JPH0726663Y2 - Gas flow meter - Google Patents
Gas flow meterInfo
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- JPH0726663Y2 JPH0726663Y2 JP1985016652U JP1665285U JPH0726663Y2 JP H0726663 Y2 JPH0726663 Y2 JP H0726663Y2 JP 1985016652 U JP1985016652 U JP 1985016652U JP 1665285 U JP1665285 U JP 1665285U JP H0726663 Y2 JPH0726663 Y2 JP H0726663Y2
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- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は、気体流量計、より詳細には、温度，圧力等に
よって正味の流量が変化する気体の流量を、基準状態の
流量に補正して表示する気体流量計に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a gas flow meter, and more specifically, a gas flow rate for correcting and displaying the flow rate of a gas whose net flow rate changes depending on temperature, pressure, etc. Regarding the total.
従来の技術 気体の体積のような状態量は、ボイル・シャールの法則
にしめされるように、状態変数である温度・圧力の大き
さにより大きく変化する。そのため、正確な体積を求め
る場合は、温度・圧力・圧縮係数等の補正演算を施し、
例えば０℃,1気圧等の標準状態における体積に換算する
のが一般的である。このような例は気体計測だけでな
く、微粉流体等においても同様であり、微粉流体の流量
もかさ密度・温度等の影響により大きく変動すが、本明
細書においては、これらも含めて気体と称する。このよ
うな気体計測における補正方法の一例として実公昭51−
9895号公報が開示されており、まず、これについて述べ
る。2. Description of the Related Art A state quantity such as the volume of a gas greatly changes depending on the magnitude of temperature and pressure, which are state variables, as indicated by Boyle-Charle's law. Therefore, in order to obtain an accurate volume, correction calculations such as temperature, pressure, compression coefficient, etc. should be performed.
For example, it is general to convert the volume into a standard state such as 0 ° C. and 1 atm. Such an example applies not only to gas measurement, but also to fine fluids and the like, and the flow rate of the fine fluid also greatly changes due to the influence of bulk density, temperature, etc. To call. As an example of such a correction method in gas measurement,
Japanese Patent No. 9895 is disclosed, and it will be described first.
上記実公昭51−9895号公報に記載された考案は、流量の
重みをもつ流量パルスを受けると、該流量パルスに対し
て温度検知機構を有する温度補正回路と該温度補正回路
と直列接続された圧力検知機構を有する圧力補正回路と
により次の流量パルスが入力する迄に補正を完了するも
ので、補正方法は流量信号により開かれるゲートから入
力する任意の発信パルスをデジタル・アナログ変換し、
温度検知機構又は圧力検知機構からの信号と比較し、一
致してからの発信パルスを所望の設定値に設定したプリ
セットカウンタに導くことにより除算するもので、上記
発信パルスの積算値がカウンタの設定値に達したときパ
ルスを発信して上記流量パルスの補正パルスとして加減
算するものである。In the device disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 51-9895, when a flow rate pulse having a weight of flow rate is received, a temperature correction circuit having a temperature detection mechanism for the flow rate pulse and the temperature correction circuit are connected in series. The correction is completed by the pressure correction circuit having a pressure detection mechanism until the next flow rate pulse is input.The correction method is digital-analog conversion of any transmission pulse input from the gate opened by the flow rate signal,
It compares with the signal from the temperature detection mechanism or the pressure detection mechanism, and divides the transmission pulse after the coincidence by guiding it to a preset counter set to a desired set value.The integrated value of the transmission pulse is set by the counter. When the value is reached, a pulse is transmitted and addition / subtraction is performed as a correction pulse of the flow rate pulse.
解決しようとする問題点 上述の従来の補正装置においては、流量パルスのパルス
間隔の間に補正のパルス加減のため流量パルス間隔が不
均一となる。一般に、流量制御する場合はアナログ調節
されるので、流量パルスをアナログ変換する場合はロー
パスフィルタの時定数を大きくする必要があった。ま
た、流量パルス間に補正パルスを加減するので分解能を
向上させるために必要な高速流量パルスの場合には不都
合であり、流量パルスのパルス周波数も低く押さえなけ
ればならなかった。Problems to be Solved In the above-described conventional correction device, the flow rate pulse interval becomes non-uniform because the correction pulse is adjusted during the pulse interval of the flow rate pulse. Generally, when the flow rate is controlled, analog adjustment is performed. Therefore, when the flow rate pulse is converted into analog, it is necessary to increase the time constant of the low-pass filter. Further, since the correction pulse is adjusted between the flow rate pulses, it is inconvenient in the case of the high-speed flow rate pulse necessary for improving the resolution, and the pulse frequency of the flow rate pulse must be kept low.
