JPH0630725U - 渦流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ゆらぎ或いはビート等を含んだ渦信号によっ
て生じるパルス落ちが防止できるように改良された渦流
量計を提供するにある。 【構成】 測定流体中に発生するカルマン渦を検出する
２個のセンサと、各センサから出力される交流電荷を交
流電圧に変換する２個の電荷電圧変換回路と、これらの
電荷電圧変換回路の出力信号を加算して増幅する加算増
幅器と、この加算増幅器の出力を低域濾波するフイルタ
回路と、このフイルタ回路の出力電圧の位相をシフトす
る位相回路と、この位相回路の出力を第１周波数信号に
変換する第１シュミットトリガ回路と、先のフイルタ回
路の出力電圧を第２周波数信号に変換する第２シュミッ
トトリガ回路と、この第２周波数信号を反転するインバ
ータと、このインバータの出力信号と先の第１周波数信
号との論理和を演算する論理和回路とを具備し、この論
理和回路の出力から先の測定流体の流量に対応する流量
信号を得るものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、測定流体中に発生するカルマン渦を用いて測定流体の流量測定する 渦流量計に係り、特にゆらぎ或いはビート等を含んだ渦信号によって生じるパル ス落ちが防止できるように改良された渦流量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】

渦流量計は測定流体中に配設された渦発生体の後方に発生するカルマン渦の発 生周波数が流速に比例することを利用したものであり、構造が簡単で、測定可能 範囲が広く、測定精度が高いということから各種流体の流量測定に広く用いられ ている。

【０００３】 図５は従来の渦流量計の構成を示す構成図である。図において、センサ１、２ は測定流体中に発生するカルマン渦を微弱な交流電荷として検出する。センサ１ 、２から出力された微弱な交流電荷信号はそれぞれ電荷電圧変換回路３、４に入 力されて交流電圧信号に変換される。

【０００４】 これらの電荷電圧変換回路３、４の出力信号は加算増幅器５に入力されて加算 増幅される。この加算増幅器５の出力信号はアナログフイルタ回路６に入力され てノイズが除去される。

【０００５】 このアナログフイルタ回路６の出力信号はシュミットトリガ回路７に入力され てパルス信号に変換される。このシュミットトリガ回路７から出力されるパルス 信号はトランス８を介して周波数を電圧に変換するＦ／Ｖ変換器９に入力されて 再び電圧信号に変換される。

【０００６】 そして、このＦ／Ｖ変換器９の出力信号は電圧電流変換器１０に入力されて、 例えば４ｍＡ〜２０ｍＡの電流信号に変換される。

【０００７】

【考案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以下に説明するような問題がある。図 ６（ａ）はアナログフイルタ回路６の出力が正常な渦信号を出力しているときの 波形であるが、このようなときはシュミット幅ΔＨ₁を持つシュミットトリガ回 路７は図６（ｂ）に示すようなパルス落ちのない正常な出力となっている。

【０００８】 しかし、図７（ａ）に示すようにアナログフイルタ回路６の出力が揺らぎを伴 う波形となっているときは、図７（ｂ）に示すようなパルス落ちした波形となり 、正常な渦信号が得られない。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案は、以上の課題を解決するための構成として、測定流体中に発生するカ ルマン渦を検出する２個のセンサと、各センサから出力される交流電荷を交流電 圧に変換する２個の電荷電圧変換回路と、これらの電荷電圧変換回路の出力信号 を加算して増幅する加算増幅器と、この加算増幅器の出力を低域濾波するフイル タ回路と、このフイルタ回路の出力電圧の位相をシフトする位相回路と、この位 相回路の出力を第１周波数信号に変換する第１シュミットトリガ回路と、先のフ イルタ回路の出力電圧を第２周波数信号に変換する第２シュミットトリガ回路と 、この第２周波数信号を反転するインバータと、このインバータの出力信号と先 の第１周波数信号との論理和を演算する論理和回路とを具備し、この論理和回路 の出力から先の測定流体の流量に対応する流量信号を得るものである。

【００１０】

【作 用】

２個のセンサは測定流体中に発生するカルマン渦を検出する。２個の電荷電圧 変換回路は各センサから出力される交流電荷を交流電圧に変換する。加算増幅器 はこれらの電荷電圧変換回路の出力信号を加算して増幅する。

【００１１】 そして、フイルタ回路はこの加算増幅器の出力を低域濾波する。位相回路はこ のフイルタ回路の出力電圧の位相をシフトする。第１シュミットトリガ回路はこ の位相回路の出力を第１周波数信号に変換する。

【００１２】 第２シュミットトリガ回路は先のフイルタ回路の出力電圧を第２周波数信号に 変換する。インバータはこの第２周波数信号を反転する。論理和回路はこのイン バータの出力信号と先の第１周波数信号との論理和を演算する。 そして、この論理和回路の出力から先の測定流体の流量に対応する流量信号を 得る。

【００１３】

【実施例】

以下、本考案の実施例について図を用いて説明する。図１は１実施例の構成を 示すブロック図である。なお、図５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。

【００１４】 センサ１、２は測定流体中に発生するカルマン渦を微弱な交流電荷として検出 する。このセンサ１、２から出力された微弱な交流電荷信号は、それぞれ電荷電 圧変換回路３、４に入力されて交流電圧信号に変換される。

【００１５】 これらの電荷電圧変換回路３、４の出力信号は加算増幅器５に入力されて加算 増幅され、さらに加算増幅器５の出力はアナログフイルタ回路６に入力され、こ こでノイズが除去されて、その出力電圧Ｖ₁は移相回路１１に出力される

