JPH0582892B2 - - Google Patents
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- JPH0582892B2 JPH0582892B2 JP61072698A JP7269886A JPH0582892B2 JP H0582892 B2 JPH0582892 B2 JP H0582892B2 JP 61072698 A JP61072698 A JP 61072698A JP 7269886 A JP7269886 A JP 7269886A JP H0582892 B2 JPH0582892 B2 JP H0582892B2
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- reflective surface
- reflective
- flow rate
- pulse
- optical sensor
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Description
［産業上の利用分野］
本発明は、一対の非円形ロータの周部を噛合せ
しめてなる容積型流量計に関するものである。 ［従来技術及び発明が解決しようとする問題点］ 従来、この種容積型の流量計のなかには、互い
に噛合する一対の非円形ロータ（回転子）のうち
の一方のロータに所定の周幅を有した反射面部と
非反射面部とからなる反射部を設け、流体の通過
に伴いロータが回転した際に、光センサによるパ
ルス信号を検知計数することで流量計測するよう
にしたものがある。 しかるにこのものにおいて検出精度を高めるに
は、反射面部と非反射面部との周幅を狭くしてパ
ルス信号を細分化する必要があるが、このように
すると反射部の加工や取付けが極めて難しくなる
という欠点がある。さらにこのものは、流体が逆
流した場合であつても光センサによるパルス信号
には特別な変化がないので、逆流したとしてもこ
れを判別できず、このため逆流の惧れがある流路
には設けることができないという欠点があり問題
になつている。 ［問題を解決するための手段］ 本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの欠点
を一掃することができる容積型流量計を提供する
ことを目的として創案されたものであつて、一対
の非円形ロータの周部を噛合せしめてなる容積型
流量計において、両ロータに、ロータの回転角と
その回転角から求められる一定の流量に相当する
角度になるよう所定の周幅に設定せしめた反射面
部と非反射面部とを交互に配してなる光センサ用
の反射部をそれぞれ形成し、前記周幅に応じたパ
ルス信号をそれぞれ独立して検知可能に構成する
と共に、前記両反射部に対応する光センサを、一
方の光センサの光軸が対応する反射部の反射面部
または非反射面部の周幅の略1/2の位置を通過す
る際に、他方の光センサの光軸が対応する反射部
の反射面部と非反射面部との境界線を通過してパ
ルス変化を生じるようずれ角度が反射面部の周角
度の略1/2で与えられる関係で並設し、両反射部
の周幅パルス内においてそれぞれ交互に変化する
周幅パルス変化を計数することでロータの回転角
に応じた流量算出を行うように構成したことを特
徴とするものである。 そして本発明は、この構成によつて、殊更反射
部の周幅を狭くしないでも精度の高い流量計測が
でき、しかも逆流量の計測も確実に行うことがで
きるようにしたものである。 ［実施例］ 次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図面において、１は容積型流量計のケーシン
グであつて、該ケーシング１には、流入管２、排
出官３がそれぞれ設けられていて、流入管２から
ケーシング１を経て排出管３に至る流体の流路が
形成されている。ケーシング１には、非円形（楕
円形）をしていて、周部に形成した歯体５ａ，６
ａが互いに噛合する状態で組込まれる第一および
第二の一対のロータ（回転体）５，６が、90度の
位相差を有する状態で支軸５ｂ，６ｂを介して回
動自在に軸承せしめられている。そしてこのロー
タ５，６が、流体の通過に応じて強制回動せしめ
られるようになつている。 一方、前記ロータ５，６の一側面には反射面
７，８がそれぞれ形成されているが、実施例のも
のでは、何れの反射部７，８も、中央のリング部
から反射面部７ａ，８ａを放射状に複数（本実施
例ではそれぞれ八個）突出せしめたものを、ロー
タ５，６の一側面に取付けることによつて形成さ
れるものであり、この様にしてロータ５，６の一
側面には、反射面部７ａ，８ａと非反射面部（ロ
ータ５，６の素材、例えばカーボン自体がそのま
ま露出していて光反射をしないようになつている
部位）７ｂ，８ｂとが後述するように所定の周幅
を存して軸芯回りに交互に配された反射部７，８
が形成されている。一方、９，１０は投受光素子
からなる光センサであつて、該光センサ９，１０
は、流体の流下方向に沿つて左右に配されてい
て、その光軸が、流体の流下方向と平行なＢ−Ｂ
線、Ｃ−Ｃ線上にそれぞれ位置するようになつて
