JP2000205917A

JP2000205917A - 流量計及び流量制御装置

Info

Publication number: JP2000205917A
Application number: JP11011205A
Authority: JP
Inventors: Osamu Momose; 修百瀬; Shigeru Aoshima; 滋青島
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 1999-01-19
Filing date: 1999-01-19
Publication date: 2000-07-28

Abstract

(57)【要約】【課題】正極側と負極側の両電源を必要とし、外部の
ディジタル機器とのインタフェースが容易でない課題が
あった。【解決手段】流路２５に流れる流体の流れを検出素子
３４により検出し、該検出信号を信号処理回路５２で処
理し、前記信号処理回路５２から出力されたアナログ信
号をディジタル信号にＡＤ変換器５７ａで変換し、前記
ＡＤ変換器５７ａから出力されたディジタル信号にもと
づいて前記流路２５を流れる被測定流体の流量をＣＰＵ
５７が演算して出力する構成と、前記検出素子３４、前
記信号処理回路５２、前記ＡＤ変換器５７ａ、および前
記ＣＰＵ５７などへ外部から電源端子４８，４９を介し
て単一電源を入力する構成とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、流量計及び流量
制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１０は、特開平６−３４１８８０号公
報に開示された従来の流量制御装置の構成を示すブロッ
ク図である。図１０において、２００は流量制御装置、
１０２はセンサ、１０３はセンサ１０２と並列に設けら
れたガス流通路であるバイパス、１０４はバルブ、１０
５はセンサ管、１０６ａおよび１０６ｂはサーモレジス
タ、１０７はブリッジ回路、１０８は増幅回路、１０９
はガスの流量を設定するためのコントロール信号入力端
子が備えられた設定器、１１０は比較制御回路、１１１
は流量の表示器、１１２は電源である。

【０００３】次に、動作について説明する。ガスの流量
は設定器１０９により設定される。ガスの流量を設定す
るには、設定器１０９に設けられたコントロール信号入
力端子で流量を調整する。この流量制御装置では、ガス
の流量を所定の流量に設定するだけでなく、全閉に設定
することもできる。即ち、設定値を０にすればバルブ１
０４が全閉する全閉モードとなり、所定の流量に設定す
れば、その設定値となるようにバルブ１０４を制御する
制御モードとなる。

【０００４】ガスがセンサ管１０５を通過したとき、そ
のガスの比熱によりサーモレジスタ１０６ａ，１０６ｂ
が冷却されてその抵抗値が変化する。この２個のサーモ
レジスタ１０６ａ，１０６ｂの抵抗値変化をブリッジ回
路１０７より出力として取り出し、その抵抗値の変化量
をガスの流量に対応させて増幅回路１０８よりセンサ信
号として電気的に出力する。ガスはバイパス１０３によ
り分流され、センサ流量との分流比から総流量が検知さ
れる。外部に設けられた切替スイッチにより制御モード
に設定されたときは、前記増幅回路１０８からのセンサ
信号を比較制御回路１１０で設定器１０９の設定信号と
比較して、該比較制御回路１１０の出力に基づいて流量
制御用のバルブ１０４を制御して目的の流量になるよう
に制御する。

【０００５】また、この流量制御装置では、図１０に示
されている電源１１２のように、外部から供給される電
源として正極側と負極側の両電源を必要としている。こ
れは、流量制御装置内部の信号処理回路内の増幅回路１
０８に使用されるオペアンプにマイナス電圧の入力がで
きるようにしてブリッジ回路１０７の出力が負極側へド
リフトしても流量を検出できるようにするためである。

【０００６】また、この流量制御装置では、ガスの逆流
の発生を検出するための信号処理回路も開示されてい
る。この信号処理回路は、質量流量信号としてアナログ
信号を出力する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の流量制御装置は
以上のように構成されていたので、電源として正極側と
負極側の両電源を必要としており、このため電源装置の
回路構成が複雑化し、また、このような両電源を発生す
るための変換器を別途、用意しなければならず、使い勝
手がよくない課題があった。

【０００８】また、一般に流量制御装置では、目的の流
量に応答性よく、かつ高精度で制御を行う必要があり、
ディジタル処理に対応させる場合にはセンサ信号を高速
かつ高精度でディジタルデータに変換するためのＡＤ変
換器が必要となるが、外部に汎用の高分解能のＡＤ変換
器を用意する場合、このＡＤ変換器ではマイナス電圧も
変換できるようにするために供給する電源としては、両
電源が必要な場合が多く、単一電源では所望の機能を実
現するのが容易でなく、このようなことからも両電源を
発生するための変換器を別途、用意しなければならず、
使い勝手がよくない課題があった。

