meter transducer according to the present invention, and the coreori flow meter 61 is a straight tube inner tube 63 and a tube tube outside the inner tube 63. The outer tube 64 is disposed, and the inner tube 64 and the outer tube 64 are coaxially supported by a ring-shaped connecting plate 65 fixed to both ends of the outer tube 64. The detection parts 67 and 68 are provided in the symmetrical position of the drive part 66. As shown in FIG. In addition, an inner temperature detecting element 69 is provided on an outer wall of the inner tube 63, and an outer temperature detecting element 70 is provided on an inner circumferential wall of the outer tube 64.

이상의 구성으로서 이루어지는 직관식의 코리올리 유량계(61)는 내측튜브(63)에 유체가 흐르고, 그 내측 튜브(63)가 구동부(66)에 의하여 고유 진동수로, 흐름과 직각 방향으로 교대 구동되면, 코리올리의 힘이 발생하고, 그 코리올리의 힘은 검출부(67, 68)의 위치에서 서로 위상이 다른 방향에서, 각각의 검출신호는 그 위상에 따르는 신호가 된다.In the straight tube type Coriolis flowmeter 61 having the above configuration, when the fluid flows through the inner tube 63 and the inner tube 63 is driven alternately in the direction perpendicular to the flow with the natural frequency by the drive unit 66, the Coriolis flowmeter 61 Is generated, and the Coriolis force is in a direction different from each other at the positions of the detection sections 67 and 68, and each detection signal becomes a signal corresponding to the phase.

온도 보정 연산기(62)는, 내측 및 외측 온도 검출소자(69, 70)의 검출온도 및 온도차를 입력하고, 질량 유량 및 밀도의 온도를 보정하기 위한 변환기이다. 그리고, 코리올리 유량계(61)의 구동부(66), 검출기(67, 68) 및 내측, 외측 온도 검출소자(69, 70)와의 사이는 각각도선(66c, 67c, 68c, 69c, 70c)으로 접속되어 있다.The temperature correction calculator 62 is a transducer for inputting detected temperatures and temperature differences of the inner and outer temperature detection elements 69 and 70 and correcting the temperatures of the mass flow rate and the density. The conductor 66, the detectors 67 and 68, and the inner and outer temperature detection elements 69 and 70 of the Coriolis flowmeter 61 are connected by conductors 66c, 67c, 68c, 69c and 70c, respectively. have.

내측튜브(63)로 유입하는 유체는, 유체의 사용목적에 따라서 온도, 밀도, 압력 등이 다르다. 특히, 유체의 온도에 따라서 내측튜브(63)의 온도가 변화하고, 내측튜브(63)자체가 팽창 또는 수축하고, 또한, 영률도 변화하게 된다. 한편, 외측튜브(64)는 바깥공기에 접하여 내측튜브(63)로부터 사이가 떨어지므로, 내측튜브(63)에 온도변화가 발아여도, 이 영향을 받는 것은 적고, 내측튜브(63) 와의 사이에 온도차가 발생한다. 당연하지만 이 온도차는, 유체온도와 환경온도와의 온도차가 클수록 크다.The fluid flowing into the inner tube 63 varies in temperature, density, pressure, and the like depending on the purpose of use of the fluid. In particular, the temperature of the inner tube 63 changes according to the temperature of the fluid, the inner tube 63 itself expands or contracts, and the Young's modulus also changes. On the other hand, since the outer tube 64 is separated from the inner tube 63 in contact with the outside air, even if a temperature change germinates in the inner tube 63, the outer tube 64 is hardly affected by the inner tube 63. A temperature difference occurs. Naturally, this temperature difference is larger as the temperature difference between the fluid temperature and the environmental temperature is larger.

