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JPH08338750A - Converter of mass flowmeter - Google Patents

Converter of mass flowmeter

Info

Publication number
JPH08338750A
JPH08338750A JP14772195A JP14772195A JPH08338750A JP H08338750 A JPH08338750 A JP H08338750A JP 14772195 A JP14772195 A JP 14772195A JP 14772195 A JP14772195 A JP 14772195A JP H08338750 A JPH08338750 A JP H08338750A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
time difference
wave signal
flow rate
wave signals
sine wave
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.)
Pending
Application number
JP14772195A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Daiichi Kitami
大一 北見
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oval Corp
Original Assignee
Oval Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oval Corp filed Critical Oval Corp
Priority to JP14772195A priority Critical patent/JPH08338750A/en
Publication of JPH08338750A publication Critical patent/JPH08338750A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To obtain a stable time difference signal from sine wave signals having a phase difference which are generated by a Coriolis force acting on a flow tube. CONSTITUTION: Sine wave signals being proportional to a Coriolis force and having a frequency and an amplitude fixed, which are outputted from a velocity sensor fitted to a flow tube, are inputted to input terminals 1 and 1'. The sine wave input signals are converted into position signals by integrators 7 and 7' having a low-pass filter negative feedback circuit and are made trapezoidal wave signals by amplifiers 8 and 8' and outputted. The amplifiers 8 and 8' are clamped by Zener diodes ZD1 , ZD2 , ZD1 , and ZD2 making them amplifiable in active voltage regions of operational amplifiers 4 and 4', trapezoidal wave signals B and B' of a rise and a fall being always stable are obtained and compared with reference voltages set in accordance with the trapezoidal wave signals B and B', rectangular waves C and C' wherefrom a time difference signal can be taken out are determined and a time difference ΔT proportional to a mass flow rate is determined by an operational output unit 6.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、質量流量計変換器に関
し、より詳細には、コリオリ流量計において、フローチ
ューブに作用するコリオリ力をフローチューブの対称位
置時間差として求め時間差に比例した質量流量を出力す
る質量流量計変換器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mass flowmeter converter, and more specifically, in a Coriolis flowmeter, a Coriolis force acting on a flow tube is obtained as a symmetrical position time difference of the flow tube, and a mass flow rate proportional to the time difference is obtained. The present invention relates to a mass flowmeter converter for outputting.

【0002】[0002]

【従来の技術】コリオリ流量計は、周知のように、質量
流量mの流体が流れるフローチューブを両端支持して支
持点まわりに角速度ωで正弦波振動を与えたとき、フロ
ーチューブに質量流量mと角速度ωのベクトル積に比例
したコリオリの力Fが作用することを利用したもので、
コリオリの力Fを計測して質量流量を求める原理に基づ
いている。すなわち、フローチューブは、このコリオリ
の力Fにより変形され、フローチューブの支持点からの
対称位置にはコリオリの力に比例した位相差が生ずるの
で、この位相差をフローチューブの対称点が基準線を通
過する時間差△Tとして検出して質量流量mを求めるこ
とができる。更に、角速度ωを支持点まわりの固有振動
数ω0に選ぶことにより、固有振動数ω0から流体の密度
ρを計測することができる。従来の時間差△Tの計測に
は、一例として特開平6−109515号公報による質
量流量測定方法が開示されている。
2. Description of the Related Art As is well known, Coriolis flowmeters support a flow tube in which a fluid having a mass flow rate m flows at both ends and apply a sine wave vibration at an angular velocity ω around a support point to the flow tube. It is based on the fact that Coriolis force F acting in proportion to the vector product of
It is based on the principle of measuring the Coriolis force F to obtain the mass flow rate. That is, the flow tube is deformed by this Coriolis force F, and a phase difference proportional to the Coriolis force is generated at a symmetrical position from the support point of the flow tube. It is possible to obtain the mass flow rate m by detecting as the time difference ΔT passing through. Furthermore, by selecting the angular velocity ω as the natural frequency ω 0 around the support point, the fluid density ρ can be measured from the natural frequency ω 0 . Japanese Patent Laid-Open No. 6-109515 discloses a mass flow rate measuring method as an example of the conventional measurement of the time difference ΔT.

