JPH0351712Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、流体の受入れ、出荷等の際に、流量
パルスを積算して所定流量を移送する流量積算シ
ステムにおける、流量パルスの発信不良等による
積算誤差の発生を防止する流量パルスの積算誤差
防止システムに関する。

［従来の技術］ 定められた流量を仕込む場合、または、払出し
する場合、通常、次のように行なわれる。

先ず、予め計量すべき流量を制御部として機能
するバツチカウンタに設定して、スタートボタン
を押す。これにより、流路が開閉弁により開路さ
れて、流体が流通する。流体は、該流路に配設さ
れている流量計で計量される。計量は、該流量計
から発信される流量パルスを計数積算することに
より行なう。積算値が上記設定量に達したとき、
バツチカウンタは、閉弁信号を発信し、これによ
り流路が閉止される。

これらのバツチカウンタにおいては、本体、流
量パルスが完全に流量に比例して発信されること
が基本となるものである。ところが、流量発信パ
ルスが、発信器自身、伝送路等の不良のため停止
した場合は、流れはあるが計数されないため、閉
弁できず、溢流するなどの重大な事故を招くこと
がある。

この問題に関し、本出願人は、特許第1103774
号において、「流量発振器における警報装置」を
提案している。この警報装置は、流体が流れてい
る状態で、流量に比例して発信される流量パルス
が停止する場合に、また、流量パルスが断続的に
発信される場合に、警報を発するものである。こ
の原理は、次のようである。

即ち、直流電源を入力とする積分演算回路の積
分帰還コンデンサと並列に、流量パルスが到来す
る毎に、短時間閉路となるスイツチが接続されて
いて、積分コンデンサの電荷を放電する。この放
電時間は、流量パルス間隔に比べて極めて短いの
で、直ちに積分回路は作動し、時間に比例した電
圧が出力される。流量パルス周波数に基づいて定
められた基準電圧と、上記積分出力電圧とを比較
して、積分出力電圧が基準電圧を越えたときは、
定められた時間内に流量パルスが到来しないこと
になり、異常と判断され、警報を発するものであ
る。

［考案が解決しようとする問題点］ 上述した従来例にあつては、積分出力電圧は、
低流量域で流量パルス周波数が低いときに高く、
高流量域で流量パルス周波数の高いときに低くな
り、波形は鋸歯状歯形である。この電圧比は、流
量範囲に等しい値となる。従つて、流量範囲を広
くすると電圧比は大きくなり、通常の流量計の流
量範囲である１：10では、最大流量において1/10
の電圧となる。そのため、上記比較電圧を一定値
とすると、未到来パルス数が数パルスあつたとし
ても、その時間が低流量域での流量パルスの間隔
より短ければ、警報が発信されない。

これに対し、流量範囲に応じて比較電圧を代え
ることができる。しかし、電圧段階を多くしない
と、同様の問題が残るので、回路構成上において
部品点数の増加をもたらす結果となるなどの問題
点があつた。

本考案は、上記問題点を解決すべくなされたも
ので、流量範囲が広い場合でも、パルス未到来に
よる異常を確実に検出できて、流体の受入れ、出
荷等の際に、異常のない流量パルスを基礎として
流量パルスを積算して所定流量を移送することが
でき、流量積算システムにおける流量パルスの発
信不良等による積算誤差の発生を防止できる流量
パルスの積算誤差防止システムを提供することを
目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は、流路に電磁弁と流量計とを備えると
共に、流量計からの流量情報に基づいて電磁弁を
閉止する制御部を備えた流量制御装置における流
量パルス積算誤差防止システムであつて、上記問
題点を解決するための手段として、第１図に示す
ように、 上記流量計に、流量情報として、レベルの異な
る２種の流量パルスを異なる位相で出力する流量
情報出力手段を備え、 かつ、上記制御部に、 上記２種の流量パルスからなる流量情報から、
２種の流量パルスを合わせたものといずれか１種
の流量パルスとを各々検出する流量パルス検出手
段と、 上記２種のパルスを合わせたものおよび１種の
流量パルスを各々計数すると共に、２種の流量パ
ルスを合わせたもののパルス数の1/2と１種の流
量パルス数との差を求めるパルス数差検出手段
と、 上記パルス数差の絶対値が、予め設定した値よ
り大きいか否かを判定し、パルス数差が設定値よ
り大きいとき、異常と判定すると共に、２種の流
量パルスのうち、パルス数の多い方を選択して、
流量の積算の基礎とする異常判定手段とを備えて
構成することを特徴とする。