내측튜브(63)와 외측튜브(64)와의 재질이 같아도, 양자간에 열팽창차가 발생하여도, 그 결과, 내측튜브(63)에는 축방향, 둘레방향에 열응력이 발생하고, 내측튜브(63)자체의 고유진동수(ωο)가 변화한다. 이 변화는, 당연히 계측된 질량유량(m)에도 영향을 준다. 한편, 유체의 밀도(ρ)는, 내측튜브(63)의 질량 및 스프링 정수와, 유체의 질량의 함수로서 주어지므로, 계측된 밀도치(ρ)는, 마찬가지로 오차를 포함하고 있다.Even if the material of the inner tube 63 and the outer tube 64 is the same, even if a thermal expansion difference occurs between both, as a result, the inner tube 63 generates thermal stress in the axial direction and the circumferential direction, and the inner tube 63 Its natural frequency (ωο) changes. This change, of course, also affects the measured mass flow rate m. On the other hand, since the density ρ of the fluid is given as a function of the mass and spring constant of the inner tube 63 and the mass of the fluid, the measured density value ρ similarly includes an error.

온도보정연산기(62)는, 내측, 외측온도 검출소자(69, (70) 의 검출온도 및 온도차를 산출하고, CPU 에 이미 내측튜브(63)와 외측 튜브(64)와의 사이의 온도차에 의거라는 질량유량 연산오차 및 밀도 오차를 기억해 둔 기억치에 의거하여 온도영향오차를 포함하지 않은 질량유량(m) 및 밀도(ρ)를 끝단자(62 a)로부터 출력한다.The temperature correction operator 62 calculates the detected temperature and the temperature difference of the inner and outer temperature detecting elements 69 and 70, and the CPU is based on the temperature difference between the inner tube 63 and the outer tube 64 already. The mass flow rate m and the density ρ which do not include the temperature influence error are output from the terminal 62a on the basis of the memory value storing the mass flow calculation error and the density error.

이 보정을 함으로써, 내측튜브(63)의 형상을 가장 단순한 직관으로 할 수 있고, 계측을 간략화하여 저비용으로 정밀도가 높은 변환기를 제공할수 있다.By this correction, the shape of the inner tube 63 can be made the simplest straight pipe, the measurement can be simplified, and a high precision transducer can be provided at low cost.

제14도에 나타낸 코리올리 계량치에 있어서는 외측튜브(64)의 강성을 내측튜브(63)에 대하여, 충분히 크게 하고, 실질적으로 강체로 보고 내측튜브(63)를 구동하였으나, 외측튜브(64)의 강성을 작게 하고, 또한, 주등을 부가하여, 내측튜브(63) 의 고유진동수와 같은 고유진동수(공진)로 하고, 외측튜브(64)와 내측튜브(63)를 공진시킴으로써, 보다 효율적으로 고감도의 코리올리 유량계로 할 수 있다. 중종을 부가한 코리올리 유량계(도시않됨), 제14도에 나타낸 코리올리 유량계의 내측 튜브 (63) 에 중종을 부착한 점만이 다르다. 또한, 본 발명의 온도보정 연산기(62)는, 직관식의 코리올리 계량기뿐만 아니라, 만곡관식의 코리올리 유량계에도 적용할 수 있다.In the Coriolis metering value shown in FIG. 14, the rigidity of the outer tube 64 is sufficiently increased with respect to the inner tube 63, and the inner tube 63 is driven substantially as a rigid body. By reducing the stiffness and adding a main lamp to make the natural frequency (resonance) equal to the natural frequency of the inner tube 63, the outer tube 64 and the inner tube 63 are resonated more efficiently, A Coriolis flowmeter can be used. The only difference is that the medium species is attached to the inner tube 63 of the Coriolis flowmeter (not shown) and the Coriolis flowmeter shown in FIG. In addition, the temperature correction calculator 62 of the present invention can be applied to not only a straight Coriolis meter but also a curved Coriolis flowmeter.

제15도는, 본 발명의 변환기의 또다른 실시예를 나타낸 회로 블록이고, 특히 방폭위험지역에 설치되는 질량유량계 변환기에 관한 것이다.FIG. 15 is a circuit block showing another embodiment of the converter of the present invention, and more particularly relates to a mass flow meter converter installed in an explosion-proof hazardous area.

