JP2010025841A - 流量計測装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】リードスイッチの変化への追従性と低消費電力化を両立することが可能な流量計測装置を提供する。
【解決手段】この流量計測装置は、通過流体によって駆動される磁石の回転により動作するリードスイッチが所定の通電回路を断続して得られるオン信号・オフ信号の断続信号の出力に基づいて前記通過流体の流量を計測する流量計測装置であって、前記リードスイッチのオン信号またはオフ信号の出力が所定時間以上継続することを検出して前記通過流体の停止を検出し、前記オン状態が継続しているときには前記通電回路の給電をサンプリング給電に切り替え、前記オフ状態が継続しているときには前記通電回路の給電を常時給電し、前記サンプリング給電中に前記リードスイッチのオン・オフの断続信号が検出されたときには、前記通電回路の通電を常時給電に切り替える。
【選択図】図１
【解決手段】この流量計測装置は、通過流体によって駆動される磁石の回転により動作するリードスイッチが所定の通電回路を断続して得られるオン信号・オフ信号の断続信号の出力に基づいて前記通過流体の流量を計測する流量計測装置であって、前記リードスイッチのオン信号またはオフ信号の出力が所定時間以上継続することを検出して前記通過流体の停止を検出し、前記オン状態が継続しているときには前記通電回路の給電をサンプリング給電に切り替え、前記オフ状態が継続しているときには前記通電回路の給電を常時給電し、前記サンプリング給電中に前記リードスイッチのオン・オフの断続信号が検出されたときには、前記通電回路の通電を常時給電に切り替える。
【選択図】図１
Description
本発明は、リードスイッチを使って流量を計測する流量計測装置に関し、例えば、ガスメータや水道メータに使用される流量計測装置に関する。
マイコンシステムが搭載されたガスメータでは、ガス流量によって回転する回転体に取り付けた磁石が発生する回転磁界によりオン／オフするリードスイッチからなる流量センサを備えたものが知られている。この流量センサからは、一定流量、例えば、０.７リットル毎にパルスが出力され、このパルス数をカウントすることによって、ガス流量を積算することができる。
上述のような流量センサを備えたガスメータは、電池で駆動しているため、低消費電力とすることが課題となっている。
このため、特許文献１の流量計測装置では、時間帯などの所定の条件に応じて、流量を監視するサンプリング間隔を変化させ、低速回転時にはサンプリング間隔を長くし、高速回転の時にはサンプリング間隔を短くして間欠駆動して、消費電力を抑制するようにしている。
また、このサンプリング間隔を流速によって変化させて、さらに消費電力を抑制するなどの技術も提案されている。
特開２００６−２７６０３５号公報
このため、特許文献１の流量計測装置では、時間帯などの所定の条件に応じて、流量を監視するサンプリング間隔を変化させ、低速回転時にはサンプリング間隔を長くし、高速回転の時にはサンプリング間隔を短くして間欠駆動して、消費電力を抑制するようにしている。
また、このサンプリング間隔を流速によって変化させて、さらに消費電力を抑制するなどの技術も提案されている。
しかしながら、サンプリングによる間欠駆動で給電した場合、監視時間外におきるリードスイッチの変化やチャタリングを見落とす可能性がある。
したがって、サンプリングによる間欠駆動で給電した場合には、リードスイッチの変化に対する追従性が問題となるため、常時給電によりリードスイッチの変化を監視することが望ましいが、一方、常時給電すると、消費電力を抑制することができないという問題が出てきてしまう。
したがって、サンプリングによる間欠駆動で給電した場合には、リードスイッチの変化に対する追従性が問題となるため、常時給電によりリードスイッチの変化を監視することが望ましいが、一方、常時給電すると、消費電力を抑制することができないという問題が出てきてしまう。
本発明は、上述の実情を考慮してなされたものであって、リードスイッチの変化への追従性と低消費電力化を両立することが可能な流量計測装置を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明の流量計測装置は、通過流体によって駆動される磁石の回転により動作するリードスイッチが所定の通電回路を断続して得られるオン信号・オフ信号の断続信号の出力に基づいて前記通過流体の流量を計測する流量計測装置であって、前記リードスイッチのオン信号またはオフ信号の出力が所定時間以上継続することを検出して前記通過流体の停止を検出し、前記オン状態が継続しているときには前記通電回路の給電をサンプリング給電に切り替え、前記オフ状態が継続しているときには前記通電回路の給電を常時給電し、前記サンプリング給電中に前記リードスイッチのオン・オフの断続信号が検出されたときには、前記通電回路の通電を常時給電に切り替える。