上記流量情報出力手段としては、例えば、高レ
ベルの流量パルスを出力する流量パルス発信器
と、低レベルの流量パルスを出力する流量パルス
発信器とを備えることにより構成することができ
る。この流量情報出力手段からは、高低２種の流
量パルスが位相を変位させた状態で出力される。

上記流量パルス検出手段は、高低２種の流量パ
ルスを共に検出できる回路と、いずれか一方、例
えば、高レベルの流量パルスのみを検出できる回
路とを備えて構成される。これらは、低い基準電
圧を持つ比較回路と、高い基準電圧を持つ比較回
路とにより実現することができる。

上記パルス数差検出手段は、例えば、1/2分周
器と、加減算カウンタとを備えて構成することが
できる。

［作用］ 上記のように構成される本考案は、流量情報出
力手段によりレベルが高低２種の流量パルスを出
力し、２種の流量パルスを共に検出できる回路
と、いずれか一方のみを検出できる回路とによ
り、２種の流量パルスを合わせたもののパルス数
と、１種のパルス数とが求められる。そして、前
者のパルス数の1/2と、後者のパルス数とを比較
して、その差の絶対値が予め設定した値より小さ
ければ正常と判断し、大きければ異常と判断す
る。これにより、パルス未到来による異常が検出
できる。

ここで、予め設定する数値としては、２種の流
量パルスを使用しているので、２が設定される。
即ち、パルス数差が２であると、高低いずれかの
流量パルスが未到来であることが分かる。

また、本考案では、２種の流量パルスを合わせ
たもののパルス数の1/2と１種のパルス数との差
の符号により、高・低いずれのレベルのパルスに
異常があるかをも判定することができる。その結
果、異常がある場合には、２種の流量パルスのう
ち、パルス数の多いほうを積算の基礎のとして選
択する。

このように、本考案では、レベルが高低２種の
流量パルスを使用することにより、冗長度を増し
て、高・低レベル各流量パルス発信器の異常発生
の確立が１／Ｒであれば、これを（１／Ｒ）²とし
て、異常発生の確率を減少している。

また、上記２種のパルスを使用して、未到来パ
ルスの存在を検出して、異常を発見でき、しか
も、異常の場合に、２種のパルスのうち異常のな
いパルスを選択でき、流体の受入れ、出荷等の際
に、流量パルスを積算して所定流量を移送する流
量積算システムにおける、流量パルスの発信不良
等による積算誤差の発生を防止することができ、
システムの信頼性を大幅に向上している。

［実施例］ 本考案の実施例について、図面を参照して説明
する。

＜実施例の構成＞ 第２図に本考案の流量パルスの積算誤差防止シ
ステムの一実施例の構成を示す。

本実施例は、流路１に流量計２と電磁弁３とを
配置して、一定量の流体を計量するシステムに適
用されたもので、流量計２に対応して設けられた
流量パルス発信器２０１，２０２およびこれらか
らの信号を伝送できるように変換する変換器２０
３と、該変換器２０３および伝送線３０４を介し
て接続されると共に、出力が上記電磁弁３に接続
され、制御部として機能するバツチカウンタ１０
とを備えて構成される。

上記流量パルス発信器２０１，２０２は、流量
情報出力手段を構成し、各々は、単独の流量パル
ス発信器と同様に構成される。また、両者は、出
力されるパルスのレベルが高・低に区別されると
共に、その出力位相がφだけ異ならしめてある。