【０００９】さらに、前記信号処理回路に使用されてい
るオペアンプに単一電源タイプのものを使用した場合、
発生したセンサのゼロ点ドリフトや逆流を検出できなく
なる課題があった。

【００１０】さらに、前記信号処理回路からは質量流量
信号としてアナログ信号が出力されるため、ディジタル
処理に対応しておらず、外部のディジタル機器とのイン
タフェースが容易でない課題があった。

【００１１】この発明の目的は、上記のような課題を解
決するためになされたものであり、この発明の目的は、
単一電源での動作を可能にすることで使い勝手を良好に
し、また、ディジタル機器とのインタフェースを容易に
した流量計及び流量制御装置を得ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明に係る流量計
は、流路に流れる流体の流れを検出する検出素子と、該
検出素子から出力された検出信号を処理する信号処理回
路と、該信号処理回路から出力されたアナログ信号をデ
ィジタル信号に変換する変換部と、該変換部から出力さ
れたディジタル信号に基づいて前記流路を流れる被測定
流体の流量を演算して出力する演算部と、外部から前記
検出素子、前記信号処理回路、前記変換部、および前記
演算部などへ単一電源を入力するための電源端子とを備
えるようにしたものである。

【００１３】この発明に係る流量計は、検出素子から出
力された検出信号を処理し、オフセットが付加されたア
ナログ信号を出力する信号処理回路を備えるようにした
ものである。

【００１４】この発明に係る流量計は、検出素子から出
力された検出信号を処理し、流路に流れる流体の流れの
順方向と逆方向とに応じた順方向アナログ信号出力と逆
方向アナログ信号出力とを、信号処理回路がそれぞれ別
個に出力するようにしたものである。

【００１５】この発明に係る流量制御装置は、電源端子
から入力された単一電源により動作し、流路を流れる被
測定流体の流量を調整する調整弁と、前記流路を流れる
被測定流体の流量が設定された流量になるように、前記
流路を流れる被測定流体の流量と設定値とをもとに前記
調整弁を制御する前記単一電源により動作する制御手段
と、請求項１から請求項３のうちいずれか１項記載の流
量計とを備えるようにしたものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態に
ついて説明する。実施の形態１．図１は、この発明の流量計を備えた実施
の形態１の流量制御装置の構成を示す構成図である。図
１において１００は流量制御装置である。この流量制御
装置１００はソレノイド弁（調整弁）を備え、動作モー
ドに応じて前記ソレノイド弁の開度を調節するように
し、かつ、この動作モードと被測定流体の流量とを表示
できるようにしたものである。

【００１７】２１は例えばガスなどの流体の流入口、２
２は流量制御装置１００の流路ブロック、２３は入り口
配管接続用ブロック、２４はソレノイド弁（調整弁）、
２５は被測定流体が流れる円形断面の流路、２７は前記
流体の流出口である。また、３１は被測定流体の流れを
整えるステンレス製の整流用金網、３４は被測定流体の
流量を検出する検出素子であり、熱式または羽根車回転
式のものを使用できるが、この実施の形態１ではマイク
ロフローセンサである。

【００１８】このマイクロフローセンサ３４には、例え
ば、本出願人が特願平３−１０６５２８号に係る明細書
等により開示した半導体ダイアフラム構成のものを使用
することができる。すなわち、このマイクロフローセン
サ３４は、図示例を省略するが、発熱部とこの発熱部の
上流側および下流側に配設された２つの温度検出部を有
し、これら２つの温度検出部によって検出される温度の
差を一定に保つために必要な前記発熱部に対する供給電
力から流速に対応する流量を求めたり、あるいは一定電
流もしくは一定電力で前記発熱部を加熱し、２つの温度
検出部により検出される温度の差から流量を求めたりす
ることができるように形成されている。そして、このマ
イクロフローセンサ３４は、断熱された極めて薄いダイ
アフラム構造を採用しているため、高速応答、低消費電
力という構成を備えている。

【００１９】また、３５，３６，３７，３８は例えば合
成ゴムからなるＯリング、４１はソレノイド、４５は弁
室、４６は弁体である。

【００２０】４８は検出素子３４、後述する信号処理回
路５２、ＣＰＵ（演算部、制御手段、変換部）５７へ電
圧、電流を供給するとともに、ＣＰＵ５７と外部との間
で信号を入出力するためのコネクタ（電源端子）、４９
はＡＣアダプタ入力用のコネクタ（電源端子）であり、
これ等により流量計を構成する。上記コネクタ４８，４
９の構成の一例を図２に示す。

