(57)【要約】【課題】汎用のＡ／Ｄコンバータを使用した場合であっても、流量測定を中断することなく、信号経路の環境条件等の変化による流量測定の変動要因を補正できるようにすると共に、振動信号のゼロ点信号補償値に含まれる誤差成分を低減して、安定した流量測定を実行できるようにする。【解決手段】流体が流れるチューブ１５を振動させ、当該チューブ１５を流れる流体の質量流量を測定するコリオリ質量流量計１００において、検出部６０から出力される上流コイル信号Ｓ１及び下流コイル信号Ｓ２を複数の経路に分岐して、各々の経路を経由する上流コイル信号Ｓ１及び下流コイル信号Ｓ２の位相差を時分割に測定し、この各々の上流コイル信号Ｓ１及び下流コイル信号Ｓ２を補正するデジタル信号処理回路５０を備えるものである。【選択図】    図１
2011137771.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流れる管路を振動させ、当該管路の上流側の振動信号及びその下流側の振動信号
の位相差から前記管路を流れる流体の質量流量を測定するコリオリ質量流量計において、
前記管路の上流側及びその下流側の振動信号を複数の経路に分岐して、各々の前記経路
を経由する前記上流側の振動信号及びその下流側の振動信号の位相差を、前記各々の経路
の流量信号として時分割に測定し、この各々の流量信号を補正する流量信号算出部を備え
ることを特徴とするコリオリ質量流量計。
【請求項２】
前記流量信号算出部は、
前記管路の上流側の振動信号、その下流側の振動信号及び、所定の基準信号のうち一つ
以上の信号を用いてゼロ補償値を算出し、前記各々の経路の流量信号を前記ゼロ補償値で
補正することを特徴とする請求項１に記載のコリオリ質量流量計。
【請求項３】
前記流量信号算出部は、
前記管路の上流側の振動信号とその下流側の振動信号との位相差を第１の経路の流量信
号として測定し、前記管路の上流側の振動信号と、前記上流側の振動信号と前記下流側の
振動信号を時分割に切り替える第１の切り替え部を経由した前記上流側の振動信号との位
相差を第１のゼロ補償値として生成し、前記第１の経路の流量信号を前記第１のゼロ補償
値で補正する第１の信号処理部と、
前記管路の上流側の振動信号とその下流側の振動信号との位相差を第２の経路の流量信
号として測定し、前記管路の下流側の振動信号と、前記上流側の振動信号と前記下流側の
振動信号を時分割に切り替える第２の切り替え部を経由した前記下流側の振動信号との位
相差を第２のゼロ補償値として生成し、前記第２の経路の流量信号を前記第２のゼロ補償
値で補正する第２の信号処理部と、
前記第１の信号処理部から出力される補正後の前記第１の経路の流量信号及び前記第２
の信号処理部から出力される補正後の前記第２の経路の流量信号を交互に選択して出力す
る選択部とを備え、
前記第１の信号処理部は、
前記第２の信号処理部が第２の経路の流量信号を検出しているとき、前記第１の経路の
流量信号又は前記第１のゼロ補償値を生成し、
前記第２の信号処理部は、
前記第１の信号処理部が第１の流量信号を検出しているとき、前記第２の経路の流量信
号又は前記第２のゼロ補償値を生成することを特徴とする請求項２に記載のコリオリ質量
流量計。
【請求項４】
前記流量信号算出部は、
基準信号を発生して出力する基準信号発生部と、
前記基準信号発生部から出力される基準信号又は前記管路の上流側の振動信号のいずれ
か一方を前記第１の経路に入力するように時分割に切り替える第１の切り替え部と、
前記基準信号発生部から出力される基準信号又は前記管路の下流側の振動信号のいずれ
か一方を前記第１の経路に入力するように時分割に切り替える第２の切り替え部と、
前記基準信号発生部から出力される基準信号又は前記管路の上流側の振動信号のいずれ
か一方を前記第２の経路に入力するように時分割に切り替える第３の切り替え部と、
前記基準信号発生部から出力される基準信号又は前記管路の下流側の振動信号のいずれ
か一方を前記第２の経路に入力するように時分割に切り替える第４の切り替え部ととを有
することを特徴とする請求項２に記載のコリオリ質量流量計。
【請求項５】
前記流量信号算出部は、
前記基準信号発生部から出力される基準信号を前記第１の経路内の２つの伝送路で伝送
し、この２つの伝送路で伝送された２つの基準信号の位相差を算出して第１のゼロ補償値
を生成する第１のゼロ補償値生成部と、
前記基準信号発生部から出力される基準信号を前記第２の経路内の２つの伝送路で伝送
し、この２つの伝送路で伝送された２つの基準信号の位相差を算出して第２のゼロ補償値
を生成する第２のゼロ補償値生成部とを有する請求項４に記載のコリオリ質量流量計。
【請求項６】
前記流量信号算出部は、
前記ゼロ補償値に基づいて前記各々の経路の診断を実行する制御部を備えることを特徴
とする請求項２から５のいずれかに記載のコリオリ質量流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上流コイル信号と下流コイル信号との間の位相差から流体の質量流量や密度
、体積流量等を測定するコリオリ質量流量計に関し、位相差測定誤差の補償機能を有した
変換部における安定した流量計測を行うための改善に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、流体の質量流量や密度、体積流量等を測定するコリオリ質量流量計が使用さ
れる場合が多い。コリオリ質量流量計によれば、流体が流れるチューブを振動させ、チュ
ーブの上下流における異なる２点の振動検出信号の位相差からチューブを流れる流体の質
量流量を測定するようになされる。コリオリ質量流量計の位相差の検出方法に着目すると
、アナログ検出方法を用いるものと、デジタル検出方法を用いるものとに大別される。
【０００３】
アナログ検出方法は、上流側に設けられたセンサ（ピックアップコイル）及び下流側に
設けられたセンサから得られる検出信号の振幅が「０」になる時点（ゼロクロス点）をそ
れぞれ求め、ゼロクロス点の時間差から検出信号の位相差を検出する方法である。
【０００４】
これに対して、デジタル検出方法は、上流側センサ及び下流側センサで得られる検出信
号の各々を同一のタイミングでサンプリングしてデジタル信号に変換し、これらのデジタ
ル信号に対して所定の信号処理を施すことにより、検出信号の位相差を検出する検出方法
である。ここで、検出信号の位相差の検出のために施される信号処理としては、ＤＦＴ（
Discrete Fourier Transform：離散フーリエ変換）処理とヒルベルト変換処理とが挙げら
れる。
【０００５】
この種のデジタル検出方法を採るコリオリ質量流量計については、例えば、特許文献１
に開示されている。図１２は、従来例に係るコリオリ質量流量計５００の全体構成例を示
すブロック図である。図１２に示すコリオリ質量流量計５００は、検出部６０及び変換部
７５を有して構成される。
【０００６】
検出部６０は、測定対象としての流体が流れるチューブ１５（管路）を振動させてその
上下流における振動数、振動の位相、及び流体の温度を検出する。検出部６０は、支持部
材１６，１７、加振器６１、上流側センサ６２、下流側センサ６３及び温度センサ６４を
有して構成される。支持部材１６，１７はチューブ１５を固定支持するようになされてい
る。チューブ１５の内部における流体は、紙面の左側から右側の方向に流れる場合である
。
【０００７】
この例で、支持部材１６，１７の中間上部には加振器６１が配置され、振動制御信号Ｓ
７に基づいてチューブ１５を加振し、当該チューブ１５を振動させる。支持部材１６の右
側であってチューブ１５の近傍には上流側センサ６２が配置され、上流側の流体の振動を
検出して上流側の上流コイル信号Ｓ１（ピックアップ信号）を変換部７５に出力する。
【０００８】
支持部材１７の左側であって、チューブ１５の近傍には下流側センサ６３が配置され、
下流側の流体の振動を検出して下流側の下流コイル信号Ｓ２（ピックアップ信号）を変換
部７５に出力する。この例で支持部材１７の右側であって、チューブ１５に接して温度セ
ンサ６４が設けられ、流体（検出部６０）の温度を検出して温度検出信号Ｓ９を変換部７
５に出力するようになされる。上述の加振器６１、上流側センサ６２、下流側センサ６３
及び温度センサ６４には変換部７５が接続される。
【０００９】
図１３はチューブ１５の振動モード例を示す説明図である。図１３に示すチューブ１５
の振動モード例によれば、変換部７５から加振器６１へ振動制御信号Ｓ７が供給されると
、例えば、図１３において、符号Ｍ１，Ｍ２を付して示す１次モードでチューブ１５を振
動させる。ここに１次モードとは、振動の節が支持部材１６，１７によって固定支持され
た部分にのみ現れる振動状態をいう。このような振動状態のチューブ１５に流体が流れる
と、チューブ１５は、例えば、同図において、符号Ｍ３，Ｍ４を付して示す２次モードで
振動する。ここに２次モードとは、振動の節が支持部材１６，１７によって固定支持され
た部分とその中間の位置とに現れる振動状態をいう。なお、実際には、チューブ１５は、
この２種類の振動モードが重畳された合成振動モードで振動することになる。
【００１０】
図１４はコリオリ質量流量計５００の内部構成例を示すブロック図である。図１４に示
す検出部６０は、上流側コイルＬ１、下流側コイルＬ２、ドライブコイルＬ３及び測温抵
抗体ＲＴＤから構成される。ドライブコイルＬ３は、振動制御信号Ｓ７に基づいてチュー
ブ１５を加振して振動を誘起する。上流側コイルＬ１はチューブ１５の振動を検出して上
流コイル信号Ｓ１を出力する。下流側コイルＬ２はチューブ１５の振動を検出して下流コ
イル信号Ｓ２を出力する。測温抵抗体ＲＴＤは、チューブの温度を測定して温度検出信号
Ｓ９を出力する。
【００１１】
変換部７５は、検出部６０で検出される上流コイル信号Ｓ１及び下流コイル信号Ｓ２の
位相差を求めてチューブ１５を流れる流体の質量流量を求める。変換部７５は入力アンプ
１，２、切り替え回路３、Ａ／Ｄコンバータ４，９、デジタル信号処理回路５、ＣＰＵ６
、ドライブ回路７、ＲＴＤ駆動回路８、出力回路１０，１１、表示器１２、周波数測定回
路１３及びタイミング発生器８５を有して構成される。
【００１２】
上流側コイルＬ１には入力アンプ１が接続され、上流コイル信号Ｓ１を増幅して、増幅
後の上流コイル信号Ｓ１をＡ／Ｄコンバータ４に出力する。下流側コイルＬ２には経路切
り替え用の切り替え回路３が接続され、分岐後の上流コイル信号Ｓ１１又は、検出部６０
からの下流コイル信号Ｓ２を選択するように経路を切り替える。切り替え回路３は、入力
アンプ１，２の部分のゼロ点信号補償（以下で単にゼロ補償という）の機能を実行するた
めに使用される。
【００１３】
切り替え回路３には、入力アンプ２が接続され、上流コイル信号Ｓ１１又は下流コイル
信号Ｓ２を増幅して、増幅後の上流コイル信号Ｓ１１又は下流コイル信号Ｓ２をＡ／Ｄコ
ンバータ４に出力する。Ａ／Ｄコンバータ４は、増幅後の上流コイル信号Ｓ１，Ｓ１をア
ナログ・デジタル変換（以下Ａ／Ｄ変換という）し、Ａ／Ｄ変換後の上流コイル信号Ｓ１
’，Ｓ１’をデジタル信号処理回路５に出力する。
【００１４】
また、Ａ／Ｄコンバータ４は、増幅後の上流コイル信号Ｓ１１又は下流コイル信号Ｓ２
をアナログ・デジタル変換し、Ａ／Ｄ変換後の上流コイル信号Ｓ１１’又は下流コイル信
号Ｓ２’をデジタル信号処理回路５に出力する。Ａ／Ｄコンバータ４には、上流コイル信
号Ｓ１及び上流コイル信号Ｓ１１又は下流コイル信号Ｓ２を同時にサンプリング可能な機
能を持つ２チャンネルＡ／Ｄコンバータが使用される。
【００１５】
デジタル信号処理回路５は上流コイル信号Ｓ１’及び下流コイル信号Ｓ２’をＡ／Ｄコ
ンバータ４から入力して、上流コイル信号Ｓ１’及び下流コイル信号Ｓ２’の位相差を算
出し、流体の質量流量を示す流量信号を出力する。ＣＰＵ６は流量信号の位相差を質量流
量に変換したり、流量信号や、密度信号等に対する検出部６０の温度による影響を補償す
る演算を実施する。その際に、ＣＰＵ６は質量流量や、積算質量流量、流体密度等のプロ
セス変数を演算する。
【００１６】
ドライブ回路７は、上流コイル信号Ｓ１又は下流コイル信号Ｓ２を正帰還して流体の流
れるチューブ１５の固有の振動周波数ｆ０でドライブコイルＬ３を励振する。ＲＴＤ駆動
回路８は測温抵抗体ＲＴＤに動作電流を設定するために抵抗駆動信号Ｓ８を出力する。Ａ
／Ｄコンバータ９は測温抵抗体ＲＴＤから出力される温度検出信号Ｓ９をアナログ・デジ
タル変換し、Ａ／Ｄ変換後の温度検出データＤ９をＣＰＵ６へ出力する。
【００１７】
周波数測定回路１３は、ドライブ回路７で励振されるチューブ１５の固有の振動周波数
ｆ０を測定して周波数データＤ１３をＣＰＵ６に出力する。この振動周波数ｆ０は流体の
密度測定等に用いられる。チューブ１５の固有の振動周波数ｆ０は、デジタル信号処理回
路５又はＣＰＵ６で算出される。タイミング発生器８５は、切り替え用のクロック信号Ｃ
Ｋを発生して切り替え回路３に出力する。出力回路１０，１１はＣＰＵ６で演算された質
量流量に基づく流体の流量を示すデジタルの流量データＤ５を外部に出力する。表示器１
２は流体の流量や質量、温度等が表示される。
【００１８】
図１５は、上流コイル信号Ｓ１と下流コイル信号Ｓ２との間の位相検出例を示す波形図
である。図１５において、横軸は時間ｔであり、縦軸は、信号レベルである。図中、実線
で示す検出位相波形は、コリオリ質量流量計５００における上流側コイルＬ１で検出され
る上流コイル信号Ｓ１である。また、点線で示す検出位相波形は、下流側コイルＬ２で検
出される下流コイル信号Ｓ２である。上向き矢印は、Ａ／Ｄコンバータ４における信号サ
ンプリングタイミングＴ０，Ｔ１，Ｔ２・・・である。
【００１９】
図１５に示す上流コイル信号Ｓ１と下流コイル信号Ｓ２との間の位相関係によれば、上
流コイル信号Ｓ１に対して下流コイル信号Ｓ２が遅れており、上流コイル信号Ｓ１と下流
コイル信号Ｓ２との間には位相差が生じている。上流コイル信号Ｓ１は入力アンプ１で増
幅され、下流コイル信号Ｓ２は、入力アンプ２で増幅された後、Ａ／Ｄコンバータ４によ
り、サンプリング周期Ｔでサンプリングされ、図１５で●で示す時点のディスクリートな
デジタルの流量信号となる。
【００２０】
この流量信号（デジタルデータ）を入力して、デジタル信号処理回路５ではデジタル信
号処理が実施され、上流コイル信号Ｓ１と下流コイル信号Ｓ２との間の位相差が求められ
る。上流コイル信号Ｓ１と下流コイル信号Ｓ２との間の位相差は、質量流量に変換される
ため、上流コイル信号Ｓ１及び下流コイル信号Ｓ２のサンプリングは、正確に同じ時刻で
あることが要求される。
【００２１】
また、上流側コイルＬ１で検出される上流コイル信号Ｓ１及び、下流側コイルＬ２で検
出される下流コイル信号Ｓ２は、図１４に示した入力アンプ１，２およびＡ／Ｄコンバー
タ４で同時サンプリングされる２つの信号処理経路を経由する。このため、２つの信号処
理経路に周囲温度変動等による影響の差がある場合等において、最終の流量データＤ５と
