JPH0124266B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0124266B2 JPH0124266B2 JP56077733A JP7773381A JPH0124266B2 JP H0124266 B2 JPH0124266 B2 JP H0124266B2 JP 56077733 A JP56077733 A JP 56077733A JP 7773381 A JP7773381 A JP 7773381A JP H0124266 B2 JPH0124266 B2 JP H0124266B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- flow velocity
- changeover switch
- temperature compensation
- amplifier
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
- G01P5/08—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring variation of an electric variable directly affected by the flow, e.g. by using dynamo-electric effect
- G01P5/083—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring variation of an electric variable directly affected by the flow, e.g. by using dynamo-electric effect by using electronic circuits for measuring the dynamoelectric effect
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、導電性を有する被測定流体の流速を
被測定流体中φに発生する渦電流に基づいて測定
する渦電流式流速計の改良に関するものである。
被測定流体中φに発生する渦電流に基づいて測定
する渦電流式流速計の改良に関するものである。
第１図は、従来のこの種の装置の検出部を構成
する検出ユニツトDETの一例を示す構成説明図
であつて、CBはコイルボビン、WEXはコイルボ
ビンCBに巻回された励磁コイル、WD1，WD2は励
磁コイルWEXを挟むようにしてコイルボビンCB
に巻回された検出コイルである。
する検出ユニツトDETの一例を示す構成説明図
であつて、CBはコイルボビン、WEXはコイルボ
ビンCBに巻回された励磁コイル、WD1，WD2は励
磁コイルWEXを挟むようにしてコイルボビンCB
に巻回された検出コイルである。
このように構成された検出ユニツトDETを、
コイルボビンCBの中心軸が導電性の被測定流体
の流れの方向Ｆと一致するように流体中に配置さ
れた案内管（図示せず）に挿入し、励磁コイル
WEXに交流信号を加えると、この流体中に渦電流
が発生する。なお、被測定流体によつては、案内
管に挿入することなく、直接被測定流体中に挿入
することもある。この渦電流は、励磁コイルWEX
によつてできる磁束φによるものと、磁束φと流
体の流速とのベクトル積に対応した起電力による
ものとに大別できる。そして、流体がある流速で
移動すると、後者の渦電流にしたがつてできる新
しい磁束が励磁コイルWEXによつてできている主
磁束φと相互に干渉し合い、励磁コイルWEX付近
の磁束分布は第２図実線φに示すような形状から
点線φ′に示すような形状に歪む。ここで、磁束分
布が歪量Δφは被測定流体の流速に対応する。検
出コイルWD1，WD2には、これと鎖交する磁束に
対応した信号e1，e2が発生し、両信号e1，e2の差
を演算することによつて磁束分布の歪み量Δφ、
すなわち被測定流体の流速を求めることができ
る。
コイルボビンCBの中心軸が導電性の被測定流体
の流れの方向Ｆと一致するように流体中に配置さ
れた案内管（図示せず）に挿入し、励磁コイル
