(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測流体が流れる流路中にカルマン渦を発生させる渦発生体と、
該渦発生体の下流を流れる被測流体に超音波を送信する超音波送信器と、
前記流路内の被測流体を通過した超音波を受信して受信信号を出力する超音波受信器と、
前記超音波送信器に入力された送信信号と前記超音波受信器から出力された受信信号との位相を比較してカルマン渦の周期に応じた渦信号を生成する位相比較器と、
前記渦信号の異常の有無を監視する第１の監視手段と、
前記送信信号を監視する第２の監視手段と、
前記受信信号を監視する第３の監視手段と、
前記第１の監視手段で前記渦信号の異常を検出したとき、前記第２の監視手段で送信信号を監視し、前記第１の監視手段で前記渦信号の異常を検出したとき、前記第３の監視手段で受信信号を監視するように切り替える制御手段と、
を備えてなることを特徴とする渦流量計。
【請求項２】
被測流体が流れる流路中にカルマン渦を発生させる渦発生体と、
該渦発生体の下流を流れる被測流体に超音波を送信する超音波送信器と、
前記流路内の被測流体を通過した超音波を受信して受信信号を出力する超音波受信器と、
前記超音波送信器に入力された送信信号と前記超音波受信器から出力された受信信号との位相を比較してカルマン渦の周期に応じた渦信号を生成する位相比較器と、
前記渦信号の異常の有無を監視する第１の監視手段と、
前記送信信号を監視する第２の監視手段と、
前記受信信号を監視する第３の監視手段と、
前記送信信号の異常の有無を監視し、前記送信信号の異常を検出したときは、前記渦信号の状態にかかわらず前記第２の監視手段で前記送信信号を監視し、前記受信信号の異常の有無を監視し、前記受信信号の異常を検出したときは、前記渦信号の状態にかかわらず前記第３の監視手段で前記受信信号を監視するように切り替える制御手段と、
を備えてなることを特徴とする渦流量計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は渦流量計に係り、特に流量計測の異常の有無を監視して誤計測を防止するように構成された渦流量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の超音波を用いた渦流量計としては、例えば、図１及び図２に示すように、被測流体が流れる流量計本体１の流路１ａ中にカルマン渦を発生させる渦発生体２と、渦発生体２の下流を流れる被測流体に超音波を送信する超音波送信器３ａと、流路１ａ内の被測流体を通過した超音波を受信して受信信号を出力する超音波受信器３ｂと、超音波送信器３ａに入力された送信信号と超音波受信器３ｂから出力された受信信号との位相を比較してカルマン渦の周波数に応じた渦信号を生成する位相比較器８とを有する。
【０００３】
超音波送信器３ａには、発信器４からの送信信号がアンプ５で増幅されて供給される。また、超音波受信器３ｂから出力された受信信号は、アンプ６で増幅されて波形整形回路７で波形整形されて位相比較器８に入力される。
【０００４】
また、渦流量計では、超音波送信器３ａから送信された超音波を流体中に伝搬させ、カルマン渦から変調を受けたものを超音波受信器３ｂで受信して、増幅、波形整形して得られた受信信号と送信信号との位相を比較することで渦発生体２下流に発生する交番的なカルマン渦の発生周波数に比例した渦信号を得ていた。
【０００５】
位相比較器８では、発信器４から出力された送信信号と、超音波受信器３ｂから出力された受信信号との位相を比較して位相差から得られた渦信号をアンプ９へ出力する。アンプ９で増幅された渦信号は、波形整形回路１０で波形整形されて制御回路１１に入力され、流量計測値に換算される。
【０００６】
