JP2006098176A - Flow measuring instrument - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流体の流量を測定する流量計測装置に関し、特に膜式の流量計測装置に関するものである。 The present invention relates to a flow rate measuring device for measuring a flow rate of a fluid, and more particularly to a membrane type flow rate measuring device.
従来よりガス等の流体の流量を測定する流量計測装置として、計量室への所定量の流体の給排に伴って一往復する膜を有する膜式のものが開示されている(例えば特許文献1参照)。
図9に示すように、このような流量計測装置100では、計量室へのガスの給排により往復運動する膜部(図示省略)が設けられており、この膜部の往復移動に伴って揺動する翼軸にリンク機構101が接続されている。リンク機構101は、一対の長めの大肘金101aと、一対の短めの小肘金101bを組み合わせて構成されている。また、回転体102の周縁部には、中心に対して対称位置に一対の磁石103が設けられており、この磁石103が特定回転位相に回転したときに動作するリードスイッチ104が設けられている。さらに、このリードスイッチ104からの信号に基づいて流量を求めると共に求めた流量を表示部106に表示するコントローラ105が設けられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a flow measuring device for measuring a flow rate of a fluid such as a gas, a membrane type device having a membrane that reciprocates once when a predetermined amount of fluid is supplied to and discharged from a measuring chamber is disclosed (for example, Patent Document 1). reference).
As shown in FIG. 9, such a flow
また、回転体102は、ケーシング(図示省略)の上部に設けられている支持台107に回転自在に設けられているクランク軸102aと、このクランク軸102aに取り付けられた回転円板102bとから構成されており、クランク軸102aにはクランクアーム108が取り付けられている。クランクアーム108には、一対のクランクロッド109、109を介して、ガス給排口110およびガス排出口111を開閉する揺動バルブ112が設けられている。
The
従って、計量室へのガスの給排により膜が1往復すると回転円板102bが1回転するので、回転円板102bに取り付けられている1対の磁石103、103も同様に回転する。この磁石103、103の回転をリードスイッチ104が検知して信号をコントローラ105に送り、流量を計算すると共に表示部106に表示する。なお、回転円板102bの回転に伴って一対の揺動バルブ112が揺動して、適宜ガス給排口110およびガス排出口111を開閉して、ガスの供給および排出を行うようになっている。
ところで、前述した流量計測装置100においては、磁石103が特定回転位相に達したときに動作するリードスイッチ104を用いて回転円板112bの回転を検知しており、分解能を高めるために複数の磁石103を用いている。
しかしながら、磁石103が特定回転位相以外の位相にある状態ではリードスイッチ104は動作せず、途中の状態を検知することができないため正確な計測ができないという問題があった。
また、前述したような流量計測装置100を多数の家庭に並列配管している都市ガスに用いた場合には、大量にガスを使用している家庭における流量計測装置100の直前でガスが往復する脈動が、他の家庭の流量計測装置100に伝わる場合がある。このような場合に、磁石103を複数用いていると、磁石103が往復してリードスイッチ104がオン・オフ動作し、あたかもガスを使用しているようにカウントしてしまうので、正確な計量ができないおそれがあるという問題があった。
By the way, in the flow
However, when the
Further, when the flow rate measuring
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、測定分解能を向上して正確な計量を行うことのできる流量計測装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the conventional problems, and an object of the present invention is to provide a flow rate measuring apparatus capable of improving measurement resolution and performing accurate measurement.
本発明の流量計測装置は、計量室への所定量の流体の給排に伴って一往復する膜と、この膜の往復移動に対応して周回運動する周回部とを備え前記流体の流量を計測する流量計測装置であって、磁石と、この磁石の方位を検出する方位センサとを有し、前記磁石および前記方位センサのうちの一方を前記周回部に設け、前記磁石と前記方位センサの相対的位置から前記流体の流量を計測する構成を有している。 The flow rate measuring device of the present invention comprises a membrane that reciprocates once in accordance with the supply and discharge of a predetermined amount of fluid to and from the measurement chamber, and a revolving portion that revolves in response to the reciprocating movement of the membrane. A flow rate measuring device for measuring, comprising a magnet and an orientation sensor for detecting the orientation of the magnet, wherein one of the magnet and the orientation sensor is provided in the circulating portion, and the magnet and the orientation sensor The flow rate of the fluid is measured from the relative position.