【００２１】５２はマイクロフローセンサ３４からのセ
ンサ信号を処理する信号処理回路、５３はソレノイド弁
２４を駆動する駆動回路、５４は所定の司令信号を入力
するための入力スイッチ、５５は現在の運転状態を表示
するＬＥＤ表示灯、５６は被測定流体の流量または動作
モードを文字表示する４桁の７セグメント表示器、５７
は信号処理回路５２により処理された被測定流体の流量
の検出値、入力スイッチ５４からの司令信号を入力し、
これらの信号に基づいて駆動回路５３を制御するＣＰ
Ｕ、５７ａはＣＰＵ５７に内蔵されたＡＤ変換器（変換
部）である。

【００２２】５９は設定操作や演算処理のためのアルゴ
リズムや、制御プログラムなどがあらかじめ書き込まれ
ているＲＯＭ（制御手段）であり、流路２５を流れる被
測定流体の流量がダウンスイッチ５４−３およびアップ
スイッチ５４−４などにより設定された流量になるよう
に、前記流路２５を流れる被測定流体の流量と前記ダウ
ンスイッチ５４−３およびアップスイッチ５４−４など
により設定された設定値とをもとに前記ソレノイド弁２
４を制御する制御プログラムが格納されている。また、
後述するＡＤ変換器の分解能の不足を補うためのＡＤ変
換用のプログラムなども格納されている。６０はその流
量制御装置に応じたパラメータ、動作モード等を記憶す
るＥＥＰＲＯＭ、６１は測定された流量データなどを随
時保存するＲＡＭである。

【００２３】次に、入力スイッチ５４の各スイッチとＬ
ＥＤ表示灯５５の各ランプの機能について説明する。５
４−１は動作モードを切り替えるときに操作するＲＵＮ
スイッチ、５４−２は設定変更を行うときの変更桁の桁
送りを行うときに操作するシフトスイッチ、５４−３お
よび５４−４は設定値を変更するときに操作するダウン
スイッチおよびアップスイッチである。５４−５は、ア
ップスイッチ５４−４およびダウンスイッチ５４−３に
より設定値を変更したときに、その変更した設定値を確
定させるときに操作するＥＮＴスイッチであり、アラー
ムリセットや積算リセット等を行う際に操作するスイッ
チでもある。

【００２４】５４−６は、７セグメント表示器５６の表
示内容を切り替えるときに操作するＤＩＳＰスイッチで
あり、前記表示内容はＤＩＳＰスイッチ５４−６を操作
する毎に瞬時ＰＶ値（流量計測値）→瞬時ＳＰ値（流量
設定値）→積算ＰＶ値→瞬時ＰＶ値のように循環して切
り替わる。

【００２５】５５−１は７セグメント表示器５６に表示
された内容がＳＰ表示のときに点灯するＳＰランプ、５
５−２は７セグメント表示器５６に表示された内容がＰ
Ｖ表示のときに点燈するＰＶランプ、５５−３は瞬時流
量が設定値に一致しているときに点灯し、動作モードが
全開モードのときに点滅するＯＫランプ、５５−４は異
常検出時に点灯するＡＬＡＲＭランプ、５５−５は７セ
グメント表示器５６に表示された内容が積算流量を示す
ときに点灯するＬランプ、５５−６は７セグメント表示
器５６に表示された内容が瞬時流量を示すときに点灯す
るＬ／ｍｉｎランプである。

【００２６】図３は、ＡＣアダプタの入力を安定化する
ための安定化電源回路であるレギュレータ回路の構成を
示す回路図であり、図３において６１はＡＣアダプタ、
６２はレギュレータ回路である。コネクタ４８，４９の
構成を示す図２においては、コネクタ４９に接続される
ＡＣアダプタの出力を安定化するためと、ＤＣ１５〜２
４ボルトのバッテリ電源電圧のレベルを例えばＤＣ１５
ボルトに電圧レベル変換するために破線で示す位置にレ
ギュレータ回路６２を配置することができる。

【００２７】図４は、この実施の形態１の流量制御装置
に用いられたマイクロフローセンサ３４とセンサ出力回
路の構成を示す回路図であり、図４において７０はマイ
クロフローセンサ３４用の電源、７１は単一電源Ｂによ
り動作し、マイクロフローセンサ３４の出力を処理する
差動アンプ回路である。差動アンプ回路７１は信号処理
回路５２が備えている。