また、アンプ９で増幅された渦信号は、振幅監視回路１２にも入力されており、振幅監視回路１２で振幅の変化が監視され、異常の有無が制御回路１１へ供給される。制御回路１１では、渦信号の振幅異常が発生した場合、渦信号の積算処理を停止させて計測誤差の発生を防止している。
【０００７】
発信器４から出力された送信信号は、周期が一定である。これに対して被測流体中を伝搬した超音波は、交番的に発生するカルマン渦から位相変調(ドップラー効果)を受ける。そのため、位相比較器８において、送信信号と受信信号を位相比較すると、渦の発生に応じて位相差が変化する。
【０００８】
カルマン渦は、流速の増加に比例して周波数が高くなり、超音波がカルマン渦により受ける変調（渦信号振幅値）の大きさも流速に応じて大きくなることが分かっている。よって、渦流量計では、このカルマン渦の発生周波数を測定することで流量を算出している。また、波形整形回路１０から出力される渦信号のパルスは、デューティ５０％としている。
【０００９】
しかしながら、上記のように構成された渦流量計では、被測流体が流れる配管上の他機器の影響で発生する圧力脈動や、高流量域での流れの乱れなどの影響で、被測流体の流れがないにも関わらず流量信号（渦信号）を出力してしまうことがあった。
【００１０】
この場合、前述の渦信号の周波数−振幅値の比例関係が崩れてしまうことや、パルスのデューティが５０％にならないことが判っているので、この現象を監視することで外乱（異常）の有無を検出し、異常があるときには渦信号の出力を停止したり、アラームを出力して報知している。
【００１１】
また、前述の信号を処理する電気回路に異常が発生した場合にも出力が異常になる場合があり、このことに対しては送信信号、受信信号の信号振幅値を監視することで異常の有無が検出されている。
【００１２】
超音波受信器３ｂから出力された受信信号は、アンプ６で増幅された後に波形整形回路７で波形整形されて位相比較器８に入力されるが、超音波送信器３ａ、超音波受信器３ｂを含めた受信アンプ回路（アンプ６、波形整形回路７）に異常が発生した場合、位相比較器８に受信信号が入力されず、その結果、位相比較器８の出力が異常となってしまう。
【００１３】
そこで、従来においては、図３に示されるように、受信アンプ６の出力値が波形整形回路７でパルス化するのに十分な振幅値であるかを第２の振幅監視回路１３で平均化して監視している。同様に、発信器４からの送信信号も規定の信号振幅値で超音波送信器３ａに送られているかを第３の振幅監視回路１４で監視している。
【００１４】
また、図３に示すように、前述の監視を全て行う構成とし、送信信号、受信信号、渦信号、電気回路や被測流体の流れの状態（圧力変動による脈動の有無）を常時監視していた。
【００１５】
なお、送信信号、受信信号の判定方法としては、振幅監視回路１３，１４の構成によるが、送受信信号を平滑回路で平滑電圧信号に変換し、制御回路１１のＡ／Ｄ変換器で監視したり、電圧比較ＩＣを用いるなどがある。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の渦流量計では、カルマン渦の検出異常や、電気回路の故障を監視するために、図３に示すような回路構成とし、全監視回路の信号を常に一定間隔で監視しており、結果として監視処理を行う制御回路１１の処理負荷が重くなり、流量計測の演算処理が遅れるという問題があった。
【００１７】
従って、従来は、回路構成が同一であれば制御回路１１の処理能力を下げることとなり、流量計測性能の低下につながる。また、従来の渦流量計では、制御回路１１の流量計測性能を向上させるためには、制御回路１１に用いられるＣＰＵの性能を上げる必要があり、ＣＰＵのコストが高くなる。
【００１８】
そこで、本発明は上記課題を解決した渦流量計を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、以下のような特徴を有する。
