JPH05281005A - Vortex flowmeter - Google Patents

Vortex flowmeter

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JPH05281005A
JPH05281005A JP8196592A JP8196592A JPH05281005A JP H05281005 A JPH05281005 A JP H05281005A JP 8196592 A JP8196592 A JP 8196592A JP 8196592 A JP8196592 A JP 8196592A JP H05281005 A JPH05281005 A JP H05281005A
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JP
Japan
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signal
vortex
output
noise
variable resistance
Prior art date
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Application number
JP8196592A
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Japanese (ja)
Inventor
Norihiro Shukutani
憲弘 宿谷
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 渦流量計の信号変換部の構成を改良してS/
Nの向上を図った渦流量計を提供するにある。 【構成】 第1チャージアンプで変換され渦信号を含む
第1信号と第2チャージアンプで変換され渦信号を含む
第2信号とを可変抵抗素子を介して加算器で加算して第
3信号として出力する渦流量計において、先の第3信号
が印加され先の渦信号を阻止してノイズ信号を出力する
帯域阻止フイルタ手段と、このノイズ信号が最小になる
ように先の可変抵抗素子の抵抗値を演算してこれを制御
する制御手段とを具備するようにしたものである。
(57) [Abstract] [Purpose] The signal conversion unit of the vortex flowmeter has been improved to improve S /
An object of the present invention is to provide a vortex flowmeter for improving N. A first signal including a vortex signal converted by a first charge amplifier and a second signal including a vortex signal converted by a second charge amplifier are added by an adder via a variable resistance element to obtain a third signal. In the output vortex flowmeter, band stop filter means for outputting the noise signal by blocking the vortex signal by applying the third signal, and the resistance of the variable resistance element by minimizing the noise signal. A control means for calculating a value and controlling the value is provided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、測定流体が管路に流れ
て渦発生体により発生する渦の数をカウントすることに
より測定流体の流量を測定する渦流量計に係り、特に渦
流量計の信号変換部の構成を改良してS/Nの向上を図
った渦流量計に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vortex flowmeter for measuring the flow rate of a measurement fluid by counting the number of vortices generated by a vortex generator when a measurement fluid flows in a pipe, and more particularly to a vortex flowmeter. The present invention relates to a vortex flowmeter having an improved S / N by improving the configuration of the signal conversion unit.

【0002】[0002]

【従来の技術】以下、従来の第1の渦流量計の構成につ
いて図5〜図8を用いて説明する。図3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。
2. Description of the Related Art The structure of a first conventional vortex flowmeter will be described below with reference to FIGS. FIG. 3 is a vertical cross-sectional view showing a cross section of a conventional vortex sensor. Reference numeral 10 is a pipe through which a fluid flows, and 11 is a cylindrical nozzle provided at a right angle to the pipe 10. Reference numeral 12 denotes a columnar vortex generator having a trapezoidal cross section which is inserted at a right angle into the pipe line 10 with a distance from the nozzle 11, one end of which is fixed to the pipe line 10 by a screw 13 and the other end of which is a flange portion 14. It is fixed to the nozzle 11 by screws or welding.

【0003】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り、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および17はガラスなどの封
着体18で絶縁して封着されている。
Reference numeral 15 is a concave portion provided on the side of the flange portion 14 of the vortex generator 12, and a pair of piezoelectric elements 16 and 17 are vertically arranged in the concave portion 15 at a predetermined interval. The elements 16 and 17 are insulated and sealed by a sealing body 18 such as glass.

【0004】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、17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がそれぞれ
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。
Piezoelectric elements 16 and 17 are provided with semi-circular electrodes divided in two, which are arranged one above the other. In each of the piezoelectric elements 16 and 17, the piezoelectric body sandwiched by the upper and lower electrodes on the left side and the piezoelectric body sandwiched by the upper and lower electrodes on the right side are polarized in opposite directions, and are subjected to stress in the same direction. Charges of opposite polarity are generated in the upper and lower electrodes.

【0005】以上のように構成された渦センサからの渦
信号は図6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に発生した渦信号の渦周波数に対
応する周波数を持つ電荷Qv1、Qv2は図6に示すように
チャ−ジコンバ−タ19、20に入力され交流の電圧信
号に変換される。
The vortex signal from the vortex sensor constructed as described above is input to the conversion circuit shown in FIG. The charges Q v1 and Q v2 having a frequency corresponding to the vortex frequency of the vortex signal generated in the piezoelectric elements 16 and 17 of the vortex sensor are input to the charge converters 19 and 20 as shown in FIG. Converted to a signal.