내측저항(69)과 외측저항(70)은, 예를 들면, 백금온도측정 저항체로, 코리올리 유량계(61)내의 상술한 위치에 설치되어서 전환이 가능하게 접속되고, 각각이 , 후술하는 브릿지회로의 1변을 이루고 있다. 내측저항(69)은 끝단자(A₁,B)에, 외측 저항(70)은 끝단자(b,A₂)에 접속되고, 내측(69) 과 외측(70) 과의 접속점은 다른 끝단자(b)에 접속되고, 각각의 끝단자(A₁,B,b,A₂)는, 변환기(80)의 끝단자에 접속되고, 끝단자(b)는 접지된다. 또한, 이밖에, 코리올리 유량계(61)와 신호처리부(80)와의 사이는, 구동부(66), 검출기(67,68) 와의도선(66c, 67c, 68c)으로 접속되어 있으나, 제15도에 있어서는, 번잡을 피하기 위해서도시가 생략되어 있다. 실제로는, 코리올리 유량계(61)와 신호처리부(80)와의 사이는 특수케이블(다심(多芯))로 접속되어 있다. 신호처리부(80)에는, D/A변환부 (89)와 CPU(90) 가 접속되어 있다.The inner resistance 69 and the outer resistance 70 are, for example, platinum temperature measuring resistors, which are provided at the positions described above in the Coriolis flowmeter 61 so as to be switchable, and each of the bridge circuits described later. It is one side. The inner resistor 69 is connected to the terminals A ₁ and B, the outer resistor 70 is connected to the terminals b and A ₂ , and the connection point between the inner 69 and the outer 70 is the other terminal. connected to (b), each of the end terminals (a _1, b, b, a ₂₎ is connected to the end terminals of the converter 80, the end terminal (b) is grounded. In addition, although the Coriolis flowmeter 61 and the signal processing unit 80 are connected to the drive unit 66 and the detector lines 67 and 68 by the conductor lines 66c, 67c, and 68c, in FIG. In order to avoid confusion, the city is omitted. In reality, a special cable (multi-core) is connected between the Coriolis flowmeter 61 and the signal processing unit 80. The D / A converter 89 and the CPU 90 are connected to the signal processing unit 80.

브릿지회로는, 저항(R₁), (69) 및 (70)및 저항(R₂, R₃)으로 구성되고, 저항 (R_1,R₂)의 한 끝단은, 정전압원(V_REF)에 접속되고, R₁₌R₂가 되어 있고, 또한 , 저항(R₃),(69),(70)은 각각100Ω 으로 되어 있다. 내측저항(69)과 외측저항(70)은,CPU(90)로부터 끝단자(E)에서 출력되는 콘트롤신호에 의해서 전환되는 스위치 (81) 또는 (82)에 의해서 전환된다. 스위치(81), (82)와의 사이에는 인버터(83)가 개재되고, 스위치(81,82) 는 개폐가 역동작하도록 되어 있다.The bridge circuit is composed of resistors R ₁ , 69 and 70, and resistors R ₂ and R ₃ , and one end of the resistors R _{1 and} R _{2 is} connected to the constant voltage source V _REF . R _{1 =} R ₂ , and the resistors R ₃ , 69, and 70 are each 100 Ω. The inner resistor 69 and the outer resistor 70 are switched by a switch 81 or 82 which is switched by the control signal output from the CPU 90 at the terminal E. FIG. An inverter 83 is interposed between the switches 81 and 82, and the switches 81 and 82 are operated to open and close in reverse.

