JPH04198718A - Vortex flow meter - Google Patents
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- JPH04198718A JPH04198718A JP15712890A JP15712890A JPH04198718A JP H04198718 A JPH04198718 A JP H04198718A JP 15712890 A JP15712890 A JP 15712890A JP 15712890 A JP15712890 A JP 15712890A JP H04198718 A JPH04198718 A JP H04198718A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、測定流体の流量を電気信号に変換する渦流量
計に係り、特に測定流体の種別を自動的に判別して対応
する流量信号を出力できるように改良された渦流量計に
関する。[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention relates to a vortex flowmeter that converts the flow rate of a measured fluid into an electrical signal, and particularly relates to a vortex flowmeter that converts the flow rate of a measured fluid into an electrical signal, and in particular automatically determines the type of measured fluid and generates a corresponding flow rate signal. This paper relates to a vortex flowmeter that has been improved to be able to output .
〈従来の技術〉
以下、従来の渦流量変換器の構成について第5図、第6
図を用いて説明する。<Prior art> The configuration of a conventional vortex flow rate converter is shown in Figs. 5 and 6 below.
This will be explained using figures.
第5図は従来の渦センサの断面を示す縦断面図である。FIG. 5 is a vertical sectional view showing a cross section of a conventional vortex sensor.
10は流体が流れる管路、11は管路10に直角に設け
られた円筒状のノズルである。12はノズル11とは間
隔を持って管路10に直角に挿入された台形断面を持つ
柱状の渦発生体であり、その一端はネジ13により管路
10に固定され、他端はフランジ部14でノズル11に
ネジ或いは溶接により固定されている。15は渦発生体
12のフランジ部14側に設けられた凹部である。この
凹部15の中には上下に所定の間隔をもって一対の圧電
素子16.17が配置され、これ等の圧電素子16.1
7はガラスなどの封着体18で絶縁して封着されている
。圧電素子16.17には2分割された半円環状の電極
が上下にそれぞれ配置されている。各圧電素子16.1
7はそれらの左側の上下の電極で挟まれた圧電体と右側
の上下の電極で挟まれた圧電体とはそれぞれ逆方向に分
極されており同じ方向の応力に対して互いに上下の電極
に逆極性の電荷を発生する。10 is a conduit through which fluid flows, and 11 is a cylindrical nozzle provided perpendicular to the conduit 10. Reference numeral 12 designates a columnar vortex generating body having a trapezoidal cross section inserted perpendicularly into the conduit 10 at a distance from the nozzle 11, one end of which is fixed to the conduit 10 with a screw 13, and the other end of which is fixed to the conduit 10 with a flange portion 14. It is fixed to the nozzle 11 by screws or welding. 15 is a recess provided on the flange portion 14 side of the vortex generator 12. A pair of piezoelectric elements 16.17 are arranged vertically at a predetermined interval in this recess 15, and these piezoelectric elements 16.1
7 is insulated and sealed with a sealing body 18 such as glass. In the piezoelectric elements 16 and 17, semicircular electrodes divided into two are arranged on the upper and lower sides, respectively. Each piezoelectric element 16.1
7, the piezoelectric material sandwiched between the upper and lower electrodes on the left side and the piezoelectric material sandwiched between the upper and lower electrodes on the right side are polarized in opposite directions. Generates a polar charge.
以上のように構成された渦センサからの渦信号は第6図
に示す変換回路に入力される。The vortex signal from the vortex sensor configured as described above is input to the conversion circuit shown in FIG.
この渦センサの圧電素子16.17に発生した渦信号の
渦周波数に対応する周波数を持つ電荷QVl、QV2は
チャージコンバータ19.20に入力され交流の電圧信
号に変換される。チャージコンバータ19の電圧信号と
チャージコンバータ20の電圧信号をボリウム21を介
した電圧信号とは加算器22で加算され、この加算出力
はローパスフィルタ23で低域r波された後、増幅器2
4で所定の大きさに増幅される。Charges QVl and QV2 having a frequency corresponding to the vortex frequency of the vortex signal generated in the piezoelectric element 16.17 of the vortex sensor are input to a charge converter 19.20 and converted into an alternating current voltage signal. The voltage signal of the charge converter 19, the voltage signal of the charge converter 20, and the voltage signal passed through the volume controller 21 are added together in an adder 22, and the added output is filtered into low-frequency r waves by a low-pass filter 23, and then sent to the amplifier 2.
4, it is amplified to a predetermined size.
