JP2009063467A - 流量監視のためのしきい値の設定方法および流量計 - Google Patents

Abstract

【課題】現在実際に流れている流量がどの程度にまで低下すれば警報がでることになるのかといったことをユーザが直感的に把握することができ、流量監視を行い易くすること。
【解決手段】流量計における流量監視のためのしきい値の設定方法であって、流量監視を行うべき流体を流量計に流した状態において、ユーザによりしきい値の設定を行うための設定操作が行われたことに呼応して、当該設定操作が行われたときの流量を当該流量計によって計測し、計測された流量に対して予め記憶されている設定割合の流量をしきい値として設定する。
【選択図】図４

Description

本発明は、流量計における流量監視のためのしきい値の設定方法、および流体の流量を計測して流量監視を行うために用いられる流量計に関する。

従来より、油圧回路や冷却水回路などの流体回路における流体の流量を計測するために、種々の形式の流量計が用いられている。例えば、流体の流れによってロータを回転させ、ロータの回転数をセンサで検出することによって流量を計測する。流量計から出力される信号は、管路を流れる流体の流量をリアルタイムでユーザに知らせるだけではなく、流量がしきい値を越えて変化した場合に管路や流体回路に異常が生じたことをユーザに警告するためにも用いられる。

流量計において、そのような警報出力のためのしきい値の設定方法として、計測可能な最大流量に対する割合をポテンショメータで設定する方法がある。これは、例えば、流量計の計測可能な最大流量が２５リットル／分である場合に、しきい値として１０リットル／分を設定したい場合に、ポテンショメータを「４０パーセント」に設定する方法である。ユーザがポテンショメータを回転させ、目盛りを「４０パーセント」の位置に合わせると、しきい値として１０リットル／分が設定され、流量がそのしきい値を越えたときに流量監視のための警報信号が出力される。

また、キーボードや種々のスイッチを用いて、しきい値となる流量値それ自体を入力することも行われている。

また、流量についてではないが、しきい値の設定方法として、入力値の最大値と最小値とを求め、その差分に係数を乗じた値を最小値に加算した値をしきい値とすることが行われている（特許文献１）。
特開平５−１２６６６０

しかし、しきい値をパーセントで設定する従来の方法では、しきい値となる流量を比較的正確に計算することが可能であるが、そのしきい値が現況において実際に流れている流量に対してどんな関係になるのか、例えば現在実際に流れている流量がどの程度にまで低下すれば警報がでることになるのか、といったことをユーザが直感的に把握することができない。

また、キーボードなどを用いて流量値それ自体をしきい値として入力した場合にも、そのしきい値が現況の流量に対してどんな関係になるのかが直感的に把握できないし、またその入力に手間がかかるという問題がある。

また、特許文献１に開示された設定方法では、入力値がしきい値に対する大小関係がどのようになっているかをユーザが知ることは可能であるが、それが機器や回路の異常であるかどうかをユーザに知らせるものではない。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、現在実際に流れている流量がどの程度にまで低下すれば警報がでることになるのかといったことをユーザが直感的に把握することができ、流量監視を行い易くすることを目的とする。

本発明に係る方法は、流量計における流量監視のためのしきい値の設定方法であって、流量監視を行うべき流体を前記流量計に流した状態において、ユーザによりしきい値の設定を行うための設定操作が行われたことに呼応して、当該設定操作が行われたときの流量を当該流量計によって計測し、計測された流量に対して予め記憶されている設定割合の流量を前記しきい値として設定する。

また、流量監視を行うべき流体を前記流量計に流すステップと、ユーザにより前記設定操作手段が操作されたことに呼応して、当該設定操作が行われたときの流量を当該流量計によって計測するステップと、計測された流量に対して予め記憶されている設定割合の流量値を求めるステップと、求められた流量値をしきい値として設定するステップと、を有することでもよい。

また、計測された流量を前記表示部に表示するステップと、予め記憶されている設定割合を前記表示部に表示するステップと、求められた流量値または設定されたしきい値を前記表示部に表示するステップと、を有してもよい。

本発明に係る装置は、流体の流量を計測するとともに流量監視を行うために用いられる流量計であって、計測した流量を表示する表示部と、流量監視に用いるしきい値の設定操作を行うための設定操作手段と、流量に対する設定割合を記憶する記憶部と、前記設定操作手段が操作されたことに呼応して、そのときの流量を取得する流量取得手段と、取得された流量と記憶部に記憶されている設定割合とから流量値を求めてそれをしきい値として設定する手段と、計測した流量が前記しきい値で示される範囲外となったときに警報信号を出力する手段と、を有する。