しての位相差出力が環境条件により変動してしまう場合がある。この変動量は、上流コイ
ル信号Ｓ１や、下流コイル信号Ｓ２等の固有周波数によって変化する場合がある。
【００２２】
更に、２つの信号処理経路を構成する各部品や配線の経年変化等によって、同一の環境
条件での変動量が一定になるとは限らない。一般に、コリオリ質量流量計５００の流量信
号（位相差信号）に要求される精度は、μrad以下相当である。このため、環境条件や経
年変化等による変動の影響を補償することが必要となる。
【００２３】
従来例に係るコリオリ質量流量計５００によれば、切り替え回路３が流量測定時、下流
コイル信号Ｓ２を選択し、デジタル信号処理回路５では、上流コイル信号Ｓ１’と下流コ
イル信号Ｓ２’との間の位相差を測定するようになされる。ゼロ補償処理時には、切り替
え回路３が、クロック信号ＣＫに基づいて一定の周期のタイミングで、定期的に上流コイ
ル信号Ｓ１１を選択する。
【００２４】
具体的には切り替え回路３が、流量測定を中断してゼロ点補償処理を実施するために、
下流コイル信号Ｓ２の入力を切り離し、その入力アンプ２の信号処理経路を上流コイル信
号Ｓ１１の入力に切り替えてデジタル信号処理回路５（サンプリングハード）に接続し、
デジタル信号処理回路５では入力アンプ１、Ａ／Ｄコンバータ４を流れる上流コイル信号
Ｓ１と、入力アンプ２、Ａ／Ｄコンバータ４を流れる上流コイル信号Ｓ１１との間の位相
差を測定するようになる。
【００２５】
上述の測定タイミングによれば、入力アンプ１を流れる上流コイル信号Ｓ１と、入力ア
ンプ２を流れる上流コイル信号Ｓ１１とが同一入力波形でデジタル信号処理回路５に入力
される。デジタル信号処理回路５では、通過帯域の制限や９０度位相変換等のフィルター
リング処理といった、デジタル信号処理が実施される。これにより、入力アンプ１を流れ
る上流コイル信号Ｓ１の信号処理経路と、入力アンプ２を流れる上流コイル信号Ｓ１１の
信号処理経路の位相差が測定できる。このときの出力位相差をゼロ補償値としてＣＰＵ６
で補正演算に使用することで、入力アンプ２及びＡ／Ｄコンバータ４等の環境条件等の影
響を除去するようになされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２６】
【特許文献１】特開２００９−０６３３８２号（第４頁  図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
ところで、従来例に係るコリオリ質量流量計５００によれば、次のような問題がある。
図１６Ａ及びＢは、変換部７５の動作例を示すタイムチャートである。図１６Ａは上流
コイル信号Ｓ１の信号処理経路及び下流コイル信号Ｓ２の信号処理経路による流量測定例
、図１６Ｂは上流コイル信号Ｓ１とＳ１１の信号処理経路におけるゼロ補償値測定例を示
すタイムチャートである。図１６Ａ及びＢの横軸は、いずれも時間ｔである。図１６Ａに
示すＴｘは流量測定ができない期間（流量測定中断期間）である。ＴｍはＡ／Ｄコンバー
タ４、フィルターリングデータ等の内部データの切り替わり待ち時間である。
【００２８】
ｉ．特許文献１に見られるようなコリオリ質量流量計においては、流量信号を算出する
上流コイル信号Ｓ１と下流コイル信号Ｓ２との間の位相差は、数ｍrad（ミリラディアン
）のオーダーである。例えば、０．１％精度の流量信号を得るには、μrad（マイクロラ
ディアン）オーダーの位相差検出が不可欠となる。
【００２９】
図１２に示したコリオリ質量流量計５００によれば、図１２及び図１３で説明したよう
に、上流コイル信号Ｓ１と下流コイル信号Ｓ２との間の位相差を同一タイミングでサンプ
リング／ホールドすることが不可欠であり、２チャンネルの同時サンプリング可能なＡ／
Ｄコンバータ４が必要となる。しかし、完全に同期された２チャンネルサンプルホールド
付のＡ／Ｄコンバータは市販されている種類が少なく、且つ高価なものが多い。
【００３０】
ii．環境条件変化による上流コイル信号Ｓ１の入力アンプ１内や、下流コイル信号Ｓ２
の入力アンプ２等における位相変動を除去するため、図１４に示した切り替え回路３によ
って、上流コイル信号Ｓ１を入力アンプ１に入力し、上流コイル信号Ｓ１１を入力アンプ
２に入力して、定期的にゼロ補償値を求めなければならない。したがって、ゼロ補償値を
演算している時間は、図１６Ａに示したＴｘ期間中、流量測定を実行することができない
という問題がある。
【００３１】
因みに、流量測定中断期間を短くするために、ゼロ補償処理における測定頻度を多くす
る方法が考えられるが、ゼロ補償値（平均値）のサンプル数が制約され、充分な安定性を
得ることが困難となる。
【００３２】
iii．コリオリ質量流量計５００によれば、切り替え回路３によって上流コイル信号Ｓ
１１と下流コイル信号Ｓ２の切り替えが行われると、すぐにゼロ補償値又は流量測定が実
行できるわけではい。一般に、流量又はゼロ補償値に相当する位相差の測定には、通過帯
域の制限等のための一連のフィルターリング処理が行われる。この処理で、上流コイル信
号Ｓ１の切り替わり直後は、切り替え前の流量信号がフィルターリング用に保持されてい
る。
【００３３】
従って、フィルターリング処理に用いられる流量信号が、切り替わり後に得られる流量
信号に置き換わるまで、流量測定を図１６Ｂに示した期間Ｔｍだけ待たなければならない
。なお、Ａ／Ｄコンバータ４においても、切り替わり直後は、切り替え前のデジタルの流
量信号が保持されており、切り替え前の流量信号の影響が無くなるまで、ある程度の待ち
時間が発生することになる。
【００３４】
iv．デジタル信号処理回路５で算出されたゼロ補償値は、数秒〜数十秒に１回位の割合
で上流コイル信号Ｓ１とＳ１１の２つの入力アンプ１，２に係る測定を実行すると、それ
ぞれ揺らぎを持つようになる。ゼロ補償値の測定誤差が大きくなると、その結果、ゼロ補
償後の出力の誤差が大きくなってしまう。
【００３５】
安定したゼロ補償値を算出するためには、揺らぎを充分に小さくする必要があり、上流
コイル信号Ｓ１１と下流コイル信号Ｓ２との切り替え頻度を増やしたり、ゼロ補償値の測
定期間を長くして、平均化するデータ数を多くするという方法が考えられる。しかし、上
述した流量測定中断期間Ｔｘが長くなってしまうという問題がある。
【００３６】
そこで、本発明はこのような課題を解決したものであって、汎用のＡ／Ｄコンバータを
使用した場合であっても、流量測定を中断することなく、信号経路の環境条件等の変化に
よる流量測定の変動要因を補正できるようにすると共に、振動信号のゼロ点信号補償値に
含まれる誤差成分を低減して、安定した流量測定を実行できるようにしたコリオリ質量流
量計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３７】
上記課題を解決するために、本発明に係るコリオリ質量流量計は、流体が流れる管路を
振動させ、当該管路の上流側の振動信号及びその下流側の振動信号の位相差から前記管路
を流れる流体の質量流量を測定するコリオリ質量流量計において、前記管路の上流側及び
その下流側の振動信号を複数の経路に分岐して、各々の前記経路を経由する前記上流側の
振動信号及びその下流側の振動信号の位相差を、前記各々の経路の流量信号として時分割
に測定し、この各々の流量信号を補正する流量信号算出部を備えることを特徴とするもの
である。
【００３８】
本発明に係るコリオリ質量流量計によれば、管路を流れる流体の質量流量を測定する場
合に、流量信号算出部が管路の上流側及びその下流側の振動信号を複数の経路に分岐して
、各々の経路を経由する上流側の振動信号及びその下流側の振動信号の位相差を、各々の
経路の流量信号として時分割に測定し、この各々の流量信号を補正する。
【００３９】
例えば、流量信号算出部では、第１の信号処理部が、管路の上流側の振動信号とその下
流側の振動信号との位相差を第１の経路の流量信号として測定し、管路の上流側の振動信
号と、上流側の振動信号と下流側の振動信号を時分割に切り替える第１の切り替え部を経
由した上流側の振動信号との位相差を第１のゼロ補償値として生成し、第１の経路の流量
信号を第１のゼロ補償値で補正する。
【００４０】
また、第２の信号処理部は、管路の上流側の振動信号とその下流側の振動信号との位相
差を第２の経路の流量信号として測定し、管路の下流側の振動信号と、上流側の振動信号
と下流側の振動信号を時分割に切り替える第２の切り替え部を経由した下流側の振動信号
との位相差を第２のゼロ補償値として生成し、第２の経路の流量信号を第２のゼロ補償値
で補正する。選択部は、第１の信号処理部から出力される補正後の第１の経路の流量信号
及び、第２の信号処理部から出力される補正後の第２の経路の流量信号を交互に選択して
出力する。これを前提にして、第１の信号処理部は、第２の信号処理部が第２の経路の流
量信号を検出しているとき、第１の経路の流量信号又は第１のゼロ補償値を生成する。第
２の信号処理部は、第１の信号処理部が第１の経路の流量信号を検出しているとき、第２
の経路の流量信号又は第２のゼロ補償値を生成するようになる。
【００４１】
従って、第１の経路の流量信号に相当する振動信号の位相差の測定と、第２の信号処理
部のゼロ補償値の測定とを並行し、また、第２の経路の流量信号に相当する振動信号の位
相差の測定と、第１の信号処理部のゼロ補償値の測定とを並行して実施できるので、流量
測定を中断することなく、上流側の振動信号の入力から第１の経路の流量信号の出力に至
る信号経路や、下流側の振動信号の入力から第２の経路の流量信号の出力に至る信号経路
等の環境条件の変化による流量測定の変動要因を補正できるようになる。
【発明の効果】
【００４２】
本発明に係るコリオリ質量流量計によれば、管路を流れる流体の質量流量を測定する流
量信号算出部を備え、この流量信号算出部は、管路の上流側及びその下流側の振動信号を
複数の経路に分岐して、各々の経路を経由する上流側の振動信号及びその下流側の振動信
号の位相差を、各々の経路の流量信号として時分割に測定し、この各々の流量信号を補正
するものである。
【００４３】
この構成によって、流量信号に相当する振動信号の位相差の測定と、振動信号のゼロ補
償値の測定とを並行して実施できるようになるので、流量測定を中断することなく、信号
経路の環境条件等の変化による流量測定の変動要因を補正できるようになる。また、振動
信号のゼロ補償値（平均値）のサンプル数を十分確保することができ、そのゼロ補償値に
含まれる誤差成分を低減することができ、安定した流量測定が可能となる。
【００４４】
しかも、従来例のように上流側の振動信号及び下流側の振動信号を同期させてサンプリ
ングしアナログ・デジタル変換する必要がなく、汎用のＡ／Ｄコンバータを使用できるよ
うになる。これにより、流量信号算出部における部品選択が容易となり、コリオリ質量流
量計のコストを低減できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る第１の実施形態としてのコリオリ質量流量計１００の構成例を示すブロック図である。
【図２】デジタル信号処理回路５０の内部構成例を示すブロック図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は、変換部７１の動作例（その１）を示す構成図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｄ）は、変換部７１の動作例（その２）を示すタイムチャートである。
【図５】第２の実施形態としてのコリオリ質量流量計２００の構成例を示すブロック図である。
【図６】デジタル信号処理回路５０’の内部構成例を示すブロック図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｄ）は、変換部７２の動作例を示すタイムチャートである。
【図８】第３の実施形態としてのコリオリ質量流量計３００の構成例を示すブロック図である。
【図９】第４の実施形態としてのコリオリ質量流量計４００の構成例を示すブロック図である。
【図１０】デジタル信号処理回路５０５の内部構成例を示すブロック図である。
【図１１】（Ａ）〜（Ｄ）は、変換部７４の動作例を示すタイムチャートである。
【図１２】従来例に係るコリオリ質量流量計５００の全体構成を示すブロック図である。
【図１３】チューブ１５の振動モード例を示す説明図である。
【図１４】コリオリ質量流量計５００の内部構成例を示すブロック図である。
【図１５】上流コイル信号Ｓ１と下流コイル信号Ｓ２との間の位相検出例を示す波形図である。
【図１６】（Ａ）及び（Ｂ）は、変換部７５の動作例を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施形態としてのコリオリ質量流量計につい
て説明する。
【００４７】
＜第１の実施形態＞
この実施形態では、説明を簡単にするために、デジタル信号処理方式の直管型のコリオ
リ質量流量計１００について説明する。図１に示すコリオリ質量流量計１００は、流体が
流れる管路（以下チューブ１５という）を振動させ、当該チューブ１５の上流側及びその
下流側の振動の位相差からチューブ１５を流れる流体の質量流量を測定するものである。
コリオリ質量流量計１００は、検出部６０及び変換部７１を有して構成される。
【００４８】
検出部６０は、上流側コイルＬ１、下流側コイルＬ２、ドライブコイルＬ３及び測温抵
抗体（ＲＴＤ：Resistance Temperature Detector）を有して構成される。上流側コイル
Ｌ１は図１２に示した上流側センサ６２の内部に設けられ、チューブ１５の上流側の振動
を検出して、振動信号の一例となる上流コイル信号Ｓ１を変換部７１に出力する。
【００４９】
下流側コイルＬ２は図１２に示した下流側センサ６３の内部に設けられ、チューブ１５
の下流側の振動を検出して、振動信号の一例となる下流コイル信号Ｓ２を変換部７１に出
力する。ドライブコイルＬ３は図１２に示した加振器６１の内部に設けられ、変換部７１
から供給される振動制御信号Ｓ７によって駆動され、チューブ１５を所定の振動モードで
振動するようになる。
【００５０】
測温抵抗体ＲＴＤは、図１２に示した温度センサ６４の内部に設けられる。温度センサ
６４は、変換部７１から出力される抵抗駆動信号Ｓ８によって駆動される。温度センサ６
４は、チューブ１５を流れる流体の温度（正確には温度センサ６４が取り付けられたチュ
ーブ１５の表面温度）を検出して温度検出信号Ｓ９を変換部７１に出力する。温度検出信
号Ｓ９は、流体の温度変動による質量流量の測定誤差を防止するために用いられる。
【００５１】
上述の上流側コイルＬ１、下流側コイルＬ２、ドライブコイルＬ３及び測温抵抗体ＲＴ
Ｄには変換部７１が接続される。変換部７１は、入力アンプ１，２，２１，２２、ＣＰＵ
６、ドライブ回路７、ＲＴＤ駆動回路８、Ａ／Ｄコンバータ９，４０、出力回路１０，１
１、表示器１２、周波数測定回路１３、切り替え回路２３，２４、デジタル信号処理回路
５０及びタイミング信号発生器８１を有して構成される。
【００５２】