WEXに交流信号を加えると、この流体中に渦電流
が発生する。なお、被測定流体によつては、案内
管に挿入することなく、直接被測定流体中に挿入
することもある。この渦電流は、励磁コイルWEX
によつてできる磁束φによるものと、磁束φと流
体の流速とのベクトル積に対応した起電力による
ものとに大別できる。そして、流体がある流速で
移動すると、後者の渦電流にしたがつてできる新
しい磁束が励磁コイルWEXによつてできている主
磁束φと相互に干渉し合い、励磁コイルWEX付近
の磁束分布は第２図実線φに示すような形状から
点線φ′に示すような形状に歪む。ここで、磁束分
布が歪量Δφは被測定流体の流速に対応する。検
出コイルWD1，WD2には、これと鎖交する磁束に
対応した信号e1，e2が発生し、両信号e1，e2の差
を演算することによつて磁束分布の歪み量Δφ、
すなわち被測定流体の流速を求めることができ
る。
第３図は、従来のこの種の装置の一例を示す構
成ブロツク図である。第３図において、１０は検
出部で、第１図で説明した検出ユニツトDETで
構成した例を示したものであり、３分割された励
磁コイルWEX、この励磁コイルWEXの間に巻回さ
れた検出コイルWD1，WD2とで構成されている。
２０は流速信号演算回路で、検出コイルWD1の出
力信号e1と検出コイルWD2の出力信号e2との差を
求める差動演算回路２１と、この差動演算回路２
１の出力信号を整流平滑する整流平滑回路とで構
成されている。３０は流速指示計器で、演算回路
２０に接続されている。４０は正弦波信号を発生
する交流信号発生器で、その出力端は検出部１０
の励磁コイルWEXに接続されている。
成ブロツク図である。第３図において、１０は検
出部で、第１図で説明した検出ユニツトDETで
構成した例を示したものであり、３分割された励
磁コイルWEX、この励磁コイルWEXの間に巻回さ
れた検出コイルWD1，WD2とで構成されている。
２０は流速信号演算回路で、検出コイルWD1の出
力信号e1と検出コイルWD2の出力信号e2との差を
求める差動演算回路２１と、この差動演算回路２
１の出力信号を整流平滑する整流平滑回路とで構
成されている。３０は流速指示計器で、演算回路
２０に接続されている。４０は正弦波信号を発生
する交流信号発生器で、その出力端は検出部１０
の励磁コイルWEXに接続されている。
このように構成した回路によれば、演算回路２
０は、検出コイルWD1，WD2の出力信号e1，e2の
差を求める演算e2−e1を行ない、被測定流体の流
速に関連した流速信号eFを整流平滑して出力する
ことになる。
０は、検出コイルWD1，WD2の出力信号e1，e2の
差を求める演算e2−e1を行ない、被測定流体の流
速に関連した流速信号eFを整流平滑して出力する
ことになる。
しかし、このようにして得られる流速信号eF
は、前述のように被測定流体の流速に対応して歪
む磁束分布の量に基づいたものであつて、検出部
１０の経時変化や被測定流体の成分、温度変化等
の影響を受けやすい。また、この種の装置を、た
とえば原子炉の冷却材の流速検出に用いる場合に
は、検出部１０を冷却材の系統から取り外して校
正することは事実上不可能であり、再調整は困難
である。
は、前述のように被測定流体の流速に対応して歪
む磁束分布の量に基づいたものであつて、検出部
１０の経時変化や被測定流体の成分、温度変化等
の影響を受けやすい。また、この種の装置を、た
とえば原子炉の冷却材の流速検出に用いる場合に
は、検出部１０を冷却材の系統から取り外して校
正することは事実上不可能であり、再調整は困難
である。
本発明は、これらの欠点を解決するものであつ
て、２個の検出コイルの出力信号の和の信号から
これら検出コイルの出力信号の差の信号すなわち
不平衡信号の温度係数に対応した温度補償用信号
を求め、この温度補償用信号を用いて不平衡信号
の温度補償を行なうのにあたつて、不平衡信号の
温度係数の極性および不平衡信号の極性に応じて
適切な温度補償が行なえるようにしたことを特徴
とするものであり、以下、図面を用いて詳細に説
明する。
て、２個の検出コイルの出力信号の和の信号から
これら検出コイルの出力信号の差の信号すなわち
