JPH11101675A - Flow meter - Google Patents
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- JPH11101675A JPH11101675A JP28147497A JP28147497A JPH11101675A JP H11101675 A JPH11101675 A JP H11101675A JP 28147497 A JP28147497 A JP 28147497A JP 28147497 A JP28147497 A JP 28147497A JP H11101675 A JPH11101675 A JP H11101675A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、流体の流量を計測
する流量計に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flow meter for measuring a flow rate of a fluid.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の流量計の一例として、図4に示す
超音波渦流量計がある。図4において、流体が流れる管
1内には、渦発生柱2が設けられており、両側に交番的
にカルマン渦を発生させるようになっている。管1に
は、超音波を送受信するPZT等の圧電セラミックス製
の送・受信器3,4からなる超音波センサ5が設けられ
ている。送・受信器3,4は、管1内のカルマン渦発生
領域を間にして相対向して管1の壁に取り付けられてい
る。管1は金属製とされていて、接地されている。送・
受信器3,4はそれぞれ2つの電極(それぞれ第1の電
極3a,4a、第2の電極3b,4bという。)を有し
ている。送・受信器3,4のそれぞれの第1の電極3
a,4aは図示しないシリコン樹脂等の絶縁部材を介し
て管1に接続されている。2. Description of the Related Art An example of a conventional flow meter is an ultrasonic vortex flow meter shown in FIG. In FIG. 4, a vortex generating column 2 is provided in a pipe 1 through which a fluid flows, and Karman vortices are generated alternately on both sides. The tube 1 is provided with an ultrasonic sensor 5 including transmitters / receivers 3 and 4 made of piezoelectric ceramics such as PZT for transmitting and receiving ultrasonic waves. The transmitters / receivers 3 and 4 are attached to the wall of the tube 1 so as to face each other with the Karman vortex generation region in the tube 1 interposed therebetween. The tube 1 is made of metal and is grounded. Sending
Each of the receivers 3 and 4 has two electrodes (referred to as first electrodes 3a and 4a and second electrodes 3b and 4b, respectively). First electrode 3 of each of transmitter / receiver 3 and 4
Reference numerals a and 4a are connected to the tube 1 via an insulating member such as a silicon resin (not shown).
【0003】送・受信器3,4のそれぞれの第2の電極
3b,4bには、演算回路6が接続されている。演算回
路6は、送・受信器3,4側に設けられる主演算部6a
と、図示しないディスプレイやレコーダを有する計測器
7が接続される副演算部6bとからなり、後述する発振
信号A及び超音波受信信号B(ひいては送・受信器3,
4の送・受信信号)に基づいて管1を流れる流体の流量
を示すように電源電圧供給ライン(例えば図4では、マ
イナス極が接地された電源22、電源供給ライン23、
スイッチング回路18、アナログ出力回路17、電流検
出側ライン24、及び一端側が接地された電圧変換用抵
抗25で形成される閉回路のライン)に流れる電流値を
調節し、この電流を計測器7に出力する。An arithmetic circuit 6 is connected to the second electrodes 3b and 4b of the transmitters and receivers 3 and 4, respectively. The arithmetic circuit 6 includes a main arithmetic unit 6a provided on the transmitter / receiver 3 or 4 side.
And a sub-operation unit 6b to which a measuring instrument 7 having a display and a recorder (not shown) is connected, and an oscillating signal A and an ultrasonic reception signal B (which will be described later).
In order to indicate the flow rate of the fluid flowing through the tube 1 based on the transmission / reception signals of the power supply line 4 (for example, in FIG.
A current value flowing through a switching circuit 18, an analog output circuit 17, a current detection side line 24, and a closed circuit line formed by a voltage conversion resistor 25 whose one end is grounded, is adjusted. Output.
【0004】主演算部6aは、所定周波数の発振信号A
を発生し、この発振信号Aを送信器3に入力して超音波
を送信させる発振回路8と、この発振回路8が発生する
発振信号A及び受信器4が受信する信号(超音波受信信
号B)の位相差を比較して超音波が流体から受けた変調
分を抽出し流体変化信号Hとして出力する位相比較回路
9と、流体変化信号Hを流体の流量を示す流量信号Dに
変換するマイコン回路10とを備えている。[0004] The main arithmetic unit 6a is provided with an oscillation signal A having a predetermined frequency.
And an oscillation circuit 8 for inputting the oscillation signal A to the transmitter 3 to transmit ultrasonic waves, an oscillation signal A generated by the oscillation circuit 8 and a signal received by the receiver 4 (ultrasonic reception signal B A) a phase comparison circuit 9 that compares the phase difference of the ultrasonic wave to extract the modulation received from the fluid and outputs it as a fluid change signal H, and a microcomputer that converts the fluid change signal H into a flow signal D indicating the flow rate of the fluid. And a circuit 10.