【0003】図5は、従来の質量流量計変換回路で、図
中、31,31´はコイル、32,32´は積分器、3
3,33´は増幅器、34,34´は比較器、35は読
み取り回路である。
FIG. 5 shows a conventional mass flowmeter conversion circuit. In the figure, 31, 31 'are coils, 32, 32' are integrators, 3
3, 33 'are amplifiers, 34, 34' are comparators, and 35 is a reading circuit.

【0004】図5に示した質量流量計変換回路は、コリ
オリ流量計のフローチューブに取り付けられた各々のセ
ンサが、例えば、磁石とコイルとからなる速度変換形の
ものであり、センサのコイル31,31´に発生した位
相の異なる正弦波信号を時間差△Tの矩形波に変換処理
し時間差△Tに比例した質量流量を求めるための回路で
ある。コイル31,31´には、各々速度信号を位置信
号に変換するための積分器32,32´と、積分器3
2,32´から出力された正弦波位置信号を飽和レベル
で増幅し台形波信号に変換する増幅器33,33´と、
出力された位相差をもった各々の台形波信号から位相差
に比例した時間差△Tをもった矩形波信号に変換するた
め、台形波信号のバイアスライン(+a),(−a)に
対応して定められた参照電圧Va,Vbと比較する比較
器34,34´とが接続されており、比較器34,34
´には各々増幅器33,33´から出力された矩形波信
号から時間差△Tを求め、時間差△Tに比例した質量流
量を出力する読み取り回路35が接続されている。
In the mass flowmeter conversion circuit shown in FIG. 5, each sensor attached to the flow tube of the Coriolis flowmeter is of a speed conversion type composed of, for example, a magnet and a coil, and the sensor coil 31 is used. , 31 ', which are sinusoidal signals having different phases, are converted into rectangular waves having a time difference ΔT to obtain a mass flow rate proportional to the time difference ΔT. The coils 31 and 31 'include integrators 32 and 32' for converting a velocity signal into a position signal, and an integrator 3 respectively.
Amplifiers 33 and 33 'for amplifying the sine wave position signals output from the amplifiers 32 and 32' at a saturation level and converting them into trapezoidal wave signals;
In order to convert each trapezoidal wave signal with the output phase difference into a rectangular wave signal with a time difference ΔT proportional to the phase difference, it corresponds to the bias lines (+ a), (-a) of the trapezoidal wave signal. Are connected to comparators 34 and 34 'for comparing the reference voltages Va and Vb determined by the comparators 34 and 34'.
A reading circuit 35 for obtaining a time difference ΔT from the rectangular wave signals output from the amplifiers 33 and 33 ′ and outputting a mass flow rate proportional to the time difference ΔT is connected to the ′ ′.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】コリオリ流量計は、前
述のように、フローチューブを一定振幅、一定周波数で
正弦波状に加振することにより、フローチューブに生ず
るコリオリの力をフローチューブの対称点が基準線を通
過する時間差△Tとして検知し、時間差△Tに比例した
質量流量を求めるものであるが、コリオリの力は微少な
量である。すなわち、フローチューブの加振振幅に対し
てコリオリの力に比例した位相差信号は微小で、従って
時間差△Tも微小時間で、この時間差△Tをコリオリ流
量計の精度に見合った精度で検出するためには、時間計
測に用いられるクロックパルスを発振するクロックパル
ス発振器(図示せず)が安定で高精度であることが第1
の条件である。また、積分器32,32´、増幅器3
3,33´および比較器34,34´等、質量流量計変
換器の回路要素が安定して作動し、安定した高精度の矩
形波パルス信号が読み出し回路35に入力することが第
2の条件となる。
In the Coriolis flowmeter, as described above, the Coriolis force generated in the flow tube is applied to the symmetry point of the flow tube by vibrating the flow tube in a sine wave shape with a constant amplitude and a constant frequency. Is detected as a time difference ΔT passing through the reference line, and a mass flow rate proportional to the time difference ΔT is obtained, but the Coriolis force is a minute amount. That is, the phase difference signal proportional to the Coriolis force with respect to the vibration amplitude of the flow tube is minute, and therefore the time difference ΔT is also a minute time, and this time difference ΔT is detected with an accuracy commensurate with the accuracy of the Coriolis flowmeter. In order to achieve this, firstly, a clock pulse oscillator (not shown) that oscillates a clock pulse used for time measurement is stable and highly accurate.
Is the condition. Also, the integrators 32 and 32 'and the amplifier 3
The second condition is that the circuit elements of the mass flowmeter converter, such as 3, 33 'and the comparators 34, 34', operate stably and a stable and highly accurate rectangular wave pulse signal is input to the readout circuit 35. Becomes

