JP3222017B2 - 電子式水道メータ - Google Patents

電子式水道メータ

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JP3222017B2
JP3222017B2 JP23195094A JP23195094A JP3222017B2 JP 3222017 B2 JP3222017 B2 JP 3222017B2 JP 23195094 A JP23195094 A JP 23195094A JP 23195094 A JP23195094 A JP 23195094A JP 3222017 B2 JP3222017 B2 JP 3222017B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子式水道メータに関
する。
【0002】
【従来の技術】羽根車の回転方向を検出する回転検出器
に磁気抵抗素子を用いた電子式水道メータは、例えば特
開昭 54-141166で示されているように、内部を流れる流
水で回転する羽根車の回転方向(正転と逆転)を検出す
るために、位相の異なる二つのパルス出力を得ている。
【0003】このような電子式水道メータについて、図
9を参照して説明する。同図において、磁気抵抗素子を
使った一対の検出器1A,1Bは、軸に対して45°の夾
角となるように放射状に基板に配置され、この基板には
回転検出回路9A,9Bが組み込まれている。この回転
検出回路9A,9Bでは、各検出器1A,1Bとコンパ
レータ2A,2Bに電力を常時供給して、各検出器1
A,1Bから出力されるパルスを検出している。
【0004】すなわち、羽根車の軸が正転のときには、
この軸とともに時計方向に回転する羽根車を、まず回転
検出回路9Bに組み込まれた検出器1Bで検出して、こ
の検出器1Bの内部の磁気抵抗素子の抵抗率が変化し、
この変化による接地電位間との電圧がコンパレータ2B
の正側に入力される。
【0005】コンパレータ2Bの負側には、ツェナーダ
イオード6Bのカソード側が図示しない接地導体間に接
続され、検出器1Bから羽根車の通過の信号が入力され
ると、図10(a)に示すような矩形波のパルスPaをC
PU3に出力する。
【0006】羽根車の軸が更に時計方向に回転すると、
検出器1Bに対して時計方向に45°の間隔で配置された
検出器1Aの内部の磁気抵抗素子の抵抗率の変化による
接地電位間との電圧が回転検出回路9Aに組み込まれた
コンパレータ2Aの正側に入力される。すると、コンパ
レータ2Aは、コンパレータ2BのパルスPaの中央部
のタイミングで、同じく矩形波のパルスPaをCPU3
に入力する。以下、軸8の1回転毎にこれが繰り返され
る。なお、コンパレータ2Aの負側にも、コンパレータ
2Bと同様に、ツェナーダイオード6Aのカソード側が
接続されている。
【0007】一方、片側が接地母線に接続された検出器
1A,1Bの他側と、各コンパレータ2A,2B及びC
PU3の電源端子は、それぞれ電池の電源5に接続され
ている。
【0008】また、図10(b)は、例えば、電子式水道
メータの上流側の水道管の破裂等で、羽根車の軸が反時
計方向に逆転したときの各コンパレータ2A,2Bから
出力されたパルスPa,Pbのタイミングを示す図で、
図10(a)とは逆に、パルスPaの中央部でパルスPb
が立ち上っている。
【0009】したがって、CPU3では、コンパレータ
2A,2Bから入力されたパルスPa,Pbのタイミン
グや態様によって、表1に示すマトリクスで羽根車の正
転・逆転を判定している。
【0010】
【表1】
【0011】すなわち、パルスPaが立上り中又はその
前後で、かつパルスPaが“高”のとき、もしくはパル
スPaが立上り中又はその前後で、かつパルスPbが
“低”のときには、正転判定する。また、パルスPaが
立上り中又はその前後で、かつパルスPbが“低”のと
き、もしくはパルスPaが立上り中又はその前後で、か
つパルスPbが“高”のときには、逆転と判定する。
【0012】また、電源5の負荷側には、電源5となる
電池の消耗を減らすため、例えば特開平 6-66615で示さ
れているように、それぞれスイッチ4A,4Bを設け、
必要時にのみ検出器1A,1Bとコンパレータ2A,2
B及びCPU3への通電を行っている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】このような電子式水道
メータは、特開平 6-66615で示されているように、二つ
の出力パルスの変化に追従した周期でサンプリングして
いる場合、正転・逆転の時のサンプリングの結果はそれ
ぞれ表2に示す様にステータスが変化する。しかし、回
転検出器の配置や感度、磁石の着磁等の誤差により二つ
のパルスの位相が極端にずれた場合、例えば表3に示す
様に二つの出力パルスのステータスの変化にサンプリン
グが追従せず、回転体の回転方向の正逆を誤判定する可
能性がある。
【0014】このため、二つの出力パルスの位相のずれ
を予め考慮した非常に短い間隔で常にサンプリングをす
る必要がある。しかしながら、通常二つの出力パルスの