おり、これによつて第一光センサ９は第一ロータ
５に設けた第一反射部７の、また第二光センサ１
０は第二ロータ６側の第二反射部８のセンサをし
てそれぞれ独立したパルス信号を検知できるよう
になつている。尚、ここで１１はＯ−リング、１
２はケーシング蓋体に内装される制御部、１３は
光軸線上に設けられる透光板、１４は光軸を決定
すべくケーシングに穿設した透孔である。 次に、各反射部７，８の反射面部７ａ，８ａと
非反射面部７ｂ，８ｂの周幅について検討する
が、両者は全く同じものであるので、第一反射部
７について以下述べる。そこで第一ロータ５の回
転画θと、該回転画θによつて吐出される流量Ｑ
との関係について求めると、第５図に示されるよ
うな特性曲線Ｇが得られる。これを式で示す次の
通りになる。 ここで、ａはロータ５の長軸半径、ｂは短軸半
径、ｈは歯幅、θ0は第一ロータ５の回転角度で、
長軸Ｂ−Ｂ線上の位置をθ0＝０と設定する。また
θ1は第一ロータ５がθ0回転したときの第二ロータ
６の回転角度、θ2はＡ−Ａ軸と第一ロータ５の長
軸とのなす角度（但し、θ2＝｜π／２−θ0｜とす
る）と設定すると、 ε＝（ａ−ｂ）／ｂ γ2＝ａ／（１＋εsin2θ0） γ1＝ａ＋ｂ−γ2 θ1＝sin-1｛（ａ−γ1）／εγ1｝1/2 となり、流量Ｑを Ｑ＝ｆ（θ0） （但し、０＜θ0≦π／２） Ｑ＝ｇ（θ0） （但し、π／２＜θ0≦π） とすると、流量Ｑと第一ロータ５の回転角度θ0と
の関係は次式となる。即ち、 Ｑ＝ｆ（θ0） ＝ｈ×１／４
しめてなる容積型流量計に関するものである。 ［従来技術及び発明が解決しようとする問題点］ 従来、この種容積型の流量計のなかには、互い
に噛合する一対の非円形ロータ（回転子）のうち
の一方のロータに所定の周幅を有した反射面部と
非反射面部とからなる反射部を設け、流体の通過
に伴いロータが回転した際に、光センサによるパ
ルス信号を検知計数することで流量計測するよう
にしたものがある。 しかるにこのものにおいて検出精度を高めるに
は、反射面部と非反射面部との周幅を狭くしてパ
ルス信号を細分化する必要があるが、このように
すると反射部の加工や取付けが極めて難しくなる
という欠点がある。さらにこのものは、流体が逆
流した場合であつても光センサによるパルス信号
には特別な変化がないので、逆流したとしてもこ
れを判別できず、このため逆流の惧れがある流路
には設けることができないという欠点があり問題
になつている。 ［問題を解決するための手段］ 本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの欠点
を一掃することができる容積型流量計を提供する
ことを目的として創案されたものであつて、一対
の非円形ロータの周部を噛合せしめてなる容積型
流量計において、両ロータに、ロータの回転角と
その回転角から求められる一定の流量に相当する
角度になるよう所定の周幅に設定せしめた反射面
部と非反射面部とを交互に配してなる光センサ用
の反射部をそれぞれ形成し、前記周幅に応じたパ
ルス信号をそれぞれ独立して検知可能に構成する
と共に、前記両反射部に対応する光センサを、一
方の光センサの光軸が対応する反射部の反射面部
または非反射面部の周幅の略1/2の位置を通過す
る際に、他方の光センサの光軸が対応する反射部
の反射面部と非反射面部との境界線を通過してパ
ルス変化を生じるようずれ角度が反射面部の周角
度の略1/2で与えられる関係で並設し、両反射部
の周幅パルス内においてそれぞれ交互に変化する
周幅パルス変化を計数することでロータの回転角
に応じた流量算出を行うように構成したことを特
徴とするものである。 そして本発明は、この構成によつて、殊更反射
部の周幅を狭くしないでも精度の高い流量計測が
でき、しかも逆流量の計測も確実に行うことがで
きるようにしたものである。 ［実施例］ 次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図面において、１は容積型流量計のケーシン
グであつて、該ケーシング１には、流入管２、排
出官３がそれぞれ設けられていて、流入管２から
ケーシング１を経て排出管３に至る流体の流路が
形成されている。ケーシング１には、非円形（楕
円形）をしていて、周部に形成した歯体５ａ，６
ａが互いに噛合する状態で組込まれる第一および
第二の一対のロータ（回転体）５，６が、90度の
位相差を有する状態で支軸５ｂ，６ｂを介して回
動自在に軸承せしめられている。そしてこのロー
タ５，６が、流体の通過に応じて強制回動せしめ
られるようになつている。 一方、前記ロータ５，６の一側面には反射面
７，８がそれぞれ形成されているが、実施例のも
のでは、何れの反射部７，８も、中央のリング部
から反射面部７ａ，８ａを放射状に複数（本実施
例ではそれぞれ八個）突出せしめたものを、ロー
タ５，６の一側面に取付けることによつて形成さ
れるものであり、この様にしてロータ５，６の一
側面には、反射面部７ａ，８ａと非反射面部（ロ
ータ５，６の素材、例えばカーボン自体がそのま
ま露出していて光反射をしないようになつている
部位）７ｂ，８ｂとが後述するように所定の周幅
を存して軸芯回りに交互に配された反射部７，８
