JPH0626812Y2

JPH0626812Y2 - 渦流量計変換器

Info

Publication number: JPH0626812Y2
Application number: JP2933589U
Authority: JP
Inventors: 信行斉藤
Original assignee: オーバル機器工業株式会社
Priority date: 1989-03-15
Filing date: 1989-03-15
Publication date: 1994-07-20
Anticipated expiration: 2004-03-15
Also published as: JPH02120021U

Description

【考案の詳細な説明】技術分野本考案は、同一流管内を流通する液体又は気体の流量の
何れか一方の流体流量を該流管に配設された一つの渦流
量計に装着される液体および気体用変換回路の何れかを
自動的に切替えて該当する流体の流量パルスを選別出力
する機能をもつ渦流量計の変換器に関する。

従来技術渦流量計は周知の如く、流管内に渦発生体を装着し、該
渦発生体から発生分離するカルマン渦を検出して単位時
間当りの渦の数から流量を求めるという極めて簡易な原
理と構造をもっており、渦信号は容易にパルス信号に変
換できデジタル流量信号が得られ、流量範囲も広いこと
から計装における流量検出端として有用であり、近年、
被計測流体の種類、適用範囲も拡大されている。また、
渦流量計の流量パルスのパルス定数は、ストローハル数
により定められるが、このストローハル数はレイノルズ
数に依存するので、ストローハル数が一定の範囲ではパ
ルス定数が定まり、気体、液体の密度の異なる流体であ
っても前記レイノルズ数範囲ではパルス定数を変更せず
に流量パルスを演算し、計測できるという利点もあり、
一つの渦流量計で液体、気体の流量を計測することが試
みられている。例えば、Ａの液体を計測後、蒸気洗浄
し、Ｂの液体と切替え再び蒸気洗浄しＡの液体計測をす
ることを繰返す等があげられる。この場合、Ａ液、Ｂ液
および蒸気流量は当然乍ら各々液別に計測される。

一方、渦流量計における渦の渦検出方法として渦変動圧
力または揚力変化を利用する方式が多用されているが、
これらの検出信号は、流体密度と流速２乗に比例した信
号レベルとなる。工業的用途において計測対象となる流
体で液体は密度が高く流速は小さいが、気体は密度が小
さく流速が大きいので液体と気体との渦信号の測定流量
範囲における周波数範囲および信号レベルも互いに異な
り、一つの渦信号で、液体と気体の流量を測定する場
合、従来は、液体用の信号変換器（以降単に変換器と呼
ぶ）と気体用の変換器とを併置し、各々の変換器の切替
えを、液体、気体の流体源からの流路切替え時点で手動
に切替えていた。

従来技術の問題点以上の述べた従来の渦流量計においては、液体、気体の
流体源から流管に流入する流体流路切替え時点で、当該
流体用変換器を切替えるという煩雑さがあり、誤操作の
起こる危険性もあった。

問題点解決のための手段本考案は、叙上の問題点に鑑みてなされたもので、液体
または気体が流通することを渦信号の変換出力を利用し
て自動的に切替え、当該流量信号のみを出力する切換手
段を内蔵した変換器を提供することを目的とするもの
で、該変換器は、渦信号を増幅する増幅回路と、低い上
限周波数をもつ液体流量範囲における渦信号を液体流量
パルスに変換し、変換時に高いレベル信号を出力する液
体用変換回路と、高い上限周波数をもつ気体流量範囲に
おける渦信号を気体流量パルスに変換する気体用変換回
路と、前記増幅回路に液体用変換回路および気体用変換
回路を各々接続し、液体流量計測時は、前記高レベル信
号により気体流量パルス出力を閉じ、液体流量パルス信
号のみを出力し、気体流量計測時は低周波帯域の液体流
量パルスを出力せず高周波数帯域の気体流量パルスのみ
を出力するゲート手段とからなり、液体、気体の何れか
の計測流体の流量パルスを判別して出力するようにした
ものである。

