JPH09287984A - カルマン渦式流量計 - Google Patents
カルマン渦式流量計Info
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- JPH09287984A JPH09287984A JP8134074A JP13407496A JPH09287984A JP H09287984 A JPH09287984 A JP H09287984A JP 8134074 A JP8134074 A JP 8134074A JP 13407496 A JP13407496 A JP 13407496A JP H09287984 A JPH09287984 A JP H09287984A
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- threshold voltage
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 渦発生体に付着物が付着して測定精度が低下
していることを検出することができるカルマン渦式流量
計を提供することである。 【解決手段】 渦検出手段から出力される信号の周波数
および振幅電圧を演算し、その周波数から本来付着物が
無いときの振幅電圧に対して所定の電圧値以下になった
時、付着物により測定精度が低下しているとして、安定
測定出力手段に出力する。
していることを検出することができるカルマン渦式流量
計を提供することである。 【解決手段】 渦検出手段から出力される信号の周波数
および振幅電圧を演算し、その周波数から本来付着物が
無いときの振幅電圧に対して所定の電圧値以下になった
時、付着物により測定精度が低下しているとして、安定
測定出力手段に出力する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は流体の流量又は流速
を測定するカルマン渦式流量計に関する。詳細には、カ
ルマン渦式流量計に用いる渦発生体等に付着する付着物
による測定精度の低下を検出し出力する技術に関するも
のである。
を測定するカルマン渦式流量計に関する。詳細には、カ
ルマン渦式流量計に用いる渦発生体等に付着する付着物
による測定精度の低下を検出し出力する技術に関するも
のである。
【０００２】なお、ここで用いる「流体」とは気体又は
液体を指す。加えて、「流量」とは所定の時間において
カルマン渦式流量計を通過した流体の総量を指し、「流
速」とは、単位時間当たりにカルマン渦式流量計を通過
する流体の量を指す。
液体を指す。加えて、「流量」とは所定の時間において
カルマン渦式流量計を通過した流体の総量を指し、「流
速」とは、単位時間当たりにカルマン渦式流量計を通過
する流体の量を指す。
【０００３】
【従来の技術】従来より、例えば管等に流れる流体の流
速又は流量を測定するものとしてカルマン渦式流量計が
用いられている。図１（ａ）および（ｂ）に示すように
カルマン渦式流量計１は管２の間に装着される。被測定
物となる流体がＡの方向に流れると、渦発生体３を流体
が通過するときカルマン渦を生じる。カルマン渦とは、
渦発生体３を流体が通過したとき、その渦の数が流量ま
たは流速に比例する渦のことをいう。この渦は渦発生体
３の後方に配置されている支持体４に装着されている渦
検出手段である圧電素子５により検出され電気信号とし
て出力される。この出力信号は処理手段であるコントロ
ーラ６で処理され、流量値が表示器や出力端子に出力さ
れる。
速又は流量を測定するものとしてカルマン渦式流量計が
用いられている。図１（ａ）および（ｂ）に示すように
カルマン渦式流量計１は管２の間に装着される。被測定
物となる流体がＡの方向に流れると、渦発生体３を流体
が通過するときカルマン渦を生じる。カルマン渦とは、
渦発生体３を流体が通過したとき、その渦の数が流量ま
たは流速に比例する渦のことをいう。この渦は渦発生体
３の後方に配置されている支持体４に装着されている渦
検出手段である圧電素子５により検出され電気信号とし
て出力される。この出力信号は処理手段であるコントロ
ーラ６で処理され、流量値が表示器や出力端子に出力さ
れる。
【０００４】圧電素子５で検出される出力信号は図２に
示すようにその周波数ｆが流量Ｑに比例し（図２
（ａ））、かつその振幅電圧Ｖが流量Ｑの２乗に比例す
る（図２（ｂ））という特性を有する。この特性を利用
して出力信号の周波数ｆを検出することにより流量Ｑを
測定する。
示すようにその周波数ｆが流量Ｑに比例し（図２
（ａ））、かつその振幅電圧Ｖが流量Ｑの２乗に比例す
る（図２（ｂ））という特性を有する。この特性を利用
して出力信号の周波数ｆを検出することにより流量Ｑを
測定する。
【０００５】図３は、従来のカルマン渦式流量計の構成
を示すブロック図である。渦発生体３による流体の流れ
の乱れは渦検出手段１１（図２の圧電素子５に相当）に
より検出され、増幅手段１２で増幅される。増幅された
信号は比較器１３において予め設定されている閾値Ｖｔ
０と比較される。この比較器１３の出力信号はパルス信
号となりカウンタ１４でパルス数が計数される。このパ
ルス数により渦検出手段１１の出力信号の周波数が演算
されることになり、周波数−電圧変換器等の変換手段１