本発明の流量計測装置によれば、リードスイッチがオフ状態で停止している場合、あるいは、リードスイッチがオン・オフのパルス信号を出力しているときには、常時給電を行うので、リードスイッチの変化への追従性を確保できる。
さらに、リードスイッチがオフ状態で停止している場合には電力が消費されないので常時給電を行い、リードスイッチがオン状態で停止しているときには電力が消費されるためサンプリング給電して間欠駆動するので、低消費電力とすることができる。
さらに、リードスイッチがオフ状態で停止している場合には電力が消費されないので常時給電を行い、リードスイッチがオン状態で停止しているときには電力が消費されるためサンプリング給電して間欠駆動するので、低消費電力とすることができる。
以下、図面を参照して本発明の流量計測装置に係る好適な実施形態について説明する。
本実施形態では、ガスメータに本発明の流量計測装置を適用した場合について説明するが、例えば、水道メータのような他のメータにも適用できる。
本実施形態では、ガスメータに本発明の流量計測装置を適用した場合について説明するが、例えば、水道メータのような他のメータにも適用できる。
図１には、ガスメータにおける本発明に関連のある回路部分のみを示してあるが、図示以外の回路部分および機械的な構成は一般的に使用されているガスメータと同一であるので、それらの説明は省略する。
図１において、流量計測装置は、流量計測部１０、リードスイッチ１３、回転体１４、磁石１５、プルアップ抵抗１６を含んで構成されている。
回転体１４は、ガスメータ本体に形成したガス（流体）の流路中に回転自在に取り付けられ、ガスの流れに伴って回転する円盤状に形成され、円盤の対向する円周上にＮ極とＳ極とが交互に半径方向へ向くようにして、複数個の磁石１５（図１においては４つの磁石１５ａ〜１５ｄ）を取り付ける。尚、回転体１４は、非磁性体であって、磁石１５からの磁力により磁化されないように配慮されている。
回転体１４は、ガスメータ本体に形成したガス（流体）の流路中に回転自在に取り付けられ、ガスの流れに伴って回転する円盤状に形成され、円盤の対向する円周上にＮ極とＳ極とが交互に半径方向へ向くようにして、複数個の磁石１５（図１においては４つの磁石１５ａ〜１５ｄ）を取り付ける。尚、回転体１４は、非磁性体であって、磁石１５からの磁力により磁化されないように配慮されている。
リードスイッチ１３は、仕切り壁等を挟み、回転体１４に取り付けた磁石１５の回転磁界内の近傍に設置され、磁石１５の回転移動によりリードスイッチ１３の受ける磁界の強さが変化するようになされている。また、リードスイッチ１３の一端は、流量計測部１０に接続されて給電を受けるようになっている。
このリードスイッチ１３は、磁界が強くなって所定の閾値より大きくなったときにはオン、また、磁界が弱くなって所定の閾値より小さくなったときにオフで発生するパルス信号を出力する。
このリードスイッチ１３は、磁界が強くなって所定の閾値より大きくなったときにはオン、また、磁界が弱くなって所定の閾値より小さくなったときにオフで発生するパルス信号を出力する。
流量計測部１０は、例えば、ＭＰＵ（Microprocessing Unit）などを含んで構成されており、制御プログラム等を格納したＲＯＭ（Read Only Memory）、作業領域として利用されるＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶部を備え、流量計測の全体を制御するものである。以下では、本発明の特徴である給電処理についてのみ説明する。
流量計測部１０には、給電ポート１１と検出ポート１２が備えられている。
給電ポート１１は、電位を安定させるためのプルアップ抵抗１６を介してリードスイッチ１３の一方の端子と接続され、リードスイッチ１３の他方の端子は接地している。
この給電ポート１１は、流量計測部１０からの給電方式の指示にしたがって、常時給電したり、また、所定の時間間隔でサンプリング給電する。
給電ポート１１は、電位を安定させるためのプルアップ抵抗１６を介してリードスイッチ１３の一方の端子と接続され、リードスイッチ１３の他方の端子は接地している。