【0005】マイコン回路10には、絶縁トランス11
を有したDC/DCコンバータ12(4V/5V変換)
の二次側回路12bから電力を供給される出力制御回路
13が接続されており、流量信号Dに基づいて流体の流
量を示すパルス信号Eを発生し、出力制御回路13に接
続されたホトカプラ40の発光素子40aに出力する。
受信器4と位相比較回路9との間には、フィルタ回路1
4、アンプ回路15、波形整形回路16がこの順に介装
されている。フィルタ回路14は、バンドパス機能を有
し、送・受信器3,4への衝撃等により生ずるノイズ分
を除去して流体情報のみを含む超音波受信信号Bを通過
させる。The microcomputer circuit 10 includes an insulating transformer 11
DC / DC converter 12 (4V / 5V conversion)
An output control circuit 13 to which power is supplied from the secondary circuit 12b is connected, generates a pulse signal E indicating the flow rate of the fluid based on the flow rate signal D, and outputs a photocoupler 40 connected to the output control circuit 13. Is output to the light emitting element 40a.
A filter circuit 1 is provided between the receiver 4 and the phase comparison circuit 9.
4, an amplifier circuit 15, and a waveform shaping circuit 16 are interposed in this order. The filter circuit 14 has a band-pass function, removes noise caused by impact on the transmitter / receiver 3, 4 or the like, and passes the ultrasonic reception signal B containing only fluid information.
【0006】副演算部6bは、発光素子40aが出力す
る、パルス信号Eに応じた光信号を受光するホトカプラ
40の受光素子40bと、受光素子40bからの信号を
入力して流体の流量を示す電流(以下、適宜、流量電流
という。)Fを発生するアナログ出力回路17と、アナ
ログ出力回路17に電力供給するDC/DCコンバータ
12の一次側回路12aとからなっている。The sub-operation unit 6b receives the optical signal corresponding to the pulse signal E output from the light emitting element 40a and receives the signal from the light receiving element 40b to indicate the flow rate of the fluid. An analog output circuit 17 that generates a current (hereinafter, appropriately referred to as a flow current) F, and a primary circuit 12a of the DC / DC converter 12 that supplies power to the analog output circuit 17 are provided.
【0007】DC/DCコンバータ12の一次側回路1
2aは、絶縁トランス11の一次側コイル11aと、一
次側コイル11aに接続したスイッチング回路18とか
らなっている。DC/DCコンバータ12の二次側回路
12bは、絶縁トランス11の二次側コイル11bと、
二次側コイル11bに接続した整流回路19とからなっ
ている。ここで、絶縁トランス11は、一次側コイル1
1aが発生する磁界変化により二次側コイル11bに電
流が流れる一方、一次側コイル11a及び二次側コイル
11bは電気的に絶縁されたものになっている。なお、
整流回路19には出力制御回路13と共に、発振回路
8、位相比較回路9、及びマイコン回路10が接続され
ており、電力供給されるようになっている。The primary circuit 1 of the DC / DC converter 12
2a includes a primary coil 11a of the insulating transformer 11 and a switching circuit 18 connected to the primary coil 11a. The secondary circuit 12b of the DC / DC converter 12 includes a secondary coil 11b of the insulating transformer 11,
And a rectifier circuit 19 connected to the secondary coil 11b. Here, the insulation transformer 11 is a primary coil 1
While a current flows through the secondary coil 11b due to the magnetic field change generated by 1a, the primary coil 11a and the secondary coil 11b are electrically insulated. In addition,
The oscillation circuit 8, the phase comparison circuit 9, and the microcomputer circuit 10 are connected to the rectification circuit 19 together with the output control circuit 13, so that power is supplied.