入力アンプ１は上流側コイルＬ１に接続され、上流コイル信号Ｓ１を増幅して増幅後の
上流コイル信号Ｓ１をＡ／Ｄコンバータ４０に出力する。入力アンプ２は下流側コイルＬ
２に接続され、下流コイル信号Ｓ２を増幅して増幅後の下流コイル信号Ｓ２をＡ／Ｄコン
バータ４０に出力する。Ａ／Ｄコンバータ４０では、入力信号を完全に同期してサンプリ
ングすることが望ましいが、この制約を緩和するために、切り替え回路２３，２４を設け
、その切り替え制御を実行する。
【００５３】
この例で、図中、一点鎖線で囲んだ部分が経路＃１を成し、点線で囲んだ部分が経路＃
２を成す。経路＃１には分岐点ａが設けられ、分岐点ａで伝送路が３つに分岐されて、入
力アンプ１と切り替え回路２３，２４とに接続される。経路＃２には分岐点ｂが設けられ
、分岐点ｂで伝送路が３つに分岐されて入力アンプ２と切り替え回路２３，２４とに接続
される。この例では、分岐点ａで上流コイル信号Ｓ１から上流コイル信号Ｓ１０１，Ｓ１
０２が分岐され、分岐点ｂで下流コイル信号Ｓ２から下流コイル信号Ｓ２０１，Ｓ２０２
が分岐される。
【００５４】
このように、上流コイル信号Ｓ１０１，Ｓ１０２は、同一の上流コイル信号Ｓ１から分
岐したものであり、下流コイル信号Ｓ２０１，Ｓ２０２は、同一の下流コイル信号Ｓ２か
ら分岐したものである。しかし、Ａ／Ｄコンバータ４０においてデジタル信号に変換され
るまでの間で、分岐した後の各経路において、それぞれ異なる影響を受け、異なる位相ず
れ（ゼロ補償値成分）を含むことが予想される。
【００５５】
第１の流量信号に相当する上流コイル信号Ｓ１’，Ｓ２０１’の間の位相差には、分岐
点ａからデジタル信号処理回路５０に至る経路＃１で発生する位相ずれ成分（第１のゼロ
補償値成分）が含まれる。この第１のゼロ補償値成分は、上流コイル信号Ｓ１’及び上流
コイル信号Ｓ１０１’の間の位相差成分から補償する。
【００５６】
第２の流量信号に相当する下流コイル信号Ｓ２’，Ｓ１０２’の間の位相差には、分岐
点ｂからデジタル信号処理回路５０に至る経路＃２で発生する位相ずれ成分（第２のゼロ
補償値成分）が含まれる。この第２のゼロ補償値成分は、下流コイル信号Ｓ２’及び下流
コイル信号Ｓ２０２’の間の位相差成分から補償する。これらの補償によって、誤差成分
の少ない流量計測を行うことができる。
【００５７】
これを前提にして、切り替え回路２３が、クロック信号ＣＫ１に基づいて上流コイル信
号Ｓ１０１又は下流コイル信号Ｓ２０１のいずれか一方をアナログ・デジタル変換した後
のデジタル信号をデジタル信号処理回路５０（図２に示す信号処理部５１）に入力可能な
ように時分割に切り替える。同様にして、切り替え回路２４が、クロック信号ＣＫ２に基
づいて下流コイル信号Ｓ２０２又は上流コイル信号Ｓ１０２のいずれか一方をアナログ・
デジタル変換した後のデジタル信号をデジタル信号処理回路５０（図２に示す信号処理部
５５）に入力可能なように時分割に切り替える（切り替え制御）。
【００５８】
この例で、切り替え回路２３には、入力アンプ２１が接続され、切り替え回路２４には
、入力アンプ２２が接続される。例えば、切り替え回路２３はクロック信号ＣＫ１に基づ
いて入力アンプ２１の入力を時分割に経路＃１又は経路＃２に切り替え、上流コイル信号
Ｓ１０１又は下流コイル信号Ｓ２０１を選択して入力アンプ２１に出力する。クロック信
号ＣＫ１は、タイミング信号発生器８１から切り替え回路２３へ供給される。
【００５９】
また、切り替え回路２４は、クロック信号ＣＫ２に基づいて入力アンプ２２の入力を時
分割に経路＃１又は経路＃２に切り替え、上流コイル信号Ｓ１０２又は下流コイル信号Ｓ
２０２を選択して入力アンプ２２に出力する。クロック信号ＣＫ２は、タイミング信号発
生器８１から切り替え回路２４へ供給される。入力アンプ２１，２２は共にＡ／Ｄコンバ
ータ４０に接続される。
【００６０】
上述の第１及び第２のゼロ補償値成分には、Ａ／Ｄコンバータ４０において発生する各
入力信号のサンプリングタイミングのずれの成分も含まれる。しかし、切り替え回路２３
，２４の切り替え制御を実行することで、上流コイル信号Ｓ１’，Ｓ１０１’，Ｓ１０２
’及び、下流コイル信号Ｓ２’，Ｓ２０１’，Ｓ２０２’の位相を同一タイミングでサン
プリング／ホールドする必要が無くなる。
【００６１】
Ａ／Ｄコンバータ４０は入力アンプ１から出力される上流コイル信号Ｓ１をアナログ・
デジタル変換してＡ／Ｄ変換後の上流コイル信号Ｓ１’をデジタル信号処理回路５０に出
力する。Ａ／Ｄコンバータ４０は入力アンプ２１から時分割に出力される上流コイル信号
Ｓ１０１又は下流コイル信号Ｓ２０１をアナログ・デジタル変換してＡ／Ｄ変換後の上流
コイル信号Ｓ１０１’又は下流コイル信号Ｓ２０１’をデジタル信号処理回路５０に出力
する。
【００６２】
Ａ／Ｄコンバータ４０は入力アンプ２２から時分割に出力される上流コイル信号Ｓ１０
２又は下流コイル信号Ｓ２０２をアナログ・デジタル変換してＡ／Ｄ変換後の上流コイル
信号Ｓ１０２’又は下流コイル信号Ｓ２０２’をデジタル信号処理回路５０に出力する。
Ａ／Ｄコンバータ４０は入力アンプ２から出力される下流コイル信号Ｓ２をアナログ・デ
ジタル変換してＡ／Ｄ変換後の下流コイル信号Ｓ２’をデジタル信号処理回路５０に出力
する。
【００６３】
Ａ／Ｄコンバータ４０には、流量信号算出部の一例を構成するデジタル信号処理回路５
０が接続される。デジタル信号処理回路５０は、チューブ１５の上流側及びその下流側の
振動の位相差を含む上流コイル信号Ｓ１、下流コイル信号Ｓ２を時分割して測定し、ここ
に測定して得られた複数の上流コイル信号Ｓ１、Ｓ１０１，１０２、下流コイル信号Ｓ２
、Ｓ２０１，Ｓ２０２から流体の質量流量を示す流量信号であって、振動の位相差に相当
する当該流量信号Ｓ５２，Ｓ５６の位相差を算出し、流体の質量流量を示す流量データＤ
５０を連続して出力するように動作する。内部構成例については図２で説明する。
【００６４】
デジタル信号処理回路５０には、ＣＰＵ６が接続される。ＣＰＵ６には、Ａ／Ｄコンバ
ータ９、周波数測定回路１３及びタイミング信号発生器８１が接続される。Ａ／Ｄコンバ
ータ９は測温抵抗体ＲＴＤに接続される。測温抵抗体ＲＴＤにはＲＴＤ駆動回路８が接続
される。
【００６５】
ＲＴＤ駆動回路８は、流体の温度を測定する際に、測温抵抗体ＲＴＤに対する動作電流
を設定するための抵抗駆動信号Ｓ８を供給する。測温抵抗体ＲＴＤは抵抗駆動信号Ｓ８に
基づいて駆動し、流体の温度（Ｔｅ）を検出すると、温度検出信号Ｓ９を発生する。Ａ／
Ｄコンバータ９は、温度検出信号Ｓ９を入力し、それをアナログ・デジタル変換してＡ／
Ｄ変換後の温度検出データＤ９をＣＰＵ６に出力する。
【００６６】
一方、周波数測定回路１３は、入力アンプ１及びドライブ回路７に接続される。ドライ
ブ回路７はチューブ１５を加振するために、上流側センサ６２から出力される上流コイル
信号Ｓ１から振動制御信号Ｓ７を生成してドライブコイルＬ３に出力する。ドライブコイ
ルＬ３は振動制御信号Ｓ７に基づいてチューブ１５を加振し、当該チューブ１５をその固
有の振動周波数ｆ０で振動させる。ドライブ回路７は、下流側センサ６３から出力される
下流コイル信号Ｓ２に基づいて振動制御信号Ｓ７を生成するようにしても良い。周波数測
定回路１３は、上流コイル信号Ｓ１を入力して周波数を測定し、流体の固有の振動周波数
ｆ０に依存した流量信号の周波数データＤ１３をＣＰＵ６に出力する。
【００６７】
ＣＰＵ６は、周波数測定回路１３から出力される周波数データＤ１３（振動周波数ｆ０
）とＡ／Ｄコンバータ９から出力される温度検出データＤ９（温度Ｔｅ）とを用いて、（
１）式により密度信号Ｄを演算する。
Ｄ＝Ｋ１（ｆ０2−ｆｖ2）／ｆｖ2              ・・・・（１）
但し、（１）式中の周波数ｆｖは（２）式で表される。
ｆｖ＝ｆ０＋Ｋ２・Ｔｅ                          ・・・・（２）
【００６８】
なお、（１）、（２）式中における変数Ｋ１，Ｋ２は、所定の定数である。
そして、ＣＰＵ６は、（３）式を用いて質量流量Ｑを演算する。
Ｑ＝ｆ（Ｔｅ）・ｆ（Ｄ）・tanφ′／ｆ０                ・・・・・（３）
なお、（３）式において、ｆ（Ｔｅ）は温度の補正項であり、ｆ（Ｄ）は密度の補正項
である。
【００６９】
出力回路１０はＣＰＵ６で演算された質量流量Ｑに基づく流体の流量を示す流量出力デ
ータＤ１を外部に出力する。出力回路１１は質量流量Ｑに基づく流体の質量を示す質量出
力データＤ２を外部に出力する。流量出力データＤ１は、ＣＰＵ６から出力回路１０に出
力される。質量出力データＤ２は、ＣＰＵ６から出力回路１１に出力される。表示器１２
は表示データＤ３に基づいて流体の流量や質量、温度等が表示される。表示データＤ３は
、ＣＰＵ６で演算された質量流量Ｑに基づく流体の流量や質量、温度等を表示するための
データであって、ＣＰＵ６から表示器１２に出力される。
【００７０】
なお、タイミング信号発生器８１はＣＰＵ６から制御データＤ８１を入力し、制御デー
タＤ８１に基づいて信号切り替え用のクロック信号ＣＫ１，ＣＫ２，ＣＫ５０を発生する
。クロック信号ＣＫ１は、タイミング信号発生器８１から切り替え回路２３に出力される
。クロック信号ＣＫ２は、タイミング信号発生器８１から切り替え回路２４に出力される
。クロック信号ＣＫ５０は、タイミング信号発生器８１からデジタル信号処理回路５０に
出力される。
【００７１】
このように変換部７１を構成すると、流量測定を中断することなく、経路＃１の上流コ
イル信号Ｓ１の入力から、上流コイル信号Ｓ１’，１０１’，２０１’の出力に至る信号
経路や、経路＃２の下流コイル信号Ｓ２の入力から、下流コイル信号Ｓ２’，１０２’，
２０２’の出力に至る信号経路等の環境条件の変化による流量測定の変動要因を補正でき
るようになる。
【００７２】
続いて、図２を参照して、デジタル信号処理回路５０の内部構成例について説明する。
この例では、デジタル信号処理回路５０が、検出部６０から出力される上流コイル信号Ｓ
１、下流コイル信号Ｓ２及び所定の基準信号生成回路から出力される基準信号のうち一つ
以上の信号を用いて流量信号Ｓ５２，Ｓ５６等を補正するための第１の補正値の一例とな
るゼロ補償値Ｓε１や、第２の補正値の一例となるゼロ補償値Ｓε２等を算出する。図２
に示すデジタル信号処理回路５０は、第１の信号処理部５１、第２の信号処理部５５及び
信号選択部５９を有して構成される。
【００７３】
信号処理部５１は図１に示したＡ／Ｄコンバータ４０の出力段に接続され、Ａ／Ｄコン
バータ４０から出力される上流コイル信号Ｓ１’と下流コイル信号Ｓ２０１’との差分を
算出して第１の流量信号Ｓ５２を出力し、Ａ／Ｄコンバータ４０から出力される上流コイ
ル信号Ｓ１’と流量信号Ｓ５２の入力から出力に至る信号経路を流れる上流コイル信号Ｓ
１０１’との差分を算出してゼロ補償値Ｓε１を生成し、流量信号Ｓ５２をゼロ補償値Ｓ
ε１で補正するようになされる。信号処理部５１は、信号処理部５５が第２の流量信号Ｓ
５６を検出しているとき、ゼロ補償値Ｓε１を生成する。
【００７４】
信号処理部５１は、例えば、位相差算出部５２、ゼロ補償値生成部５３及びゼロ補償部
５４を有して構成される。位相差算出部５２は第１の算出部の一例を構成し、Ａ／Ｄコン
バータ４０から出力される上流コイル信号Ｓ１’とその下流コイル信号Ｓ２０１’との差
分を算出して流量信号Ｓ５２を出力する。位相差算出部５２には、例えば、ＦＦＴ／ＤＦ
Ｔを用いる方式や、９０度位相変換フィルターを用いる方式や、復調処理を用いる方式等
が挙げられるが、どのような方法を用いてもよい。
【００７５】
ゼロ補償値生成部５３は、Ａ／Ｄコンバータ４０から出力される上流コイル信号Ｓ１’
と位相差算出部５２に至る信号経路を流れる上流コイル信号Ｓ１０１’との差分を算出し
てゼロ補償値Ｓε１を生成する。この例で、ゼロ補償値生成部５３は、位相差算出部５６
が流量信号Ｓ５６を検出しているとき、ゼロ補償値Ｓε１を生成する。
【００７６】
ゼロ補償値生成部５３は、例えば、位相差算出部５０１及び平均化部５０２を有して構
成される。位相差算出部５０１は、Ａ／Ｄコンバータ４０から出力される上流コイル信号
Ｓ１’と位相差算出部５２に至る信号経路を流れる上流コイル信号Ｓ１０１’との差分を
算出する。位相差算出部５０１には、平均化部５０２が接続される。平均化部５０２は、
位相差算出部５０１の差分出力信号Ｓ５０１を平均化してゼロ補償値Ｓε１を生成する。
【００７７】
上述の位相差算出部５２及び平均化部５０２には、第１の補正部の一例を構成するゼロ
補償部５４が接続される。ゼロ補償部５４は、流量信号Ｓ５２をゼロ補償値Ｓε１で補正
する。ゼロ補償部５４には減算器が用いられ、例えば、流量信号Ｓ５２からゼロ補償値Ｓ
ε１を減算するようになされる。
【００７８】
信号処理部５５はＡ／Ｄコンバータ４０の出力段に接続され、Ａ／Ｄコンバータ４０か
ら出力される下流コイル信号Ｓ２’とその上流コイル信号Ｓ１０２’との差分を算出して
流量信号Ｓ５６を出力し、Ａ／Ｄコンバータ４０から出力される下流コイル信号Ｓ２’と
流量信号Ｓ５６の検出に至る信号経路を流れる下流コイル信号Ｓ２０２’との差分を算出
して第２のゼロ補償値Ｓε２を生成し、流量信号Ｓ５６をゼロ補償値Ｓε２で補正するよ
うになされる。この例で、信号処理部５５は、信号処理部５１が流量信号Ｓ５２を検出し
ているとき、ゼロ補償値Ｓε２を生成する。
【００７９】
信号処理部５５は、例えば、位相差算出部５６、ゼロ補償値生成部５７及びゼロ補償部
５８を有して構成される。位相差算出部５６は第２の算出部の一例を構成し、Ａ／Ｄコン
バータ４０から出力される下流コイル信号Ｓ２とその上流コイル信号Ｓ１０２’との差分
を算出して流量信号Ｓ５６を出力する。
【００８０】
ゼロ補償値生成部５７は、Ａ／Ｄコンバータ４０から出力される下流コイル信号Ｓ２’
と位相差算出部５６に至る信号経路を流れる下流コイル信号Ｓ２０２’との差分を算出し
てゼロ補償値Ｓε２を生成する。ゼロ補償値生成部５７は、位相差算出部５２が流量信号
Ｓ５２を検出しているとき、ゼロ補償値Ｓε２を生成する。
【００８１】
ゼロ補償値生成部５７は、例えば、位相差算出部５０３及び平均化部５０４を有して構
成される。位相差算出部５０３は、Ａ／Ｄコンバータ４０から出力される下流コイル信号
Ｓ２’と位相差算出部５６に至る信号経路を流れる下流コイル信号Ｓ２０２’との差分を
算出する。位相差算出部５０３には、平均化部５０４が接続される。平均化部５０４は、
位相差算出部５０３の差分出力信号Ｓ５０３を平均化してゼロ補償値Ｓε２を生成する。
【００８２】
上述の位相差算出部５６及び平均化部５０４には、第２の補正部の一例を構成するゼロ
補償部５８が接続される。ゼロ補償部５８は、流量信号Ｓ５６をゼロ補償値Ｓε２で補正
する。ゼロ補償部５８にも減算器が用いられ、流量信号Ｓ５６からゼロ補償値Ｓε２を減
算するようになされる。
【００８３】
上述のゼロ補償部５４及び５８には、選択部の一例を構成する信号選択部５９が接続さ
れる。信号選択部５９は、クロック信号ＣＫ５０に基づいて信号処理部５１のゼロ補償部