この給電ポート１１は、流量計測部１０からの給電方式の指示にしたがって、常時給電したり、また、所定の時間間隔でサンプリング給電する。
また、検出ポート１２は、リードスイッチ１３と接続されており、給電ポート１１から給電されると、リードスイッチ１３がオンのときには、「オン信号」が出力され、リードスイッチ１３がオンのときには、「オフ信号」が出力される。
検出ポート１２は、リードスイッチ１３がオフからオンに変化したときには、「オン変化有り」の信号が出力され、また、オンからオフに変化したときに、「オフ変化有り」の信号が出力される。
検出ポート１２は、リードスイッチ１３がオフからオンに変化したときには、「オン変化有り」の信号が出力され、また、オンからオフに変化したときに、「オフ変化有り」の信号が出力される。
次に、流量計測部１０のリードスイッチ１３の変化の監視動作について説明する。
図２は、リードスイッチ１３の出力信号に変化があったときの動作を説明するフローチャートである。
流量計測部１０は、リードスイッチ１３がオフ状態で停止している場合、常時給電を行い、また、リードスイッチ１３がオン状態で停止している場合、所定の時間間隔でサンプリング給電を行って、検出ポート１２からリードスイッチ１３の「オン変化有り」または「オフ変化有り」の出力信号を受信するまで待つ。
図２は、リードスイッチ１３の出力信号に変化があったときの動作を説明するフローチャートである。
流量計測部１０は、リードスイッチ１３がオフ状態で停止している場合、常時給電を行い、また、リードスイッチ１３がオン状態で停止している場合、所定の時間間隔でサンプリング給電を行って、検出ポート１２からリードスイッチ１３の「オン変化有り」または「オフ変化有り」の出力信号を受信するまで待つ。
リードスイッチ１３がオン状態で停止し、サンプリング給電を行っている場合に、流量計測部１０が、検出ポート１２からリードスイッチ１３の「オフ変化有り」の信号を受信すると（ステップＳ１でＹＥＳ）、常時給電に切り替えてリードスイッチ１３の出力信号の変化の監視を開始する（ステップＳ２）。
一方、リードスイッチ１３がオフ状態で停止し、常時給電を行っている場合に、流量計測部１０が、検出ポート１２からリードスイッチ１３の「オン変化有り」の信号を受信すると（ステップＳ１でＮＯ）、常時給電を維持したままリードスイッチ１３の出力信号の変化を監視する。
一方、リードスイッチ１３がオフ状態で停止し、常時給電を行っている場合に、流量計測部１０が、検出ポート１２からリードスイッチ１３の「オン変化有り」の信号を受信すると（ステップＳ１でＮＯ）、常時給電を維持したままリードスイッチ１３の出力信号の変化を監視する。
そして、タイマにリードスイッチ１３の停止確定判定時間をタイマに設定して、このタイマを開始する（ステップＳ３）。この停止確定判定時間は、リードスイッチ１３の出力信号がこの時間を経過しても変化しなかったときに、ガスの流通が停止したと判断するための時間であり、予め設定しておくものである。
図３は、給電方式を設定するときの動作を説明するフローチャートである。
流量計測部１０は、停止確定判定時間が経過するまで待つ間、リードスイッチ１３の出力信号を監視し（ステップＳ４）、「オン変化有り」または「オフ変化有り」の信号を受信したとき（ステップＳ５でＹＥＳ）、リードスイッチ１３がパルス信号を出力しているものとして、常時給電を維持したままパルス信号をカウントする（ステップＳ６）。
流量計測部１０は、停止確定判定時間が経過するまで待つ間、リードスイッチ１３の出力信号を監視し（ステップＳ４）、「オン変化有り」または「オフ変化有り」の信号を受信したとき（ステップＳ５でＹＥＳ）、リードスイッチ１３がパルス信号を出力しているものとして、常時給電を維持したままパルス信号をカウントする（ステップＳ６）。
一方、リードスイッチ１３の出力信号に変化がなく、停止確定判定時間が経過した場合（ステップＳ５でＮＯ、ステップＳ７でＹＥＳ）、オン状態で確定した（オン状態で停止した）場合には（ステップＳ８でＹＥＳ）、所定のサンプリングの時間間隔で給電ポート１１に給電して、リードスイッチ１３の出力信号の監視を開始する（ステップＳ９）。
一方、オフ状態で確定した（オフ状態で停止した）場合には（ステップＳ８でＮＯ）、給電ポート１１に常時給電して、リードスイッチ１３の出力信号の監視を開始する（ステップＳ１０）。
一方、オフ状態で確定した（オフ状態で停止した）場合には（ステップＳ８でＮＯ）、給電ポート１１に常時給電して、リードスイッチ１３の出力信号の監視を開始する（ステップＳ１０）。