ここで、周回運動とは、真円、楕円、長円等のみならず、閉曲線を一方向に移動する運動をいう。
この構成により、計量室へ流量を計測する流体を給排すると、計量室に設けられている膜が往復移動し、この膜の往復移動に伴って周回部が周回運動をする。このとき、周回部に磁石または方位センサが設けられているので、磁石または方位センサも周回運動することになる。この周回運動を方位センサが検知して、両者の相対的位置を求めることにより、膜の位置を検知することができるので、測定分解能を向上して正確な計量を行うことができることとなる。
Here, the circular motion refers to a motion that moves in one direction along a closed curve as well as a perfect circle, an ellipse, an ellipse, and the like.
With this configuration, when a fluid for measuring the flow rate is supplied to or discharged from the measurement chamber, the membrane provided in the measurement chamber reciprocates, and the revolving part revolves with the reciprocation of the membrane. At this time, since the magnet or the azimuth sensor is provided in the orbiting portion, the magnet or the azimuth sensor also moves around. The azimuth sensor detects this orbiting motion and obtains the relative position of the two so that the position of the film can be detected. Therefore, the measurement resolution can be improved and accurate measurement can be performed.
また、本発明にかかる流量計測装置は、前述したように、磁石および方位センサのうちの一方を周回部に設けた流量計測装置であって、前記磁石を前記周回部に配置すると共に、前記方位センサを前記磁石の周回運動の中心に配置した構成を有している。 Further, as described above, the flow rate measuring device according to the present invention is a flow rate measuring device in which one of the magnet and the orientation sensor is provided in the circulating portion, and the magnet is disposed in the circulating portion, and the orientation The sensor is arranged at the center of the circular motion of the magnet.
この構成により、方位センサの位置が磁石に対して規則的なので、方位センサは方位センサを中心として周回する磁石の相対位置を正確に検知することができ、これに基づいて正確な計量を行うことができる。 With this configuration, since the position of the azimuth sensor is regular with respect to the magnet, the azimuth sensor can accurately detect the relative position of the magnet that circulates around the azimuth sensor, and performs accurate weighing based on this. Can do.
さらに、本発明にかかる流量計測装置は、前述したように、磁石および方位センサのうちの一方を周回部に設け、方位センサを前記磁石の周回運動の中心に配置した流量計測装置であって、前記磁石は、前記方位センサに対して常に同じ磁極を向けて周回する構成を有している。 Furthermore, as described above, the flow rate measuring device according to the present invention is a flow rate measuring device in which one of the magnet and the orientation sensor is provided in the revolving part, and the orientation sensor is arranged at the center of the revolving motion of the magnet, The magnet is configured to always go around the same magnetic pole with respect to the azimuth sensor.
この構成により、方位センサを中心として磁束の向きが変化し、磁石が1周すると方位も変化も1周りするので、方位センサの位置を中心として周回する磁石の座標を明確に検知することができる。 With this configuration, the direction of the magnetic flux changes around the azimuth sensor, and when the magnet makes one revolution, both the azimuth and the change change by one. Therefore, the coordinates of the magnet that circulates around the position of the azimuth sensor can be clearly detected. .
本発明は、周回部に磁石または方位センサが設けられているので、磁石または方位センサも周回運動することになり、この周回運動を方位センサが検知して、両者の相対的位置を求めることにより、膜の位置を検知することができる。これにより、測定分解能を向上して正確な計量を行うことができるという効果を有する流量計測装置を提供することができるものである。 In the present invention, since the magnet or the azimuth sensor is provided in the orbiting portion, the magnet or the azimuth sensor also circulates, and the azimuth sensor detects the circulatory motion and obtains the relative position of both. The position of the film can be detected. Accordingly, it is possible to provide a flow rate measuring device having an effect that the measurement resolution can be improved and accurate measurement can be performed.
以下、本発明の実施の形態の流量計測装置について、図面を用いて説明する。
図1は本発明の実施の形態に係る流量計測装置である膜式ガスメータの全体を示す斜視図、図2は膜式ガスメータの要部の縦断面図、図3は膜式ガスメータの要部の分解斜視図、図4は実施形態に係る膜式ガスメータの要部の平面図である。
Hereinafter, a flow rate measuring device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing the entirety of a membrane gas meter which is a flow rate measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the main part of the membrane gas meter, and FIG. 3 is a main part of the membrane gas meter. FIG. 4 is an exploded perspective view, and FIG. 4 is a plan view of a main part of the membrane gas meter according to the embodiment.