【0006】そして、チャ−ジコンバ−タ19の電圧信
号とチャ−ジコンバ−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−パスフイルタ23で低域濾波された後、増幅
器24で所定の大きさに増幅される。このロ−パスフイ
ルタ23は圧電素子16、17自体にバラツキがあった
り或いはボリウム21のノイズバランスの調整がうまく
行かなかったりすることによって発生するノイズを除去
するために使用する。
Then, the voltage signal of the charge converter 19 and the voltage signal of the charge converter 20 are adjusted to the volume 21.
The added voltage is added by the adder 22. The added output is low-pass filtered by the low-pass filter 23 and then amplified by the amplifier 24 to a predetermined size. The low-pass filter 23 is used to remove noise generated due to variations in the piezoelectric elements 16 and 17 themselves or improper adjustment of the noise balance of the volume 21.

【0007】増幅器24の出力は所定のヒステリシス幅
を有するシュミットトリガ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/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。
The output of the amplifier 24 is input to a Schmitt trigger 25 having a predetermined hysteresis width, and a vortex signal having an amplitude larger than this hysteresis width is added to the vortex frequency at a ratio of 1: 1.
Is converted into a pulse signal corresponding to. This pulse signal is galvanically isolated by the transformer 26 and input to the frequency / voltage converter 27, where it is converted by the volume 28 into an analog voltage signal corresponding to the span.

【0008】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−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4〜20m
Aの統一された電流出力IL に制御される。
This voltage signal is applied to the transistor 31 by the DC amplifier 30 whose zero point is set by the volume 29.
Is converted into a current output I L by controlling the base current of the above and is transmitted from the collector end and the emitter end thereof to the receiving resistance R L of the receiving instrument having the external power supply E s through the output terminals T 1 and T 2. It In this case, the feedback voltage E f generated across the feedback resistor R f feedback resistor R f is inserted between the transistor 31 and the output terminal T 2 are fed back to the input end of the DC amplifier 30, the input 4 ~ 20m corresponding to the end voltage signal
It is controlled in a unified current output I L of A.

【0009】また、電流出力IL のうちベ−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33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29の両端にゼロ電圧を発生させる。
更に、4mAの電流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+V、−V
を作る。
In addition, approximately 4 mA of the base portion of the current output I L is used to make the internal power supply of the conversion circuit. That is, a part of this current is supplied to the constant voltage circuit 33 through the constant current circuit 32, and the reference voltage generated here is used to generate a zero voltage across the volume 29.
Further, another part of the current of 4 mA is supplied to the transistor 34 and input to the AC / DC conversion circuit 35, where it is converted into an AC voltage, and the converted AC voltage is passed through the transformer 36 to the internal power supply circuit. 37. The internal power supply circuit 37 is an internal voltage + V, -V necessary for the operation of the conversion circuit.
make.

【0010】次に、以上のように構成された渦流量計の
動作について図7と図8を用いて説明する。流体が流れ
ると図5に示す渦発生体12に矢印Fで示した方向にカ
ルマン渦による振動が発生する。この振動により渦発生
体12には図7(a)に示すような応力分布とこの逆の
応力分布の繰返しが生じ、各圧電素子16、17には渦
周波数と同一の周波数を持つ信号応力に対応した電荷+
Q、−Qの繰返しが生じる。
Next, the operation of the vortex flowmeter configured as described above will be described with reference to FIGS. 7 and 8. When the fluid flows, vibrations due to Karman vortices are generated in the vortex generator 12 shown in FIG. 5 in the direction indicated by arrow F. This vibration causes the vortex generator 12 to repeat the stress distribution as shown in FIG. 7A and the reverse stress distribution, so that a signal stress having the same frequency as the vortex frequency is generated in each piezoelectric element 16, 17. Corresponding charge +
Repetition of Q and -Q occurs.