バツチカウンタ１０は、上記流量パルス検出手
段を構成する第１、第２比較回路１１，１２と、
パルス数差検出手段および異常判定手段を構成す
る1/2分周器１３および演算回路１４と、積算さ
れた流量を表示する表示器１５と、積算された流
量が設定値に達したとき電磁弁を閉止する操作を
行なう操作部１６とを備えて構成される。

上記第１、第２比較回路１１，１２は、共に演
算増幅器からなり、抵抗R₁の電圧降下を入力信
号電圧とし、抵抗R₂，R₃，R₄により分圧された
電圧を対応して基準電圧V₁，V₂としている。そ
して、入力信号が各々の基準電圧V₁，V₂を越え
たとき、信号を出力する。この信号は、第２図、
第３図においてＸおよびＹで示される。

上記1/2分周器１３は、上記第１比較回路１１
の出力信号Ｙを分周した信号Ｚを出力する。

演算回路１４は、例えば、第３図に示すよう
に、基準パルスを発振する発振器１７と、この基
準パルスから最小流量において発信される流量パ
ルスの異常を検出するために必要な時間幅のパル
スを形成する分周器１８と、該分周器１８の出力
により開閉されて、上記第２比較回路１２の出力
Ｘおよび1/2分周器１３の出力Ｚを各々取込む時
間帯を設定するゲート２０，２１と、該ゲート２
０，２１から取り込まれる信号をを加減算する加
減算カウンタ２２と、上記分周器１８の出力を２
０，２１の開放時間分遅延させて、上記加減算カ
ウンタ２２にリセツト信号として送る遅延回路１
９と、上記加減算カウンタ２２の出力の絶対値
が、予め設定した値（本実施例では２）より大き
いか否かを判定し、対応する判定信号を出力する
判別回路２３と、該判別回路２３の判定信号に対
応して上記出力ＸまたＹ−Ｘのいずれかを選択す
るゲート２４と、上記ゲート２４の出力パルスを
積算すると共に、予め設定した値に達したとき、
終了信号を操作部１６に送る積算回路２５と、上
記判別回路２３から異常事態として出力される判
定信号を受けて警報を発する警報器２６とを備え
て構成される。

上記加減算カウンタ２２は、入力するパルスを
累積加算する加算端子と入力するパルスを累積減
算する減算端子とを備えており、本実施例では、
第２比較回路１２の出力Ｘを加算端子に入力し、
上記1/2分周器１３の出力Ｚを減算端子に入力す
る。また、この加減算カウンタ２２の出力は、加
算端子と減算端子への入力パルス数が、前者が多
ければ＋、後者が多ければ−となる。この正負の
符号は、演算結果（絶対値）と共に判別回路２３
に送られる。

判別回路２３は、上記加減算カウンタ２２の演
算結果が、予め設定した値（本実施例では２）を
越えるか否を判定して判定信号を出力する判定信
号出力回路（図示せず）と、その判定信号と上記
正負の符号とから、高レベルの流量パルスと低レ
ベルの流量パルスのいずれを積算すべきかを選択
する選択信号を出力する選択信号形成回路（図示
せず）とを備えて構成される。例えば、判定信号
出力回路は、１ビツトのカウンタにて構成され、
また、選択信号形成回路は、アンドゲート回路等
にて構成される。

上記ゲート２４は、第４図に示すように、上記
判定信号と出力信号Ｘとの論理積をとるアンドゲ
ート回路２４１と、上記Ｙ−Ｘを求める排他的オ
アゲート回路２４２と、上記判定信号の反転信号
と上記（Ｙ−Ｘ）との論理積をとるアンドゲート
回路２４３と、上記アンドゲート回路２４１およ
びアンドゲート回路２４３の論理和をとるオアゲ
ート回路２４４とを備えて構成される。