ずれが大きくない場合には回転検出器で余分な電流を消
費することになり、十分に効率的な低消費電流化を図る
ことはできない。
【0015】
【表2】
【0016】
【表3】 本発明の目的は、効率的な低消費電流化が図れ、高精度
な電子式水道メータを提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、流量に基づく回転体の回転を検出し、位相
が異なる複数のパルス信号を出力する複数の回転検出手
段と、回転検出手段の出力パルス信号から回転体の回転
方向を判別する判別手段と、回転検出手段の出力パルス
信号をサンプリングするサンプリング手段と、サンプリ
ング手段のサンプリング結果と正常時のサンプリング結
果とを比較して異常と判断されたときにサンプリング手
段のサンプリング周期を調整する調整手段とを有するこ
とを要旨とする。
【0018】
【作用】このような構成において、サンプリング手段、
複数の回転検出手段がそれぞれ出力する位相が異なった
パルス信号をサンプリングし、このサンプリング結果か
ら判別手段で回転体の回転方向を検出する。この際、得
られたサンプリング結果が正常時のサンプリング結果と
比較して異常と判断されたとき、調整手段はサンプリン
グ手段のサンプリング周期を調整するので、常時サンプ
リング周期を短くする必要がなくなり、更に回転体の回
転方向の誤判定を防ぐことができる。
【0019】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。なお、従来と同様のものについては同一番号を
付して説明を省略する。図1は本発明の電子式水道メー
タの第1の実施例を示す構成図である。同図において、
10A,10Bは回転検出器で、従来の図9のものと同様
に、流量に基づく回転体の回転を検出し、それぞれが位
相の異なるパルス信号を出力する。そして、特開平 6-6
6615でも示されているように、回転検出器10A,10Bの
出力パルス信号をCPU3が操作するスイッチ4A,4
Bの開閉制御によりサンプリングする。このサンプリン
グ結果は、サンプリング結果監視回路11により監視され
ている。
【0020】このような構成において、図2(a)に示
す様に、回転検出器(例えば、磁気センサ)10A,10B
の二つの出力パルスPa,Pbの位相が極端にずれた場
合、監視しているサンプリングの結果Pas、Pbsは
表3の様になり、表2と比べるとサンプリングタイミン
グの(7)から(8)ではPas、Pbsが共に変化し
ている。このような状態になると、(Pas、Pbs)
=(1、0)→(0、1)の変化が正転によるものか逆
転によるものか判断がつかず、回転体の回転方向を誤判
定する可能性がある。
【0021】このため、サンプリング周期が二つの出力
パルスPa、Pbのステータスの変化に追従し、表2に
示す様なサンプリング結果が得られる様に、図2(b)
に示す様に、CPU3でサンプリングの周期を短くす
る。これによって、回転体の回転方向の誤判定を防ぐこ
とができる。そして、二つの出力パルスPa、Pbの位
相のずれが元に戻り、サンプリング結果が表2の様な正
常状態に戻った時、サンプリング周期も元の状態に戻
す。
【0022】図3は、第2の実施例を示すものであり、
回転検出器10A,10Bの二つの出力パルスPa、Pbの
位相が図4(a)に示す様に極端にずれた場合、CPU
3でサンプリング周期を短くする。しかし、回転検出器
10A,10Bの出力には、通常の磁石の回転による磁気検
出パルスの他の回転体の振動による不規則な異常パルス
等も考えられるため、回転検出器10A,10Bの二つの出
力パルスPa、Pbのサンプリング結果Pas、Pbs
が一度に変化する様なサンプリングタイミングが一回あ
ったとしても、すぐに表2に示す様な元の正常な状態に
復帰する場合もある。
【0023】このため、CPU3にこのような状態が連
続した回数を記憶する記憶部6cを備え、ある設定回数
連続した場合に限って図4(b)に示す様にサンプリン
グ周期を短くする。そして、サンプリングの結果、表2
に示す様な正常状態が設定回数連続して得られた場合に
サンプリング周期を元の状態に戻す。
【0024】次に、図5は第3の実施例を示す構成図で
あり、回転検出器10A,10Bの二つの出力パルスPa、
Pbの位相が図6(a)に示す様に極端にずれた場合図
6(b)に示す様にサンプリング周期を短くする。しか
し、この場合は一度サンプリングの周期を変えただけで
は回転検出器10A,10B二つの出力パルスPa、Pbの
ステータスの変化に完全に追従できていない。
【0025】このため、設定された範囲回数内で二つの
出力パルスPa、Pbのステータスの変化に追従できる
まで、サンプリング周期選択回路12により、図6(c)
に示す様に段階的にサンプリング周期を短くしていく。
そして、二つの出力パルスPb、Pbの位相のずれが小
さくなり、サンプリング結果が表2に示す様になるにつ
れて、サンプリング周期も図6(c)から図6(b)と
いうように段階的に元に戻していく。
【0026】次に、図7は第4の実施例を示す構成図で