図４は、リードスイッチ１３がオフ状態からオン状態に移行して停止した場合の給電方式を説明するタイミングチャートである。
時点Ｔ１まで、リードスイッチ１３からの出力信号がオフ状態で停止していたときには、常時給電して、リードスイッチ１３からの出力信号を監視する。
時点Ｔ１でリードスイッチ１３からの出力信号に変化があったとき（オフからオンに変化）、停止確定判定時間を経過する時点Ｔ２まで出力信号に変化がないと、オン状態で停止したものとして、サンプリング給電の駆動に切り替えて、リードスイッチ１３からの出力信号を監視する。
時点Ｔ１まで、リードスイッチ１３からの出力信号がオフ状態で停止していたときには、常時給電して、リードスイッチ１３からの出力信号を監視する。
時点Ｔ１でリードスイッチ１３からの出力信号に変化があったとき（オフからオンに変化）、停止確定判定時間を経過する時点Ｔ２まで出力信号に変化がないと、オン状態で停止したものとして、サンプリング給電の駆動に切り替えて、リードスイッチ１３からの出力信号を監視する。
図５は、リードスイッチがオン状態からオフ状態に移行して停止した場合の給電方式を説明するタイミングチャートである。
時点Ｔ３までサンプリング給電を行って、この時点でリードスイッチ１３の出力信号に変化があったとき（オンからオフに変化）、常時給電して、停止確定判定時間を経過する時点Ｔ４まで出力信号に変化がないと、オフ状態で停止したものとして、常時給電を維持して、リードスイッチ１３からの出力信号を監視する。
時点Ｔ３までサンプリング給電を行って、この時点でリードスイッチ１３の出力信号に変化があったとき（オンからオフに変化）、常時給電して、停止確定判定時間を経過する時点Ｔ４まで出力信号に変化がないと、オフ状態で停止したものとして、常時給電を維持して、リードスイッチ１３からの出力信号を監視する。
以上のような構成により、リードスイッチがオフ状態で停止している場合、あるいは、リードスイッチがオン・オフのパルス信号を出力しているときには、常時給電を行うので、リードスイッチの変化への追従性を確保できる。
さらに、リードスイッチがオフ状態で停止している場合には電力が消費されないので常時給電を行い、リードスイッチがオン状態で停止しているときには電力が消費されるためサンプリング給電して間欠駆動するので、低消費電力とすることができる。
さらに、リードスイッチがオフ状態で停止している場合には電力が消費されないので常時給電を行い、リードスイッチがオン状態で停止しているときには電力が消費されるためサンプリング給電して間欠駆動するので、低消費電力とすることができる。
尚、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で各種の変形、修正が可能であるのは勿論である。
１０…流量計測部、１１…給電ポート、１２…検出ポート、１３…リードスイッチ、１４…回転体、１５，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ…磁石、１６…プルアップ抵抗。
Claims (1)
- 通過流体によって駆動される磁石の回転により動作するリードスイッチが所定の通電回路を断続して得られるオン信号・オフ信号の断続信号の出力に基づいて前記通過流体の流量を計測する流量計測装置であって、前記リードスイッチのオン信号またはオフ信号の出力が所定時間以上継続することを検出して前記通過流体の停止を検出し、前記オン状態が継続しているときには前記通電回路の給電をサンプリング給電に切り替え、前記オフ状態が継続しているときには前記通電回路の給電を常時給電し、前記サンプリング給電中に前記リードスイッチのオン・オフの断続信号が検出されたときには、前記通電回路の通電を常時給電に切り替えることを特徴とする流量計測装置。
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| JP2005111476A (ja) * | 2001-12-28 | 2005-04-28 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 浄水器 |
| JP2009198429A (ja) * | 2008-02-25 | 2009-09-03 | Ricoh Elemex Corp | 流量計測装置 |
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