JPH0835865A - 流量計用熱式流速センサのゲイン補正装置 - Google Patents
流量計用熱式流速センサのゲイン補正装置Info
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- JPH0835865A JPH0835865A JP6192850A JP19285094A JPH0835865A JP H0835865 A JPH0835865 A JP H0835865A JP 6192850 A JP6192850 A JP 6192850A JP 19285094 A JP19285094 A JP 19285094A JP H0835865 A JPH0835865 A JP H0835865A
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- flow
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ゲイン補正の機会を増やし、全体としてより
正確なゲイン補正を行うことができるようにする。 【構成】 補正処理部50は、フローセンサ30と圧電
膜センサ35の双方を用いて流量を測定する流量範囲に
おいて、流量の変動の許容範囲の異なる複数の条件を設
定し、許容範囲の狭い条件から順に、フローセンサ30
の出力に基づく流量の変動が許容範囲内か否かを判断
し、最初に流量の変動が許容範囲内と判断された時点
で、圧電膜センサ35の出力に基づいて求められた流量
を用いて、フローセンサ30のゲインを補正し、ゲイン
補正回路41の入出力の関係を決定する。
正確なゲイン補正を行うことができるようにする。 【構成】 補正処理部50は、フローセンサ30と圧電
膜センサ35の双方を用いて流量を測定する流量範囲に
おいて、流量の変動の許容範囲の異なる複数の条件を設
定し、許容範囲の狭い条件から順に、フローセンサ30
の出力に基づく流量の変動が許容範囲内か否かを判断
し、最初に流量の変動が許容範囲内と判断された時点
で、圧電膜センサ35の出力に基づいて求められた流量
を用いて、フローセンサ30のゲインを補正し、ゲイン
補正回路41の入出力の関係を決定する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、フルイディック流量計
と熱式流速センサを併用した流量計において、熱式流速
センサのゲインを補正する流量計用熱式流速センサのゲ
イン補正装置に関する。
と熱式流速センサを併用した流量計において、熱式流速
センサのゲインを補正する流量計用熱式流速センサのゲ
イン補正装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ガスメータ等に利用される流量計とし
て、熱式流速センサを用いたものが知られている。熱式
流速センサは、配管中における熱の移動が配管中を流れ
る流体の流速と関係することを利用して流速を求めるも
のであり、この熱式流速センサを用いた流量計では、流
速から流量を演算して、これを表示するようになってい
る。また、熱式流速センサは小流量の測定に適している
ことから、フルイディック流量計と熱式流速センサと併
用した流量計もある。
て、熱式流速センサを用いたものが知られている。熱式
流速センサは、配管中における熱の移動が配管中を流れ
る流体の流速と関係することを利用して流速を求めるも
のであり、この熱式流速センサを用いた流量計では、流
速から流量を演算して、これを表示するようになってい
る。また、熱式流速センサは小流量の測定に適している
ことから、フルイディック流量計と熱式流速センサと併
用した流量計もある。
【0003】ところで、熱式流速センサは温度等によっ
て出力が変動する。そこで、従来、フルイディック流量
計と熱式流速センサと併用した流量計では、例えば特開
平3−96817号公報に示されるように、フルイディ
ック発振を検出するセンサと熱式流速センサの双方で測
定を行う流量範囲を設け、流量がこの流量範囲内にあ
り、且つ流量変動が微小のときに、フルイディック発振
を検出するセンサによる測定値に基づいて、熱式流速セ
ンサの出力信号とこの出力信号に基づいて求められる流
量との関係(本発明において熱式流速センサのゲインと
いう。)を補正するようしていた。
て出力が変動する。そこで、従来、フルイディック流量
計と熱式流速センサと併用した流量計では、例えば特開
平3−96817号公報に示されるように、フルイディ
ック発振を検出するセンサと熱式流速センサの双方で測
定を行う流量範囲を設け、流量がこの流量範囲内にあ
り、且つ流量変動が微小のときに、フルイディック発振
を検出するセンサによる測定値に基づいて、熱式流速セ
ンサの出力信号とこの出力信号に基づいて求められる流
量との関係(本発明において熱式流速センサのゲインと
いう。)を補正するようしていた。
【0004】ここで、図4ないし図6を用いて、従来の
熱式流速センサのゲイン補正方法の一例を説明する。な
お、以下の説明において、フルイディック発振を検出す
るセンサは圧電膜センサとし、熱式流速センサはフロー
センサと呼ぶ。
熱式流速センサのゲイン補正方法の一例を説明する。な
お、以下の説明において、フルイディック発振を検出す
るセンサは圧電膜センサとし、熱式流速センサはフロー
センサと呼ぶ。
【0005】図4の流れ図に示すように、従来のフロー
センサのゲイン補正方法では、まず、圧電膜センサが流
量測定中か否かを判断し(ステップS201)、測定中
である場合(Y)は、圧電膜センサを用いた測定流量を
取得する(ステップS202)。次に、この測定流量が
補正基準流量範囲内か否かを判断する(ステップS20
3)。補正基準流量範囲とは、圧電膜センサとフローセ
ンサの双方で測定を行う流量範囲であり、例えば250
〜400リットル/時間である。測定流量が補正基準流
量範囲内の場合(Y)は、フローセンサによって流量を
測定する(ステップS204)。
センサのゲイン補正方法では、まず、圧電膜センサが流
