JPH0571799B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、液体の流量を、流路途中に挿入する
流量計を用いることなく、ポンプの回転数から間
接的に計測する流量計測方法及びその装置に関
し、特に食品、化粧品又は医薬品のように、腐敗
し易いもの、化学変化を起こし易いもの、又は高
粘度のもの等を扱う分野に利用し得る。

（従来の技術） 液体の流量を計測する従来の方法は、例えば流
路途中に挿入したオーバル歯車式流量計によつて
流れを回転力に変換し、この回転力を適当な方法
で電気信号に変換している。又、液体流路を形成
する管路の外側から流量計測を行う方法として、
超音波流量計や電磁流量計を使用する方法も知ら
れている。

（発明が解決しようとする課題） 上記のような液体流路中に流量計を介在させる
方法では、液体が高粘度液や固形物混入液である
場合に計測不可能になるか又は正確な計測が期待
出来ない。更に流量計の内部構造は複雑であるか
ら、液体が流量計の内部に付着し易く、食品や薬
品等の液体を対象とする場合は、流量計内部の付
着残留物の腐敗や組成変化又は衛生上の問題が生
じる。

又、超音波流量計等を使用する方法では、上記
の如き衛生上の問題等は発生しないが、測定可能
な液体が限定され、又、これらの流量計は高価で
あつて使用方法も複雑であるという難点を有して
いる。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記のような問題点を解決するため
に、被計測流体を圧送する容積形回転ポンプに回
転パルスを発振器を連動させ、この回転パルス発
振器の出力パルスを、前記ポンプの１回転当たり
吐出流量値を一定値で除して得られた分周比をも
つ分周手段で分周すると共に、当該分周パルスを
計数して、前記ポンプ吐出流量と一致する計数値
を得ることを特徴とする流量計測方法を提案する
ものである。

又、本発明は、上記本発明方法を実施するのに
好適な流量計測装置として、被計測流体を圧送す
る容積形回転ポンプに連動する回転パルス発振器
と、この回転パルス発振器の出力パルスを分周す
る分周手段と、この分周手段の分周比を、前記ポ
ンプの１回転当たり吐出流量値を一定値で除した
値とするために、前記ポンプの１回転当たり吐出
流量値に入力する入力手段と、前記分周手段によ
つて分周された分周パルスを計数する計数手段と
から成り、この分周パルスの計数値が前記ポンプ
の吐出流量と一致するように構成して成る流量計
測装置を提案する。

（発明の作用及び効果） 上記の本発明による流量計測方法に於いて、被
計測流体を圧送する容積形回転ポンプは、他のポ
ンプ、例えば渦巻形回転ポンプ体と比較してポン
プの容積効率が高く、ポンプの回転数と吐出量と
が比例するので、ポンプの回転数から吐出流量を
求めることが出来るものである。従つて、このよ
うな容積回転ポンプに連動する回転パルス発振器
から当該ポンプの回転数に比例して出力されるパ
ルスの単位時間当たりの計数値は、同単位時間当
たり吐出流量に比例することになる。

然して本発明方法では、この出力パルスを直接
計数するのではなく、分周して得られる分周パル
スを計数するのであるが、一般的にパルスの分周
のように、パルスの繰り返し周波数を整数分の一
（1/2ｎ）にするのではなく、分母（除数）が一定
で分子（被除数）が前記ポンプ１回転当たり吐出
流量値に相当する分周比、即ち前記ポンプの１回
転当たり吐出流量値を一定値で除して得られた分
周比、で前記回転パルス発振器を出力パルスを分
周し、この分周パルスを計数するのであるから、
分周パルスの計数値がそのまま吐出流量値とな
る。例えば、ポンプの１回転で100個のパルスが
出力される回転パルス発振器を使用し、当該ポン
プの１回転他ありの吐出流量が0.1である場合
には、除数が100で被除数が前記吐出流量値の0.1
に設定された分周比（0.1／100＝１／100）で前
記パルス発振器の出力パルスを分周すれば、ポン
プ１回転当たりの分周パルス数は100×１／1000
＝0.1となり、ポンプ10回転（積算流量１）で
１パルスの分周パルスが得られるので、この分周
パルスが１パルス＝１の重みを持つ流量パルス
となり、その計数値は積算流量と一致する。ポン
プ１回転当たりの吐出流量をc.c.単位で100と設定
し且つ積算流量を単位で計測する場合は、除数
を100×1000とし被除数を前記c.c.単位の吐出流量
値とすれば良い。

