JPS6138420A - 渦流量計プリアンプ - 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】 抜４北見 本願発明は、渦流量計における渦信号を検出。

増幅、演算するプリアンプの改良に関する。

従米艮生 渦流量計は、カルマン渦周波数が流速に比例することを
利用するものであることは周知であるが、渦の検出方法
として、渦発生に伴なう放熱を抵抗変化として、或いは
、渦による変動圧力を抵抗変化等として検出する他励方
式のものがある。このような方式においては、渦の検出
出力は被測定流体の流速によって変化するが、更に被測
定流体の温度、密度及び環境温度、検出器に印加する電
圧等に大きく影響されて変化する。ま−た、検出素子も
品質においてばらつき、一定のものが得がたいため、検
出信号を統一する必要上、流量検出器に供給する電圧又
は電流を渦流量計の仕様に従って変更することができる
よう半固定式の設定を行っていた。

また、渦信号は、増幅整形され、パルス信号として出力
されるが、このパルス信号は流量の重みをもち、通常、
これをメータ係数と呼んでいるが、このメータ係数は流
量計の口径の相違により異るため、実測により求めて設
定している。即ち、メータ係数を求めるため、すべての
渦流量計に実演を流して検定するという手数と費用を要
した。

更にまた、渦の発生は乱流域の中でおこり、多数の乱流
渦が重畳するため、渦信号の中には数多くの周波数成分
をもった雑音が含まれている。これらの雑音は、ローパ
スフィルタ（ＬＰＦ）とバイパスフィルタ（ＨＰＦ）と
を縦続接続してなるバンドパスフィルタ（Ｂ　Ｐ　Ｆ）
により除去するが、流量計の口径と渦発生体の代表長さ
の比をほぼ一定とした渦流量計においては、渦周波数は
口径に逆比例して変化する。小ロ径〜大ロ径の広範囲の
口径では周波数範囲も広く、この周波数に亘って適用で
きる遮断周波数をもつバンドパスフィルタを得ることは
困難であるので、適用周波数を数段階に分類し、流量計
口径、流量範囲等の仕様に基づいて選択するという不便
があった。

■−−血 本発明は、上述のごとき従来技術の欠点を解決するため
になされたもので、渦検出素子に供給する電圧又は電流
を環境、その他必要な条件の相違に拘わらず最適条件の
設定する機能、渦流量計の主要方法により限定されるメ
ータ係数を算出する機能、該メータ係数をもつ渦周波数
範囲に適合するトランキングフィルタの遮断周波数を選
択する機能、および必要に応じて上記で設定されたパラ
メータを表示できる機能を有する渦流量計のプリアンプ
を提供するものである。

璽−一處 第１図は、本発明による流量計プリアンプの一実施例を
説明するための構成図で、図中、ｌＯは被測定流体が流
れる流路管、２０はプリアンプで、流路管ｌＯ内には、
周知のデルタメータ１１が配設され、また、被測定流体
の圧力、温度等を検出する圧力センサ１２．温度センサ
１３が設けられている。また、ブリアじプ２０は、専用
ＬＳＩ２１、デルタメータ用定電圧又は定電流電源２２
、デルタメータの出力信号を増幅するアンプ２３゜フィ
ルタ２４、ＡＧＣ付プログラマブルフィルタ２５、モノ
マルチ２６，２７．マルチ型Ａ／Ｄ変換器２８、定電圧
、定電流源２９．バックアップ電源３０、コントロール
スイッチ３１９表示部３２、バッファ３３．Ｄ／Ａ変換
回路３４．電源電圧２周囲環境温度等を検出する検出器
３５等から成り、専用ＬＳ　Ｉ　２１は、圧力センサ１
２、温度センサ１３、検出器３５等からの信号が入力さ
れ、メータ電源２２の電圧又は電流を制御してデルタメ
−１１１の感度を自動調整し、これにより、被測定流体
の物性に対する感度を自動調整する。デルタメータ１１
からの検出信号はアンプ２３を通してＡＧＣ付プログラ
マブルフィルタ２５に加えられ、該ＡＧＣ付プログラマ
ブルフィルタ２５において、コントロールスイッチ３１
により流量計口径と流体の種類等をパラメータとしてＬ
ＳＩ２１に設定する。例えば、パラメータとして流量計
口径に応じて１，２．３・・・・・・とか、流体の種類
としてガス、液体、蒸気を各々Ｇ、Ｌ、Ｓとして設定す
るか、それらの密度をスカする。これらの設定は１口径
の大きさにより渦周波数が変化し、流体の種類の相異に
よりアンプの増幅度を制御する必要があるためである。