量測定中か否かを判断し(ステップS201)、測定中
である場合(Y)は、圧電膜センサを用いた測定流量を
取得する(ステップS202)。次に、この測定流量が
補正基準流量範囲内か否かを判断する(ステップS20
3)。補正基準流量範囲とは、圧電膜センサとフローセ
ンサの双方で測定を行う流量範囲であり、例えば250
〜400リットル/時間である。測定流量が補正基準流
量範囲内の場合(Y)は、フローセンサによって流量を
測定する(ステップS204)。
【0006】ここで、図5を参照して、圧電膜センサと
フローセンサを用いた流量測定の動作を説明する。図5
(a)に示すように、圧電膜センサの出力は波形整形回
路等によってパルス化される。流量計の流量演算部は、
所定のパルスの立上がりから例えば12秒を計時し、そ
の後の最初のパルスの立上がりまでの時間t(秒)と、
12+t秒間におけるパルス数とを計測し、時間tとパ
ルス数とに基づいて、12+t秒間における積算流量Q
FDを演算し、更に、次の式によって、6秒当たりの積算
流量QFD´を求める。
フローセンサを用いた流量測定の動作を説明する。図5
(a)に示すように、圧電膜センサの出力は波形整形回
路等によってパルス化される。流量計の流量演算部は、
所定のパルスの立上がりから例えば12秒を計時し、そ
の後の最初のパルスの立上がりまでの時間t(秒)と、
12+t秒間におけるパルス数とを計測し、時間tとパ
ルス数とに基づいて、12+t秒間における積算流量Q
FDを演算し、更に、次の式によって、6秒当たりの積算
流量QFD´を求める。
【0007】
【数1】QFD´={6/(12+t)}×QFD
【0008】流量計の流量演算部は、更に、この6秒当
たりの積算流量QFD´に基づいて、瞬間流量を求め、こ
の瞬間流量が補正基準流量範囲内にある場合(ステップ
S203;Y)には、所定のパルスの立上がりから12
+t秒経過した後の例えば3秒後に、図5(b)に示す
ように、フローセンサの駆動を開始する。この図に示す
ように、フローセンサは例えば6秒毎に間欠的に駆動す
る。
たりの積算流量QFD´に基づいて、瞬間流量を求め、こ
の瞬間流量が補正基準流量範囲内にある場合(ステップ
S203;Y)には、所定のパルスの立上がりから12
+t秒経過した後の例えば3秒後に、図5(b)に示す
ように、フローセンサの駆動を開始する。この図に示す
ように、フローセンサは例えば6秒毎に間欠的に駆動す
る。
【0009】図4に戻って、フローセンサによる流量測
定を行ったら(S204)、フローセンサを用いた測定
流量が補正基準流量範囲内か否かを判断する(ステップ
S205)。この補正基準流量範囲はステップS203
における補正基準流量範囲と同様のものであり、流量が
大きく変わっていないことを確認するため再度判断を行
うようにしている。測定流量が補正基準流量範囲内の場
合(Y)は、所定時間内におけるフローセンサを用いた
測定流量の変動が流量変動範囲内か否かを判断する(ス
テップS206)。流量変動範囲は、例えば所定時間内
における測定流量の平均値の±2.5%以内である。流
量変動範囲内の場合(Y)は、後述する感度変化率を計
算し(ステップS207)、この感度変化率に基づいて
補正テーブルを更新して(ステップS208)、処理を
終了する。なお、ステップS201で圧電膜センサが流
量測定中ではない場合(N)、ステップS203で補正
基準流量範囲内ではない場合(N)、ステップS205
で補正基準流量範囲内ではない場合(N)およびステッ
プS206で流量変動範囲内ではない場合(N)は、そ
のまま処理を終了する。
定を行ったら(S204)、フローセンサを用いた測定
流量が補正基準流量範囲内か否かを判断する(ステップ
S205)。この補正基準流量範囲はステップS203
における補正基準流量範囲と同様のものであり、流量が
大きく変わっていないことを確認するため再度判断を行
うようにしている。測定流量が補正基準流量範囲内の場
合(Y)は、所定時間内におけるフローセンサを用いた
測定流量の変動が流量変動範囲内か否かを判断する(ス
テップS206)。流量変動範囲は、例えば所定時間内
における測定流量の平均値の±2.5%以内である。流
量変動範囲内の場合(Y)は、後述する感度変化率を計
算し(ステップS207)、この感度変化率に基づいて
補正テーブルを更新して(ステップS208)、処理を
終了する。なお、ステップS201で圧電膜センサが流
量測定中ではない場合(N)、ステップS203で補正
基準流量範囲内ではない場合(N)、ステップS205
で補正基準流量範囲内ではない場合(N)およびステッ
プS206で流量変動範囲内ではない場合(N)は、そ
のまま処理を終了する。
【0010】次に、図6を用いて、感度変化率について
説明する。図6は、フローセンサの出力とフローセンサ
を用いた測定流量の関係を示すものである。この図に示
すように、フローセンサの出力とフローセンサを用いた
測定流量の関係を表す直線は、フローセンサの出力を表
す横軸上の固定点bn を中心として変化する。フローセ
ンサのゲイン補正は、フローセンサを用いた測定流量と
圧電膜センサを用いた測定流量が一致するように、圧電
膜センサを用いた測定流量に基づいて、この直線の傾き
を変えることである。ここで、フローセンサの出力がP
FSのときに、ゲイン補正前のフローセンサを用いた測定
流量をQC 、圧電膜センサを用いた測定流量をQn とす
ると、ゲイン補正前の直線の傾きan は次の式で求めら
れる。
説明する。図6は、フローセンサの出力とフローセンサ
を用いた測定流量の関係を示すものである。この図に示
すように、フローセンサの出力とフローセンサを用いた
測定流量の関係を表す直線は、フローセンサの出力を表
す横軸上の固定点bn を中心として変化する。フローセ
ンサのゲイン補正は、フローセンサを用いた測定流量と
圧電膜センサを用いた測定流量が一致するように、圧電
膜センサを用いた測定流量に基づいて、この直線の傾き
を変えることである。ここで、フローセンサの出力がP
FSのときに、ゲイン補正前のフローセンサを用いた測定