上記請求項１記載の発明は、被測流体が流れる流路中にカルマン渦を発生させる渦発生体と、渦発生体の下流を流れる被測流体に超音波を送信する超音波送信器と、記流路内の被測流体を通過した超音波を受信して受信信号を出力する超音波受信器と、超音波送信器に入力された送信信号と超音波受信器から出力された受信信号との位相を比較してカルマン渦の周期に応じた渦信号を生成する位相比較器と、渦信号の異常の有無を監視する第１の監視手段と、送信信号を監視する第２の監視手段と、受信信号を監視する第３の監視手段と、第１の監視手段で前記渦信号の異常を検出したとき、第２の監視手段で送信信号を監視し、前記第１の監視手段で渦信号の異常を検出したとき、第３の監視手段で受信信号を監視するように切り替える制御手段と、を備えており、被測流体の流れの状態（カルマン渦の有無）を監視する渦信号監視と、送受信回路の状態を監視する送受信信号監視を同時に実施することができ、現在の出力が流れや回路の異常によるものかどうかを検出して誤計測を防止する。
【００２０】
また、請求項２記載の発明は、被測流体が流れる流路中にカルマン渦を発生させる渦発生体と、渦発生体の下流を流れる被測流体に超音波を送信する超音波送信器と、流路内の被測流体を通過した超音波を受信して受信信号を出力する超音波受信器と、超音波送信器に入力された送信信号と超音波受信器から出力された受信信号との位相を比較してカルマン渦の周期に応じた渦信号を生成する位相比較器と、渦信号の異常の有無を監視する第１の監視手段と、送信信号を監視する第２の監視手段と、受信信号を監視する第３の監視手段と、送信信号の異常の有無を監視し、送信信号の異常を検出したときは、渦信号の状態にかかわらず第２の監視手段で送信信号を監視し、受信信号の異常の有無を監視し、受信信号の異常を検出したときは、渦信号の状態にかかわらず第３の監視手段で受信信号を監視するように切り替える制御手段と、を備えており、渦信号の状態によって送受信信号の監視を実施することから、制御回路を効率良く動作させることができ、結果計測性能を劣化させることなく、監視機能を追加することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明の一実施例について説明する。
図４は本発明になる渦流量計の一実施例を示す構成図である。尚、図４において、前述した図１乃至図３と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００２２】
図４に示されるように、本発明の渦流量計２０の制御回路２１には、渦信号、送受信信号を効率よく監視することを目的として、正常状態の場合には渦信号の監視だけを行い、渦信号に異常を検出した場合には、その原因を絞り込むために送受信信号の監視を行う制御プログラム（制御手段）が格納されている。
【００２３】
本実施例では、渦信号の振幅値を監視する第１の振幅監視回路（第１の監視手段）２２に平滑回路を採用し、信号振幅に比例した電圧信号を制御回路２１のＡ／Ｄ入カボート２８に取り込み、制御回路２１で監視する。振幅監視回路２２の構成は、カップリングコンデンサ２５によって交流成分を取り出した後、抵抗２６とコンデンサ２７で平滑信号電圧を取り出す構成となっている。
【００２４】
尚、図４において、図示していないが、送信信号の第２の振幅監視回路（第２の監視手段）２４及び受信信号の第３の振幅監視回路（第３の監視手段）２３も上記カップリングコンデンサ２５、抵抗２６、コンデンサ２７をからなる平滑回路を有する振幅監視回路１２の構成と同一構成である。
【００２５】
次に、図５（Ａ）〜（Ｃ）を参照して本実施例の監視手段の監視動作を説明する。
今、渦流量計２０には、故障もなく、また被測流体の流れにも異常（圧力変動による脈動）が発生していないとする。このとき、制御回路２１では、通常、アンプ９から出力された渦信号の監視だけを一定間隔ｔ１で実施している。