【0008】副演算部6bは、スイッチング回路18に
接続した電源用端子20、及びアナログ出力回路17に
接続した共用端子21を備えている。電源用端子20
は、計測器7に備えられる所定電圧(例えば24V)の
電源22のプラス極に電源供給ライン23を介して接続
される。電源22のマイナス極は接地されている。共用
端子21は、電流検出側ライン24及び計測器7に備え
られた所定抵抗値(例えば250Ω)の電圧変換用抵抗
25を介して接地される。そして、電流検出側ライン2
4には、4〜20mA(例えば流量が0のとき4mA、
最大流量のとき20mA)の電流(流量電流F)が流
れ、電圧変換用抵抗25にこの流量電流Fに応じた大き
さの電圧(流量電圧)を発生するようにしており、流量
電圧を計測することにより管1を流れる流体の流量が求
められるようにしている。The sub-operation unit 6b has a power supply terminal 20 connected to the switching circuit 18 and a common terminal 21 connected to the analog output circuit 17. Power supply terminal 20
Is connected via a power supply line 23 to a positive pole of a power supply 22 of a predetermined voltage (for example, 24 V) provided in the measuring instrument 7. The negative pole of the power supply 22 is grounded. The common terminal 21 is grounded via a current detection side line 24 and a voltage conversion resistor 25 having a predetermined resistance value (for example, 250Ω) provided in the measuring instrument 7. And the current detection side line 2
4, 4 to 20 mA (for example, 4 mA when the flow rate is 0,
A current (flow current F) of 20 mA flows at the maximum flow rate, and a voltage (flow voltage) having a magnitude corresponding to the flow current F is generated in the voltage conversion resistor 25, and the flow voltage is measured. Thus, the flow rate of the fluid flowing through the pipe 1 can be obtained.
【0009】この従来技術では、電源供給ライン23及
び電流検出側ライン24を介して、演算回路6への電力
供給を行うと共に、電流検出側ライン24で流体の流量
を示す流量電流F(流量電圧)を求めるようにしてお
り、いわゆる2線式の流量計を構成している。In this prior art, power is supplied to the arithmetic circuit 6 through a power supply line 23 and a current detection line 24, and a flow current F (flow voltage ), Which constitutes a so-called two-wire type flow meter.
【0010】ところで、流量計では、一般に金属製の管
1に送・受信器3,4を接続している(例えば、上述し
た従来技術では管1と送・受信器3,4の各第1の電極
3a,4aとを接続している)。このため、流量計を2
線式として構成した場合、演算回路6に接続された送・
受信器3,4の第1の電極3a,4aが管1に導通状態
になっていると、例えば図5に示すように、計測器7に
設ける電源22からの電流が電源供給ライン23、演算
回路6、送・受信器3,4及び管1を介してグランド
(接地)側に流れ(いわゆる地絡状態になり)、これに
より電源22からの電流が電流検出側ライン24に流れ
なくなって適正に流量計測することができなくなる。By the way, in a flow meter, the transmitter / receivers 3 and 4 are generally connected to a metal tube 1 (for example, in the above-mentioned prior art, each of the tubes 1 and the first transmitter / receivers 3 and 4 is connected). Electrodes 3a and 4a). Therefore, the flow meter must be
When configured as a wire system, the transmission and reception
When the first electrodes 3a and 4a of the receivers 3 and 4 are electrically connected to the tube 1, for example, as shown in FIG. The current flows from the power source 22 to the current detection side line 24 because the current flows from the power supply 22 to the current detection side line 24 through the circuit 6, the transmitter / receivers 3 and 4, and the tube 1 to the ground (ground) side. Can no longer be measured.
【0011】流量計を2線式として構成する場合、上述
した問題点を惹起する虞があることに対して、上述した
図4の従来技術は、主演算部6aと副演算部6bを絶縁
するようにDC/DCコンバータ12及びホトカプラ4
0を設け、電流検出側ライン24に流体の流量を示す流
量電流Fの通電を確保するようにしている。In the case where the flow meter is configured as a two-wire system, the above-described problem may be caused. On the other hand, the above-described prior art shown in FIG. 4 insulates the main operation unit 6a from the sub operation unit 6b. DC / DC converter 12 and photocoupler 4
0 is provided to ensure the flow of the flow current F indicating the flow rate of the fluid to the current detection side line 24.
【0012】しかしながら、上述した従来技術では、演
算回路6に直流を供給するためにスイッチング回路18
を有するDC/DCコンバータ12及びホトカプラ40
を用い、さらに上述した管1を介した地絡を防止して電
流検出側ライン24への流量電流Fの通電を確保するた
めにDC/DCコンバータ12に絶縁トランス11を一
体的に設け、かつ、受信器4から出力される超音波受信
信号Bのノイズを除去するためにフィルタ回路14を設
けているので、回路構成が複雑になり、そのため、消費
電力も増大してしまうという問題がある。However, in the above-mentioned prior art, the switching circuit 18
DC / DC converter 12 having photomask and photocoupler 40
In addition, the DC / DC converter 12 is integrally provided with an insulating transformer 11 in order to prevent the above-mentioned ground fault via the tube 1 and to secure the flow of the flow current F to the current detection side line 24, and Since the filter circuit 14 is provided to remove the noise of the ultrasonic reception signal B output from the receiver 4, the circuit configuration becomes complicated, and the power consumption increases.