【００２８】次に、動作について説明する。この実施の
形態の流量制御装置は、ＣＰＵ５７およびその周辺回
路、マイクロフローセンサ３４の出力を処理する信号処
理系を単一電源により動作可能にすることで、生産現場
や実験室、さらにプラントなどにおける設置現場での使
い勝手を向上させ、また、他のディジタル機器などとの
インタフェースを容易にするものである。特に、図４に
示すマイクロフローセンサ３４の出力を処理する差動ア
ンプ回路７１は単一電源により動作する。このためオペ
アンプ７１ａ，７１ｂ，７１ｃは単一電源により動作す
るタイプのオペアンプである。

【００２９】この単一電源は、図２に示すようにコネク
タ４９の所定の端子から供給される例えばＤＣ２４ボル
トのバッテリ電源を、レギュレータ回路６２により安定
化された例えばＤＣ１５ボルトへ電圧レベル変換した結
果得られ、あるいはまた、図３に示すようにＡＣアダプ
タ６１の出力（一般にリップルが大きい）をコネクタ４
９から供給し、このＡＣアダプタ６１の出力をレギュレ
ータ回路６２により安定化された例えばＤＣ１５ボルト
へ電圧レベル変換した結果得られたものである。

【００３０】なお、この実施の形態では、マイクロフロ
ーセンサ３４へ供給される電源ＶＢは、前記レギュレー
タ回路６２により安定化された電源Ｂからマイクロフロ
ーセンサ３４用の電源７０により生成される。

【００３１】マイクロフローセンサ３４はブリッジ回路
を構成しているため、流体の流れの方向に応じては正負
に振れる出力を発生させる。差動アンプ回路７１は、マ
イクロフローセンサ３４の前記出力ｖ₁ ，ｖ₂をオペア
ンプ７１ａおよびオペアンプ７１ｂの非反転入力端子で
受けることで、高入力インピーダンスを実現している。
そして、オペアンプ７１ｂの出力側を基準電圧Ｖｒｅｆ
だけ引き上げ、この基準電圧Ｖｒｅｆだけ引き上げられ
たオペアンプ７１ｂの出力ｖｂ＋Ｖｒｅｆと、オペアン
プ７１ａの出力ｖａとを、さらにオペアンプ７１ｃによ
り所定の増幅率Ａで差動増幅し、Ａ・（ｖ₂ −ｖ₁）＋
Ｖｒｅｆをセンサ出力として取り出す。たとえば、Ｒ₂
＝Ｒ₃，Ｒ₄＝Ｒ₅，Ｒ₆＝Ｒ ₇ととするとセンサ出力
＝（１＋Ｒ₂／Ｒ₁）・Ｒ₆／Ｒ₄（ｖ₂ −ｖ₁）＋Ｖ
ｒｅｆとなる。

【００３２】この場合、基準電圧Ｖｒｅｆは、図５の
（ａ）に示すように定電圧ダイオードのツェナー電圧に
より規定する回路構成、図５の（ｂ）に示すように抵抗
分圧により規定する回路構成、または図５の（ｃ）に示
すように比較回路により規定する回路のいずれであって
もよい。

【００３３】図６は、流量と前記センサ出力との関係を
示す特性図であり、オペアンプ７１ｂの出力側を基準電
圧Ｖｒｅｆだけ引き上げることで、実線で示す特性にな
るため、単一電源で動作する差動アンプ回路７１であっ
ても、符号９１で示す流量がマイナスになる範囲、すな
わち逆流が生じた状態における流量の検出が可能であ
る。また通常、流量がゼロの状態ではｖ₁ ＝ｖ₂となる
がセンサの特性変化などにより、ｖ₁ ＞ｖ₂となってセ
ンサ出力がマイナス側へドリフトする、いわゆるセンサ
のゼロ点ドリフトの発生に対しても流量の検出が可能と
なる。

【００３４】このようにして検出されたセンサ出力は、
ＣＰＵ５７のＡＤ変換器５７ａへ供給され、ＡＤ変換に
ついての信号処理が施されることになるが、このときの
前記ＡＤ変換器５７ａの分解能の不足は、本出願人が先
に出願した特願平１０−２７８４４８、「ＡＤ変換回
路」において開示したＡＤ変換の手法、すなわち入力信
号のＡＤ変換範囲を切り替え、必要に応じて前記入力信
号の極性を反転させ、時分割的に各チャンネルに入力し
て同一のＡＤ変換器を時分割的に使用し、この結果得ら
れた前記各チャンネルごとのＡＤ変換結果をソフトウェ
ア的に合成することで分解能の不足を補う。なお、この
ソフトウェア的に合成したＡＤ変換結果は、必要に応じ
て外部へ取り出すことも可能である。