온도신호는, 브릿지회로의 접속점(A₃, B₃) 사이에 발생하고, 그 온도신호는 동일한 입력저항(R₄, R₅)을 통해서 연산증폭기(84)에 입력되어 증폭된다. 그 증폭회로(84)로부터 출력된 아날로그 온도신호는, A/D변환부(89)에 의해서 디지털 신호로 변환되어 CPU(90) 에 입력된다. CPU(90)로부터는 콘트롤신호가 출력되어서 내측튜브(63)의 온도와 외측튜브(64)의 온도신호를 전환하고, 각각의 온도신호가 CPU(90) 에 입력된다. CPU(90)는 각각의 온도에 따라서 코리올리 유량계(61)에서 계측된 질량유량 및 밀도치의 보정이 행하여져서 출력된다.The temperature signal is generated between the connection points A ₃ and B ₃ of the bridge circuit, and the temperature signal is input to the operational amplifier 84 through the same input resistors R ₄ and R ₅ and amplified. The analog temperature signal output from the amplifier circuit 84 is converted into a digital signal by the A / D conversion unit 89 and input to the CPU 90. The control signal is output from the CPU 90 to switch the temperature of the inner tube 63 and the temperature signal of the outer tube 64, and the respective temperature signals are input to the CPU 90. The CPU 90 corrects the mass flow rate and the density value measured by the Coriolis flowmeter 61 according to the respective temperatures and outputs them.

본 발명에 있어서는, 본질적으로 안정된 장치로 되기 위해서, 신호처리부(80) 는 제15도에 나타낸 변환기회로를 구성사고 스위치(81,82)를 설치하고, 내측저항(69) 또는 외측저항(70)을 전환함으로써, 1개의 연산증폭기(84)와, 1개의 제너 배리어 유니트(85) 및 휴즈(87)를 설치할 수 있다. 이때, CPU(90)로부터 출력되는 콘트롤신호에 대하여도 제너 배리어 유니트(86), 휴즈(88)가 부착된다. V_REF에도 제너 배리어가 부착되어 있는데, 번잡을 피하기 위해서 생략하고 있다.In the present invention, in order to become an inherently stable device, the signal processing unit 80 is provided with an accident switch (81, 82) constituting the converter circuit shown in Fig. 15, the inner resistor 69 or the outer resistor 70 By switching, one operational amplifier 84, one zener barrier unit 85, and a fuse 87 can be provided. At this time, a Zener barrier unit 86 and a fuse 88 are also attached to the control signal output from the CPU 90. Zener barrier is also attached to V _REF , which is omitted to avoid confusion.

일반적인 본질적으로 안정된 방폭구조의 전기회로구성에 의하면, 센서마다 각각연산증폭회로, A/D변환기 및 제너 배리어를 필요로 하고, 그에 따라서 배선을 요하고, 그 결과, 부품수의 증대와 시스템전체의 번잡화를 초래하게 된다. 그래서, 본 발명에서는, 상술한 바와 같이 스위치(81,82)를 설치함으로써 고가의 연산증폭회로와 제너 배리어 유니트의 수를 삭감할 수 있어서, 싼 가격의 변환기가 구성된다.According to the general intrinsically stable electrical circuit configuration, each sensor requires an operation amplifier circuit, an A / D converter, and a Zener barrier, and accordingly, wiring is required. As a result, the number of parts and the overall system It leads to complications. Therefore, in the present invention, by providing the switches 81 and 82 as described above, the number of expensive operational amplifier circuits and zener barrier units can be reduced, so that an inexpensive converter is constructed.

또한, 스위치는(81,82), 임의로 전환할 수 있으나, 피계측의 유체온도, 환경온도는 항상 일정하지는 않다. 이 때문에, 스위치(81,82)의 전환타이밍을 설정할 필요가 있다.The switches 81 and 82 can be arbitrarily switched, but the fluid temperature and the environmental temperature of the measured object are not always constant. For this reason, it is necessary to set the switching timing of the switches 81 and 82.

본 발명에 있어서는, 온도변화를 감안하여 온도측정의 전환절차가 설정되어 있다.In the present invention, the temperature measurement switching procedure is set in consideration of the temperature change.