【0011】一方、管路10にはノイズとなる管路振動
も生じる。この管路振動は(a)流体の流れと同じ方向
の抗力方向、(b)流体の流れとは直角方向の揚力方向
F、(c)渦発生体の長手方向、の3方向成分に分けら
れる。このうち、抗力方向の振動に対する応力分布は図
7(b)に示すようになり1個の電極内で正負の電荷は
打ち消されてノイズ電荷は発生しない。また、長手方向
の振動に対しては図7(c)に示すように電極内で打ち
消されて抗力方向と同様にノイズ電荷は発生しない。し
かし、揚力方向Fの振動は信号応力と同一の応力分布と
なりノイズ電荷が生じる。そこで、このノイズ電荷を消
去するために以下の演算を実行する。圧電素子16、1
7の各電荷をQv1、Qv2、信号成分をS1 、S2 、揚力
方向のノイズ成分をN1 、N2 とし、圧電素子16、1
7で分極を逆とするとQv1、Qv2は次式で示される。
On the other hand, in the pipeline 10, pipeline vibration that causes noise is also generated. This pipeline vibration is divided into three directions components: (a) a drag force direction in the same direction as the fluid flow, (b) a lift force direction F perpendicular to the fluid flow, and (c) a longitudinal direction of the vortex generator. . Of these, the stress distribution with respect to vibration in the drag direction is as shown in FIG. 7B, and positive and negative charges are canceled out within one electrode, and noise charges are not generated. Further, with respect to the vibration in the longitudinal direction, as shown in FIG. 7 (c), it is canceled in the electrode and no noise charge is generated as in the drag direction. However, the vibration in the lift direction F has the same stress distribution as the signal stress, and noise charge is generated. Therefore, the following calculation is executed in order to erase this noise charge. Piezoelectric elements 16, 1
The respective electric charges of 7 are Q v1 , Q v2 , the signal components are S 1 , S 2 , the noise components in the lift direction are N 1 , N 2 , and the piezoelectric elements 16, 1
If the polarization is reversed at 7, Q v1 and Q v2 are expressed by the following equations.

【0012】Qv1=S1 +N1 −Qv2=−S2 −N2 Q v1 = S 1 + N 1 -Q v2 = -S 2 -N 2

【0013】ただし、S1 とS2 、N1 とN2 のベクト
ル方向は同じである。ここで、圧電素子16、17の信
号成分とノイズ成分の関係は、揚力方向のノイズと信号
に対する渦発生体の曲げモ−メントの関係は図8に示す
ようになっているので、図6に示す圧電素子17側のチ
ャ−ジコンバ−タ20の出力を加算器22で加算する際
にボリウム21と共にN1 /N2 倍して圧電素子16側
のチャ−ジコンバ−タ19の出力と加算すると、 Qv1−Qv2(N1 /N2 ) =S1 −S2 (N1 /N2 ) となり管路ノイズは除去される。
However, the vector directions of S 1 and S 2 , and N 1 and N 2 are the same. Here, the relationship between the signal component and the noise component of the piezoelectric elements 16 and 17, and the relationship between the noise in the lift direction and the bending moment of the vortex generator with respect to the signal are as shown in FIG. When the output of the charge converter 20 on the piezoelectric element 17 side is added by the adder 22, it is multiplied by N 1 / N 2 together with the volume 21 and added to the output of the charge converter 19 on the piezoelectric element 16 side. , Q v1 −Q v2 (N 1 / N 2 ) = S 1 −S 2 (N 1 / N 2 ), and the pipeline noise is removed.

【0014】以上のようにして渦発生体に重畳されるノ
イズのうち、渦発生体の抗力方向と長手方向のノイズは
圧電素子16、17の極性を考慮し、揚力方向のノイズ
は圧電素子を16と17のバランスを考慮した2素子方
式として除去される。ただし、この従来の渦流量計はボ
リウム21を調整してノイズが最小になるように手動で
調整しているので、面倒である。
Among the noises superposed on the vortex generator as described above, the noise in the drag force direction and the longitudinal direction of the vortex generator takes into consideration the polarities of the piezoelectric elements 16 and 17, and the noise in the lift direction is determined by the piezoelectric element. It is removed as a two-element system in consideration of the balance of 16 and 17. However, this conventional vortex flowmeter is troublesome because the volume 21 is adjusted and the noise is minimized so that the noise is minimized.

【0015】そこで、このノイズ調整を自動化するため
に図9に示すように構成したものがある。チャ−ジコン
バ−タ19の出力信号V1と、チャ−ジコンバ−タ20
の出力を可変抵抗素子38を介して得た出力信号V2
を加算器22で加算して出力信号V3として出力する。
Therefore, in order to automate this noise adjustment, there is a configuration as shown in FIG. The output signal V 1 of the charge converter 19 and the charge converter 20
And the output signal V 2 obtained via the variable resistance element 38 is added by the adder 22 and output as the output signal V 3 .

【0016】この出力信号V3は増幅器39で増幅して
帯域フイルタ40に出力され、ここで測定周波数の範囲
外のノイズが除去されて出力信号V4として出力され
る。この出力信号V4は整流回路41で整流され平滑回
路42に出力される。
The output signal V 3 is amplified by the amplifier 39 and output to the band filter 40, where noise outside the range of the measurement frequency is removed and output as the output signal V 4 . The output signal V 4 is rectified by the rectifying circuit 41 and output to the smoothing circuit 42.

