JP3147648B2 - Karman vortex flowmeter - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、空気や水等の流量を測
定するカルマン渦流量計における、流量出力制御手段に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flow rate output control means for a Karman vortex flow meter for measuring the flow rate of air, water or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】カルマン渦流量計は、流体の流れの中に
柱状の障害物を置いたとき、流れの方向に直交する障害
物の両端から流体の流速に反比例する周期で交互に渦が
発生する現象を利用した流量計である。このカルマン渦
流量計の流量検出部には、障害物によって渦が発生する
ときの流体のわずかなパルス状の圧力変動を捉える圧電
素子などからなるカルマン渦センサと、圧電素子などが
出力する微弱パルス信号を増幅整形して出力する波形整
形回路とが設けられており、流量検出部からは流体の流
量に対応した周波数のパルス信号が発信されるので、伝
送部において流量検出部が発信するパルス信号の周波数
または周期を測定して演算処理することによって流体の
流量を計測出力している。2. Description of the Related Art In a Karman vortex flowmeter, when a columnar obstacle is placed in a fluid flow, vortices are alternately generated from both ends of the obstacle perpendicular to the flow direction at a period inversely proportional to the flow velocity of the fluid. This is a flow meter that utilizes the phenomenon that occurs. The flow detector of this Karman vortex flowmeter has a Karman vortex sensor consisting of a piezoelectric element that captures the slight pulse-like pressure fluctuation of the fluid when an eddy is generated by an obstacle, and a weak pulse output by a piezoelectric element. A waveform shaping circuit is provided for amplifying and shaping the signal, and a pulse signal having a frequency corresponding to the flow rate of the fluid is transmitted from the flow detecting unit. The flow rate of the fluid is measured and output by measuring and calculating the frequency or period of the fluid.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】カルマン渦流量計の流
量検出部はパルス状の微圧変動を検出する圧電素子など
からなるカルマン渦センサを構成要素としているので、
流量検出部あるいは流量検出部に近接して繋がる配管等
などに偶発的な衝撃振動が加えられると、この衝撃振動
はカルマン渦センサの圧電素子に伝わり、流体が流れて
発生したカルマン渦によると同等の信号を発生してしま
う。このため、カルマン渦センサが出力するパルス信号
を計測して流量値に変換して出力する従来技術によって
構成された伝送部からは、流体が停止していて流量がゼ
ロである筈のときに、衝撃振動によって発生したパルス
が計測されてあたかも流体が流れているような流量信号
が発信されてしまうことがある。Since the flow rate detecting section of the Karman vortex flowmeter includes a Karman vortex sensor composed of a piezoelectric element or the like for detecting pulse-like minute pressure fluctuations,
If accidental shock vibration is applied to the flow detection unit or a pipe connected close to the flow detection unit, this shock vibration is transmitted to the piezoelectric element of the Karman vortex sensor and is equivalent to the Karman vortex generated by the flow of fluid. Signal is generated. For this reason, from the transmission unit configured according to the prior art that measures the pulse signal output by the Kalman vortex sensor, converts it to a flow value, and outputs it, when the fluid should be stopped and the flow rate should be zero, The pulse generated by the impact vibration is measured, and a flow rate signal as if a fluid is flowing may be transmitted.
【0004】この発明は、上記の従来技術によるカルマ
ン渦流量計における問題点に鑑みなされたものであり、
流体が停止していて流量がゼロであるとき、流量検出部
やそれに繋がる配管等に衝撃振動が加えられても、にせ
の流量出力信号が発信されないカルマン渦流量計の伝送
部を提供してカルマン渦流量計による流量計測の信頼度
を向上させることを目的とする。[0004] The present invention has been made in view of the above-mentioned problems in the Karman vortex flowmeter according to the prior art,
When the fluid is stopped and the flow rate is zero, the Karman vortex flowmeter provides a transmission section that does not output a false flow rate output signal even if shock vibration is applied to the flow rate detection section or the piping connected to it, providing a Karman vortex flowmeter. An object is to improve the reliability of flow measurement by a vortex flowmeter.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記の目的達成のため、
本発明においては、カルマン渦流量計の伝送部を、シス
テムクロックが与えるタイミングで演算と出力のステッ
プ処理を行うマイクロコンピュータと、演算出力処理を
実行する周期の基本単位を与える基準周期タイマと、流
量検出部が発信するパルス信号間の時間間隔を測定する
パルス間隔測定カウンタと、マイクロコンピュータが実
行する演算と処理の手順を格納したROMと、演算処理
の工程で生成される計数値や仮数値を一時記憶するRA
Mとによって構成し、上記の基準周期タイマのカウント
アップ信号と、カルマン渦流量検出部の出力信号とを割
り込み信号としてマイクロコンピュータが呼び出した前
記のROMに格納された処理手順によって、流量検出部
が出力するパルスの基準周期タイマで定められるサンプ
リング周期毎の周波数が測定されて流量が演算によって
求められ、流量がゼロのサンプリング周期に続いてゼロ
でない流量が検出されたとき、予め定めた遅延時間のあ
いだ、流量ゼロの出力信号が継続して出力される処理を
行い、遅延時間経過後に新たなサンプリング周期で得ら
れた計測値を出力するようにする。In order to achieve the above object,
According to the present invention, the transmission unit of the Kalman vortex flowmeter is provided with a microcomputer that performs step processing of calculation and output at a timing given by a system clock, a reference cycle timer that provides a basic unit of a cycle for performing calculation output processing, A pulse interval measurement counter for measuring a time interval between pulse signals transmitted by the detection unit, a ROM storing a procedure of calculation and processing executed by a microcomputer, and a count value and a mantissa value generated in a process of the calculation process. RA temporarily stored
M, and the count-up signal of the reference period timer and the output signal of the Kalman vortex flow rate detection unit are used as interrupt signals, and the flow rate detection unit is called by the microcomputer and stored in the ROM. The frequency of each sampling cycle determined by the reference cycle timer of the output pulse is measured and the flow rate is calculated, and when a non-zero flow rate is detected following the zero sampling cycle, a predetermined delay time is set. In the meantime, a process of continuously outputting an output signal of zero flow rate is performed, and a measured value obtained in a new sampling cycle is output after a lapse of a delay time.