叙上の理由により、上記従来の補正装置では応答の速い
制御は不向きであり、更に構成要素も多く高価になると
いう問題点があった。For the above reasons, the above-described conventional correction device is unsuitable for control with a fast response, and there is a problem in that the number of constituent elements becomes high and the cost becomes high.
問題点を解決するための手段 上記従来の補正装置が流量パルスが入力されて後、次の
流量パルスが入力する時間内で補正演算を行うのに対し
て、本考案においては、流量パルスそのものを温度及び
圧力に応じたパルス幅，パルス電圧の矩形波パルスとし
て補正し、その後該矩形波パルスをアナログ変換して基
準状態におけるアナログ信号とするものである。Means for Solving Problems The conventional correction device described above performs a correction calculation within the time when the next flow rate pulse is input after the flow rate pulse is input. It is corrected as a rectangular wave pulse having a pulse width and a pulse voltage according to temperature and pressure, and then the rectangular wave pulse is converted into an analog signal to be an analog signal in a reference state.
周知のように、ボイルシャールの法則によれば、理想気
体における気体の体積は圧力に逆比例し、気体の絶対温
度に比例する関係にある。従って、流量計測で得られた
気体の体積流量は、計測時の温度、圧力により変化する
不確定な流量であるから、基準状態の温度・圧力におけ
る流量に補正される。基準状態の気体流量に補正するた
めには、ボイルシャールの法則に従って、圧力は絶対圧
力、温度は絶対温度に換算した下記の補正式が適用され
る。As is well known, according to Boylechar's law, the volume of a gas in an ideal gas is inversely proportional to the pressure and is proportional to the absolute temperature of the gas. Therefore, since the volumetric flow rate of the gas obtained by the flow rate measurement is an uncertain flow rate that changes depending on the temperature and pressure at the time of measurement, it is corrected to the flow rate at the temperature / pressure in the reference state. In order to correct the gas flow rate in the standard state, the following correction formula in which pressure is converted into absolute pressure and temperature is converted into absolute temperature is applied according to the Boyle-Charle's law.
ここで、 QN：基準状態に補正された流量（m3/h） Qa：流量計測時の未補正流量（m3/h） P :計測された気体の絶対圧力（kgf/cm2・abs） PO：基準絶対圧力（kgf/cm2・abs） T :計測された気体の絶対温度（゜K） TO：基準絶対温度（゜K） 気体流量計測において、通常、基準状態として定められ
た温度は０℃、圧力は１気圧（ゲージ圧）であるから、
これを絶対値であらわすと、０℃は273.2°Ｋ、１気圧
は1.033kgf/cm2・absであるから、 PO＝1.033、Ｐ＝1.033＋ｐ、TO＝273.2、Ｔ＝273.2＋ｔ
となり、（１）式は、下記の（２）式であらわされる。 Here, Q N : Flow rate corrected to the standard state (m 3 / h) Q a : Uncorrected flow rate when measuring the flow rate (m 3 / h) P: Absolute pressure of the measured gas (kgf / cm 2 · abs) P O : Standard absolute pressure (kgf / cm 2 · abs) T: Absolute temperature of measured gas (° K) T O : Standard absolute temperature (° K) Normally set as the standard state in gas flow rate measurement Since the temperature is 0 ° C and the pressure is 1 atm (gauge pressure),
When expressed as an absolute value, 0 ° C is 273.2 ° K, and 1 atm is 1.033 kgf / cm 2 · abs, so P O = 1.033, P = 1.033 + p, T O = 273.2, T = 273.2 + t
Therefore, the expression (1) is expressed by the following expression (2).
ここで、 QNO:0℃、１気圧における流量（m3/h） ｐ ：計測された圧力（ゲージ圧）（kgf/cm2・Ｇ） ｔ ：計測された気体温度（℃） である。 Here, Q NO : 0 ° C., flow rate at 1 atm (m 3 / h) p: measured pressure (gauge pressure) (kgf / cm 2 · G) t: measured gas temperature (° C.).