【0017】平滑回路42は整流回路41の出力を平滑
して平滑出力V5として可変抵抗素子38に出力し、こ
の可変抵抗素子38は平滑出力V5の大きさが最小にな
るようにその抵抗値が調整される。
The smoothing circuit 42 smoothes the output of the rectifying circuit 41 and outputs it as a smoothed output V 5 to the variable resistance element 38. This variable resistance element 38 has its resistance so that the magnitude of the smoothed output V 5 is minimized. The value is adjusted.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来の渦流量計は、流体が流れているときに可変
抵抗素子が自動的に調整されると、渦信号もキャンセル
されるように動作するので、流量がゼロのときだけしか
ノイズの自動バランス調整が出来ないという不都合があ
る。
However, in the conventional vortex flowmeter as described above, when the variable resistance element is automatically adjusted while the fluid is flowing, the vortex signal is also canceled. Therefore, there is an inconvenience that the automatic noise balance adjustment can be performed only when the flow rate is zero.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明は、以上の課題を
解決するための構成として、第1チャージアンプで変換
され渦信号を含む第1信号と第2チャージアンプで変換
され渦信号を含む第2信号とを可変抵抗素子を介して加
算器で加算して第3信号として出力する渦流量計におい
て、先の第3信号が印加され先の渦信号を阻止してノイ
ズ信号を出力する帯域阻止フイルタ手段と、このノイズ
信号が最小になるように先の可変抵抗素子の抵抗値を演
算してこれを制御する制御手段とを具備するようにした
ものである。
The present invention has, as a structure for solving the above problems, a first signal converted by a first charge amplifier and containing a vortex signal and a vortex signal converted by a second charge amplifier. In a vortex flowmeter that adds the second signal with an adder via a variable resistance element and outputs the third signal, a band in which the third signal is applied and the vortex signal is blocked to output a noise signal. A blocking filter means and a control means for calculating the resistance value of the variable resistance element and controlling it so as to minimize this noise signal are provided.

【0020】[0020]

【作 用】第1信号と可変抵抗素子を介して得た第2信
号とを加算した第3信号が印加された帯域阻止フイルタ
手段は、これらに含まれる渦信号を阻止してノイズ信号
を出力する。
[Operation] The band stop filter means to which the third signal, which is the sum of the first signal and the second signal obtained via the variable resistance element, is applied, outputs the noise signal by blocking the vortex signal contained therein. To do.

【0021】制御手段は、このノイズ信号が最小になる
ように先の可変抵抗素子の抵抗値を演算してこれを制御
する。これにより、測定流体が流れているときでも測定
帯域の範囲外のノイズ信号が最小になるように可変抵抗
の抵抗値が自動的に選定される。
The control means calculates the resistance value of the variable resistance element and controls it so that the noise signal becomes minimum. As a result, the resistance value of the variable resistor is automatically selected so that the noise signal outside the range of the measurement band is minimized even when the measurement fluid is flowing.

【0022】[0022]

【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。図1は本発明の1実施例の構成を示す構成図で
ある。なお、図5〜図9に示す従来の渦流量計と同一の
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。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing the configuration of one embodiment of the present invention. The parts having the same functions as those of the conventional vortex flowmeter shown in FIGS. 5 to 9 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be appropriately omitted.

【0023】渦発生体の中に固定された圧電素子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Qv1、Qv2は、チャ−ジコンバ−タ19、20に
入力され交流の電圧信号V1’、V2’に変換される。
A piezoelectric element 16 fixed in the vortex generator,
The charges Q v1 and Q v2 having a frequency corresponding to the vortex frequency of the vortex signal generated in 17 are input to the charge converters 19 and 20 and converted into alternating voltage signals V 1 ′ and V 2 ′.

【0024】チャ−ジコンバ−タ19の出力端の出力信
号V1’は抵抗R1を介して出力信号V1として、チャ−
ジコンバ−タ20の出力端の出力信号V2’は抵抗R2
可変抵抗素子43を介して出力信号V2として取り出さ
れ、これらの出力信号V1とV 2は加算器22で加算され
てその出力端に出力信号V6として出力される。
The output signal of the output end of the charge converter 19
Issue V1'Is resistance R1Output signal via1As a char
Output signal V at the output end of the converter 202'Is resistance R2When
Output signal V via variable resistance element 432Taken out as
And these output signals V1And V 2Is added by the adder 22
Output signal V6Is output as.