増幅器24の出力は所定のしステリシス幅を有するシュ
ミットトリガ25に入力されて、このしステリシス幅以
上の振幅を持つ渦信号を渦周波数に1:1に対応したパ
ルス信号に変換される。The output of the amplifier 24 is input to a Schmitt trigger 25 having a predetermined steresis width, and a vortex signal having an amplitude greater than the steresis width is converted into a pulse signal corresponding to the vortex frequency in a 1:1 ratio.
このパルス信号はトランス26で直流的に絶縁されて周
波数/電圧変換器27に入力され、ここでボリウム28
によりスパンに対応したアナログの電圧信号に変換され
る。This pulse signal is DC-insulated by a transformer 26 and inputted to a frequency/voltage converter 27, where a volume control 28
is converted into an analog voltage signal corresponding to the span.
この電圧信号は、ボリウム29によりゼロ点が設定され
た直流増幅器30によりトランジスタ31のベース電流
を制御して′r&流出力I[に変換され、そのコレクタ
端とエミッタ端から出力端子T1、T2を介して外部電
源Esを持つ受信計器の受信抵抗RLに伝送される。こ
の場合、トランジスタ31と出力端子T2との間には帰
還抵抗R/が挿入されており帰還抵抗Rfの両端に発生
する帰還電圧Efは直流増幅器30の入力端に帰還され
、この入力端の電圧信号に対応する4〜20mAの統一
されたt流出力ILに制御される。This voltage signal is converted into 'r&output I[ by controlling the base current of the transistor 31 by the DC amplifier 30 whose zero point is set by the regulator 29, and output terminals T1 and T2 from the collector and emitter terminals. The signal is transmitted to a receiving resistor RL of a receiving instrument having an external power source Es. In this case, a feedback resistor R/ is inserted between the transistor 31 and the output terminal T2, and the feedback voltage Ef generated across the feedback resistor Rf is fed back to the input terminal of the DC amplifier 30, and the voltage at this input terminal is It is controlled by a unified t current output IL of 4-20 mA corresponding to the signal.
まな、!流出力ILのうちベース部分のほぼ4mAは変
換回路の内部電源を作るために用いられる。すなわち、
この電流の一部は定電流回路32を介して定電圧回路3
3に供給されここに発生された基2I!電圧を用いてボ
リウム29の両端にゼロ電圧を発生させる。更に、4m
Aのt7Xの他の一部はトランジスタ34に供給されて
交流/直流変換回路35に入力され、ここで交流電圧に
変換されてこの変換された交流電圧はトランス36を介
して内部電源回路37に供給される。内部電源回路37
は変換回路の動作に必要な内部電圧子V、−■を作る。Mana! Approximately 4 mA of the base portion of the output IL is used to generate an internal power supply for the conversion circuit. That is,
A part of this current is passed through the constant current circuit 32 to the constant voltage circuit 3.
The group 2I supplied to 3 and generated here! A voltage is used to generate zero voltage across the volume 29. Furthermore, 4m
The other part of t7X of A is supplied to the transistor 34 and input to the AC/DC conversion circuit 35, where it is converted to an AC voltage, and this converted AC voltage is sent to the internal power supply circuit 37 via the transformer 36. Supplied. Internal power supply circuit 37
creates an internal voltage V, -■ necessary for the operation of the conversion circuit.
〈発明が解決しようとする課題〉
しかしながら、以上のような渦流量計は、ガス、スチー
ム、液体などの流体の流量を測定することができるが、
カス(スチームを含む)と液体とでは発生する渦周波数
が異なっているので、これ等の信号を処理する回路構成
も異なったものとなっている。つまり、液体用とガス用
とはその信号処理回路を異にしている。<Problems to be Solved by the Invention> However, although the above-described vortex flowmeter can measure the flow rate of fluids such as gas, steam, and liquid,
Since the vortex frequencies generated by waste (including steam) and liquid are different, the circuit configurations for processing these signals are also different. In other words, the signal processing circuits for liquid and gas are different.
従って、液体とガスとが同一の配管に流れるときには、
その都度信号処理回路を交換しなければならないという
煩わしさがあった。Therefore, when liquid and gas flow in the same pipe,
There was the trouble of having to replace the signal processing circuit each time.