実施例第１図は、本考案の渦流量計変換器の構成を示すブロッ
ク図で、図において、１は図示しない流管に介装され、
液体又は気体流量を計測する渦流量計の渦信号を検出す
るセンサで、図示のものは、渦変動圧力を電気信号とし
て検出する圧電素子センサを示す。検出信号は、圧電係
数、流体密度および流量の自乗に比例したレベルで出力
される。２はセンサ１の高インピーダンスの圧電信号を
受けて液体から気体の流量範囲に対応する広範囲な渦周
波数を比例増幅するチャージアンプ、３はチャージアン
プ２と接続して高い上限周波数を有する気体の流量範囲
の渦信号を気体流量パルスとして出力する気体用変換器
で、アンプ３１とトリガ回路３２とデジタルフィルタ３
３とから構成されている。４は液体用変換器でチャージ
アンプ２と接続して低い上限周波数を有する液体の流量
範囲の渦信号を液体流量パルスとして出力する液体用変
換器で、アンプ４１とトリガ回路４２とデジタルフィル
タ４３とから構成されている。デジタルフィルタ４３は
液体計測時に高レベル信号を出力し、気体計測時に低レ
ベル信号を出力する切替信号端子４３ａを有している。
５は第１のアンドゲートで気体用変換器３の出力と、前
記切替信号の反転出力とをインバータ７を介して入力す
る。６は第２のアンドゲートで液体用変換器４の出力
と、切替信号とを入力する。８はオアゲートで前記第
１、第２のゲート出力を入力とし、出力端子９より液体
又は気体流量パルスを出力する。

次に、叙上のブロック図における動作を説明する。チャ
ージアンプ２の出力は気体用アンプ３１および液体用ア
ンプ４１に同時に入力されるが、気体用アンプ３１は、
流速の大きい気体流量に対応して高い渦周波数を増幅
し、流量範囲外の周波数成分を遮断するとともに信号レ
ベル変化を小さくするために高次のローパスフィルタを
有している。液体用アンプも同様に流速の小さい液体流
量に対応した低い渦周波数に対する好適な高次のローパ
スフィルタを有している。

第２図は、液体計測時においての液体用アンプ４２およ
び気体用アンプ３１のアンプ特性を示すもので、図中、
Ａ（実線）は液体用アンプ特性、Ｂ（点線）は気体用ア
ンプ特性である。斜線Ｃの領域は液体流量範囲Ｑ_Lを表
すもので、該液体流量範囲Ｑ_Lでは、当然ながら渦信号
を次段のトリガ回路４２で流量パルス変換するのに充分
なレベルに増幅されるもので、液体用アンプ出力Ａ
_L（実線）は、これを示し、下限流量において０dBのゲ
インを有する。しかし、気体用アンプ出力Ｂ_L（点線）
もＰ_Gの周波数を下限として流量パルスを出力する充分
なレベルに増幅される。

第３図は、気体計測時においての液体用アンプ４２およ
び気体用アンプ３１のアンプ特性を示すもので、Ａ，Ｂ
は第２図と共通した各々のアンプ特性である。斜線Ｄの
領域は気体流量範囲Ｑ_Gを示すが、この範囲においては
気体用アンプ３１の出力Ｂ_G（点線）は充分なゲインを
有し、渦信号は出力されるが、液体用アンプ４１出力Ａ
_G（実線）は出力されない。即ち液体測定時は液体用ア
ンプ４１、気体用アンプ３１相方からトリガ回路３２、
４２をトリガする充分なレベルの渦信号が得られ、流量
パルスが出力されるが、気体計測時は気体用アンプ３１
のみからトリガ回路３２をトリガする充分なレベルの渦
信号が得られるが液体用アンプ４１からの出力はない。
デジタルフィルタ３３、４３は流体のゆらぎにより短時
間に断続的に発生する雑音成分の渦信号として出力する
とともに当該渦信号が出力されているとき高レベル信号
も出力する。