５４から出力される補正後の流量信号Ｓ５４及び信号処理部５５のゼロ補償部５８から出
力される補正後の流量信号Ｓ５８を交互に選択して連続的に流量データＤ５０をＣＰＵ６
に出力するようになる。
【００８４】
このようにデジタル信号処理回路５０を構成すると、ゼロ点補償処理を流量測定の中断
を伴うことなく実施できるので、流量測定中断時間が皆無となり、ゼロ点補償測定の頻度
を多くできるようになる。このため、信号処理部５１及び信号処理部５５におけるゼロ点
信号補償値（平均値）のサンプル数を十分確保することができ、当該ゼロ点信号補償値に
含まれる誤差成分を低減することができる。これにより、充分な安定性を有したコリオリ
質量流量計１００を提供できるようになる。
【００８５】
続いて、図３Ａ〜Ｃ及び、図４Ａ〜Ｄを参照して、コリオリ質量流量計１００の変換部
７１の動作例について説明する。図３Ａ〜Ｃは変換部７１の動作例を示す構成図である。
図４Ａは経路＃１における流量測定例、図４Ｂは経路＃１におけるゼロ補償値測定例、図
４Ｃは経路＃２における流量測定例、及び、図４Ｄは経路＃２におけるゼロ補償値測定例
を示すタイムチャートである。図４Ａ〜Ｄの横軸は、いずれも時間ｔである。
【００８６】
この実施形態では、流体の質量流量Ｑを求めるための流量データＤ５０を得る場合に、
基本的な２つの処理を繰り返し、ゼロ点の誤差成分を補償した流量信号に相当する位相差
を測定するようにした。第１の処理では、信号処理部５１が、経路＃１における第１の流
量信号Ｓ５２に相当する上流コイル信号Ｓ１’と下流コイル信号Ｓ２０１’との間の位相
差を測定し、経路＃１において算出された第１のゼロ補償値を用いて流量信号Ｓ５２の正
味位相差を求める。この動作に並行して、経路＃２において、信号処理部５５が下流コイ
ル信号Ｓ２’と、下流コイル信号Ｓ２０２’との間の位相差（第２のゼロ補償値成分）を
測定する。
【００８７】
第２の処理では、任意の期間経過後に、信号処理部５５が、経路＃２における第２の流
量信号Ｓ５６に相当する下流コイル信号Ｓ２’と上流コイル信号Ｓ１０２’との間の位相
差を測定し、経路＃２において算出された第２のゼロ補償値を用いて流量信号Ｓ５６の正
味位相差を求める。この動作に並行して、経路＃１において信号処理部５１が上流コイル
信号Ｓ１’と上流コイル信号Ｓ１０１’との間の位相差（第１のゼロ補償値成分）を測定
する。なお、繰り返しの一回目は、経路＃１のゼロ補償値Ｓε１が不定値となるため、任
意の値で初期化するとよい。この例では、初期設定で、切り替え回路２３が上流コイル信
号Ｓ１０１を選択し、切り替え回路２４が下流コイル信号Ｓ１０２を選択している場合を
例に採る。
【００８８】
これを動作条件にして、図３Ａに示す変換部７１の動作例によれば、上述の第１の処理
を実行するために、図１に示した検出部６０から出力される上流コイル信号Ｓ１が、入力
アンプ１を介してＡ／Ｄコンバータ４０に入力される。切り替え回路２３は、分岐点ｂか
らの下流コイル信号Ｓ２０１を入力アンプ２１を介してＡ／Ｄコンバータ４０に出力する
ように、図１に示したクロック信号ＣＫ１に基づいて初期設定の上流コイル信号Ｓ１０１
から下流コイル信号Ｓ２０１に接続を切り替える。
【００８９】
切り替え回路２４は、分岐点ｂからの下流コイル信号Ｓ２０２を入力アンプ２２を介し
てＡ／Ｄコンバータ４０に出力するように、図１に示したクロック信号ＣＫ２に基づいて
初期設定の上流コイル信号Ｓ１０２から下流コイル信号Ｓ２０２に接続を切り替える。下
流コイル信号Ｓ２は入力アンプ２を介してＡ／Ｄコンバータ４０に入力される。
【００９０】
Ａ／Ｄコンバータ４０は、増幅後の上流コイル信号Ｓ１及び下流コイル信号Ｓ２０１を
アナログ・デジタル変換して、Ａ／Ｄ変換後の上流コイル信号Ｓ１’及び下流コイル信号
Ｓ２０１’をデジタル信号処理回路５０に出力する。また、Ａ／Ｄコンバータ４０は、増
幅後の下流コイル信号Ｓ２及び下流コイル信号Ｓ２０２をアナログ・デジタル変換して、
Ａ／Ｄ変換後の下流コイル信号Ｓ２’及び下流コイル信号Ｓ２０２’をデジタル信号処理
回路５０に出力する。
【００９１】
デジタル信号処理回路５０では、図２に示した信号処理部５１が、図４Ａに示す最初（
第１）の期間（１）で上流コイル信号Ｓ１’と下流コイル信号Ｓ２０１’との差分を算出
して第１の流量信号Ｓ５２を出力する。この流量信号Ｓ５２は、信号処理部５１の位相差
算出部５２によって上流コイル信号Ｓ１’と下流コイル信号Ｓ２０１’との差分が算出さ
れることで得られる。流量信号Ｓ５２はゼロ補償部５４に出力される。
【００９２】
一方、図２に示した信号処理部５５が、図４Ｄに示す最初（第１）の期間（１）で下流
コイル信号Ｓ２’と下流コイル信号Ｓ２０２’との差分が検出されてゼロ補償値Ｓε２が
生成される。このとき、ゼロ補償値生成部５７では、位相差算出部５０３が下流コイル信
号Ｓ２’と下流コイル信号Ｓ２０２’との差分を算出すると、平均化部５０４が、位相差
算出部５０３の差分出力信号Ｓ５０３を平均化してゼロ補償値Ｓε２を生成する。ゼロ補
償値Ｓε２はゼロ補償部５８に出力される。
【００９３】
これにより、経路＃１において流量信号Ｓ５２に相当する上流コイル信号Ｓ１’と下流
コイル信号Ｓ２０１’との間の位相差を測定し、経路＃１において先に算出された第１の
ゼロ補償値Ｓε１を用いて流量信号Ｓ５２の正味位相差を求めること、及び、この処理に
並行して、経路＃２において下流コイル信号Ｓ２’と下流コイル信号Ｓ２０２’との間の
位相差（第２のゼロ補償値成分）を測定することができる。
【００９４】
また、図３Ｂに示す変換部７１の動作例によれば、上述の第１の処理から第２の処理へ
移行する際に、図１に示した検出部６０から出力される上流コイル信号Ｓ１は、入力アン
プ１を介してＡ／Ｄコンバータ４０に入力されたままにされる。切り替え回路２３は、図
４Ａに示す最初の期間（２）で、分岐点ｂからの下流コイル信号Ｓ２０１を入力アンプ２
１を介してＡ／Ｄコンバータ４０に出力する状態を維持する。この期間（２）は、Ａ／Ｄ
コンバータ４０の内部に保持されるデータや、フィルターリング処理に用いるデータ等が
、切り替え回路２３，２４によって切り替えられ、その切り替わり後のデータに置き換え
られるまでの時間である。期間（２）は任意に設定してよい。この例で、図３Ｂに示す切
り替え回路２３は、先の上流コイル信号Ｓ１０１から下流コイル信号Ｓ２０１への切り替
え接続をそのまま維持する。
【００９５】
これに対して、切り替え回路２４は、分岐点ａからの上流コイル信号Ｓ１０２を入力ア
ンプ２２を介してＡ／Ｄコンバータ４０に出力するように下流コイル信号Ｓ２０２から上
流コイル信号Ｓ１０２に接続を切り替える。上流コイル信号Ｓ１０２は入力アンプ２２を
介してＡ／Ｄコンバータ４０に入力される。
【００９６】
Ａ／Ｄコンバータ４０は、増幅後の上流コイル信号Ｓ１及び下流コイル信号Ｓ２０１を
アナログ・デジタル変換して、Ａ／Ｄ変換後の上流コイル信号Ｓ１’及び下流コイル信号
Ｓ２０１’をデジタル信号処理回路５０に出力する。また、Ａ／Ｄコンバータ４０は、増
幅後の上流コイル信号Ｓ１０２及び下流コイル信号Ｓ２をアナログ・デジタル変換して、
上流コイル信号Ｓ１０２’及び下流コイル信号Ｓ２’をデジタル信号処理回路５０に出力
する。
【００９７】
デジタル信号処理回路５０では、図２に示した信号処理部５１が、図４Ａに示す期間（
２）で上流コイル信号Ｓ１’と下流コイル信号Ｓ２０１’との差分を算出して流量測定を
継続し、図４Ａに示す期間（２）だけ第１の流量信号Ｓ５２を継続出力する。そして、切
り替え回路２４の切り替わり待ち後、信号処理部５１は、図４Ｂに示す期間（３）で、上
流コイル信号Ｓ１’と、上流コイル信号Ｓ１０１’との差分を算出してゼロ補償値Ｓε１
を生成する。信号処理部５１ではゼロ補償値Ｓε１によって、図４Ａに示す次（第２）の
期間（１）で流量信号Ｓ５２を補正するようになる。
【００９８】
また、図２に示した信号処理部５５では、図４Ｃに示す期間（２）で切り替え回路２４
の切り替わり待ちをした後、図４Ｃに示す期間（３）で、上流コイル信号Ｓ１０２’と下
流コイル信号Ｓ２’との差分算出を開始して、第２の流量信号Ｓ５６の出力を開始する。
一方、図２に示した信号処理部５１では、図４Ｂに示す期間（３）で切り替え回路２３の
切り替わり待ちをした後、図４Ｂに示す期間（３）で、上流コイル信号Ｓ１’と上流コイ
ル信号Ｓ１０１’との差分算出を開始して、第１のゼロ補償値の生成を開始する。
【００９９】
これにより、経路＃１において第１の流量信号Ｓ５２に相当する上流コイル信号Ｓ１’
と下流コイル信号Ｓ２０１’との間の位相差測定を継続し、この処理に並行して、経路＃
２において、不連続部分を生じることなく、第２のゼロ補償値Ｓε２の生成から、第２の
流量信号Ｓ５６に相当する下流コイル信号Ｓ２’と上流コイル信号Ｓ１０２’との間の位
相差測定へ移行すること、及び、第１のゼロ補償値Ｓε１の生成を開始することができる
。
【０１００】
図３Ｃに示す変換部７１の動作例によれば、上述の第２の処理を実行するために、図１
に示した検出部６０から出力される上流コイル信号Ｓ１が、入力アンプ１を介してＡ／Ｄ
コンバータ４０に入力される。
【０１０１】
切り替え回路２３は、図４Ｃに示す期間（３）で、分岐点ａからの上流コイル信号Ｓ１
０１を入力アンプ２１を介してＡ／Ｄコンバータ４０に出力する。このため、図３Ｃに示
す切り替え回路２３が先の下流コイル信号Ｓ２０１から上流コイル信号Ｓ１０１への接続
が切り替えられる。これに対して、切り替え回路２４は、分岐点ａからの上流コイル信号
Ｓ１０２を入力アンプ２２を介してＡ／Ｄコンバータ４０に出力する状態を維持する。こ
のため、図３Ｃに示す切り替え回路２４が先の下流コイル信号Ｓ２０２から上流コイル信
号Ｓ１０２への切り替え接続をそのまま維持する。
【０１０２】
Ａ／Ｄコンバータ４０は、増幅後の上流コイル信号Ｓ１及び上流コイル信号Ｓ１０１を
アナログ・デジタル変換して、Ａ／Ｄ変換後の上流コイル信号Ｓ１’及び上流コイル信号
Ｓ１０１’をデジタル信号処理回路５０に出力する。また、Ａ／Ｄコンバータ４０は、増
幅後の上流コイル信号Ｓ１０２及び下流コイル信号Ｓ２をアナログ・デジタル変換して、
上流コイル信号Ｓ１０２’及び下流コイル信号Ｓ２’をデジタル信号処理回路５０に出力
する。
【０１０３】
デジタル信号処理回路５０では、図２に示した信号処理部５５が、図４Ｃに示す最初（
第１）の期間（３）で下流コイル信号Ｓ２’と上流コイル信号Ｓ１０２’との差分を算出
して第２の流量信号Ｓ５６を出力する。この流量信号Ｓ５６は、信号処理部５５の位相差
算出部５６によって下流コイル信号Ｓ２’と上流コイル信号Ｓ１０２’との差分が算出さ
れることで得られる。流量信号Ｓ５６はゼロ補償部５８に出力される。ゼロ補償部５８は
、流量信号Ｓ５６からゼロ補償値Ｓε２を減算するようになされる。これにより、図４Ｄ
で生成されたゼロ補償値Ｓε２で流量信号Ｓ５６を補正できるようになる。
【０１０４】
一方、図２に示した信号処理部５１では、上流コイル信号Ｓ１’と上流コイル信号Ｓ１
０１’との差分が検出されてゼロ補償値Ｓε１が生成される。このとき、ゼロ補償値生成
部５３では、位相差算出部５０１が上流コイル信号Ｓ１’と上流コイル信号Ｓ１０１’と
の差分を算出すると、平均化部５０２が、位相差算出部５０１の差分出力信号Ｓ５０１を
平均化してゼロ補償値Ｓε１を生成する。ゼロ補償値Ｓε１はゼロ補償部５４に出力され
、図４Ａに示す次（第２）の期間（１）で第１の流量信号Ｓ５２を補正するようになる。
このとき、ゼロ補償部５４では、流量信号Ｓ５２からゼロ補償値Ｓε１が減算される。
【０１０５】
同様にして、図４Ｄに示す期間（１）で得られたゼロ補償値Ｓε２は、図４Ｂに示す次
（第２）の期間（３）で第２の流量信号Ｓ５６を補正するようになる。ゼロ補償部５４か
ら出力される流量信号Ｓ５２及び、ゼロ補償部５８から出力される流量信号Ｓ５６は信号
選択部５９に入力される。信号選択部５９は、クロック信号ＣＫ５０に基づいて補正後の
流量信号Ｓ５４及び流量信号Ｓ５６を交互に選択して連続的に流量データＤ５０としてＣ
ＰＵ６に出力する。
【０１０６】
これにより、経路＃２において流量信号Ｓ５６に相当する下流コイル信号Ｓ２’と上流
コイル信号Ｓ１０２’との間の位相差を測定し、経路＃２において先に算出された第２の
ゼロ補償値Ｓε２を用いて流量信号Ｓ５６の正味位相差を求めること、及び、この処理に
並行して、経路＃１において上流コイル信号Ｓ１’と上流コイル信号Ｓ１０１’との間の
位相差（第１のゼロ補償値成分）を測定することができる。
【０１０７】
なお、表１に経路＃１及び経路＃２がそれぞれ伝送する上流コイル信号Ｓ１’，Ｓ１０
１’、Ｓ１０２’、下流コイル信号Ｓ２’，Ｓ２０１’，Ｓ２０２’の組み合わせをまと
めている。
【０１０８】
【表１】
2011137771.tif 000003
【０１０９】
表１によれば、期間（１）で経路＃１が伝送する信号１は上流コイル信号Ｓ１’であり
、信号２は下流コイル信号Ｓ２０１’である。また、経路＃２が伝送する信号１は下流コ
イル信号Ｓ２０２’であり、信号２は下流コイル信号Ｓ２’である。
【０１１０】
期間（２）で経路＃１が伝送する信号１は上流コイル信号Ｓ１’であり、信号２は下流
コイル信号Ｓ２０１’である。また、経路＃２が伝送する信号１は上流コイル信号Ｓ１０
２’であり、信号２は下流コイル信号Ｓ２’である。
【０１１１】
期間（３）で経路＃１が伝送する信号１は上流コイル信号Ｓ１’であり、信号２は上流
コイル信号Ｓ１０１’である。また、経路＃２が伝送する信号１は上流コイル信号Ｓ１０
２’であり、信号２は下流コイル信号Ｓ２’である。
【０１１２】
このように第１の実施形態としてのコリオリ質量流量計１００によれば、チューブ１５
を流れる流体の質量流量Ｑを測定する場合に、信号処理部５１，５５を有して、Ａ／Ｄコ
ンバータ４０から出力される上流コイル信号Ｓ１’，Ｓ１０１’，Ｓ１０２’、下流コイ
ル信号Ｓ２’，Ｓ２０１’，Ｓ２０２’を時分割に入力し、ここに入力される流体の質量
流量Ｑを示す流量信号であって、上流コイル信号Ｓ１’と下流コイル信号Ｓ２０１’の位
相差に相当する第１の流量信号Ｓ５２、及び、下流コイル信号Ｓ２’と上流コイル信号Ｓ
１０２’の位相差に相当する第２の流量信号Ｓ５６を算出するデジタル信号処理回路５０
を備え、信号処理部５１は、信号処理部５５が流量信号Ｓ５６を検出しているとき、ゼロ
補償値Ｓε１を生成する。信号処理部５５は、信号処理部５１が流量信号Ｓ５２を検出し
ているとき、ゼロ補償値Ｓε２を生成するようになる。
【０１１３】
従って、流量信号Ｓ５２に相当する振動の位相差の測定と、信号処理部５５のゼロ点信
号補償値となるゼロ補償値Ｓε２の測定とを並行し、また、流量信号Ｓ５６に相当する振
動の位相差の測定と、信号処理部５１のゼロ点信号補償値となるゼロ補償値Ｓε１の測定
とを並行して実施できる。
【０１１４】
換言すると、ゼロ点信号補償値を演算する期間においても、流量測定を中断することな
く、流量計測を行うことができ、上流コイル信号Ｓ１の入力から流量信号Ｓ５２の出力に