제16도는, 제15도에 나타낸 질량유량계 변환기의 스위치전환 타임챠트의 한예를 설명하기 위한도면이고, 제16도의 기간(T_A)은 안정사태, 제16도의 기간(T_B) 은 소정이상의 온도차가 발생한 경우의 타임챠트이고, 제16(a)도는 내측저항(69)측의 스위치 (81)를 구동하는 펄스(P), 제16(b)는 외측저항(70)측의 스위치(81) 를 구동하는 펄스(Q)로 나타내고, ON의 상태를 사선으로 나타내고 있으며, 제16(C)는 내측튜브(63)의 샘플링 온도계측시간(t_X1)을, 제16(d)도는 외측튜브(64) 의 샘플링 온도계측시간 (t_X2) 을 나타낸다.FIG. 16 is a view for explaining an example of the switching time chart of the mass flowmeter converter shown in FIG. 15, wherein the period T _{A of} FIG. 16 is stable and the period T _{B of} FIG. Is the time chart in which the occurrence occurs, FIG. 16 (a) shows the pulse P for driving the switch 81 on the inner resistance 69 side, and the 16th (b) shows the switch 81 on the outer resistance 70 side. Is indicated by a pulse Q for driving, and the state of ON is indicated by an oblique line, and the 16th (C) shows the sampling thermometer side time t _X1 of the inner tube 63, and the outer tube (FIG. 16 (d)). 64) shows the sampling thermometer measurement time (t _X2 ).

펄스(P)와 펄스(Q)의 펄스폭은, 내측튜브(63)와 외측튜브(64) 의 계측된 온도차에 따라서 CPU(90) 내에서 요구되는 임의의 시간이 설정되고, 예를 들면, 펄스 (P) 가ON 일 때, 펄스(Q) 는 OFF 가 되고, 펄스(P)가 OFF일 때, 펄스(Q)는 ON 이 된다.As for the pulse width of the pulse P and the pulse Q, arbitrary time required in CPU90 is set according to the measured temperature difference of the inner tube 63 and the outer tube 64, for example, When the pulse P is ON, the pulse Q is turned OFF, and when the pulse P is OFF, the pulse Q is turned ON.

기간(T_A)은, 내측튜브(63)와 외측튜브(64)와의 온도차가, 이미 정해진 온도차 이내의 온도를 가지고 안정되어 있는 상태의 경우이고, 온도변동이 발생하기 쉬운 내측튜브(63) 측의 스위치(81)의 전환시간(펄스폭 P₁)을, 외측튜브(64)측의 스위치(82)의 전환시간(펄스폭 Q₁)보다도 길게 함으로써, 오로지 내측튜브(63)의 온도계측의 샘플링 회수를 많게 하고, 내측튜브(63)와 외측튜브(64)의 온도차에서 의존한 계측을 행한다. 예를 들면, 내측 펄스(P₁)의 기간에 있어서, 시간(T_m)마다의 시간(t_m)(T_m〉t_x1) 내에 (N-1)회의 샘플링에 의한 온도계측이 이루어졌다고 하면, 최종전환에서 외측 펄스(Q₁)의 기간(Tx)에 1회의 온도계측이 기간(tx)(Tx〉t_x2)내에서 이루어진다. 예를 들면, 내측펄스(P₁)의 기간에 9회의 시간(T_m)마다의 샘플링 온도계측이 이루어졌을 때, 외측 펄스(Q₁)의 기간(시간Tx)에 1회의 온도계측이 이루어지고, 내측과 외측의 샘플링 온도계측을 계10회 행하고, 내측튜브(63)와 외측튜브(64)와의 온도차가 설정된 값이내이면, 이것을 1개의 온도계측 샘플링으로서 이것을 반복한다.The period T _A is a case where the temperature difference between the inner tube 63 and the outer tube 64 is in a stable state with a temperature within a predetermined temperature difference, and the inner tube 63 side where temperature fluctuation is likely to occur. The switching time (pulse width P ₁ ) of the switch 81 is longer than the switching time (pulse width Q ₁ ) of the switch 82 on the outer tube 64 side, so that only the thermometer side of the inner tube 63 The number of times of sampling is increased, and the measurement depends on the temperature difference between the inner tube 63 and the outer tube 64. If, for example, in the period of the inner pulse (P _1), time (T _m) of time (t _m) for each (T _m> t _x1) in the (N-1) temperature measured by the conference sampling jyeotdago done In the final transition, one thermometer side is made within the period tx (Tx> t _x2 ) in the period Tx of the outer pulse Q ₁ . For example, when a sampling thermometer side is made every nine times T _m in the period of the inner pulse P ₁ , _one thermometer side is made in the period (time Tx) of the outer pulse Q ₁ . The inside and outside of the sampling thermometer side are performed ten times, and this is repeated as one thermometer side sampling if the temperature difference between the inner tube 63 and the outer tube 64 is within the set value.