不平衡信号の温度係数に対応した温度補償用信号
を求め、この温度補償用信号を用いて不平衡信号
の温度補償を行なうのにあたつて、不平衡信号の
温度係数の極性および不平衡信号の極性に応じて
適切な温度補償が行なえるようにしたことを特徴
とするものであり、以下、図面を用いて詳細に説
明する。
第４図は、本発明の一実施例を示す回路図であ
つて、１０１〜１０８は増幅器、１０９はたとえ
ば比較器で構成される波形整形回路、１１０はダ
イオードを用いた整流平滑回路、１１１は同期整
流回路、１１２，１１３は出力端子、RV1，RV2
は可変抵抗器、SW1，SW2は切換スイツチであ
る。
つて、１０１〜１０８は増幅器、１０９はたとえ
ば比較器で構成される波形整形回路、１１０はダ
イオードを用いた整流平滑回路、１１１は同期整
流回路、１１２，１１３は出力端子、RV1，RV2
は可変抵抗器、SW1，SW2は切換スイツチであ
る。
交流信号発生器４０の出力端は、抵抗Roを介
して励磁コイルWEXと直列に接続されている。検
出コイルWD1の出力信号e1は増幅器１０１を介し
て増幅器１０４，１０５に加えられ、検出コイル
WD2の出力信号e2は増幅器１０２を介して増幅器
１０４，１０５に加えられている。なお、増幅器
１０１，１０２の増幅率は１とする。増幅器１０
４は出力信号e2とe1の和を演算して被測定流体の
温度に関連した和信号e3を送出し、増幅器１０５
は出力信号e2とe1の差を演算して被測定流体の流
速に関連した差信号e4を送出する。整流平滑回路
１０７は和信号e3を整流平滑するものであり、出
力信号e5は増幅器１０６を介して出力信号e6とし
て出力端子１１２に送出されるとともに可変抵抗
器RV1の一端に加えられる。増幅器１０３は抵抗
Roの両端に発生する電圧を増幅するものであり、
その出力信号e8は波形整形回路１０９に加えられ
ている。波形整形回路１０９は出力信号e8を出力
信号e8と同相の矩形波信号e9に変換する。矩形波
信号e9は同期整流回路１１１に加えられている。
同期整流回路１１１は、差信号e4を矩形波信号e9
にしたがつて同期整流し、出力信号e10を増幅器
１０７の非反転入力（＋）に加える。一方、可変
抵抗器RV1のブラシからは被測定流体の温度に関
連した出力信号e6の一部の信号e7が取り出され、
切換スイツチSW1の可動接点ａに加えられる。切
換スイツチSW1の一方の固定接点ｂは増幅器１０
７の非反転入力端子（＋）と同期整流回路１１１
の出力端子との接続点に接続され、他方の固定接
点ｃは増幅器１０７の反転入力端子（−）に接続
されている。これにより、切換スイツチSW1は、
必要に応じて出力信号e7の極性を反転させること
になる。増幅器１０７の出力信号e11は増幅器１
０８の反転入力端子（−）に加えられるとともに
切換スイツチSW2の一方の固定接点ｂに加えられ
ている。切換スイツチSW2の他方の固定接点ｃは
増幅器１０８の非反転入力端子（＋）に接続さ
れ、可動接点ａは可変抵抗器RV2のブラシに接続
されている。可変抵抗器RV2の一端は共通電位点
に接続され、他端は固定抵抗R1を介して電源端
子−Ｅに接続されるともにツエナーダイオードＤ
のアノードに接続されている。ツエナーダイオー
ドＤのカソードは共通電位点に接続されている。
電源端子−Ｅはたとえば−15Vが加えられる。す
なわち、ツエナーダイオードＤのツエナー電圧
e12は可変抵抗器RV2で分圧され、分圧信号e13は
切換スイツチSW2の可動接点ａに加えられてい
る。ここで、切換スイツチSW2は、必要に応じて
可変抵抗器RV2のブラシから取り出されるツエナ
ー電圧e12の分圧信号e13の極性を反転させること
になる。増幅器１０８の出力信号e14は、出力端
子１１３に送出される。
して励磁コイルWEXと直列に接続されている。検
出コイルWD1の出力信号e1は増幅器１０１を介し
て増幅器１０４，１０５に加えられ、検出コイル
WD2の出力信号e2は増幅器１０２を介して増幅器
１０４，１０５に加えられている。なお、増幅器
１０１，１０２の増幅率は１とする。増幅器１０
４は出力信号e2とe1の和を演算して被測定流体の
温度に関連した和信号e3を送出し、増幅器１０５
は出力信号e2とe1の差を演算して被測定流体の流