【００３５】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、逆流が生じた状態における流量の検出が単一電源を
使用して可能になり、また、マイクロフローセンサ３４
にゼロ点ドリフトが発生した場合でも流量の検出が可能
となり、従来のように両電源を発生するための変換器を
別途、用意する必要がなくなり、使い勝手を向上させた
流量制御装置が得られる効果がある。また、マイクロフ
ローセンサ３４のセンサ出力をディジタル値にＡＤ変換
して外部へ出力することも可能であるため、外部のディ
ジタル機器とのインタフェースも容易になり、使い勝手
を向上させた流量制御装置が得られる効果がある。

【００３６】実施の形態２．図７は、この実施の形態２
の流量制御装置に用いられたマイクロフローセンサ３４
とセンサ出力回路の構成を示す回路図である。なお、こ
の実施の形態２でも、ＣＰＵ５７およびその周辺回路、
マイクロフローセンサ３４の出力を処理する信号処理系
を単一電源により動作可能にすることで、生産現場や実
験室、さらにプラントなどにおける設置現場での使い勝
手を向上させ、また、他のディジタル機器などとのイン
タフェースを容易にする。

【００３７】図７において図１および図４と同一または
相当の部分については同一の符号を付し説明を省略す
る。図７において、７２は単一電源Ｂにより動作し、マ
イクロフローセンサ３４の出力を処理する差動アンプ回
路である。差動アンプ回路７２は図１に示す信号処理回
路５２が備えている。７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄ
はオペアンプであり、単一電源で動作するタイプのもの
である。

【００３８】次に、動作について説明する。前記実施の
形態１の差動アンプ回路７１では、基準電圧Ｖｒｅｆに
よりセンサ出力をオフセットさせることで、逆流が生じ
た状態における流量の検出、およびマイクロフローセン
サ３４のゼロ点ドリフトに対し流量の検出を可能にした
が、この実施の形態２の差動アンプ回路７２では、図７
の（ｂ）に示すように、正常な流れの方向に対しては流
量に応じたセンサ出力としてオペアンプ７２ｃからプラ
ス側センサ出力を得る。また、逆流に対しては流量に応
じたセンサ出力としてオペアンプ７２ｄからマイナス側
センサ出力を得るものである。なお、Ｒ₂＝Ｒ₃，Ｒ₄
＝Ｒ₅，Ｒ₈＝Ｒ₉，Ｒ₁₀＝Ｒ₁₁を条件とすると、プラス側出力＝（１＋２Ｒ₂／Ｒ₁）・Ｒ₆／Ｒ₄（ｖ
₂ −ｖ₁）マイナス側出力＝（１＋２Ｒ₂／Ｒ₁）・Ｒ₁₀／Ｒ₈
（ｖ₂ −ｖ₁）となる。

【００３９】従って、ＣＰＵ５７のＡＤ変換器５７ａと
しては、前記プラス側センサ出力と前記マイナス側セン
サ出力にそれぞれ対応した入力回路を備えている必要が
ある。

【００４０】以上のように、この実施の形態２において
も、逆流が生じた状態における流量の検出が単一電源を
使用して可能になり、特に逆流が生じた状態における流
量の検出レンジを広くとれるので、正逆両方向の流量の
検出が広い範囲で可能になり、また、マイクロフローセ
ンサ３４にゼロ点ドリフトが発生した場合でも流量の検
出が可能となり、従来のように両電源を発生するための
変換器を別途、用意する必要もなくなり、使い勝手を向
上させた流量制御装置が得られる効果がある。また、マ
イクロフローセンサ３４のセンサ出力をディジタル値に
ＡＤ変換して外部へ出力することも可能であるため、外
部のディジタル機器とのインタフェースも容易になり、
使い勝手を向上させた流量制御装置が得られる効果があ
る。

【００４１】実施の形態３．図８は、この実施の形態３
の流量制御装置に用いられたマイクロフローセンサ３４
とセンサ出力回路の構成を示す回路図である。マイクロ
フローセンサ３４の出力ｖ_１，ｖ_２をオペアンプ７３
ａおよびオペアンプ７３ｂの非反転入力端子で受けるこ
とで高入力インピーダンスを実現している。各抵抗値を
選ぶことで前記ｖ_１，ｖ_２を所定の増幅率Ａで差動増
幅し、さらに基準電圧Ｖｒｅｆを加算した出力Ａ・（ｖ
_１−ｖ_２）＋Ｖｒｅｆを得ることができる。