【0013】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、管を介した地絡を防止できる簡易な構成の流量計を
提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a flow meter having a simple configuration capable of preventing a ground fault via a pipe.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明は、流体の流れる
管と、該管に取り付けられ該管内の流体を通して超音波
の授受を行う送・受信器と、電源を有する計測器に2つ
の端子を介して接続し、該電源から電力供給されかつ前
記送・受信器の送・受信信号に基づいて前記流体の流量
を示す電流を発生して前記計測器に出力する演算回路
と、該演算回路と前記送・受信器のそれぞれとの間に介
装された絶縁トランスと、を備えたことを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides two terminals for a pipe through which a fluid flows, a transmitter / receiver attached to the pipe for transmitting and receiving ultrasonic waves through the fluid in the pipe, and a measuring instrument having a power supply. And an arithmetic circuit that is supplied with electric power from the power source, generates a current indicating the flow rate of the fluid based on the sending / receiving signals of the sending / receiving device, and outputs the current to the measuring instrument, and the operating circuit And an insulating transformer interposed between each of the transmitter and the receiver.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態の流
量計を図1ないし図3に基づいて説明する。なお、図4
に示す部材、部分と同等の部材、部分は同等の符号を付
し、その説明は適宜、省略する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A flow meter according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG.
The same reference numerals are given to members and portions equivalent to the members and portions shown in (1) and the description thereof is omitted as appropriate.
【0016】図1及び図2において、演算回路6は、発
振回路8と、位相比較回路9と、マイコン回路10と、
マイコン回路10からの流量信号Dを受信して流体の流
量を示す電流(流量電流F)を発生するアナログ出力回
路17と、計測器7に設けた電源22の電圧(24V)
を所定の電圧(5V)に変換するDC/DCコンバータ
12と、受信器4と位相比較回路9との間に介装された
波形整形回路16と、発振回路8と送信器3との間、波
形整形回路16と受信器4との間にそれぞれ介装された
絶縁トランス11(それぞれ送信側、受信側の絶縁トラ
ンス11A,11Bという。)とから大略構成されてい
る。アナログ出力回路17にはDC/DCコンバータ1
2が接続されており、電力供給されるようになってい
る。位相比較回路9はDC/DCコンバータ12と閉回
路をなすように接続されている。マイコン回路10もD
C/DCコンバータ12と閉回路をなすように接続され
ている。1 and 2, the arithmetic circuit 6 includes an oscillation circuit 8, a phase comparison circuit 9, a microcomputer circuit 10,
An analog output circuit 17 that receives a flow signal D from the microcomputer circuit 10 and generates a current (flow current F) indicating the flow rate of the fluid, and a voltage (24 V) of a power supply 22 provided in the measuring instrument 7
To a predetermined voltage (5V), a DC / DC converter 12, a waveform shaping circuit 16 interposed between the receiver 4 and the phase comparator 9, and an oscillator 8 and the transmitter 3. It is roughly composed of insulating transformers 11 (referred to as transmitting and receiving insulating transformers 11A and 11B, respectively) interposed between the waveform shaping circuit 16 and the receiver 4. The analog output circuit 17 has a DC / DC converter 1
2 are connected and supplied with electric power. The phase comparison circuit 9 is connected to the DC / DC converter 12 so as to form a closed circuit. The microcomputer circuit 10 is also D
It is connected to the C / DC converter 12 so as to form a closed circuit.
【0017】送信側、受信側の絶縁トランス11A,1
1Bは、一次側コイル11aが発生する磁界変化により
二次側コイル11bに電流が流れる一方、一次側コイル
11a及び二次側コイル11bは電気的に絶縁されたも
のになっている。送信側、受信側の絶縁トランス11
A,11Bは、「1」を越える値の巻数比を有し昇圧機
能を有している。The isolation transformers 11A, 1 on the transmission side and the reception side
1B, a current flows through the secondary coil 11b due to a magnetic field change generated by the primary coil 11a, while the primary coil 11a and the secondary coil 11b are electrically insulated. Transmitter-side and receiver-side isolation transformers 11
A and 11B have a turns ratio of a value exceeding “1” and have a boosting function.