速に関連した差信号e4を送出する。整流平滑回路
１０７は和信号e3を整流平滑するものであり、出
力信号e5は増幅器１０６を介して出力信号e6とし
て出力端子１１２に送出されるとともに可変抵抗
器RV1の一端に加えられる。増幅器１０３は抵抗
Roの両端に発生する電圧を増幅するものであり、
その出力信号e8は波形整形回路１０９に加えられ
ている。波形整形回路１０９は出力信号e8を出力
信号e8と同相の矩形波信号e9に変換する。矩形波
信号e9は同期整流回路１１１に加えられている。
同期整流回路１１１は、差信号e4を矩形波信号e9
にしたがつて同期整流し、出力信号e10を増幅器
１０７の非反転入力（＋）に加える。一方、可変
抵抗器RV1のブラシからは被測定流体の温度に関
連した出力信号e6の一部の信号e7が取り出され、
切換スイツチSW1の可動接点ａに加えられる。切
換スイツチSW1の一方の固定接点ｂは増幅器１０
７の非反転入力端子（＋）と同期整流回路１１１
の出力端子との接続点に接続され、他方の固定接
点ｃは増幅器１０７の反転入力端子（−）に接続
されている。これにより、切換スイツチSW1は、
必要に応じて出力信号e7の極性を反転させること
になる。増幅器１０７の出力信号e11は増幅器１
０８の反転入力端子（−）に加えられるとともに
切換スイツチSW2の一方の固定接点ｂに加えられ
ている。切換スイツチSW2の他方の固定接点ｃは
増幅器１０８の非反転入力端子（＋）に接続さ
れ、可動接点ａは可変抵抗器RV2のブラシに接続
されている。可変抵抗器RV2の一端は共通電位点
に接続され、他端は固定抵抗R1を介して電源端
子−Ｅに接続されるともにツエナーダイオードＤ
のアノードに接続されている。ツエナーダイオー
ドＤのカソードは共通電位点に接続されている。
電源端子−Ｅはたとえば−15Vが加えられる。す
なわち、ツエナーダイオードＤのツエナー電圧
e12は可変抵抗器RV2で分圧され、分圧信号e13は
切換スイツチSW2の可動接点ａに加えられてい
る。ここで、切換スイツチSW2は、必要に応じて
可変抵抗器RV2のブラシから取り出されるツエナ
ー電圧e12の分圧信号e13の極性を反転させること
になる。増幅器１０８の出力信号e14は、出力端
子１１３に送出される。
これらの動作を、式を用いて説明する。
増幅器１０７の出力信号e11は、切換スイツチ
SW1の可動接点ａが固定接点ｂに接続されている
状態では、 e11＝e10＋e7 (1) となり、可動接点ａが固定接点ｃに接続されてい
る状態では、 e11＝e10−e7 (2) となる。また、増幅器１０８の出力信号e14は、
切換スイツチSW2の可動接点ａが固定接点ｂに接
続されている状態では、 e14＝−e11−e13 (3) となり、可動接点ａが固定接点ｃに接続されてい
る状態では、 e14＝−e11＋e13 (4) となる。
SW1の可動接点ａが固定接点ｂに接続されている
状態では、 e11＝e10＋e7 (1) となり、可動接点ａが固定接点ｃに接続されてい
る状態では、 e11＝e10−e7 (2) となる。また、増幅器１０８の出力信号e14は、
切換スイツチSW2の可動接点ａが固定接点ｂに接
続されている状態では、 e14＝−e11−e13 (3) となり、可動接点ａが固定接点ｃに接続されてい
る状態では、 e14＝−e11＋e13 (4) となる。
これら各式における可変抵抗RV1の出力信号e7
および可変抵抗器RV2の出力信号e13の大きさは、
各検出器の温度T1，T2における流速が零の場合
の不平衡電圧E1，E2の大きさを予め特性試験に
より求めておくことにより、設定することができ
る。第５図は、これらの関係の一例を示す特性図
であつて、横軸は温度Ｔを示し、縦軸は不平衡電
圧Ｅを示している。第５図から明らかなように、
単位温度当りの不平衡電圧の変化、すなわち、不
平衡電圧の温度係数αは、 α＝（E2−E1）／（T2−T1） (5) となる。一方、第４図における和信号e3の大きさ
は、第６図に示すように、温度Ｔの変化に応じて
直線的に変化する。したがつて、この和信号e3を
分圧することにより、第(5)式および第５図に示し
た温度係数αに対応した補償信号e7を得ることが
