JPH0645210Y2 - 流量計 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の目的］ 〈産業上の利用分野〉 本考案は流量に比例して回転する回転子を備える流量計
に関し、特に流量に比例して単位時間内に発生するパル
ス数を計数して流量を算出する容積型流量計に関する。

〈従来の技術〉 従来より１対の回転子の回転数に対応して単位流量当た
り任意の一定パルス数を発生する流量センサと、該流量
センサの出力を計数するカウンタとを備えた流量計が広
く使用されている。この種の流量センサとしては、例え
ば本願出願人による特開昭62-47519号公報に開示される
ように回転子からの反射光を光センサにより検出して電
気的パルス信号に変換する型式のものがある。しかし、
有色流体や流体中の微小なごみ等が回転子に付着した場
合には、光の反射率が変化して正常に流量信号が発生せ
ず、流量を正確に測定できなくなるという問題があっ
た。また、流体の脈動等による逆流が生じると、回転子
が逆転して流量信号が二重に計数され、測定流量に誤差
を生じる虞れがある。このため、例えば位相を90度ずら
してパルス信号を出力させる等の逆流補正機能を付加す
ることがあるが、パルスの位相差設定が困難であり、か
つ構造が複雑化するという不都合がある。

また、別の型式の流量センサとして、回転子に埋設され
た磁石を電磁ピックアップ等の磁気センサにより感知す
る磁気式のものがある。この流量センサは、有色流体や
微小なごみ等の付着による影響を受けないが、一般に低
分解能であるために流量測定に要する時間が長いという
不都合があり、かつ同様に逆流補正の問題を解消できな
い。

〈考案が解決しようとする課題〉 そこで、本考案の目的は、逆流補正機能を付加すること
なく比較的簡単な構造によって流量測定の異常を容易に
検出して有効に対処できるようにした流量計を提供する
ことにある。

［考案の構成］ 〈課題を解決するための手段〉 上述の目的は、本考案によれば、流量に比例して回転す
る一対の回転子と、前記回転子の１回転につき２以上の
一定数の流量信号を発生する流量検出手段と、前記流量
信号の数を計数して流量を算出するカウンタ手段と、前
記回転子の１回転についての流量信号に対してn:1の割
合で少ない数の監視信号を発生する監視手段と、前記監
視信号の１サイクル中に実際に前記流量検出手段から発
生した前記流量信号の数をｎと比較して正常・異常を判
断する異常検出手段とを備える流量計であって、前記流
量検出手段が、前記一対の回転子の一方の端面に配置さ
れた複数の反射板及び該反射板からの反射光を感知する
光センサからなる光学式回転センサであり、前記監視手
段が、他方の回転子の端面に配置された磁石及び該磁石
の磁気を感知する磁気センサからなる磁気式回転センサ
であることを特徴とする流量計を提供することにより達
成される。

〈作用〉 このようにすれば、構造が比較的簡単であり、かつ有色
流体や微小なごみ等の付着による影響または逆流が生じ
ると監視信号１サイクル中の流量信号の数が所定値ｎよ
り大きくまたは小さく変化するので、これらを比較する
ことによって流量測定の異常を容易に検出することがで
きる。特に、流量パルスを光学式回転センサで得るもの
とすることにより、高い分解能が得られ、監視パルスを
磁気式回転センサで得るものとすることにより、有色流
体や微小なごみ等の付着による影響を受けることのない
確実な異常検出が可能となる。

〈実施例〉 以下に添付の図面を参照して本考案を特定の実施例につ
いて詳細に説明する。

第１図には、本考案を適用した非円形歯車式流量計に使
用される流量センサ１が示されている。ハウジング２の
内部には、１対の楕円形歯車３、４がそれぞれ枢軸５、
６に回動自在に軸支されている。両歯車３、４は互いに
歯合し、かつハウジング２の内周面７に摺接して、周知
のように流入側と流出側との圧力差によって流量センサ
１を通過する流量に比例した速度で回転する。

第２図に併せて示されるように、一方の歯車３の端面８
には、枢軸５を中心とした或る円周上に一定間隔で複数
の、本実施例では８個のスリット反射板９が配置されて
いる。流量センサ１のハウジング２側には例えばフォト
インタラプタからなる光センサ10が固定されている。こ
のスリット反射板９と光センサ10とにより流量信号を出
力する流量検出手段11が構成され、発光部10aからの光
が反射板９により反射されて受光部10bにより感知され
ると電気的パルス信号に変換して出力される。従って、
本実施例では歯車３が１回転すると流量検出手段11から
８個の計測用パルス信号Cp1が出力される。

他方の歯車４の端面12には、枢軸６を中心とした対称位
置に複数の、本実施例では180度間隔で２個の磁石13が
埋設されている。同様に、ハウジング２側には磁気素子
等からなる磁気センサ14が固定されている。この磁石13
と磁気センサ14とにより監視信号を出力する監視手段15
が構成され、磁気センサ14の近傍を磁石13が通過すると
パルス信号が出力される。従って、本実施例では歯車４
が１回転すると監視手段15から２個の監視用パルス信号
Cp2が出力される。この監視用パルス信号Cp2は、上述し
た計測用パルス信号Cp1と異なる位相を有するように設
定されている。

計測用パルス信号Cp1を出力する流量検出手段11からの
信号線16は、第３図に示されるように計測用カウンタ17
に接続されている。計測用カウンタ17には、歯車３の回
転即ち流量センサ１を通過する流量に比例した数の計測
用パルス信号Cp1が入力し、計測用カウンタ17が計数し
たパルス数に基づいて周知のように単位時間当たりの流
量が計算される。