く課題を解決するための手段〉
本発明は、以上の課題を解決するために、測定流量を交
流の渦信号に変換して出力する信号変換手段と、この渦
信号が入力され第1スイッチと第1バンドパスフイルタ
とが直列に接続された第1直列回路と、第2スイッチと
第1バンドパスフイルタとは異なる帯域を有する第2バ
ンドパスフイルタとが直列に接続されて第1直列回路に
並列に接続された第2直列回路と、これ等の第1・第2
バンドパスフイルタの出力が入力され周波数信号として
出力する周波数検出手段と、この周波数信号が入力され
測定流量に対応する電圧信号に変換して流量信号として
出力する周波数/電圧変換手段と、渦信号が入力され測
定流体が液体かガスかを区別する所定の設定値と比較し
て液体のときは第1スイッチを開閉する第1制御信号を
ガスのときは第2スイッチを開閉する第2制御信号を出
力する判別手段とを具備するようにしたものである。Means for Solving the Problems> In order to solve the above problems, the present invention provides a signal conversion means that converts a measured flow rate into an alternating current vortex signal and outputs it, and a first switch to which this vortex signal is input. A first series circuit in which a first bandpass filter is connected in series, and a second switch and a second bandpass filter having a different band from the first bandpass filter are connected in series to form a first series circuit. A second series circuit connected in parallel, and these first and second series circuits.
Frequency detection means receives the output of the bandpass filter and outputs it as a frequency signal; frequency/voltage conversion means receives the frequency signal and converts it into a voltage signal corresponding to the measured flow rate and outputs it as a flow rate signal; The input signal is compared with a predetermined set value that distinguishes whether the fluid to be measured is a liquid or a gas.When the fluid is a liquid, a first control signal is generated to open and close the first switch.When the fluid is a gas, a second control signal is generated to open and close the second switch. The apparatus further includes a determination means for outputting the output.
〈作 用〉
信号処理手段により測定流体の流量を交流の渦信号に変
換してこの渦信号を測定流体が液体かガスかに応じて判
別手段により出力される第1・第2制御信号により周波
数帯域の異なる2つのバンドパスフィルタを自動的に切
換えて周波数/を圧変換手段に出力する。<Operation> The signal processing means converts the flow rate of the measured fluid into an alternating current vortex signal, and this vortex signal is changed in frequency by the first and second control signals output by the discriminating means depending on whether the measured fluid is liquid or gas. Two band pass filters with different bands are automatically switched to output the frequency / to the pressure converting means.
周波数/電圧変換手段は対応する周波数を測定流体の種
別に対応する周波数で測定流体の流量信号を出力する。The frequency/voltage conversion means outputs a flow rate signal of the measured fluid at a frequency corresponding to the type of the measured fluid.
〈実施例〉
以下、本発明の実施例について図を用いて説明する。第
1図は本発明の1実施例の構成を示すブロック図である
。なお、従来の構成と同一の機能を有する部分には同一
の符号を付して適宜にその説明を省略する。<Examples> Examples of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of one embodiment of the present invention. Note that parts having the same functions as those in the conventional configuration are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate.
加算器22の出力端はスイッチSWIとSW2の一端に
接続され、これ等の他端はそれぞれバンドパスフィルタ
38と39の一端に接続されている。バンドパスフィル
タ38と39はそれぞれ中心周波数が興なっており、バ
ンドパスフィルタ38はガス(スチーム)流量を測定す
るときに発生する周波数帯域に選定され、バンドパスフ
ィルタ39は液体流量を測定するときに発生する周波数
帯域にそれぞれ選定されている。The output end of adder 22 is connected to one end of switches SWI and SW2, the other ends of which are connected to one end of bandpass filters 38 and 39, respectively. The band pass filters 38 and 39 each have a center frequency set at a high frequency.The band pass filter 38 is selected for a frequency band that occurs when measuring a gas (steam) flow rate, and the band pass filter 39 is selected for a frequency band that occurs when measuring a gas (steam) flow rate. Each frequency band is selected according to the frequency band that occurs.
渦流量計の場合は、中心周波数は口径あるいは測定流体
によって興なっているが、例えば口径200Aの場合は
、液体のときは1.75Hzでガスのときは30Hz程
度であり、口径15Aの場合は、液体のときは31.4
Hzでガスのときは502Hzの程度に選定される。In the case of a vortex flowmeter, the center frequency depends on the diameter or the measured fluid; for example, in the case of a diameter of 200A, it is 1.75Hz for liquid, about 30Hz for gas, and for a diameter of 15A, it is about 30Hz. , 31.4 when liquid
In the case of gas, the frequency is selected to be about 502 Hz.
バンドパスフィルタ38と39の他端はシュミットトリ
ガ回路40の入力端に接続され、その出力端はスイッチ
SW3、SW4の一端に#続されている。The other ends of the bandpass filters 38 and 39 are connected to the input end of a Schmitt trigger circuit 40, and the output end thereof is connected to one end of the switches SW3 and SW4.
スイッチSW3、SW4の各他端はそれぞれ周波数/を
圧変検回路41.42の各一端に接続され、その他端は
共に電圧/電流変換回843に接続されている。The other ends of the switches SW3 and SW4 are respectively connected to one end of a frequency/voltage conversion circuit 41 and 42, and the other ends are both connected to a voltage/current conversion circuit 843.