できる。この補償信号e7を用いることにより、第
５図における不平衡電圧Ｅの温度係数αを除去す
ることができ、温度Ｔに依存しない一定の大きさ
の残留信号E1が得られる。この残留信号E1に対
応した補償信号e13は、ツエナーダイオードＤの
ツエナー電圧e12を可変抵抗器RV2で分圧するこ
とにより得ることができる。この補償信号e13を
用いることにより、第５図における残留信号E1
を除去することができ、増幅器１０８からは、温
度Ｔによつて零点が変化しない流速信号e14が送
出されることになる。
および可変抵抗器RV2の出力信号e13の大きさは、
各検出器の温度T1，T2における流速が零の場合
の不平衡電圧E1，E2の大きさを予め特性試験に
より求めておくことにより、設定することができ
る。第５図は、これらの関係の一例を示す特性図
であつて、横軸は温度Ｔを示し、縦軸は不平衡電
圧Ｅを示している。第５図から明らかなように、
単位温度当りの不平衡電圧の変化、すなわち、不
平衡電圧の温度係数αは、 α＝（E2−E1）／（T2−T1） (5) となる。一方、第４図における和信号e3の大きさ
は、第６図に示すように、温度Ｔの変化に応じて
直線的に変化する。したがつて、この和信号e3を
分圧することにより、第(5)式および第５図に示し
た温度係数αに対応した補償信号e7を得ることが
できる。この補償信号e7を用いることにより、第
５図における不平衡電圧Ｅの温度係数αを除去す
ることができ、温度Ｔに依存しない一定の大きさ
の残留信号E1が得られる。この残留信号E1に対
応した補償信号e13は、ツエナーダイオードＤの
ツエナー電圧e12を可変抵抗器RV2で分圧するこ
とにより得ることができる。この補償信号e13を
用いることにより、第５図における残留信号E1
を除去することができ、増幅器１０８からは、温
度Ｔによつて零点が変化しない流速信号e14が送
出されることになる。
なお、上記実施例では、不平衡電圧の温度特性
を１次の直線で近似する場合について説明した
が、２次以上の高次の関数で近似することが必要
な場合には出力信号e6を一旦関数発生器に入力
し、関数発生器から信号e6の大きさに対応した高
次の温度補償関数信号を発生させ、この補償信号
を用いて補償を行なえばよい。これにより、より
高精度の測定が行なえる。
を１次の直線で近似する場合について説明した
が、２次以上の高次の関数で近似することが必要
な場合には出力信号e6を一旦関数発生器に入力
し、関数発生器から信号e6の大きさに対応した高
次の温度補償関数信号を発生させ、この補償信号
を用いて補償を行なえばよい。これにより、より
高精度の測定が行なえる。
なお、上記実施例では、いわゆる３コイル形の
検出部を用いる例について説明したが、これに限
るものではない。また、コイルは単層巻であつて
も多層巻であつてもよく、鉄心の有無や案内管の
有無に拘らず同様の効果が得られる。
検出部を用いる例について説明したが、これに限
るものではない。また、コイルは単層巻であつて
も多層巻であつてもよく、鉄心の有無や案内管の
有無に拘らず同様の効果が得られる。
以上説明したように、本発明によれば、温度変
化による零点変動の影響を受けることなく、高精
度の流速測定が行なえ、各種の導電性流体の測定
に好適である。
化による零点変動の影響を受けることなく、高精
度の流速測定が行なえ、各種の導電性流体の測定
に好適である。
第１図は従来のこの種の装置の検出部を構成す
る検出ユニツトの一例を示す構成説明図、第２図
はその動作説明図、第３図は従来の装置の一例を
示す構成ブロツク図、第４図は本発明の一実施例
を示す回路図、第５図、第６図は本発明の動作を
説明するための特性図である。 １０……検出部、４０……交流信号発生器、１
０１〜１０８……増幅器、１０９……波形整形回
路、１１０……整流平滑回路、１１１……同期整
流回路、１１２，１１３……出力端子、RV1，
RV2……可変抵抗器、SW1，SW2……切換スイツ
チ。
る検出ユニツトの一例を示す構成説明図、第２図
はその動作説明図、第３図は従来の装置の一例を
示す構成ブロツク図、第４図は本発明の一実施例
を示す回路図、第５図、第６図は本発明の動作を