【0006】図5に示した従来の質量流量計変換器にお
いては、積分器32,32´、比較器34,34´は動
作領域で作動しているが、増幅器33,33´は、入力
された正弦波信号を台形波信号に変換する波形変換器で
増幅率をあげるため飽和領域で増幅している。しかし、
増幅器33,33´を飽和領域まで増幅することは出力
される台形波信号の立上げ、立下げの時タイミングが不
安定となり易く、前記第2の条件を満たしていない。
In the conventional mass flowmeter converter shown in FIG. 5, the integrators 32 and 32 'and the comparators 34 and 34' operate in the operating region, but the amplifiers 33 and 33 'are input. The waveform converter that converts the sine wave signal into the trapezoidal wave signal is amplified in the saturation region to increase the amplification factor. But,
Amplifying the amplifiers 33 and 33 'to the saturation region tends to make the timing unstable when the output trapezoidal signal rises and falls, and thus does not satisfy the second condition.

【0007】図6は、飽和領域で増幅された台形波信号
の例を説明するための図で、電源電圧±Eccの飽和レ
ベルで駆動された増幅器33,33´により正弦波信号
を増幅して得られた半周期τの台形波信号Aを誇張して
示した波形で、台形波信号Aは飽和レベルで増幅したと
きの増幅器33,33´の内部抵抗によりピーク値が電
圧△E低い台形波信号(増幅器がCMOS(Complement
ary Metal Oxide SemiConductor)の場合、△E≒2V
でEccが±15Vでは台形波信号Aの波高値は±(1
3〜15)Vの範囲である。)で、立上げ,立下げは破
線Aa,Abで示すように、時間差計測の基準となる実
線で示した台形波信号Aに対し微小時間差が生じ、立上
げ、立下げ時期が不安定となる。この結果、台形波信号
を比較器34,34´に入力し、各々矩形波信号に変換
したとき、各々の矩形波信号のパルス幅が不安定とな
り、これら位相差のある矩形波信号から求めた位相差に
比例した時間差△Tは不安定となり精度は悪く時間計測
誤差を伴い易い。例えば、検出感度が低く流量計測範囲
での時間差△Tの小さい直管式のコリオリ流量計の時間
差測定において、時間差△Tの計測誤差が大きく計測精
度をあげることができない。
FIG. 6 is a diagram for explaining an example of a trapezoidal wave signal amplified in a saturation region, in which a sine wave signal is amplified by amplifiers 33 and 33 'driven at a saturation level of a power supply voltage ± Ecc. The obtained trapezoidal wave signal A having a half cycle τ is exaggeratedly shown. The trapezoidal wave signal A has a peak value of a low voltage ΔE due to the internal resistance of the amplifiers 33 and 33 ′ when amplified at the saturation level. Signal (amplifier is CMOS (Complement
ary metal oxide semiconductor), △ E ≒ 2V
When Ecc is ± 15 V, the peak value of the trapezoidal wave signal A is ± (1
3 to 15) V range. ), As shown by broken lines Aa and Ab, the start-up and the fall are unstable with respect to the trapezoidal wave signal A indicated by the solid line which is the reference of the time difference measurement, and the rise and fall timings are unstable. . As a result, when the trapezoidal wave signals are input to the comparators 34 and 34 'and converted into rectangular wave signals, the pulse widths of the rectangular wave signals become unstable, and the rectangular wave signals having the phase difference are obtained. The time difference ΔT, which is proportional to the phase difference, becomes unstable and the accuracy is poor, and a time measurement error is likely to occur. For example, in the time difference measurement of a straight tube type Coriolis flowmeter with a low detection sensitivity and a small time difference ΔT in the flow rate measurement range, the measurement error of the time difference ΔT is large and the measurement accuracy cannot be improved.