기간(T_B)은, 내측튜브(63)와 외측튜브(64)와의 온도차가, 이미 정해진 온도차를 초과한 경우이고, 스위치(81, 82)는 각각, 펄스(P₂, Q₂)의 펄스폭의 시간(T_m, Tx)마다 서로 전환하여 각각 시간(t_x1) 및 (t_x2)내에서 온도계측이 이루어지고, 각각의 측정온도차와 비교되나, 비교된 내측 튜브(63)와 외측튜브(64)와의 온도차가 설정온도차 이내가 되면, 바로, 기간(T_A)에 나타낸 온도차 안정시의 내측 펄스(P₁), 외측 펄스(Q₁)의 온도 계측으로 되돌아가도 좋으나, 온도변동이 있을때는 온도차 이상시의 전환으로 되돌아간다는, 소위, 계측의 헌칭을 일으키므로, 이것을 피하기 위해서 스위치(81, 82)의 전환회수를 M회 계속하는 것으로 하고, 이 사이의 시간을 , 예를 들면, 25초로 하고 있다. 이 시간 경과하였을 때, 온도차가 설정온도차이내이면, 다시, 기간(T_A)의 온도차 안정시의 온도계측으로 되돌아간다. 또한, 상기 전환회수(M)는 정수이고, 내측튜브(63)의 전환회수(N₁)와 외측튜브(64)의 전환회수(N₂)와의 비((N₁/N₂)의 동등하가나, 또는, 차N₁-N₂와 동등하다.The period T _B is a case where the temperature difference between the inner tube 63 and the outer tube 64 exceeds a predetermined temperature difference, and the switches 81 and 82 are pulses of the pulses P ₂ and Q ₂ , respectively. Each side of the width (T _m , Tx) is switched to each other in the time (t _x1 ) and (t _x2 ), the thermometer side is made, compared with the respective measured temperature difference, but compared the inner tube 63 and the outer tube When the temperature difference with (64) falls within the set temperature difference, it may immediately return to the temperature measurement of the inner pulse P ₁ and the outer pulse Q ₁ at the temperature difference stabilization shown in the period T _A , but the temperature fluctuation is When it exists, the so-called measurement hunt, which returns to switching when the temperature difference is abnormal, is caused. Therefore, in order to avoid this, the switching count of the switches 81 and 82 is continued for M times. I am elderly. When the elapsed time, when the temperature difference is within the set temperature difference, the process returns toward the thermometer at the time of temperature stability of the back, the period (T _A). Further, the switching number of times (M) is equal to an integer, and the switching number of times of the inner tube (63) (N ₁₎ ratio (between the switching number of times (N ₂₎ of the outer tube _{(64) (N 1 / N} 2) and Ghana or the difference is N ₁ -N ₂ .