【0018】送信側の絶縁トランス11Aの一次側コイ
ル11aの一方の端子TAa1 は発振回路8に接続され、
他方の端子TAa2 はDC/DCコンバータ12のコモン
端子12T(演算回路6全体のコモン電位)に接続され
ている。送信側の絶縁トランス11Aの二次側コイル1
1bの一方の端子TAb1 は送信器3の第1の電極3aに
接続され、他方の端子TAb2 は送信器3の第2の電極3
bに接続されている。One terminal T Aa1 of the primary coil 11a of the transmitting side insulation transformer 11A is connected to the oscillation circuit 8,
The other terminal T Aa2 is connected to a common terminal 12T of the DC / DC converter 12 (common potential of the entire operation circuit 6). Secondary coil 1 of insulating transformer 11A on the transmission side
One terminal T Ab1 of 1b is connected to a first electrode 3a of the transmitter 3, the other terminal T Ab2 second electrode 3 of the transmitter 3
b.
【0019】受信側の絶縁トランス11Bの一次側コイ
ル11aの一方の端子TBa1 は受信器4の第1の電極4
aに接続され、他方の端子TBa2 は受信器4の第2の電
極4bに接続されている。受信側の絶縁トランス11B
の二次側コイル11bの一方の端子TBb1 は波形整形回
路16の入力端子に接続され、他方の端子TBb2 はDC
/DCコンバータ12のコモン端子12Tに接続されて
いる。One terminal T Ba1 of the primary side coil 11a of the insulating transformer 11B on the receiving side is connected to the first electrode 4 of the receiver 4.
a, and the other terminal T Ba2 is connected to the second electrode 4 b of the receiver 4. Isolation transformer 11B on the receiving side
One terminal T Bb1 of the secondary coil 11b is connected to the input terminal of the waveform shaping circuit 16, and the other terminal T Bb2 is
/ DC converter 12 is connected to common terminal 12T.
【0020】送信側、受信側の絶縁トランス11A,1
1Bのインピーダンスは所定の値に設定されている。そ
して、送信側、受信側の絶縁トランス11A,11Bと
超音波センサ5(送・受信器3,4)とにより共振系を
構成し、送信側、受信側の絶縁トランス11A,11B
のインピーダンス値により所望の共振周波数を得、必要
とする信号を効率よく抽出するようになっている。ここ
で、送・受信器3,4のうち送信器3を例にして電気的
等価回路で表現すると、図3に示すようになる。すなわ
ち、コンデンサC1 、抵抗R及びコイルLを直列に接続
し、この直列接続体に対してコンデンサC2 を並列に接
続した回路(等価回路)30で示される。そして、この
回路30に送信側の絶縁トランス11Aの二次側コイル
11bが接続されることになる。また、受信器4につい
ては、受信側の絶縁トランス11Bの一次側コイル11
aが接続される。そして、送・受信器3,4及び送信
側、受信側の絶縁トランス11A,11Bにより共振系
を構成し、上述したように各コイル11a,11bをイ
ンダクタンス(インピーダンス)の異なるコイルに変え
ることにより共振周波数を調整することができる。The isolation transformers 11A, 1 on the transmission side and the reception side
The impedance of 1B is set to a predetermined value. A resonance system is formed by the transmission-side and reception-side insulation transformers 11A and 11B and the ultrasonic sensor 5 (transmitter / receiver 3 and 4), and the transmission-side and reception-side insulation transformers 11A and 11B are formed.
The desired resonance frequency is obtained by the impedance value of, and the required signal is efficiently extracted. Here, when the transmitter 3 of the transmitter / receivers 3 and 4 is represented by an electrical equivalent circuit by way of example, the result is as shown in FIG. That is, a circuit (equivalent circuit) 30 is shown in which the capacitor C 1 , the resistor R and the coil L are connected in series, and the capacitor C 2 is connected in parallel to this series connection. The secondary coil 11b of the transmitting-side insulating transformer 11A is connected to the circuit 30. The receiver 4 includes a primary-side coil 11 of a receiving-side insulating transformer 11B.
a is connected. A resonance system is formed by the transmitter / receivers 3, 4 and the transmission and reception side isolation transformers 11A, 11B. As described above, resonance is achieved by changing each coil 11a, 11b to a coil having a different inductance (impedance). The frequency can be adjusted.
【0021】また、送・受信器3,4のインピーダンス
特性は温度により変化する。そして、流量計を広い温度
範囲にわたって使用する場合、ある温度領域で超音波透
過伝達特性が低下することがある。特に、常温で超音波
の伝達効率が良い状態に設定すると、使用温度範囲内の
高温領域あるいは低温領域で透過伝達特性が低下するこ
とが起こり得る。本実施の形態では、上述した共振周波
数の設定は、使用温度範囲内で変化する送・受信器3,
4のインピーダンス特性のインピーダンス変化幅の中心
値で行う。The impedance characteristics of the transmitters / receivers 3 and 4 change with temperature. When the flowmeter is used over a wide temperature range, the ultrasonic transmission characteristics may be reduced in a certain temperature range. In particular, if the transmission efficiency of ultrasonic waves is set to be good at normal temperature, transmission transmission characteristics may be reduced in a high temperature region or a low temperature region within the operating temperature range. In the present embodiment, the above-described setting of the resonance frequency is performed by the transmitter / receiver 3, which changes within the operating temperature range.