即ち、回転パルス発振器の出力パルスを単に整
数分と一に分周したのでは、分周パルスが流量に
一致することにはならないが、前記のような方法
で分周することにより前記パルスに流量の重みを
与えて流量パルスに変換することが出来、単に分
周パルスを計数するだけで、その計数値そのもの
が吐出流量値となる。従つて前記分周パルスを積
算計数すれば、その積算計数値は積算流量値に相
当し、前記分周パルスを極短い設定時間内で計数
することにより、その計数値は瞬時流量値に相当
することになる。

このように本発明の流量計測方法によれば、ポ
ンプの回転数から間接的に流量を計測するのであ
るから、流量計を流路の途中に介在させることに
よる数々の欠点を完全に解消し得るのであるが、
特に本発明方法では、分周された流量パルスを単
に計数するだけで流量値を得ることが出来るので
あるから、ポンプ連動する回転パルス発振器の出
力パルスを直接計数し、その計数値を流量値に変
換するための演算を行う場合と比較して、マイク
ロコンピユーター等の演算機能を併用する必要が
なく、簡単な手段で容易且つ安価で実施し得る。
又、単位流量当たり１パルスを出力する、従来の
流路中に介在させる流量計と全く同一の流量計と
して利用することが出来るので、従来の流量計と
同様に各種の外部機器との組み合わせが簡単容易
に行え、汎用性に優れている。

又、先に説明した本発明の計測装置によれば、
ポンプに連動する回転パルス発振器を出力パルス
を分周する分周手段の分周比を、前記ポンプの１
回転当たり吐出流量値を一定値で除した値とする
ために、前記ポンプの１回転当たり吐出流量値を
入力する入力手段を備えているので、ポンプの１
回転当たりの吐出流量が種々異なるあらゆる液体
圧送用ポンプ装置に簡単容易に適合させ、正確な
流量（積算流量又は瞬時流量）計測が可能であ
る。

（実施例） 以下に本発明に係る計測装置の一実施例と、当
該装置を使用して行う本発明計測方法の一実施例
を添付の例示図に基づいて説明する。

第１図に於いて、符号１は容積形の回転ポンプ
であつて、このポンプ１には駆動用モーター２及
び回転パルス発振器３が連動連結されている。従
つてモーター２により前記ポンプ１を回転駆動す
ることによつて、液体は吸上管１ａから吸入され
吐出管１ｂからポンプ１の回転数に比例した流量
で吐出されることになる。前記回転パルス発振器
３の出力パルスは、ゲート回路４のゲート時間内
で回転数カウンタ５により計数され、その計数値
が複数個の７セグメントLEDより成る回転数表
示装置６により表示される。ここで、前記回転パ
ルス発振器３がポンプ１の１回転当たり100個の
パルスを出力するものとし、前記ポンプ１の回転
数が300rpmであるとすれば、１秒間のパルス数
は300×100÷60＝500となり、前記表示装置６で
直接回転数をrpmで表示するには、300÷500＝
0.6であるから、0.6秒のゲート時間を前記ゲート
回路４に設定すれば、前記カウンタ５での計数値
は500×0.6＝300となつて、ポンプ１の回転数を
直接rpmで表示装置６により表示することが出来
る。換言すれば、ポンプ１の回転数をｎ（rpm）
とする、カウンタ５を計数値は、 100×ｎ÷60×0.6＝ｎ となり、回転数表示装置６によりポンプ１の回転
数ｎ（rpm）を直読出来る。