至る信号経路や、下流コイル信号Ｓ２の入力から流量信号Ｓ５６の出力に至る信号経路等
の環境条件の変化による流量測定の変動要因を補正できるようになる。
【０１１５】
また、信号処理部５１及び信号処理部５５におけるゼロ点信号補償値（平均値）のサン
プル数を十分確保することができ、当該ゼロ点信号補償値に含まれる誤差成分を低減する
ことができる。従って、ゼロ点補償方式を改良できるので、安定した流量測定が可能とな
る。
【０１１６】
しかも、従来例のように上流コイル信号Ｓ１及び下流コイル信号Ｓ２を同期させてサン
プリングしアナログ・デジタル変換する２チャンネル同期サンプリング方式のＡ／Ｄ変換
器を不要として、使用素子についての制約が解除され、汎用のＡ／Ｄコンバータを使用で
きるようになる。これにより、デジタル信号処理回路５０における部品選択が容易となり
、コリオリ質量流量計１００のコストを低減できるようになる。
【０１１７】
＜第２の実施形態＞
続いて、図５を参照して、第２の実施形態としてのコリオリ質量流量計２００の構成例
及びその動作例について説明する。この実施形態では、デジタル信号処理回路５０’が、
検出部６０から出力される上流コイル信号Ｓ１、下流コイル信号Ｓ２及び所定の基準信号
生成回路８０から出力される任意の周波数の基準信号Ｓ３０１〜Ｓ３０４を用いて流量デ
ータＤ５０２を出力するようになされる。
【０１１８】
図５に示すコリオリ質量流量計２００は、流体が流れるチューブ１５を振動させ、当該
チューブ１５の上流側及びその下流側の振動の位相差からチューブ１５を流れる流体の質
量流量を測定するものである。コリオリ質量流量計２００は、検出部６０及び変換部７２
を有して構成される。検出部６０については第１の実施形態と同様であるのでその説明を
省略する。
【０１１９】
変換部７２は、入力アンプ１，２，２１，２２、ＣＰＵ６、ドライブ回路７、ＲＴＤ駆
動回路８、Ａ／Ｄコンバータ９，４０、出力回路１０，１１、表示器１２、周波数測定回
路１３、切り替え回路３１〜３４、デジタル信号処理回路５０’、基準信号生成回路８０
及びタイミング信号発生器８２を有して構成される。なお、第１の実施形態と同じ名称及
び同じ符号のものは、同じ機能を有するので、その説明を省略する。
【０１２０】
切り替え回路３１，３３は上流側コイルＬ１に接続され、切り替え回路３２，３４は、
下流側コイルＬ２に接続される。図中、一点鎖線で囲んだ部分が経路＃１を成し、点線で
囲んだ部分が経路＃２を成す。経路＃１には分岐点ａが設けられ、分岐点ａで伝送路が２
つに分岐されて、切り替え回路３１，３３とに接続される。経路＃２には分岐点ｂが設け
られ、分岐点ｂで伝送路が２つに分岐されて切り替え回路３２，３４とに接続される。こ
の例では、分岐点ａで上流コイル信号Ｓ１から上流コイル信号Ｓ１０２が分岐され、分岐
点ｂで下流コイル信号Ｓ２から下流コイル信号Ｓ２０１が分岐される。
【０１２１】
これら４つの切り替え回路３１〜３４には基準信号生成回路８０が接続される。切り替
え回路３１には上流側コイルＬ１の他に基準信号生成回路８０から基準信号Ｓ３０１を伝
送する基準信号用の伝送路が接続される。切り替え回路３１はクロック信号ＣＫ３１に基
づいて上流コイル信号Ｓ１又は基準信号Ｓ３０１のいずれかを選択して上流コイル信号Ｓ
１又は基準信号Ｓ３０１を入力アンプ１に出力するように経路＃１又は基準信号用の伝送
路を切り替える。切り替え回路３１には入力アンプ１が接続される。入力アンプ１は、上
流コイル信号Ｓ１又は基準信号Ｓ３０１を増幅し、増幅後の上流コイル信号Ｓ１又は基準
信号Ｓ３０１をＡ／Ｄコンバータ４０に出力する。
【０１２２】
切り替え回路３２には下流側コイルＬ２の他に基準信号生成回路８０から基準信号Ｓ３
０２を伝送する基準信号用の伝送路が接続される。切り替え回路３２はクロック信号ＣＫ
３２に基づいて下流コイル信号Ｓ２０１又は基準信号Ｓ３０２のいずれかを選択して下流
コイル信号Ｓ２０１又は基準信号Ｓ３０２を入力アンプ２１に出力するように経路＃２又
は基準信号用の伝送路を切り替える。切り替え回路３２には入力アンプ２１が接続される
。入力アンプ２１は、下流コイル信号Ｓ２０１又は基準信号Ｓ３０２を増幅し、増幅後の
下流コイル信号Ｓ２０１又は基準信号Ｓ３０２をＡ／Ｄコンバータ４０に出力する。
【０１２３】
切り替え回路３３には上流側コイルＬ１の他に基準信号生成回路８０から基準信号Ｓ３
０３を伝送する基準信号用の伝送路が接続される。切り替え回路３３はクロック信号ＣＫ
３３に基づいて上流コイル信号Ｓ１０２又は基準信号Ｓ３０３のいずれかを選択して上流
コイル信号Ｓ１０２又は基準信号Ｓ３０３を入力アンプ２２に出力するように経路＃１又
は基準信号用の伝送路を切り替える。切り替え回路３３には入力アンプ２２が接続される
。入力アンプ２２は、上流コイル信号Ｓ１０２又は基準信号Ｓ３０３を増幅し、増幅後の
上流コイル信号Ｓ１０２又は基準信号Ｓ３０３をＡ／Ｄコンバータ４０に出力する。
【０１２４】
切り替え回路３４には下流側コイルＬ２の他に基準信号生成回路８０から基準信号Ｓ３
０４を伝送する基準信号用の伝送路が接続される。切り替え回路３４はクロック信号ＣＫ
３４に基づいて下流コイル信号Ｓ２又は基準信号Ｓ３０４のいずれかを選択して下流コイ
ル信号Ｓ２又は基準信号Ｓ３０４を入力アンプ２に出力するように経路＃２又は基準信号
用の伝送路を切り替える。切り替え回路３４には入力アンプ２が接続される。入力アンプ
２は、下流コイル信号Ｓ２又は基準信号Ｓ３０４を増幅し、増幅後の下流コイル信号Ｓ２
又は基準信号Ｓ３０４をＡ／Ｄコンバータ４０に出力する。
【０１２５】
Ａ／Ｄコンバータ４０は入力アンプ１から時分割に出力される上流コイル信号Ｓ１又は
基準信号Ｓ３０１をアナログ・デジタル変換してＡ／Ｄ変換後の上流コイル信号Ｓ１’又
は基準信号Ｓ３０１’をデジタル信号処理回路５０’に出力する。Ａ／Ｄコンバータ４０
は入力アンプ２１から時分割に出力される下流コイル信号Ｓ２０１又は基準信号Ｓ３０２
をアナログ・デジタル変換してＡ／Ｄ変換後の下流コイル信号Ｓ２０１’又は基準信号Ｓ
３０２’をデジタル信号処理回路５０’に出力する。
【０１２６】
Ａ／Ｄコンバータ４０は入力アンプ２２から時分割に出力される上流コイル信号Ｓ１０
２又は基準信号Ｓ３０３をアナログ・デジタル変換してＡ／Ｄ変換後の上流コイル信号Ｓ
１０２’又は基準信号Ｓ３０３’をデジタル信号処理回路５０’に出力する。Ａ／Ｄコン
バータ４０は入力アンプ２から出力される下流コイル信号Ｓ２又は基準信号Ｓ３０４をア
ナログ・デジタル変換してＡ／Ｄ変換後の下流コイル信号Ｓ２’又は基準信号Ｓ３０４’
をデジタル信号処理回路５０’に出力する。
【０１２７】
デジタル信号処理回路５０’は、流量信号算出部の他の一例を構成し、Ａ／Ｄコンバー
タ４０に接続される。デジタル信号処理回路５０’は、チューブ１５の上流側及びその下
流側の振動の位相差を含む上流コイル信号Ｓ１、下流コイル信号Ｓ２を時分割して測定し
、ここに測定して得られた複数の上流コイル信号Ｓ１，Ｓ１０１、下流コイル信号Ｓ２、
Ｓ２０１から流体の質量流量を示す流量信号Ｓ５２，Ｓ５６であって、振動の位相差に相
当する当該流量信号Ｓ５２，Ｓ５６の位相差を算出し、流体の質量流量を示す流量データ
Ｄ５０’を連続して出力するように動作する。内部回路については図２を参照されたい。
【０１２８】
この例では、ＣＰＵ６にはタイミング信号発生器８２が接続される。タイミング信号発
生器８２はＣＰＵ６から制御データＤ８２を入力し、制御データＤ８２に基づいて信号切
り替え用のクロック信号ＣＫ３１〜ＣＫ３４，ＣＫ５０を発生する。クロック信号ＣＫ３
１は、タイミング信号発生器８２から切り替え回路３１に出力される。
【０１２９】
クロック信号ＣＫ３２は、タイミング信号発生器８２から切り替え回路３２に出力され
る。クロック信号ＣＫ３３は、タイミング信号発生器８２から切り替え回路３３に出力さ
れる。クロック信号ＣＫ３４は、タイミング信号発生器８２から切り替え回路３４に出力
される。クロック信号ＣＫ５０は、タイミング信号発生器８２からデジタル信号処理回路
５０’に出力される。
【０１３０】
このように変換部７２を構成すると、流量測定を中断することなく、経路＃１の上流コ
イル信号Ｓ１の入力から、上流コイル信号Ｓ１’，１０２’の出力に至る信号経路や、経
路＃２の下流コイル信号Ｓ２の入力から、下流コイル信号Ｓ２’，２０１’の出力に至る
信号経路等の環境条件の変化による流量測定の変動要因を基準信号Ｓ３０１〜Ｓ３０４に
基づいて補正できるようになる。
【０１３１】
続いて、図６を参照して、デジタル信号処理回路５０’の機能例について説明する。図
６に示すデジタル信号処理回路５０’は、第１の実施形態で説明したデジタル信号処理回
路５０と全く同じ構成及び接続方法を採るが、第１の信号処理部５１及び第２の信号処理
部５５へ入力される信号が異なっている。
【０１３２】
信号処理部５１は位相差算出部５２、ゼロ補償値生成部５３及びゼロ補償部５４を有し
て構成される。信号処理部５１では、位相差算出部５２がＡ／Ｄコンバータ４０から出力
される上流コイル信号Ｓ１’とその下流コイル信号Ｓ２０１’との差分を算出して流量信
号Ｓ５２をゼロ補償部５４に出力する。
【０１３３】
ゼロ補償値生成部５３は、位相差算出部５０１及び平均化部５０２を有して構成される
。この例でも、ゼロ補償値生成部５３は、位相差算出部５６が流量信号Ｓ５６を検出して
いるとき、ゼロ補償値Ｓε１’を生成する。例えば、位相差算出部５０１が、Ａ／Ｄコン
バータ４０から出力される基準信号Ｓ３０１’と基準信号Ｓ３０２’の差分を算出する。
【０１３４】
平均化部５０２は、位相差算出部５０１の差分出力信号Ｓ５０１’を平均化してゼロ補
償値Ｓε１’を生成する。ゼロ補償値Ｓε１’はゼロ補償部５４に出力される。ゼロ補償
部５４は、例えば、流量信号Ｓ５２からゼロ補償値Ｓε１’を減算して、補正後の流量信
号Ｓ５４’を信号選択部５９に出力するようになる。
【０１３５】
信号処理部５５は位相差算出部５６、ゼロ補償値生成部５７及びゼロ補償部５８を有し
て構成される。信号処理部５５では、位相差算出部５６がＡ／Ｄコンバータ４０から出力
される下流コイル信号Ｓ２’と上流コイル信号Ｓ１０２’との差分を算出して流量信号Ｓ
５６をゼロ補償部５８に出力する。
【０１３６】
ゼロ補償値生成部５７は、位相差算出部５０３及び平均化部５０４を有して構成される
。この例でも、ゼロ補償値生成部５７は、位相差算出部５２が流量信号Ｓ５２を検出して
いるとき、ゼロ補償値Ｓε２’を生成する。例えば、位相差算出部５０３が、Ａ／Ｄコン
バータ４０から出力される基準信号Ｓ３０３’と基準信号Ｓ３０４’との差分を算出する
。
【０１３７】
平均化部５０４は、位相差算出部５０３の差分出力信号Ｓ５０３’を平均化してゼロ補
償値Ｓε２’を生成する。ゼロ補償値Ｓε２’はゼロ補償部５８に出力される。ゼロ補償
部５８は、例えば、流量信号Ｓ５６からゼロ補償値Ｓε２’を減算して、補正後の流量信
号Ｓ５８’を信号選択部５９に出力するようになる。
【０１３８】
上述のゼロ補償部５４及び５８に接続された信号選択部５９では、クロック信号ＣＫ５
０に基づいて信号処理部５１のゼロ補償部５４から出力される補正後の流量信号Ｓ５４’
及び信号処理部５５のゼロ補償部５８から出力される補正後の流量信号Ｓ５８’を交互に
選択して連続的に流量データＤ５０’をＣＰＵ６に出力するようになる。
【０１３９】
続いて、図７Ａ〜Ｄを参照して、コリオリ質量流量計２００の変換部７２の動作例につ
いて説明する。図７Ａは経路＃１における流量測定例、図７Ｂは経路＃１におけるゼロ補
償値測定例、図７Ｃは経路＃２における流量測定例、及び、図７Ｄは経路＃２におけるゼ
ロ補償値測定例を示すタイムチャートである。図７Ａ〜Ｄの横軸は、いずれも時間ｔであ
る。
【０１４０】
この実施形態でも、流体の質量流量Ｑを求めるための流量データＤ５０’を得る場合に
、基本的な２つの処理を繰り返し、ゼロ点の誤差成分を補償した流量信号に相当する位相
差を測定するようにした。
【０１４１】
第１の処理では、信号処理部５１が、経路＃１における第１の流量信号Ｓ５２に相当す
る上流コイル信号Ｓ１’と下流コイル信号Ｓ２０１’との間の位相差を測定し、経路＃１
において算出された第１のゼロ補償値Ｓε１’を用いて流量信号Ｓ５２の正味位相差を求
める。この動作に並行して、経路＃２において、信号処理部５５が基準信号３０３’と、
基準信号３０４’との間の位相差（第２のゼロ補償値成分）を測定する。
【０１４２】
第２の処理では、任意の期間経過後に、信号処理部５５が、経路＃２における第２の流
量信号Ｓ５６に相当する下流コイル信号Ｓ２’と上流コイル信号Ｓ１０２’との間の位相
差を測定し、経路＃２において算出された第２のゼロ補償値Ｓε２’を用いて流量信号Ｓ
５６の正味位相差を求める。この動作に並行して、経路＃１において信号処理部５１が基
準信号Ｓ３０１’と基準信号Ｓ３０２’との間の位相差（第１のゼロ補償値成分）を測定
する。なお、繰り返しの一回目は、第１の実施形態と同様にして、経路＃１のゼロ補償値
Ｓε１’が不定値となるため、任意の値で初期化するとよい。この例では、初期設定で、
切り替え回路３１が上流コイル信号Ｓ１を選択し、切り替え回路３３が上流コイル信号Ｓ
１０２を選択し、切り替え回路３２が下流コイル信号Ｓ２０１を選択し、切り替え回路３
４が下流コイル信号Ｓ２を選択している場合を例に採る。
【０１４３】
これを動作条件にして、図５に示した変換部７２の動作例によれば、上述の第１の処理
を実行するために、図７Ａに示す期間（１）で、切り替え回路３１は図５に示したクロッ
ク信号ＣＫ３１に基づいて上流コイル信号Ｓ１を入力アンプ１に入力するように上流コイ
ル信号Ｓ１を切り替える。この例で、切り替え回路３１は初期設定で経路＃１を選択して
いるのでそのままとする。切り替え回路３１に接続された入力アンプ１は、上流コイル信
号Ｓ１を増幅し、増幅後の上流コイル信号Ｓ１をＡ／Ｄコンバータ４０に出力する。
【０１４４】
同じ期間（１）で切り替え回路３２は、図５に示したクロック信号ＣＫ３２に基づいて
下流コイル信号Ｓ２０１を入力アンプ２１に入力するように経路＃２を切り替える。この
例で、切り替え回路３２は初期設定で下流コイル信号Ｓ２０１を選択しているのでそのま
まとする。切り替え回路３２に接続された入力アンプ２１は、下流コイル信号Ｓ２０１を
増幅し、増幅後の下流コイル信号Ｓ２０１をＡ／Ｄコンバータ４０に出力する。
【０１４５】
同じ期間（１）で切り替え回路３３は、図５に示したクロック信号ＣＫ３３に基づいて
基準信号Ｓ３０３を入力アンプ２２に入力するように基準信号用の伝送路を切り替える。
この例で、切り替え回路３３は入力を初期設定の上流コイル信号Ｓ１０２から基準信号Ｓ
３０３に接続を切り替える。切り替え回路３３に接続された入力アンプ２２は、基準信号
Ｓ３０３を増幅し、増幅後の基準信号Ｓ３０３をＡ／Ｄコンバータ４０に出力する。
【０１４６】
同じ期間（１）で切り替え回路３４は、図５に示したクロック信号ＣＫ３４に基づいて
基準信号Ｓ３０４を入力アンプ２に入力するように基準信号用の伝送路を切り替える。こ