【0008】本発明は、コリオリの力を検出した正弦波
信号を台形波信号に変換する増幅器33,33´を図6
において破線で示した±EDの能動域で作動させ正弦波
信号から実線で示した安定した台形波信号に変換するこ
とができる増幅器とした質量流量計変換器を提供するこ
とを目的とするものである。
According to the present invention, amplifiers 33 and 33 'for converting a sine wave signal in which the Coriolis force is detected into a trapezoidal wave signal are shown in FIG.
Aims to provide a mass flowmeter converter from the sine wave signal is operated in the active region of ± E D and an amplifier which can be converted into a stable trapezoidal wave signal shown by the solid line indicated by a broken line in Is.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、離間した2点で支持されたフローチュー
ブを定振幅、定周波数で正弦波駆動し、該フローチュー
ブに作用するコリオリの力を、前記支持点からの対称点
が、前記支持点間を結んだ基準線を通過する時間差とし
て検知し、該時間差に比例した質量流量を求める質量流
量演算器において、前記各々の対称点に設けられ前記フ
ローチューブの速度を検知するセンサに接続され、該セ
ンサの信号周波数より低い低周波信号成分を通過させる
低域フィルターを負帰還させ、各々一定レベルの正弦波
信号を出力する積分器と、該積分器に接続され、前記正
弦波信号を動作レベル範囲内で増幅するためにクランパ
を設けて台形波信号に変換する増幅器と、該増幅器より
出力された各々の前記一方の台形波信号に対し正の参照
電圧と比較し第1矩形波信号を出力する第1比較器と、
他方の台形波信号に対し前記正の参照電圧と等しい負の
参照電圧と比較し第2矩形波信号を出力する第2比較器
と、前記第1矩形波信号のパルス幅との差の時間を求め
該時間差に比例した質量流量を出力する時間差検出器と
からなることを特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention drives a flow tube supported by two points separated from each other by a sine wave with a constant amplitude and a constant frequency to act on the flow tube. Of the symmetric points from the supporting points are detected as a time difference of passing a reference line connecting the supporting points, and a mass flow rate computing unit for obtaining a mass flow rate proportional to the time difference is detected. An integrator connected to a sensor for detecting the velocity of the flow tube, which negatively feeds back a low-pass filter that passes a low-frequency signal component lower than the signal frequency of the sensor, and outputs a sine wave signal of a constant level. An amplifier that is connected to the integrator and that converts the sine wave signal into a trapezoidal wave signal by providing a clamper for amplifying the sine wave signal within an operation level range; A first comparator for outputting a first square wave signal compared serial to one of the trapezoidal wave signal positive reference voltage,
The time difference between the second comparator for outputting the second rectangular wave signal by comparing the other trapezoidal wave signal with the negative reference voltage equal to the positive reference voltage and the pulse width of the first rectangular wave signal is calculated. And a time difference detector that outputs a mass flow rate proportional to the obtained time difference.

【0010】[0010]

【作用】コリオリ流量計のフローチューブから検出され
た一定振幅の正弦波信号を台形波信号に増幅する増幅器
にクランパを設けて増幅器の動作領域で、増幅して安定
した台形波信号を出力させる。
The amplifier for amplifying the sine wave signal of the constant amplitude detected from the flow tube of the Coriolis flowmeter into a trapezoidal wave signal is provided with a clamper, and the trapezoidal wave signal is amplified and output in a stable manner in the operation area of the amplifier.