流量をQC 、圧電膜センサを用いた測定流量をQn とす
ると、ゲイン補正前の直線の傾きan は次の式で求めら
れる。
【0011】
【数2】an =QC /(PFS−bn )
【0012】同様に、フローセンサを用いた測定流量と
圧電膜センサを用いた測定流量が一致するようにしたゲ
イン補正後の直線の傾きan ´は次の式で求められる。
圧電膜センサを用いた測定流量が一致するようにしたゲ
イン補正後の直線の傾きan ´は次の式で求められる。
【0013】
【数3】an ´=Qn /(PFS−bn )
【0014】感度変化率をr=an ´/an と定義する
と、上記の2つの式より、r=Qn/QC となり、an
´は次の式で求められる。
と、上記の2つの式より、r=Qn/QC となり、an
´は次の式で求められる。
【0015】
【数4】an ´=ran =(Qn /QC )an
【0016】以上のようにして求められたゲイン補正後
の直線の傾きan ´に基づいて、ゲイン補正回路におけ
る入出力の関係を示す補正テーブルが更新される(ステ
ップS208)。
の直線の傾きan ´に基づいて、ゲイン補正回路におけ
る入出力の関係を示す補正テーブルが更新される(ステ
ップS208)。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
熱式流速センサのゲイン補正方法では、気体の圧力変動
等の外乱によって流量変動が大きいときにはゲイン補正
が行われないため、ゲイン補正の機会が少なくなり、測
定流量の誤差を生じ易いという問題点がある。
熱式流速センサのゲイン補正方法では、気体の圧力変動
等の外乱によって流量変動が大きいときにはゲイン補正
が行われないため、ゲイン補正の機会が少なくなり、測
定流量の誤差を生じ易いという問題点がある。
【0018】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、ゲイン補正の機会を増やし、全体と
してより正確なゲイン補正を行うことができるようにし
た流量計用熱式流速センサのゲイン補正装置を提供する
ことにある。
ので、その目的は、ゲイン補正の機会を増やし、全体と
してより正確なゲイン補正を行うことができるようにし
た流量計用熱式流速センサのゲイン補正装置を提供する
ことにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】本発明の流量計用熱式流
速センサのゲイン補正装置は、フルイディック発振を検
出するフルイディック発振検出センサと熱式流速センサ
とを併用して流量を測定する流量計に用いられ、所定の
流量範囲内において、フルイディック発振検出センサの
出力に基づく流量と熱式流速センサの出力に基づく流量
とを演算する流量演算手段と、流量の変動の許容範囲の
異なる複数の条件を設定し、許容範囲の狭い条件から順
に、流量演算手段によって求められたフルイディック発
振検出センサの出力に基づく流量と熱式流速センサの出
力に基づく流量の少なくとも一方の変動が許容範囲内か
否かを判断し、最初に流量の変動が許容範囲内と判断さ
れた時点で、フルイディック発振検出センサの出力に基
づいて求められた流量を用いて、熱式流速センサのゲイ
ンを補正するゲイン補正手段とを備えたものである。
速センサのゲイン補正装置は、フルイディック発振を検
出するフルイディック発振検出センサと熱式流速センサ
とを併用して流量を測定する流量計に用いられ、所定の
流量範囲内において、フルイディック発振検出センサの
出力に基づく流量と熱式流速センサの出力に基づく流量
とを演算する流量演算手段と、流量の変動の許容範囲の
異なる複数の条件を設定し、許容範囲の狭い条件から順
に、流量演算手段によって求められたフルイディック発
振検出センサの出力に基づく流量と熱式流速センサの出
力に基づく流量の少なくとも一方の変動が許容範囲内か
否かを判断し、最初に流量の変動が許容範囲内と判断さ
れた時点で、フルイディック発振検出センサの出力に基
づいて求められた流量を用いて、熱式流速センサのゲイ
ンを補正するゲイン補正手段とを備えたものである。
【0020】この流量計用熱式流速センサのゲイン補正
装置では、流量演算手段によって、所定の流量範囲内に
おいて、フルイディック発振検出センサの出力に基づく
流量と熱式流速センサの出力に基づく流量とが演算され
る。そして、ゲイン補正手段によって、流量の変動の許
容範囲の異なる複数の条件が設定され、許容範囲の狭い
条件から順に、流量演算手段によって求められたフルイ
ディック発振検出センサの出力に基づく流量と熱式流速
センサの出力に基づく流量の少なくとも一方の変動が許
容範囲内か否かが判断され、最初に流量の変動が許容範
囲内と判断された時点で、フルイディック発振検出セン
サの出力に基づいて求められた流量を用いて、熱式流速
センサのゲインが補正される。
装置では、流量演算手段によって、所定の流量範囲内に
おいて、フルイディック発振検出センサの出力に基づく
流量と熱式流速センサの出力に基づく流量とが演算され
る。そして、ゲイン補正手段によって、流量の変動の許
容範囲の異なる複数の条件が設定され、許容範囲の狭い
条件から順に、流量演算手段によって求められたフルイ
ディック発振検出センサの出力に基づく流量と熱式流速
センサの出力に基づく流量の少なくとも一方の変動が許
容範囲内か否かが判断され、最初に流量の変動が許容範
囲内と判断された時点で、フルイディック発振検出セン
サの出力に基づいて求められた流量を用いて、熱式流速
センサのゲインが補正される。
【0021】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【0022】図2は本発明の一実施例に係る流量計用熱
式流速センサのゲイン補正装置を含む流量計の構成を示
す断面図である。この流量計はガスメータとして用いら
れるものである。図2に示すように、流量計は、気体
(ガス)を受け入れる入口部11と気体を排出する出口
部12とを有する本体10を備えている。本体10内に
は隔壁13が設けられ、この隔壁13と入口部11との