【0006】[0006]
【作用】流量検出部がパルス信号を発信する都度、パル
ス間隔測定カウンタはこれを割込信号として時間間隔測
定動作をリスタートして次のパルス入力までの時間間隔
を計測し、マイクロコンピュータはパルス間隔測定カウ
ンタがリスタート時点までに計測したパルス間の時間間
隔の値をRAMの中に設けられたパルス間隔積算値格納
領域に積算するとともに、同じくRAMの中に設けられ
たパルス数のカウント値格納領域を用いて入力パルス数
をカウントする。Each time the flow rate detector sends a pulse signal, the pulse interval measurement counter uses this as an interrupt signal to restart the time interval measurement operation and measure the time interval until the next pulse input. The value of the time interval between the pulses measured by the interval measurement counter until the restart point is added to the pulse interval integrated value storage area provided in the RAM, and the count value of the number of pulses also provided in the RAM The number of input pulses is counted using the storage area.
【0007】基準周期タイマがカウントアップしたと
き、マイクロコンピュータはこれを割込信号としてRO
Mに格納のサンプリングプログラムを呼び出して予め設
定したサンプリング時間が経過したか否かを調べ、サン
プリング時間が経過していないときには割込み待機状態
に復帰し、サンプリング時間の経過が検出されたときに
は、ROMに格納されている出力処理プログラムを呼び
出し、流量検出部の出力信号による割込み処理の結果R
AMの中に格納記憶されているパルス間隔積算値と入力
パルス数の値を用いて該サンプリング周期中に流量検出
部1が出力したパルスの周波数の値を求める。When the reference period timer counts up, the microcomputer uses this as an interrupt signal and outputs
The sampling program stored in M is called to check whether a preset sampling time has elapsed. If the sampling time has not elapsed, the process returns to the interrupt standby state. The stored output processing program is called, and the result R of the interrupt processing by the output signal of the flow rate detection unit is obtained.
Using the pulse interval integrated value stored in the AM and the value of the number of input pulses, the value of the frequency of the pulse output by the flow rate detection unit 1 during the sampling period is obtained.
【0008】上記の演算によって求めたパルス周波数の
値がゼロであるときは、直ちにパルス周波数の値から流
量の値を求める演算を実行し、パルス周波数の値ゼロに
対応の流量値ゼロを出力する。一方、演算によって求め
たパルス周波数かゼロでない場合には、RAMの中に格
納されている前回のサンプリング周期に得られたパルス
周波数の値を調べ、格納値がゼロでない場合には、演算
結果の周波数で定まる流量値を出力する処理を行い、格
納値がゼロの場合には、予め定めた遅延期間のあいだ、
流量ゼロの出力信号を継続して出力する処理を行い、遅
延期間経過後の新たなサンプリング期間に計測されたパ
ルス周波数で定まる流量値を出力する。When the value of the pulse frequency obtained by the above calculation is zero, the calculation of the flow rate value is immediately executed from the pulse frequency value, and the flow rate value corresponding to the pulse frequency value of zero is output. . On the other hand, if the pulse frequency obtained by the calculation is not zero, the value of the pulse frequency obtained in the previous sampling cycle stored in the RAM is checked, and if the stored value is not zero, the value of the calculation result is Performs a process of outputting a flow rate value determined by the frequency, and if the stored value is zero, during a predetermined delay period,
A process for continuously outputting an output signal of zero flow rate is performed, and a flow rate value determined by a pulse frequency measured in a new sampling period after the delay period has elapsed is output.
【0009】[0009]
【実施例】本発明によるカルマン渦流量計の一実施例の
概略構成を図1に示す。図1において、1は流体の流速
に反比例する周期でパルス信号を発生するカルマン渦セ
ンサと、このカルマン渦センサのパルス信号を増幅整形
して出力する波形成形回路とを備えたカルマン渦流量検
出部である。FIG. 1 shows a schematic configuration of an embodiment of the Karman vortex flowmeter according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a Karman vortex flow rate detection unit including a Karman vortex sensor that generates a pulse signal at a period inversely proportional to the flow velocity of a fluid, and a waveform shaping circuit that amplifies and shapes the pulse signal of the Karman vortex sensor and outputs the amplified signal. It is.