설정된 내측튜브(63)와 외측튜브(64)의 온도차에 의거한 알고리즘에 의해서 온도계측수단이 선택되므로, 항상 정확한 내측튜브(63), 외측튜브(64)의 온도를 계측할 수 있고, 이 온도차에 의거하여 정확한 질량유량 및 밀도를 계측할 수 있다.Since the thermometer measuring means is selected by an algorithm based on the set temperature difference between the inner tube 63 and the outer tube 64, the temperature of the inner tube 63 and the outer tube 64 can always be accurately measured. Based on this, accurate mass flow rate and density can be measured.

Claims

The time difference of the Coriolis force acting on the flow tube alternately driven at a constant frequency around the support point with respect to the time T in the displacement signal of either of the paired displacement signals detected at the symmetrical position of the flow tube. Is detected as (ΔT), and the mass flow rate is measured in proportion to the time difference (ΔT), and the displacement signal is input as a pulse having a pulse width of (T + ΔT) and (T-ΔT) at a constant peak value. In the mass flow meter converter, the gate circuit is opened and closed at a predetermined time to input the input pulse, and when the gate circuit is opened, N (N > 1) preceding pulses and late pulses are simultaneously input and charged. When the gate circuit is closed, the first and second charge / discharge circuits for discharging the charged charges by the reference power source and the zero cross of the discharge voltage discharged after the first charge / discharge circuits are charged are detected. The first spirit LOS detector and the second second zero mass flow transducer, characterized in that for outputting a mass flowrate proportional to the cross detecting section and the detected time difference for detecting a zero cross of the discharge voltage after the charge to the charge-discharge circuit.

2. An input pulse switching circuit according to claim 1, further comprising: an input pulse switching circuit for converting a preceding pulse input to said first charge / discharge circuit into a late pulse input, and converting a late pulse input to said second charge / discharge circuit into an input of a preceding pulse; Inputting a pulse prior to the first charge / discharge circuit, input a time difference of zero cross time obtained by inputting a late pulse to the second charge / discharge circuit, and input a late pulse to the first charge / discharge circuit; A mass flow meter converter having a change over time of a charge / discharge circuit for correcting a mass flow rate measured in proportion to a time difference deviation from a time difference of zero cross time obtained by inputting a preceding pulse to the charge / discharge circuit.

The force of Coriolis acting on the flow tube alternately driven at a constant frequency around the support point for the time T to the displacement signal of either of the paired displacement signals detected at the symmetrical position of the flow tube. It detects as time difference (ΔT), measures mass flow rate proportional to the time difference (ΔT), and the displacement signal is input as pulse widths (T + ΔT) and (T-ΔT) pulses at constant peak values. In the mass flow meter converter, the gate circuit is opened and closed at a predetermined time to input the input pulse, and when the gate circuit is opened, N (N > 1) preceding pulses and late pulses are simultaneously input and charged. When the gate circuit is closed, the first and second charge and discharge circuits for discharging the charged charges by the reference power source and the zero cross of the discharge voltage discharged after the first charge and discharge circuits are charged are detected. 1st Young A detection circuit, a second zero cross detection circuit for detecting a zero cross of the voltage discharged after being charged in the second charging and discharging circuit, and the respective zero crosses are detected after charging and discharging by the first and second charging and discharging circuits. The time until the next charge / discharge is started is one measurement cycle, and the (T + ΔT) pulses and (T−ΔT) pulses input to the first charge and discharge circuit and the second charge and discharge circuit are 1. The switching circuit which switches alternately every measurement cycle, and the time difference between each zero-closing time which is switched by the switching circuit and detected by the first and second cross detection circuits, is added for each successive two measurement cycles. A mass flow meter converter for outputting a mass flow rate proportional to a time difference.

When the flow tube is supported at least two points and driven around the support point with a natural frequency of constant amplitude, the force of Coriolis acting on the flow tube is detected as a phase difference, and a time difference proportional to the phase difference is measured and the mass flow rate therefrom. A time difference measuring means for obtaining the time difference, a frequency detecting means for detecting the natural frequency, and a reciprocal calculation means for calculating the reciprocal of the detected natural frequency with respect to the time difference, And a zero flow drift amount corresponding to the natural frequency with respect to the time difference obtained by the time difference measuring means.