ここで、図５（Ａ）に示されるように、監視Aのタイミングで渦信号に異常を検出した場合には、次の渦信号の監視タイミング（監視Ｂ）まで、図５（Ｂ）（Ｃ）に示されるように、送信信号及び受信信号を一定間隔ｔ２で監視する。
【００２６】
次に、図６（Ａ）〜（Ｃ）を参照して別の監視タイミングについて説明する。図６（Ａ）に示されるように、今、監視Aのタイミングで渦信号に異常を検出し、送受信信号の監視を行ったところ、送信信号に異常があることが判ったとする。この場合、図６（Ｂ）に示されるように、送信信号の監視は、渦信号の状態に依らず一定間隔ｔ２で監視を継続する。
【００２７】
一方、受信信号は正常であったため、図６（Ｃ）に示されるように、監視Ａから監視Ｂまでの間だけ監視を行った後は、再び監視動作を停止する。さらに、監視Cで渦信号に異常を検出した場合には、図５の場合と同様に受信信号の監視を再開する。
【００２８】
次に、上記監視方法（図５，図６参照のこと）を実現するために制御回路２１で実行する演算処理について図７乃至図１１、図１３のフローチャート、及び図１２の状態遷移マトリクスを参照して説明する。
【００２９】
各フローチャートで実行する処理を大別すると、図７は実際の監視を行う一定時間割り込み処理を行う制御プログラム、図８は渦パルス立ち上がり割り込みを行う制御プログラムと、図９は渦パルス立ち下がり割り込み処理を行う制御プログラムに分類される。さらに、図１０は一定時間割り込みルーチンで渦信号監視を行う制御プログラム、図１１は受信信号監視を行う制御プログラム、送信信号監視ルーチン（図示せず）を行う制御プログラムに分類される。
【００３０】
まず、図７を参照して一定時間割り込み処理について説明する。
図７に示されるように、この一定時間割り込み処理は、制御回路２１のタイマカウンタ割り込み機能を利用しており、所定時間毎（例えば１００ｍｓｅｃ間隔や１ｓｅｃ間隔）で起動するものである。
【００３１】
図７のステップＳ１（以下「ステップ」を省略する）で、所定時間が経過すると制御回路２１は、渦パルスを取り込む時間を計測するカウンタを読み出す。
【００３２】
次のＳ２では、渦パルスの取り込み時間（カウンタ値）が経過したかどうかをチェックする。そして、Ｓ２において、渦パルスの取り込み時間（カウンタ値）が経過したときは、Ｓ３に進み、渦信号監視ルーチン（渦信号監視プログラム）を起動する。
【００３３】
また、Ｓ２において、渦パルスの取り込み時間（カウンタ値）が経過していないときは、渦信号監視ルーチンを起動せずにＳ４に進み、受信信号監視ルーチン（受信信号監視プログラム）を起動する。
【００３４】
続いて、Ｓ５で送信信号監視ルーチン（送信信号監視プログラム）を起動する。これで、今回の処理を終了し、この後、一定時間経過後に再び上記Ｓ１以降の処理を実行する。
【００３５】
次に、渦パルス立ち上がり割り込みルーチン及び、渦パルス立ち下がり割り込みルーチンについて図８、図９を参照して説明する。
【００３６】
渦パルスは、制御回路２１の入カポートに入力されており、渦パルスの立ち上がり、渦パルスの立ち下がりに同期して各々図８、図９の割り込みプログラムが起動する。
【００３７】
まず、渦パルスの立ち上がり信号が入力すると、図８に示す渦パルス立ち上がり割り込みプログラムが起動し、Ｓ７で、まず流量フラグによって1パルス目かどうかを確認する。
【００３８】
Ｓ７において、1パルス目の場合、つまりフラグがリセット状態の場合には、Ｓ８に進み、流量フラグをセットする。その後Ｓ１２に進み、タイマカウンタをリセットスタートし、Ｓ１３でパルス数を記憶するパルス数カウンタをインクリメントして今回の渦パルスの立ち上がり割り込みプログラムを終了する。
【００３９】
また、上記Ｓ７において、1パルス目ではない場合、つまりフラグがセットされている場合には、Ｓ９に進み、現在のタイマカウンタ値を読み出す。次のＳ１０では、読み出したタイマカウンタ値を渦パルスがローレベルだった時間ｔ２としてメモリに記憶する。続いて、Ｓ１１に進み、パルスハイレベル時間ｔ１をメモリから読み出して、デューティ＝ｔ１／（ｔ１＋ｔ２）を計算してメモリ内部に格納する。