【0010】2は、前記流量検出部1が発信するカルマ
ン渦パルス信号を入力信号として流量値を演算によって
求めて出力する下記3ないし8の構成要素からなる伝送
部である。伝送計測部2において、3は、カルマン渦流
量検出部1の出力パルス信号を受信して、流量を求める
演算を行い、これを出力する処理を行うマイクロコンピ
ュータであり、システムクロック4が与えるタイミング
でステップ動作する。Reference numeral 2 denotes a transmission unit including the following 3 to 8 components for calculating and outputting a flow value by using a Karman vortex pulse signal transmitted from the flow detection unit 1 as an input signal. In the transmission measuring unit 2, a microcomputer 3 receives the output pulse signal of the Karman vortex flow detecting unit 1, performs a calculation for obtaining the flow rate, and performs a process of outputting the calculation. Step operation.
【0011】5は、カルマン渦流量検出部1の出力パル
ス信号を受信して行う計測演算処理の単位時間STを、
システムクロック4のクロック信号から生成する基準周
期タイマであり、計測演算の各工程の実行時間は、この
タイマが与える単位時間STの整数倍として定められ
る。6は、流量発検出部1が発信するパルス信号をトリ
ガーとして起動され、次のパルス信号が入力されるまで
の時間間隔を計測し、次のパルス信号が入力されて、こ
のときまでの計測値がマイクロコンピュータ3に転送さ
れると計測値はゼロクリアされ、次のパルス到来までの
時間間隔の計測が再起動されるパルス間隔測定カウンタ
であり、流量検出部1の出力信号はマイクロコンピュー
タ3のパルス周波数測定に係わる割り込み入力端INT
2を経てこのパルス間隔測定カウンタ6に入力される。Reference numeral 5 denotes a unit time ST of the measurement calculation processing performed by receiving the output pulse signal of the Karman vortex flow rate detection unit 1,
This is a reference period timer generated from the clock signal of the system clock 4, and the execution time of each step of the measurement operation is determined as an integral multiple of the unit time ST given by the timer. 6 is activated by using a pulse signal transmitted from the flow rate detection unit 1 as a trigger, measures a time interval until a next pulse signal is input, and inputs a next pulse signal, and measures a value up to this time. Is transferred to the microcomputer 3, the measurement value is cleared to zero, and the measurement of the time interval until the next pulse arrives is a pulse interval measurement counter. The output signal of the flow rate detection unit 1 is Interrupt input terminal INT related to frequency measurement
The signal is input to the pulse interval measurement counter 6 via the line 2.
【0012】ROM8は、マイクロコンピュータ3の動
作プロセスが格納されている読み出し専用の記憶手段で
あり、格納プログラムには、基準周期タイマ5がカウン
トアップして割込み要求信号INT1がマイクロコンピ
ュータ3に入力されたとき、呼びだされて処理を行うサ
ンプリングプログラム(81)と、流量検出部1がパルス
を発信したとき、これを割込信号INT2として起動さ
れる周波数演算プログラム(82)、及び基準周期タイマ
5からの割込み回数が、予め設定したサンプリング期間
設定値MTSを超えたとき起動される出力処理プログラ
ム(83)が含まれている。The ROM 8 is a read-only storage unit in which the operation process of the microcomputer 3 is stored. In the storage program, the reference cycle timer 5 counts up and the interrupt request signal INT1 is input to the microcomputer 3. A sampling program (81) for calling and processing, a frequency calculation program (82) activated when the flow rate detector 1 transmits a pulse as an interrupt signal INT2, and a reference cycle timer 5 An output processing program (83) that is started when the number of interrupts from the server exceeds a preset sampling period set value MTS is included.
【0013】RAM7は、マイクロコンピュータ3の演
算処理の実行過程で、一時記憶が必要となる以下に括弧
内の符号で表す状態を表す符号(フラグ)やカウント値
を一時格納しておく随時書き込み読み出し可能な記憶手
段であ。このRAM7の記憶領域には、パルス間隔測定
カウンタ6のカウント値(PCC)を積算するパルス間
隔積算カウンタ(PTC)と、この積算値を一時記憶し
ておくパルス間隔積算バッファ(PTB)、流量検出部
1が出力パルスを発信する都度、これをカウントするパ
ルス数カウンタ(NPC)と、このカウント値を一時記
憶しておくパルス数バッファ(NPB)の領域が確保設
定されている。そして、RAM7には、上記のパルス間
隔積算カウンタの積算値PTCが予め定めた上限値MP
Tを超えたのでパルス間隔測定結果の積算を終了させる
とき、このことを示す測定終了フラグ(EDF)と、パ
ルス間隔の計測積算の処理を実行中であるのか実行待機
中であるかを示すパルス間隔測定フラグ(PTF)と、
を格納する領域も確保設定されている。The RAM 7 temporarily stores codes (flags) indicating the states indicated by the codes in parentheses below and the count values that need to be temporarily stored in the course of execution of the arithmetic processing of the microcomputer 3. Possible storage means. In the storage area of the RAM 7, a pulse interval integration counter (PTC) for integrating the count value (PCC) of the pulse interval measurement counter 6, a pulse interval integration buffer (PTB) for temporarily storing the integrated value, a flow rate detection Each time the unit 1 emits an output pulse, an area for a pulse number counter (NPC) for counting the output pulse and an area for a pulse number buffer (NPB) for temporarily storing the count value are secured and set. The RAM 7 stores the integrated value PTC of the pulse interval integrating counter as the predetermined upper limit value MP.