５により周波数から流量信号に変換される。液晶やＬＥ
Ｄ等の表示手段１６や出力手段１７にはその流量信号に
対応する信号が出力される。
を示すブロック図である。渦発生体３による流体の流れ
の乱れは渦検出手段１１（図２の圧電素子５に相当）に
より検出され、増幅手段１２で増幅される。増幅された
信号は比較器１３において予め設定されている閾値Ｖｔ
０と比較される。この比較器１３の出力信号はパルス信
号となりカウンタ１４でパルス数が計数される。このパ
ルス数により渦検出手段１１の出力信号の周波数が演算
されることになり、周波数−電圧変換器等の変換手段１
５により周波数から流量信号に変換される。液晶やＬＥ
Ｄ等の表示手段１６や出力手段１７にはその流量信号に
対応する信号が出力される。
【０００６】また出力手段１７からは、流量信号と予め
設定されている流量値をと比較することにより、オン／
オフ信号を出力することもできる。
設定されている流量値をと比較することにより、オン／
オフ信号を出力することもできる。
【０００７】このようなカルマン渦式流量計の渦検出手
段としては、図１の圧電素子５の代わりに歪ゲージを用
いてもよく、また圧力センサであってもよい。更に、圧
力センサを用いる場合は、図１（ｃ）に示すように渦発
生体３自体に圧力センサ７を装着して支持体を省略し、
カルマン渦式流量計を構成することもできる。
段としては、図１の圧電素子５の代わりに歪ゲージを用
いてもよく、また圧力センサであってもよい。更に、圧
力センサを用いる場合は、図１（ｃ）に示すように渦発
生体３自体に圧力センサ７を装着して支持体を省略し、
カルマン渦式流量計を構成することもできる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のカルマ
ン渦式流量計に、流量を渦検出手段からの出力信号の周
波数のみで演算しているため以下のような問題点があ
る。
ン渦式流量計に、流量を渦検出手段からの出力信号の周
波数のみで演算しているため以下のような問題点があ
る。
【０００９】カルマン渦式流量計は渦発生体３が管の中
に流体の流れを妨げる状態で装着されているため、流体
と共に流れる不純物が付着する（以下「付着物」とい
う）。この付着物は時間と共に増加し、カルマン渦が乱
される。図４は、圧電素子５の出力信号波形を示してお
り、図４（ａ）は不着物が無いときの出力信号波形Ｖ
ｓ、図４（ｂ）はカルマン渦式流量計を長期に渡って使
用して、不着物が付着したときの出力信号波形Ｖｎであ
る。
に流体の流れを妨げる状態で装着されているため、流体
と共に流れる不純物が付着する（以下「付着物」とい
う）。この付着物は時間と共に増加し、カルマン渦が乱
される。図４は、圧電素子５の出力信号波形を示してお
り、図４（ａ）は不着物が無いときの出力信号波形Ｖ
ｓ、図４（ｂ）はカルマン渦式流量計を長期に渡って使
用して、不着物が付着したときの出力信号波形Ｖｎであ
る。
【００１０】図４（ａ）と図４（ｂ）は互いに流量が同
じであるにもかかわらず、Ｖｓと比較してＶｎでは渦が
付着物の影響を受けることにより、周波数の高いノイズ
信号が重畳し、更に振幅電圧が小さくなっている。
じであるにもかかわらず、Ｖｓと比較してＶｎでは渦が
付着物の影響を受けることにより、周波数の高いノイズ
信号が重畳し、更に振幅電圧が小さくなっている。
【００１１】この出力信号の周波数を演算するとき、図
３の比較器１３の演算結果としての周波数が異なる。即
ち、不純物が付着したときの周波数は、重畳したノイズ
が原因で付着物が無いときの周波数より高くなる。従っ
て測定誤差が生じ、測定精度が低下する。
３の比較器１３の演算結果としての周波数が異なる。即
ち、不純物が付着したときの周波数は、重畳したノイズ
が原因で付着物が無いときの周波数より高くなる。従っ
て測定誤差が生じ、測定精度が低下する。
【００１２】カルマン渦式流量計に付着した付着物を除
去するためには、図５に示すような配管として流体の流
れを切り替えることによりカルマン渦式流量計を取り外
し、清掃する。具体的には、バルブ２０、２１を共に閉
じ、バルブ２２を開けることにより流体の流れを変えて
カルマン渦式流量計を取り外し、渦発生体および支持体
の付着物を除去する。従って、付着物による測定精度の
低下が検出できない場合は定期的な取り外し作業が必要
になるので、使用者にとって大きな負担であった。
去するためには、図５に示すような配管として流体の流
れを切り替えることによりカルマン渦式流量計を取り外
し、清掃する。具体的には、バルブ２０、２１を共に閉
じ、バルブ２２を開けることにより流体の流れを変えて
カルマン渦式流量計を取り外し、渦発生体および支持体
の付着物を除去する。従って、付着物による測定精度の
低下が検出できない場合は定期的な取り外し作業が必要
になるので、使用者にとって大きな負担であった。
【００１３】本発明は、カルマン渦式流量計において不
着物の有無を検知し、付着を検出したときのみ警報信号
を出力して付着物の除去を促すことにより、使用者の負
担を軽減することを目的とする。併せて、使用者に流量
が精度よく測定されているかどうかを知らしめることを
目的とする。
着物の有無を検知し、付着を検出したときのみ警報信号
を出力して付着物の除去を促すことにより、使用者の負
担を軽減することを目的とする。併せて、使用者に流量