【００４０】
Ｓ１２では、パルス幅（渦パルスがハイレベルの時間）を計測するためにタイマカウンタをリセットスタートする。次のＳ１３では、パルス数カウンタをインクリメントし、今回の渦パルス立ち上がり割り込みプログラムを終了する。
【００４１】
パルス立ち下がり信号が入力すると、制御回路２１は図９に示すパルス立ち下がり割り込みプログフムを起動し、Ｓ１４でその時点のタイマカウンタ値を読み出す。次のＳ１５では、読み出したタイマカウンタ値をパルスハイレベル時間として記憶する。続いて、Ｓ１６では、渦パルスがローレベルの時間を計測するためにタイマカウンタをリセットスタートして、今回のパルス立ち下がり割り込みプログラムを終了する。
【００４２】
次に、図１０を参照して渦信号監視処理について説明する。
図１０に示されるように、制御回路２１は、渦信号監視ルーチンが起動すると、Ｓ１７で、まずパルス数カウンタを読み出してその値を取り込み時間で除算した値を計測周波数ｆ０として制御回路２１のメモリに記憶する。次のＳ１８では、次の取り込み時間中の周波数を計測するためにパルス数カウンタをゼロリセットする。そして、Ｓ１９に進み、計測周波数ｆ０が監視方法切り替え周波数ｆ１以下か、あるいはそれより高いかを確認する。
【００４３】
Ｓ１９において、ｆ０≦ｆ１の場合には、Ｓ２０に進み、現在の渦信号振幅ｖ０を計測してメモリに記憶する。さらに、Ｓ２１では、予めプログラム内部に記憶されている渦信号周波数ｆと渦信号振幅ｖの関係を示す近似式を用いて、計測周波数ｆ０の時の渦信号振幅値の理論値ｖ１を算出する。
【００４４】
次のＳ２２では、上記ｖ０とｖ１を比較してvOがv1の−ｎ％以下かどうかをチェックする。Ｓ２２において、vOがv1の−ｎ％以下であるならば、Ｓ２４に進み、渦信号は異常であると判断する。
【００４５】
また、Ｓ２２において、vOがv1の−ｎ％より大きいならば、Ｓ２３に進み、vOがv1の＋ｎ％以上かどうかをチェックする。Ｓ２３において、vOがv1の＋ｎ％以上のときは、Ｓ２４に進み、渦信号は異常であると判断する。また、Ｓ２３において、vOがv1の＋ｎ％より未満のときは、Ｓ２５に進み、渦信号は正常であると判断する。
【００４６】
また、上記Ｓ１９において、ｆ０＞ｆ１の場合には、Ｓ２６に進み、前述のデューティを制御回路１１のメモリから読み出し、デューティが−ｍ％以下であるかを確認する。Ｓ２６において、デューティが−ｍ％以下であるときは、Ｓ２８に進み、渦信号は異常と判断する。また、Ｓ２６において、デューティが−ｍ％より大きいときは、Ｓ２７に進み、デューティが＋ｍ％以上であるかを確認する。
【００４７】
Ｓ２７において、デューティが＋ｍ％以上のときは、Ｓ２８で渦信号は異常と判断する。また、Ｓ２７において、デューティが＋ｍ％未満のときは、Ｓ２９に進み、渦信号は正常と判断する。
【００４８】
次に、受信信号監視処理について図１１を参照して説明する。
図１１に示されるように、受信信号監視処理では、受信信号振幅の状態によって処理内容を選択しており、現在の状態が状態１のときは正常状態、状態２のときは検査状態、状態３のときは異常状態である。
【００４９】
Ｓ３０において、渦信号が正常な状態のときは、状態１が選択的に起動され、Ｓ３１に進み、渦信号の異常の有無をチェックしており、例えば、渦信号監視結果を(図示しないが)フラグ等で確認する。
【００５０】
Ｓ３１において、渦信号を監視した結果、渦信号が正常であるときは、今回の処理を終了する。また、Ｓ３１において、渦信号を監視した結果、渦信号に異常があるときは、Ｓ３２に進み、振幅監視回路１３で平滑化された受信信号振幅値の出力電圧信号を制御回路１１のＡ／Ｄ入カポート(図示せず)から取得する。続いて、Ｓ３３に進み、受信信号振幅値と予め設定された規定値とを比較する。