【0011】[0011]

【実施例】図2は、本発明が適用されるコリオリ流量計
の一例を説明するための図で、図2(a)は流れ方向の
断面図、図2(b)は図2(a)の矢視B−B線断面図
であり、図中、21は外筒、22はフローチューブ、2
3はカウンタバランス、24は駆動部、25,26はセ
ンサ、27は2重管である。
2A and 2B are views for explaining an example of a Coriolis flowmeter to which the present invention is applied. FIG. 2A is a sectional view in the flow direction, and FIG. 2B is FIG. 2A. 2 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 1, in which 21 is an outer cylinder, 22 is a flow tube, 2
3 is a counter balance, 24 is a drive unit, 25 and 26 are sensors, and 27 is a double tube.

【0012】図2に示したコリオリ流量計に被測流体が
流れ2重管27のフローチューブ22がカウンタバラン
ス23との間で一定振幅、一定周波数で駆動部24によ
り共振駆動されるとフローチューブにコリオリの力が発
生し、速度センサ25,26に各々コリオリの力に比例
した位相差を有する正弦波信号が生ずる。
When the fluid to be measured flows through the Coriolis flowmeter shown in FIG. 2 and the flow tube 22 of the double pipe 27 is resonantly driven by the drive unit 24 at a constant amplitude and a constant frequency with the counter balance 23, the flow tube is driven. A Coriolis force is generated at the velocity sensor 25, and a sine wave signal having a phase difference proportional to the Coriolis force is generated at the speed sensors 25 and 26.

【0013】図1は、本発明による質量流量計変換器で
あり、図中、1,1´は入力端子、2,2´,3,3´
4,4´5,5´は演算増幅器、6は演算出力器、7,
7´は積分器、8,8´は増幅器、9,9´は比較器で
ある。
FIG. 1 shows a mass flowmeter converter according to the present invention, in which 1,1 'is an input terminal and 2,2', 3,3 '.
4, 4'5 and 5'are operational amplifiers, 6 is an operational output device, 7,
Reference numeral 7'denotes an integrator, 8, 8'denotes an amplifier, and 9 and 9'denotes a comparator.

【0014】図1に示す質量流量計変換器は、積分器
7,7´,増幅器8,8´,比較器9,9´と演算出力
回路6とからなり積分器7と7´、増幅器8と8´とは
同一回路であるから各々一方だけを説明する。入力端子
1には、一方のセンサ25のコイルからの一定振幅の正
弦波信号が入力され、積分時定数抵抗R1,コンデンサ
1と演算増幅器2からなる積分器7に接続される。更
に、積分器7の出力P2から入力P1には入力正弦波信号
よりも低周波の雑音成分周波数を通過する低周波フィル
タR3,C2を増幅器3によりインピーダンス変換し、抵
抗R4を介して負帰還され、低周波ノイズのない正弦波
信号Aが出力される。
The mass flowmeter converter shown in FIG. 1 comprises integrators 7 and 7 ', amplifiers 8 and 8', comparators 9 and 9 ', and an operation output circuit 6, and integrators 7 and 7'and amplifier 8 are provided. Since and 8'are the same circuit, only one of them will be described. A sine wave signal having a constant amplitude from the coil of one sensor 25 is input to the input terminal 1 and is connected to an integrator 7 including an integration time constant resistor R 1 , a capacitor C 1 and an operational amplifier 2. Further, from the output P 2 of the integrator 7 to the input P 1 , low frequency filters R 3 and C 2 which pass a noise component frequency lower than the input sine wave signal are impedance-converted by the amplifier 3 and the resistor R 4 is connected. Negative feedback is performed via the sine wave signal A to output low frequency noise-free sine wave signal A.