説明するための特性図である。 １０……検出部、４０……交流信号発生器、１
０１〜１０８……増幅器、１０９……波形整形回
路、１１０……整流平滑回路、１１１……同期整
流回路、１１２，１１３……出力端子、RV1，
RV2……可変抵抗器、SW1，SW2……切換スイツ
チ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 導電性を有する被測定流体の流れ方向に沿つ
て交流信号が印加される励磁コイルとこの励磁コ
イルの近傍に少なくとも２個の検出コイルが配置
された検出部を用い、任意の２個の検出コイルの
出力信号の差の信号に基づいて被測定流体の流速
に関連した流速信号を求めるとともに前記任意の
２個の検出コイルの出力信号の和の信号から流速
信号の温度係数に対応した温度補償用信号を求
め、この温度補償用信号を用いて流速信号の温度
補償を行なうように構成された渦電流式流速計に
おいて、 可動接点に前記温度補償用信号が加えられる第
１の切換スイツチと、 非反転入力端子に前記流速信号が加えられると
ともに前記第１の切換スイツチの一方の固定接点
が接続され、反転入力端子に前記第１の切換スイ
ツチの他方の固定接点が接続された第１の増幅器
と、 可動接点に前記流速が零の状態における残留流
速信号を補償するための直流電圧が加えられる第
２の切換スイツチと、 非反転入力端子に前記第１の増幅器の出力信号
が加えられるとともに前記第２の切換スイツチの
一方の固定接点が接続され、反転入力端子に前記
第２の切換スイツチの他方の固定接点が接続され
た第２の増幅器を設け、 これら第１、第２の切換スイツチの可動接点を
前記流速信号の温度係数の極性および残留流速信
号の極性に応じて切り換えることにより流速信号
の温度補償を行なうことを特徴とする渦電流式流
速計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7773381A JPS57192872A (en) | 1981-05-22 | 1981-05-22 | Eddy current type flow velocity meter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7773381A JPS57192872A (en) | 1981-05-22 | 1981-05-22 | Eddy current type flow velocity meter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57192872A JPS57192872A (en) | 1982-11-27 |
| JPH0124266B2 true JPH0124266B2 (ja) | 1989-05-10 |
Family
ID=13642100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7773381A Granted JPS57192872A (en) | 1981-05-22 | 1981-05-22 | Eddy current type flow velocity meter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57192872A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020213219A1 (ja) | 2019-04-19 | 2020-10-22 | サカタインクス株式会社 | 水性インクジェット用インク組成物、印刷物、およびインクジェット印刷方法 |
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| JPS5087078A (ja) * | 1973-11-30 | 1975-07-12 |
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Patent Citations (1)
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