そして、電圧/電流変換回路43の出力端は流量出力端
44に接続されている。The output end of the voltage/current conversion circuit 43 is connected to the flow rate output end 44.
一方、加算器22の出力端は増幅器45を介して整流回
路46に接続され、この出力端はコンパレータ47の入
力の一端に接続され、その他端は定電圧Ebを抵抗R1
、R2で分圧した分圧点に接続されている。そして、コ
ンパレータ47の出力端は論理回路48の入力端11に
接続されている。On the other hand, the output end of the adder 22 is connected to a rectifier circuit 46 via an amplifier 45, this output end is connected to one end of the input of a comparator 47, and the other end is connected to a constant voltage Eb through a resistor R1.
, R2 are connected to the voltage dividing point. The output terminal of the comparator 47 is connected to the input terminal 11 of the logic circuit 48.
また、シュミットトリガ回路40の出力周波数Fvは周
波数/電圧変換回路49を介してウィンドコンパレータ
50に出力される。Further, the output frequency Fv of the Schmitt trigger circuit 40 is outputted to the window comparator 50 via the frequency/voltage conversion circuit 49.
定電圧Bbは抵抗R3、R4、R5で分圧されるが、抵
抗R3とR4との間の分圧電圧は出力端と非反転入力端
(十)に抵抗R6が接続された演算増幅器Q1の非反転
入力端(+)に、抵抗R4とR5との間の分圧電圧は出
力端と非反転入力端(+)に抵抗R7が接続された演算
増幅器Q2の反転入力端(−)にそれぞれ印加されてい
る。Constant voltage Bb is divided by resistors R3, R4, and R5, and the divided voltage between resistors R3 and R4 is the voltage of operational amplifier Q1, which has resistor R6 connected to its output terminal and non-inverting input terminal (10). The divided voltage between resistors R4 and R5 is applied to the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier Q2, which has a resistor R7 connected to its output terminal and non-inverting input terminal (+), respectively. is being applied.
また、周波数/電圧変換回路49の出力端は演算増幅器
Q1、Q2の反転入力端(−)にそれぞれ接続されてい
る。そして、演算増幅器Q1の出力端は論理回路48の
入力端■2に、演算増幅器Q2の出力端は論理回路48
の入力端I3に接続されている。Further, the output end of the frequency/voltage conversion circuit 49 is connected to the inverting input end (-) of the operational amplifiers Q1 and Q2, respectively. The output terminal of the operational amplifier Q1 is connected to the input terminal 2 of the logic circuit 48, and the output terminal of the operational amplifier Q2 is connected to the logic circuit 48.
is connected to the input terminal I3 of.
論理回路48の出力端QからはスイッチSW2、SW4
にそれぞれ制御信号C3Iを出力してその開閉を制御す
る。また、この制御信号C81をインバータ51を介し
て反転した制御信号C32はスイッチSWI、SW3の
開閉を制御する制御信号として出力される。Switches SW2 and SW4 are connected to the output terminal Q of the logic circuit 48.
A control signal C3I is output to each of them to control opening and closing thereof. Further, a control signal C32 obtained by inverting the control signal C81 via the inverter 51 is output as a control signal for controlling the opening and closing of the switches SWI and SW3.
次に、以上のように構成された渦流量計の動作を第2図
に示す真理値図、第3図に示す流量測定範囲の特性図を
用いて説明する。Next, the operation of the vortex flowmeter configured as described above will be explained using the truth value diagram shown in FIG. 2 and the characteristic diagram of the flow rate measurement range shown in FIG. 3.
測定流量に対応した交流の電圧が加算器22の出力端に
交流の渦信号Vsとして生じる。An alternating current voltage corresponding to the measured flow rate is generated at the output end of the adder 22 as an alternating current vortex signal Vs.
そして、測定流体がガス(スチームも含む)の場合には
この渦信号Vsは制御信号C32によりスイッチSWI
がオンとされてバンドパスフィルタ38に出力される。When the fluid to be measured is gas (including steam), this vortex signal Vs is output to the switch SWI by the control signal C32.
is turned on and output to the bandpass filter 38.
このバンドパスフィルタ38は不要なノイズを除去して
シュミットトリガ回路40に出力し、ここで渦信号は測
定流量に対応した出力周波数Fvとされる。このときの
出力周波数Fvの最大周波数は第3図に示すようにFg
mであり最小周波数はFgnである。This bandpass filter 38 removes unnecessary noise and outputs it to the Schmitt trigger circuit 40, where the vortex signal is set at an output frequency Fv corresponding to the measured flow rate. The maximum frequency of the output frequency Fv at this time is Fg as shown in Figure 3.
m and the minimum frequency is Fgn.