【0025】ここで、可変抵抗素子43は、例えば抵抗
3、R4、R5、R6がそれぞれ直列に接続されており、
この抵抗R3の両端にはスイッチSW1が、抵抗R3とR4
の接続点と抵抗R4とR5の接続点との間にはスイッチS
2が、抵抗R4とR5の接続点と抵抗R5とR6の接続点
との間にはスイッチSW3が、抵抗R6の両端にはスイッ
チSW4がそれぞれ並列に接続された構成となってい
る。
Here, in the variable resistance element 43, for example, resistors R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 are connected in series,
Switch SW 1 at both ends of the resistor R 3 is, the resistance R 3 and R 4
The switch S is connected between the connection point of and the connection point of the resistors R 4 and R 5.
A switch SW 3 is connected in parallel between W 2 and a connection point between the resistors R 4 and R 5 and a connection point between resistors R 5 and R 6 , and a switch SW 4 is connected in parallel between both ends of the resistor R 6 . It is composed.

【0026】出力信号V6はバンドパスフイルタ44に
出力されるが、このバンドパスフイルタ44は例えばス
イッチドキャパシタなどにより構成されており、その中
心周波数f0は制御信号CS1により制御される。
The output signal V 6 is output to the bandpass filter 44. The bandpass filter 44 is composed of, for example, a switched capacitor, and its center frequency f 0 is controlled by the control signal CS1.

【0027】さらに、バンドパスフイルタ44は、出力
信号V6に含まれるノイズを除去してシュミットトリガ
回路45に電圧信号V7として出力する。シュミットト
リガ回路45は、この電圧信号V7をパルス化して周波
数信号Vfとしてカウンタ46に出力する。カウンタ4
6はこの周波数信号Vfをデジタル化してマイクロプロ
セッサ(CPU)47に出力する。
Further, the bandpass filter 44 removes noise contained in the output signal V 6 and outputs it to the Schmitt trigger circuit 45 as a voltage signal V 7 . The Schmitt trigger circuit 45 pulsates this voltage signal V 7 and outputs it as a frequency signal V f to the counter 46. Counter 4
6 digitizes this frequency signal V f and outputs it to a microprocessor (CPU) 47.

【0028】マイクロプロセッサ47は、ROM(リー
ドオンリメモリ)、RAM(ランダムアクセスメモ
リ)、クロック発生器などを含み、ROMには各種演算
を実行するためのプログラムが格納され、またRAMに
は検出器の口径、流体の種類(ガス,液体など)、スパ
ンなどの流量演算に必要なデータ、或いは後述するノイ
ズ調整演算に必要なデータなどが格納されている。
The microprocessor 47 includes a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a clock generator and the like. The ROM stores programs for executing various calculations, and the RAM has a detector. The data necessary for calculating the flow rate, such as the diameter, the type of fluid (gas, liquid, etc.), the span, or the noise adjustment calculation described later is stored.

【0029】さらに、加算器22の出力信号V6は帯域
阻止フイルタ(ノッチフイルタ)48に出力され、この
帯域阻止フイルタ48はバンドパスフイルタ44と関連
して制御信号CS2により帯域阻止範囲が設定されて測
定範囲における出力信号V6を除去してこの帯域阻止範
囲外のノイズをノイズ信号VN1として出力する。そし
て、この帯域阻止フイルタ48は、例えばスイッチドキ
ャパシタなどで構成されている。
Further, the output signal V 6 of the adder 22 is output to a band stop filter (notch filter) 48, and the band stop filter 48 has a band stop range set by a control signal CS2 in association with the band pass filter 44. Then, the output signal V 6 in the measurement range is removed and the noise outside the band stop range is output as the noise signal V N1 . The band stop filter 48 is composed of, for example, a switched capacitor.

【0030】図2はこの帯域阻止フイルタ48の特性を
示す特性図である。横軸は周波数で縦軸はフイルタのゲ
インである。コーナ周波数fLとfHで挟まれた帯域阻止
範囲のゲインが大幅に低減された特性を有している。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing the characteristics of the band stop filter 48. The horizontal axis is frequency and the vertical axis is filter gain. It has a characteristic that the gain in the band rejection range sandwiched by the corner frequencies f L and f H is significantly reduced.