が精度よく測定されているかどうかを知らしめることを
目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段および発明の効果】第１の
発明においては、渦発生体を通過する流体が起こすカル
マン渦を渦検出手段が検出することにより、前記流体の
流量又は流速を測定するカルマン渦式流量計において、
前記渦検出手段の出力信号を増幅する増幅手段と、前記
増幅手段の出力信号の周波数を演算する周波数演算手段
と、前記増幅手段の出力信号の振幅を演算する振幅演算
手段と、前記周波数演算手段の出力信号に基づいて閾値
電圧を演算する閾値電圧演算手段と、前記振幅演算手段
の出力信号と前記閾値電圧の大小を比較する比較手段
と、を備えたカルマン渦式流量計にすることにより、カ
ルマン渦の周波数信号のみならず、振幅信号を用いるこ
とにより付着物を検出する。
発明においては、渦発生体を通過する流体が起こすカル
マン渦を渦検出手段が検出することにより、前記流体の
流量又は流速を測定するカルマン渦式流量計において、
前記渦検出手段の出力信号を増幅する増幅手段と、前記
増幅手段の出力信号の周波数を演算する周波数演算手段
と、前記増幅手段の出力信号の振幅を演算する振幅演算
手段と、前記周波数演算手段の出力信号に基づいて閾値
電圧を演算する閾値電圧演算手段と、前記振幅演算手段
の出力信号と前記閾値電圧の大小を比較する比較手段
と、を備えたカルマン渦式流量計にすることにより、カ
ルマン渦の周波数信号のみならず、振幅信号を用いるこ
とにより付着物を検出する。
【００１５】第２および第３の発明においては、渦発生
体を通過する流体が起こすカルマン渦を渦検出手段が検
出することにより、前記流体の流量又は流速を測定する
カルマン渦式流量計において、前記渦検出手段の出力信
号を増幅する増幅手段と、前記増幅手段の出力信号と所
定電圧と比較することにより前記増幅手段の出力信号の
第１の周波数に基づく信号を出力する第１の周波数演算
手段と、前記第１の周波数に基づく信号に基づいて前記
所定電圧より高い第１の閾値電圧を演算する第１の閾値
電圧演算手段と、前記第１の周波数に基づく信号に基づ
いて第２の閾値電圧を演算する第２の閾値電圧演算手段
と、前記増幅手段の出力信号と前記第１の閾値電圧と比
較することにより得られる第２の周波数に基づく信号を
出力する第２の周波数演算手段とを有し、加えて前記第
２の閾値電圧と前記第２の周波数演算手段の出力信号を
比較する比較手段、または前記第１の周波数に基づく信
号と前記第２の周波数に基づく出力信号の差に基づく信
号を出力する比較手段を備えたカルマン渦式流量計にす
ることにより、カルマン渦の周波数を２種類の閾値電圧
を用いて演算し、その周波数差に基づいた信号で付着物
を検出する。
体を通過する流体が起こすカルマン渦を渦検出手段が検
出することにより、前記流体の流量又は流速を測定する
カルマン渦式流量計において、前記渦検出手段の出力信
号を増幅する増幅手段と、前記増幅手段の出力信号と所
定電圧と比較することにより前記増幅手段の出力信号の
第１の周波数に基づく信号を出力する第１の周波数演算
手段と、前記第１の周波数に基づく信号に基づいて前記
所定電圧より高い第１の閾値電圧を演算する第１の閾値
電圧演算手段と、前記第１の周波数に基づく信号に基づ
いて第２の閾値電圧を演算する第２の閾値電圧演算手段
と、前記増幅手段の出力信号と前記第１の閾値電圧と比
較することにより得られる第２の周波数に基づく信号を
出力する第２の周波数演算手段とを有し、加えて前記第
２の閾値電圧と前記第２の周波数演算手段の出力信号を
比較する比較手段、または前記第１の周波数に基づく信
号と前記第２の周波数に基づく出力信号の差に基づく信
号を出力する比較手段を備えたカルマン渦式流量計にす
ることにより、カルマン渦の周波数を２種類の閾値電圧
を用いて演算し、その周波数差に基づいた信号で付着物
を検出する。
【００１６】第４および第５の発明においては、渦発生
体を通過する流体が起こすカルマン渦を渦検出手段が検
出することにより、前記流体の流量又は流速を測定する
カルマン渦式流量計において、前記渦検出手段の出力信
号を増幅する増幅手段と、前記増幅手段の出力信号と所
定電圧と比較することにより前記増幅手段の出力信号の
第１の周波数を演算する周波数演算手段と、前記第１の
周波数に基づいて前記所定電圧より高い第１の閾値電圧
を演算する第１の閾値電圧演算手段と、前記第１の周波
数に基づいて第２の閾値電圧を演算する第２の閾値電圧
演算手段と、前記増幅手段の出力信号と前記第１の閾値
電圧と比較することにより第２の周波数に基づく信号が
前記周波数演算手段から出力され、前記第１および第２
の周波数に基づく信号は、それぞれ前記周波数演算手段
の前記第１および第２の閾値電圧を時分割に切り替える
ことにより演算され、加えて前記第２の閾値電圧と前記
第２の周波数演算手段の出力信号を比較する比較手段、
または前記第１の周波数に基づく信号と前記第２の周波
数に基づく出力信号の差に基づく信号を出力する比較手
段を備えたカルマン渦式流量計とすることにより、カル
マン渦の周波数を２種類の閾値電圧を用いて時分割に切
り替えて演算し、その周波数差に対する信号で付着物を
検出する。
体を通過する流体が起こすカルマン渦を渦検出手段が検