本発明によると、現在実際に流れている流量がどの程度にまで低下すれば警報がでることになるのかといったことをユーザが直感的に把握することができ、流量監視が行い易くなる。

図１は本発明に係る一実施形態の流量計１の正面図、図２は流量計１の回路構成を示すブロック図、図３は流量計１の動作を説明するためのタイミングチャートである。

図１において、流量計１は、金属材料からなるハウジング３１の内部に種々の部品が組み込まれ、表面に操作および表示のためのパネルＰＮが設けられている。ハウジング３１の両端部に接続ネジ部３２，３３が設けられており、接続ネジ部３２，３３を利用して、流量を計測すべき管路に流量計１がインラインで挿入される。

ハウジング３１の内部において、図示しないロータが設けられており、流体の流れによってロータが回転する。ロータには磁性体または磁石などが埋め込まれており、ロータの回転による磁性体や磁石などの運動をセンサが検知して信号を出力するようになっている。このような流量計測のための機構それ自体は公知である。

ハウジング３１の表面には、３つのスイッチＳＷ１〜３、３つの表示灯ＰＬ１〜３、および、３桁の数値を表示可能な表示部２２が設けられている。表示灯ＰＬ１〜３は、それぞれ、スイッチＳＷ１〜３が押されたときに点灯する。

図２において、流量計１の電気回路は、マイクロコンピュータ１０を中心にして構成されており、その入力部１１に、上に述べた３つのスイッチＳＷ１〜３が接続され、出力部１６に、２つのトランジスタＴＲ１〜２および２つの発光ダイオードＬＥＤ１〜２が接続されている。マイクロコンピュータ１０の表示出力部１５には表示部２２が接続され、カウンタ１４にはセンサ２１からのパルス信号Ｓ４が入力されている。なお、マイクロコンピュータ１０を用いることなく、またはこれとともに、ディスクリートな回路素子を用いてもよい。

スイッチＳＷ１〜３は、それぞれ、Ａボタン、Ｂボタン、Ｅボタンともいい、モードの設定やパーセントの設定などを行うために用いられる。例えば、スイッチＳＷ２を押すと設定割合αを変更しまたは設定する設定モードになる。設定モードにおいて、スイッチＳＷ１を押すことによって、設定割合αの値が順次変化する。また、３つのスイッチＳＷ１〜３を組み合わせて押すことによって設定割合αを細かく変化させて設定することができる。

センサ２１は、例えば、ホール素子、磁気抵抗素子、コイルなどのような磁気検出素子であり、ロータの回転数つまり流量Ｑに応じた個数のパルス信号Ｓ４を出力する。カウンタ１４は、パルス信号Ｓ４を所定の周期ごとにカウントし、これによって流量Ｑに応じたカウント値Ｓ５を出力する。

演算処理部１２は、入力部１１に入力されたスイッチＳＷ１〜３のオンオフ信号Ｓ１〜３、カウンタ１４でのカウント値Ｓ５、およびメモリ１３に記憶された内容などに基づいて、種々の演算処理を行い、表示出力部１５に流量（流量値）Ｑを表示するための信号Ｓ６を出力し、また出力部１６に対しては警報のための制御信号Ｓ７を出力する。演算処理部１２における流量の計測（算出）それ自体、およびしきい値との比較による制御信号Ｓ７の出力それ自体は、公知であり、種々の方法または方式などを採用し得る。

トランジスタＴＲ１〜２は、制御信号Ｓ７に基づいてオンまたはオフし、警報のための信号Ｓ８，Ｓ９を出力する。

なお、流量計１には、図示しない電源装置などが設けられており、電源スイッチをオンすることにより流量計１が作動する。

次に、流量計１におけるしきい値の設定方法について説明する。

流量計１を管路に接続した状態で、電源をオンすると、その時点における管路の流量Ｑがリアルタイムで演算処理部１２で演算され、表示部２２に表示される。これが計測モードである。

そして、その状態で、スイッチＳＷ３を押すと、演算処理部１２は、スイッチＳＷ３を押したときの流量値Ａ１に対して、メモリ１３に記憶されている設定割合αを乗算して得た流量値（Ａ１×α）を、しきい値ＴＨとして設定する。