【0031】この帯域阻止フイルタ48を通過したノイ
ズ信号VN1はダイオードD1で整流されて平滑回路49
に出力される。この平滑回路49は演算増幅器OA、抵
抗R 7、R8、コンデンサC1で構成されている。
The noise that has passed through this band stop filter 48
Signal VN1Is rectified by the diode D1 and smoothed by the smoothing circuit 49.
Is output to. This smoothing circuit 49 includes an operational amplifier OA and a resistor.
Anti-R 7, R8, Capacitor C1It is composed of.

【0032】そして、非反転入力端(+)が共通電位点
COMに接続された演算増幅器OAの反転入力端(−)
は、抵抗R7を介してダイオードD1のカソードに接続
されと共に抵抗R8とコンデンサC1との並列回路を介し
て演算増幅器OAの出力端に接続されている。
The non-inverting input terminal (+) is connected to the common potential point COM, and the inverting input terminal (-) of the operational amplifier OA is connected.
Is connected to the cathode of the diode D1 via the resistor R 7 and is also connected to the output terminal of the operational amplifier OA via the parallel circuit of the resistor R 8 and the capacitor C 1 .

【0033】この演算増幅器OAの出力端に生じた直流
のノイズ信号VN2はアナログ/デジタル変換器(A/D
変換器)50に出力され、ここでデジタル信号に変換さ
れてマイクロプロセッサ(CPU)47に出力される。
The DC noise signal V N2 generated at the output terminal of the operational amplifier OA is converted into an analog / digital converter (A / D).
It is output to the converter 50, converted into a digital signal here, and output to the microprocessor (CPU) 47.

【0034】一方、マイクロプロセッサ(CPU)47
からは、可変抵抗素子43の各抵抗値を切り換えるスイ
ッチSW1〜SW4の開閉を制御する制御信号CS3と、
帯域阻止フイルタ48のコーナ周波数fLとfHを変更す
る制御信号CS2と、バンドパスフイルタ44の中心周
波数f0を変更する制御信号CS1がそれぞれ出力され
る。
On the other hand, a microprocessor (CPU) 47
From a control signal CS3 that controls the opening and closing of the switches SW 1 to SW 4 for switching the resistance value of the variable resistor element 43,
A control signal CS2 that changes the corner frequencies f L and f H of the band stop filter 48 and a control signal CS1 that changes the center frequency f 0 of the band pass filter 44 are output.

【0035】さらに、マイクロプロセッサ47のRAM
には、検出器の口径、流体の種類(ガス,液体など)、
スパンなどの仕様を設定する設定器51から必要に応じ
て設定データが入力される。また、この設定器51には
後述する可変抵抗素子43の最適抵抗値を決定する演算
を開始するための演算開始キーも設けられている。
Further, the RAM of the microprocessor 47
Is the diameter of the detector, the type of fluid (gas, liquid, etc.),
Setting data is input from the setter 51 for setting specifications such as span as required. The setting device 51 is also provided with a calculation start key for starting a calculation for determining an optimum resistance value of the variable resistance element 43, which will be described later.

【0036】マイクロプロセッサ47は、検出器から出
力されたデータを用いてROMに格納された演算プログ
ラムにより流量演算を実行してパルス信号として絶縁回
路52に出力する。
The microprocessor 47 uses the data output from the detector to execute the flow rate calculation by the calculation program stored in the ROM and outputs it as a pulse signal to the insulating circuit 52.

【0037】絶縁回路52はこのパルス信号を直流的に
電圧信号に変換して最終段の電圧/電流変換回路53に
出力する。電圧/電流変換回路53はこの電圧信号を電
流信号、例えば4〜20mA等に変換して出力端54を
介して負荷伝送する。
The insulating circuit 52 converts this pulse signal into a voltage signal in a DC manner and outputs it to the voltage / current conversion circuit 53 at the final stage. The voltage / current conversion circuit 53 converts this voltage signal into a current signal, for example, 4 to 20 mA, and transmits the load via the output terminal 54.

【0038】次に、以上のように構成された渦流量計の
動作について図3,図4を用いて説明する。図3は最小
ノイズバランス点を自動設定するための演算手順を示す
フローであり、図4は演算のタイミングを示すタイミン
グ図である。
Next, the operation of the vortex flowmeter constructed as described above will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a flow showing a calculation procedure for automatically setting the minimum noise balance point, and FIG. 4 is a timing chart showing calculation timing.