が形成されている。一方、９，１０は投受光素子
からなる光センサであつて、該光センサ９，１０
は、流体の流下方向に沿つて左右に配されてい
て、その光軸が、流体の流下方向と平行なＢ−Ｂ
線、Ｃ−Ｃ線上にそれぞれ位置するようになつて
おり、これによつて第一光センサ９は第一ロータ
５に設けた第一反射部７の、また第二光センサ１
０は第二ロータ６側の第二反射部８のセンサをし
てそれぞれ独立したパルス信号を検知できるよう
になつている。尚、ここで１１はＯ−リング、１
２はケーシング蓋体に内装される制御部、１３は
光軸線上に設けられる透光板、１４は光軸を決定
すべくケーシングに穿設した透孔である。 次に、各反射部７，８の反射面部７ａ，８ａと
非反射面部７ｂ，８ｂの周幅について検討する
が、両者は全く同じものであるので、第一反射部
７について以下述べる。そこで第一ロータ５の回
転画θと、該回転画θによつて吐出される流量Ｑ
との関係について求めると、第５図に示されるよ
うな特性曲線Ｇが得られる。これを式で示す次の
通りになる。 ここで、ａはロータ５の長軸半径、ｂは短軸半
径、ｈは歯幅、θ0は第一ロータ５の回転角度で、
長軸Ｂ−Ｂ線上の位置をθ0＝０と設定する。また
θ1は第一ロータ５がθ0回転したときの第二ロータ
６の回転角度、θ2はＡ−Ａ軸と第一ロータ５の長
軸とのなす角度（但し、θ2＝｜π／２−θ0｜とす
る）と設定すると、 ε＝（ａ−ｂ）／ｂ γ2＝ａ／（１＋εsin2θ0） γ1＝ａ＋ｂ−γ2 θ1＝sin-1｛（ａ−γ1）／εγ1｝1/2 となり、流量Ｑを Ｑ＝ｆ（θ0） （但し、０＜θ0≦π／２） Ｑ＝ｇ（θ0） （但し、π／２＜θ0≦π） とすると、流量Ｑと第一ロータ５の回転角度θ0と
の関係は次式となる。即ち、 Ｑ＝ｆ（θ0） ＝ｈ×１／４
【〔a2−１／２（ａ＋ｂ）（ab）1/2〕
π ＋a2（θ1−θ2）＋ab（ａ−ｂ）［sin2θ2／｛（ａ
＋
ｂ） −（ａ−ｂ）cos2θ2｝−sin2θ1／｛（ａ＋ｂ） −（ａ−ｂ）cos2θ1｝］ ＋（ａ＋ｂ）（ab）1/2［tan-1｛（ｂ／ａ）1/2tanθ
2｝ −tan-1｛（ａ／ｂ）1/2tanθ1｝］】 Ｑ＝ｇ（θ0） ＝ｆ（π／２）＋ｆ（｜π／２−θ2｜） これによつて第一ロータ５が０からπまで回転
するときの流量Ｑが求まり、この二倍が第一ロー
タ５が一回転した際の全流量となる。そこで第５
図において、縦軸に流量Ｑを横軸に回転角θをプ
ロツトし、縦軸の片側にはパルス幅Ｗを等しくし
た場合のパルス信号P1が示されている。 この様に、パルス信号P1のパルス幅Ｗに対応
して流量Ｑを均等に分割し、各分割線と特性曲線
Ｇとの各交点から垂線を横軸に向つて下し、各交
点に対応する回転角値をそれぞれ求める。そして
これら回転角値が反射面部７ａと非反射面部７ｂ
との分境位置になり、その差が反射面部７ａおよ
び非反射面部７ｂの周幅になる。 例えば、第３図に示されるように、第一ロータ
５の長軸がＢ−Ｂ線上に位置した状態を、 回転角θ＝０ とし、Ｂ−Ｂ線上に第一光センサ９を設置した場
合、長軸上の第一反射部７の反射面部７ａを第一
反射面部A1、該第一反射面部A1の回転後側の非
反射面部７ｂを第一非反射面部B1、以降、回転
方向に順次第二反射面部A2、第二非反射面部B2、
……とした場合、第一反射面部A1は周幅a1、第
一非反射面部B1は周幅b1、以降、 A2＝a2、 B2＝b2、 …… An＝an、Bn＝bn となる。ここで実施例では、 分割数ｎ（反射面部数＋非反射面部数）＝16であ
る。 また第二ロータ６も前記第一ロータ５と同様に
設定された反射部８が設けられているため、第二
光センサ１０の光軸を第一光センサ９の光軸であ
るＢ−Ｂ線と平行なＣ−Ｃ線上に設けた場合、両
パルス信号P1，P2は、周幅パルスが殆ど一致し
ないものとなつてしまい本発明の目的課題の解決
を達成することが出来ない。そこで、第一光セン
サ９の光軸が第一反射部７の反射面部７ａまたは
非反射面部７ｂの周幅を通過する間に、第二光セ
ンサ１０の光軸が第二反射部８の反射面部８ａと
非反射面部８ｂとの境界線通過をしてパルス変化
を生じるようにして、第二反射部８から第二光セ
ンサ１０によつて第一反射部７に対して90度の位
相差出力を得る方法として、次の様にしている。
即ち、第一ロータ５に設けた反射部７の反射面部
An及び非反射面部Bnの1/2の等流量位置に、第
二光センサ１０の光軸が位置するようにＣ−Ｃ線
に対して角度αだけ光軸をずらせて設置すれば、
周幅パルスは二等分されることになる。そのため
にはこのずれ角度αは、理想出力との差を厳密に
最小にするよう決定することが最適ではあるが、
その様にしないでも次のようにして近似的に求め
ることができる。つまり第一反射部７を基準にし
て考えると、その反射面部７ａまたは非反射面部
７ｂのそれぞれ略1/2等流量位置で第二反射部８
の反射面部８ａと非反射面部８ｂとの境界が位置
すればよく、そこで反射面部７ａ若しくは非反射
面部７ｂの平均的な周角度を算出し、その1/2が
第二光センサ１０のずれ角度αになるとして近似
的に問題はない。しかも反射面部７ａと非反射面