さらに、測定された出力周波数Fvはガスのときにオン
とする制御信号C32によりスイッチSW3がオンとさ
れて周波数/電圧変換回路41に出力され、ここで電圧
信号に変換され、電圧/電流変換回路43を介して流量
出力端44に流量信号Qvlとして出力される。Furthermore, the measured output frequency Fv is turned on by the control signal C32 which is turned on when the gas is on, and the switch SW3 is turned on and outputted to the frequency/voltage conversion circuit 41, where it is converted into a voltage signal and is converted into a voltage/current conversion circuit. 43 to the flow rate output end 44 as a flow rate signal Qvl.
次に、測定流体が液体のときにはrlJfll信号C8
1によりスイッチSW’2がオンとされ、渦信号VSは
バンドパスフィルタ39に出力される。このバンドパス
フィルタ39は渦信号から不要なノイズを除去してシュ
ミットトリガ回路40に出力し、ここで測定流量に対応
した出力周波数Fvとされる。このときの出力周波数F
vの最大周波数は第3図に示すようにFfmであり最小
周波数はFfnである。Next, when the measured fluid is liquid, rlJflll signal C8
1 turns on the switch SW'2, and the vortex signal VS is output to the bandpass filter 39. This bandpass filter 39 removes unnecessary noise from the eddy signal and outputs it to the Schmitt trigger circuit 40, where it is set to an output frequency Fv corresponding to the measured flow rate. Output frequency F at this time
As shown in FIG. 3, the maximum frequency of v is Ffm and the minimum frequency is Ffn.
さらに、測定された出力周波数Fvは液体のときにオン
とする制御信号C3IによりスイッチSW4がオンとさ
れて周波数/電圧変換回路42に出力され、ここで電圧
信号に変換され、電圧/を流変換回FI&43を介して
流量出力端44に流量信号Qv2として出力される。Further, the measured output frequency Fv is turned on by the control signal C3I that is turned on when the liquid is present, and the switch SW4 is outputted to the frequency/voltage conversion circuit 42, where it is converted into a voltage signal, and the voltage/ is converted into a current. It is output as a flow rate signal Qv2 to the flow rate output end 44 via the circuit FI&43.
したがって、第3図に示すように出力周波数FVが非常
に大きいときはガスの流量を測定していることとなり、
非常に小さいときは液体を測定し、範囲Sで示す中間の
周波数範囲のときはガスのときと液体のときがあること
となる。Therefore, as shown in Figure 3, when the output frequency FV is very large, it means that the gas flow rate is being measured.
When it is very small, liquid is measured, and when it is in the intermediate frequency range shown by range S, there are times when it is gas and times when it is liquid.
次に、測定している範囲が液体なのかガスなのかを判別
する判別手段について説明する。Next, a discriminating means for discriminating whether the range being measured is liquid or gas will be explained.
渦信号Vsの振幅は、増幅器45を介して整流回路46
に入力されてここで整流され、その出力は振@電圧Va
として定電圧Ebを抵抗R1とR2で分圧した分圧電圧
Vdlと比較器47で比較されて、その出力端から比較
信号Cotとして論理回路48の入力端11に出力され
る。この場合の分圧電圧Vdlは測定流体の密度ρ×(
ガスの最低流速)2に相当する値に設定される。The amplitude of the vortex signal Vs is input to a rectifier circuit 46 via an amplifier 45.
is input to the circuit and rectified here, and its output is the voltage Va
A comparator 47 compares the constant voltage Eb with a divided voltage Vdl obtained by dividing the constant voltage Eb by resistors R1 and R2, and outputs it from its output terminal to the input terminal 11 of the logic circuit 48 as a comparison signal Cot. In this case, the divided voltage Vdl is the density ρ×(
The minimum flow rate of gas) is set to a value corresponding to 2.
また、渦信号Vsの出力周波数Fvは周波数/電圧変換
回路49で電圧信号に変換されてウィンドコンパレータ
50を構成する演算増幅器Q1とQ2の反転入力端(−
)に周波数電圧vbとして出力され、この周波数電圧v
bは定電圧Ebを抵抗R3とR4とR5で分圧した分圧
電圧Vd2、Vd3と比較されて、演算増幅器Q1とQ
2の各出力端から比較信号CO2、CO3として論理回
路48の入力端I2、■3に出力される。この場合の分
圧電圧Vd2は測定液体の最高周波数Ffmに対応する
最高流速相当の電圧Vfmに、分圧電圧Vd3は測定ガ
スの最低周波数Fgnに対応する最低流速相当の電圧V
g nにそれぞれ設定する。Further, the output frequency Fv of the vortex signal Vs is converted into a voltage signal by the frequency/voltage conversion circuit 49, and the inverting input terminals (-
) is output as a frequency voltage vb, and this frequency voltage v
b is compared with the divided voltages Vd2 and Vd3 obtained by dividing the constant voltage Eb by resistors R3, R4, and R5, and the operational amplifiers Q1 and Q
The comparison signals CO2 and CO3 are outputted from the respective output terminals of the logic circuit 48 to the input terminals I2 and 3 of the logic circuit 48, respectively. In this case, the partial voltage Vd2 is the voltage Vfm corresponding to the highest flow rate corresponding to the highest frequency Ffm of the measured liquid, and the partial voltage Vd3 is the voltage Vfm corresponding to the lowest flow rate corresponding to the lowest frequency Fgn of the measured gas.