【0039】後述する最小ノイズバランス点が自動設定
された状態では、圧電素子16、17で検出された渦信
号は、渦発生体の中に固定された圧電素子16、17に
発生した渦に基づく電荷Qv1、Qv2はチャ−ジコンバ−
タ19、20で交流の電圧信号V1’、V2’に変換され
る。
In the state where the minimum noise balance point described later is automatically set, the vortex signal detected by the piezoelectric elements 16 and 17 is based on the vortex generated in the piezoelectric elements 16 and 17 fixed in the vortex generator. Charges Q v1 and Q v2 are charge converters
It is converted into AC voltage signals V 1 ′ and V 2 ′ by the switches 19 and 20.

【0040】出力信号V1’は抵抗R1を介して出力信号
1として、出力信号V2’は抵抗R 2と可変抵抗素子4
3を介して出力信号V2としてそれぞれ取り出され、こ
れらの出力信号V1とV2は加算器22で加算されてその
出力端に出力信号V6として出力される。
Output signal V1'Is resistance R1Output signal through
V1As the output signal V2'Is resistance R 2And variable resistance element 4
Output signal V via 32Each taken out as
These output signals V1And V2Is added by the adder 22
Output signal V at the output end6Is output as.

【0041】この出力信号V6はバンドパスフイルタ4
4、シュミットトリガ回路45、カウンタ46を介して
マイクロプロセッサ47のRAMにデジタルデータとし
て読み込まれる。
This output signal V 6 is applied to the bandpass filter 4
4, via the Schmitt trigger circuit 45 and the counter 46, it is read as digital data into the RAM of the microprocessor 47.

【0042】マイクロプロセッサ47は、例えばROM
に格納された流量演算プログラムと設定器51からRA
Mの所定領域に設定された仕様データ等を用いて流量演
算を実行して、その演算結果を絶縁回路52に出力し、
この後、電圧/電流変換回路53を介して図示しない負
荷に電流信号として伝送される。
The microprocessor 47 is, for example, a ROM
RA from the flow rate calculation program and setter 51 stored in
A flow rate calculation is executed using the specification data set in a predetermined area of M, and the calculation result is output to the insulating circuit 52,
After that, it is transmitted as a current signal to a load (not shown) via the voltage / current conversion circuit 53.

【0043】次に、自動ノイズバランスの設定演算をす
る手順について説明する。まず、設定器51によりノイ
ズバランス点を最小にする自動設定演算を開始するキー
インをする(図3、ステップ1)。
Next, the procedure for calculating the automatic noise balance setting will be described. First, the setting device 51 is keyed in to start the automatic setting calculation for minimizing the noise balance point (FIG. 3, step 1).

【0044】このキーインによりマイクロプロセッサ4
7は内部のRAMに格納されている仕様などのデータを
読み出す(図3、ステップ2)。そして、制御信号CS
1で設定されるバンドパスフイルタ44の中心周波数f
0と関連して、帯域阻止フイルタ48のコーナ周波数fL
とfHをROMに格納された演算プログラムにしたがっ
て演算する(図3、ステップ3)。
By this key-in, the microprocessor 4
7 is data such as specifications stored in the internal RAM
Read out (step 2 in FIG. 3). And the control signal CS
The center frequency f of the bandpass filter 44 set by 1
0In connection with, the corner frequency f of the band stop filter 48L
And fHAccording to the calculation program stored in ROM
Is calculated (step 3 in FIG. 3).

【0045】この後、制御信号CS2として帯域阻止フ
イルタ48に出力して、コーナ周波数fLとfHを設定す
る(図3、ステップ4)。次に,図3のステップ5に移
行して、制御信号CS3を構成する切換信号S1〜S
4(図4(b)〜(e))により一定のシーケンスでス
イッチSW1〜SW4を開閉して可変抵抗素子43の抵抗
3〜R6の合成抵抗を変更する。
After that, the control signal CS2 is output to the band stop filter 48 to set the corner frequencies f L and f H (step 4 in FIG. 3). Next, the process proceeds to step 5 in FIG. 3 and the switching signals S 1 to S constituting the control signal CS 3 are made.
4 (FIGS. 4B to 4E), the switches SW 1 to SW 4 are opened and closed in a fixed sequence to change the combined resistance of the resistors R 3 to R 6 of the variable resistance element 43.