When the integration of the pulse interval measurement result is terminated because T has been exceeded, a measurement end flag (EDF) indicating this and a pulse indicating whether the pulse interval measurement integration process is being executed or waiting for execution An interval measurement flag (PTF);
Is also set and secured.
【0014】さらに、RAM7には、上記のパルス間隔
積算バッファPTBとパルス数バッファNPBの格納値
とによって周波数の値を演算処理して求めるときに用い
る周波数レジスタ(FRQ)と、この値を一時記憶して
おく周波数バッファ(FRB)、基準周期タイマ5から
の割込み毎に割込み回数をカウントするサンプリング時
間カウンタ(STC)、および、前回のサンプリング周
期における周波数計測値がゼロであって、次のサンプリ
ング周期における周波数計測値がゼロでない値になった
とき、出力値を予め設定した遅延時間の間、前回の測定
値であるゼロに保つときにタイマ動作を行う遅延時間カ
ウンタ(DEC)と、遅延時間の設定値DESを格納し
ておく遅延時間設定回数(DES)などの領域が確保設
定されている。Further, the RAM 7 has a frequency register (FRQ) used for calculating and calculating a frequency value based on the values stored in the pulse interval accumulation buffer PTB and the pulse number buffer NPB, and temporarily stores the value. A frequency buffer (FRB) to be stored, a sampling time counter (STC) for counting the number of interrupts for each interrupt from the reference cycle timer 5, and a frequency measurement value in the previous sampling cycle being zero and the next sampling cycle. A delay time counter (DEC) that performs a timer operation when the output value is kept at zero, which is the previous measurement value, for a preset delay time when the frequency measurement value at the time becomes a non-zero value; An area for storing the set value DES, such as the set number of times of delay time (DES), is reserved and set.
【0015】次に、図2に、図1に例示のカルマン渦流
量計の主たる構成要素の動作順序を示すタイミング図
を、また、図3ないし図5に関連するプログラムのフロ
ーを示し、以下にこれらの図によって本発明のカルマン
渦流量計の動作を説明する。図1に例示の本発明による
カルマン渦流量計の伝送部2は、初期条件が設定されて
スタンバイされると、基準周期タイマ5からの割込みを
上位とし、流量検出部1の出力による割込みを下位とす
る割込み待機状態に入る。Next, FIG. 2 is a timing chart showing the operation sequence of the main components of the Karman vortex flowmeter illustrated in FIG. 1, and the flow of a program related to FIGS. 3 to 5 is shown below. The operation of the Karman vortex flowmeter of the present invention will be described with reference to these drawings. The transmission unit 2 of the Karman vortex flowmeter according to the present invention illustrated in FIG. 1 sets an interrupt from the reference period timer 5 as an upper rank and an interrupt from the output of the flow rate detector 1 as a lower rank when an initial condition is set and the apparatus is in a standby state. And enters an interrupt waiting state.
【0016】基準周期タイマ5が単位時間STをカウン
トアップして基準時間パルスがマイクロコンピュータ3
の割込要求端子INT1に入力されると、パルスのダウ
ンエッヂによってROM8から図3のフローのサンプリ
ングプログラム(81)が呼びだされて起動される。(S
1) 図3に示されているように、サンプリングプログラム
(81)は最初にサンプリング時間カウンタSTCの計数
値をインクリメントし(S2)、インクリメントされた
STCの値を、予めサンプリング時間として設定された
単位時間STの倍数を表す値MTSと比較し(S3)、
STCがMTSに達していない、つまりサンプリング時
間内と判断したときには、ただちに割込みから復帰する
(S10)。The reference period timer 5 counts up the unit time ST, and the reference time pulse
Is input to the interrupt request terminal INT1, the sampling program (81) of the flow shown in FIG. (S
1) As shown in FIG. 3, the sampling program (81) first increments the count value of the sampling time counter STC (S2), and uses the incremented STC value as a unit set in advance as the sampling time. The value is compared with a value MTS representing a multiple of the time ST (S3),
When it is determined that the STC has not reached the MTS, that is, when it is within the sampling time, the process immediately returns from the interrupt (S10).
【0017】一方、STCがMTSに等しくなったと
き、つまりサンプリング時間が経過したときには、次の
サンプリング周期の開始に備えてサンプリング時間カウ
ンタの計数値STCをゼロクリアした後(S4)、測定
終了フラグEDFを調べ(S5)、EDFがパルス間隔
の測定と結果の積算が終了したことを示しているときに
は、パルス間隔積算カウンタPTCとパルス数カウンタ
NPCのカウントとを、それぞれ、パルス間隔積算バッ
ファPTBとパルス数バッファNPBに転送し(S
6)、測定終了フラグEDFがパルス間隔の測定積算行
程が終了していないことを示しているときには、パルス
間隔積算バッファPTBとパルス数バッファNPBとを
ゼロクリアする(S7)。On the other hand, when STC becomes equal to MTS, that is, when the sampling time has elapsed, the count value STC of the sampling time counter is cleared to zero in preparation for the start of the next sampling cycle (S4), and the measurement end flag EDF is set. (S5), and when the EDF indicates that the measurement of the pulse interval and the integration of the result have been completed, the counts of the pulse interval integration counter PTC and the pulse number counter NPC are respectively compared with the pulse interval integration buffer PTB and the pulse. Transfer to the number buffer NPB (S
6) When the measurement end flag EDF indicates that the measurement integration process of the pulse interval is not completed, the pulse interval integration buffer PTB and the pulse number buffer NPB are cleared to zero (S7).