【００５１】
尚、上記規定値は、回路の構成から決められており、波形整形回路７でパルス化するために必要な振幅値に相当する平滑電圧値に設定している。
【００５２】
Ｓ３３において、受信信号振幅値が規定値以下であるときは、Ｓ３４に進み、連続発生をカウントするカウンタを1にセットし、状態を状態2に変更して今回の処理を終了する。これにより、次回の起動時には、Ｓ３０において、状態2を選択して処理することになる。
【００５３】
また、上記Ｓ３３において、受信信号振幅値が規定値以上であるときは、Ｓ３５に進み、連続発生をカウントするカウンタをリセットして今回の処理を終了する。これにより、次回の起動時には、Ｓ３０において、状態１(正常状態)を選択して処理することになる。
【００５４】
次に、状態２(監視状態)について説明する。
状態２は、図５、図６の検査時間ｔ１に該当し、ｔ１時間中の受信信号の状態を一定周期ｔ２で監視するための処理である。
【００５５】
Ｓ３０において、状態２（監視状態）が選択されたときは、Ｓ３６に進み、振幅監視回路１３で平滑化された受信信号振幅値の出力電圧信号を制御回路１１のＡ／Ｄ入カポート(図示せず)から取得する。続いて、Ｓ３７に進み、受信信号振幅値と予め設定された規定値とを比較する。
【００５６】
Ｓ３７において、受信信号振幅値が規定値以下であるときは、Ｓ３８に進み、連続発生をカウントするカウンタに1を加算し、Ｓ３９で受信信号の異常が連続ｎ回以上かどうかをチェックする。Ｓ３９において、受信信号の異常は連続ｎ回以上であるときは、Ｓ４０に進み、受信回路に異常があると判断して、受信回路異常アラームを出力すると共に、連続発生カウンタをリセットし、且つ状態を状態３(異常状態)に変更する。また、Ｓ３９において、受信信号の異常が連続ｎ回以上でないときは、Ｓ４０の処理を行わずに今回の処理を終了する。
【００５７】
また、上記Ｓ３７において、受信信号振幅値が規定値以上であるときは、Ｓ４２に進み、検査時間ｔ１が経過したかどうかをチェックする。Ｓ４２において、検査時間ｔ１が経過していないときは、Ｓ４３に進み、状態を状態１に変更する。また、Ｓ４２において、検査時間ｔ１が経過したときは、検査時間中に受信信号異常が連続n回発生しなかったことから、受信回路に異常はないと判断してアラームを出力せずに今回の処理を終了する。
【００５８】
次に、状態３(異常状態)について説明する。
状態３は、図６に示す監視Bから監視Cまでの間に行われる監視処理であり、受信信号に異常があることから渦信号の状態に関わらずに、一定時間間隔ｔ２で監視を行うものである。
【００５９】
Ｓ３０において、状態３が選択されたときは、Ｓ４４に進み、振幅監視回路１３で平滑化された受信信号振幅値の出力電圧信号を制御回路１１のＡ／Ｄ入カポート(図示せず)から取得する。続いて、Ｓ４４ａに進み、受信信号振幅値と予め設定された規定値とを比較する。
【００６０】
Ｓ４４ａにおいて、受信信号振幅値が規定値以下（異常）であるときは、引き続き受信信号監視を行うために、連続発生カウンタをリセットして状態を変更せずに今回の処理を終了する。
【００６１】
また、Ｓ４４ａにおいて、受信信号振幅値が規定値以上であるときは、Ｓ４６に進み、連続発生をカウントするカウンタに1を加算し、Ｓ４７で受信信号の正常は連続ｎ回以上かどうかをチェックする。Ｓ４７において、受信信号の正常が連続ｎ回以上であるときは、Ｓ４８に進み、受信回路が正常に復帰したものと判断して、受信回路異常アラームを解除すると共に、連続発生カウンタをリセットし、且つ状態を状態１(正常状態)に変更して今回の処理を終了する。
【００６２】
図１２は図１１のフローチャートの内容を示す状態遷移マトリクスである。