部７ｂとは同数あるから、ズレ角度αは、 α＝2π／４×（反射面部の数） で与えられ、従つて実施例では反射面部は八個あ
るから、 α＝2π／４×８＝11.25度 となる。そしてこのようにずれ角度αが設定され
た状態で並設される光センサ９，１０を用いて対
応する反射部７，８をそれぞれ独立して検知する
ことによつて、第一、若しくは第二反射部７，８
の反射面部または非反射面部の周幅パルス内で他
側反射部８、若しくは７の反射面部から非反射面
部へのパルス変化、または非反射面部から反射面
部へのパルス変化があるように設定されることに
なる。この場合、実際に観測されるパルス信号
P2は、第５図で示す如く、第二光センサ１０の
理想出力P2′からΔθnだけずれることになるが、
この値は極めて僅かで、事実上測定誤差範囲内程
度のものであるといえる。 そしてこれら独立して検知されたパルス信号
P1，P2は制御部１２に入力することになるが、
この制御部１２では、これら入力したパルス信号
P1．P2を次のように変換して出力するようにな
つている。即ち制御部１２は実施例においては単
安定マルチバイブレータＭ（例えば株式会社 東
芝製のTC4538）を八個使用して形成されるもの
であり、出力単安定パルス幅は外付け抵抗１５と
外付けコンデンサ１６の時定数で決定されるが、
その入力ゲートＡ，Ｂ，CD、並びに出力ゲート
Ｑ，Ｑは次の表に示すような真理値が与えられて
いる。
π ＋a2（θ1−θ2）＋ab（ａ−ｂ）［sin2θ2／｛（ａ
＋
ｂ） −（ａ−ｂ）cos2θ2｝−sin2θ1／｛（ａ＋ｂ） −（ａ−ｂ）cos2θ1｝］ ＋（ａ＋ｂ）（ab）1/2［tan-1｛（ｂ／ａ）1/2tanθ
2｝ −tan-1｛（ａ／ｂ）1/2tanθ1｝］】 Ｑ＝ｇ（θ0） ＝ｆ（π／２）＋ｆ（｜π／２−θ2｜） これによつて第一ロータ５が０からπまで回転
するときの流量Ｑが求まり、この二倍が第一ロー
タ５が一回転した際の全流量となる。そこで第５
図において、縦軸に流量Ｑを横軸に回転角θをプ
ロツトし、縦軸の片側にはパルス幅Ｗを等しくし
た場合のパルス信号P1が示されている。 この様に、パルス信号P1のパルス幅Ｗに対応
して流量Ｑを均等に分割し、各分割線と特性曲線
Ｇとの各交点から垂線を横軸に向つて下し、各交
点に対応する回転角値をそれぞれ求める。そして
これら回転角値が反射面部７ａと非反射面部７ｂ
との分境位置になり、その差が反射面部７ａおよ
び非反射面部７ｂの周幅になる。 例えば、第３図に示されるように、第一ロータ
５の長軸がＢ−Ｂ線上に位置した状態を、 回転角θ＝０ とし、Ｂ−Ｂ線上に第一光センサ９を設置した場
合、長軸上の第一反射部７の反射面部７ａを第一
反射面部A1、該第一反射面部A1の回転後側の非
反射面部７ｂを第一非反射面部B1、以降、回転
方向に順次第二反射面部A2、第二非反射面部B2、
……とした場合、第一反射面部A1は周幅a1、第
一非反射面部B1は周幅b1、以降、 A2＝a2、 B2＝b2、 …… An＝an、Bn＝bn となる。ここで実施例では、 分割数ｎ（反射面部数＋非反射面部数）＝16であ
る。 また第二ロータ６も前記第一ロータ５と同様に
設定された反射部８が設けられているため、第二
光センサ１０の光軸を第一光センサ９の光軸であ
るＢ−Ｂ線と平行なＣ−Ｃ線上に設けた場合、両
パルス信号P1，P2は、周幅パルスが殆ど一致し
ないものとなつてしまい本発明の目的課題の解決
を達成することが出来ない。そこで、第一光セン
サ９の光軸が第一反射部７の反射面部７ａまたは
非反射面部７ｂの周幅を通過する間に、第二光セ
ンサ１０の光軸が第二反射部８の反射面部８ａと
非反射面部８ｂとの境界線通過をしてパルス変化
を生じるようにして、第二反射部８から第二光セ
ンサ１０によつて第一反射部７に対して90度の位
相差出力を得る方法として、次の様にしている。
即ち、第一ロータ５に設けた反射部７の反射面部
An及び非反射面部Bnの1/2の等流量位置に、第
二光センサ１０の光軸が位置するようにＣ−Ｃ線
に対して角度αだけ光軸をずらせて設置すれば、
周幅パルスは二等分されることになる。そのため
にはこのずれ角度αは、理想出力との差を厳密に
最小にするよう決定することが最適ではあるが、
その様にしないでも次のようにして近似的に求め
ることができる。つまり第一反射部７を基準にし
て考えると、その反射面部７ａまたは非反射面部
７ｂのそれぞれ略1/2等流量位置で第二反射部８
の反射面部８ａと非反射面部８ｂとの境界が位置
すればよく、そこで反射面部７ａ若しくは非反射
面部７ｂの平均的な周角度を算出し、その1/2が
第二光センサ１０のずれ角度αになるとして近似
的に問題はない。しかも反射面部７ａと非反射面
部７ｂとは同数あるから、ズレ角度αは、 α＝2π／４×（反射面部の数） で与えられ、従つて実施例では反射面部は八個あ
るから、 α＝2π／４×８＝11.25度 となる。そしてこのようにずれ角度αが設定され
た状態で並設される光センサ９，１０を用いて対
応する反射部７，８をそれぞれ独立して検知する
ことによつて、第一、若しくは第二反射部７，８
の反射面部または非反射面部の周幅パルス内で他
側反射部８、若しくは７の反射面部から非反射面