【0018】上記のパルス間隔積算バッファPTBとパ
ルス数バッファNPBへのデータ転送またはゼロクリア
の処理を終了すると、パルス間隔の測定をリスタートす
べく、パルス間隔積算カウンタPTCとパルス数カウン
タNPCとをゼロクリアし、また、測定終了フラグED
Fに測定が終了していないことを意味するゼロを設定
し、パルス間隔測定フラグPTFに測定開始待機中であ
ることを意味するゼロを設定する。(S8) 以上の処理の終了後、図5に示されるフローの出力処理
プログラム83に移行し(S9)、出力処理プログラム83
を終了すると基準周期タイマによる割込から復帰し(S
10)、再度基準周期タイマ5からの割込待機の状態にな
る。When the data transfer to the pulse interval accumulation buffer PTB and the pulse number buffer NPB or the zero clear processing is completed, the pulse interval accumulation counter PTC and the pulse number counter NPC are cleared to zero in order to restart the pulse interval measurement. And the measurement end flag ED
F is set to zero indicating that the measurement is not completed, and zero is set to the pulse interval measurement flag PTF to indicate that the measurement is in standby. (S8) After the above processing is completed, the processing shifts to the output processing program 83 of the flow shown in FIG. 5 (S9), and the output processing program 83
Is completed, the process returns from the interrupt by the reference period timer (S
10), the state of waiting for the interruption from the reference cycle timer 5 is returned again.
【0019】次に、出力処理工程の説明に先だち流量検
出部1の出力パルスによる割込み工程について説明す
る。流量検出部1の出力パルスがマイクロコンピュータ
3の割込要求端子1NT2に入力されると、図4のフロ
ーの周波数測定プログラム82が呼びだされて処理が遂行
される。(P1) 周波数測定プログラム82は、流量検出部1の出力パルス
による割込があったとき、パルス間隔測定フラグPTF
の状態を調べ(P2)、PTFがパルス間隔を測定中で
ないことを示している場合には、次の流量検出部1から
の出力パルスによってパルス間隔の測定を起動すべくP
TFを測定中表示にセットし、パルス間隔積算カウンタ
PTCとパルス数カウンタNPCとをゼロクリア(P
4)した後に6のパルス間隔測定カウンタPCCのカウ
ント開始を起動する。(P8) 上記のパルス間隔測定フラグPTFが測定中を示してい
るときには、パルス数カウンタNPCの格納値をインク
リメントし(P3)、6のパルス間隔測定カウンタPC
Cのカウント値をパルス間隔積算カウンタPTCの格納
値に加算して新たなPTCの格納値とする(P5)。そ
して、新たなPTCの格納値を予め定めたパルス間隔積
算値の上限設定値MPTと比較し(6)、PTC格納値
がMPTを超えていない場合には6のパルス間隔測定カ
ウンタPCCをスタート(P8)させて割り込みから復
帰する。(P9) 一方、パルス間隔積算カウンタPTCの格納値がパルス
間隔積算値の上限設定値MPTを超えたときには、パル
ス間隔測定は終了したものとし、パルス間隔の測定終了
フラグEDFを終了表示に、パルス間隔測定フラグPT
Fを非測定中表示にして(P7)割込から復帰する。
(P9) 上記の処理によって、流量検出部1からのパルス信号に
よって割込がかかる都度、引続くパルス間の時間間隔が
パルス間隔測定カウンタPCCで計測されて、その値が
パルス間隔積算カウンタPTCに積算され、パルス数カ
ウンタNPCには流量発信器から発信されたパルスの数
が格納されることとなる。Next, prior to the description of the output processing step, an interruption step by an output pulse of the flow rate detection unit 1 will be described. When the output pulse of the flow rate detector 1 is input to the interrupt request terminal 1NT2 of the microcomputer 3, the frequency measurement program 82 in the flow of FIG. 4 is called out and the processing is performed. (P1) When the frequency measurement program 82 is interrupted by the output pulse of the flow rate detector 1, the pulse interval measurement flag PTF
(P2), and if the PTF indicates that the pulse interval is not being measured, the PTF is started to start the pulse interval measurement by the next output pulse from the flow rate detection unit 1.
TF is set to the display during measurement, and the pulse interval integration counter PTC and the pulse number counter NPC are cleared to zero (P
4) After that, the counting start of the pulse interval measurement counter PCC of 6 is started. (P8) When the pulse interval measurement flag PTF indicates that measurement is in progress, the stored value of the pulse number counter NPC is incremented (P3), and the pulse interval measurement counter PC of 6 is incremented.