あり、図8に示す様な回転検出器10A,10Bの二つの出
力パルスPa、Pbの極端な位相ずれに対してサンプリ
ングの周期を変化させるだけでなく、サンプリングが二
つの出力パルスPa、Pbのステータスの変化に追従で
きなかった場合の回転体の回転方向の修正と流量の積算
値のカウント誤差を補正する機能を持つ。
【0027】すなわち、二つの出力パルスPa、Pbの
サンプリング結果Pas、Pbsが共に前回のステータ
スと異なった場合、前回のステータスを記憶しておき、
サンプリングが二つの出力パルスPa、Pbのステータ
スの変化に追従できる様になった時点で、記憶しておい
たサンプリング結果に基づきCPU3の回転方向修正部
6d及び積算値補正部6eにより、演算によって回転体
の回転方向を修正し、流量の積算値の誤差を補正する。
【0028】上述した様に、羽根車の回転方向を検出す
る回転検出器に磁気抵抗素子を用い、その磁気抵抗素子
を間欠駆動する電子式水道メータにおいては、磁気セン
サのサンプリング周期を可変できる機能を持つことで二
つの磁気センサの出力パルスの位相のずれに逐次対応し
たサンプリング周期でサンプリングすることができ、羽
根車の回転方向の誤判定と流量の積算値の誤カウントを
防ぐということができる。更に、比較的少容量の電池で
長期間メータを駆動できる無駄のない低消費電流回路を
提供することができる。
【0029】また、これによって、内蔵電池の小形化に
伴うケースや回路基板の小形化によるコストダウンと低
消費電流化によるメータの長期信頼性を確保することが
できる。
【0030】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、流量に基
づく回転体の回転を検出し、位相が異なる複数のパルス
信号を出力する複数の回転検出手段と、回転検出手段の
出力パルス信号から回転体の回転方向を判別する判別手
段と、回転検出手段の出力パルス信号をサンプリングす
るサンプリング手段と、サンプリング手段のサンプリン
グ結果と正常時のサンプリング結果とを比較して異常と
判断されたときにサンプリング手段のサンプリング周期
を調整する調整手段とを供えたので、効率的な低消費電
流化が図れ、高精度な電子式水道メータを得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電子式水道メータの第1の実施例を示
す構成図。
【図2】[図1]の動作を説明するための図。
【図3】本発明の電子式水道メータの第2の実施例を示
す構成図。
【図4】[図3]の動作を説明するための図。
【図5】本発明の電子式水道メータの第3の実施例を示
す構成図。
【図6】[図5]の動作を説明するための図。
【図7】本発明の電子式水道メータの第4の実施例を示
す構成図。
【図8】[図7]の動作を説明するための図。
【図9】従来の電子式水道メータの構成図。
【図10】[図9]の動作を説明するための図。
【符号の説明】
3…CPU、10A,10B…回転検出器、11…サンプリン
グ結果監視回路

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 流量に基づく回転体の回転を検出し、位
    相が異なる複数のパルス信号を出力する複数の回転検出
    手段と、この回転検出手段の出力パルス信号から前記回
    転体の回転方向を判別する判別手段と、前記回転検出手
    段の出力パルス信号をサンプリングするサンプリング手
    段と、このサンプリング手段のサンプリング結果と正常
    時のサンプリング結果とを比較して異常と判断されたと
    きに前記サンプリング手段のサンプリング周期を調整す
    る調整手段とを有する電子式水道メータ。
  2. 【請求項2】 流量に基づく回転体の回転を検出し、位
    相が異なる複数のパルス信号を出力する複数の回転検出
    手段と、この回転検出手段の出力パルス信号から前記回
    転体の回転方向を判別する判別手段と、前記回転検出手
    段の出力パルス信号をサンプリングするサンプリング手
    段と、このサンプリング手段のサンプリング結果と正常
    時のサンプリング結果とを比較して異常と判断される回
    数を記憶する記憶手段と、この記憶手段の記憶回数が所
    定の回数になったときに前記サンプリング手段のサンプ
    リング周期を調整する調整手段とを有する電子式水道メ
    ータ。
  3. 【請求項3】 前記調整手段は、前記サンプリング手段
    のサンプリング周期を段階的に調整することを特徴とす
    る請求項1または請求項2のいずれかに記載の電子式水
    道メータ。
  4. 【請求項4】 前記サンプリング手段のサンプリング結
    果が異常から正常に戻ったとき、前記判別手段が判別す
    る回転体の回転方向並びに流量の積算値を修正する制御
    手段を供えたことを特徴とする請求項1〜請求項3のい
    ずれかに記載の電子式水道メータ。
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