また、計測用パルス信号Cp1の信号線16は、計測用カウ
ンタ17より手前で分岐して異常検出手段18を構成するカ
ウンタ19のクロックに接続されている。同様に、歯車４
の回転に比例した数の監視用パルス信号Cp2を出力する
監視手段15からの信号線20は、安定マルチバイブレータ
21を介してカウンタ19のリセットに接続されている。カ
ウンタ19の出力はコンパレータ22に接続され、かつコン
パレータ22には、更に所定のパルス数ｎ、即ち正常に歯
車３、４が回転してパルス信号が出力された場合に於け
る監視用パルス信号Cp2の１サイクルに対応する計測用
パルス信号Cp1の数を入力するための入力装置23が接続
されている。そして、コンパレータ22の出力は安定マル
チバイブレータ21の出力と共にラッチ24に接続されてい
る。

次に第４図のタイムチャートを用いて第３図の異常検出
手段18の動作を説明する。計測用パルス信号Cp1がその
ままカウンタ19に入力されるのに対して、監視用パルス
信号Cp2は単安定マルチバイブレータ21に於て波形整形
した後にリセット信号Cp2′としてカウンタ19に入力さ
れる。カウンタ19はリセット信号Cp2′に基づいて入力
する計測用パルス信号Cp1のパルス数ｍを計数し、コン
パレータ22に出力する。コンパレータ22は、入力装置23
から印加される所定のパルス数設定値ｎ、本実施例では
ｎ＝４と実際のパルス数ｍとを比較してその結果をパル
ス信号Coutとしてラッチ24に出力する。

流量測定が正常な場合には、監視用信号１サイクル中に
流量検出手段11から４個の計測用パルス信号が出力され
ているのでｍ＝ｎとなる。従って、第４図に示されるよ
うに、高レベルのパルス信号Coutがコンパレータ20から
ラッチ22へ出力される。そして、このパルス信号と監視
用パルス信号Cp2とのタイミングが一致してラッチ22か
ら流量測定の正常状態を表わす信号が出力される。

しかし、例えば有色流体や微小なごみ等の付着による影
響を受けた場合には監視用信号１サイクル中に出力され
る流量信号のパルス数ｍがｎより大きくなり、また逆流
を生じた場合には流量信号の数ｍがｎより小さくなる。
このような流量測定が異常状態の場合には、実際のパル
ス数ｍが設定値ｎと異なるので、監視用パルス信号Cp2
に対応する所定のタイミングにコンパレータ20からラッ
チ22に向けて正常時のような高レベルの信号が出力され
ない。このためラッチ22からの出力が変化し、それによ
って流量測定の異常を検出することができる。

また、本考案は上述した一対の楕円形歯車からなる回転
子を有する流量センサに限定されるものではなく、他の
様々な回転子を有する流量センサについて適用すること
ができる。

［考案の効果］ 上述したように本考案によれば、互いに歯合して回転す
る１対の回転子に設けられた光学式回転センサと磁気式
回転センサとからそれぞれ出力されるパルス信号に基づ
いて、監視用信号の１サイクル中に計数される実際の流
量信号のパルス数を所定の設定値と比較することによっ
て、逆流補正機能等を付加することなく比較的簡単な構
造を用いて流量測定の正常・異常を容易に判断し、異常
な場合に迅速かつ有効な対応を可能にすることができ
る。特に、流量パルスを光学式回転センサで得るものと
することにより、分解能を高める上に効果的であり、監
視パルスを磁気式回転センサで得るものとすることによ
り、有色流体や微小なごみ等の付着による影響を受ける
ことなく確実に異常を検出する上に効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案に使用される流量センサを示す縦断面
図である。 第２図は、第１図の流量センサに使用される流量検出手
段及び監視手段の構造を概略的に示す断面図である。 第３図は、本考案に使用される異常検出手段の構成を示
すブロック図である。 第４図は、第３図の異常検出手段の動作を示すタイミン
グチャートである。 １……流量センサ、２……ハウジング ３、４……歯車、５、６……枢軸 ７……内周面、８……端面 ９……スリット反射板、10……光センサ 10a……発光部、10b……受光部 11……流量検出手段、12……端面 13……磁石、14……磁気センサ 15……監視手段、16……信号線 17……計測用カウンタ、18……異常検出手段 19……カウンタ、20……信号線 21……単安定マルチバイブレータ 22……コンパレータ、23……入力装置 24……ラッチ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】流量に比例して回転する一対の回転子と、
   前記回転子の１回転につき２以上の一定数の流量信号を
   発生する流量検出手段と、前記流量信号の数を計数して
   流量を算出するカウンタ手段と、前記回転子の１回転に
   ついての流量信号に対してn:1の割合で少ない数の監視
   信号を発生する監視手段と、前記監視信号の１サイクル
   中に実際に前記流量検出手段から発生した前記流量信号
   の数をｎと比較して正常・異常を判断する異常検出手段
   とを備える流量計であって、 前記流量検出手段が、前記一対の回転子の一方の端面に
   配置された複数の反射板及び該反射板からの反射光を感
   知する光センサからなる光学式回転センサであり、 前記監視手段が、他方の回転子の端面に配置された磁石
   及び該磁石の磁気を感知する磁気センサからなる磁気式
   回転センサであることを特徴とする流量計。