JPH0472174B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は流体の流量を回転体の回転数に置換し
て流量を計測する流量検出装置に関する。

従来例の構成とその問題点 回転体検出式の流量センサで回転を検出する方
法として、従来は回転体の外周部に永久磁石を取
付け、ホール素子や磁気抵抗素子を近接させて検
出する方法、あるいは強磁性金属材料で形成した
検出部をバイアス磁石を備えた磁気抵抗素子で検
出する方法などがある。その一例を第１図に於い
て説明する。図は翼車式の流量センサを示すもの
で、流体は矢印の方向から流れ、翼車１０１を回
転させ、その回転数が流量に比例し、回転数は翼
の先端部に設けた永久磁石１０２の回転を流路外
部に設けた磁気抵抗素子１０３でパルスとして検
出し、図示していない制御回路で演算し流量が測
定される。この場合、前述のように翼に永久磁石
を取付ける必要があり、磁石が長期的に外れない
よう装着に工夫が要求され、また流体中の鉄粉な
ど異物が翼に付着し回転不良を起こし易いなど、
回転体に永久磁石を装着することによる問題点を
有していた。

また磁性ボール回転方式におけるボールの構成
としては、特開昭55−9179号公報に記載の例があ
る。この磁性粉末等を混合した合成樹脂材料で作
られている。この構成はボールの中が完全につま
つている中実状態であるため、流体と等価な比重
にするには含有する磁性材料の量を少なくし、よ
つて磁気特性に劣り、出力信号も弱いと言う欠点
があつた。

またこの種の流量検出装置に使用する浮動性を
有する球体に関する従来例としては特開昭49−
60561号公報に記載の例がある。これは検出球を
合成樹脂製とすることにより浮動性を持たせたと
言うものであつた。

発明の目的 本発明はかかる従来の問題を解消するもので、
回転する磁性球体に永久磁石を装着せずに磁性球
体の回転を検出する流量検出装置を提供すること
を目的とする。

発明の構成 この目的を達成するため本発明は、流体に軸流
旋回を与え旋回流を発生させる固定翼と、前記旋
回流の中に位置し流れの方向に対し垂直面で周回
する磁性球体と、この磁性球体を前記旋回流の範
囲内に止どめる流出防止手段と、前記磁性球体の
周回路近傍の流路外に設けられ回転を検出する磁
気センサと、この磁気センサに近接し前記磁気セ
ンサに磁界を与える永久磁石と、前記磁気センサ
からの信号を処理する制御回路とからなり、前記
磁性球体は粉末や粒状あるいは繊維状の磁性材料
を含有した中空の樹脂形成球体とした構成であ
る。この構成により出力信号を高く得ることが可
能となる。

実施例の説明 以下、本発明の一実施例を第２図、第３図を用
いて説明する。

第２図において、１は流量検出装置の流路２の
ケーシング、３はその入口、４は出口である。５
は矢印の方向に流れる流体に旋回流を与える固定
翼で、流れに対し平行でない翼を有し、流体の流
れで回転しないようケーシング１に圧入などによ
り固定されている。６は固定翼５の下流に自由状
態で存在し、流体の旋回流により流路内を流れに
垂直方向に周回する磁性球体、７は磁性球体６の
流出防止体で磁性球体６の周回受けとなる。８は
磁気抵抗素子（磁気センサ）で、磁性球体６の周
回路近傍の流路外にあり、この磁気抵抗素子８に
磁界を与える永久磁石９と共に固定具１０でケー
シング１に固定されている。１１は磁気抵抗素子
８からの信号を処理する制御回路である。第３図
は磁性球体６を示し、内部に鉄やフエライトなど
の磁性材料１４を含有した中空の樹脂成形品であ
る。