間に第1の気体流路14が形成され、隔壁13と出口部
12との間に第2の気体流路15が形成されている。隔
壁13には開口部16が設けられ、第1の気体流路14
内には、開口部16を閉塞可能な遮断弁17が設けられ
ている。また、本体10の外側にはソレノイド18が固
定され、このソレノイド18のプランジャ19が、本体
10の側壁を貫通して遮断弁17に接合されている。ま
た、遮断弁17と本体10との間におけるプランジャ1
9の周囲には、ばね20が設けられ、このばね20が遮
断弁17を開口部16側へ付勢している。
式流速センサのゲイン補正装置を含む流量計の構成を示
す断面図である。この流量計はガスメータとして用いら
れるものである。図2に示すように、流量計は、気体
(ガス)を受け入れる入口部11と気体を排出する出口
部12とを有する本体10を備えている。本体10内に
は隔壁13が設けられ、この隔壁13と入口部11との
間に第1の気体流路14が形成され、隔壁13と出口部
12との間に第2の気体流路15が形成されている。隔
壁13には開口部16が設けられ、第1の気体流路14
内には、開口部16を閉塞可能な遮断弁17が設けられ
ている。また、本体10の外側にはソレノイド18が固
定され、このソレノイド18のプランジャ19が、本体
10の側壁を貫通して遮断弁17に接合されている。ま
た、遮断弁17と本体10との間におけるプランジャ1
9の周囲には、ばね20が設けられ、このばね20が遮
断弁17を開口部16側へ付勢している。
【0023】第2の気体流路15内には、入口部11か
ら受け入れた気体を通過させて噴流を発生させるノズル
21が設けられている。このノズル21の上流側には気
体の流れを整えるための整流部材22が設けられてい
る。また、ノズル21の通路内には、熱式流速センサで
あるフローセンサ30が配設されている。このフローセ
ンサ30は、図示しないが、発熱部とこの発熱部の上流
側および下流側に配設された2つの温度センサを有し、
2つの温度センサによって検出される温度の差を一定に
保つために必要な発熱部に対する供給電力から流速に対
応する流量を求めたり、一定電流または一定電力で発熱
部を加熱し、2つの温度センサによって検出される温度
の差から流量を求めるようになっている。
ら受け入れた気体を通過させて噴流を発生させるノズル
21が設けられている。このノズル21の上流側には気
体の流れを整えるための整流部材22が設けられてい
る。また、ノズル21の通路内には、熱式流速センサで
あるフローセンサ30が配設されている。このフローセ
ンサ30は、図示しないが、発熱部とこの発熱部の上流
側および下流側に配設された2つの温度センサを有し、
2つの温度センサによって検出される温度の差を一定に
保つために必要な発熱部に対する供給電力から流速に対
応する流量を求めたり、一定電流または一定電力で発熱
部を加熱し、2つの温度センサによって検出される温度
の差から流量を求めるようになっている。
【0024】ノズル21の下流側には、拡大された流路
を形成する一対の側壁23、24が設けられている。こ
の側壁23、24の間には、所定の間隔を開けて、上流
側に第1ターゲット25、下流側に第2ターゲット26
がそれぞれ配設されている。また、側壁23、24の外
側には、ノズル21を通過した気体を各側壁23、24
の外周部に沿ってノズル21の噴出口側へ帰還させる一
対のフィードバック流路27、28を形成するリターン
ガイド29が配設されている。また、フィードバック流
路27、28の各出口部分と出口部12との間には、リ
ターンガイド29の背面と本体10とによって、一対の
排出路31、32が形成されている。また、ノズル21
の噴出口の近傍には導圧孔33、34が設けられ、本体
10の底部の外側には、導圧孔33と導圧孔34におけ
る差圧を検出する圧電膜センサ35(図2では図示せ
ず。)が設けられている。
を形成する一対の側壁23、24が設けられている。こ
の側壁23、24の間には、所定の間隔を開けて、上流
側に第1ターゲット25、下流側に第2ターゲット26
がそれぞれ配設されている。また、側壁23、24の外
側には、ノズル21を通過した気体を各側壁23、24
の外周部に沿ってノズル21の噴出口側へ帰還させる一
対のフィードバック流路27、28を形成するリターン
ガイド29が配設されている。また、フィードバック流
路27、28の各出口部分と出口部12との間には、リ
ターンガイド29の背面と本体10とによって、一対の
排出路31、32が形成されている。また、ノズル21
の噴出口の近傍には導圧孔33、34が設けられ、本体
10の底部の外側には、導圧孔33と導圧孔34におけ
る差圧を検出する圧電膜センサ35(図2では図示せ
ず。)が設けられている。
【0025】図1は図2に示した流量計の回路部分の構
成を示すブロック図である。この図に示すように、流量
計は、フローセンサ30のゲインを補正するゲイン補正
回路41と、このゲイン補正回路41の出力信号をアナ
ログ−ディジタル(以下、A/Dと記す。)変換するA
/D変換器42と、圧電膜センサの35の出力信号を増
幅するアナログ増幅器43と、このアナログ増幅器43
の出力を波形整形してパルスを生成する波形整形回路4
4とを備えている。流量計は、更に、A/D変換器42
と波形整形回路44の各出力を入力し、流量および積算
流量を演算する流量演算部45と、この流量演算部45
によって演算された積算流量を表示する表示部46と、
流量演算部45によって制御され、ソレノイド18を駆
動して遮断弁17を制御する遮断弁制御部47と、流量
演算部45によって制御され、流量に応じてフローセン
サ30と圧電膜センサ35の動作状態を切り換えるセン
サ切換部48とを備えている。
成を示すブロック図である。この図に示すように、流量
計は、フローセンサ30のゲインを補正するゲイン補正
回路41と、このゲイン補正回路41の出力信号をアナ
ログ−ディジタル(以下、A/Dと記す。)変換するA
/D変換器42と、圧電膜センサの35の出力信号を増
幅するアナログ増幅器43と、このアナログ増幅器43