図1〜図4に示すように、流量計測装置である膜式ガスメータ1は、計量室4への所定量の流体としてのガスの給排に伴って一往復する膜11と、この膜11の往復移動に対応して周回運動する周回部としての回転板20とを備えている。そして、磁石5と、この磁石5の方位を検出する方位センサ6とを有し、前記磁石5および前記方位センサ6のうちの一方を前記周回部(回転板20)に設け、前記磁石5と前記方位センサ6の相対的位置から前記ガスの流量を計測するものである。
As shown in FIGS. 1 to 4, a
さらに、詳細に説明する。図1に示すように、この発明の実施形態にかかる流量計測装置としての膜式ガスメータ1は、ガス供給口2a及びガス排出口2bを備えたケーシングCを用いて組み付けて構成してあり、ガス供給口2a及びガス排出口2bにより、住宅等のガス需要先にガスを供給するガス供給管(図示省略)の途中に接続して、ガス供給管を流れるガスの流量を計測して、ケーシングCの外部に設けた表示部3に計測したガス流量を表示するように構成してある。ケーシングCは、下ケーシング部C1及び上ケーシング部C2から成る。
Furthermore, it demonstrates in detail. As shown in FIG. 1, a
図3に示すように、膜式ガスメータ1は、計量室4へのガスの給排を制御する弁部V、計量室4へのガスの給排により往復動する膜部F、その膜部Fの1往復で1回転するように、膜部Fにリンク機構Lにて連動連結された周回部R1、及び流量を求めると共に求めた流量を上述の表示部3に表示させる演算部としてのコントローラ7を、ケーシングC内に組み付けて構成してある。
As shown in FIG. 3, the
周知であるので詳細な説明並びに図示は省略するが、上ケーシング部C2内には、上述のコントローラ7の他に、後述する磁石5(図4参照)の方位を検知する方位センサ6(図5参照)が設けられている。さらに、図示はしないが、膜式ガスメータ1に供給されるガス圧力を検出する圧力センサ、地震の震動を検出する感震器、及び、ガス供給遮断弁を設けて、前記圧力センサが異常圧力を検出したときや前記感震器が地震を検出したとき等、異常が発生したときに、上述のコントローラ7により、前記ガス供給遮断弁を遮断制御すると共に、異常情報を前記表示部に表示するように構成してあり、図1において、8は、前記ガス供給遮断弁の遮断状態を解除するための復帰軸(図示せず)の操作部を覆う復帰軸キャップである。
Although detailed description and illustration are omitted because they are well known, in the upper casing portion C2, in addition to the controller 7 described above, an orientation sensor 6 (see FIG. 5) for detecting the orientation of a magnet 5 (see FIG. 4) described later. Reference) is provided. Further, although not shown, a pressure sensor for detecting the gas pressure supplied to the
図2及び図3に示すように、下ケーシング部C1は、その中央を仕切り壁9にて仕切り、その仕切り壁9の両側それぞれに仕切り壁9を底部とする概ね円筒形状の計量室形成用空間を備え、各計量室形成用空間の中央部を膜部Fにて仕切ると共に、各計量室形成用空間の開口部を蓋10にて閉じて、各膜部Fの両側夫々に計量室4を形成してある。即ち、膜部Fは1対設け、計量室4は4室形成してある
As shown in FIGS. 2 and 3, the lower casing portion C <b> 1 is partitioned by a
図2及び図3に基づいて、膜部Fについて説明を加えると、膜部Fは、膜11と、その膜11の両面夫々の中央部に保持した円形の膜板12と、外側の膜板12の中央に保持した丁番台13にて構成してあり、その膜部Fを、膜11の周縁部を枠状の整膜板14にて下ケーシング部C1に保持した状態で、設けてある。
各膜部Fの丁番台13夫々に翼15の一端を枢支し、翼軸16を、その軸心を上下方向に向けて上端側を下ケーシング部C1の上部壁に形成した穴に気密状に貫通させた状態で、回動自在に支承、その翼軸16の下端と、翼15における枢支支持側とは反対側とを連結してある。
Referring to FIGS. 2 and 3, the film portion F will be described. The film portion F includes a
One end of a
図3及び図4に示すように、リンク機構Lは、端部同士を互いに枢支連結した大肘金17と小肘金18との組を2組備えて構成してある。そして、各翼軸16の上端部に、各大肘金17の一端を枢支連結してある。
As shown in FIGS. 3 and 4, the link mechanism L includes two sets of a
図3及び図4に示すように、弁部Vは、上記の4室の計量室4のガスの給排を制御するように下ケーシング部C1の上部壁に設け、弁部Vが膜部Fの往復動にて開閉操作されるように設けてある。