The count value of C is added to the stored value of the pulse interval integration counter PTC to obtain a new stored value of PTC (P5). Then, the stored value of the new PTC is compared with a predetermined upper limit set value MPT of the pulse interval integrated value (6), and when the stored value of the PTC does not exceed the MPT, the pulse interval measurement counter PCC of 6 is started ( P8) and return from the interrupt. (P9) On the other hand, when the value stored in the pulse interval integration counter PTC exceeds the upper limit set value MPT of the pulse interval integration value, it is determined that the pulse interval measurement has ended, and the pulse interval measurement end flag EDF is displayed as an end display. Interval measurement flag PT
Display F during non-measurement (P7) and return from interrupt.
(P9) By the above processing, each time an interrupt is generated by the pulse signal from the flow rate detector 1, the time interval between successive pulses is measured by the pulse interval measurement counter PCC, and the value is sent to the pulse interval integration counter PTC. The number of pulses transmitted from the flow rate transmitter is stored in the pulse counter NPC that has been integrated.
【0020】次に、サンプリング周期終了時に実行され
る図5のフローの出力処理プログラムについて説明す
る。上記に説明の流量検出部1の出力パルスによる割込
みによって起動される周波数測定プログラム82の処理に
よると、流量検出部1がサンプリング周期中に1発もパ
ルス信号を発信しないときには、パルス間隔積算バッフ
ァPTBとパルス数バッファNPBには数値ゼロが格納
されることとなる。そこで、出力処理プログラムでは、
最初にパルス間隔積算バッファPTBの格納値を調べて
以降の工程の処理を選択する。(O2) パルス間隔積算バッファPTBの格納値がゼロのときに
は、周波数レジスタFRQにカルマン周波数の値として
ゼロを格納(O3)し、遅延時間カウンタDECをゼロ
クリア(O9)した後に、周波数レジスタFRQの格納
値を周波数バッファFRBに転送する。(O10) 一方、パルス間隔積算バッファPTBの格納値がゼロで
ない場合には、パルス数バッファNPBの格納値をパル
ス間隔積算バッファPTBの格納値で除す式(1)の演
算を行い、このサンプリング期間におけるカルマン周波
数の値を求め、この値を周波数レジスタFRQに格納す
る(O4)。Next, an output processing program of the flow of FIG. 5 executed at the end of the sampling period will be described. According to the processing of the frequency measurement program 82 activated by the interruption by the output pulse of the flow rate detector 1 described above, when the flow rate detector 1 does not transmit any pulse signal during the sampling period, the pulse interval accumulation buffer PTB And the number zero is stored in the pulse number buffer NPB. Therefore, in the output processing program,
First, the value stored in the pulse interval accumulation buffer PTB is checked, and the processing in the subsequent steps is selected. (O2) When the value stored in the pulse interval accumulation buffer PTB is zero, zero is stored as the value of the Kalman frequency in the frequency register FRQ (O3), the delay time counter DEC is cleared to zero (O9), and then stored in the frequency register FRQ. Transfer the value to the frequency buffer FRB. (O10) On the other hand, if the value stored in the pulse interval accumulation buffer PTB is not zero, the equation (1) is calculated by dividing the value stored in the pulse number accumulation buffer NPB by the value stored in the pulse interval accumulation buffer PTB. The value of the Kalman frequency in the period is obtained, and this value is stored in the frequency register FRQ (O4).
【0021】[0021]
【数1】FRQ=NPB/PTB (1) つぎに、周波数バッファFRBに格納されている前回サ
ンプリング周期において計測演算されたカルマン周波数
の値を調べ(O5)、この値がゼロの場合には遅延時間
カウンタDECをインクリメント(O6)し、インクリ
メントしたDECの値をサンプリング時間MTSの倍数
として予め設定した遅延時間設定回数DESと比較し
(O7)、設定遅延時間以内と判定される場合には周波
数バッファFRBにゼロを格納する。(O8) 上記の処理の過程で、周波数バッファFRBに格納の前
回サンプリング周期におけるカルマン周波数の値がゼロ
でない場合(O5)、および遅延時間カウンタDECの
カウント値が遅延時間設定回数DESを超えていない場
合には、周波数レジスタFRQにカルマン周波数の値と
してゼロを格納(O3)したときと同様に、遅延時間カ
ウンタDECをゼロクリア(O9)した後に、周波数レ
ジスタFRQの格納値を周波数バッファFRBに転送す
る。(O10) 以上の処理によって、周波数バッファFRBには流量値
を求めるためのカルマン周波数の値が格納されるので、
この格納値を用いて出力演算処理を実行し(O11)、出
力処理工程から復帰する。(O12) 上記の出力処理によれば、測定流量出力がゼロであると
きに新たにゼロでないカルマン周波数FRQが得られた
場合には、直ちにこのゼロでない周波数によって求めら
れる流量値が出力されることなく、予め定めた遅延時間
DESのあいだ流量計測出力はゼロ値を保持し、遅延時
間DESを経過した後の新たなサンプリング周期に計測
演算されたカルマン周波数に相当の流量信号が出力され
る。FRQ = NPB / PTB (1) Next, the value of the Kalman frequency measured and calculated in the previous sampling cycle stored in the frequency buffer FRB is checked (O5). If this value is zero, the delay is determined. The time counter DEC is incremented (O6), and the incremented DEC value is compared with a preset delay time set count DES as a multiple of the sampling time MTS (O7). Store zero in FRB. (O8) In the above process, when the value of the Kalman frequency in the previous sampling cycle stored in the frequency buffer FRB is not zero (O5), and the count value of the delay time counter DEC does not exceed the delay time set number DES. In this case, the value stored in the frequency register FRQ is transferred to the frequency buffer FRB after the delay time counter DEC is cleared to zero (O9), similarly to the case where zero is stored as the value of the Kalman frequency in the frequency register FRQ (O3). . (O10) By the above processing, the value of the Kalman frequency for obtaining the flow rate value is stored in the frequency buffer FRB.