【００１６】 移相回路１１はこの出力電圧Ｖ₁の位相を１８０°遅らせてシュミットトリガ 回路１２に出力電圧Ｖ₂として出力する。シュミットトリガ回路１２はシュミッ ト幅ΔＨ₂の正のトリガレベルを持ちこれを基準としてパルス化してパルス信号 Ｐ₁として出力する。

【００１７】 一方、アナログフイルタ回路６の出力電圧Ｖ₁はシュミット幅ΔＨ₃の負のトリ ガレベルを持つシュミットトリガ回路１３でパルス化されてパルス信号Ｐ₂とし て出力される。

【００１８】 さらに、このパルス信号Ｐ₂はインバータ１４で反転されパルス信号＜Ｐ₂＞と して出力される。これらのパルス信号Ｐ₁とＰ₂は論理和回路１５により論理和演 算がなされてパルス信号Ｐ₃としてトランス８に出力される。

【００１９】 この後、トランス８で絶縁されてＦ／Ｖ変換器９に出力されて再び電圧信号に 変換される。この電圧信号は、電圧電流変換器１０に入力されて、例えば４ｍＡ 〜２０ｍＡの電流信号に変換される。

【００２０】 なお、移相回路１１の具体的な構成は図２に示すようになっている。図におい て、Ｑ₁は演算増幅器であり、その非反転入力端（−）は出力電圧Ｖ₁が抵抗Ｒ₁ を介して印加されると共に抵抗Ｒ₂により出力端と接続されている。

【００２１】 反転入力端（＋）はコンデンサＣ₁と抵抗Ｒ₃で出力電圧Ｖ₁を分圧した分圧電 圧が印加される。 以上の構成により、図３に示す位相特性を得る。横軸は周波数ｆ、縦軸は位相 特性を示し、この実施例では位相が１８０°遅れた周波数領域Ｒで使用される。 ここで、ｆ₀はＲ₁＝Ｒ₂とすると、ｆ₀＝１／２πＣ₁Ｒ₃で示される。

【００２２】 次に、以上のように構成された実施例の動作について図４に示す波形図を用い て説明する。渦信号はフイルタリングされてアナログフイルタ回路６の出力端に 出力電圧Ｖ₁（図４（ｃ））として出力される。

【００２３】 この出力電圧Ｖ₁は、移相回路１１で１８０°位相シフトされて図４（ａ）に 示すように出力電圧Ｖ₂として出力される。この出力電圧Ｖ₂は、シュミットトリ ガ回路１２で図４（ａ）に示すようにシュミット幅ΔＨ₂の正のトリガレベルで パルス化されてパルス信号Ｐ₁（図４（ｂ））として論理和回路１５に出力され る。

【００２４】 また、出力電圧Ｖ₁は、シュミットトリガ回路１３で図４（ｃ）に示すように シュミット幅ΔＨ₃の負のトリガレベルでパルス化されてパルス信号Ｐ₂（図４（ ｄ））としてインバータ１４に出力される。

【００２５】 インバータ１４はパルス信号Ｐ₂を反転させてパルス信号＜Ｐ₂＞（図４（ｅ） ）として、論理和回路１５に出力される。論理和回路１５はパルス信号Ｐ₁（図 ４（ｂ））とパルス信号＜Ｐ₂＞（図４（ｅ））との論理和を演算してパルス信 号Ｐ₃（図４（ｆ））としてトランス８に出力される。

【００２６】 この図４（ｆ）に示すパルス信号Ｐ₃の波形をみると、シュミットトリガ回路 １２のパルス信号Ｐ₁（図４（ｂ））で発生していたパルス落ちが除去されてい るのが分かる。

【００２７】

【考案の効果】

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、シュミットトリ ガ回路を２重化してその論理和をもって渦周波数とする構成としたので、渦周波 数にゆらぎ或いはビートなどがあっても、これによって発生するパルス落ちを防 止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の１実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】図１に示す移相回路の具体的な構成を示す回路
図である。

【図３】図２に示す移相回路の特性を示す特性図であ
る。

【図４】図１に示す実施例の動作を説明する波形図であ
る。

【図５】従来の渦流量計の構成を示すブロック図であ
る。

【図６】図５に示す渦流量計の正常動作を説明する波形
図である。

【図７】図５に示す渦流量計の異常動作を説明する波形
図である。

【符号の説明】

１、２ センサ ３、４ 電荷電圧変換回路 ５ 加算増幅器 ６ アナログフイルタ回路 ７ シュミットトリガ回路 １１ 移位回路 １２、１３ シュミットトリガ回路 １４ インバータ １５ 論理和回路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】測定流体中に発生するカルマン渦を検出す
   る２個のセンサと、各センサから出力される交流電荷を
   交流電圧に変換する２個の電荷電圧変換回路と、これら
   の電荷電圧変換回路の出力信号を加算して増幅する加算
   増幅器と、この加算増幅器の出力を低域濾波するフイル
   タ回路と、このフイルタ回路の出力電圧の位相をシフト
   する位相回路と、この位相回路の出力を第１周波数信号
   に変換する第１シュミットトリガ回路と、前記フイルタ
   回路の出力電圧を第２周波数信号に変換する第２シュミ
   ットトリガ回路と、この第２周波数信号を反転するイン
   バータと、このインバータの出力信号と前記第１周波数
   信号との論理和を演算する論理和回路とを具備し、この
   論理和回路の出力から前記測定流体の流量に対応する流
   量信号を得ることを特徴とする渦流量計。