図4に基づいて弁部Vについて説明を加えると、下ケーシング部C1の上部壁には、膜11を介して対向する2室の計量室4に各別に連通する2個のガス給排口Xを間隔を隔てて並べて設けることにより、2個のガス給排口Xが並ぶガス給排口Xの組を2組設けると共に、各組のガス給排口Xの間にはガス排出口Yを設けてある。つまり、ガス排出口Yの両側に2個のガス給排口Xが並ぶ給排用開口部列を2列形成してある。
As shown in FIGS. 3 and 4, the valve portion V is provided on the upper wall of the lower casing portion C <b> 1 so as to control the supply and discharge of the gas in the four
The valve portion V will be described with reference to FIG. 4. Two gas supply / exhaust ports X respectively communicating with the two measuring
各給排用開口部列のガス排出口Yは、下ケーシング部C1の上部壁に設けたガス排出用接続口Zに対して、ガス排出路(図示省略)にて接続し、このガス排出用接続口Zは、下ケーシング部C1上に上ケーシング部C2を設けた状態で、上ケーシング部C2内に設けたガス排出路(図示省略)にてガス排出口2bに接続されるようになっている。
A gas discharge port Y of each supply / discharge opening row is connected to a gas discharge connection port Z provided on the upper wall of the lower casing portion C1 through a gas discharge path (not shown). The connection port Z is connected to the
各給排用開口部列の上部に、揺動バルブ23を上下方向の軸部にて給排用開口部列の開口部並び方向に揺動自在に支持して設けてあり、揺動バルブ23は後述する回転板20と一対のアーム21、25によって連結されている。
揺動バルブ23の裏面には連通用凹部(図示省略)を設けてあり、揺動バルブ23は、各揺動端に位置する状態で、揺動端側のガス給排口Xとガス排出口Yとを前記連通用凹部にて接続し且つ揺動端と反対側のガス給排口Xを開口し、揺動方向の中央に位置する状態で、両方のガス給排口Xを閉じるように構成してある。
An
The back surface of the
図4に示すように、周回部R1は、小肘金18の一端が回動自在に取り付けられると共に、一端が揺動バルブ23に接続されたアーム21の他端が回動自在に支持された回転板20を有している。
なお、回転板20の上には磁石5が取り付けられており、回転板20の回転に伴って周回運動を行うようになっている。また、回転板20の下方にはカウンター19が設けられており、回転板20の回転数をカウントするようになっている。
As shown in FIG. 4, the rotating portion R <b> 1 has one end of the
A
従って、計量室4へのガスの給排が行われると、膜11が往復移動して翼軸16が回動する。この翼軸19の回動によりリンク機構Lの大肘金17が揺動され、小肘金18を介して回転板20を回転させる。この回転板20の回転により、アーム21を揺動させて、揺動バルブ23を作動させる。
Therefore, when the gas is supplied to and discharged from the measuring
図5には、回転板20に取り付けられている磁石5と、上ケーシング部C2の下面に設けられている方位センサ6との位置関係が示されている。
なお、方位センサ6は、すでによく知られているので詳細な説明は省略するが、MR素子、薄膜コイル、駆動回路等を一体にした2軸磁気方位センサ等が一般的であり、磁束の方向を検知することができるものである。
また、方位センサ6としては、ホイートスンブリッジ等の3次元センサを採用してもよい。
FIG. 5 shows the positional relationship between the
Since the
As the
図5に示すように、回転運動をする回転板20の上に取り付けられている磁石5は、膜11の往復移動に伴い、リンク機構Lが作動して回転板20を回転させるので、例えば、真円、楕円、長円、閉鎖曲線等の周回運動を行う。そこで、方位センサ6は、この周回運動の内側に対応するように、上ケーシングC2の下面に取り付ける。なお、方位センサ6を、周回運動の中心に対応するように設けるのが望ましい。
As shown in FIG. 5, the
図5に示したように、リンク機構Lによって回転板20が回転すると、回転板20に設けられている磁石5も回転するが、図6(A)に示すように、方位センサ6側に位置する磁極(例えばS極)は常に一定である。
すなわち、図6(A)に示すように、同じ磁極を方位センサ6側に向けて、方位センサ6を中心として磁石5が周回運動をすると、方位センサ6は、図6(B)に示すように、磁石5の周回運動に伴って磁束の向きが変化するので、磁束の向きから磁石5の位置を検知することができる。
As shown in FIG. 5, when the
That is, as shown in FIG. 6 (A), when the