Output calculation processing is executed using this stored value (O11), and the process returns from the output processing step. (O12) According to the output processing described above, if a new non-zero Kalman frequency FRQ is obtained when the measured flow rate output is zero, the flow rate value determined by the non-zero frequency is immediately output. Instead, the flow rate measurement output keeps a zero value during the predetermined delay time DES, and a flow rate signal corresponding to the Kalman frequency measured and calculated in a new sampling cycle after the delay time DES elapses.
【0022】[0022]
【発明の効果】本発明によるカルマン渦流量計の伝送部
においては、計測演算処理を行う単一のマイクロコンピ
ュータと、演算出力処理を実行する周期の基本単位を与
える基準周期タイマおよび流量検出部が発信するパルス
信号間の時間間隔を測定するパルス間隔測定カウンタを
設け、基準周期タイマと流量検出部の出力信号とを割り
込み源とし、予め定めた一定のサンプリング期間毎にカ
ルマン渦流量検出部の出力信号を取込んで流量値を出力
処理する計測演算処理を実行しており、計測演算処理に
おいては、測定流量出力がゼロであるときに新たにゼロ
でないカルマン周波数が得られると、予め定めた遅延時
間のあいだ流量計測出力はゼロ値を保留し、遅延時間を
経過した後にゼロでないカルマン周波数が得られるとき
に始めて該周波数に相当の流量信号が出力されるように
している。このため、流量計測値がゼロを示していると
きに流量検出部に衝撃等が加わって疑出力信号が発信さ
れることがあっても、衝撃振動減衰時間より長い遅延時
間を設定しておくことにより、衝撃が加わる前のゼロ流
量出力値が衝撃振動が減衰してなくなるまで保持される
ので、流量がゼロの場合にも雑音によって乱されること
がない安定した信頼度が高い計測値を得ることができる
という効果が単一のマイクロコンピュータによる簡素な
構成の伝送部によって得られる。In the transmission section of the Karman vortex flowmeter according to the present invention, a single microcomputer for performing the measurement and calculation processing, a reference cycle timer for providing a basic unit of the cycle for performing the calculation output processing, and a flow detection section are provided. A pulse interval measurement counter that measures a time interval between pulse signals to be transmitted is provided, and a reference period timer and an output signal of the flow rate detection unit are used as an interrupt source, and the output of the Karman vortex flow rate detection unit is set every predetermined sampling period. A measurement calculation process for acquiring a signal and outputting a flow value is performed.In the measurement calculation process, when a new non-zero Kalman frequency is obtained when the measured flow output is zero, a predetermined delay is set. During the time, the flow measurement output keeps zero value, and when the non-zero Kalman frequency is obtained after the delay time has elapsed, Corresponding flow rate signal is to be outputted. For this reason, even if a shock or the like is applied to the flow rate detector and a suspicious output signal is generated when the flow rate measurement value indicates zero, a delay time longer than the shock vibration decay time should be set. As a result, the zero flow output value before the impact is applied is held until the shock vibration is attenuated, so that even when the flow rate is zero, a stable and highly reliable measurement value which is not disturbed by noise is obtained. This effect can be obtained by a transmission unit having a simple configuration using a single microcomputer.
【図1】この発明によるカルマン渦流量計の一実施例の
概略構成図FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of a Karman vortex flowmeter according to the present invention.
【図2】図1の流量計の動作を説明するタイミングチャ
ートFIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the flow meter of FIG. 1;
【図3】測定基準周期タイマ割込処理のフロー図FIG. 3 is a flowchart of a measurement reference period timer interrupt process;
【図4】流量検出部出力パルス割込処理のフロー図FIG. 4 is a flowchart of a flow detection unit output pulse interrupt processing;
【図5】出力処理のフロー図FIG. 5 is a flowchart of an output process.