つまり、図３に示すように、計測される流量Ｑは刻々と変化するが、スイッチＳＷ３を押した時点ｔ１において、その時点ｔ１の流量値Ａ１が読み込まれ、その流量値Ａ１とメモリ１３に記憶された設定割合αとの積（Ａ１×α）が、しきい値ＴＨとして設定される。なお、この場合に、αを「０」〜「１」の値で表している。

そして、流量Ｑがしきい値ＴＨよりも低下した時点ｔ２において、警報信号Ｓ８，Ｓ９が出力されるとともに、発光ダイオードＬＥＤ１〜２が点灯する。警報信号Ｓ８，Ｓ９に基づいて、図示しないブザーなどを鳴らして警報音を発生したり、図示しないバルブを開閉して管路の流れを制御することができる。

具体的な数値を挙げて説明すると、設定割合αが５０パーセントであるとし、流量Ｑが１６．７リットル／分のときにスイッチＳＷ３を押したとすると、しきい値ＴＨは、１６．７×０．５から８．３５リットル／分となる。このしきい値ＴＨである８．３５リットル／分が流量Ｑの下限値として設定される。なお、設定割合αが５０パーセントであることは、予めユーザには分かっており、また、設定割合αが適当なタイミングで表示部２２に表示される。

このように、流量計１においては、スイッチＳＷ３を押したときの流量Ｑの設定割合αに対応する流量Ｑがしきい値ＴＨとして設定されるので、現在実際に流れている流量Ｑがどの程度にまで低下すれば警報がでることになるのかといったことをユーザが直感的に把握することができる。つまり、ユーザは設定割合αが５０パーセントであることを知っており、スイッチＳＷ３を押した時点から流量Ｑが５０パーセント以下になったときに警報がでることが容易に分かる。したがって、ユーザは流量監視が行い易くなる。

また、流量Ｑが変化した時点で、そのときの流量Ｑに対して５０パーセントになったときに警報を出したいのであれば、そのときに再度スイッチＳＷ３を押せばよい。つまり、スイッチＳＷ３を押せば、その時点における流量Ｑに対して設定割合αになったときに警報がでる。

また、設定割合αは、スイッチＳＷ１，２などを操作することによって容易に変更することができる。例えば、流量計１における設定割合αの初期値が５０パーセントであったとして、スイッチＳＷ１を押すごとに、それが７０パーセント、８０パーセント、９０パーセント、１００パーセント、０パーセントと変化し、次に５０パーセントに戻る。

この場合に、設定割合αが１００パーセントの場合には、流量測定範囲外になったときにのみ制御信号Ｓ７が出力される。設定割合αが０パーセントの場合には、流れている流量Ｑの値そのままが制御信号Ｓ７として出力される。

また、上に述べた設定割合αの用い方は第１設定方法であり、次に第２設定方法を説明する。つまり、第２設定方法では、１００から上に述べた設定割合αを引いた値を設定割合αとして用いる。この場合に、スイッチＳＷ３を押したときの流量Ｑから設定割合αだけ変化したときに警報が出されることとなる。

つまり、第２設定方法では、設定割合αは、その初期値が５０パーセントであったとして、スイッチＳＷ１を押すごとに、それが３０パーセント、２０パーセント、１０パーセント、０パーセント、１００パーセントと変化し、次に５０パーセントに戻る。

そして、この場合には、しきい値ＴＨは、流量Ａ１に対して、（１００−α）／１００を乗じた値となる。

なお、上の例では、流量Ｑがしきい値ＴＨ以下になったときにトランジスタＴＲ１〜２がオンするものとして説明したが、設定割合αに基づいて上限および下限のしきい値ＴＨ１，２が設定されるようにして、流量Ｑが上限のしきい値ＴＨ１を越えたときにはトランジスタＴＲ１がオンし、下限のしきい値ＴＨ１を越えたときにはトランジスタＴＲ２がオンするようにしてもよい。

この場合に、第２設定方法を用いることにより、流量Ｑに対してプラスαが上限のしきい値ＴＨ１となり、流量Ｑに対してマイナスαが下限のしきい値ＴＨ２となる。つまり、流量Ｑに対してプラスマイナスαの値がしきい値ＴＨとして設定され、流量Ｑがこの範囲から外れると警報がでることとなる。

なお、電源をオンした時点から、管路の流量Ｑがリアルタイムで表示部２２に表示されるが、スイッチＳＷ３を押した時点では、そのときの流量が所定時間だけ表示され、その後に設定割合αが所定時間だけ表示され、その後に、求められたまたは設定されたしきい値ＴＨが表示され、さらにその後に、計測される流量Ｑがリアルタイムで表示される。所定時間として、例えば１秒ないし数秒とすればよい。