これにより、回転板20の回転角度を知ることができ、さらに、膜部Fの往復移動の状態を検知することができるので、流量の測定分解能を向上させることができる。なお、回転板20の回転状態を常時検知することが可能であるが、流量計測装置1に設けられている電池の消耗を少なくするために、任意間隔で検知するようにするのが望ましい。
Thereby, the rotation angle of the
なお、上述した流量計測装置1においては、磁石5が周回運動を行い、方位センサ6を周回運動の中心位置に設けた場合について説明したが、方位センサ6が中心ではないが周回運動の内側に位置する場合も同様である。
また、図7に示すように、リンク機構Lの小肘金18の上に磁石5をおいても、磁石5は閉曲線を描くため、検知可能である。この場合には、磁石5が平行移動を行いながら周回するので、方位センサ6側に位置する磁極が周回と共に変化する。すなわち、図8(A)に示すように、例えば磁石5のN極を図8において上側にして周回すると、方位センサ6の上側に位置しているときにはS極が方位センサ6側となり、磁石5が方位センサ6の下方に位置したときにはN極が方位センサ6側となる。この場合、方位センサ6は、図8(B)に示すように磁束の方向を検知することになる。
さらに、方位センサ6を、周回運動する磁石5の外側に配置することも可能である。
さらにまた、磁石5を周回運動の中心に配置し、方位センサ6を周回させることも可能である。
In the flow
Further, as shown in FIG. 7, even when the
Furthermore, it is also possible to arrange the
Furthermore, it is possible to arrange the
以上のように、本発明に係る流量計測装置は、周回部に磁石または方位センサが設けられているので、磁石または方位センサも周回運動することになり、この周回運動を方位センサが検知して、両者の相対的位置を求めることにより、膜の位置を検知することができる。これにより、測定分解能を向上して正確な計量を行うことができるという効果を有し、流体の流量を測定する流量計測装置、特に膜式の流量計測装置等として有用である。 As described above, in the flow rate measuring device according to the present invention, the magnet or the azimuth sensor is provided in the orbiting portion. Therefore, the magnet or the azimuth sensor also circulates, and the azimuth sensor detects this orbiting motion. The position of the film can be detected by obtaining the relative position between the two. This has the effect of improving the measurement resolution and enabling accurate measurement, and is useful as a flow rate measuring device that measures the flow rate of fluid, particularly a membrane-type flow rate measuring device.
1 膜式ガスメータ(流量計測装置)
4 計量室
5 磁石
6 方位センサ
11 膜
R1 周回部
1 Membrane gas meter (flow rate measuring device)
4 Weighing
Claims (3)
磁石と、この磁石の方位を検出する方位センサとを有し、
前記磁石および前記方位センサのうちの一方を前記周回部に設け、前記磁石と前記方位センサの相対的位置から前記流体の流量を計測することを特徴とする流量計測装置。 A flow rate measuring device for measuring a flow rate of the fluid, comprising a membrane that reciprocates once in accordance with supply and discharge of a predetermined amount of fluid to and from a measuring chamber, and a revolving portion that revolves in response to the reciprocating movement of the membrane. ,
Having a magnet and an orientation sensor for detecting the orientation of the magnet;
One of the magnet and the azimuth sensor is provided in the circulating section, and the flow rate of the fluid is measured from the relative position of the magnet and the azimuth sensor.
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