の出力を波形整形してパルスを生成する波形整形回路4
4とを備えている。流量計は、更に、A/D変換器42
と波形整形回路44の各出力を入力し、流量および積算
流量を演算する流量演算部45と、この流量演算部45
によって演算された積算流量を表示する表示部46と、
流量演算部45によって制御され、ソレノイド18を駆
動して遮断弁17を制御する遮断弁制御部47と、流量
演算部45によって制御され、流量に応じてフローセン
サ30と圧電膜センサ35の動作状態を切り換えるセン
サ切換部48とを備えている。
【0026】流量計は、更に、流量演算部45で求めら
れた流量に基づいてゲイン補正処理を行い、ゲイン補正
回路41を制御する補正処理部50を備えている。補正
処理部50が行うゲイン補正処理では、フローセンサ3
0と圧電膜センサ35の双方を用いて流量を測定する流
量範囲において、流量の変動の許容範囲の異なる複数の
条件を設定し、許容範囲の狭い条件から順に、フローセ
ンサ30の出力に基づく流量の変動が許容範囲内か否か
を判断し、最初に流量の変動が許容範囲内と判断された
時点で、圧電膜センサ35の出力に基づいて求められた
流量を用いて、フローセンサ30のゲインを補正する。
ゲイン補正回路41および補正処理部50が本発明にお
けるゲイン補正手段を構成する。また、ゲイン補正回路
41、流量演算部45および補正処理部50が本実施例
のゲイン補正装置を構成する。なお、流量演算部45、
遮断弁制御部47、センサ切換部48および補正処理部
50は、例えばマイクロコンピュータによって構成され
る。
れた流量に基づいてゲイン補正処理を行い、ゲイン補正
回路41を制御する補正処理部50を備えている。補正
処理部50が行うゲイン補正処理では、フローセンサ3
0と圧電膜センサ35の双方を用いて流量を測定する流
量範囲において、流量の変動の許容範囲の異なる複数の
条件を設定し、許容範囲の狭い条件から順に、フローセ
ンサ30の出力に基づく流量の変動が許容範囲内か否か
を判断し、最初に流量の変動が許容範囲内と判断された
時点で、圧電膜センサ35の出力に基づいて求められた
流量を用いて、フローセンサ30のゲインを補正する。
ゲイン補正回路41および補正処理部50が本発明にお
けるゲイン補正手段を構成する。また、ゲイン補正回路
41、流量演算部45および補正処理部50が本実施例
のゲイン補正装置を構成する。なお、流量演算部45、
遮断弁制御部47、センサ切換部48および補正処理部
50は、例えばマイクロコンピュータによって構成され
る。
【0027】なお、図1に示した流量計では、フローセ
ンサ30は小流量域での測定を行い、圧電膜センサ35
は大流量域での測定を行うと共に、両センサ30、35
の測定領域は一部重複している。センサ切換部48は、
流量がどのセンサの測定領域にあるかに応じてフローセ
ンサ30と圧電膜センサ35の動作状態を切り換えるよ
うになっている。
ンサ30は小流量域での測定を行い、圧電膜センサ35
は大流量域での測定を行うと共に、両センサ30、35
の測定領域は一部重複している。センサ切換部48は、
流量がどのセンサの測定領域にあるかに応じてフローセ
ンサ30と圧電膜センサ35の動作状態を切り換えるよ
うになっている。
【0028】また、遮断弁制御部47は、例えば、流量
演算部45が所定量以上の流量を検出した場合や所定の
流量を所定時間以上検出した場合等に、ソレノイド18
を動作させ、遮断弁17によって開口部16を閉塞して
ガスを遮断するようになっている。
演算部45が所定量以上の流量を検出した場合や所定の
流量を所定時間以上検出した場合等に、ソレノイド18
を動作させ、遮断弁17によって開口部16を閉塞して
ガスを遮断するようになっている。
【0029】次に、図1および図2に示した流量計の主
な動作について説明する。
な動作について説明する。
【0030】流量計の入口部11から受け入れられた気
体は、第1の気体流路14、開口部16、第2の気体流
路15、整流部材22を順に経て、ノズル21に入る。
流量がフローセンサ30の測定領域にあるときは、流量
演算部45は、ノズル21の通路内に配設されたフロー
センサ30の出力に基づいて、ノズル21の通路を通過
する気体の流速に対応する流量を演算する。
体は、第1の気体流路14、開口部16、第2の気体流
路15、整流部材22を順に経て、ノズル21に入る。
流量がフローセンサ30の測定領域にあるときは、流量
演算部45は、ノズル21の通路内に配設されたフロー
センサ30の出力に基づいて、ノズル21の通路を通過
する気体の流速に対応する流量を演算する。
【0031】ノズル21を通過した気体は、噴流となっ
て噴出口より噴出される。噴出口より噴出された気体
は、コアンダ効果により一方の側壁に沿って流れる。こ
こでは、まず側壁23に沿って流れるものとする。側壁
23に沿って流れた気体は、更にフィードバック流路2
7を経て、ノズル21の噴出口側へ帰還され、排出路3
1を経て出口部12より排出される。このとき、ノズル
21より噴出された気体は、フィードバック流路27を
流れてきた気体によって方向が変えられ、今度は他方の
側壁24に沿って流れるようになる。この気体は、更に
フィードバック流路28を経て、ノズル21の噴出口側
へ帰還され、排出路32を経て出口部12より排出され
る。すると、ノズル21より噴出された気体は、今度
は、フィードバック流路28を流れてきた気体によって
方向が変えられ、再び側壁23、フィードバック流路2
7に沿って流れるようになる。以上の動作を繰り返すこ
とにより、ノズル21を通過した気体は一対のフィード
バック流路27、28を交互に流れるフルイディック発
振を行う。このフルイディック発振の周波数、周期は流
量と対応関係がある。
て噴出口より噴出される。噴出口より噴出された気体
は、コアンダ効果により一方の側壁に沿って流れる。こ
こでは、まず側壁23に沿って流れるものとする。側壁
23に沿って流れた気体は、更にフィードバック流路2
7を経て、ノズル21の噴出口側へ帰還され、排出路3