The measurement is performed with the center value of the impedance change width of the impedance characteristic of No.
【0022】本実施の形態では、温度により超音波セン
サ(送・受信器3,4)の共振周波数が変化するのに合
わせてトランス(11A,11B)のインピーダンスが
追従するようなもの(即ち、超音波センサ及びトランス
のインピーダンス〔共振系〕は温度により変化するが、
超音波センサのインピーダンス−温度特性と同等にイン
ピーダンスが変化するトランス)を選んでおり、これに
より超音波センサのインピーダンスとトランスのインピ
ーダンスのずれからくる効率の低下を抑えることがで
き、任意の温度範囲で安定した超音波の送受信が図れる
ものになっている。In the present embodiment, the impedance of the transformers (11A, 11B) follows as the resonance frequency of the ultrasonic sensors (transmitter / receiver 3, 4) changes depending on the temperature (that is, the impedance of the transformer (11A, 11B) follows). The impedance (resonance system) of the ultrasonic sensor and transformer changes with temperature,
(Transformer whose impedance changes equivalently to the impedance-temperature characteristic of the ultrasonic sensor) is selected, whereby the reduction in efficiency due to the difference between the impedance of the ultrasonic sensor and the impedance of the transformer can be suppressed, and any temperature range Thus, stable transmission and reception of ultrasonic waves can be achieved.
【0023】上述したように構成した流量計では、発振
回路8と送信器3との間、波形整形回路16と受信器4
との間にそれぞれ送信側、受信側の絶縁トランス11
A,11Bを介装しているので、図2に示すように計測
器7に設ける電源22からの電流は、電流検出側ライン
24に流れる。このため、図5の流量計で生じる地絡
〔電源22からの電流が電源供給ライン23、演算回路
6、送・受信器3,4及び管1を介してグランド(接
地)側に流れる現象〕を招くことがない。In the flow meter configured as described above, the waveform shaping circuit 16 and the receiver 4 are connected between the oscillator 8 and the transmitter 3.
Between the transmission side and the reception side, respectively.
As shown in FIG. 2, the current from the power supply 22 provided in the measuring instrument 7 flows to the current detection side line 24 because A and 11B are interposed. Therefore, a ground fault occurring in the flow meter of FIG. 5 [a phenomenon in which a current from the power supply 22 flows to the ground (ground) side via the power supply line 23, the arithmetic circuit 6, the transmitters / receivers 3, 4 and the pipe 1] Never invite.
【0024】上述した図4の従来技術では、管1を介し
た地絡防止を図り電流検出側ライン24への流量電流F
の通電を確保する上で、DC/DCコンバータ12は絶
縁トランス11を一体的に設け、かつ、受信器4から出
力される超音波受信信号Bのノイズを除去するためにフ
ィルタ回路14を設け、さらにホトカプラ40を設けて
いるので、回路構成が複雑になり、そのため、消費電力
も増大してしまうが、これに対し、本実施の形態では、
上述した地絡防止を絶縁トランス11A,11Bで行
い、また、送信側、受信側の絶縁トランス11A,11
Bのインピーダンスを所定の値に設定して、送信側、受
信側の絶縁トランス11A,11Bのインピーダンス値
により所望の共振周波数を得、必要とする信号を効率よ
く抽出し、送・受信器3,4への衝撃等により生ずるノ
イズ分の除去を図ることで、図4の流量計に必要とされ
たフィルタ回路14を省略でき、この結果、回路全体の
構成を簡略化することができると共に、消費電流を抑制
できる。In the prior art shown in FIG. 4 described above, a ground fault via the pipe 1 is prevented, and the flow current F
In order to secure the power supply to the DC / DC converter 12, the DC / DC converter 12 is provided integrally with the insulating transformer 11, and a filter circuit 14 is provided for removing noise of the ultrasonic reception signal B output from the receiver 4. Further, the provision of the photocoupler 40 complicates the circuit configuration, thereby increasing the power consumption. On the other hand, in the present embodiment,
The above-described ground fault prevention is performed by the insulating transformers 11A and 11B, and the transmitting and receiving insulating transformers 11A and 11B are used.
B is set to a predetermined value, a desired resonance frequency is obtained by the impedance values of the isolation transformers 11A and 11B on the transmission side and the reception side, and necessary signals are efficiently extracted. By removing the noise generated by impact or the like on the filter 4, the filter circuit 14 required for the flow meter of FIG. 4 can be omitted, and as a result, the configuration of the entire circuit can be simplified and the consumption can be reduced. Current can be suppressed.