Set to g and n respectively.
論理回路48は第2図に示す真理値図に対応する論理動
作を実行する。Logic circuit 48 performs logic operations corresponding to the truth diagram shown in FIG.
比較信号CO2とCO3とが共にローレベルLのときは
、周波数電圧vbはVd2よりも大きな値を示すときで
あるので、ガスを測定しているものとして論理回路48
は制御信号C3IをCOIの大小にかかわらずハイレベ
ルHとし、制御信号C32によりローレベルLにレベル
変換されてスイッチSWI、SW3をオンとする。When the comparison signals CO2 and CO3 are both at low level L, the frequency voltage vb shows a value larger than Vd2, so the logic circuit 48 assumes that gas is being measured.
sets the control signal C3I to a high level H regardless of the magnitude of COI, and converts the control signal C32 to a low level L to turn on the switches SWI and SW3.
次に、比較信号CO2とCO3とが共にハイレベルHの
ときは、周波数電圧vbはVd3よりも小さな値を示す
ときであるので、液体を測定しているものとして論理回
路48は制御信号C3IをCOIの大小にかかわらずロ
ーレベルLとしスイッチSW2とSW4をオンとする。Next, when the comparison signals CO2 and CO3 are both at high level H, the frequency voltage vb shows a smaller value than Vd3, so the logic circuit 48 assumes that a liquid is being measured and outputs the control signal C3I. Regardless of the size of COI, it is set to low level L and switches SW2 and SW4 are turned on.
次に、測定周波数FvがFgn<Fv<Ffmの範囲に
あるときは、測定周波数Fvの大きさからだけでは液体
を測定しているのか、ガスを測定しているのかを判別す
ることは出来ない、つまり、この場合は第2図に示す真
理値表で比IF5!信号c02がハイレベルH″QCO
3がローレベルLの場合に相当する。Next, when the measurement frequency Fv is in the range of Fgn<Fv<Ffm, it is not possible to determine whether a liquid or gas is being measured just from the magnitude of the measurement frequency Fv. , that is, in this case, the truth table shown in Figure 2 shows the ratio IF5! Signal c02 is high level H″QCO
3 corresponds to the case of low level L.
そこで、この場合は、渦信号Vsの振幅を見て判断する
こととなる。この振幅に対応する信号が比較信号COI
である。つまり、この場合は第2図に示す真理値図で比
較信号C01のレベルにより液体かガスかを判別する。Therefore, in this case, the determination is made by looking at the amplitude of the vortex signal Vs. The signal corresponding to this amplitude is the comparison signal COI
It is. That is, in this case, it is determined whether it is a liquid or a gas based on the level of the comparison signal C01 in the truth diagram shown in FIG.
振幅電圧Vaは、測定流体の密度ρ×(ガスの最低周波
数Fgnに対応する流速)2に相当する値に設定された
分圧電圧Vdlと比較されて比較信号C01として出力
される。一般に、液体の場合はその密度ρは気体に比べ
て大きいが出力周波数は小さく、逆にガスの場合はその
密度ρは小さいが出力周波数は大きい、従って、分圧電
圧Vd1をガスの最低周波数Fgnに対応する値に設定
した状態で密度ρの大小により液体かガスかを判別する
。The amplitude voltage Va is compared with a partial voltage Vdl set to a value corresponding to the density ρ of the measurement fluid x (flow velocity corresponding to the lowest frequency Fgn of gas) 2, and is output as a comparison signal C01. In general, in the case of a liquid, its density ρ is larger than that of a gas, but its output frequency is smaller, and conversely, in the case of a gas, its density ρ is smaller but its output frequency is larger. With the density ρ set to a value corresponding to , it is determined whether it is a liquid or a gas.