の例で、切り替え回路３４は入力を初期設定の下流コイル信号Ｓ２から基準信号Ｓ３０４
に接続を切り替える。切り替え回路３４に接続された入力アンプ２は、基準信号Ｓ３０４
を増幅し、増幅後の基準信号Ｓ３０４をＡ／Ｄコンバータ４０に出力する。
【０１４７】
Ａ／Ｄコンバータ４０は、増幅後の上流コイル信号Ｓ１及び下流コイル信号Ｓ２０１を
アナログ・デジタル変換して、Ａ／Ｄ変換後の上流コイル信号Ｓ１’及び下流コイル信号
Ｓ２０１’をデジタル信号処理回路５０’に出力する。また、Ａ／Ｄコンバータ４０は、
増幅後の基準信号３０３及び基準信号３０４をアナログ・デジタル変換して、Ａ／Ｄ変換
後の基準信号３０３’及び基準信号３０４’をデジタル信号処理回路５０’に出力する。
【０１４８】
デジタル信号処理回路５０’では、図６に示した信号処理部５１が、図７Ａに示す最初
（第１）の期間（１）で上流コイル信号Ｓ１’と下流コイル信号Ｓ２０１’との差分を算
出して第１の流量信号Ｓ５２を出力する。この流量信号Ｓ５２は、信号処理部５１の位相
差算出部５２によって上流コイル信号Ｓ１’と下流コイル信号Ｓ２０１’との差分が算出
されることで得られる。流量信号Ｓ５２はゼロ補償部５４に出力される。
【０１４９】
一方、図６に示した信号処理部５５が、図７Ｄに示す最初（第１）の期間（１）でＡ／
Ｄ変換後の基準信号３０３’及び基準信号３０４’との差分が検出されてゼロ補償値Ｓε
２’が生成される。このとき、ゼロ補償値生成部５７では、位相差算出部５０３が基準信
号３０３’及び基準信号３０４’との差分を算出すると、平均化部５０４が、位相差算出
部５０３の差分出力信号Ｓ５０３’を平均化してゼロ補償値Ｓε２’を生成する。ゼロ補
償値Ｓε２’はゼロ補償部５８に出力される。
【０１５０】
これにより、経路＃１において流量信号Ｓ５２に相当する上流コイル信号Ｓ１’と下流
コイル信号Ｓ２０１’との間の位相差を測定し、経路＃１において先に算出された第１の
ゼロ補償値Ｓε１’（初期値を除く）を用いて流量信号Ｓ５２の正味位相差を求めること
、及び、この処理に並行して、経路＃２においてＡ／Ｄ変換後の基準信号３０３’と基準
信号３０４’との間の位相差（第２のゼロ補償値成分）を測定することができる。
【０１５１】
また、図７Ｂに示す変換部７２の動作例によれば、上述の第１の処理から第２の処理へ
移行する際に、切り替え回路３１は、図７Ａに示す最初の期間（２）で、上流コイル信号
Ｓ１を入力アンプ１を介してＡ／Ｄコンバータ４０に出力する状態を維持する。切り替え
回路３２も、期間（２）で、下流コイル信号Ｓ２０１を入力アンプ２１を介してＡ／Ｄコ
ンバータ４０に出力する状態を維持する。
【０１５２】
この期間（２）は、Ａ／Ｄコンバータ４０の内部に保持されるデータや、フィルターリ
ング処理に用いるデータ等が、切り替え回路３１〜３４によって切り替えられ、その切り
替わり後のデータに置き換えられるまでの時間である。期間（２）は任意に設定してよい
。この例で、切り替え回路３１，３２は、先の経路＃１の接続をそのまま維持する。
【０１５３】
これに対して、切り替え回路３３は、基準信号Ｓ３０３に代えて上流コイル信号Ｓ１０
２を入力アンプ２２を介してＡ／Ｄコンバータ４０に出力するように基準信号Ｓ３０３か
ら上流コイル信号Ｓ１０２に接続を切り替える。上流コイル信号Ｓ１０２は入力アンプ２
２を介してＡ／Ｄコンバータ４０に入力される。
【０１５４】
切り替え回路３４は、基準信号Ｓ３０４に代えて下流コイル信号Ｓ２を入力アンプ２を
介してＡ／Ｄコンバータ４０に出力するように基準信号Ｓ３０４から下流コイル信号Ｓ２
に接続を切り替える。下流コイル信号Ｓ２は入力アンプ２を介してＡ／Ｄコンバータ４０
に入力される。
【０１５５】
デジタル信号処理回路５０’では、図６に示した信号処理部５１が、図７Ａに示す期間
（２）で上流コイル信号Ｓ１’と下流コイル信号Ｓ２０１’との差分を算出して流量測定
を継続し、図７Ａに示す期間（２）だけ第１の流量信号Ｓ５２を継続出力する。そして、
切り替え回路３３，３４の切り替わり待ち後、信号処理部５１は、図７Ｂに示す期間（３
）で、基準信号Ｓ３０１’と、基準信号Ｓ３０２’との差分を算出してゼロ補償値Ｓε１
’を生成する。信号処理部５１ではゼロ補償値Ｓε１’によって、図７Ａに示す次（第２
）の期間（１）で流量信号Ｓ５２を補正するようになる。
【０１５６】
また、図６に示した信号処理部５５では、図７Ｃに示す期間（２）で切り替え回路３３
，３４の切り替わり待ちをした後、図７Ｃに示す期間（３）で、上流コイル信号Ｓ１０２
’と下流コイル信号Ｓ２’との差分算出を開始して、第２の流量信号Ｓ５６の出力を開始
する。一方、図６に示した信号処理部５１では、図７Ｂに示す期間（３）で切り替え回路
３１，３２の切り替わり待ちをした後、図７Ｂに示す期間（３）で、基準信号Ｓ３０１’
と、基準信号Ｓ３０２’との差分算出を開始して、第１のゼロ補償値Ｓε１’の生成を開
始する。
【０１５７】
これにより、経路＃１において第１の流量信号Ｓ５２に相当する上流コイル信号Ｓ１’
と下流コイル信号Ｓ２０１’との間の位相差測定を継続し、この処理に並行して、経路＃
２において、不連続部分を生じることなく、第２のゼロ補償値Ｓε２’の生成から、第２
の流量信号Ｓ５６に相当する下流コイル信号Ｓ２’と上流コイル信号Ｓ１０２’との間の
位相差測定へ移行すること、及び、第１のゼロ補償値Ｓε１’の生成を開始することがで
きる。
【０１５８】
図７Ｃに示す変換部７２の動作例によれば、上述の第２の処理を実行するために、図７
Ｂに示す期間（３）で、切り替え回路３１は図５に示したクロック信号ＣＫ３１に基づい
て上流コイル信号Ｓ１に代えて基準信号Ｓ３０１を入力アンプ１に入力するように上流コ
イル信号Ｓ１から基準信号Ｓ３０１に接続を切り替える。切り替え回路３１に接続された
入力アンプ１は、基準信号Ｓ３０１を増幅し、増幅後の基準信号Ｓ３０１をＡ／Ｄコンバ
ータ４０に出力する。
【０１５９】
同じ期間（３）で切り替え回路３２は、図５に示したクロック信号ＣＫ３２に基づいて
下流コイル信号Ｓ２０１に代えて基準信号Ｓ３０２を入力アンプ２１に入力するように下
流コイル信号Ｓ２０１から基準信号Ｓ３０２に接続を切り替える。切り替え回路３２に接
続された入力アンプ２１は、基準信号Ｓ３０２を増幅し、増幅後の基準信号Ｓ３０２をＡ
／Ｄコンバータ４０に出力する。
【０１６０】
同じ期間（３）で切り替え回路３３は、図５に示したクロック信号ＣＫ３３に基づいて
基準信号Ｓ３０３に代えて上流コイル信号Ｓ１０２を入力アンプ２２に入力するように基
準信号Ｓ３０３から上流コイル信号Ｓ１０２に接続を切り替える。切り替え回路３３に接
続された入力アンプ２２は、上流コイル信号Ｓ１０２を増幅し、増幅後の上流コイル信号
Ｓ１０２をＡ／Ｄコンバータ４０に出力する。
【０１６１】
同じ期間（３）で切り替え回路３４は、図５に示したクロック信号ＣＫ３４に基づいて
基準信号Ｓ３０４に代えて下流コイル信号Ｓ２を入力アンプ２に入力するように基準信号
Ｓ３０４から下流コイル信号Ｓ２に接続を切り替える。切り替え回路３４に接続された入
力アンプ２は、下流コイル信号Ｓ２を増幅し、増幅後の下流コイル信号Ｓ２をＡ／Ｄコン
バータ４０に出力する。
【０１６２】
Ａ／Ｄコンバータ４０は、増幅後の基準信号Ｓ３０１及び基準信号Ｓ３０２をアナログ
・デジタル変換して、Ａ／Ｄ変換後の基準信号Ｓ３０１’及び基準信号Ｓ３０２’をデジ
タル信号処理回路５０’に出力する。また、Ａ／Ｄコンバータ４０は、増幅後の上流コイ
ル信号Ｓ１０２及び下流コイル信号Ｓ２をアナログ・デジタル変換して、上流コイル信号
Ｓ１０２’及び下流コイル信号Ｓ２’をデジタル信号処理回路５０’に出力する。
【０１６３】
デジタル信号処理回路５０’では、図６に示した信号処理部５５が、図７Ｃに示す最初
（第１）の期間（３）で下流コイル信号Ｓ２’と上流コイル信号Ｓ１０２’との差分を算
出して第２の流量信号Ｓ５６を出力する。この流量信号Ｓ５６は、信号処理部５５の位相
差算出部５６によって下流コイル信号Ｓ２’と上流コイル信号Ｓ１０２’との差分が算出
されることで得られる。流量信号Ｓ５６はゼロ補償部５８に出力される。ゼロ補償部５８
は、流量信号Ｓ５６からゼロ補償値Ｓε２’を減算するようになされる。これにより、図
７Ｄで生成されたゼロ補償値Ｓε２’で流量信号Ｓ５６を補正できるようになる。
【０１６４】
一方、図６に示した信号処理部５１では、基準信号Ｓ３０１’及び基準信号Ｓ３０２’
との差分が検出されてゼロ補償値Ｓε１’が生成される。このとき、ゼロ補償値生成部５
３では、位相差算出部５０１が基準信号Ｓ３０１’及び基準信号Ｓ３０２’との差分を算
出すると、平均化部５０２が、位相差算出部５０１の差分出力信号Ｓ５０１’を平均化し
てゼロ補償値Ｓε１’を生成する。ゼロ補償値Ｓε１’はゼロ補償部５４に出力され、図
７Ａに示す次（第２）の期間（１）で第１の流量信号Ｓ５２を補正するようになる。この
とき、ゼロ補償部５４では、流量信号Ｓ５２からゼロ補償値Ｓε１’が減算される。
【０１６５】
同様にして、図７Ｄに示す期間（１）で得られたゼロ補償値Ｓε２’は、図７Ｂに示す
次（第２）の期間（３）で第２の流量信号Ｓ５６を補正するようになる。ゼロ補償部５４
から出力される補正後の流量信号Ｓ５４’及び、ゼロ補償部５８から出力される補正後の
流量信号Ｓ５８’は信号選択部５９に入力される。信号選択部５９は、クロック信号ＣＫ
５０に基づいて補正後の流量信号Ｓ５４’及び流量信号Ｓ５８’を交互に選択して連続的
に流量データＤ５０’としてＣＰＵ６に出力する。
【０１６６】
これにより、経路＃２において流量信号Ｓ５６に相当する下流コイル信号Ｓ２’と上流
コイル信号Ｓ１０２’との間の位相差を測定し、経路＃２において先に算出された第２の
ゼロ補償値Ｓε２を用いて流量信号Ｓ５６の正味位相差を求めること、及び、この処理に
並行して、経路＃１においてＡ／Ｄ変換後の基準信号Ｓ３０１’と基準信号Ｓ３０２’と
の間の位相差（第１のゼロ補償値成分）を測定することができる。
【０１６７】
なお、表２に経路＃１及び経路＃２がそれぞれ伝送する上流コイル信号Ｓ１’，Ｓ１０
２’、下流コイル信号Ｓ２’，Ｓ２０１’、基準信号Ｓ３０１’，Ｓ３０２’，Ｓ３０３
’，Ｓ３０４’の組み合わせをまとめている。
【０１６８】
【表２】
2011137771.tif 000004
【０１６９】
表２によれば、期間（１）で経路＃１が伝送する信号１は上流コイル信号Ｓ１’であり
、信号２は下流コイル信号Ｓ２０１’である。また、経路＃２が伝送する信号１は基準信
号Ｓ３０３’であり、信号２は基準信号Ｓ３０４’である。期間（２）で経路＃１が伝送
する信号１は上流コイル信号Ｓ１’であり、信号２は下流コイル信号Ｓ２０１’である。
【０１７０】
また、経路＃２が伝送する信号１は上流コイル信号Ｓ１０２’であり、信号２は下流コ
イル信号Ｓ２’である。期間（３）で経路＃１が伝送する信号１は基準信号Ｓ３０１’で
あり、信号２は基準信号Ｓ３０２’である。また、経路＃２が伝送する信号１は上流コイ
ル信号Ｓ１０２’であり、信号２は下流コイル信号Ｓ２’である。
【０１７１】
このように第２の実施形態としてのコリオリ質量流量計２００によれば、チューブ１５
を流れる流体の質量流量Ｑを測定する場合に、信号処理部５１，５５を有したデジタル信
号処理回路５０’を備える。デジタル信号処理回路５０’は、Ａ／Ｄコンバータ４０から
出力される上流コイル信号Ｓ１’，Ｓ１０２’、下流コイル信号Ｓ２’，Ｓ２０１’、基
準信号Ｓ３０１’，Ｓ３０２’，Ｓ３０３’，Ｓ３０４’を時分割に入力すると、ここに
入力される流体の質量流量Ｑを示す流量信号であって、上流コイル信号Ｓ１’と下流コイ
ル信号Ｓ２０１’の位相差に相当する第１の流量信号Ｓ５２、及び、下流コイル信号Ｓ２
’と上流コイル信号Ｓ１０２’の位相差に相当する第２の流量信号Ｓ５６を算出する。信
号処理部５１は、信号処理部５５が流量信号Ｓ５６を検出しているとき、ゼロ補償値Ｓε
１’を生成する。信号処理部５５は、信号処理部５１が流量信号Ｓ５２を検出していると
き、ゼロ補償値Ｓε２’を生成するようになる。
【０１７２】
従って、流量信号Ｓ５２に相当する振動の位相差の測定と、信号処理部５５のゼロ点信
号補償値となるゼロ補償値Ｓε２’の測定とを並行し、また、流量信号Ｓ５６に相当する
振動の位相差の測定と、信号処理部５１のゼロ点信号補償値となるゼロ補償値Ｓε１’の
測定とを並行して実施できるので、流量測定を中断することなく、上流コイル信号Ｓ１の
入力から流量信号Ｓ５２の出力に至る信号経路や、下流コイル信号Ｓ２の入力から流量信
号Ｓ５６の出力に至る信号経路等の環境条件の変化による流量測定の変動要因を補正でき
るようになる。
【０１７３】
また、第１の実施形態と同様にして信号処理部５１及び信号処理部５５におけるゼロ点
信号補償値（平均値）のサンプル数を十分確保することができ、当該ゼロ点信号補償値に
含まれる誤差成分を低減することができ、安定した流量測定が可能となる。しかも、従来
例のように上流コイル信号Ｓ１及び下流コイル信号Ｓ２を同期させてサンプリングしアナ
ログ・デジタル変換する必要がなく、汎用のＡ／Ｄコンバータを使用できるようになる。
これにより、デジタル信号処理回路５０’における部品選択が容易となり、コリオリ質量
流量計２００のコストを低減できるようになる。
【０１７４】
なお、第２の実施形態では、ゼロ補償値Ｓε１’，Ｓε２’の算出に、任意の周波数の
基準信号Ｓ３０１’，Ｓ３０２’，Ｓ３０３’，Ｓ３０４’を用いているので、第１の実
施形態のようになデジタル信号処理回路５０において、上流コイル信号Ｓ１’，Ｓ１０２
’や、下流コイル信号Ｓ２’，Ｓ２０２’を用いる場合に比べて、デジタル信号処理回路
５０’において流量信号Ｓ５２，Ｓ５６の周波数が変動することなく、精度よく上流コイ
ル信号ｓ１等の周波数を抽出（測定）できるようになる。
【０１７５】
これにより、変動する複数種の周波数を通過させるようなフィルターを随時選択して実
行する等の対応が不要となる。基準信号Ｓ３０１’，Ｓ３０２’，Ｓ３０３’，Ｓ３０４
’を用いることで、特定の周波数を通過させるフィルターを用いることが可能になる。
【０１７６】
また、測定対象の流体が複数の成分を含む場合等において、上流コイル信号Ｓ１’，Ｓ
１０２’や、下流コイル信号Ｓ２’，Ｓ２０２’に多様なノイズ成分が含まれ、しかも、
これらの変動が時間の経過によって、ノイズ成分の特性が急速に変化した場合であっても
、ゼロ補償値の算出に、上流コイル信号Ｓ１’，Ｓ１０２’や、下流コイル信号Ｓ２’，
Ｓ２０２’に代えて基準信号Ｓ３０１’，Ｓ３０２’，Ｓ３０３’，Ｓ３０４’を用いる
と、安定したゼロ補償値Ｓε１’，Ｓε２’を算出できるようになる。
【０１７７】
＜第３の実施形態＞
続いて、図８を参照して、第３の実施形態としてのコリオリ質量流量計３００について
説明する。この実施形態では、経路＃１のゼロ補償値Ｓε１を下流コイル信号Ｓ２０１’
，Ｓ２０２’から算出し、経路＃２のゼロ補償値Ｓε２を上流コイル信号Ｓ１０１’，Ｓ
１０２’から算出するようにした。
【０１７８】