図１２において、行方向には受信信号の状態(ステータス)が示されており、列方向にはその時に発生した状況(イベント)が示されている。なお、図１２中に示す“―”は、無視することを意味する。また、送信信号監視については、送信信号に対して図１１と同様の処理をすることからその説明を省略する。
【００６３】
次に、上記監視処理の変形例について図１３を参照して説明する。
尚、上記実施例では、受信回路の異常を判定する条件を、連続して異常がn回発生した場合としていたが、本変形例では検査時間中に計測した平滑電圧値の平均値で判定する方法を用いて説明する。
【００６４】
図１３において、Ｓ３０で状態１(正常状態)が選択されたときは、Ｓ３１に進み、渦信号に異常が発生したかどうかをチェックする。Ｓ３１において、渦信号に異常があった場合には、Ｓ３２に進み、振幅監視回路２３で平滑化された受信信号振幅値の出力電圧信号を制御回路２１のＡ／Ｄ入カポート(図示せず)から取得する。
【００６５】
次のＳ４９では、取得した受信信号振幅値の出力電圧値を制御回路２１のメモリに記録する。続いて、Ｓ５０では、格納データ数を1とする。次のＳ５１では、状態を状態２に変更して今回の処理を修了する。
【００６６】
また、上記Ｓ３１において、渦信号に異常がなかった場合には、状態を変更せずに状態１を継続するために今回の処理を終了させる。
【００６７】
また、上記Ｓ３０において、状態２（監視状態）が選択されたときは、Ｓ３６に進み、振幅監視回路２３で平滑化された受信信号振幅値の出力電圧信号を制御回路２１のＡ／Ｄ入カポート(図示せず)から取得する。
【００６８】
次のＳ５２では、取得した受信信号振幅値の出力電圧値を制御回路１１のメモリに記録する。続いて、Ｓ５３では、格納データ数に１を加算する。
【００６９】
次のＳ４１において、検査時間ｔ１が経過したかどうかをチェックする。Ｓ４１で検査時間ｔ１が経過していないときは、状態２の監視状態を継続するために状態を変更せずに状態３を継続するために今回の処理を終了させる。
【００７０】
また、上記Ｓ４１で検査時間ｔ１が経過したときは、Ｓ５４に進み、メモリに格納した複数個の平滑電圧と格納データ数から平均電圧値を求める。次のＳ５５では、この平均電圧値が基準値以下かどうかをチェックする。Ｓ５５において、平均電圧値が基準値以下のときは、Ｓ５６に進み、受信回路で異常が発生したものと判断してアラーム出力すると共に、状態を状態３（異常状態）に変更する。
【００７１】
また、上記Ｓ３０において、状態３が選択されたときは、Ｓ４４に進み、状態１，２の場合と同様に振幅監視回路２３で平滑化された受信信号振幅値の出力電圧信号を制御回路２１のＡ／Ｄ入カポート(図示せず)から取得する。
【００７２】
次のＳ５８では、取得した受信信号振幅値の出力電圧値を制御回路２１のメモリに記録する。続いて、Ｓ５９では、格納データ数に１を加算する。
【００７３】
次のＳ６０において、一定時間ｔ１が経過したかどうかをチェックする。Ｓ６０で一定時間ｔ１が経過していないときは、状態を変更せずに状態３を継続するために今回の処理を終了させる。
【００７４】
また、Ｓ６０において、一定時間ｔ１が経過したときは、メモリに格納した複数個の平滑電圧と格納データ数から平均電圧値を求める。次のＳ６２では、この平均電圧値が基準値以下かどうかをチェックする。Ｓ６２において、平均電圧値が基準値以下のときは、Ｓ６３に進み、受信回路が正常に復帰したと判断して、アラーム出力を解除すると共に、状態を状態１（正常状態）に変更して今回の処理を終了させる。
【００７５】
【発明の効果】