【0015】増幅器8は、センサから出力された正弦波
信号を入力し台形波信号に変換するための作動領域で作
動させるクランプ機能を有する増幅器で演算増幅器4を
主として演算増幅器4の入力端P3には、積分器7の出
力P2に接続された入力抵抗R 5が、入力端P4には入力
1と抵抗R4,R6とコンデンサC3からなる低域フィル
タが接続され、入出力P3とP5間には逆接続されたツェ
ナーダイオードZD1,ZD2のクランプ電圧と抵抗R7
並列回路が負帰還されている。ツェナーダイオード
D1,ZD2は電源電圧Eccより低い電圧に選び、ツェ
ナー電圧Eは、演算増幅器4の能動領域内で充分制御可
能な電圧値となるように選択される。
The amplifier 8 is a sine wave output from the sensor.
Created in the operating area for inputting a signal and converting it into a trapezoidal signal.
The operational amplifier 4 is an amplifier having a clamp function to move
Mainly the input terminal P of the operational amplifier 43Output of the integrator 7
Power P2Input resistance R connected to FiveBut the input end PFourType in
P1And resistance RFour, R6And capacitor C3Low-pass fill consisting of
Input / output P3And PFiveTse connected in reverse between
Nar diode ZD1, ZD2Clamp voltage and resistance R7of
The parallel circuit is negatively fed back. Zener diode
ZD1, ZD2Is a voltage lower than the power supply voltage Ecc, and
The gate voltage E can be sufficiently controlled within the active region of the operational amplifier 4.
It is selected so that the voltage value is effective.

【0016】比較器9は、台形波信号Bと、台形波信号
Bと比較するP6点における参照電圧とを入力する演算
増幅器5とからなり、P6点の参照電圧は基準電圧Es
を抵抗R8とR9とで分圧した電圧である。従って比較器
9の出力は、台形波信号Bの立下げでONし、立上げで
OFFする矩形波信号Cが出力される。
The comparator 9 comprises an operational amplifier 5 for inputting a trapezoidal wave signal B and a reference voltage at point P 6 to be compared with the trapezoidal wave signal B. The reference voltage at point P 6 is the reference voltage Es.
Is divided by resistors R 8 and R 9 . Therefore, the output of the comparator 9 is a rectangular wave signal C that is turned on when the trapezoidal wave signal B falls and turned off when it rises.

【0017】演算出力器6は、比較器5,5´から出力
された矩形パルスC,C´のパルス幅の差に基づいて時
間差△Tを求めて時間差△Tに比例した質量流量を出力
する回路である。以下、増幅器8,8´、比較器9,9
´の出力波形B,B´およびC,C´に従って時間差△
Tを求める演算出力回路6を図3,図4に従って説明す
る。
The operation output device 6 obtains a time difference ΔT based on the difference between the pulse widths of the rectangular pulses C and C ′ output from the comparators 5 and 5 ′, and outputs a mass flow rate proportional to the time difference ΔT. Circuit. Hereinafter, the amplifiers 8 and 8'and the comparators 9 and 9
According to the output waveforms B, B'and C, C'of '
The operation output circuit 6 for obtaining T will be described with reference to FIGS.

【0018】図3は、流量零の場合の時間差を説明する
ための波形のタイムチャートで、図3(a)は台形波信
号、図3(b)は比較器9,9´および演算出力回路6
で演算される時間差△Tを説明するためのパルス列を示
す。
FIG. 3 is a time chart of waveforms for explaining the time difference when the flow rate is zero. FIG. 3 (a) is a trapezoidal wave signal, and FIG. 3 (b) is a comparator 9, 9'and an operation output circuit. 6
3 shows a pulse train for explaining the time difference ΔT calculated in.