1 カルマン渦流量検出部 2 伝送部 5 基準周期タイマ 6 パルス間隔測定カウンタ 3 マイクロコンピュータ 4 システムクロック 7 RAM PTF パルス間隔測定フラグ EDF 測定終了フラグ PTC パルス間隔積算カウンタ PTB パルス間隔積算値バッファ NPC パルス数カウンタ NPB パルス数バッファ FRQ 周波数レジスタ FRB 周波数バッファ STC サンプリング時間カウンタ DEC 遅延時間カウンタ DES 遅延時間設定回数 8 ROM 81 サンプリングプログラム 82 周波数演算プログラム 83 出力処理プログラム 1 Karman vortex flow detector 2 Transmitter 5 Reference period timer 6 Pulse interval measurement counter 3 Microcomputer 4 System clock 7 RAM PTF Pulse interval measurement flag EDF measurement end flag PTC Pulse interval integration counter PTB Pulse interval integration value buffer NPC pulse number counter NPB pulse number buffer FRQ frequency register FRB frequency buffer STC sampling time counter DEC delay time counter DES delay time setting times 8 ROM 81 sampling program 82 frequency calculation program 83 output processing program
Claims (1)
マン渦流量検出部と、該流量検出部の出力パルス信号を
計測して流量を求める演算と出力処理を行う伝送部とか
らなるカルマン渦流量計であって、 前記伝送部は、構成要素であるシステムクロックが与え
るタイミングで演算と出力のステップ処理を行うマイク
ロコンピュータと、演算出力処理を実行する周期の単位
時間を与える定周期タイマと、前記流量検出部が発信す
るパルス信号間の時間間隔を測定するパルス間隔測定カ
ウンタと、マイクロコンピュータにおいて実行される演
算と処理の手順が格納されているROMと、演算処理の
工程で生成される計数値と仮数値とを一時記憶するRA
Mとからなり、 前記基準周期タイマのカウントアップ信号と、前記流量
検出部の出力信号とを割り込み信号として前記ROMか
らマイクロコンピュータが呼び出す処理手順によって、
前記流量検出部が出力するパルスの前記基準周期タイマ
で定められるサンプリング周期毎の周波数が測定されて
流量が演算によって求められ、 流量がゼロのサンプリング周期に続くサンプリング周期
において、ゼロでない流量が検出計測されたとき、予め
定めた遅延時間のあいだ、流量ゼロの出力信号を継続し
て出力する処理を行い、遅延時間を経過した後の新たな
サンプリング周期において得られた計測値を出力するよ
うにしたことを特徴とするカルマン渦流量計。1. A Karman vortex flow rate detector comprising a Karman vortex sensor having a flow rate detection end as a flow rate detector, and a transmission section for performing a calculation and an output process for calculating a flow rate by measuring an output pulse signal of the flow rate detector. Wherein the transmission unit is a microcomputer that performs step processing of computation and output at a timing given by a system clock that is a component, a fixed-period timer that provides a unit time of a cycle for performing computation output processing, A pulse interval measurement counter for measuring a time interval between pulse signals transmitted by the flow rate detection unit, a ROM storing procedures of calculations and processes performed in the microcomputer, and a count value generated in a process of the calculation process RA that temporarily stores and a mantissa
M, a count-up signal of the reference period timer, and an output signal of the flow rate detection unit as an interrupt signal by a processing procedure called by the microcomputer from the ROM,
The frequency of the pulse output by the flow rate detector is measured for each sampling cycle determined by the reference cycle timer, and the flow rate is obtained by calculation. In the sampling cycle following the zero sampling rate, the non-zero flow rate is detected and measured. Then, during a predetermined delay time, a process of continuously outputting an output signal of zero flow rate is performed, and a measurement value obtained in a new sampling cycle after the delay time has elapsed is output. A Karman vortex flowmeter characterized in that:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05640994A JP3147648B2 (en) | 1994-03-28 | 1994-03-28 | Karman vortex flowmeter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05640994A JP3147648B2 (en) | 1994-03-28 | 1994-03-28 | Karman vortex flowmeter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07260530A JPH07260530A (en) | 1995-10-13 |
| JP3147648B2 true JP3147648B2 (en) | 2001-03-19 |
Family
ID=13026369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05640994A Expired - Fee Related JP3147648B2 (en) | 1994-03-28 | 1994-03-28 | Karman vortex flowmeter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3147648B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6266499B1 (en) | 1999-08-11 | 2001-07-24 | Kyocera Mita Corporation | Transfer method for electrophotographic apparatus |
| JP3216768B2 (en) | 1995-03-06 | 2001-10-09 | 富士電機株式会社 | Karman vortex flowmeter |
| JP3216761B2 (en) | 1994-10-13 | 2001-10-09 | 富士電機株式会社 | Karman vortex flowmeter |
| JP3216766B2 (en) | 1995-02-21 | 2001-10-09 | 富士電機株式会社 | Karman vortex flowmeter |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5836290B2 (en) | 2013-02-04 | 2015-12-24 | 京楽産業.株式会社 | Game machine |
-
1994
- 1994-03-28 JP JP05640994A patent/JP3147648B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5836290B2 (en) | 2013-02-04 | 2015-12-24 | 京楽産業.株式会社 | Game machine |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3216761B2 (en) | 1994-10-13 | 2001-10-09 | 富士電機株式会社 | Karman vortex flowmeter |
| JP3216766B2 (en) | 1995-02-21 | 2001-10-09 | 富士電機株式会社 | Karman vortex flowmeter |
| JP3216768B2 (en) | 1995-03-06 | 2001-10-09 | 富士電機株式会社 | Karman vortex flowmeter |
| US6266499B1 (en) | 1999-08-11 | 2001-07-24 | Kyocera Mita Corporation | Transfer method for electrophotographic apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07260530A (en) | 1995-10-13 |
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