次に動作について説明する。流体が入口３から
出口４に向つて流れると、固定翼５で軸流の旋回
流になり、その旋回流により磁性球体６が路内を
周回する。周回の回転数は流量に比例するので、
磁気抵抗素子８でその回転数を検出し、制御回路
１１で演算処理して流量が求められる。尚、永久
磁石９から磁気抵抗素子８に作用している磁束
は、鉄粉などを含有した強磁性の磁性球体６が近
接することによりその作用方向が変化し、磁気抵
抗素子８でその変化をパルス的に検出することに
なる。こうして制御回路１１で検出された回転信
号や流量は、流量計の瞬時流量として表示した
り、また、本流量検出装置を流量センサとして機
器に組込んだ場合には、機器の発停や制御を行う
信号源となるなどの用途に供することになる。

上記実施例では、回転体は球体で、固定翼によ
り軸流周回する構成であり、磁性球体６の大きさ
は流路２の通過面積に比べ遥かに小さく、また翼
も固定で構造的に狭い部分もない。従つて、流量
検出装置として、圧力損失も少なく、水アカやス
ケールなど汚水に対しても強い構成である。

回転数検出用の磁気センサもピツクアツプコイ
ル式でも可能であり、いずれも上記実施例の構成
に限られるものではない。

発明の効果 以上のように本発明の流量検出装置によれば、
磁性球体は粉末や粒状あるいは繊維状の磁性材料
を含有した磁性体であり、永久磁石を装着してい
ないので次の効果が得られる。

(1) 磁性球体の回転検出信号出力を大きくするこ
とが出来る。即ちＳ／Ｎ比が大きくなり信号処
理回路の耐ノイズ性がアツプし信頼性が高くな
る。

磁気検出方法は、磁界の変化を検出するた
め、磁性球体の特に表面近くの透磁率が大きい
程磁界の変化が大きくなり、いかに表面近くに
強磁性体を構成し、かつ浮動性を持たせるかが
重要となる。本発明では磁界変化に効果の少な
い球体の中心部を中空にして、その重量分相当
の磁性材料を更に多く含有することにより、球
体表面近くの透磁率を大きくし、検出信号を大
きくすることが可能である。

(2) 磁性球体に永久磁石を装着する場合には、永
久磁石が長期間外れないよう信頼性の高い装着
に工夫を要し、また流体中の鉄粉や金属切り粉
など異物が磁性球体に付着し、回転不良を生じ
る恐れがあるなど、永久磁石を流路中の磁性球
体に装着することによる問題を伴なうが、本発
明は磁性球体の回転を磁気センサで検出する構
成としているので、上記問題の発生の恐れがな
く、信頼性の高い流量検出装置である。

(3) 磁性球体が非金属材料で形成され軽量のた
め、流体の僅かな流れでも動作し易く、流量検
出装置としての感度流量が低い。

(4) 磁性球体が流路側壁や流出防止体と接触しな
がら運動する場合には、同様に磁性球体が金属
の場合に比べ軟質で軽量のため、その運動エネ
ルギも小さく、接触回転による摩耗や騒音の発
生が小さい。

(5) 磁性球体は磁性材料を含有する樹脂成形など
の非金属材料で形成しているため、製作上も容
易で安価である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の流量センサの断面図、第２図は
本発明の流量検出装置の一実施例を示す断面図、
第３図は同検出装置の磁性球体の断面図である。 ２……流路、６……磁性球体、８……磁気抵抗
素子（磁気センサ）、１１……制御回路、１２，
１３，１４……磁性材料、５……固定翼。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 流体に軸流旋回を与え旋回流を発生させる固
   定翼と、前記旋回流の中に位置し流れの方向に対
   し垂直面で周回する磁性球体と、この磁性球体を
   前記旋回流の範囲内に止どめる流出防止手段体
   と、前記磁性球体の周回路近傍の流路外に設けら
   れ回転を検出する磁気センサと、この磁気センサ
   に近接し前記磁気センサに磁界を与える永久磁石
   と、前記磁気センサからの信号を処理する制御回
   路とからなり前記磁性球体は粉末や粒状あるいは
   繊維状の磁性材料を含有した中空の樹脂形成球体
   とした流量検出装置。