第４図はその原理を示すブロック図で、図中、１１は入
力端子で、トリガ回路３２、４２の出力に接続される。
１２は蓄積カウンタで予想される断続的に発生する雑音
成分の渦信号の数よりも僅かに大きい計数値に設定して
あり設定値に達するとオーバーパルスを発信し、フリッ
プフロップ（ＦＦ）１４を設定する高レベル信号を出力
する端子１２ｂとリセット端子１２ａを有する。１３は
タイマで入力信号によりセットされ、設定された時間に
達すると蓄積カウンタ１２とフリップフロップ（ＦＦ）
１４をリセットするリセット信号が発信される。該タイ
マ１３の設定時間は、正常流量における下限流量の単位
時間当りの渦の数と雑音成分の周波数とにより決定され
る。該デジタルフィルタ３３、４３の動作は次の如く行
われる。入力信号はアンドゲート１５、蓄積カウンタ１
２およびタイマ１３に分岐され、蓄積カウンタ１２に積
算される。この信号が雑音渦信号であり設定値に達せ
ず、タイマ１３の設定時間を経過しても継続する信号が
入力しないとき、タイマ１３は蓄積カウンタ１２および
ＦＦ１４をリセットするリセット信号を出力する。従っ
て、ゲート１５は閉じたままで出力端子１７には出力し
ない。信号が正常で継続して入力し、タイマ１３の設定
時間内に設定値に達するとオーバーフローパルスが１２
ｂより出力しＦＦ１４をセットしゲート１５を開き、端
子１７より信号が出力される。一方、端子１８より高レ
ベル信号を出力するとともに微分回路１６によりタイマ
１３をリセットし、該タイマ１３からは蓄積カウンタ１
２、ＦＦ１４をリセットするリセット信号は出力され
が、正常な渦信号パルスが出力され続ける。第１アンド
ゲート５、第２アンドゲート６、インバータ７およびオ
アゲート８は前述の渦信号特性を利用し液体流量計測時
は液体渦パルス、気体流量計測時は気体流量パルス信号
を出力するゲート回路で、液体流量計測時はデジタルフ
ィルタ４３の端子４３ａ（第４図端子１８）高レベル
（Ｈ）信号を、第１アンドゲート５にはインバータ７を
介して入力することにより気体用変換器３信号を遮断
し、第２アンドゲート６には直結することにより液体用
変換器４の液体流量パルスのみをオアゲート８を介して
出力端子９に出力される。気体流量計測時は液体用変換
器４の出力はなく従ってデジタルフィルタ４３の端子４
３ａは低レベル（Ｌ）となり、インバータ７により第１
アンドゲート５を開路し気体流量パルス信号を出力し、
オアゲート８を介して端子９より気体流量パルスのみを
出力する。なお、叙上の説明においては第４図のデジタ
ルフィルタの端子１８より出力される高（Ｈ）、低
（Ｌ）レベル信号を利用してゲートを開閉しているが、
これに限らず液体流量信号が出力されることを利用して
もよい。

効果叙上のごとく、本考案の渦流量計変換器によれば、液体
又は気体が同一の流管を流通した場合においても液体又
は気体の流量パルス信号を自動的に判別切替え出力する
ので人為的なミスもなく流路切替えと同時に気体、液体
用変換器を切替える煩雑さもなく簡易は計装ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の渦流量変換器を構成する回路要素の
ブロック図、第２図は液体計測時のアンプ特性、第３図
は気体計測時のアンプ特性、第４図は、第１図の構成回
路に採用されるデジタルフィルタの回路ブロック図を示
す。１……センサ、２……チャージアンプ、３……気体用変
換器、４……液体用変換器、５，６……アンドゲート、
７……インバータ、８……オアゲート、９……出力端
子。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】同一流管内を流通する液体または気体何れ
か一方の流体流量を計測する渦流量計の変換器であっ
て、該変換器は、渦信号を増幅する増幅回路と、低い上
限周波数をもつ液体流量範囲における渦信号を液体流量
パルスに変換し、変換時に高いレベル信号を出力する液
体用変換回路と、高い上限周波数をもつ気体流量範囲に
おける渦信号を気体流量パルスに変換する気体用変換回
路と、前記増幅回路に液体用変換回路および気体用変換
回路を各々接続し、液体流量計測時は、前記高レベル信
号により気体流量パルス出力を閉じ、液体流量パルス信
号のみを出力し、気体流量計測時は低周波帯域の液体流
量パルスを出力せず高周波数帯域の気体流量パルスのみ
を出力するゲート手段とからなり、液体、気体の何れか
の計測流体の流量パルスを判別して出力することを特徴
とする渦流量計変換器。