次に、流量計１の動作をフローチャートを参照して説明する。

図４は流量計１の動作を示すフローチャートである。

図４において、流量計１に流体を流すと（＃１１）、流量Ｑがリアルタイムで表示される（＃１２）。スイッチＳＷ３が押されると（＃１３）、その時点での流量Ａ１が取り込まれ（＃１４）、設定割合αとの演算が行われ（＃１５）、それがしきい値ＴＨとして設定される（＃１６）。これらの処理は瞬時に行われるが、その後に、流量Ａ１の表示、設定割合αの表示、しきい値ＴＨの表示などが行われる（＃１７）。設定割合αを変更する操作が行われると（＃１８）、変更された設定割合αを用いて、ステップ＃１４以降の処理が行われる。設定割合αの変更操作が行われなくなると、流量Ｑが表示され（＃１９）、終了する。

上に述べた実施形態において、スイッチＳＷ１〜３として、種々の構造または方式のスイッチやボタンを用いることができる。その他、流量計１の全体または各部の構造、形状、寸法、個数、材質、回路の構成、処理の内容または順序などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。

本発明に係る一実施形態の流量計の正面図である。 流量計の回路構成を示すブロック図である。 流量計の動作を説明するためのタイミングチャートである。 流量計の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 流量計
１１ マイクロコンピュータ
１２ 演算処理部（流量取得手段、設定する手段、表示制御手段）
１３ メモリ（記憶部）
１６ 出力部（警報信号を出力する手段）
２１ センサ
２２ 表示部
３１ ハウジング
３２，３３ 接続ネジ部
ＳＷ３ スイッチ（設定操作手段）

Claims (6)

1. 流量計における流量監視のためのしきい値の設定方法であって、
   流量監視を行うべき流体を前記流量計に流した状態において、ユーザによりしきい値の設定を行うための設定操作が行われたことに呼応して、当該設定操作が行われたときの流量を当該流量計によって計測し、計測された流量に対して予め記憶されている設定割合の流量を前記しきい値として設定する、
   ことを特徴とする流量監視のためのしきい値の設定方法。
2. 流量監視のためのしきい値の設定操作を行うための設定操作手段および流量を表示するための表示部が設けられてなる流量計におけるしきい値の設定方法であって、
   流量監視を行うべき流体を前記流量計に流すステップと、
   ユーザにより前記設定操作手段が操作されたことに呼応して、当該設定操作が行われたときの流量を当該流量計によって計測するステップと、
   計測された流量に対して予め記憶されている設定割合の流量値を求めるステップと、
   求められた流量値をしきい値として設定するステップと、
   を有することを特徴とする流量監視のためのしきい値の設定方法。
3. 計測された流量を前記表示部に表示するステップと、
   予め記憶されている設定割合を前記表示部に表示するステップと、
   求められた流量値または設定されたしきい値を前記表示部に表示するステップと、
   を有してなる請求項２記載の流量監視のためのしきい値の設定方法。
4. 前記表示部に、前記計測された流量を表示するステップ、前記予め記憶されている設定割合を表示するステップ、前記求められた流量値または設定されたしきい値を表示するステップを、この順に実行するとともに、その後に、計測される流量をリアルタイムで表示する、
   請求項３記載の流量監視のためのしきい値の設定方法。
5. 流体の流量を計測するとともに流量監視を行うために用いられる流量計であって、
   計測した流量を表示する表示部と、
   流量監視に用いるしきい値の設定操作を行うための設定操作手段と、
   流量に対する設定割合を記憶する記憶部と、
   前記設定操作手段が操作されたことに呼応して、そのときの流量を取得する流量取得手段と、
   取得された流量と記憶部に記憶されている設定割合とから流量値を求めてそれをしきい値として設定する手段と、
   計測した流量が前記しきい値で示される範囲外となったときに警報信号を出力する手段と、
   を有することを特徴とする流量計。
6. 前記設定操作手段が操作されたことによって、前記表示部に、そのときに取得された流量を所定時間表示し、その後に、前記記憶部に記憶されている設定割合を所定時間表示し、その後に、設定されたしきい値を所定時間表示し、その後に、計測される流量をリアルタイムで表示するように制御する表示制御部を有する、
   請求項５記載の流量計。

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