積算回路２５は、上記ゲート２４からの出力パ
ルスを計数するカウンタと、該カウンタの計数値
が予め設定した値に達したか否か判定する比較回
路（いずれも図示せず。）とを備えて構成される。
カウンタの計数値は、表示器１５に送られ、比較
回路の判定結果は、操作部１６に送られる。

＜実施例の作用＞ 上記のように構成される本実施例の作用につい
て説明する。

今、電磁弁３が開放状態となり、流路１に流体
が流れているものとする。流量計２は、この流体
の流れを検出し、流量パルス発信器に２０１，２
０２に伝達する。流量パルス発信器に２０１，２
０２は、高レベルと低レベルの波高値を持つ流量
パルスを出力し、これらは、変換器２０３にて、
第５図ａに示すように、波高値が高レベル
20mA，低レベル12mAであり、位相差φのパル
ス信号に形成され、伝送線３０４を介してバツチ
カウンタ１０に送られる。

バツチカウンタ１０では、この電流パルス信号
は、抵抗R₁（500Ω）により、第５図ｂに示すよう
に、波高値が高レベル10V、低レベル6Vの電圧
パルスに変換される。なお、この電圧パルス信号
は、実際には波形整形されるが、ここでは省いて
ある。

上記電圧パルス信号は、第１、第２比較回路１
１および１２に入力される。第１、第２比較回路
１１および１２は、直流電源＋Ｂを、抵抗R₂，
R₃およびR₄で分圧して形成される基準電圧V₂，
V₁と入力電圧とを比較する。ここで、基準電圧
V₁は、低レベル流量パルスの電圧波高値より僅
かに低く設定し、一方、基準電圧V₂は、高レベ
ル流量パルスの電圧波高値と低レベル流量パルス
の電圧波高値との間となるように設定しておく。

このような状態で、逐次入力する流量パルスを
基準電圧と比較すると、正常に発信が行なわれて
いる場合には、第１比較回路１１からは、高・低
両レベルの流量パルスによるパルス信号Ｙとし
て、２パルス、一方、第２比較回路１２からは、
高レベルの流量パルスによるパルス信号Ｘとし
て、１パルスが、各々流量に反比例するパルス間
隔で逐次出力される。

次に、流量パルス発信器のいずれかに故障があ
る場合、例えば、流量パルス２０１が不良のとき
には、パルス信号Ｘが出力されず、パルス信号Ｙ
は１パルスのみとなる。一方、流量パルス発信器
２０２が不良のときには、パルス信号Ｘのみが出
力される。

上記パルス信号Ｙは、1/2分周器１３にて1/2に
分周され、パルス信号Ｚとして出力されう。この
パルス信号Ｚは、ゲート２１を介して、加減算カ
ウンタの−端子に入力される。一方、パルス信号
Ｘは、ゲート２２を介して、加減算カウンタの＋
端子に入力されると共に、ゲート２４のアンドゲ
ート回路２４１に入力される。

第３図に示す演算回路１４では、発振器１７か
らの基準パルスが分周器１８にて分周され、計測
可能な最小流量に基づく流量パルスの間隔に対応
する時間幅を形成して、上記ゲート２０およ２１
を、その時間幅だけ開放しておくゲート制御信号
が形成される。

加減算カウンタ２２は、＋端子と−端子とから
入力するパルスを加減算する。演算結果は、判別
回路２３に入力される。ゲート２０および２１を
通過するパルス信号ＸとＺとのパルス数差は、正
常であれば２パルス以内であるが、異常であれば
２パルスを越える。後者の場合、判別回路２３
は、警報器２６に異常を知らせる判定信号を出力
し、該警報器２６を発報させる。この警報は、図
示しない保持回路により適宜の時間保持されて、
持続的に発報される。

この加減算カウンタ２２は、分周器１８からの
信号を、遅延回路１９により、ゲート２０，２１
のゲート閉鎖時より後で、次のゲートの開放まで
の間の時点まで遅延された信号でリセツトされ
る。