【0025】さらに、使用温度範囲内で変化する送・受
信器3,4のインピーダンス特性のインピーダンス変化
幅の中心値で、共振周波数を設定するので、使用温度範
囲内で広範囲にわたって安定した超音波透過伝達特性を
得ることができる。Further, since the resonance frequency is set by the center value of the impedance change width of the impedance characteristics of the transmitter / receivers 3 and 4 which changes within the operating temperature range, the ultrasonic transmission is stable over a wide range within the operating temperature range. Transfer characteristics can be obtained.
【0026】送信側、受信側の絶縁トランス11A,1
1Bは、「1」を越える値の巻数比を有し昇圧機能を有
しているので、図4の従来技術で必要とされたアンプ回
路15の省略が図れ、この分、装置構成を簡略化でき
る。The transmitting and receiving insulating transformers 11A, 11A
1B has a turns ratio of a value exceeding "1" and has a boosting function, so that the amplifier circuit 15 required in the prior art of FIG. 4 can be omitted, and the device configuration can be simplified accordingly. it can.
【0027】上述したように、本実施の形態では、発振
回路8と送信器3との間、波形整形回路16と受信器4
との間にそれぞれ送信側、受信側の絶縁トランス11
A,11Bを介装することにより、絶縁機能を発揮し
て、図5の流量計で生じる管1を介した地絡現象の発生
を防止すると共に、図4の流量計で必要とされた絶縁ト
ランス11を有する複雑なDC/DCコンバータ12及
びホトカプラ40の省略が図れる一方、絶縁トランス1
1がフィルタ機能、アンプ機能を発揮して、図4の流量
計で必要とされたフィルタ回路14及びアンプ回路15
が省略されるので、大幅に装置構成を簡略化できる。As described above, in the present embodiment, between the oscillation circuit 8 and the transmitter 3, the waveform shaping circuit 16 and the receiver 4
Between the transmission side and the reception side, respectively.
By interposing A and 11B, an insulation function is exhibited to prevent the occurrence of a ground fault phenomenon via the pipe 1 which occurs in the flow meter of FIG. 5, and the insulation required by the flow meter of FIG. While the complicated DC / DC converter 12 having the transformer 11 and the photocoupler 40 can be omitted, the insulating transformer 1
1 performs a filter function and an amplifier function, and a filter circuit 14 and an amplifier circuit 15 required for the flow meter of FIG.
Is omitted, so that the device configuration can be greatly simplified.
【0028】上記実施の形態では、流量計が超音波渦流
量計である場合を例にしたが、本発明はこれに限らず、
超音波センサを有する流量計であれば、カルマン渦を用
いないような他のタイプの流量計であってもよい。In the above embodiment, the case where the flow meter is an ultrasonic vortex flow meter is described as an example, but the present invention is not limited to this.
As long as the flow meter has an ultrasonic sensor, another type of flow meter that does not use Karman vortex may be used.
【0029】上記実施の形態では、絶縁トランス11
A,11Bが昇圧機能を有する場合を例にしたが、巻数
比を「1」にして昇圧機能を有していない絶縁トランス
を用いてもよい。In the above embodiment, the insulating transformer 11
Although the case where A and 11B have a boosting function has been described as an example, an insulating transformer having no boosting function with a turns ratio of “1” may be used.
【0030】また、上述した図4の従来技術では、絶縁
トランス11を電源22近傍に設けており、絶縁部分の
電流が大きく、その分、絶縁トランスによる電流ロスが
大きくなり、場合によっては電圧変換用抵抗25への通
電を確保できなくなる問題が起こり得たのに対し、実施
の形態では、電源22に対して流れる電流の小さい、演
算回路6と送・受信器3,4のそれぞれとの間に絶縁ト
ランス11A,11Bを設けているので、絶縁トランス
による電流ロスを必要最小限に抑えることができ、上述
のような問題の惹起を確実に防止できる。In the prior art shown in FIG. 4 described above, the insulating transformer 11 is provided near the power supply 22, so that the current in the insulating portion is large and the current loss due to the insulating transformer is correspondingly large. However, in the present embodiment, the current flowing through the power supply 22 is small, and the current flowing between the arithmetic circuit 6 and each of the transmitters / receivers 3 and 4 may be reduced. Are provided with the isolation transformers 11A and 11B, the current loss due to the insulation transformer can be suppressed to the minimum necessary, and the occurrence of the above-described problem can be reliably prevented.