部へのパルス変化、または非反射面部から反射面
部へのパルス変化があるように設定されることに
なる。この場合、実際に観測されるパルス信号
P2は、第５図で示す如く、第二光センサ１０の
理想出力P2′からΔθnだけずれることになるが、
この値は極めて僅かで、事実上測定誤差範囲内程
度のものであるといえる。 そしてこれら独立して検知されたパルス信号
P1，P2は制御部１２に入力することになるが、
この制御部１２では、これら入力したパルス信号
P1．P2を次のように変換して出力するようにな
つている。即ち制御部１２は実施例においては単
安定マルチバイブレータＭ（例えば株式会社 東
芝製のTC4538）を八個使用して形成されるもの
であり、出力単安定パルス幅は外付け抵抗１５と
外付けコンデンサ１６の時定数で決定されるが、
その入力ゲートＡ，Ｂ，CD、並びに出力ゲート
Ｑ，Ｑは次の表に示すような真理値が与えられて
いる。
【表】
ここで、「Ｈ」はパルス信号が高い状態（反射
面部に相当する信号）を、「Ｌ」はパルス信号が
低い状態（非反射部に相当する信号）を、「↑」
はパルス信号が低い状態から高い状態に変化する
ことを、「↓」は逆に高い状態から低い状態に変
化することを、「〓」、「〓」は対応するピークパ
ルス信号であることを、さらに「＊」は存在しな
いケースをそれぞれ意味するものである。そして
前記各マルチバイブレータM1〜M8を次のように
設定する。即ち第６図において示す如く、ロータ
５，６の順回転において、マルチバイブレータ
M1は第二パルス信号P2が「Ｌ」で第一パルス信
号P1が「↑」となつたときに、マルチバイブレ
ータM2は第一パルス信号P1が「Ｈ」で第二パル
ス信号P2が「↑」となつたときに、マルチバイ
ブレータM3は第二パルス信号P2が「Ｈ」で第一
パルス信号P1が「↓」となつたときに、マルチ
バイブレータM4は第一パルス信号P1が「Ｌ」で
第二パルス信号P2が「↓」となつたときにそれ
ぞれピークパルス信号を発するように設定され、
これら各マルチバイブレータM1〜M4の出力信号
がオア（OR）回路１７を介してパルス出力され
るようになつており、これによつて、両反射部の
「Ｈ」、「Ｌ」の周幅パルス内においてそれぞれ変
化する他側パルス信号の互いのパルス変化が全て
出力されることになり、これによつてパルス信号
P1の一周期で都合四回のピーク信号が出力され
るようになつている。一方、ロータ５，６が逆回
転した場合には、パルス信号P1，P2は、前記と
は逆の関係で発せられることになり、これをそれ
ぞれマルチバイブレータM5〜M8を用いて個別に
出力し、これをオア回路１８を介して同様にパル
ス出力することになり、逆回転の場合にも順回転
の場合と同じピーク信号が出力されるようになつ
ている。そして図示しない計数手段によつて順回
転のカウント数FPと、逆回転のカウント数RPと
をそれぞれ計数し、両者の差、即ち「FP−RP」
によつて正味のカウント数NPが算出され、これ
に１パルス当りの流量Ｑを乗ずることによつて順
回転方向の正味の流量を計測できるようになつて
いる。 叙述の如く構成された本発明の実施例におい
て、液体の流量は、ハウジング１を通過する際に
ロータ５，６が回転することによつて算出される
ものであるが、逆流があつた場合に、これを正確
に検知して、逆流分を相殺補正した正味の流量を
正確に算出することができる。 即ち、本発明が実施されたものにおいては、両
ロータ５，６に反射部７，８を設け、しかもこれ
ら反射部７，８は、これらによつて個別的に検知
されるパルス信号P1，P2が、一方の反射部の反
射面部または非反射面部の周幅パルス内で、他方
の反射部の反射面部から非反射面部へのパルス変
化または非反射面部から反射面部へのパルス変化
があるように90度の位相差を存するようになつて
いるので、周幅パルス内でのパルス変化をピーク
信号として計数することによつて、一周期の間
に、最大四個までのピーク信号が観測されること
になり、従つてこのピーク信号を計数して、これ
に一回のピーク信号に相当する流量Ｑを乗ずれ
ば、最大限四倍までの分解能による流量計測がで
きることになる。従つて、反射部における反射面
部と非反射面部の周幅を何ら狭くすることなく極
めて精度の高い流量計測が可能となる。 さらには、一方の反射部の反射面部または非反
射面部の周幅パルス内で、他方の反射部の反射面
部から非反射面部へのパルス変化または非反射面
部から反射面部へのパルス変化があるよう略1/2
の位相差を設けて構成し、周幅パルス内でのパル
ス変化を計測するようにしたので、一方の周幅パ
ルス内での他方のパルス変化の出方には、ロータ
５，６の順回転と逆回転とでは逆の関係として区
別して観測され、従つてこれを個別に把握して個
別的に出力し、それぞれを計数すれば順逆回転を
区別して計測でき、さらには両者の差に基づいて
正味の流量を正確に計測できることにもなり、も
つて光センサ方式の容積型流量計であつても逆流
による補正が正確に成された状態で流量計測がで
きることになる。しかも実施例のように順逆どち
らの場合にも最大限４倍の分解能による流量計測
ができることになり都合がよい。 この様に、本発明が実施されたものにおいて
