JPH0465633A - 渦流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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。

〈従来の技術〉 以下、従来の渦流量変換器の構成について第３図、第４
図を用いて説明する。

第３図は従来の渦センサの断面を示す縦断面図である。

１０は流体が流れる管路、１１は管路１０に直角に設け
られた内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１４ｆｉｌｌ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１
６．１７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１
６．１７はそれらの左側の上下のＳ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。

以上のように構成された渦センサからの渦信号は第４図
に示す変換回路に入力される。

この渦センサの圧電素子１６．１７に発生しな渦信号の
渦周波数に対応する周波数を持つ電′ＲＱｖ＋、Ｑｖ２
はチャ−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Ｐ波された後、増幅
器２４で所定の大きさに増幅される。

増幅器２４の出力は所定のヒステリシス幅を有するシュ
ミツトドリカ２５に入力されて、このヒステリシス幅以
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。

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／Ｓ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。

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
を制御して電流出力ＩＬに変換され、そのコレクタ端と
エミヴタ端から出力端子Ｔ１、Ｔ２を介して外部電源Ｂ
Ｓ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Ｒｆ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
た電流出力ＩＬに制御される。

また、を流出力Ｉ［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を流回路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準電圧を用いてボリウ
ム２つの両端にゼロ電圧を発生させる。更に、４ｍＡの
Ｓ流の池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＋Ｖ、−■を作る。

〈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、例えばスチー
ム、液体などの流体の流量を個別に測定することはでき
るが、スチームと液体とでは発生する渦周波数が異なっ
ているので、同一の信号処理回路では信号処理をするこ
とができない。

つまり、液体用とスチーム用とではその信号処理回路を
別にする必要がある。

従って、液体とスチームのような異なった種別の流体か
同一の配管に流れるときには、その都度信号処理回路を
交換し調整しなければならないという煩わしさがあった
。

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・、測定流体の
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
、測定流体の温度を測定して温度信号として出力する温
度検出手段と、Ｊｌ信号と温度信号とか入力されこの温
度信号により区別して測定流体の種類を判別する判別手
段と、測定流体か第１種別のときに信号処理をして第１
流量信号を出力する第１信号処理手段と、測定流体が第
２種別のときに信号処理をして第２流量信号を出方する
第２信号処理手段とを具備し、判別手段の判別結果によ
り第１信号処理手段あるいは第２信号処理手段のいずれ
かに自動的に切換え第１流量信号或いは第２流量信号の
いずれがを呂カするようにしたものである。

く作　用〉 信号変換手段により測定流体の流量を交流の渦信号に変
換して出力し、さらに温度検出手段により測定流体の温
度を測定して温度信号として出ヵする。

そして、判別手段によりこの温度信号により測定流体の
温度の違いから流体種類を区別する。

この判別手段での判別結果により第１信号処理手段ある
いは第２信号処理手段のいずれかに自動的に切換えて第
１流量信号或いは第２流量信号のいずれかを出力する。

〈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、第２
図は第１図に示す実施例のうち渦発生体の部分を示すＩ
１１断面図である。

なお、以下の説明においては、従来の構成と同一の機能
を有する部分については同一の符号を付して適宜にその
説明を省略する。また、説明の便宜上、流体としてスチ
ームと流体とを同一の配管に流す場合を想定して説明す
る。

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
４０と４１の一端に接続されている。

温度検出素子３９は第２図の渦発生体４３の中に圧電素
子１６．１７と共に挿入固定されており、測定流体の温
度を検出する。この温度検出素子３９は抵抗４４を介し
て定電圧■１が印加されている。

そして、温度検出素子３９と抵抗４４との接続点は反転
入力端（−）に基準電圧■２が印加された比較器４５の
非反転入力＠（＋）に接続されている。比較器４５の比
較出力ＣＯはインバータ４６を介してスイッチＳＷ１の
開閉を制御し、また直接スイッチＳＷ２の開閉を制御す
る。つまり、比較出力ＣＯはスイッチ５ＷＩＳＷ２とを
相補的に制御する。

これ等のスイッチｓｗｉ、ＳＷ２、比較器４５、および
インバータ４６などで、例えばスチームと液体との種別
を判別する判別回路４７を構成している。

バンドパスフィルタ４０と４１はそれぞれ中心周波数が
異なっており、バンドパスフィルタ４゜はスチーム（ガ
ス）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４１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。

渦流量計の場合は、中心周波数は口径あるいは測定流体
によって異なっているが、例えば口径２００Ａの場合は
、液体のときは１．７５Ｈ２でスチームのときは３０Ｈ
ｚ程度であり、口径１５Ａの場合は、液体のときは３１
．４Ｈｚでスチームのときは５０２Ｈｚの程度に選定さ
れる。

バンドパスフィルタ４０と４１の他端はシュミットトリ
ガ回路４２．４３の入力端に接続され、その出力端はス
イッチＳＷ３、ＳＷ４の一端に接続されている。

スイッチＳＷ３、ＳＷ４の各他端はそれぞれ周波数／を
正変換回路４４の一端に接続され、その他端は共に電圧
／電流変換回路４５に接続されている。また、バンドパ
スフィルタ４０と４１の出力は減衰器４６．４７で適宜
にその大きさが調整される。

バンドパスフィルタ４０の入力信号とシュミットトリガ
回路４２の出力信号とはノイズ判別回路４８に入力され
、ここで入力されｆＳｄ言号がノイズによるものか否か
が判断されるか、ノイズによるものではないと判断され
たときはスイッチＳＷ３をオンにする。同様に、バンド
パスフィルタ４１の入力信号とシュミツトドリカ回路４
３の出力信号とはノイズ判別回路４９に入力され、ここ
で入力された信号がノイズによるものか否がが判断され
るが、ノイズによるものではないと判断されたときはス
イッチＳＷ４をオンにする。

以上の構成において、圧電素子１６．１７からの電荷信
号はチャージコンバータ１９．２０により電圧信号に変
換され、加算器２２で加算されてＳ／Ｎの良い渦信号と
なる。一方、温度検出素子３９の１００°Ｃにおける抵
抗値をＲＯ５抵抗４４の抵抗値をＲ１として、 ＲＯ−Ｖｌ／　（Ｒ１＋ＲＯ）＝Ｖ２ の間係が成立するように多値を設定すれば、スチームの
場合は比較器４５の出力は例えばローレベル、液体の場
合はハイレベルとなり、スチームと液体とを区別するこ
とができる。

このレベルの相違によりスチームの場合はスイッチＳＷ
Ｉをオンとし、液体の場合はスイッチＳＷ２をオンとし
て自動的にこれ等を切換えることかできる。

以上の実施例では、測定流体が液体（Ｔ＜１００°Ｃ）
の場合とスチームの場合について説明したが、これに限
らず測定流体の温度が異なればこれに着目して同様に適
用できる。

また、温度検出素子３９としては測温抵抗体、熱電対な
と適宜に選定することができる。

〈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考案によ
れば、測定流体の種類により温度が相違する点に着目し
て流体の種別を区別して信号処理回路を自動的に切換え
るようにしたので、同一の配管に例えば２種類の流体が
交互に流れるときでも信号処理回路を流体種別に対応し
て交換する煩わしさがなく、また調整ミスなどの不具合
が生じることを回避することができる。

【図面の簡単な説明】

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図で使用する渦発生体の構成を示す縦断面図
、第３図は従来の渦流量計の検出端の構成を示す縦断面
図、第４図は従来の薄流量計の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・・・シュミツト
ドリカ、３９・・・温度検出素子、４０．４１・−・バ
ンドパスフィルタ、４２．４３・・・シュミツトドリカ
回路、４５・・・比較器、４７・・・判別回路。 代理人　　　弁理士　　小浜　信助２Ｌξ臂

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 測定流体の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、前記測定流体の温度を測定して温度信号と
   して出力する温度検出手段と、前記渦信号と前記温度信
   号とが入力されこの温度信号により区別して前記測定流
   体の種類を判別する判別手段と、前記測定流体が第１種
   別のときに信号処理をして第１流量信号を出力する第１
   信号処理手段と、前記測定流体が第２種別のときに信号
   処理をして第２流量信号を出力する第２信号処理手段と
   を具備し、前記判別手段の判別結果により前記第１信号
   処理手段あるいは前記第２信号処理手段のいずれかに自
   動的に切換え前記第１流量信号或いは前記第２流量信号
   のいずれかを出力することを特徴とする渦流量計。