（２）式において、 １＋0.9681・ｐ＝Kp １＋0.00366・ｔ＝Kt とすると、（２）式は、 であらわされる。In the equation (2), assuming that 1 + 0.9681 · p = K p 1 + 0.00366 · t = K t , the equation (2) becomes It is represented by.
すなわち、流量計から流量Qaの流量パルスが出力される
と、０℃、１気圧の基準状態に補正された流量QNOの流
量パルスは圧力に比例した波高値をもち、温度に逆比例
したパルス幅の流量パルスとなる。このような補正を、
入力された未補正の流量パルスごとに、例えば、まず温
度補正を行い、次に圧力補正を行うことにより基準状態
に補正された流量パルスが得られる。That is, when the flow meter outputs the flow pulse of the flow rate Q a , the flow rate pulse of the flow rate Q NO corrected to the standard state of 0 ° C. and 1 atm has a peak value proportional to the pressure and is inversely proportional to the temperature. The flow rate pulse has a pulse width. Such a correction
For each input uncorrected flow rate pulse, for example, temperature correction is first performed, and then pressure correction is performed to obtain a flow rate pulse corrected to the reference state.
ｉ）気体の温度補正： （３）式において、Kp＝１とおくと、温度補正された流
量QNtは、 により演算される。i) Temperature correction of gas: When K p = 1 in equation (3), the temperature-corrected flow rate Q Nt is Is calculated by
第２図は、上記演算を行うための電気回路の一例を示す
図で、図中、１は流量パルス、２は単安定マルチで、単
安定マルチ２のパルス幅τは次のように定められる。FIG. 2 is a diagram showing an example of an electric circuit for performing the above calculation. In the figure, 1 is a flow rate pulse, 2 is a monostable multi, and the pulse width τ of the monostable multi 2 is determined as follows. .
単安定マルチ２は、流量パルス１の立上がりによりON
し、定電流源３からの定電流itは、該単安定マルチ２の
立上がりと同時にコンデンサＣの充電を開始する。コン
デンサ４の充電電圧Vtは、該コンデンサ４の静電容量を
Ct、充電時間をＴとすると、 であり、（５）式を時間Ｔの式に書き直すと、 となる。Monostable multi 2 turns on when the flow pulse 1 rises.
And, a constant current i t from the constant current source 3, simultaneously starts charging the capacitor C and the rise of the monostable multi-2. The charging voltage V t of the capacitor 4 is the electrostatic capacity of the capacitor 4.
If C t and charging time are T, And rewriting equation (5) into the equation for time T, Becomes
一方、単安定マルチ２のスレッシュホールドレベルをV
thとすると、前記コンデンサ４の充電電圧VtがVthにな
った時（Vt＝Vth）に前記単安定マルチ２はOFFとなり、
該単安定マルチ２がONしてOFFするまでの時間Ｔは、
（６）式より、 となる。On the other hand, the threshold level of monostable multi 2 is V
When th, the monostable 2 becomes OFF when the charging voltage V t of the capacitor 4 becomes V th (V t = V th ),
The time T until the monostable multi 2 turns on and turns off is
From equation (6), Becomes
前記単安定マルチ２がONしてからOFFするまでの時間を
パルス幅τとすれば、τ＝Ｔであり、Vt＝Vthであるか
ら、（７）式より、 となる。ここで、Vth，Ctは一定であるから となり、定電流itをKtと比例関係をもたせることによ
り、流量パルスQaはパルス幅τに応じて温度補正され
る。Assuming that the pulse width τ is the time from when the monostable multi 2 turns on to when it turns off, τ = T and V t = V th. Therefore , from equation (7), Becomes Where V th and C t are constant Next, by the constant current i t impart a proportional relationship with K t, the flow rate pulse Q a is the temperature correction according to the pulse width tau.
ii）気体の圧力補正： （３）式において、Kt＝１とおくと、圧力補正流量QNP
は QNP＝Kp・Qa（10） の演算により実現される。（10）式によると、圧力補正
流量は流量パルスQaのパルス電圧をKpに比例した値にす
ることにより求められることをしめす。ii) Gas pressure correction: If K t = 1 in equation (3), pressure correction flow rate Q NP
Is realized by the calculation of Q NP = K p · Q a (10). According to equation (10), the pressure-corrected flow rate is obtained by setting the pulse voltage of the flow rate pulse Q a to a value proportional to K p .
第３図は、上記（８）式を演算するための電気回路、す
なわち、Kp＝１＋0.9681Pの電圧を得る回路図の例をし
めすもので、この演算回路は演算増幅器20,21、抵抗値R
1〜R5，比較電圧Ｅとよりなる周知の演算回路で、R2＝
0.9681R1，R3＝R4＝R5，基準固定電圧Ｅ＝1Vとすること
により入力端子15′に印加された圧力信号電圧に対し、
Kpに相当する電圧Vpが出力端子15に得られ、この電圧Vp
が後述する第１図の補正信号入力端子15に供給される。FIG. 3 shows an example of an electric circuit for calculating the above formula (8), that is, a circuit diagram for obtaining a voltage of Kp = 1 + 0.9681P. This arithmetic circuit has operational amplifiers 20, 21 and resistance values. R
A well-known arithmetic circuit composed of 1 to R 5 and a comparison voltage E, R 2 =
By setting 0.9681R 1 , R 3 = R 4 = R 5 , and fixed reference voltage E = 1V to the pressure signal voltage applied to the input terminal 15 ′,
A voltage V p corresponding to Kp is obtained at the output terminal 15, and this voltage V p
Is supplied to the correction signal input terminal 15 shown in FIG.
実施例 以上に、温度補正，圧力補正の原理について述べたが、
以下に、本考案の実施例について説明する。Example As described above, the principle of temperature correction and pressure correction has been described.
An embodiment of the present invention will be described below.
第１図は、本考案の一実施例を示す電気回路図、第４図
は、その動作説明をするためのタイムチャートで、第４
図において、（ａ）は入力（流量）パルス，（ｂ）は温
度入力，（ｃ）は温度出力，（ｄ）は圧力入力，（ｅ）
は圧力出力，（ｆ）は温度・圧力補正出力，（ｇ）は温
度・圧力アナログ補正信号である。FIG. 1 is an electric circuit diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a time chart for explaining its operation.
In the figure, (a) is an input (flow rate) pulse, (b) is a temperature input, (c) is a temperature output, (d) is a pressure input, (e).
Is a pressure output, (f) is a temperature / pressure correction output, and (g) is a temperature / pressure analog correction signal.
第１図において、今、流量パルスが端子１に入力される
と、該流量パルスは第２図に関して説明したように、単
安定回路２に入力され、定電流源３の電流値itとコンデ
ンサ４の容量Ctにより決められる温度に逆比例したパル
ス幅の矩形パルスに変換される。上記電流itは被測定気
体の温度に比例した電流値であり、前述のごとくしてパ
ルス幅に変調された矩形パルスは、インバータ５及びア
ナログスイッチ６（第１スイッチ回路）に印加され、イ
ンバータ５に供給されたパルスはアナログスイッチ７
（第２スイッチ回路）に入力される。アナログスイッチ
６および７は直列接続されており、一方が開路のとき、
他方が閉路となる。このアナログスイッチ6,7は直列接
続されて、被測定気体の圧力に比例した電圧Vpを供給す
る端子15と接続されている。また、アナログスイッチ6,
7の共通端子は直流モータ８に接続され、該直流モータ
の回転角が表示器９にて表示されるようになっている
が、該直流モータ８は、被測定流体の圧力に比例した電
源電圧VPの電圧値をもち、かつ、温度に逆比例したパル
ス幅の矩形パルス（第４図の（ｆ））にアナログ的に追
従して回転し、従って、表示器９は第４図（ｇ）にしめ
すようなアナログ表示をする。In Figure 1, now, the flow rate pulse is input to the terminal 1, as the flow rate pulses have been described with respect to FIG. 2, is inputted to the monostable circuit 2, the constant current source 3 current i t and capacitor It is converted into a rectangular pulse having a pulse width inversely proportional to the temperature determined by the capacitance C t of 4. The current i t is a current value proportional to the temperature of the gas to be measured, and the rectangular pulse whose pulse width is modulated as described above is applied to the inverter 5 and the analog switch 6 (first switch circuit), The pulse supplied to 5 is the analog switch 7
(Second switch circuit). The analog switches 6 and 7 are connected in series, and when one is open,
The other is closed. The analog switches 6 and 7 are connected in series and are connected to a terminal 15 which supplies a voltage V p proportional to the pressure of the gas to be measured. Also, analog switch 6,
The common terminal of 7 is connected to the DC motor 8, and the rotation angle of the DC motor is displayed on the display unit 9. The DC motor 8 has a power supply voltage proportional to the pressure of the fluid to be measured. The rectangular pulse having a voltage value of V P and having a pulse width inversely proportional to temperature ((f) in FIG. 4) is rotated in an analog manner, and therefore the display 9 is rotated by the display 9 in FIG. ) An analog display is displayed.
効果 以上の説明から明らかなように、本考案によると、被測
定気体の圧力及び温度の状態変数をもった関数であらわ
される状態量に比例した周波数で発信されるパルス信号
を、各パルス信号間隔の間に、前記状態変数にて補正す
ることができるので、応答速度が速く、換言すれば、分
解能の高く、しかも、精度の高い計測を行うことができ
る。Effect As is clear from the above description, according to the present invention, a pulse signal transmitted at a frequency proportional to the state quantity represented by a function having state variables of the pressure and temperature of the gas to be measured is transmitted at each pulse signal interval. Since the correction can be performed by the state variable during the period, the response speed is high, in other words, the measurement can be performed with high resolution and high accuracy.
第１図は、本考案の一実施例を説明するための電気回路
図、第２図は、温度補正回路の一例を示す電気回路図、
第３図は、圧力補正回路の一例を示す電気回路図、第４
図は、第１図に示した電気回路の動作説明をするための
タイムチャートである。 １…入力端子,2…単安定マルチ,6…アナログスイッチ
（第１スイッチ回路）,7…アナログスイッチ（第２スイ
ッチ回路）,8…直流モータ,9…表示器。FIG. 1 is an electric circuit diagram for explaining an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an electric circuit diagram showing an example of a temperature correction circuit,
FIG. 3 is an electric circuit diagram showing an example of a pressure correction circuit, and FIG.
The figure is a time chart for explaining the operation of the electric circuit shown in FIG. 1 ... Input terminal, 2 ... Monostable multi, 6 ... Analog switch (first switch circuit), 7 ... Analog switch (second switch circuit), 8 ... DC motor, 9 ... Indicator.
Claims (1)
体の絶対温度との比に比例した電流を供給する電流源
と、気体流量パルス信号を入力し、前記電流源から流れ
る電流により充電されるコンデンサの充電電圧を基準ス
レッシュホールドレベルと比較して基準温度に逆比例し
たパルス幅の電圧パルスを出力する単安定マルチバイブ
レータと、測定された気体の絶対圧力と基準圧力との比
に比例した電圧を出力する電圧源と、該電圧源に直列接
続されて常時開路され前記電圧パルスにより閉路される
第１スイッチ回路、および常時閉路され前記電圧パルス
により開路される第２スイッチ回路と、該第１スイッチ
回路および第２スイッチ回路により開閉される電圧パル
スの面積に比例して標準状態における気体流量を表示す
る表示器とからなることを特徴とする気体流量計。1. A current source for supplying a current proportional to the ratio of the absolute temperature of a reference gas to the measured absolute temperature of the gas, and a gas flow rate pulse signal are input, and charging is performed by the current flowing from the current source. A monostable multivibrator that outputs a voltage pulse with a pulse width that is inversely proportional to the reference temperature by comparing the charging voltage of the capacitor with the reference threshold level, and is proportional to the ratio of the measured absolute gas pressure to the reference pressure. A voltage source that outputs the above voltage, a first switch circuit that is connected in series with the voltage source and that is normally opened and closed by the voltage pulse, and a second switch circuit that is normally closed and opened by the voltage pulse; And a display for displaying the gas flow rate in the standard state in proportion to the area of the voltage pulse opened and closed by the first switch circuit and the second switch circuit. Gas flow meter, wherein the door.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985016652U JPH0726663Y2 (en) | 1985-02-07 | 1985-02-07 | Gas flow meter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985016652U JPH0726663Y2 (en) | 1985-02-07 | 1985-02-07 | Gas flow meter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61132719U JPS61132719U (en) | 1986-08-19 |
| JPH0726663Y2 true JPH0726663Y2 (en) | 1995-06-14 |
Family
ID=30503622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1985016652U Expired - Lifetime JPH0726663Y2 (en) | 1985-02-07 | 1985-02-07 | Gas flow meter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0726663Y2 (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS604412B2 (en) * | 1971-12-24 | 1985-02-04 | 日産自動車株式会社 | Engine intake air weight measuring device |
-
1985
- 1985-02-07 JP JP1985016652U patent/JPH0726663Y2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61132719U (en) | 1986-08-19 |
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