又、回転パルス発振器３の出力パルスは、後述
するレジスタ１３の内容によつて分周比が決定さ
れる分周器７により分周され、その出力、即ち分
周パルスはゲート回路８のゲート時間内で瞬時流
量カウンタ９により計数され、その計数値が瞬時
流量表示装置１０によつて表示される。キーボー
ド１１は、ポンプ１の回転当たりの吐出流量値Ｑ
（c.c.／rev）及び積算流量のプリセツト値Ｐ（）
を入力して設定するためのもので、切換スイツチ
１２を切り換えることにより２個のレジスタ１
３，１４を選択して前記設定値を書き込むことが
出来、各レジスタ１３，１４の内容は前記切換ス
イツチ１２によつて選択的に設定値表示装置１５
により表示される。

ポンプ１の１回転当たりの吐出流量値Ｑ（c.c.／
rev）は、実際の使用条件に近い条件下に於いて
予め試験を行つて求めておき、その数値をキーボ
ード１１により入力してレジスタ１３に記録させ
る。分周器７の分周比は、レジスタ１３が記録す
る吐出流量値Ｑを1000を除した値（Ｑ／1000）と
なるように構成されている。ここで、前記ポンプ
１の１回転当たりの吐出流量Ｑが100c.c.であると
すれば、分周器７の分周比は100／1000＝１／10
となるから、１秒換の分周パルス数は、500÷10
＝50となり、ポンプ１の１回転当たり瞬時流量
は、100×300÷1000＝30（／min）となるから、
前記瞬時流量表示装置１０で直接瞬時流量を／
minで表示するには、30÷60＝0.6であるから、
0.6秒のゲート時間を前記ゲート回路８に設定す
れば、前記瞬時流量カウンタ９での計数値は50×
0.6＝30となつて、ポンプ１の瞬時吐数流量を直
接／minで瞬時流量表示装置１０により表示す
ることが出来る。換言すれば、回転数ｎ（rmp）
時のポンプ１の瞬時吐出流量をＦ（／min）と
すると、 Ｆ＝Ｑ×ｎ÷1000 となり、一方、瞬時流量カウンタ９の計数値は、 ｎ÷60×100×Ｑ÷1000×0.6 ＝Ｑ×ｎ÷1000＝Ｆ となり、瞬時流量表示装置１０によりポンプ１の
瞬時吐出流量Ｆ（／min）を直読出来る。

分周器７の出力（分周パルス）は、他の分周器
１６によつて更に分周された後、積算流量カウン
タ１７によつて計数され、その計数値が積算流量
表示装置１８によつて表示される。ここで前記ポ
ンプ１は１回転当たり100c.c.を吐出するから、前
記回転パルス発振器３の出力パルスを単位の流
量パルスに変換するためにはポンプ１の１回転当
たり0.1パルスとなるように分周すれば良いから、
前記回転パルス発振器３の出力パルス（ポンプ１
の１回転当たり100パルス）を0.1÷100＝1/1000
に分周すれば良い。前記回転パルス発振器３の出
力パルスは、瞬時流量計測のために分周器７で既
に100/1000に分周されているので、前記分周器１
６の分周比を１／100に設定すれば、この分周器
１６は出力は、ポンプ１の１回転当たり0.1パル
ス（0.1相当）となり、ポンプ１の10回転で１
パルス（１相当）が出力される。従つてこの分
周器１６の出力パルスを計数するカウンタ１７の
計数値は、最小桁１の積算流量値となる。換言
すれば、ポンプ１がＮ回転したときの積算流量Ｓ
（）は、 Ｓ＝Ｑ×Ｎ÷1000 となり、一方、積算流量カウンタ１７の計数値は 100×Ｎ×Ｑ÷1000÷100＝Ｑ×Ｎ÷1000＝Ｓ となるから、積算流量カウンタ１７の計数値を表
示する積算流量表示装置１８によりポンプ１の積
算流量Ｓ（）を直読出来る。

比較回路１９は、積算流量カウント１７の計数
値Ｓ（）とキーボード１１により入力されてレ
ジスタ１４に噛み込まれた積算流量のプリセツト
値Ｐ（）とを比較し計数値Ｓがプリセツト値Ｐ
以上になつたとき制御リレー２０を動作させる。
このリレー２０の動作によつて、警報のためのブ
ザーを鳴動させ、又はモーター２の回転を停止さ
せることが出来る。