判別回路２３は、上記判定信号が異常を判定す
る信号であり、加減算カウンタ２２の出力符号が
＋であれば、信号パルスＸを選択し、一方、−で
あれば、信号パルスＹを選択する選択信号をゲー
ト２４におくる。

また、判別回路２３は、上記判定信号が正常状
態であると判定する信号であれば、加減算カウン
タ２２の出力符号の如何にかかわらず、信号パル
スＸを選択する。もつとも、正常な場合には、Ｘ
とＹのいずれを選択してもよいが、Ｘを選択すれ
ば、高レベルの流量パルスに基づく信号パルスを
計数することとなり、精度に対する信頼度が高く
なると考えられる。

ゲート２４は、信号パルスＸを選択する選択信
号が入力すると、アンドゲート回路２４１にて信
号パルスＸを選択して、オアゲート回路２４４を
介して、積算回路２５に送る。一方、信号パルス
Ｙを選択する選択信号が入力すると、排他的オア
ゲート回路２４２にて選択される低レベル流量パ
ルスに相当する信号パルスを、アンドゲート回路
２４３にて選択して、オアゲート回路２４４を介
して、積算回路２５に送る。

積算回路２５では、図示しないカウンタにより
上記ゲート２４からの出力パルスを計数すると共
に、該カウンタの計数値が予め設定した値に達し
たか否かを比較回路（図示せず）により判定す
る。カウンタの計数値は、表示器１５に送られ
て、表示される。また、比較回路における判定の
結果、計数値が設定値に達したとき、終了信号を
出力して、操作部１６に送り、電磁弁３を閉止す
る。

これにより、予め設定した量の流体を計量する
ことができる。

［考案の効果］ 以上説明したように本考案は、流量範囲が広い
場合でも、パルス未到来により異常を確実に検出
できて、流体の受入れ、出荷等の際に、異常のな
い流量パルスを基礎として該パルスを積算して所
定流量を移送することができ、流量積算システム
における流量パルスの発信不良等による積算誤差
の発生を防止する効果がある。従つて、信頼性の
高い流量積算システムを構築することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の構成を示すブロツク図、第２
図は本考案の一実施例の構成を示す回路図、第３
図は上記実施例における演算回路の構成を示すブ
ロツク図、第４図は上記演算回路に含まれるゲー
トの構成を示す論理回路図、第５図ａ，ｂは上記
実施例における信号パルスの波形を示す波形図で
ある。 １……流路、２……流量計、３……電磁弁、１
０……バツチカウンタ、１１……第１比較回路、
１２……第２比較回路、１３……1/2分周器、１
４……演算回路、１５表示器、１６……操作部、
２２……加減算カウンタ、２３……判別回路、２
４……ゲート、２５……積算回路、２０１，２０
２……流量発信器。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 流路に電磁弁と流量計とを備えると共に、流量
   計からの流量情報に基づいて電磁弁を閉止する制
   御部を備えた流量制御装置における流量パルス積
   算誤差防止システムであつて、 上記流量計に、流量情報として、レベルの異な
   る２種の流量パルスを異なる位相で出力する流量
   情報出力手段を備え、 かつ、上記制御部に、 上記２種の流量パルスからなる流量情報から、
   ２種の流量パルスを合わせたものといずれか１種
   の流量パルスとを各々検出する流量パルス検出手
   段と、 上記２種のパルスを合わせたものおよび１種の
   流量パルスを各々計数すると共に、２種の流量パ
   ルスを合わせたもののパルス数の1/2と１種の流
   量パルス数との差を求めるパルス数差検出手段
   と、 上記パルス数差の絶対値が、予め設定した値よ
   り大きいか否かを判定し、パルス数差が設定値よ
   り大きいとき、異常と判定すると共に、２種の流
   量パルスのうち、パルス数の多い方を選択して、
   流量の積算の基礎とする異常判定手段とを備えて
   構成することを特徴とする、流量パルスの積算誤
   差防止システム。