【0031】[0031]
【発明の効果】本発明は、演算回路と送・受信器のそれ
ぞれとの間に絶縁トランスを介装しており、絶縁トラン
スが絶縁機能を発揮し、送・受信器が管を介して地絡す
るようなことが防止され、さらに、絶縁トランス及び送
・受信器により共振系が構成され、この共振系の共振周
波数が絶縁トランスのインピーダンス設定で調整可能で
あるので、これにより所望の共振周波数を得、必要とす
る信号を効率よく抽出し、送・受信器への衝撃等により
生ずるノイズ分の除去が図れる(すなわち、絶縁トラン
スがフィルタ機能をも発揮する)こととなる。従って、
従来技術で地絡防止のために必要であった絶縁トランス
及びホトカプラと、ノイズ除去のために必要であったフ
ィルタ回路とを、演算回路と送・受信器との間に設けた
絶縁トランスのみに置き換えることができ、この結果、
回路全体の構成をさらに簡略化することができると共
に、消費電流を抑制できる。According to the present invention, an insulating transformer is interposed between the arithmetic circuit and each of the transmitter and the receiver. The insulating transformer exhibits an insulating function, and the transmitter and the receiver are connected to each other via a pipe. In addition, a resonance system is formed by the isolation transformer and the transmitter / receiver, and the resonance frequency of the resonance system can be adjusted by setting the impedance of the insulation transformer. , The required signal is efficiently extracted, and the noise generated by the impact on the transmitter / receiver or the like can be removed (that is, the insulating transformer also functions as a filter). Therefore,
The isolation transformer and photocoupler required to prevent ground faults in the conventional technology, and the filter circuit required to eliminate noise, were replaced with only the isolation transformer provided between the arithmetic circuit and the transmitter / receiver. Can be replaced, resulting in
The configuration of the entire circuit can be further simplified, and current consumption can be suppressed.
【図1】本発明の一実施の形態の流量計を模式的に示す
図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing a flow meter according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1の流量計の作用を説明するための模式図で
ある。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the operation of the flow meter of FIG.
【図3】送信器(受信器)の電気的等価回路を示す図で
ある。FIG. 3 is a diagram showing an electrical equivalent circuit of a transmitter (receiver).
【図4】従来の流量計の一例を模式的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of a conventional flow meter.
【図5】絶縁を施さない流量計が生じ得る地絡を示す模
式図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing a ground fault that can occur in a flowmeter without insulation.
3 送信器 4 受信器 6 演算回路 11A 送信側の絶縁トランス 11B 受信側の絶縁トランス 3 Transmitter 4 Receiver 6 Arithmetic circuit 11A Insulation transformer on the transmission side 11B Insulation transformer on the reception side
Claims (1)
を行う送・受信器と、 電源を有する計測器に2つの端子を介して接続し、該電
源から電力供給されかつ前記送・受信器の送・受信信号
に基づいて前記流体の流量を示す電流を発生して前記計
測器に出力する演算回路と、 該演算回路と前記送・受信器のそれぞれとの間に介装さ
れた絶縁トランスと、 を備えたことを特徴とする流量計。1. A pipe through which a fluid flows, a transmitter / receiver attached to the pipe for transmitting and receiving ultrasonic waves through the fluid in the pipe, and a measuring instrument having a power supply connected via two terminals to the power supply. An arithmetic circuit which is supplied with electric power and generates a current indicating the flow rate of the fluid based on the send / receive signals of the send / receiver and outputs the current to the measuring instrument; and each of the arithmetic circuit and the send / receiver And an insulating transformer interposed between the flowmeter and the flowmeter.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28147497A JPH11101675A (en) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | Flow meter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28147497A JPH11101675A (en) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | Flow meter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11101675A true JPH11101675A (en) | 1999-04-13 |
Family
ID=17639693
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28147497A Pending JPH11101675A (en) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | Flow meter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11101675A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002340643A (en) * | 2001-05-18 | 2002-11-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ultrasonic flowmeter |
JP2011058830A (en) * | 2009-09-07 | 2011-03-24 | Tosho Inc | Detector of metal foreign matter |
CN111366218A (en) * | 2020-04-22 | 2020-07-03 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | Method for detecting faults of water cooling system |
-
1997
- 1997-09-29 JP JP28147497A patent/JPH11101675A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002340643A (en) * | 2001-05-18 | 2002-11-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ultrasonic flowmeter |
JP2011058830A (en) * | 2009-09-07 | 2011-03-24 | Tosho Inc | Detector of metal foreign matter |
CN111366218A (en) * | 2020-04-22 | 2020-07-03 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | Method for detecting faults of water cooling system |
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