以上の説明で理解出来るように、流量を計数す
るに際して分周器７を於ける分周比の分子となる
Ｑ（ポンプ１の１回転当たりの吐出流量値）が精
度に重要な役割を果たしている。このＱは、前記
のように試験によつて予め求めておくもので、こ
の値が正確であれば計数された流量（瞬時流量及
び積算流量）の値も正確になる。従つて実際の使
用時の種々の条件に応じたＱの値を求めておき、
使用条件が変化するごとにＱの値をキーボード１
１により設定し直すのが望ましい。しかし、特に
高い精度を望まないのであれば、ポンプ１の設計
上の計算値からＱを得ても良い。このＱの値はキ
ーボードより簡単に入力することが出来るので、
ポンプ１を取り替えたときや異なるポンプ装置の
流量を計測する場合であつても、簡単に適応出来
る。

尚、第２図に於いて、符号２１は電源スイツ
チ、符号２２は非常停止用スイツチ、符号２３は
リレー２０が動作した場合に自動的にモーター２
を停止させるか否かを選択する切換スイツチ、符
号２４はモーター２の起動用スイツチである。

本実施例に於いては、回転パルス発振器３とし
でポンプ１回転当たり100個のパルスを出力する
ものを使用したが、このポンプ１回転当たりのパ
ルス数は限定されず、このパルス数に応じて、積
算流量を計測する際の分周比や瞬時流量を計測す
る際のゲート時間を設定すれば良い。又、ポンプ
１回転当たりの吐出流量値の入力単位や各表示装
置６，１０，１８の表示単位は上記実施例のもの
に限定されず、これら単位に応じて分周比を設定
すれば良い。更に実施例に於いては、入力手段と
してキーボード１１及びレジスタ１３を使用した
が、これに代えて適当桁数を有するデイジタルス
イツチを使用することも出来る。

又、実施例では、ポンプ回転数、瞬時吐出流
量、及び積算流量を計測表示するように構成した
が、少なくとも瞬時吐出流量と積算流量の何れか
一つを計測し得るように構成すれば良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は計測装置の電気回路を示すブロツク
図、第２図は同装置の操作パネルを示す正面図で
ある。 １……容積形回転ポンプ、３……回転パルス発
振器、４，８……ゲート回路、５…回転数カウン
タ、６……回転数表示装置、７，１６……分周
器、９……瞬時流量カウンタ、１０……瞬時流量
表示装置、１１……キーボード（入力手段）、１
３，１４…レジスタ（入力手段）、１５……設定
値表示装置、１７……積算流量カウンタ、１８…
…積算流量表示装置、１９……比較回路、２５…
…リレー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被計測流体を圧送する容積形回転ポンプに回
   転パルス発振器を連動させ、この回転パルス発振
   器の出力パルスを、前記ポンプの１回転当たり吐
   出流量値を一定値で除して得られた分周比をもつ
   分周手段で分周すると共に、当該分周パルスを計
   数して、前記ポンプの吐出流量と一致する計数値
   を得ることを特徴とする流量計測方法。 ２ 前記分周パルスの計数を設定時間内で行うこ
   とにより、前記ポンプの瞬時吐出流量と一致する
   計数値を得ることを特徴とする前記特許請求の範
   囲第１項に記載の流量計測方法。 ３ 被計測流体を圧送する容積形回転ポンプに連
   動する回転パルス発振器と、この回転パルス発振
   器の出力パルスを分周する分周手段と、この分周
   手段の分周比を、前記ポンプの１回転当たり吐出
   流量値を一定値で除した値とするために、前記ポ
   ンプの１回転当たり吐出流量値を入力する入力手
   段と、前記分周手段によつて分周された分周パル
   スを計数する計数手段とから成り、この分周パル
   スの計数値が前記ポンプの吐出流量と一致するよ
   うに構成して成る流量計数装置。 ４ 前記計数手段をゲート回路とカウンタとから
   構成して、設定時間内の前記分周パルスの計数値
   が前記ポンプの瞬時吐出流量と一致するように構
   成して成る前記特許請求の範囲第３図に記載の流
   量計測装置。