出することにより、前記流体の流量又は流速を測定する
カルマン渦式流量計において、前記渦検出手段の出力信
号を増幅する増幅手段と、前記増幅手段の出力信号と所
定電圧と比較することにより前記増幅手段の出力信号の
第１の周波数を演算する周波数演算手段と、前記第１の
周波数に基づいて前記所定電圧より高い第１の閾値電圧
を演算する第１の閾値電圧演算手段と、前記第１の周波
数に基づいて第２の閾値電圧を演算する第２の閾値電圧
演算手段と、前記増幅手段の出力信号と前記第１の閾値
電圧と比較することにより第２の周波数に基づく信号が
前記周波数演算手段から出力され、前記第１および第２
の周波数に基づく信号は、それぞれ前記周波数演算手段
の前記第１および第２の閾値電圧を時分割に切り替える
ことにより演算され、加えて前記第２の閾値電圧と前記
第２の周波数演算手段の出力信号を比較する比較手段、
または前記第１の周波数に基づく信号と前記第２の周波
数に基づく出力信号の差に基づく信号を出力する比較手
段を備えたカルマン渦式流量計とすることにより、カル
マン渦の周波数を２種類の閾値電圧を用いて時分割に切
り替えて演算し、その周波数差に対する信号で付着物を
検出する。
【００１７】第６の発明においては、第１ないし第５の
発明において、比較手段の出力信号を表示する表示手段
を更に備えることにより付着物の付着を使用者に知らし
めるカルマン渦式流量計としている。
発明において、比較手段の出力信号を表示する表示手段
を更に備えることにより付着物の付着を使用者に知らし
めるカルマン渦式流量計としている。
【００１８】第７の発明においては、第１ないし第５の
発明において、比較手段の出力信号を出力する出力手段
を更に備えることにより付着物の付着を外部に出力する
カルマン渦式流量計としている。
発明において、比較手段の出力信号を出力する出力手段
を更に備えることにより付着物の付着を外部に出力する
カルマン渦式流量計としている。
【００１９】
【発明の実施の形態】図６は本発明の１実施例によるカ
ルマン渦式流量計の構成を示すブロック図である。この
カルマン渦式流量計は、渦検出手段３１からの出力信号
を増幅手段３２で増幅する。増幅された信号Ｖａ、は比
較器３３で閾値電圧Ｖｔ０と比較される。比較器３３の
出力信号はパルス信号Ｖｂとなり計数手段であるカウン
タ３４でＶａの周波数（ｆ１とする）に対応する信号Ｖ
ｃが出力される。ここで比較器３３とカウンタ３４で周
波数演算手段３５を構成する。この出力信号に基づいて
変換手段３６により流量が算出され表示手段３７Ａや出
力手段３７Ｂに出力されるとともに、閾値電圧Ｖｔ１が
閾値電圧演算手段３９により決定される。この閾値電圧
Ｖｔ１はＶａの周波数ｆ１に基づいて決定されるもので
あり、周波数ｆ１に対応するときに増幅手段３２から出
力される信号で不着物が無い場合の振幅電圧より低い値
に設定されている。
ルマン渦式流量計の構成を示すブロック図である。この
カルマン渦式流量計は、渦検出手段３１からの出力信号
を増幅手段３２で増幅する。増幅された信号Ｖａ、は比
較器３３で閾値電圧Ｖｔ０と比較される。比較器３３の
出力信号はパルス信号Ｖｂとなり計数手段であるカウン
タ３４でＶａの周波数（ｆ１とする）に対応する信号Ｖ
ｃが出力される。ここで比較器３３とカウンタ３４で周
波数演算手段３５を構成する。この出力信号に基づいて
変換手段３６により流量が算出され表示手段３７Ａや出
力手段３７Ｂに出力されるとともに、閾値電圧Ｖｔ１が
閾値電圧演算手段３９により決定される。この閾値電圧
Ｖｔ１はＶａの周波数ｆ１に基づいて決定されるもので
あり、周波数ｆ１に対応するときに増幅手段３２から出
力される信号で不着物が無い場合の振幅電圧より低い値
に設定されている。
【００２０】また、増幅手段３２の出力信号Ｖａは振幅
電圧演算手段３８によりその振幅電圧Ｖｄが出力され、
上述した閾値電圧Ｖｔ１と比較器４０で比較される。比
較器４０の出力は、安定測定出力手段４１に出力され
る。この安定測定出力手段４１は、外部機器へ信号を出
力する出力手段であってもよいし、ＬＥＤ等の表示灯で
もブザーであってもよい。
電圧演算手段３８によりその振幅電圧Ｖｄが出力され、
上述した閾値電圧Ｖｔ１と比較器４０で比較される。比
較器４０の出力は、安定測定出力手段４１に出力され
る。この安定測定出力手段４１は、外部機器へ信号を出
力する出力手段であってもよいし、ＬＥＤ等の表示灯で
もブザーであってもよい。
【００２１】図６の信号処理を、図７を用いて簡易的に
説明する。図２で説明したように検出信号周波数ｆは流
量Ｑに比例し、振幅電圧Ｖは流量Ｑの２乗に比例して出
力される。
説明する。図２で説明したように検出信号周波数ｆは流
量Ｑに比例し、振幅電圧Ｖは流量Ｑの２乗に比例して出
力される。
【００２２】まず、図７（ａ）の特性図より算出された
周波数ｆ１から流量Ｑ１が算出される。次に、流量がＱ
１である場合は、不純物が付着していないときの出力振
幅電圧曲線Ｃ０から振幅電圧はＶ０でなければならな
い。しかし、渦発生体に不純物が付着している場合は、
振幅電圧がＶ０より小さくなる（例えば、図７（ｂ）の
Ｖ１）。図７（ｂ）において、出力振幅電圧曲線Ｃ０よ
り常に値が小さくなるように閾値電圧Ｖｔ１を曲線Ｃ１
で設定することにより、流量がＱ１である時の振幅電圧
が閾値電圧曲線Ｃ１より小さい場合は（例えばＶ１であ
