JPS59116016A - 渦発生型流量計において使用されるセンサ用のブリツジ励起 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、渦発生（離脱）型流量計（ｖｏｒｔｅｘｓｈ
ｅｄｄｉｎｇ　ｆｌｏｗ　ｍｅｔｅｒ　）用の電気回路
に関するものであり、特には渦発生型流量計に接続され
るセンサをエネルギー消費及び昇温を軽減するよう動作
せしめる方法及びそれに有用な回路に関係する。

渦流発生型流量計は流路中にブラツフ物体（ｂｌ’ｕｆ
ｆ　ｂｏｄｙ　）　　と呼ばれる非流線形障害物を配す
ることにより流体の容積流量を測定するのに利用される
。流動中の流体が障害物の同りで分離する際、障害物の
下流に一方側から他方側へと交互して渦が自然に発生す
る。巣位時間当りのこれら渦の数は容積流量に正比例す
る。従って、渦の数を計数することによって流量のめや
すを提供することができる。

これら渦の通過を検知するのに、６渦の通過に伴って変
化する一つの抵抗体或いは他の素子を具備するブリッジ
回路を利用することが知られている。回路素子は、こう
して感知された渦の通過を計数しそして被測定流体の流
量に比例する信号を提供するようブリッジ回路に接続さ
れている。

変圧器がブリッジの一方側を伺勢しそしてブリッジの他
方側から信号を取出すのに使用されている。大きな付勢
電圧が使用される時、センサブリッジは昇温しそしてド
リフトにより精度を失う傾向を示しそしてまた有用寿命
を損ってしまう。更に、多くの送信器用途は連続ベース
でこの高い出力を利用しえない。

本発明は、渦発生型流量計において使用される感知用ブ
リッジを付勢しそしてそこからの信号を感知する為の改
善された方法及び回路の提供を目的とする。

ブリッジを連続的に付勢するよりむしろ、Ａ、ｃ。

信号を使用して広い時間間隔を置かれた個々の単一サイ
クルパルスバーストにおいてブリッジセンサを作動せし
めるのが有益であることが見出された。従って、センサ
は個々のパルスバースト期間中のみ渦の通過を感知する
よう付勢されて、センサに低い平均電力しか与えず、以
ってセンサは製品寿命を増大した安定な状態に保持され
る。

従って、本発明の目的は、渦発生頻度に応じて変化する
出力を有する付勢可能なセンサ部材を有する渦発生型流
量計センサを動作する方法を提供することであり、これ
はＡ、Ｃ０，１サイクルバースト中のみセンサ部材を付
勢し、これらバーストが各バーストの時間より長い時間
間隔を１δかれるようにすることから成る。

センサは高いピーク出力において付勢されるから、感度
が改善される。これは感度はピーク駆動出力に直接的に
関係するからである。これが本発明の主たる目的を実現
する。

本発明のまた別の目的は、渦発生膠層に応じて状態を変
えるセンサと、Ａ、Ｃ，単一サイクルバーストを各バー
ストの時間より大きな時間間を置いてセンサに適用する
為の手段を具備する、前記センサに連結される付勢回路
と、渦発生頻度に相当する信号を発生する為前記センサ
に連結されるセンサ回路とを包含する渦発生型流量計を
提供することである。

接地相互作用を防止する為センサと出力回路との間の絶
縁を提供することもまた別の目的である。

本発明の更に別の目的は、設計が簡単であり、構造にお
いて堅牢でありそして経済的に作製しうる渦発生型流量
計用のセンサ回路を提供することである。

ここで図面を参照すると、第１図は、本発明を実施する
のに使用されうる代表的回路を示す。全体を番号１０で
表示されるブリッジは４つの抵抗体Ｒ１〜１（４から構
成される。ブリッジは、渦発生型流量計のブラツフ物体
を横切っての渦の通過を感知する為の歪ゲージとして使
用される。

抵抗体の一つＲ１はブリッジの能動素子として働きそし
て抵抗を変えることにより渦の通湯に感応する。別の抵
抗体、例えばＲ４がダミーの抵抗体として作用し゛そし
て周知の態様で２つのバランス用抵抗体Ｒ２及びＲ３と
協働する。

ブリッジ付勢変圧器Ｔ１は、ブリッジ１０の北及び南端
子１４及び１６間に接続される一方側のコイル１２を備
えている。付勢変圧器Ｔ１の他方（［１のコイル２０は
２つのトランジスタＱ１及びＱ２のコレクタに接続され
る。トランジスタＱ１及びＱ２のエミッタは、回路共通
点２２に接続される。トランジスタＱ１及びＱ２のペー
スは端子２４及び２６にそれぞれ第６及び４図にそれぞ
れ示されるように適用される第１及び第２付勢信号によ
り励起される。これら付勢信号は第２図の波形の上半分
及び下半分サイクルに関連する。

ブリッジ１０の東及び西端子は絶縁信号変圧器Ｔ２　　
の−刃側コイル２８の両端に接続される。ブリッジ１０
から受取られた信号は変圧器Ｔ２の他方側コイル３０に
よりサンプルアンドホールド回路３２に供給される。サ
ンプルアンドホールド回路３２は差動増巾器３４の２つ
の入力に接続される第１及び第２スイツチＳ１及びＳ２
を含んでいる。スイッチＳ　及びＳ２はコンデンサＣ７
及びＣと関連して動作して変圧器Ｔ２からの出力信号の
全波整流作用を提供する。差動増巾器は回路共通基準信
号を提供しそしてコンデンサＣ１及びコンデンサＣ２に
おける信号間の差を示す出力を有する。その場合、増巾
器６４の出力における波形は渦頻度のサンプリング様相
を表し、第２図のピークにより決定された間隔でサンプ
ルは採られる。