振幅電圧Vaが分圧電圧Vdlより大きい値のときは密
度ρが大きいものとして液体と判断し、逆のときはガス
と判断する。つまり、第2図に示すように、比較信号C
OIがローレベルLのときは液体として制御信号C81
はローレベルLを、比較信号COIがハイレベルHのと
きはガスと判断して制御信号C3IはハイレベルH1つ
まり制御信号C32をローレベルLとする制御信号を出
力する。When the amplitude voltage Va is larger than the partial voltage Vdl, it is determined that the density ρ is large and it is determined to be a liquid, and when the opposite is the case, it is determined that it is a gas. In other words, as shown in FIG.
When OI is low level L, control signal C81 is used as a liquid.
When the comparison signal COI is at a high level H, it is determined that it is gas, and the control signal C3I outputs a control signal that makes the control signal C32 a high level H1, that is, a control signal that sets the control signal C32 to a low level L.
以上のようにして、論理回路48による第2図に示す真
理値図にしたがう論理動作により測定流体が液体かガス
かを自動的に判断して対応する流量信号を出力する。As described above, the logical operation of the logic circuit 48 according to the truth diagram shown in FIG. 2 automatically determines whether the measured fluid is liquid or gas, and outputs a corresponding flow rate signal.
第4図は本発明の他の実施例の構成を示すブロック図で
ある。この場合は測定流体が液体かガスかを密度の相違
に注目して判別するようにしたものである。FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of another embodiment of the present invention. In this case, whether the measured fluid is a liquid or a gas is determined by paying attention to the difference in density.
渦信号Vsは増幅器52で増幅され、さらに2次のロー
パスフィルタ53を介して密度信号Vmとしてコンパレ
ータ54の反転入力端(−)に出力される。The vortex signal Vs is amplified by an amplifier 52, and further outputted to an inverting input terminal (-) of a comparator 54 as a density signal Vm via a second-order low-pass filter 53.
一方、コンパレータ54は定電圧Ebを抵抗R8とR9
で分圧して非反転入力端(+)に印加された分圧電圧V
d4と密度信号Vmとを比較し、その比較結果を制御信
号C34としてスイッチSW1とSW3に出力すると共
にインバータ55を介してレベル反転した制御信号C3
3をスイッチSW2とSW4に出力する。この場合の分
圧電圧Vd4はガスと液体とを区別することの出来る所
定の値に相当する電圧に設定される。On the other hand, the comparator 54 connects the constant voltage Eb to the resistors R8 and R9.
The divided voltage V divided by and applied to the non-inverting input terminal (+)
d4 and the density signal Vm, and outputs the comparison result to the switches SW1 and SW3 as a control signal C34, and the control signal C3 whose level is inverted via the inverter 55.
3 is output to switches SW2 and SW4. In this case, the partial voltage Vd4 is set to a voltage corresponding to a predetermined value that can distinguish between gas and liquid.
渦信号Vsは、密度をρ、流速をVとすれば、ρV2に
比例する振幅を有するので、これを1次のフィルタを介
して取り出せば、ρVに比例した信号となり、更にもう
一度1次のフィルタを通す、つまり全体として2次のフ
ィルタを通すことにより密度ρに比例した信号となる。The vortex signal Vs has an amplitude proportional to ρV2, where ρ is the density and V is the flow velocity, so if it is extracted through a first-order filter, it becomes a signal proportional to ρV, and then it is passed through the first-order filter again. By passing the signal through a second-order filter as a whole, a signal proportional to the density ρ is obtained.
従って、ローパスフィルタ53の出力には密度信号Vm
を得ることができる。Therefore, the output of the low-pass filter 53 has a density signal Vm
can be obtained.
コンパレータ54は所定の分圧電圧Vd4より小さな密
度信号Vmがローパスフィルタ53から出力されたとき
は測定流体はガスであると判断し、制御信号C84をハ
イレベルHとしてスイッチSW1、SW3をオンとする
。逆の場合は、液体であるとして制御信号C34をロー
レベルL、つまり制御信号C33をハイレベルHとして
スイッチSW2、SW4をオンとする。When the density signal Vm smaller than the predetermined divided voltage Vd4 is output from the low-pass filter 53, the comparator 54 determines that the fluid to be measured is gas, sets the control signal C84 to high level H, and turns on the switches SW1 and SW3. . In the opposite case, assuming that the liquid is liquid, the control signal C34 is set to low level L, that is, the control signal C33 is set to high level H, and the switches SW2 and SW4 are turned on.
以上の動作により液体とガスとを自動判別して測定流量
をそれぞれ出力することができる。Through the above operations, it is possible to automatically discriminate between liquid and gas and output the measured flow rates for each.