る場合は）、渦発生体に不純物が付着して測定精度を低
下させているものとして、図６の安定測定出力手段４１
から出力信号を出力する。
周波数ｆ１から流量Ｑ１が算出される。次に、流量がＱ
１である場合は、不純物が付着していないときの出力振
幅電圧曲線Ｃ０から振幅電圧はＶ０でなければならな
い。しかし、渦発生体に不純物が付着している場合は、
振幅電圧がＶ０より小さくなる（例えば、図７（ｂ）の
Ｖ１）。図７（ｂ）において、出力振幅電圧曲線Ｃ０よ
り常に値が小さくなるように閾値電圧Ｖｔ１を曲線Ｃ１
で設定することにより、流量がＱ１である時の振幅電圧
が閾値電圧曲線Ｃ１より小さい場合は（例えばＶ１であ
る場合は）、渦発生体に不純物が付着して測定精度を低
下させているものとして、図６の安定測定出力手段４１
から出力信号を出力する。
【００２３】図７（ｂ）では閾値電圧Ｖｔ１を曲線Ｃ１
として連続的に変化させているが、折れ線であってもよ
い（図６（ｃ））。更に、カルマン渦式流量計は流量の
小さいときには測定精度が非常に悪くなるという特性を
有することを考慮して、誤った出力信号が出力されない
ために、図７（ｄ）に示すように、流量が所定値以下の
場合は、閾値電圧Ｖｔ１を０として安定測定出力手段４
１から出力されないようにしてもよい。
として連続的に変化させているが、折れ線であってもよ
い（図６（ｃ））。更に、カルマン渦式流量計は流量の
小さいときには測定精度が非常に悪くなるという特性を
有することを考慮して、誤った出力信号が出力されない
ために、図７（ｄ）に示すように、流量が所定値以下の
場合は、閾値電圧Ｖｔ１を０として安定測定出力手段４
１から出力されないようにしてもよい。
【００２４】また、閾値電圧演算手段３９、メモリ等の
記憶手段にテーブルによるデータとして予め保存してお
き、ｆ１の値に対応した閾値電圧Ｖｔ１を出力するよう
に構成して実現することができる。この場合、閾値電圧
曲線Ｃ１を自由に設定することができる。
記憶手段にテーブルによるデータとして予め保存してお
き、ｆ１の値に対応した閾値電圧Ｖｔ１を出力するよう
に構成して実現することができる。この場合、閾値電圧
曲線Ｃ１を自由に設定することができる。
【００２５】また演算増幅器を組み合わせて２乗演算回
路を構成することにより図７（ｂ）の閾値電圧曲線Ｃ１
を生成することもできる。即ち、入力信号を対数変換
し、続いて２倍し、更に逆対数変換することにより２乗
変換回路を構成することができる。
路を構成することにより図７（ｂ）の閾値電圧曲線Ｃ１
を生成することもできる。即ち、入力信号を対数変換
し、続いて２倍し、更に逆対数変換することにより２乗
変換回路を構成することができる。
【００２６】図８は本発明の第２の実施例によるカルマ
ン渦式流量計の構成を示すブロック図である。このカル
マン渦式流量計は、渦検出手段３１からの出力信号を増
幅手段３２で増幅する。増幅された信号Ｖａは比較器３
３で閾値電圧Ｖｔ０と比較される。比較器３３の出力信
号はパルス信号Ｖｂとなり計数手段であるカウンタ３４
で渦検出手段３１の出力信号の周波数ｆ１に対する信号
Ｖｃが演算される。この出力に基づいて変換手段３６に
より実際の流量が算出され表示手段３７Ａや出力手段３
７Ｂに出力されるとともに、閾値電圧Ｖｔ２が閾値電圧
演算手段４２により演算される。この閾値電圧Ｖｔ２
は、算出された周波数ｆ１に基づいて決められるもので
あり、増幅器３２から出力される信号で不着物が無い場
合の振幅電圧信号より低く、かつＶｔ０より高い値に設
定されている。従って、閾値電圧Ｖｔ２のときの周波数
ｆ２は閾値電圧Ｖｔ０のときの周波数ｆ１より低くな
る。ここで比較器３３とカウンタ３４で周波数変換手段
３５を構成している。増幅器３２から出力された信号
は、Ｖｔ２が閾値電圧として設定された比較器４３に入
力され、比較器４３の出力信号はカウンタ４４で計数さ
れ、計数された周波数ｆ２に対する信号Ｖｄが出力され
る。Ｖｃに対して決定される閾値電圧Ｖｔ３よりＶｄが
小さいのであれば、比較手段４６により渦発生体または
支持体に不着物が付着しているものと判断し安定測定出
力手段４１に出力する。
ン渦式流量計の構成を示すブロック図である。このカル
マン渦式流量計は、渦検出手段３１からの出力信号を増
幅手段３２で増幅する。増幅された信号Ｖａは比較器３
３で閾値電圧Ｖｔ０と比較される。比較器３３の出力信
号はパルス信号Ｖｂとなり計数手段であるカウンタ３４
で渦検出手段３１の出力信号の周波数ｆ１に対する信号
Ｖｃが演算される。この出力に基づいて変換手段３６に
より実際の流量が算出され表示手段３７Ａや出力手段３
７Ｂに出力されるとともに、閾値電圧Ｖｔ２が閾値電圧
演算手段４２により演算される。この閾値電圧Ｖｔ２
は、算出された周波数ｆ１に基づいて決められるもので
あり、増幅器３２から出力される信号で不着物が無い場
合の振幅電圧信号より低く、かつＶｔ０より高い値に設
定されている。従って、閾値電圧Ｖｔ２のときの周波数
ｆ２は閾値電圧Ｖｔ０のときの周波数ｆ１より低くな
る。ここで比較器３３とカウンタ３４で周波数変換手段
３５を構成している。増幅器３２から出力された信号
は、Ｖｔ２が閾値電圧として設定された比較器４３に入
力され、比較器４３の出力信号はカウンタ４４で計数さ
れ、計数された周波数ｆ２に対する信号Ｖｄが出力され