【００４２】実施の形態４．図９は、この実施の形態４
の流量制御装置に用いられたマイクロフローセンサ３４
とセンサ出力回路の構成を示す回路図である。なお、こ
の実施の形態４でも、ＣＰＵ５７およびその周辺回路、
マイクロフローセンサ３４の出力を処理する信号処理系
を単一電源により動作可能にすることで、生産現場や実
験室、さらにプラントなどにおける設置現場での使い勝
手を向上させ、また、他のディジタル機器などとのイン
タフェースを容易にする。

【００４３】図９において図１および図４と同一または
相当の部分については同一の符号を付し説明を省略す
る。図９において、７４は単一電源Ｂにより動作し、マ
イクロフローセンサ３４の出力を処理する差動アンプ回
路である。差動アンプ回路７４は図１に示す信号処理回
路５２が備えている。７４ａ，７４ｂ，７４ｃ，７４ｄ
はオペアンプであり、単一電源で動作するタイプのもの
である。なお、Ｒ₂＝Ｒ₃，Ｒ₁＝Ｒ₄を条件とする
と、プラス側センサ出力＝（Ｒ₃＋Ｒ₄）／Ｒ₃・（ｖ₂ −
ｖ₁）なお、Ｒ₅＝Ｒ₈，Ｒ₆＝Ｒ₇を条件とすると、マイナスセンサ側出力＝（Ｒ₅＋Ｒ₆）／Ｒ₅・（ｖ₁
−ｖ₂）となる。

【００４４】次に、動作について説明する。この実施の
形態４の差動アンプ回路７４では、正常な流れの方向に
対しては流量に応じたセンサ出力としてオペアンプ７４
ｂからプラス側センサ出力を得る。また、逆流に対して
は流量に応じたセンサ出力としてオペアンプ７４ｃから
マイナス側センサ出力を得るものである。

【００４５】従って、ＣＰＵ５７のＡＤ変換器５７ａと
しては、前記プラス側センサ出力と前記マイナス側セン
サ出力にそれぞれ対応した入力回路を備えている必要が
ある。

【００４６】以上のように、この実施の形態４において
も、逆流が生じた状態における流量の検出が単一電源を
使用して可能になり、特に逆流が生じた状態における流
量の検出レンジを広くとれるので、正逆両方向の流量の
検出が可能になり、また、マイクロフローセンサ３４に
ゼロ点ドリフトが発生した場合でも流量の検出が可能と
なるなど、従来のように両電源を発生するための変換器
を別途、用意する必要がなくなり、使い勝手を向上させ
た流量制御装置が得られる効果がある。また、マイクロ
フローセンサ３４のセンサ出力をディジタル値にＡＤ変
換して外部へ出力することも可能であるため、外部のデ
ィジタル機器とのインタフェースも容易になり、使い勝
手を向上させた流量制御装置が得られる効果がある。

【００４７】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、流路
に流れる流体の流れを検出素子により検出し、該検出信
号を信号処理回路で処理し、前記信号処理回路から出力
されたアナログ信号をディジタル信号に変換部で変換
し、前記変換部から出力されたディジタル信号に基づい
て前記流路を流れる被測定流体の流量を演算部で演算し
て出力する構成と、前記検出素子、前記信号処理回路、
前記変換部、および前記演算部などへ外部から電源端子
を介して単一電源を入力する構成とを備えるようにした
ので、正極側と負極側の両電源が不用になり、前記両電
源を発生するための変換器を別途、用意する必要がなく
なり、使い勝手が向上する効果がある。また、検出素子
の出力をディジタル値に変換して出力することも可能で
あるため、外部のディジタル機器とのインタフェースも
容易になり、使い勝手を向上させた流量計を実現できる
効果がある。

【００４８】この発明によれば、検出素子から出力され
た検出信号を処理し、オフセットが付加されたアナログ
信号を信号処理回路が出力するように構成したので、逆
流が生じた状態における流量の検出が単一電源を使用し
て前記オフセットにより可能になり、また、前記検出素
子にゼロ点ドリフトが発生した場合でも流量の検出が可
能となり、従来のように両電源を発生するための変換器
を別途、用意する必要がなくなり、使い勝手が向上する
効果がある。また、検出素子の出力をディジタル値に変
換して出力することも可能であるため、外部のディジタ
ル機器とのインタフェースも容易になり、使い勝手を向
上させた流量計を実現できる効果がある。