例えば、ＬＳ　Ｉ　２１では、口径の設定によりフィル
タ２４で示されるローパスフィルタを通って入力される
渦周波数に対する最適遮断周波数帯域、即ち、ローパス
フィルタとバイパスフィルスの折点周波数を自動算出し
てプログラマブルフィルタ２５へ自動的に設定する。

また、流体の種類により、渦信号出力を最適値にする増
幅度を制御する。渦信号の大きさは密度に比例するので
密度が基準値ρ０でしめされる場合は密度ρ０により補
正するが、ガス体の場合のように圧力Ｐ、湿温度により
密度ρが変化する場合では、 （但し、ＴＯ＋ＰＯは基準値での温度、圧力）を算出し
た密度ρにより増幅度を補充する。

また、渦流量計の渦信号当りの流量をしめずメータ係数
が実測値で示される場合は、該メータ係数を設定すれば
よいが、実測値がない場合、流量計の口径寸法り、渦発
生体の代表長さｄでしめされる各々の実測値からデルタ
数δを として、メータ係数Ｋを に＝δＤ３　　　　　　　　・・・・・・（３）を適用
して専用ＬＳＩによりメータ係数Ｋを算出し、更にデシ
マル流量パルスとして出力する。尚。

Ｓはストロ−ハル数であり、レイノルズ数の所定範囲内
で一定値をもつ無次元数である。また、デルタ数は、第
３図にしめすようにｄ／Ｄに関し。

ｄ／Ｄ＝０．２５で検値をもつ曲線でしめされ、このデ
ルタ数δに対する流量誤差は、第４図にしめすようにｄ
／Ｄ＝０．２８のところで殆ゼロとなる。

上述のようにして、最適制御されたメータ信号は、専用
ＬＳＩ２１に供給され、表示部３２に表示され、又は、
バッファ３３を通して或いはＤ／Δ変換回路３４を通し
て出力されるが１表示部３２の読み出しは、コントロー
ルスイッチ３１によって行われる。このコントロールス
イッチ３１は、前述のように、プログラマブルフィルタ
２５への入力、表示部３２の読み出し、センサ電圧又は
電流値、流量、メータファクター等の制御値及びセット
値を入力するために使用される。

肱−−１ 以上の説明から明らかなように、本発明によると、デル
タメータに供給する電圧又は電流を被測定流体及び周囲
の環境条件等の変化にかかわらず常に最適条件に設定す
る機能、デルタメータの主要寸法によってメータ係数を
算出する機能、該メータ係数をもつ渦周波数範囲に適合
するトラッキングフィルタの遮断周波数を決定する機能
、及び、上述のごとくして設定、算出、或いは決定され
たデータを表示する機能等種々の機能を有する渦流量計
のプリアンプを提供することができる。更には、渦発生
体の代表長さｄと管路径りを専用ＬＳＩに入力し、該Ｌ
ＳＩにて、ｄ／Ｄを求めることにより実験によらずデル
タ数δを求めることができ、デルタメータのメータ係数
補正を容易に行うことができる渦流量計用のプリアンプ
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を説明するための電気的ブ
ロック線図、第２図は、デルタメータの一例を説明する
ための図、第３図は、渦発生体の代表長さｄと管路径り
との比ｄ／Ｄとデルタ数δとの関係を示す図、第４図は
、ｄ／Ｄと誤差の関係を示す図である。 １・・・渦発生体、１０・・・流路管、１１・・・デル
タメータ、２０・・・プリアンプ、２１・・・専用ＬＳ
Ｉ、２２・・・定電圧又は定電流源、２３・・・アンプ
、２５・・・プログラマブルフィルタ、３１・・・コン
トロールスイッチ、３２・・・表示部。 第１図 第　２　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、渦流量計プリアンプの設置環境条件、被測定流
   体の温度信号、圧力信号等を入力して流量検出器に供給
   する電圧、電流を調整する自動感度調整機能と、渦流量
   計における実口径と渦発生体の代表寸法を入力してメー
   タ係数を算出するメータ係数演算機能と、上記渦流量計
   の口径と被測定流体の種類を入力して渦信号を基本周波
   数とするアクティブバンドパスフィルタの遮断周波数を
   設定する制御機能と、上記流量検出器に供給する電圧電
   流値、メータ係数等を選択表示する表示機能とを具備し
   たことを特徴とする渦流量計プリアンプ。
2. （２）、上記メータ係数演算機能は、渦流量計の実口径
   Ｄと渦発生体の流れに対向する幅ｄとの比Ａをパラメー
   タとして算出するストローハル数Ｓを含むデルタ数δを
   定め、メータ係数Ｋを Ｋ＝δＤ＾３ により算出することを特徴とする特許請求の範囲第（１
   ）項に記載の渦流量計プリアンプ。