る。Ｖｃに対して決定される閾値電圧Ｖｔ３よりＶｄが
小さいのであれば、比較手段４６により渦発生体または
支持体に不着物が付着しているものと判断し安定測定出
力手段４１に出力する。
【００２７】図８の信号処理を、図９を用いて簡易的に
説明する。図２で説明したように検出信号周波数ｆは流
量Ｑに比例し、振幅電圧Ｖは流量Ｑの２乗に比例して出
力される。
説明する。図２で説明したように検出信号周波数ｆは流
量Ｑに比例し、振幅電圧Ｖは流量Ｑの２乗に比例して出
力される。
【００２８】まず、図９（ａ）の特性図より算出された
周波数ｆ１から流量Ｑ１が算出される。次に、流量がＱ
１である場合は、不着物が付着していないときの出力振
幅電圧曲線Ｃ０から振幅電圧はＶ０でなければならな
い。図９（ｂ）に示すように出力振幅電圧曲線Ｃ０より
電圧が低くかつ、比較器３３の閾値電圧Ｖｔ０より電圧
の高い閾値電圧Ｖｔ２の曲線Ｃ１が設定されており、こ
の閾値電圧Ｖｔ２で比較器４３でＶａと比較して周波数
ｆ２を演算する。この周波数ｆ２が周波数ｆ１より所定
以上低ければ、付着物が付着しているものとして、安定
測定出力手段から出力信号を出力する。
周波数ｆ１から流量Ｑ１が算出される。次に、流量がＱ
１である場合は、不着物が付着していないときの出力振
幅電圧曲線Ｃ０から振幅電圧はＶ０でなければならな
い。図９（ｂ）に示すように出力振幅電圧曲線Ｃ０より
電圧が低くかつ、比較器３３の閾値電圧Ｖｔ０より電圧
の高い閾値電圧Ｖｔ２の曲線Ｃ１が設定されており、こ
の閾値電圧Ｖｔ２で比較器４３でＶａと比較して周波数
ｆ２を演算する。この周波数ｆ２が周波数ｆ１より所定
以上低ければ、付着物が付着しているものとして、安定
測定出力手段から出力信号を出力する。
【００２９】従って、第２の実施例におけるカルマン渦
式流量計は流量Ｑに対して閾値電圧Ｖｔ２を決定する閾
値電圧演算手段４２（図９（ｂ）の閾値電圧曲線Ｃ１）
と、周波数ｆ１に対する信号Ｖｃに対して、周波数ｆ２
に対する信号Ｖｄと比較する閾値電圧Ｖｔ３を決定する
閾値電圧演算手段４５を備えることにより付着物の付着
を検出する。
式流量計は流量Ｑに対して閾値電圧Ｖｔ２を決定する閾
値電圧演算手段４２（図９（ｂ）の閾値電圧曲線Ｃ１）
と、周波数ｆ１に対する信号Ｖｃに対して、周波数ｆ２
に対する信号Ｖｄと比較する閾値電圧Ｖｔ３を決定する
閾値電圧演算手段４５を備えることにより付着物の付着
を検出する。
【００３０】図９では、閾値電圧Ｖｔ２を曲線Ｃ１とし
て連続的に変化させているが、折れ線であってもよい
（図６（ｃ））。閾値電圧演算手段４２および閾値電圧
演算手段４５は、メモリ等の記憶手段にテーブルによる
データとして予め保存しておき、ｆ１の値に対応した閾
値電圧Ｖｔ２およびＶｔ３を出力するように構成して実
現することができる。この場合、閾値電圧Ｖｔ２および
Ｖｔ３を自由に設定することができる。
て連続的に変化させているが、折れ線であってもよい
（図６（ｃ））。閾値電圧演算手段４２および閾値電圧
演算手段４５は、メモリ等の記憶手段にテーブルによる
データとして予め保存しておき、ｆ１の値に対応した閾
値電圧Ｖｔ２およびＶｔ３を出力するように構成して実
現することができる。この場合、閾値電圧Ｖｔ２および
Ｖｔ３を自由に設定することができる。
【００３１】このように図８の実施例では、増幅手段の
出力信号Ｖａの周波数ｆ１に対する信号Ｖｃにより閾値
電圧Ｖｔ２を決定しているが、図１０のように時分割に
閾値電圧Ｖｔ０とＶｔ２とを切り替えることにより図８
と同様の処理を行うこともできる。図１０の時分割切換
手段５１によりＶｔ０と閾値演算手段５０の出力電圧の
Ｖｔ２を時分割切換手段５１で閾値電圧を切り換える。
閾値電圧Ｖｔ０により演算された増幅手段３２の出力信
号Ｖａの周波数に対する信号Ｖｃにより閾値電圧Ｖｔ２
が設定され、その閾値電圧Ｖｔ２により演算された増幅
手段３２の出力信号Ｖａの周波数に対する信号Ｖｄが演
算される。
出力信号Ｖａの周波数ｆ１に対する信号Ｖｃにより閾値
電圧Ｖｔ２を決定しているが、図１０のように時分割に
閾値電圧Ｖｔ０とＶｔ２とを切り替えることにより図８
と同様の処理を行うこともできる。図１０の時分割切換
手段５１によりＶｔ０と閾値演算手段５０の出力電圧の
Ｖｔ２を時分割切換手段５１で閾値電圧を切り換える。
閾値電圧Ｖｔ０により演算された増幅手段３２の出力信
号Ｖａの周波数に対する信号Ｖｃにより閾値電圧Ｖｔ２
が設定され、その閾値電圧Ｖｔ２により演算された増幅
手段３２の出力信号Ｖａの周波数に対する信号Ｖｄが演
算される。
【００３２】時分割切換手段５１により、閾値電圧演算
手段５２に入力された信号Ｖｃは閾値電圧Ｖｔ３を出力
する。Ｖｔ３およびＶｄは、比較器４６に入力され、互
いに比較される。
手段５２に入力された信号Ｖｃは閾値電圧Ｖｔ３を出力
する。Ｖｔ３およびＶｄは、比較器４６に入力され、互
いに比較される。
【００３３】ＶｄがＶｔ３より小さい場合は、安定測定
出力手段４１から付着物が付着しているものとして出力
信号が出力される。
出力手段４１から付着物が付着しているものとして出力
信号が出力される。
【００３４】図８および図１０においては、出力信号Ｖ
ｃに基づいて閾値電圧Ｖｔ３を演算したが、周波数ｆ
１，およびｆ２の差を直接演算してその周波数差により