【0046】ステップ6では、合成抵抗を変更して発生
する出力信号V6を帯域阻止フイルタ48、ダイオード
D1、平滑回路49、アナログ/デジタル変換器50を
介してマイクロプロセッサ47のRAMに、図4(a)
に示す演算周期Tcに対応して各周期T0、T1、〜T15
でマイクロプロセッサ47から出力されるタイミング信
号Ti(図4(f))に同期して各時点A/D0,、A/
1、〜でスイッチSW 1〜SW4の開閉に対応するデータ
が読み込まれる。
In step 6, the combined resistance is changed and generated.
Output signal V6A band stop filter 48, diode
D1, smoothing circuit 49, analog / digital converter 50
To the RAM of the microprocessor 47 via the
Calculation cycle T shown incCorresponding to each cycle T0, T1, ~ T15
The timing signal output from the microprocessor 47 by
Issue TiA / D at each time point in synchronization with (Fig. 4 (f))0,, A /
D1,With switch SW 1~ SWFourData for opening and closing
Is read.

【0047】マイクロプロセッサ47は、ROMに格納
された選択プログラムによりノイズが最小になるスイッ
チSW1〜SW4の組み合わせを演算して抵抗値を選定す
る(図3、ステップ7)。
The microprocessor 47 calculates the combination of the switches SW 1 to SW 4 that minimizes noise by the selection program stored in the ROM and selects the resistance value (FIG. 3, step 7).

【0048】この選定結果により、制御信号CS3を介
してスイッチSW1〜SW4のノイズ最小の組み合わせを
これに設定し(図3、ステップ8)、終了する(図3、
ステップ9)。
Based on this selection result, the minimum noise combination of the switches SW 1 to SW 4 is set to this via the control signal CS3 (FIG. 3, step 8), and the process is ended (FIG. 3, FIG. 3).
Step 9).

【0049】[0049]

【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、ノイズバランス調整の判定に用
いる値をノッチフイルタを通して渦信号を除きノイズ成
分のみでノイズバランス調整ができるので,流体が流れ
ている状態でも自動バランス調整が可能となる。
As described above in detail with reference to the embodiments, according to the present invention, the value used for the determination of the noise balance adjustment can be adjusted through only the noise component by removing the vortex signal through the notch filter. , Automatic balance adjustment is possible even when fluid is flowing.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の1実施例の構成を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示すノッチフイルタの特性を示す特性図
である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing characteristics of the notch filter shown in FIG.

【図3】図1における実施例のノイズバランスの演算手
順を示すフロー図である。
FIG. 3 is a flowchart showing a noise balance calculation procedure of the embodiment in FIG.

【図4】図3に示す演算のタイミングを示すタイミング
図である。
FIG. 4 is a timing chart showing the timing of the calculation shown in FIG.

【図5】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 cross-sectional view showing a cross section of a conventional vortex sensor.

【図6】図5に示す渦センサの出力端に接続される変換
回路を示すブロック図である。
6 is a block diagram showing a conversion circuit connected to the output end of the vortex sensor shown in FIG.

【図7】図5に示す渦センサの動作を説明する説明図で
ある。
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an operation of the vortex sensor shown in FIG.

【図8】図5に示す渦センサでノイズの除去動作を説明
する説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining a noise removing operation by the vortex sensor shown in FIG.

【図9】従来の渦流量計の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a conventional vortex flowmeter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 管路 12 渦発生体 16、17 圧電素子 19、20 チャ−ジコンバ−タ 22 加算器 23 ロ−パスフイルタ 25、45 シュミットトリガ 44 バンドパスフイルタ 46 カウンタ 47 マイクロコンピュータ 48 ノッチフイルタ 49 平滑回路 50 アナログ/デジタル変換器 51 設定器 10 Pipe Line 12 Vortex Generator 16, 17 Piezoelectric Element 19, 20 Charge Converter 22 Adder 23 Low Pass Filter 25, 45 Schmidt Trigger 44 Band Pass Filter 46 Counter 47 Microcomputer 48 Notch Filter 49 Smoothing Circuit 50 Analog / Digital converter 51 Setting device

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1チャージアンプで変換され渦信号を含
む第1信号と第2チャージアンプで変換され渦信号を含
む第2信号とを可変抵抗素子を介して加算器で加算して
第3信号として出力する渦流量計において、前記第3信
号が印加され前記渦信号を阻止してノイズ信号を出力す
る帯域阻止フイルタ手段と、このノイズ信号が最小にな
るように前記可変抵抗素子の抵抗値を演算してこれを制
御する制御手段とを具備する渦流量計。
1. A third signal obtained by adding a first signal converted by a first charge amplifier and containing a vortex signal and a second signal converted by a second charge amplifier and containing a vortex signal by an adder via a variable resistance element. In a vortex flowmeter for outputting as a signal, band stop filter means for applying the third signal to block the vortex signal and outputting a noise signal, and a resistance value of the variable resistance element for minimizing the noise signal. And a control means for calculating and controlling the vortex flowmeter.
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