【００４９】この発明によれば、検出素子から出力され
た検出信号を処理し、流路に流れる流体の流れの順方向
と逆方向とに応じた順方向アナログ信号出力と逆方向ア
ナログ信号出力とを、信号処理回路がそれぞれ別個に出
力する構成を備えるようにしたので、逆流が生じた状態
における流量の検出が前記順方向アナログ信号出力と分
けて単一電源を使用して可能になり、また逆流が生じた
状態における流量の検出レンジを広くとれるので、正逆
両方向の流量の検出が広い範囲で可能になり、さらに、
検出素子にゼロ点ドリフトが発生した場合でも流量の検
出が可能となり、両電源を発生するための変換器を別
途、用意する必要もなくなり、使い勝手が向上する効果
がある。また、検出素子の出力をディジタル値に変換し
て出力することも可能であるため、外部のディジタル機
器とのインタフェースも容易になり、使い勝手を向上さ
せた流量計を実現できる効果がある。

【００５０】この発明によれば、流路を流れる被測定流
体の流量を調整する、電源端子から入力された単一電源
により動作する調整弁と、前記流路を流れる被測定流体
の流量が設定された流量になるように、前記流路を流れ
る被測定流体の流量と設定値とをもとに前記調整弁を制
御する、前記電源端子から入力された単一電源により動
作する制御手段とを備えるように構成したので、両電源
を発生するための変換器を別途、用意する必要もなく、
また、検出素子の出力をディジタル値に変換して出力す
ることも可能で、外部のディジタル機器とのインタフェ
ースも容易な、使い勝手を向上させた調整弁を備えた流
量制御装置が実現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の流量計を備えた実施の形態１の流量
制御装置の構成を示す構成図である。

【図２】この発明の実施の形態１の流量制御装置のコネ
クタの構成の一例を示す回路構成図である。

【図３】この発明の実施の形態１の流量制御装置のＡＣ
アダプタ入力を安定化するための安定化電源回路である
レギュレータ回路の構成を示す回路図である。

【図４】この発明の実施の形態１の流量制御装置に用い
られたマイクロフローセンサとセンサ出力回路の構成を
示す回路図である。

【図５】この発明の実施の形態１の流量制御装置に用い
られたセンサ出力回路の基準電圧Ｖｒｅｆを規定する構
成を示す回路図である。

【図６】この発明の実施の形態１の流量制御装置におけ
るセンサ出力回路の流量とセンサ出力との関係を示す特
性図である。

【図７】この発明の実施の形態２の流量制御装置に用い
られたマイクロフローセンサとセンサ出力回路の構成を
示す回路図である。

【図８】この発明の実施の形態３の流量制御装置に用い
られたマイクロフローセンサとセンサ出力回路の構成を
示す回路図である。

【図９】この発明の実施の形態４の流量制御装置に用い
られたマイクロフローセンサとセンサ出力回路の構成を
示す回路図である。

【図１０】従来の流量制御装置の構成を示すブロック図
である。

【符号の説明】

２４ソレノイド弁（調整弁）３４マイクロフローセンサ（検出素子）４８，４９コネクタ（電源端子）５２信号処理回路５７ＣＰＵ（演算部、制御手段、変換部）５７ａＡＤ変換器（変換部）５９ＲＯＭ（制御手段）１００流量制御装置