は、逆流計測も可能で、しかも分解能を最大４倍
にすることができるものであるが、第二光センサ
１０の光軸を第一光センサ９のものに対してずれ
角度αを有するようにして並設したため、ロータ
５，６は、全く同じ反射部７，８を用いて形成し
たものであつてもよく、従つて、いちいち別個の
反射部７，８を有したロータを各別に形成し、こ
れを間違いないように組付けるような面倒が要ら
ず、部品の兼用化が計れ組付け、加工性等を大い
に向上することができることになる。 尚、本発明は前記実施例に限定されるものでな
いことは勿論であり、必ずしも四倍の分解能を有
することなく、第８図に示す如く分解能の低いも
のあるいは二倍の分解能とすることもでき、これ
らは必要において随意に選択できるものである。
さらに第一、第二光センサの光軸のずれ角度は、
正確に周幅ピルスの90度位相差である必要はない
が、等流量検知をするためには位相差を可及的に
90度に近付けることが好ましく、この様にするこ
とによつてより正確な流量計測ができることにな
ることは言うまでもない。 ［作用効果］ 以上要するに、本発明は叙述の如く構成したも
のであるから、両ロータにそれぞれ設けた反射部
によつて独立的に観測される光センサのパルス信
号が、周角度の略1/2だけ光軸がずれるものとし
て観測されることとなり、これによつて、一方の
反射部の反射面部、非反射面部の周幅パルスの略
１／２の位置で必ず他方の反射部の反射面部と非反
射面部との境界のパルス変化があり、このパルス
変化を計数することにより、一周期のパルス信号
において最大限四回のパルス変化を計数でき、こ
の計数されたパルス変化に基づいて流量算出し得
ることによつて、反射部の周幅を何ら狭くするこ
となく反射面部と非反射面部との両面部の各周幅
をそのまま有効に利用して高分解能での流量計測
ができる。 しかもこのものは、ロータが逆回転した場合
に、一方の反射部の周幅パルスに対する他方の反
射部のパルス変化が、順回転の場合と逆の関係で
観測できることになり、従つて、これを判別する
ことによつて順逆両方の流量計測が正確にでき、
もつて、流体の流量を、逆流をも含めた状態で最
大限四倍の高分解能で計測可能な容積型流量計と
することができる。さらにこの最大限四倍の分解
能での逆流を含めた検知ができるようにするため
の両パルス信号の位相差は、光センサの光軸を略
１／２の周角度だけずらすことによつて得られるで
の、同一の反射部を有した一種類のロータを用い
て容積型流量計を形成することができ、このため
部品の兼用化が計れるうえに、組付け、加工が容
易で著しい作業性の向上を達成できる。 そのうえ、前述したように最大限四倍の分解能
を有する流量計測を可能としながらも、そのため
の反射部は両ロータにそれぞれ設けられ、しかも
反射面部だけでなく、非反射面部の周幅について
もロータ回転角とその回転角から求められる一定
の流量に相当する角度になるよう設定されている
結果、反射面部および非反射面部は、何れも広い
周幅で良いこととなつて加工が容易で、作業性の
向上を計ることができる。
面部に相当する信号）を、「Ｌ」はパルス信号が
低い状態（非反射部に相当する信号）を、「↑」
はパルス信号が低い状態から高い状態に変化する
ことを、「↓」は逆に高い状態から低い状態に変
化することを、「〓」、「〓」は対応するピークパ
ルス信号であることを、さらに「＊」は存在しな
いケースをそれぞれ意味するものである。そして
前記各マルチバイブレータM1〜M8を次のように
設定する。即ち第６図において示す如く、ロータ
５，６の順回転において、マルチバイブレータ
M1は第二パルス信号P2が「Ｌ」で第一パルス信
号P1が「↑」となつたときに、マルチバイブレ
ータM2は第一パルス信号P1が「Ｈ」で第二パル
ス信号P2が「↑」となつたときに、マルチバイ
ブレータM3は第二パルス信号P2が「Ｈ」で第一
パルス信号P1が「↓」となつたときに、マルチ
バイブレータM4は第一パルス信号P1が「Ｌ」で
第二パルス信号P2が「↓」となつたときにそれ
ぞれピークパルス信号を発するように設定され、
これら各マルチバイブレータM1〜M4の出力信号
がオア（OR）回路１７を介してパルス出力され
るようになつており、これによつて、両反射部の
「Ｈ」、「Ｌ」の周幅パルス内においてそれぞれ変
化する他側パルス信号の互いのパルス変化が全て
出力されることになり、これによつてパルス信号
P1の一周期で都合四回のピーク信号が出力され
るようになつている。一方、ロータ５，６が逆回
転した場合には、パルス信号P1，P2は、前記と
は逆の関係で発せられることになり、これをそれ
ぞれマルチバイブレータM5〜M8を用いて個別に
出力し、これをオア回路１８を介して同様にパル
ス出力することになり、逆回転の場合にも順回転
の場合と同じピーク信号が出力されるようになつ
ている。そして図示しない計数手段によつて順回
転のカウント数FPと、逆回転のカウント数RPと
をそれぞれ計数し、両者の差、即ち「FP−RP」
によつて正味のカウント数NPが算出され、これ
に１パルス当りの流量Ｑを乗ずることによつて順
回転方向の正味の流量を計測できるようになつて
いる。 叙述の如く構成された本発明の実施例におい