1を経て出口部12より排出される。このとき、ノズル
21より噴出された気体は、フィードバック流路27を
流れてきた気体によって方向が変えられ、今度は他方の
側壁24に沿って流れるようになる。この気体は、更に
フィードバック流路28を経て、ノズル21の噴出口側
へ帰還され、排出路32を経て出口部12より排出され
る。すると、ノズル21より噴出された気体は、今度
は、フィードバック流路28を流れてきた気体によって
方向が変えられ、再び側壁23、フィードバック流路2
7に沿って流れるようになる。以上の動作を繰り返すこ
とにより、ノズル21を通過した気体は一対のフィード
バック流路27、28を交互に流れるフルイディック発
振を行う。このフルイディック発振の周波数、周期は流
量と対応関係がある。
【0032】フルイディック発振は、圧電膜センサ35
によって検出される。流量が圧電膜センサ35の測定領
域にあるときは、流量演算部45は、波形整形回路44
から出力されるパルスの周期に基づいて流量を演算す
る。
によって検出される。流量が圧電膜センサ35の測定領
域にあるときは、流量演算部45は、波形整形回路44
から出力されるパルスの周期に基づいて流量を演算す
る。
【0033】表示部46は流量演算部45によって演算
された積算流量を表示する。また、遮断弁制御部47
は、流量演算部45が所定量以上の流量を検出した場合
や所定の流量を所定時間以上検出した場合等に、ソレノ
イド18を動作させ、遮断弁17によって開口部16を
閉塞し、流量計の下流側への気体(ガス)の供給を停止
する。
された積算流量を表示する。また、遮断弁制御部47
は、流量演算部45が所定量以上の流量を検出した場合
や所定の流量を所定時間以上検出した場合等に、ソレノ
イド18を動作させ、遮断弁17によって開口部16を
閉塞し、流量計の下流側への気体(ガス)の供給を停止
する。
【0034】次に、図3の流れ図を用いて、補正処理部
50におけるゲイン補正処理の動作について説明する。
50におけるゲイン補正処理の動作について説明する。
【0035】このゲイン補正処理では、まず、流量演算
部45より圧電膜センサ35を用いた測定流量を取得
し、この測定流量が補正基準流量範囲内か否かを判断す
る(ステップS101)。補正基準流量範囲とは、フロ
ーセンサ30と圧電膜センサ35の双方を用いて流量を
測定する流量範囲であり、例えば180〜400リット
ル/時間である。測定流量が補正基準流量範囲内ではな
い場合(N)は、ゲイン補正処理を終了する。測定流量
が補正基準流量範囲内の場合(Y)は、前回のゲイン補
正から1時間経過したか否かを判断する(ステップS1
02)。1時間経過していない場合(N)は、ゲイン補
正処理を終了する。1時間経過している場合(Y)は、
流量演算部45でフローセンサ30および圧電膜センサ
35の双方を用いて流量を測定する(ステップS10
3)。フローセンサ30を用いた流量の測定は例えば6
秒間隔で5回行い、圧電膜センサ35を用いた流量の測
定は例えば30秒行う。次に、フローセンサ30を用い
た測定流量と圧電膜センサ35を用いた測定流量の差が
2%未満か否かを判断する(ステップS104)。2%
未満の場合(Y)は、ゲイン補正処理を終了する。
部45より圧電膜センサ35を用いた測定流量を取得
し、この測定流量が補正基準流量範囲内か否かを判断す
る(ステップS101)。補正基準流量範囲とは、フロ
ーセンサ30と圧電膜センサ35の双方を用いて流量を
測定する流量範囲であり、例えば180〜400リット
ル/時間である。測定流量が補正基準流量範囲内ではな
い場合(N)は、ゲイン補正処理を終了する。測定流量
が補正基準流量範囲内の場合(Y)は、前回のゲイン補
正から1時間経過したか否かを判断する(ステップS1
02)。1時間経過していない場合(N)は、ゲイン補
正処理を終了する。1時間経過している場合(Y)は、
流量演算部45でフローセンサ30および圧電膜センサ
35の双方を用いて流量を測定する(ステップS10
3)。フローセンサ30を用いた流量の測定は例えば6
秒間隔で5回行い、圧電膜センサ35を用いた流量の測
定は例えば30秒行う。次に、フローセンサ30を用い
た測定流量と圧電膜センサ35を用いた測定流量の差が
2%未満か否かを判断する(ステップS104)。2%
未満の場合(Y)は、ゲイン補正処理を終了する。
【0036】ステップS104において、測定流量の差
が2%未満ではない場合(N)は、流量の変動の許容範
囲の第1の条件として、フローセンサ30を用いた測定
流量のばらつきが2%未満か否かを判断する(ステップ
S105)。測定流量のばらつきは、例えば、5回の測
定によって得られた測定流量の最大値と最小値の差を5
回の測定流量の平均値で割った値とする。測定流量のば
らつきが2%未満の場合(Y)は、ゲイン補正を行う
(ステップS106)。このゲイン補正は、図6を用い
て説明したように、フローセンサ30を用いた測定流量
と圧電膜センサ35を用いた測定流量が一致するよう
に、圧電膜センサ35を用いた測定流量に基づいて、フ
ローセンサ30の出力とフローセンサ30を用いた測定
流量の関係を表す直線の傾きを変えることである。そし
て、このようにして決定されたフローセンサ30の出力
とフローセンサ30を用いた測定流量の関係に従って、
ゲイン補正回路41における入出力の関係が決定され
る。次に、1時間を計時するタイマをリセットして(ス
テップS107)、ゲイン補正処理を終了する。
が2%未満ではない場合(N)は、流量の変動の許容範
囲の第1の条件として、フローセンサ30を用いた測定
流量のばらつきが2%未満か否かを判断する(ステップ
S105)。測定流量のばらつきは、例えば、5回の測
定によって得られた測定流量の最大値と最小値の差を5
回の測定流量の平均値で割った値とする。測定流量のば
らつきが2%未満の場合(Y)は、ゲイン補正を行う
(ステップS106)。このゲイン補正は、図6を用い
て説明したように、フローセンサ30を用いた測定流量
と圧電膜センサ35を用いた測定流量が一致するよう