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年１１月２６日（１９９９．１１．
２６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明に係る流量計
は、流路に流れる流体の流れを検出する検出素子と、該
検出素子から出力された検出信号を処理するオペアンプ
を備えた信号処理回路と、該信号処理回路から出力され
たアナログ信号をディジタル信号に変換する変換部と、
該変換部から出力されたディジタル信号に基づいて前記
流路を流れる流体の流量を演算して出力する演算部と、
外部から単一電源を入力するための電源入力部とを備え
ると共に、前記検出素子、前記信号処理回路、前記変換
部および前記演算部が前記単一電源のみからの電力供給
によって動作するものである。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】この発明に係る流量計は、前記に加えて、
前記信号処理回路が前記検出素子から出力された検出信
号を処理し、オフセットが付加されたアナログ信号を出
力するものである。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】この発明に係る流量計は、前記に加えて、
前記信号処理回路が前記検出素子から出力された検出信
号を処理し、前記流路に流れる流体の流れの順方向と逆
方向とに応じた順方向アナログ信号出力と逆方向アナロ
グ信号出力とを、それぞれ別個に出力するものである。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】この発明に係る流量制御装置は、前記流量
計と、前記流路を流れる流体の流量を調整する調整弁
と、前記流量計により計測された前記流体の流量が設定
値になるように前記調整弁を制御する制御手段とを備え
ると共に、前記流量計、前記調整弁及び前記制御手段が
前記単一電源のみからの電力供給によって動作するもの
である。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４７】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、流路
に流れる流体の流れを検出する検出素子と、該検出素子
から出力された検出信号を処理するオペアンプを備えた
信号処理回路と、該信号処理回路から出力されたアナロ
グ信号をディジタル信号に変換する変換部と、該変換部
から出力されたディジタル信号に基づいて前記流路を流
れる流体の流量を演算して出力する演算部と、外部から
単一電源を入力するための電源入力部とを備えると共
に、前記検出素子、前記信号処理回路、前記変換部およ
び前記演算部が前記単一電源のみからの電力供給によっ
て動作するように構成したと負極側の両電源が不要にな
り、前記両電源を発生するための変換器を別途、用意す
る必要がなくなり、使い勝手が向上する効果がある。ま
た、検出素子の出力をディジタル値に変換して出力する
ことも可能であるため、外部のディジタル機器とのイン
タフェースも容易になり、使い勝手を向上させた流量計
を実現できる効果がある。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４８】この発明によれば、前記に加えて、前記信
号処理回路が前記検出素子から出力された検出信号を処
理し、オフセットが付加されたアナログ信号を出力する
ように構成したので、逆流が生じた状態における流量の
検出が単一電源を使用して前記オフセットにより可能に
なり、また、前記検出素子にゼロ点ドリフトが発生した
場合でも流量の検出が可能となり、従来のように両電源
を発生するための変換器を別途、用意する必要がなくな
り、使い勝手が向上する効果がある。また、検出素子の
出力をディジタル値に変換して出力することも可能であ
るため、外部のディジタル機器とのインタフェースも容
易になり、使い勝手を向上させた流量計を実現できる効
果がある。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４９】この発明によれば、前記に加えて、前記信
号処理回路が前記検出素子から出力された検出信号を処
理し、前記流路に流れる流体の流れの順方向と逆方向と
に応じた順方向アナログ信号出力と逆方向アナログ信号
出力とを、それぞれ別個に出力するように構成したの
で、逆流が生じた状態における流量の検出が前記順方向
アナログ信号出力と分けて単一電源を使用して可能にな
り、また逆流が生じた状態における流量の検出レンジを
広くとれるので、正逆両方向の流量の検出が広い範囲で
可能になり、さらに、検出素子にゼロ点ドリフトが発生
した場合でも流量の検出が可能となり、両電源を発生す
るための変換器を別途、用意する必要もなくなり、使い
勝手が向上する効果がある。また、検出素子の出力をデ
ィジタル値に変換して出力することも可能であるため、
外部のディジタル機器とのインタフェースも容易にな
り、使い勝手を向上させた流量計を実現できる効果があ
る。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５０】この発明によれば、前記流量計と、前記流
路を流れる流体の流量を調整する調整弁と、前記流量計
により計測された前記流体の流量が設定値になるように
前記調整弁を制御する制御手段とを備えると共に、前記
流量計、前記調整弁及び前記制御手段が前記単一電源の
みからの電力供給によって動作するように構成したの
で、両電源を発生するための変換器を別途、用意する必
要もなく、また、検出素子の出力をディジタル値に変換
して出力することも可能で、外部のディジタル機器との
インタフェースも容易な、使い勝手を向上させた調整弁
を備えた流量制御装置が実現できる効果がある。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流路に流れる流体の流れを検出する検出
素子と、該検出素子から出力された検出信号を処理する信号処理
回路と、該信号処理回路から出力されたアナログ信号をディジタ
ル信号に変換する変換部と、該変換部から出力されたディジタル信号に基づいて前記
流路を流れる被測定流体の流量を演算して出力する演算
部と、外部から前記検出素子、前記信号処理回路、前記変換
部、および前記演算部などへ単一電源を入力するための
電源端子とを備えた流量計。
【請求項２】信号処理回路は、検出素子から出力され
た検出信号を処理し、オフセットが付加されたアナログ
信号を出力することを特徴とする請求項１記載の流量
計。
【請求項３】信号処理回路は、検出素子から出力され
た検出信号を処理し、流路に流れる流体の流れの順方向
と逆方向とに応じた順方向アナログ信号出力と逆方向ア
ナログ信号出力とを、それぞれ別個に出力することを特
徴とする請求項１記載の流量計。
【請求項４】流路を流れる被測定流体の流量を調整す
る、電源端子から入力された単一電源により動作する調
整弁と、前記流路を流れる被測定流体の流量が設定された流量に
なるように、前記流路を流れる被測定流体の流量と設定
値とをもとに前記調整弁を制御する、前記電源端子から
入力された単一電源により動作する制御手段と請求項１
から請求項３のうちのいずれか１項記載の流量計とを備
えていることを特徴とする流量制御装置。