上述の如く、請求項１記載の発明によれば、被測流体が流れる流路中にカルマン渦を発生させる渦発生体と、渦発生体の下流を流れる被測流体に超音波を送信する超音波送信器と、記流路内の被測流体を通過した超音波を受信して受信信号を出力する超音波受信器と、超音波送信器に入力された送信信号と超音波受信器から出力された受信信号との位相を比較してカルマン渦の周期に応じた渦信号を生成する位相比較器と、渦信号の異常の有無を監視する第１の監視手段と、送信信号を監視する第２の監視手段と、第１の監視手段で渦信号の異常を検出したとき、受信信号を監視する第３の監視手段と、第２の監視手段で送信信号を監視し、前記第１の監視手段で渦信号の異常を検出したとき、第３の監視手段で受信信号を監視するように切り替える制御手段と、を備えてなるため、被測流体の流れの状態（カルマン渦の有無）を監視する渦信号監視と、送受信回路の状態を監視する送受信信号監視を同時に実施することができ、現在の出力が流れや回路の異常によるものかどうかを検出して誤計測を防止する。また、常に受信信号及び送信信号を監視する必要がないので、制御回路の負担を軽減してコストの増加を抑制できる。
【００７６】
また、請求項２記載の発明によれば、被測流体が流れる流路中にカルマン渦を発生させる渦発生体と、渦発生体の下流を流れる被測流体に超音波を送信する超音波送信器と、流路内の被測流体を通過した超音波を受信して受信信号を出力する超音波受信器と、超音波送信器に入力された送信信号と超音波受信器から出力された受信信号との位相を比較してカルマン渦の周期に応じた渦信号を生成する位相比較器と、渦信号の異常の有無を監視する第１の監視手段と、送信信号を監視する第２の監視手段と、受信信号を監視する第３の監視手段と、送信信号の異常の有無を監視し、送信信号の異常を検出したときは、渦信号の状態にかかわらず第２の監視手段で送信信号を監視し、受信信号の異常の有無を監視し、受信信号の異常を検出したときは、渦信号の状態にかかわらず第３の監視手段で受信信号を監視するように切り替える制御手段と、を備えてなるため、渦信号の状態によって送受信信号の監視を実施することから、制御回路を効率良く動作させることができ、その結果計測性能を劣化させることなく、監視機能を追加することができる。また、常に受信信号及び送信信号が正常に戻ると、監視処理を解除することにより、制御回路の負担を軽減してコストの増加を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】渦流量計の従来例１を示す構成図である。
【図２】渦流量計の従来例２を示す構成図である。
【図３】渦流量計の従来例３を示す構成図である。
【図４】本発明になる渦流量計の一実施例を示す構成図である。
【図５】監視手段による監視動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図６】監視手段による監視動作の別の例を説明するためのタイミングチャートである。
【図７】実際の監視を行う一定時間割り込み処理を説明するためのフローチャートである。
【図８】渦パルス立ち上がり割り込み処理を説明するためのフローチャートである。
【図９】渦パルス立ち下がり割り込み処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】渦信号監視処理を説明するためのフローチャートである。
【図１１】受信信号監視処理を説明するためのフローチャートである。
【図１２】図１１のフローチャートの内容を示す状態遷移マトリクスである。
【図１３】監視処理の変形例を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１  流量計本体
２  渦発生体
３ａ  超音波送信器
３ｂ  超音波受信器
４  発信器
５，６，９  アンプ
７，１０  波形整形回路
８  位相比較器
２０  渦流量計
２１  制御回路
２２  第１の振幅監視回路
２３  第３の振幅監視回路
２４  第２の振幅監視回路
２５  カップリングコンデンサ
２６  抵抗
２７  コンデンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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