に、圧電膜センサ35を用いた測定流量に基づいて、フ
ローセンサ30の出力とフローセンサ30を用いた測定
流量の関係を表す直線の傾きを変えることである。そし
て、このようにして決定されたフローセンサ30の出力
とフローセンサ30を用いた測定流量の関係に従って、
ゲイン補正回路41における入出力の関係が決定され
る。次に、1時間を計時するタイマをリセットして(ス
テップS107)、ゲイン補正処理を終了する。
【0037】ステップS105において、測定流量のば
らつきが2%未満ではない場合(N)は、再度、流量演
算部45でフローセンサ30および圧電膜センサ35の
双方を用いて流量を測定する(ステップS108)。こ
こでの、フローセンサ30を用いた流量の測定は例えば
1秒間隔で30回行い、圧電膜センサ35を用いた流量
の測定は例えば30秒行う。なお、フローセンサ30を
用いた流量の測定は、ステップS103と同様に6秒間
隔で5回行っても良い。次に、流量の変動の許容範囲の
第2の条件として、フローセンサ30を用いた測定流量
のばらつきが6%未満か否かを判断する(ステップS1
09)。測定流量のばらつきが6%未満の場合(Y)
は、ゲイン補正を行う(ステップS106)。
らつきが2%未満ではない場合(N)は、再度、流量演
算部45でフローセンサ30および圧電膜センサ35の
双方を用いて流量を測定する(ステップS108)。こ
こでの、フローセンサ30を用いた流量の測定は例えば
1秒間隔で30回行い、圧電膜センサ35を用いた流量
の測定は例えば30秒行う。なお、フローセンサ30を
用いた流量の測定は、ステップS103と同様に6秒間
隔で5回行っても良い。次に、流量の変動の許容範囲の
第2の条件として、フローセンサ30を用いた測定流量
のばらつきが6%未満か否かを判断する(ステップS1
09)。測定流量のばらつきが6%未満の場合(Y)
は、ゲイン補正を行う(ステップS106)。
【0038】ステップS109において、測定流量のば
らつきが6%未満ではない場合(N)は、再度、流量演
算部45でフローセンサ30および圧電膜センサ35の
双方を用いて流量を測定する(ステップS110)。こ
こでの、フローセンサ30を用いた流量の測定は例えば
1秒間隔で30回行い、圧電膜センサ35を用いた流量
の測定は例えば30秒行う。なお、フローセンサ30を
用いた流量の測定は、ステップS103と同様に6秒間
隔で5回行っても良い。次に、前回(ステップS10
8)の測定データと今回(ステップS110)の測定デ
ータを加え(ステップS111)、加えた後の全測定デ
ータに対して、流量の変動の許容範囲の第3の条件とし
て、フローセンサ30を用いた測定流量のばらつきが8
%未満か否かを判断する(ステップS109)。測定流
量のばらつきが8%未満の場合(Y)は、ゲイン補正を
行う(ステップS106)。測定流量のばらつきが8%
未満ではない場合(N)は、ゲイン補正を行うことな
く、タイマをリセットして(ステップS107)、ゲイ
ン補正処理を終了する。
らつきが6%未満ではない場合(N)は、再度、流量演
算部45でフローセンサ30および圧電膜センサ35の
双方を用いて流量を測定する(ステップS110)。こ
こでの、フローセンサ30を用いた流量の測定は例えば
1秒間隔で30回行い、圧電膜センサ35を用いた流量
の測定は例えば30秒行う。なお、フローセンサ30を
用いた流量の測定は、ステップS103と同様に6秒間
隔で5回行っても良い。次に、前回(ステップS10
8)の測定データと今回(ステップS110)の測定デ
ータを加え(ステップS111)、加えた後の全測定デ
ータに対して、流量の変動の許容範囲の第3の条件とし
て、フローセンサ30を用いた測定流量のばらつきが8
%未満か否かを判断する(ステップS109)。測定流
量のばらつきが8%未満の場合(Y)は、ゲイン補正を
行う(ステップS106)。測定流量のばらつきが8%
未満ではない場合(N)は、ゲイン補正を行うことな
く、タイマをリセットして(ステップS107)、ゲイ
ン補正処理を終了する。
【0039】以上のゲイン補正処理は、流量計全体の処
理の中で、繰り返し実行される。
理の中で、繰り返し実行される。
【0040】このように本実施例によれば、流量の変動
の許容範囲の異なる複数の条件を設定し、許容範囲の狭
い条件から順に、流量の変動が許容範囲内か否かを判断
し、最初に流量の変動が許容範囲内と判断された時点
で、フローセンサ30のゲイン補正を行うようにしたの
で、気体の圧力変動等の外乱があっても、ゲイン補正の
機会が増え、全体としてより正確なゲイン補正を行うこ
とができる。また、外乱が小さいときには、許容範囲の
狭い条件のときにゲイン補正が行われるので、より正確
なゲイン補正を行うことができる。
の許容範囲の異なる複数の条件を設定し、許容範囲の狭
い条件から順に、流量の変動が許容範囲内か否かを判断
し、最初に流量の変動が許容範囲内と判断された時点
で、フローセンサ30のゲイン補正を行うようにしたの
で、気体の圧力変動等の外乱があっても、ゲイン補正の
機会が増え、全体としてより正確なゲイン補正を行うこ
とができる。また、外乱が小さいときには、許容範囲の
狭い条件のときにゲイン補正が行われるので、より正確
なゲイン補正を行うことができる。
【0041】なお、本発明は上記実施例に限定されず、
例えば、ゲイン補正手段として、図1に示したゲイン補
正回路41を設ける代わりに、A/D変換後のデータを
マイクロコンピュータ等によって補正するようにしても
良い。
例えば、ゲイン補正手段として、図1に示したゲイン補
正回路41を設ける代わりに、A/D変換後のデータを
マイクロコンピュータ等によって補正するようにしても
良い。
【0042】また、実施例では、フローセンサ30を用
いた測定流量の変動が許容範囲内か否かを判断するよう
にしたが、圧電膜センサ35を用いた測定流量の変動が
許容範囲内か否かを判断するようにしても良いし、フロ
ーセンサ30を用いた測定流量の変動と圧電膜センサ3
5を用いた測定流量の変動の双方が許容範囲内か否かを
判断するようにしても良い。また、流量の変動の許容範