【0019】流量“0”においては基準電圧Oレベルに
対して波高値±EDをもつ対称形状の台形波信号B,B
´には位相差がなく一致している。従って台形波信号
B,B´を(+E)の電圧レベルのM,Qの間でON,
OFFして得られた矩形波信号Cと、(−E)の電圧レ
ベルのN,P間でON,OFFして得られた矩形波信号
C´との間において矩形波信号C,C´の立上げ間のパ
ルス幅Tは矩形波信号C,C´の立下げ間のパルス幅T
´と等しく、T−T´=0である。
The trapezoidal wave signal B of symmetrical shape with the peak value ± E D with respect to the reference voltage O level in the flow "0", B
There is no phase difference and they match. Therefore, the trapezoidal signals B and B'are turned on between the voltage levels M and Q of (+ E),
Between the rectangular wave signal C obtained by turning it off and the rectangular wave signal C ′ obtained by turning it on and off between the voltage levels N and P of (−E), the rectangular wave signals C, C ′ The pulse width T between rising edges is the pulse width T between falling edges of the rectangular wave signals C and C '.
It is equal to ′ and T−T ′ = 0.

【0020】図4は、流量が流れた場合の時間差を説明
するための図で、図4(a)は位相差のある台形波信号
B,B´、図4(b)は比較器9,9´および演算出力
器6で演算される時間差△Tを説明するためのパルス列
を示す。
FIG. 4 is a diagram for explaining the time difference when the flow rate flows. FIG. 4 (a) is a trapezoidal wave signal B, B'having a phase difference, and FIG. 4 (b) is a comparator 9, 9 shows a pulse train for explaining the time difference ΔT calculated by 9 ′ and the calculation output device 6.

【0021】流量が流れた場合の台形波信号BとB´と
の間には時間差△Tが生ずる。従って電圧(+E)と比
較された比較器9のパルス幅MQをもった出力矩形波信
号Cと、比較器9´のパルス幅N´P´をもった出力矩
形波信号C´をみると、矩形波信号Cと矩形波信号C´
の各々の立上げによって得られたパルスは(T+△T)
の時間幅をもっている。これは四辺形MNN´M´は平
行四辺形であることにより理解できる。また、同様に矩
形波信号Cと矩形波信号C´の各々の立下げによって得
られたパルスは(T−△T)の時間幅をもっており、出
力演算器6では(T+△T)−(T−△T)を演算して
2△Tに相当する時間差が演算され、時間差△Tに比例
した質量流量が出力される。従って矩形波信号C1,C2
の計測が時間差△Tの計測上重要な要因となる。
There is a time difference ΔT between the trapezoidal wave signals B and B'when a flow rate flows. Therefore, looking at the output rectangular wave signal C having the pulse width MQ of the comparator 9 compared with the voltage (+ E) and the output rectangular wave signal C ′ having the pulse width N′P ′ of the comparator 9 ′, Square wave signal C and square wave signal C ′
The pulse obtained by each start-up is (T + ΔT)
Have a time range of. This can be understood by the fact that the quadrilateral MNN'M 'is a parallelogram. Similarly, the pulse obtained by the fall of each of the rectangular wave signal C and the rectangular wave signal C ′ has a time width of (T−ΔT), and the output calculator 6 (T + ΔT) − (T -ΔT) is calculated to calculate a time difference corresponding to 2ΔT, and a mass flow rate proportional to the time difference ΔT is output. Therefore, the rectangular wave signals C 1 , C 2
Is an important factor in measuring the time difference ΔT.

【0022】[0022]

【発明の効果】上述の如く、本発明によると、コリオリ
流量計のフローチューブに作用するコリオリの力による
位相差のある正弦波信号からディジタル処理可能な矩形
波信号に変換する過程において、正弦波信号を台形波信
号に変換する増幅器を、該増幅器の動作が能動領域の電
圧で制御できるように電圧を強制的にクランプさせ台形
波形の立上げ、立下げタイミングのバラツキを一定にお
さえることができるので、立上げ、立下げのタイミング
が正しく維持され正確にコリオリの力に比例した安定な
時間差△Tが計測されるので、特に感度の低い直管形の
コリオリ流量計にも適用できる。
As described above, according to the present invention, in the process of converting a sine wave signal having a phase difference due to the Coriolis force acting on the flow tube of the Coriolis flowmeter into a rectangular wave signal that can be digitally processed, For an amplifier that converts a signal into a trapezoidal wave signal, the voltage can be forcibly clamped so that the operation of the amplifier can be controlled by the voltage in the active region, and the variations in the rising and falling timings of the trapezoidal waveform can be suppressed. Therefore, the rise and fall timings are correctly maintained, and the stable time difference ΔT proportional to the Coriolis force is accurately measured. Therefore, the present invention can be applied to a straight pipe type Coriolis flowmeter having a particularly low sensitivity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明による質量流量計変換器である。FIG. 1 is a mass flow meter converter according to the present invention.