The force of Coriolis acting on the flow tube alternately driven at a constant frequency around the support point for the time T to the displacement signal of either of the paired displacement signals detected at the symmetrical position of the flow tube. It detects as time difference (ΔT), measures mass flow rate proportional to the time difference (ΔT), and the displacement signal is input as pulses of pulse widths (T + ΔT) and (T-ΔT) at constant peak values. A gate circuit for switching the N (N > 1) pulses and the N (T-ΔT) pulses to be alternately input, and the gate circuit is closed and N (T + ΔT) pulses are closed. In the period of inputting the N (T + ΔT) pulses sequentially, the N (T−ΔT) pulses are input in the next open circuit of the gate circuit, and the input N Discharge the (T-ΔT) pulses sequentially from the charged voltage and subtract In the mass flowmeter converter and a charging and discharging circuit for outputting a voltage having a voltage holding circuit for holding the subtracted output voltage, a mass flow transducer, characterized in that in proportion to the held voltage to obtain the mass flow rate.

An inner tube of a straight pipe through which a fluid flows, a substantially outer tube of a substantially rigid body provided at an outer side of the inner tube, and both ends of which are supported by the inner tube, and the inner tube around the support position. In a Coriolis flowmeter having a driving means for driving at a natural frequency of, the density according to the natural flow rate of the inner tube and the mass flow rate proportional to the phase difference at the symmetrical position near the support position is obtained, and the mass flow rate and density obtained are Mass flowmeter converter characterized in that the correction according to the temperature of the inner tube and the outer tube.

The inner tube of the straight pipe in which the fluid flows, the outer tube of the straight tube shape which are provided on the same axis on the outer side of the inner tube, and whose both ends are supported by the inner tube, and the natural frequency around the said support position of the outer tube are mentioned. A Coriolis flowmeter having a weight attached to the outer tube so as to be equal to the natural frequency of the inner tube, and a driving means for resonating the inner tube and the outer tube around the support position, wherein the Coriolis flowmeter is located at a symmetrical position near the support position. And a mass flow rate and a density according to the resonant frequency, which are proportional to the phase difference, and the obtained mass flow rate and density are corrected according to the temperatures of the inner tube and the outer tube.

The mass flow meter converter using the Coriolis flowmeter in an explosion danger zone, comprising: a temperature detector for detecting the temperature of the inner tube and a temperature detector for detecting the temperature of the outer tube; Means for switching signals from the field, one amplifying circuit for amplifying the signal from the switching means, and a zener barrier unit connected between the amplifying circuit and an external output, and outputting through the zener barrier unit. And a temperature correction means for correcting the mass flow rate and density based on the received signal.

The inner tube according to claim 6 or 8, wherein the switching means of the temperature detection element detects the temperature of the inner tube continuously when the temperature difference is within a predetermined value, and when the temperature difference exceeds a predetermined value, the inner tube. A mass flowmeter converter characterized in that it is switched to detect the temperature of the temperature and the temperature of the outer tube alternately.

The mass flow meter converter using the Coriolis flowmeter in an explosion danger zone, the temperature flow detector comprising a temperature detector for detecting the temperature of the inner tube and a temperature detector for detecting the temperature of the outer tube. Means for switching a signal from the field, and an amplifying circuit for amplifying the signal from the switching means, and a zener barrier unit connected between the amplifying circuit and an external output. And a temperature correction means for correcting the mass flow rate and the density based on the mass flow rate converter.

The inner tube according to claim 7 or 10, wherein the switching means of the temperature detection element detects the temperature of the inner tube continuously when the temperature difference is within a predetermined value, and when the temperature difference exceeds a predetermined value, the inner tube. A mass flowmeter converter characterized in that it is switched to detect the temperature of the temperature and the temperature of the outer tube alternately.