て、液体の流量は、ハウジング１を通過する際に
ロータ５，６が回転することによつて算出される
ものであるが、逆流があつた場合に、これを正確
に検知して、逆流分を相殺補正した正味の流量を
正確に算出することができる。 即ち、本発明が実施されたものにおいては、両
ロータ５，６に反射部７，８を設け、しかもこれ
ら反射部７，８は、これらによつて個別的に検知
されるパルス信号P1，P2が、一方の反射部の反
射面部または非反射面部の周幅パルス内で、他方
の反射部の反射面部から非反射面部へのパルス変
化または非反射面部から反射面部へのパルス変化
があるように90度の位相差を存するようになつて
いるので、周幅パルス内でのパルス変化をピーク
信号として計数することによつて、一周期の間
に、最大四個までのピーク信号が観測されること
になり、従つてこのピーク信号を計数して、これ
に一回のピーク信号に相当する流量Ｑを乗ずれ
ば、最大限四倍までの分解能による流量計測がで
きることになる。従つて、反射部における反射面
部と非反射面部の周幅を何ら狭くすることなく極
めて精度の高い流量計測が可能となる。 さらには、一方の反射部の反射面部または非反
射面部の周幅パルス内で、他方の反射部の反射面
部から非反射面部へのパルス変化または非反射面
部から反射面部へのパルス変化があるよう略1/2
の位相差を設けて構成し、周幅パルス内でのパル
ス変化を計測するようにしたので、一方の周幅パ
ルス内での他方のパルス変化の出方には、ロータ
５，６の順回転と逆回転とでは逆の関係として区
別して観測され、従つてこれを個別に把握して個
別的に出力し、それぞれを計数すれば順逆回転を
区別して計測でき、さらには両者の差に基づいて
正味の流量を正確に計測できることにもなり、も
つて光センサ方式の容積型流量計であつても逆流
による補正が正確に成された状態で流量計測がで
きることになる。しかも実施例のように順逆どち
らの場合にも最大限４倍の分解能による流量計測
ができることになり都合がよい。 この様に、本発明が実施されたものにおいて
は、逆流計測も可能で、しかも分解能を最大４倍
にすることができるものであるが、第二光センサ
１０の光軸を第一光センサ９のものに対してずれ
角度αを有するようにして並設したため、ロータ
５，６は、全く同じ反射部７，８を用いて形成し
たものであつてもよく、従つて、いちいち別個の
反射部７，８を有したロータを各別に形成し、こ
れを間違いないように組付けるような面倒が要ら
ず、部品の兼用化が計れ組付け、加工性等を大い
に向上することができることになる。 尚、本発明は前記実施例に限定されるものでな
いことは勿論であり、必ずしも四倍の分解能を有
することなく、第８図に示す如く分解能の低いも
のあるいは二倍の分解能とすることもでき、これ
らは必要において随意に選択できるものである。
さらに第一、第二光センサの光軸のずれ角度は、
正確に周幅ピルスの90度位相差である必要はない
が、等流量検知をするためには位相差を可及的に
90度に近付けることが好ましく、この様にするこ
とによつてより正確な流量計測ができることにな
ることは言うまでもない。 ［作用効果］ 以上要するに、本発明は叙述の如く構成したも
のであるから、両ロータにそれぞれ設けた反射部
によつて独立的に観測される光センサのパルス信
号が、周角度の略1/2だけ光軸がずれるものとし
て観測されることとなり、これによつて、一方の
反射部の反射面部、非反射面部の周幅パルスの略
１／２の位置で必ず他方の反射部の反射面部と非反
射面部との境界のパルス変化があり、このパルス
変化を計数することにより、一周期のパルス信号
において最大限四回のパルス変化を計数でき、こ
の計数されたパルス変化に基づいて流量算出し得
ることによつて、反射部の周幅を何ら狭くするこ
となく反射面部と非反射面部との両面部の各周幅
をそのまま有効に利用して高分解能での流量計測
ができる。 しかもこのものは、ロータが逆回転した場合
に、一方の反射部の周幅パルスに対する他方の反
射部のパルス変化が、順回転の場合と逆の関係で
観測できることになり、従つて、これを判別する
ことによつて順逆両方の流量計測が正確にでき、
もつて、流体の流量を、逆流をも含めた状態で最
大限四倍の高分解能で計測可能な容積型流量計と
することができる。さらにこの最大限四倍の分解
能での逆流を含めた検知ができるようにするため
の両パルス信号の位相差は、光センサの光軸を略
１／２の周角度だけずらすことによつて得られるで
の、同一の反射部を有した一種類のロータを用い
て容積型流量計を形成することができ、このため
部品の兼用化が計れるうえに、組付け、加工が容
易で著しい作業性の向上を達成できる。 そのうえ、前述したように最大限四倍の分解能
を有する流量計測を可能としながらも、そのため
の反射部は両ロータにそれぞれ設けられ、しかも
反射面部だけでなく、非反射面部の周幅について
もロータ回転角とその回転角から求められる一定
の流量に相当する角度になるよう設定されている
結果、反射面部および非反射面部は、何れも広い
周幅で良いこととなつて加工が容易で、作業性の
向上を計ることができる。
図面は、本発明に係る容積型流量計の一実施例