図８に示すコリオリ質量流量計３００は、流体が流れるチューブ１５を振動させ、当該
チューブ１５の上流側及びその下流側の振動の位相差からチューブ１５を流れる流体の質
量流量を測定するものである。コリオリ質量流量計３００は、検出部６０及び変換部７３
を有して構成される。検出部６０については第１の実施形態と同様であるのでその説明を
省略する。
【０１７９】
変換部７３は、入力アンプ１，２，２１，２２、ＣＰＵ６、ドライブ回路７、ＲＴＤ駆
動回路８、Ａ／Ｄコンバータ９，４０、出力回路１０，１１、表示器１２、周波数測定回
路１３、切り替え回路２３，２４、デジタル信号処理回路５０及びタイミング信号発生器
８３を有して構成される。なお、第１の実施形態と同じ名称及び同じ符号のものは、同じ
機能を有するので、その説明を省略する。
【０１８０】
この例で、図中、一点鎖線で囲んだ部分が経路＃１を成し、点線で囲んだ部分が経路＃
２を成す。経路＃１には分岐点ｃが設けられ、分岐点ｃで伝送路が３つに分岐されて、入
力アンプ２１と切り替え回路２３，２４とに接続される。経路＃２には分岐点ｄが設けら
れ、分岐点ｄで伝送路が３つに分岐されて入力アンプ２２と切り替え回路２３，２４とに
接続される。
【０１８１】
この例では、分岐点ｃで上流コイル信号Ｓ１から上流コイル信号Ｓ１０１，Ｓ１０２が
分岐され、分岐点ｄで下流コイル信号Ｓ２から下流コイル信号Ｓ２０１，Ｓ２０２が分岐
される。分岐点ｃには入力アンプ２２が接続される。入力アンプ２２は上流コイル信号Ｓ
１０１を増幅し、増幅後の上流コイル信号Ｓ１０１をＡ／Ｄコンバータ４０に出力する。
分岐点ｄには入力アンプ２１が接続される。入力アンプ２１は下流コイル信号Ｓ２０２を
増幅し、増幅後の下流コイル信号Ｓ２０２をＡ／Ｄコンバータ４０に出力する。
【０１８２】
切り替え回路２３は、クロック信号ＣＫ２３に基づいて上流コイル信号Ｓ１又は下流コ
イル信号Ｓ２０１のいずれか一方をアナログ・デジタル変換した後のデジタル信号をデジ
タル信号処理回路５０（図２に示した信号処理部５１）に入力可能なように時分割に切り
替える。同様にして、切り替え回路２４が、クロック信号ＣＫ２４に基づいて下流コイル
信号Ｓ２又は上流コイル信号Ｓ１０２のいずれか一方をアナログ・デジタル変換した後の
デジタル信号をデジタル信号処理回路５０（図２に示した信号処理部５５）に入力可能な
ように時分割に切り替える（切り替え制御）。
【０１８３】
この例で、切り替え回路２３には、入力アンプ１が接続され、切り替え回路２４には、
入力アンプ２が接続される。例えば、切り替え回路２３はクロック信号ＣＫ２３に基づい
て入力アンプ１の入力を時分割に上流コイル信号Ｓ１と下流コイル信号Ｓ２０１の接続を
切り替え、上流コイル信号Ｓ１又は下流コイル信号Ｓ２０１を選択して入力アンプ１に出
力する。クロック信号ＣＫ２３は、タイミング信号発生器８３から切り替え回路２３へ供
給される。
【０１８４】
また、切り替え回路２４は、クロック信号ＣＫ２４に基づいて入力アンプ２の入力を時
分割に上流コイル信号Ｓ１０２と下流コイル信号Ｓ２の接続を切り替え、上流コイル信号
Ｓ１０２又は下流コイル信号Ｓ２を選択して入力アンプ２に出力する。クロック信号ＣＫ
２４は、タイミング信号発生器８３から切り替え回路２４へ供給される。入力アンプ１，
２は共にＡ／Ｄコンバータ４０に接続される。Ａ／Ｄコンバータ４０の機能については第
１の実施形態を参照されたい。
【０１８５】
Ａ／Ｄコンバータ４０には、第１の実施形態と同様にしてデジタル信号処理回路５０が
接続される。デジタル信号処理回路５０は図２に示したように信号処理部５１、信号処理
部５５及び信号選択部５９を有して構成される。デジタル信号処理回路５０の内部構成例
については、図２を参照されたい。
【０１８６】
第３の実施形態のデジタル信号処理回路５０では、信号処理部５１が、Ａ／Ｄコンバー
タ４０から出力される上流コイル信号Ｓ１’と下流コイル信号Ｓ２０２’との差分を算出
して流量信号Ｓ５２を出力する。例えば、図２に示した信号処理部５１において、第３の
実施形態では位相差算出部５２には上流コイル信号Ｓ１’及び、下流コイル信号Ｓ２０２
’が入力される。位相差算出部５２は上流コイル信号Ｓ１’と下流コイル信号Ｓ２０２’
との差分を算出して流量信号Ｓ５２を出力する。
【０１８７】
信号処理部５１は、Ａ／Ｄコンバータ４０から出力される下流コイル信号Ｓ２０１’と
流量信号Ｓ５６の入力から出力に至る信号経路＃２を流れる下流コイル信号Ｓ２０２’と
の差分を算出してゼロ補償値Ｓε１を生成し、流量信号Ｓ５２をゼロ補償値Ｓε１で補正
するようになる。
【０１８８】
その際に、第３の実施形態では位相差算出部５０１には下流コイル信号Ｓ２０１’及び
、下流コイル信号Ｓ２０２’が入力される。位相差算出部５０１は下流コイル信号Ｓ２０
１’と下流コイル信号Ｓ２０２’との差分を算出して差分出力信号Ｓ５０１を平均化部５
０２に出力する。
【０１８９】
また、図２に示した信号処理部５５は、Ａ／Ｄコンバータ４０から出力される下流コイ
ル信号Ｓ２’と上流コイル信号Ｓ１０１’との差分を算出して流量信号Ｓ５６を出力する
。例えば、図２に示した信号処理部５５において、第３の実施形態では位相差算出部５６
には上流コイル信号Ｓ１０１’及び、下流コイル信号Ｓ２’が入力される。位相差算出部
５６は上流コイル信号Ｓ１０１’と下流コイル信号Ｓ２’との差分を算出して流量信号Ｓ
５６を出力する。
【０１９０】
信号処理部５５は、Ａ／Ｄコンバータ４０から出力される上流コイル信号Ｓ１０１’と
流量信号Ｓ５２の検出に至る信号経路＃１を流れる上流コイル信号Ｓ１０２’との差分を
算出してゼロ補償値Ｓε２を生成し、流量信号Ｓ５６をゼロ補償値Ｓε２で補正するよう
になる。その際に、第３の実施形態では位相差算出部５０３には上流コイル信号Ｓ１０１
’及び、上流コイル信号Ｓ１０２’が入力される。位相差算出部５０３は上流コイル信号
Ｓ１０１’と上流コイル信号Ｓ１０２’との差分を算出して差分出力信号Ｓ５０３を平均
化部５０４に出力する。
【０１９１】
信号選択部５９は、信号処理部５１から出力される補正後の流量信号Ｓ５４及び信号処
理部５５から出力される補正後の流量信号Ｓ５８を交互に選択して流量データＤ５０を出
力する。この実施形態でも、信号処理部５５が流量信号Ｓ５６を検出しているとき、信号
処理部５１がゼロ補償値Ｓε１を生成する。信号処理部５１が流量信号Ｓ５２を検出して
いるとき、信号処理部５５がゼロ補償値Ｓε２を生成する。
【０１９２】
この例では、ＣＰＵ６にはタイミング信号発生器８３が接続される。タイミング信号発
生器８３はＣＰＵ６から制御データＤ８３を入力し、制御データＤ８３に基づいて信号切
り替え用のクロック信号ＣＫ２３，ＣＫ２４，ＣＫ５０を発生する。クロック信号ＣＫ２
３は、タイミング信号発生器８３から切り替え回路２３に出力される。クロック信号ＣＫ
２４は、タイミング信号発生器８３から切り替え回路２４に出力される。クロック信号Ｃ
Ｋ５０は、タイミング信号発生器８３からデジタル信号処理回路５０’に出力される。こ
の他の変換部７３の機能については第１の実施形態と同様であるのでその説明を省略する
。
【０１９３】
なお、表３に経路＃１及び経路＃２がそれぞれ伝送する上流コイル信号Ｓ１’，Ｓ１０
１’、Ｓ１０２’、下流コイル信号Ｓ２’，Ｓ２０１’，Ｓ２０２’の組み合わせをまと
めている。
【０１９４】
【表３】
2011137771.tif 000005
【０１９５】
表３によれば、期間（１）で経路＃１が伝送する信号１は上流コイル信号Ｓ１’であり
、信号２は下流コイル信号Ｓ２０２’である。また、経路＃２が伝送する信号１は上流コ
イル信号Ｓ１０１’であり、信号２は上流コイル信号Ｓ１０２’である。
【０１９６】
期間（２）で経路＃１が伝送する信号１は上流コイル信号Ｓ１’であり、信号２は下流
コイル信号Ｓ２０２’である。また、経路＃２が伝送する信号１は上流コイル信号Ｓ１０
２’であり、信号２は下流コイル信号Ｓ２’である。
【０１９７】
期間（３）で経路＃１が伝送する信号１は下流コイル信号Ｓ２０１’であり、信号２は
下流コイル信号Ｓ２０２’である。また、経路＃２が伝送する信号１は上流コイル信号Ｓ
１０１’であり、信号２は下流コイル信号Ｓ２’である。
【０１９８】
このように第３の実施形態としてのコリオリ質量流量計３００によれば、チューブ１５
を流れる流体の質量流量Ｑを測定する場合に、信号処理部５１が、Ａ／Ｄコンバータ４０
から出力される下流コイル信号Ｓ２０１’と流量信号Ｓ５６の入力から出力に至る信号経
路＃２を流れる下流コイル信号Ｓ２０２’との差分を算出してゼロ補償値Ｓε１を生成し
、流量信号Ｓ５２をゼロ補償値Ｓε１で補正するようになる。
【０１９９】
また、信号処理部５５が、Ａ／Ｄコンバータ４０から出力される上流コイル信号Ｓ１０
１’と流量信号Ｓ５２の検出に至る信号経路＃１を流れる上流コイル信号Ｓ１０２’との
差分を算出してゼロ補償値Ｓε２を生成し、流量信号Ｓ５６をゼロ補償値Ｓε２で補正す
るようになる。
【０２００】
従って、流量信号Ｓ５２に相当する振動の位相差の測定と、信号処理部５５のゼロ点信
号補償値となるゼロ補償値Ｓε２の測定とを並行し、また、流量信号Ｓ５６に相当する振
動の位相差の測定と、信号処理部５１のゼロ点信号補償値となるゼロ補償値Ｓε１の測定
とを並行して実施できるので、流量測定を中断することなく、上流コイル信号Ｓ１の入力
から流量信号Ｓ５２の出力に至る信号経路や、下流コイル信号Ｓ２の入力から流量信号Ｓ
５６の出力に至る信号経路等の環境条件の変化による流量測定の変動要因を、互いに経路
＃１，＃２を入れ替えて生成したゼロ補償値Ｓε１，Ｓε２で補正できるようになる。
【０２０１】
また、第１及び第２の実施形態と同様にして、第３の実施形態によれば、信号処理部５
１及び信号処理部５５におけるゼロ点信号補償値（平均値）のサンプル数を十分確保する
ことができ、当該ゼロ点信号補償値に含まれる誤差成分を低減することができ、安定した
流量測定が可能となる。しかも、従来例のように上流コイル信号Ｓ１及び下流コイル信号
Ｓ２を同期させてサンプリングしアナログ・デジタル変換する必要がなく、汎用のＡ／Ｄ
コンバータを使用できるようになる。これにより、デジタル信号処理回路５０における部
品選択が容易となり、コリオリ質量流量計３００のコストを低減できるようになる。
【０２０２】
＜第４の実施形態＞
続いて、図９を参照して、第４の実施形態としてのコリオリ質量流量計４００について
説明する。この実施形態では、単一の切り替え回路３５を備え、検出部６０から出力され
る上流コイル信号Ｓ１又は下流コイル信号Ｓ２のいずれか一方を入力アンプ３６に入力す
るように時分割に経路＃１又は経路＃２を切り替える。すなわち、２つの経路＃１、＃２
で切り替え回路３５を共用して、上流コイル信号Ｓ１又は下流コイル信号Ｓ２を時系列に
変換部７４に取り込んでゼロ補償値Ｓε１，Ｓε２を算出するようにした。
【０２０３】
図９に示すコリオリ質量流量計４００は、流体が流れるチューブ１５を振動させ、当該
チューブ１５の上流側及びその下流側の振動の位相差からチューブ１５を流れる流体の質
量流量を測定するものである。コリオリ質量流量計４００は、検出部６０及び変換部７４
を有して構成される。検出部６０については第１の実施形態と同様であるのでその説明を
省略する。
【０２０４】
変換部７４は、入力アンプ１，２，３６、ＣＰＵ６、ドライブ回路７、ＲＴＤ駆動回路
８、Ａ／Ｄコンバータ９，４３、出力回路１０，１１、表示器１２、周波数測定回路１３
、切り替え回路３５、デジタル信号処理回路５０５及びタイミング信号発生器８４を有し
て構成される。なお、第１の実施形態と同じ名称及び同じ符号のものは、同じ機能を有す
るので、その説明を省略する。
【０２０５】
この例でも、図中、一点鎖線で囲んだ部分が経路＃１を成し、点線で囲んだ部分が経路
＃２を成す。経路＃１には分岐点ａが設けられ、分岐点ａで伝送路が２つに分岐されて、
入力アンプ１と切り替え回路３５とに接続される。経路＃２には分岐点ｂが設けられ、分
岐点ｂで伝送路が２つに分岐されて入力アンプ２と切り替え回路３５とに接続される。
【０２０６】
この例では、分岐点ａで上流コイル信号Ｓ１から上流コイル信号Ｓ１０１が分岐され、
分岐点ｂで下流コイル信号Ｓ２から下流コイル信号Ｓ２０１が分岐される。分岐点ａには
入力アンプ１が接続される。入力アンプ１は上流コイル信号Ｓ１を増幅し、増幅後の上流
コイル信号Ｓ１をＡ／Ｄコンバータ４３に出力する。分岐点ｂには入力アンプ２が接続さ
れる。入力アンプ２は下流コイル信号Ｓ２を増幅し、増幅後の下流コイル信号Ｓ２をＡ／
Ｄコンバータ４３に出力する。
【０２０７】
切り替え回路３５には入力アンプ３６が接続される。入力アンプ３６は、上流コイル信
号Ｓ１０１又は下流コイル信号Ｓ２０１を増幅し、増幅後の上流コイル信号Ｓ１０１又は
下流コイル信号Ｓ２０１をＡ／Ｄコンバータ４３に出力する。入力アンプ１，２，３６は
共にＡ／Ｄコンバータ４３に接続される。Ａ／Ｄコンバータ４３については、第１の実施
形態で説明したＡ／Ｄコンバータ４０を参照されたい。Ａ／Ｄコンバータ４３にはデジタ
ル信号処理回路５０５が接続される。
【０２０８】
この例では、ＣＰＵ６にはタイミング信号発生器８４が接続される。タイミング信号発
生器８４はＣＰＵ６から制御データＤ８４を入力し、制御データＤ８４に基づいて信号切
り替え用のクロック信号ＣＫ３５，ＣＫ５０を発生する。クロック信号ＣＫ３５は、タイ
ミング信号発生器８４から切り替え回路３５に出力される。クロック信号ＣＫ５０は、タ
イミング信号発生器８４からデジタル信号処理回路５０５に出力される。
【０２０９】
ここで、図１０を参照して、デジタル信号処理回路５０５の内部構成例について説明す
る。図１０に示すデジタル信号処理回路５０５は、入力端子５１１〜５１３を有すると共
に、第１の実施形態と同様にして信号処理部５１、信号処理部５５及び信号選択部５９を
有して構成される。入力端子５１１は信号処理部５１の位相差算出部５２及び位相差算出
部５０１に接続される。入力端子５１１には上流コイル信号Ｓ１’が入力される。
【０２１０】
入力端子５１２は位相差算出部５２及び位相差算出部５０１と、信号処理部５５の位相
差算出部５６及び位相差算出部５０３に接続される。入力端子５１２には上流コイル信号
Ｓ１０１’又は下流コイル信号Ｓ２０１’が入力される。入力端子５１３は信号処理部５
５の位相差算出部５６及び位相差算出部５０３に接続される。入力端子５１３には下流コ
イル信号Ｓ２’が入力される。
【０２１１】
デジタル信号処理回路５０５では、信号処理部５１の位相差算出部５２が、Ａ／Ｄコン
バータ４０から出力される上流コイル信号Ｓ１’と下流コイル信号Ｓ２０１’との差分を
算出して流量信号Ｓ５２を出力する。その位相差算出部５０１は、Ａ／Ｄコンバータ４０
から出力される上流コイル信号Ｓ１’と上流コイル信号Ｓ１の入力から流量信号Ｓ５２の
出力に至る信号経路＃１を流れる上流コイル信号Ｓ１０１’との差分を算出してゼロ補償
値Ｓε１を生成し、流量信号Ｓ５２をゼロ補償値Ｓε１で補正するようになる。その際に
、位相差算出部５０１は差分出力信号Ｓ５０１を平均化部５０２に出力する。
【０２１２】
また、信号処理部５５の位相差算出部５６は、Ａ／Ｄコンバータ４０から出力される下
流コイル信号Ｓ２’と上流コイル信号Ｓ１０１’との差分を算出して流量信号Ｓ５６を出
力する。位相差算出部５０３は、Ａ／Ｄコンバータ４０から出力される下流コイル信号Ｓ
２’と下流コイル信号Ｓ２の入力から流量信号Ｓ５６の出力に至る信号経路＃２を流れる
下流コイル信号Ｓ２０１’との差分を算出してゼロ補償値Ｓε２を生成し、流量信号Ｓ５
６をゼロ補償値Ｓε２で補正するようになる。その際に、位相差算出部５０３は差分出力
信号Ｓ５０３を平均化部５０４に出力する。
【０２１３】
信号選択部５９は、信号処理部５１から出力される補正後の流量信号Ｓ５４及び信号処
理部５５から出力される補正後の流量信号Ｓ５８を交互に選択して流量データＤ５０を出
力する。この実施形態でも、信号処理部５５が流量信号Ｓ５６を検出しているとき、信号
処理部５１がゼロ補償値Ｓε１を生成する。信号処理部５１が流量信号Ｓ５２を検出して
いるとき、信号処理部５５がゼロ補償値Ｓε２を生成する。
【０２１４】
しかし、単一の切り替え回路３５を備えたことにより、測定不能期間を生ずる。測定不
能期間では、上流コイル信号Ｓ１及び下流コイル信号Ｓ２はＡ／Ｄコンバータ４０に入力
されるが、上流コイル信号Ｓ１０１及び下流コイル信号Ｓ２０１の測定が不能となる。（
図１１において、期間（２）’で示しており、期間（２）’では、瞬間的に流量が測定で
きない状態となる。この他の変換部７４の機能については第１の実施形態と同様であるの
でその説明を省略する。
【０２１５】
続いて、図１０及び、図１１Ａ〜Ｄを参照して、コリオリ質量流量計４００の変換部７
４の動作例について説明する。図１１Ａは経路＃１における流量測定例、図１１Ｂは経路
＃１におけるゼロ補償値測定例、図１１Ｃは経路＃２における流量測定例、及び、図１１
Ｄは経路＃２におけるゼロ補償値測定例を示すタイムチャートである。図１１Ａ〜Ｄの横
軸は、いずれも時間ｔである。
【０２１６】
この実施形態では、流体の質量流量Ｑを求めるための流量データＤ５０を得る場合に、
基本的に繰り返される２つの処理は、第１〜第３の実施形態と同様である。切り替え回路
３５は初期設定で上流コイル信号Ｓ１０１を選択している場合を例に採る。
【０２１７】
これを動作条件にして、図１０に示した変換部７４の動作例によれば、第１の実施形態
で説明ような第１の処理を実行するために、図１に示した検出部６０から出力される上流
コイル信号Ｓ１が、入力アンプ１に入力される。入力アンプ１は上流コイル信号Ｓ１を増
幅し、増幅後の上流コイル信号Ｓ１をＡ／Ｄコンバータ４３に出力する。下流コイル信号
Ｓ２は、入力アンプ２に入力される。入力アンプ２は下流コイル信号Ｓ２を増幅し、増幅
後の下流コイル信号Ｓ２をＡ／Ｄコンバータ４３に出力する。
【０２１８】
また、図１１Ａに示す期間（１）で、切り替え回路３５はクロック信号ＣＫ３に基づい
て下流コイル信号Ｓ２０１を入力アンプ３６に入力するように上流コイル信号Ｓ１０１か
ら下流コイル信号Ｓ２０１に接続を切り替える。入力アンプ３６は、下流コイル信号Ｓ２
０１を増幅し、増幅後の下流コイル信号Ｓ２０１をＡ／Ｄコンバータ４３に出力する。
【０２１９】
Ａ／Ｄコンバータ４３は、増幅後の上流コイル信号Ｓ１、下流コイル信号Ｓ２，Ｓ２０
１をアナログ・デジタル変換して、Ａ／Ｄ変換後の上流コイル信号Ｓ１’，下流コイル信
号Ｓ２’，Ｓ２０１’をデジタル信号処理回路５０５に出力する。デジタル信号処理回路
５０５では、図１０に示した信号処理部５１が、図１１Ａに示す最初（第１）の期間（１
）で上流コイル信号Ｓ１’と下流コイル信号Ｓ２０１’との差分を算出して第１の流量信
号Ｓ５２を出力する。この流量信号Ｓ５２は、信号処理部５１の位相差算出部５２によっ
て上流コイル信号Ｓ１’と下流コイル信号Ｓ２０１’との差分が算出されることで得られ
る。流量信号Ｓ５２はゼロ補償部５４に出力される。
【０２２０】
一方、図１０に示した信号処理部５５が、図１１Ｄに示す最初（第１）の期間（１）で
下流コイル信号Ｓ２’と下流コイル信号Ｓ２０１’との差分が検出されてゼロ補償値Ｓε
２が生成される。このとき、ゼロ補償値生成部５７では、位相差算出部５０３が下流コイ
ル信号Ｓ２’と下流コイル信号Ｓ２０１’との差分を算出すると、平均化部５０４が、位
相差算出部５０３の差分出力信号Ｓ５０３を平均化してゼロ補償値Ｓε２を生成する。ゼ
ロ補償値Ｓε２はゼロ補償部５８に出力される。
【０２２１】
これにより、経路＃１において流量信号Ｓ５２に相当する上流コイル信号Ｓ１’と下流
コイル信号Ｓ２０１’との間の位相差を測定し、経路＃１において先に算出された第１の
ゼロ補償値Ｓε１を用いて流量信号Ｓ５２の正味位相差を求めること、及び、この処理に
並行して、経路＃２において下流コイル信号Ｓ２’と下流コイル信号Ｓ２０１’との間の
位相差（第２のゼロ補償値成分）を測定することができる。
【０２２２】
その後、この例では、期間（２）’が存在する。期間（２）’は、第１〜第３の実施形
態で説明したようにＡ／Ｄコンバータ４３の内部に保持されるデータや、フィルターリン
グ処理に用いるデータ等の内部データが、切り替え回路３５によって切り替えられ、その
切り替わり後のデータに置き換えられるまでの時間である。期間（２）’中に第１の実施
形態で説明したような動作が採れない。
【０２２３】
この期間（２）’を経過した変換部７４の動作例によれば、第１の実施形態で説明した
第２の処理を実行するために、図１に示した検出部６０から出力される上流コイル信号Ｓ
１０１が入力アンプ３６を介してＡ／Ｄコンバータ４３に出力するようになされる。
【０２２４】
この例では、切り替え回路３５が、図１１Ｃに示す期間（２）’で、クロック信号ＣＫ
３に基づいて上流コイル信号Ｓ１０１を入力アンプ３６に入力するように下流コイル信号
Ｓ２０１から上流コイル信号Ｓ１０１に接続を切り替える。入力アンプ３６は、上流コイ
ル信号Ｓ１０１を増幅し、増幅後の上流コイル信号Ｓ１０１をＡ／Ｄコンバータ４３に出
力する。Ａ／Ｄコンバータ４３は、増幅後の上流コイル信号Ｓ１０１をアナログ・デジタ
ル変換して、Ａ／Ｄ変換後の上流コイル信号Ｓ１０１’をデジタル信号処理回路５０５に
出力する。
【０２２５】
デジタル信号処理回路５０５では、図１０に示した信号処理部５５が、図１１Ｃに示す
最初（第１）の期間（３）で下流コイル信号Ｓ２’と上流コイル信号Ｓ１０１’との差分
を算出して第２の流量信号Ｓ５６を出力する。この流量信号Ｓ５６は、信号処理部５５の
位相差算出部５６によって下流コイル信号Ｓ２’と上流コイル信号Ｓ１０１’との差分が
算出されることで得られる。流量信号Ｓ５６はゼロ補償部５８に出力される。ゼロ補償部
５８は、流量信号Ｓ５６からゼロ補償値Ｓε２を減算するようになされる。これにより、
図１１Ｄで生成されたゼロ補償値Ｓε２で流量信号Ｓ５６を補正できるようになる。
【０２２６】
一方、図１０に示した信号処理部５１では、上流コイル信号Ｓ１’と上流コイル信号Ｓ
１０１’との差分が検出されてゼロ補償値Ｓε１が生成される。このとき、ゼロ補償値生
成部５３では、位相差算出部５０１が上流コイル信号Ｓ１’と上流コイル信号Ｓ１０１’
との差分を算出すると、平均化部５０２が、位相差算出部５０１の差分出力信号Ｓ５０１
を平均化してゼロ補償値Ｓε１を生成する。ゼロ補償値Ｓε１はゼロ補償部５４に出力さ
れ、図１１Ａに示す次（第２）の期間（１）で第１の流量信号Ｓ５２を補正するようにな
る。このとき、ゼロ補償部５４では、流量信号Ｓ５２からゼロ補償値Ｓε１が減算される
。
【０２２７】
同様にして、図１１Ｄに示す期間（１）で得られたゼロ補償値Ｓε２は、図１１Ｃに示
す次（第２）の期間（３）で第２の流量信号Ｓ５６を補正するようになる。ゼロ補償部５
４から出力される流量信号Ｓ５２及び、ゼロ補償部５８から出力される流量信号Ｓ５６は
信号選択部５９に入力される。信号選択部５９は、クロック信号ＣＫ５０に基づいて補正
後の流量信号Ｓ５４及び流量信号Ｓ５６を交互に選択して連続的に流量データＤ５０とし
てＣＰＵ６に出力する。
【０２２８】
これにより、経路＃２において流量信号Ｓ５６に相当する下流コイル信号Ｓ２’と上流
コイル信号Ｓ１０１’との間の位相差を測定し、経路＃２において先に算出された第２の
ゼロ補償値Ｓε２を用いて流量信号Ｓ５６の正味位相差を求めること、及び、この処理に
並行して、経路＃１において上流コイル信号Ｓ１’と上流コイル信号Ｓ１０１’との間の
位相差（第１のゼロ補償値成分）を測定することができる。
【０２２９】
なお、表４に経路＃１及び経路＃２がそれぞれ伝送する上流コイル信号Ｓ１’，Ｓ１０
１’、下流コイル信号Ｓ２’，Ｓ２０１’の組み合わせをまとめている。
【０２３０】
【表４】
2011137771.tif 000006
【０２３１】
表４によれば、期間（１）で経路＃１が伝送する信号１は上流コイル信号Ｓ１’であり
、信号２は下流コイル信号Ｓ２０１’である。また、経路＃２が伝送する信号１は下流コ
イル信号Ｓ２０１’であり、信号２は下流コイル信号Ｓ２’である。期間（２）’は不定
であるので記載を省略している。
【０２３２】
期間（３）で経路＃１が伝送する信号１は上流コイル信号Ｓ１’であり、信号２は下流
コイル信号Ｓ１０１’である。また、経路＃２が伝送する信号１は上流コイル信号Ｓ１０
１’であり、信号２は下流コイル信号Ｓ２’である。
【０２３３】
このように第４の実施形態としてのコリオリ質量流量計４００によれば、変換部７４に
単一の切り替え回路３５を備え、検出部６０から出力される上流コイル信号Ｓ１０１又は
下流コイル信号Ｓ２０１のいずれか一方を入力アンプ３６に入力するように時分割に、上
流コイル信号Ｓ１０１と下流コイル信号Ｓ２０１の接続を切り替えるようになされる。
【０２３４】
従って、２つの経路＃１、＃２で切り替え回路３５を共用できるので、上流コイル信号
Ｓ１０１又は下流コイル信号Ｓ２０１を時系列に変換部７４に取り込んでゼロ補償値Ｓε
１，Ｓε２を算出することができる。しかも、従来例と比べるとゼロ補償値Ｓε１，Ｓε
２を決定するためのデータ数は十分多くすることが可能であり、安定したゼロ補償値Ｓε
１，Ｓε２を得ることができる。また、第１〜第３の実施形態に比べ、切り替え回路個数
や入力アンプ個数を減らすことができ、コリオリ質量流量計４００のコストを削減するこ
とができる。
【０２３５】
なお、第１〜第４の実施形態に係る変換部７１〜７４のＣＰＵ６は診断機能を有してい
る。ＣＰＵ６は流量信号Ｓ５２を補正するためのゼロ補償値Ｓε１や、流量信号Ｓ５６を
補正するためのゼロ補償値Ｓε２に基づいて経路＃１や、経路＃２の診断を実行する。例
えば、経路＃１の診断を行う場合にゼロ補償値Ｓε１と、判定基準値Ｒthとを比較し、ゼ
ロ補償値Ｓε１がある一定の範囲以外になった場合にアラームを出す。経路＃２の診断を
行う場合にはゼロ補償値Ｓε２と判定基準値Ｒthとを比較し、ゼロ補償値Ｓε２がある一
定の範囲以外、例えば、判定基準値Ｒthを越えた場合にアラームを出力する等の処理がな
される。
【０２３６】
また、第１〜第４の実施形態に係る変換部７１〜７４の実現手段については、ハードウ
ェア構成について説明したが、これに限られることはなく、ソフトウェア構成であっても
よい。第１〜第４の実施形態では、デジタル信号処理回路５０，５０’，５０５において
変動要因を補正する場合について説明したが、これに限られることはなく、デジタル信号
処理回路５０，５０’，５０５等でゼロ補償値を算出し、ＣＰＵ６でその補正を行っても
よい。
【０２３７】
更に、第１〜第４の実施形態では、デジタル信号処理回路５０，５０’，５０５におい
て変動要因を補正する場合について説明したが、これに限られることはなく、ＣＰＵ６に
おいて変動要因を補正するゼロ補償値を算出しその補正を行ってもよい。
【０２３８】
第１〜第４の実施形態では、上流コイル信号Ｓ１と下流コイル信号Ｓ２との分岐点ａ，
ｂ等を変換部７１，７２，７３，７４内に設ける場合について説明したが、これに限られ
ることはなく、検出部６０内、又は、検出部６０と変換部７１，７２，７３，７４等の途
中に設けてもよい。また、第１〜第４の実施形態では、切り替え回路３，２３，２４，３
１〜３５を変換部７１，７２，７３，７４内に設ける場合について説明したが、これに限
られることはなく、検出部６０内、又は、検出部６０と変換部７１，７２，７３，７４等
の途中に設けてもよい。
【０２３９】
第１〜第４の実施形態では、Ａ／Ｄコンバータ４０，４３に単一のＡ／Ｄコンバータを
用いる場合について説明したが、これに限られることはなく、Ａ／Ｄコンバータ４０，４
３を複数のＡ／Ｄコンバータで構成するようにしてもかまわない。
【０２４０】
第１〜第４の実施形態では、チューブ１５に関して、直管を用いる場合について説明し
たが、これに限られることはなく、チューブ１５にＵ管を用いる場合であっても本発明を
適用できる。
【産業上の利用可能性】
【０２４１】
この発明は、位相差測定誤差の補正機能を有して、上流コイル信号と下流コイル信号と
の間の位相差から流体の質量流量や密度、体積流量等を測定するコリオリ質量流量計に適
用して極めて好適である。
【符号の説明】
【０２４２】
１，２，２１，２２  入力アンプ
３，２３，２４，３１〜３５  切り替え回路
４，９，４０，４３，Ａ／Ｄコンバータ
５，５０，５０’，５０５  デジタル信号処理回路
６  ＣＰＵ（制御部）
７  ドライブ回路
８  ＲＴＤ駆動回路
１０，１１  出力回路
１２  表示器
１３  周波数測定回路
１５  チューブ（管路）
１６，１７  支持部材
５１  第１の信号処理部
５２，５６  位相差算出部
５３，５７  ゼロ補償値生成部
５４，５８  ゼロ補償部
５５  第２の信号処理部
５９  信号選択部
６０  検出部
６１  加振部
６２  上流センサ
６３  下流センサ
６４  温度センサ
７１〜７５  変換部
８０  基準信号生成回路
８１〜８５  タイミング発生器
１００〜５００  コリオリ質量流量計
【図１】
2011137771.tif 000007
【図２】
2011137771.tif 000008
【図３】
2011137771.tif 000009
【図４】
2011137771.tif 000010
【図５】
2011137771.tif 000011
【図６】
2011137771.tif 000012
【図７】
2011137771.tif 000013
【図８】
2011137771.tif 000014
【図９】
2011137771.tif 000015
【図１０】
2011137771.tif 000016
【図１１】
2011137771.tif 000017
【図１２】
2011137771.tif 000018
【図１３】
2011137771.tif 000019
【図１４】
2011137771.tif 000020
【図１５】
2011137771.tif 000021
【図１６】
2011137771.tif 000022