囲の異なる複数の条件は、3つに限らず、2つでも良い
し、4つ以上でも良い。
いた測定流量の変動が許容範囲内か否かを判断するよう
にしたが、圧電膜センサ35を用いた測定流量の変動が
許容範囲内か否かを判断するようにしても良いし、フロ
ーセンサ30を用いた測定流量の変動と圧電膜センサ3
5を用いた測定流量の変動の双方が許容範囲内か否かを
判断するようにしても良い。また、流量の変動の許容範
囲の異なる複数の条件は、3つに限らず、2つでも良い
し、4つ以上でも良い。
【0043】また、熱式流速センサとしては、発熱部と
2つの温度センサを有するものに限らず、例えば、1つ
の発熱部を有し、この発熱部の温度(抵抗)を一定に保
つために必要な発熱部に対する供給電力から流速を求め
たり、一定電流または一定電力で発熱部を加熱し、発熱
部の温度(抵抗)から流速を求めるものでも良い。
2つの温度センサを有するものに限らず、例えば、1つ
の発熱部を有し、この発熱部の温度(抵抗)を一定に保
つために必要な発熱部に対する供給電力から流速を求め
たり、一定電流または一定電力で発熱部を加熱し、発熱
部の温度(抵抗)から流速を求めるものでも良い。
【0044】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る流量計
用熱式流速センサのゲイン補正装置によれば、流量の変
動の許容範囲の異なる複数の条件を設定し、許容範囲の
狭い条件から順に、流量の変動が許容範囲内か否かを判
断し、最初に流量の変動が許容範囲内と判断された時点
で、熱式流速センサのゲイン補正を行うようにしたの
で、気体の圧力変動等の外乱があっても、ゲイン補正の
機会が増え、全体としてより正確なゲイン補正を行うこ
とができるという効果がある。また、外乱が小さいとき
には、許容範囲の狭い条件のときにゲイン補正が行われ
るので、より正確なゲイン補正を行うことができるとい
う効果がある。
用熱式流速センサのゲイン補正装置によれば、流量の変
動の許容範囲の異なる複数の条件を設定し、許容範囲の
狭い条件から順に、流量の変動が許容範囲内か否かを判
断し、最初に流量の変動が許容範囲内と判断された時点
で、熱式流速センサのゲイン補正を行うようにしたの
で、気体の圧力変動等の外乱があっても、ゲイン補正の
機会が増え、全体としてより正確なゲイン補正を行うこ
とができるという効果がある。また、外乱が小さいとき
には、許容範囲の狭い条件のときにゲイン補正が行われ
るので、より正確なゲイン補正を行うことができるとい
う効果がある。
【図1】本発明の一実施例に係る流量計用熱式流速セン
サのゲイン補正装置を含む流量計の回路構成を表すブロ
ック図である。
サのゲイン補正装置を含む流量計の回路構成を表すブロ
ック図である。
【図2】本発明の一実施例に係る流量計用熱式流速セン
サのゲイン補正装置を含む流量計の構成を表す断面図で
ある。
サのゲイン補正装置を含む流量計の構成を表す断面図で
ある。
【図3】図1における補正処理部の動作を表す流れ図で
ある。
ある。
【図4】従来の熱式流速センサのゲイン補正方法を説明
するための流れ図である。
するための流れ図である。
【図5】従来の流量計における圧電膜センサとフローセ
ンサの流量測定の動作を表す説明図である。
ンサの流量測定の動作を表す説明図である。
【図6】フローセンサの出力とフローセンサを用いた測
定流量の関係を表す特性図である。
定流量の関係を表す特性図である。
30 フローセンサ 35 圧電膜センサ 41 ゲイン補正回路 45 流量演算部 46 表示部 50 補正処理部
Claims (1)
- 【請求項1】 フルイディック発振を検出するフルイデ
ィック発振検出センサと熱式流速センサとを併用して流
量を測定する流量計に用いられ、 所定の流量範囲内において、フルイディック発振検出セ
ンサの出力に基づく流量と熱式流速センサの出力に基づ
く流量とを演算する流量演算手段と、 流量の変動の許容範囲の異なる複数の条件を設定し、許
容範囲の狭い条件から順に、前記流量演算手段によって
求められたフルイディック発振検出センサの出力に基づ
く流量と熱式流速センサの出力に基づく流量の少なくと
も一方の変動が許容範囲内か否かを判断し、最初に流量
の変動が許容範囲内と判断された時点で、フルイディッ
ク発振検出センサの出力に基づいて求められた流量を用
いて、熱式流速センサのゲインを補正するゲイン補正手
段とを具備することを特徴とする流量計用熱式流速セン
サのゲイン補正装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6192850A JPH0835865A (ja) | 1994-07-25 | 1994-07-25 | 流量計用熱式流速センサのゲイン補正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6192850A JPH0835865A (ja) | 1994-07-25 | 1994-07-25 | 流量計用熱式流速センサのゲイン補正装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0835865A true JPH0835865A (ja) | 1996-02-06 |
Family
ID=16298016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6192850A Pending JPH0835865A (ja) | 1994-07-25 | 1994-07-25 | 流量計用熱式流速センサのゲイン補正装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0835865A (ja) |
-
1994
- 1994-07-25 JP JP6192850A patent/JPH0835865A/ja active Pending
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