〈発明の効果〉
以上、実施例と共に具体的に説明したように本発明によ
れば、測定流体の渦信号自体を用いて測定流体が液体か
ガスかを自動判別することができるので、同一配管に液
体とガス(スチームを含む)とが別々に流れるときでも
渦流量計として液体用とガス用とを区別することなくし
かも何の調整も要することなく流量測定をすることがで
きる。<Effects of the Invention> As specifically explained above in conjunction with the embodiments, according to the present invention, it is possible to automatically determine whether the measured fluid is a liquid or a gas using the vortex signal itself of the measured fluid. Even when liquid and gas (including steam) flow separately, the flow rate can be measured as a vortex flowmeter without distinguishing between liquid and gas and without requiring any adjustment.
第1図は本発明の1実施例の構成を示すブロック図、第
2図は第1図に示す実施例の動作を説明する真理値図、
第3図は第1図に示す実施例の測定流量範囲を説明する
説明図、第4図は本発明の他の実施例の構成を示すブロ
ック図、第5図は従来の渦流量計のうち渦センサの部分
の構成を示す1!1断面図、第6図は従来の渦流量計の
全体構成を示すブロック図である。
16.17・・・圧電素子、19.20・・・チャージ
コンバータ、22・・・加算器、25・・・シュミット
トリガ、38.39・・・バンドパスフィルタ、40・
・・シュミットトリガ回路、47・・・コンパレータ、
48・・・論理回路、50・・・ウインドコンiくレー
タ、53・・・ローパスフィルタ、54・・・コンiく
レータ。
第2図
第3[イ1
一一一→1渦周波数(Fv)
第5[′FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a truth diagram explaining the operation of the embodiment shown in FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram explaining the measured flow rate range of the embodiment shown in FIG. 1, FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of another embodiment of the present invention, and FIG. A 1:1 sectional view showing the configuration of the vortex sensor part, and FIG. 6 is a block diagram showing the overall configuration of a conventional vortex flowmeter. 16.17... Piezoelectric element, 19.20... Charge converter, 22... Adder, 25... Schmitt trigger, 38.39... Band pass filter, 40...
... Schmitt trigger circuit, 47... comparator,
48...Logic circuit, 50...Window converter, 53...Low pass filter, 54...Contractor. Figure 2 3 [a1 111 → 1 vortex frequency (Fv) 5th ['
Claims (1)
段と、この渦信号が入力され第1スイッチと第1バンド
パスフイルタとが直列に接続された第1直列回路と、第
2スイッチと前記第1バンドパスフイルタとは異なる帯
域を有する第2バンドパスフイルタとが直列に接続され
て前記第1直列回路に並列に接続された第2直列回路と
、これ等の第1・第2バンドパスフイルタの出力が入力
され周波数信号として出力する周波数検出手段と、この
周波数信号が入力され前記測定流量に対応する電圧信号
に変換して流量信号として出力する周波数/電圧変換手
段と、前記渦信号が入力され測定流体が液体かガスかを
区別する所定の設定値と比較して液体のときは前記第1
スイッチを開閉する第1制御信号をガスのときは前記第
2スイッチを開閉する第2制御信号を出力する判別手段
とを具備することを特徴とする渦流量計。a signal conversion means for converting the measured flow rate into an alternating current vortex signal and outputting it; a first series circuit to which the vortex signal is input and a first switch and a first bandpass filter are connected in series; and a second switch. a second series circuit in which a second bandpass filter having a band different from that of the first bandpass filter is connected in series and connected in parallel to the first series circuit; a frequency detection means that receives the output of the pass filter and outputs it as a frequency signal; a frequency/voltage conversion means that receives the frequency signal and converts it into a voltage signal corresponding to the measured flow rate and outputs it as a flow rate signal; and the vortex signal. is input and compared with a predetermined setting value that distinguishes whether the fluid to be measured is a liquid or a gas.
A vortex flow meter characterized by comprising: a discrimination means for outputting a first control signal for opening and closing a switch, and a second control signal for opening and closing the second switch when gas is detected.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15712890A JPH04198718A (en) | 1990-06-15 | 1990-06-15 | Vortex flow meter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15712890A JPH04198718A (en) | 1990-06-15 | 1990-06-15 | Vortex flow meter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04198718A true JPH04198718A (en) | 1992-07-20 |
Family
ID=15642820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15712890A Pending JPH04198718A (en) | 1990-06-15 | 1990-06-15 | Vortex flow meter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04198718A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017515132A (en) * | 2014-05-09 | 2017-06-08 | マイクロ モーション インコーポレイテッド | Abnormal fluid detection |
-
1990
- 1990-06-15 JP JP15712890A patent/JPH04198718A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017515132A (en) * | 2014-05-09 | 2017-06-08 | マイクロ モーション インコーポレイテッド | Abnormal fluid detection |
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