【図2】 本発明が適用されるコリオリ流量計の一例を
説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining an example of a Coriolis flowmeter to which the present invention is applied.

【図3】 流量零の場合の時間差を説明するための波形
のタイムチャートである。
FIG. 3 is a time chart of waveforms for explaining a time difference when the flow rate is zero.

【図4】 流量のある場合の時間差を説明するための図
である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a time difference when there is a flow rate.

【図5】 従来の質量流量計変換器回路である。FIG. 5 is a conventional mass flow meter converter circuit.

【図6】 飽和レベルで増幅された台形波信号の例を説
明するための図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining an example of a trapezoidal wave signal amplified at a saturation level.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1´…入力端子、2,2´,3,3´,4,4´,
5,5´…演算増幅器、6…演算出力器、7,7´…積
分器、8,8´…増幅器、9,9´…比較器、21…外
筒、22…フローチューブ、23…カウンタバランス、
24…駆動部、25,26…センサ、27…重鍾。
1, 1 '... input terminals, 2, 2', 3, 3 ', 4, 4',
5, 5 '... Operational amplifier, 6 ... Operational output device, 7, 7' ... Integrator, 8, 8 '... Amplifier, 9, 9' ... Comparator, 21 ... Outer cylinder, 22 ... Flow tube, 23 ... Counter balance,
24 ... Drive unit, 25, 26 ... Sensor, 27 ... Heavy horn.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 離間した2点で支持されたフローチュー
ブを定振幅、定周波数で正弦波駆動し、該フローチュー
ブに作用するコリオリの力を、前記支持点からの対称点
が、前記支持点間を結んだ基準線を通過する時間差とし
て検知し、該時間差に比例した質量流量を求める質量流
量演算器において、前記各々の対称点に設けられたセン
サから出力される正弦波信号を入力し台形波信号に変換
するための、能動領域で作動させるクランプ機能を有す
る増幅器と、該増幅器より出力された各々の前記一方の
台形波信号に対し、正の参照電圧と比較し第1矩形波信
号を出力する第1比較器と、他方の台形波信号に対し前
記、正の参照電圧と等しい負の参照電圧と比較し第2矩
形波信号を出力する第2比較器と、前記第1矩形波信号
と前記第2矩形波信号のパルス幅の差の時間を求め該時
間差に比例した質量流量を出力する時間差検出器とから
なることを特徴とする質量流量計変換器。
1. A flow tube supported at two points separated from each other is driven by a sine wave with a constant amplitude and a constant frequency, and Coriolis force acting on the flow tube is symmetric with respect to the support point. A trapezoid is obtained by inputting the sine wave signals output from the sensors provided at the respective symmetry points in a mass flow rate calculator that detects the time difference of passing through the reference line connecting the two and calculates the mass flow rate proportional to the time difference. An amplifier having a clamp function for operating in an active region for converting into a wave signal, and comparing each of the one trapezoidal wave signals output from the amplifier with a positive reference voltage, and comparing the first rectangular wave signal with the first rectangular wave signal. A first comparator for outputting, a second comparator for comparing the other trapezoidal wave signal with a negative reference voltage equal to a positive reference voltage, and outputting a second rectangular wave signal, and the first rectangular wave signal And the second rectangular wave And a time difference detector that outputs a mass flow rate proportional to the time difference of the pulse widths of the signal and the mass flowmeter converter.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016514838A (en) * 2013-04-03 2016-05-23 マイクロ モーション インコーポレイテッド Vibration sensor and method

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