第３及び４図は、トランジスタＱ１及びＱ２を付勢する
為端子２４及び２６に適用されるＡ、Ｃ，信号の波形を
示す。４０及び４２で表示されるＡ、Ｃ。

信号は、大きな間隔の単一サイクルバースト４４及び４
６から成る。斯うして、１０％の代表的衝撃係数が端子
２４．２６に適用されるブリッジ付勢電圧に与えられる
。ブリッジ付勢の頻度は測定されるべき最大渦発生摺度
の少くとも５倍、好ましくは１０倍であるよう選択され
る。斯うして、ブリッジ１０の形でのセンサは単一サイ
クルにおいてそして広い間隔のバーストにおいてゲート
オンとされる。これは約１０：１の増太せる付勢水準を
可能とし同時に既知の４〜２０ｍＡ二線式送信器用途に
より指定されるような低いａｔ力方式での作動を許容す
る。

本発明はまた、低いが連続した付勢水準を使用する場合
におけるより代表的に１０倍高いブリッジ付勢水準を追
加的昇温問題を導入することなく可能とする。

従って、代表的に１０倍の感度向上が低衝撃係数スイッ
チング技術により得られる。加えて、サンプルアンドホ
ールド回路の全波作用に対して２倍の増加が得られそし
て信号路変圧器は代表的に単一電圧における５倍の増加
に寄与する。

以上、本発明について説明したが、本発明の精神内で多
くの改変を為しうろことを銘記されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明において使用される回路の概略図、第２
図は第１図の回路におけるブリッジに適用される代表的
波形を示す波形図、第３図は第１図の回路の入力２４に
適用される付勢用波形を示す波形図、そして第４図は同
じく入力点２６に適用されるものの波形図である。 １０：　ブリッジ ｉｔ、〜Ｒ４：抵抗体 １゛：　　ブリッジ付勢用変圧器 １２．２０：コイル Ｑｌ、Ｑ２：トランジスタ ′ｒ　：　絶縁変圧器 ２８．３０：コイル ３２：　アンプルアンドホールド回路 ６４：　差動増巾器 Ｓ　　、Ｓ：　　スイッチ １２ Ｃ、Ｃ：　　コンデンサ ２ 代理人の氏名　　倉　内　基　弘 同　　　　　　　倉　　橋　　　　　暎図面の浄書（内
容に変更なし） 手続袖正他（方式） ％式％ 事件の表示　昭和５７年　特願第２２３１４（］　　号
発明の名称　渦発生型流量計において使用されるセンサ
用のブリッジ励起 補正をする者 事件との関係　　　　　　　　　　　特許出願人代理人 住　所　　　　　　　　　　同　　　　　」二□□＼ 補正の対象 願書０発期渚−１甲顧大の欄 ４男細書り発明の名称−特許請求の範囲一・発明−の訂
爛１１−な累色明号欄・−委任状及びその訳文　　　　
　　　　　　　　各１通図面　　　　　　　　　　１通 （ｉｌ）正の内容　　別紙の通り 図面の浄書（内容に変更なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）渦発生頻度において変化する出力を発生する付勢可
   能なセンサ部材を具備する渦発生式センサ回路を動作す
   る方法であって、前記センサ部材を単一サイクルＡ、Ｃ
   、バースト中のみ付勢し、その際バーストの時間間隔が
   各バーストの期間より大きくなるようにすることを特徴
   とする前記渦発生式センサ動作方法。 ２）　　Ａ、Ｃ，バーストが１０％の衝撃係数を持つよ
   う選釈される特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３）センサ回路が付勢コイルを具備する付勢変圧器を含
   み、コイルの一端を付勢することにより決定される各バ
   ーストの正の半サイクルとコイルの他端を付勢すること
   により決定される各バーストの負の半サイクルを適用す
   る特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４）　　Ａ、Ｃ０単一サイクルバーストの周期が渦発生
   頻度の最大値の少くとも５倍であるようう１択される特
   許請求の範囲第１項記載の方法。 ５）渦発生頻度と共に状態を変化するセンサと、センサ
   を付勢して渦発生頻度と共にその状態を変えるべくセン
   サにＡ、Ｃ，単一ザイクルバーストを各バーストの時間
   より長い時間間隔を置いて適用する為の手段を有するセ
   ンサの入力側に接続される付勢回路と、 センサがその状態を変化する割合に対応する信号を発生
   する為センサの出力側に接続される出力回路と を包含する渦発生型流量計回路。 ６）センサが渦発生頻度と共にその状態を変化する少く
   とも一つの素子とバランス用素子を具備するブリッジか
   ら成り、付勢回路がブリッジに接続される出力側コイル
   と入力側コイルを有するブリッジ付勢変圧器から成り、
   付勢手段が入力側コイルの一端に各バーストの正の牛サ
   イクルをそしてコイルの他端に各バーストの角の半サイ
   クルを適用しうるようになっている特許請求の範囲第５
   項記載の回路。 ７）付勢手段が入力側コイルの一端に接続される第１ト
   ランジスタと入力側コイルの他端に接続される第２トラ
   ンジスタから成り、該トランジスタの各々が各バースト
   の正及び負半サイクルを決定するよう連結されうるベー
   スをそれぞれ含んでいる特許請求の範囲第６項記載の回
   路。 ８）出力回路がブリッジに接続される入力側コイルと出
   力側コイルを具備する絶縁変圧器と、出力コイルに接続
   されるサンプルアンドホルダー回路と、該サンプルアン
   ドホルダー回路に接続される差動増巾器を包含している
   特許請求の範囲第７項記載の回路。