安定測定信号出力手段４１に信号を出力させるようにし
てもよい。この時図９においては、周波数がｆ１であっ
たとき閾値周波数ｆ３を設定しておきこの周波数以上の
周波数であれば安定して測定ができているものとしてい
る。従って各周波数に対して閾値となる周波数を設定し
ておけばよい。
ｃに基づいて閾値電圧Ｖｔ３を演算したが、周波数ｆ
１，およびｆ２の差を直接演算してその周波数差により
安定測定信号出力手段４１に信号を出力させるようにし
てもよい。この時図９においては、周波数がｆ１であっ
たとき閾値周波数ｆ３を設定しておきこの周波数以上の
周波数であれば安定して測定ができているものとしてい
る。従って各周波数に対して閾値となる周波数を設定し
ておけばよい。
【図１】カルマン渦式流量計が管に装着された状態を示
す図である。
す図である。
【図２】カルマン渦式流量計の、流量Ｑに対する周波数
ｆおよび振幅Ｖの特性を示す図である。
ｆおよび振幅Ｖの特性を示す図である。
【図３】従来のカルマン渦式流量計の構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図４】カルマン渦式流量計の渦検出手段からの出力信
号波形である。
号波形である。
【図５】カルマン渦式流量計を清掃するための配管の構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図６】本発明の１実施例によるカルマン渦式流量計の
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図７】図６のカルマン渦式流量計の信号処理を説明す
る特性図である。
る特性図である。
【図８】本発明の第２の実施例によるカルマン渦式流量
計の構成を示すブロック図である。
計の構成を示すブロック図である。
【図９】図８のカルマン渦式流量計の信号処理を説明す
る特性図である。
る特性図である。
【図１０】本発明の第３の実施例によるカルマン渦式流
量計の構成を示すブロック図である。
量計の構成を示すブロック図である。
１ カルマン渦式流量計 ２ 管 ３ 渦発生体 ４ 支持体 ５ 圧電素子 ６ コントローラ ７ 圧力センサ ２０、２１、２２ バルブ １１、３１ 渦検出手段 １２、３２ 増幅手段 １３、３３、４０、４３、４６、４８ 比較器 １４、３４、４４、４９ カウンタ １５、３６ 変換手段 １６，３７Ａ 表示手段 １７、３７Ｂ 出力手段 １８、３５、４７、５２ 周波数演算手段 ３９、４２、４５、５０、５２ 閾値電圧演算手段 ４１ 安定測定出力手段 ３８ 振幅電圧演算手段
Claims (7)
- 【請求項１】渦発生体を通過する流体が起こすカルマン
渦を渦検出手段が検出することにより、前記流体の流量
又は流速を測定するカルマン渦式流量計において、 前記渦検出手段の出力信号を増幅する増幅手段と、 前記増幅手段の出力信号の周波数を演算する周波数演算
手段と、 前記増幅手段の出力信号の振幅を演算する振幅演算手段
と、 前記周波数演算手段の出力信号に基づいて閾値電圧を演
算する閾値電圧演算手段と、 前記振幅演算手段の出力信号と前記閾値電圧の大小を比
較する比較手段と、を備えたことを特徴とするカルマン
渦式流量計。 - 【請求項２】渦発生体を通過する流体が起こすカルマン
渦を渦検出手段が検出することにより、前記流体の流量
又は流速を測定するカルマン渦式流量計において、 前記渦検出手段の出力信号を増幅する増幅手段と、 前記増幅手段の出力信号と所定電圧と比較することによ
り前記増幅手段の出力信号の第１の周波数に基づく信号
を出力する第１の周波数演算手段と、 前記第１の周波数に基づく信号に基づいて前記所定電圧
より高い第１の閾値電圧を演算する第１の閾値電圧演算
手段と、 前記増幅手段の出力信号と前記第１の閾値電圧と比較す
ることにより得られる第２の周波数に基づく信号を出力
する第２の周波数演算手段と、 前記第１の周波数に基づく信号と前記第２の周波数に基
づく出力信号の差に基づく信号を出力する比較手段と、
を備えたことを特徴とするカルマン渦式流量計。 - 【請求項３】渦発生体を通過する流体が起こすカルマン
渦を渦検出手段が検出することにより、前記流体の流量
又は流速を測定するカルマン渦式流量計において、 前記渦検出手段の出力信号を増幅する増幅手段と、 前記増幅手段の出力信号と所定電圧と比較することによ
り前記増幅手段の出力信号の第１の周波数に基づく信号
を出力する第１の周波数演算手段と、 前記第１の周波数に基づく信号に基づいて前記所定電圧
より高い第１の閾値電圧を演算する第１の閾値電圧演算
手段と、 前記第１の周波数に基づく信号に基づいて第２の閾値電
圧を演算する第２の閾値電圧演算手段と、 前記増幅手段の出力信号と前記第１の閾値電圧と比較す
ることにより得られる第２の周波数に基づく信号を出力
する第２の周波数演算手段と、 前記第２の閾値電圧と前記第２の周波数演算手段の出力
信号を比較する比較手段と、を備えたことを特徴とする
カルマン渦式流量計。 - 【請求項４】渦発生体を通過する流体が起こすカルマン
渦を渦検出手段が検出することにより、前記流体の流量
又は流速を測定するカルマン渦式流量計において、 前記渦検出手段の出力信号を増幅する増幅手段と、 前記増幅手段の出力信号と所定電圧と比較することによ
り前記増幅手段の出力信号の第１の周波数を演算する周
波数演算手段と、 前記第１の周波数に基づいて前記所定電圧より高い第１
の閾値電圧を演算する第１の閾値電圧演算手段と、 前記第１の周波数に基づいて第２の閾値電圧を演算する
第２の閾値電圧演算手段と、 前記増幅手段の出力信号と前記第１の閾値電圧と比較す
ることにより第２の周波数に基づく信号が前記周波数演
算手段から出力され、 前記第１の周波数に基づく信号と前記第２の周波数に基
づく出力信号の差に基づく信号を出力する比較手段と、 前記第１および第２の周波数に基づく信号は、それぞれ
前記周波数演算手段の前記所定電圧および前記第１の閾
値電圧を時分割に切り替えることにより演算されるこ
と、を特徴とするカルマン渦式流量計。 - 【請求項５】渦発生体を通過する流体が起こすカルマン
渦を渦検出手段が検出することにより、前記流体の流量
又は流速を測定するカルマン渦式流量計において、 前記渦検出手段の出力信号を増幅する増幅手段と、 前記増幅手段の出力信号と所定電圧と比較することによ
り前記増幅手段の出力信号の第１の周波数を演算する周
波数演算手段と、 前記第１の周波数に基づいて前記所定電圧より高い第１
の閾値電圧を演算する第１の閾値電圧演算手段と、 前記第１の周波数に基づいて第２の閾値電圧を演算する
第２の閾値電圧演算手段と、 前記増幅手段の出力信号と前記第１の閾値電圧と比較す
ることにより第２の周波数に基づく信号が前記周波数演
算手段から出力され、 前記第２の閾値電圧と前記第２の周波数に基づく信号を
比較する比較手段と、 前記第１および第２の周波数に基づく信号は、それぞれ
前記周波数演算手段の前記所定電圧および前記第１の閾
値電圧を時分割に切り替えることにより演算されるこ
と、を特徴とするカルマン渦式流量計。 - 【請求項６】前記比較手段の出力信号を表示する表示手
段を更に備えたことを特徴とする請求項１ないし５記載
のカルマン渦式流量計。 - 【請求項７】前記比較手段の出力信号を出力する出力手
段を更に備えたことを特徴とする請求項１ないし５記載
のカルマン渦式流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8134074A JPH09287984A (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | カルマン渦式流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8134074A JPH09287984A (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | カルマン渦式流量計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09287984A true JPH09287984A (ja) | 1997-11-04 |
Family
ID=15119788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8134074A Pending JPH09287984A (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | カルマン渦式流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09287984A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007147418A (ja) * | 2005-11-28 | 2007-06-14 | Oval Corp | 振動伝達手段を備える渦流量計 |
| JP2009243943A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Osaka Gas Co Ltd | 流量計 |
| CN105571658A (zh) * | 2014-11-04 | 2016-05-11 | 因文西斯系统公司 | 包括压力脉冲振幅分析的漩涡流量计 |
-
1996
- 1996-04-19 JP JP8134074A patent/JPH09287984A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007147418A (ja) * | 2005-11-28 | 2007-06-14 | Oval Corp | 振動伝達手段を備える渦流量計 |
| JP2009243943A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Osaka Gas Co Ltd | 流量計 |
| CN105571658A (zh) * | 2014-11-04 | 2016-05-11 | 因文西斯系统公司 | 包括压力脉冲振幅分析的漩涡流量计 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040818 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040831 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050104 |