を示すものであつて、第１図は容積型流量計の上
部カバーを外した状態を示す平面図、第２図は容
積型流量計の縦断面図、第３図は反射部の平面
図、第４図Ｘ，Ｙ，Ｚはそれぞれロータの作用説
明図、概略平面図、概略側面図、第５図は流量と
ロータ回転角との関係を示すグラフ図、第６図は
タイミングチヤート図、第７図は制御回路図、第
８図は他例を示すタイミングチヤート図である。 図中、５，６はロータ、７，８は反射部、７
ａ，８ａは反射面部、７ｂ，８ｂは非反射面部、
９，１０は光センサ、１２は制御部、P1，P2は
パルス信号である。
を示すものであつて、第１図は容積型流量計の上
部カバーを外した状態を示す平面図、第２図は容
積型流量計の縦断面図、第３図は反射部の平面
図、第４図Ｘ，Ｙ，Ｚはそれぞれロータの作用説
明図、概略平面図、概略側面図、第５図は流量と
ロータ回転角との関係を示すグラフ図、第６図は
タイミングチヤート図、第７図は制御回路図、第
８図は他例を示すタイミングチヤート図である。 図中、５，６はロータ、７，８は反射部、７
ａ，８ａは反射面部、７ｂ，８ｂは非反射面部、
９，１０は光センサ、１２は制御部、P1，P2は
パルス信号である。
Claims (1)
- １ 一対の非円形ロータの周部を噛合せしめてな
る容積型流量計において、両ロータに、ロータの
回転角とその回転角から求められる一定の流量に
相当する角度になるようそれぞれ所定の周幅に設
定せしめた反射面部と非反射面部とを交互に配し
てなる光センサ用の反射部をそれぞれ設け、前記
周幅に応じたパルス信号をそれぞれ独立して検知
可能に構成すると共に、前記両反射部に対応する
光センサを、一方の光センサの光軸が対応する反
射部の反射面部、非反射面部の周幅の略1/2の位
置を通過する際に、他方の光センサの光軸が対応
する反射部の反射面部と非反射面部との境界線を
通過してパルス変化を生じるようずれ角度が周角
度の略1/2で与えられる関係で並設し、両反射部
の周幅パルス内においてそれぞれ交互に変化する
周幅パルス変化を計数することでロータの回転角
に応じた流量算出を行うように構成したことを特
徴とする容積型流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7269886A JPS62228914A (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 容積型流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7269886A JPS62228914A (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 容積型流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62228914A JPS62228914A (ja) | 1987-10-07 |
| JPH0582892B2 true JPH0582892B2 (ja) | 1993-11-22 |
Family
ID=13496841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7269886A Granted JPS62228914A (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 容積型流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62228914A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007315796A (ja) * | 2006-05-23 | 2007-12-06 | Tokiko Techno Kk | 流量計 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5530835U (ja) * | 1978-08-18 | 1980-02-28 | ||
| JPS60177222A (ja) * | 1984-02-23 | 1985-09-11 | Diesel Kiki Co Ltd | 流量信号発生器 |
| JPH071186B2 (ja) * | 1984-08-29 | 1995-01-11 | オーバル機器工業株式会社 | 流量計発信器 |
-
1986
- 1986-03-31 JP JP7269886A patent/JPS62228914A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007315796A (ja) * | 2006-05-23 | 2007-12-06 | Tokiko Techno Kk | 流量計 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62228914A (ja) | 1987-10-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |