JP2011185907A

JP2011185907A - 流量センサ

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Publication number: JP2011185907A
Application number: JP2010054647A
Authority: JP
Inventors: Makoto Arimoto; 誠有元
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2010-03-11
Filing date: 2010-03-11
Publication date: 2011-09-22

Abstract

【課題】管の内側に配置された磁界発生手段が発生する磁界を検出することで、流体の流量を測定する流量センサであって、磁界発生手段が流体の流れる方向に交差する方向に移動し、管を流れる流体の流量の測定精度が低下することを抑制する流量センサを得る。
【解決手段】流量センサ１０は、鉛直方向上方に流体が流れるように鉛直方向に配置され、かつ当該流体が流れる進行方向に内径が変化している管１２の内側に、当該流体が流れる進行方向及び進行方向と逆方向の逆行方向に移動可能に配置され、当該流体の流量に応じて移動すると共に磁界を発生するフロート１４と、進行方向に交差する交差方向におけるフロート１４の位置を予め定めた範囲内に制限するためにフロート１４を囲む囲い１６と、管１２の外側に配置され、フロート１４が発生した磁界の大きさを検知する磁気センサ１８と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、流量センサに関し、特に流体の流量に応じて移動する磁石が発生する磁界の大きさを検出することにより流量を測定する流量センサに関する。

従来、流量センサとして、管内を流れる流体にフロートを浮遊させ、流体の流量に応じて移動するフロートの位置を、管内のフロートを確認するための窓に設けられた目盛りを目視で読み取り、管内を流れる流体の流量を測定していた。

しかし、流体が不透明である場合には、管内のフロートの位置を上記目盛りを介して目視で読み取ることができないという問題、目視できない位置に配置されている管内を流れる液体の流量を測定できないという問題があった。

この問題を解決するために、特許文献１には、垂直に置かれたテーパ管内にフロートを浮遊させてその位置により流量を計測する面積式流量計において、上記フロートとして上下方向に着磁された永久磁石またはこれを封入したものを用いると共に、複数の磁気抵抗素子を上記テーパ管と平行して並べ、上記フロートから発生する磁界の大きさを当該磁気抵抗素子で検出することにより流量を検出する流量計が開示されている

特公平７−９２３９５号公報

しかしながら、特許文献１には、流体の流量に変化がなくても、流体の進行方向に対して交差する方向にフロートが移動することによって、磁界を発生する磁界発生手段が流体の流れる方向に交差する方向に移動し、管を流れる流体の流量の測定精度が低下する場合がある、という問題があった。

本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、磁界発生手段が発生する磁界を検出することで流体の流量を測定する流量センサであって、磁界発生手段が流体の流れる方向に交差する方向に移動し、管を流れる流体の流量の測定精度が低下することを抑制する流量センサを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、鉛直方向上方に流体が流れるように鉛直方向に配置され、かつ当該流体が流れる第１の方向に内径が変化している管の内側に、当該第１の方向及び当該第１の方向と逆方向の第２の方向に移動可能に配置され、当該流体の流量に応じて移動すると共に磁界を発生する磁界発生手段と、前記第１の方向に交差する第３の方向に前記磁界発生手段が移動することを制限する制限手段と、前記管の外側に配置され、前記磁界発生手段が発生した磁界の大きさを検知する検知手段と、を備えている。

このように、請求項１に記載の流量センサによれば、制限手段によって、磁界発生手段が流体の流れる方向に交差する方向に移動することが抑制されるので、管を流れる流体の流量の測定精度が低下することを抑制できる。

なお、請求項１に記載の発明は、請求項２に記載の発明のように、前記制限手段を、前記第３の方向における前記磁界発生手段の位置を予め定めた範囲内に制限するために前記磁界発生手段を囲む囲いとしてもよい。これにより、簡易な構成で、磁界発生手段が流体の流れる方向に交差する方向に移動することを抑制できる。

また、請求項１に記載の発明は、請求項３に記載の発明のように、前記磁界発生手段に、前記第１の方向に貫通孔が設けられ、前記制限手段を、前記貫通孔に挿入された棒状の部材としてもよい。これにより、簡易な構成で、磁界発生手段が流体の流れる方向に交差する方向に移動することを抑制できる。

一方、上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、流体が流れる管の内側に、当該流体が流れる第１の方向及び当該第１の方向と逆方向の第２の方向に移動可能に配置され、当該流体の流量に応じて移動すると共に磁界を発生する磁界発生手段と、前記流体の流量に応じて移動する前記磁界発生手段を、前記第２の方向に付勢する付勢手段と、前記管の外側に配置され、前記磁界発生手段が発生した磁界の大きさを検知する検知手段と、を備えている。

このように、請求項４に記載の流量センサによれば、管が配置される方向にかかわらず、付勢手段によって、磁界発生手段が流体の流れる方向に交差する方向に移動することが抑制されるので、管を流れる流体の流量の測定精度が低下することを抑制できる。また、磁界発生手段が配置される領域における管の内径を、流体が流れる第１の方向に変化させなくても磁界発生手段を用いた流量の測定ができる。

また、請求項５に記載の流量センサは、請求項４に記載の発明のように、前記付勢手段が、前記磁界発生手段に対して、前記第１の方向側及び前記第２の方向側に各々設けられてもよい。これにより、流体の流れる方向が変わったとしても、管を流れる流体の流量を測定できる。

また、請求項４又は請求項５に記載の流量センサは、請求項６に記載の発明のように、前記管は、前記磁界発生手段が配置される領域の内径が前記第１の方向に変化してもよい。これにより、磁界発生手段が配置される領域の内径が前記第１の方向に変化しない管に比較して、測定可能な流量の大きさの範囲が広くなる。

さらに、請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の流量センサは、請求項７に記載の発明のように、前記磁界発生手段が、表面をフッ素樹脂によって覆われていてもよい。これにより、管を流れる流体を腐食性のある流体であっても、磁界発生手段が腐食されることを抑制することができる。

以上説明した如く、本発明によれば、磁界発生手段が流体の流れる方向に交差する方向に移動し、管を流れる流体の流量の測定精度が低下することを抑制できるという優れた効果を有する。

第１の実施の形態に係る流量センサの構成を示す図である。第２の実施の形態に係る流量センサの構成を示す図である。第３の実施の形態に係る流量センサの構成を示す図である。第３の実施の形態に係る流量センサを水平方向に配置された管に適用した場合の構成を示す図である。他の実施の形態に係る管の断面形状の他の例を示す図である。他の実施の形態に係るフロートの形状の他の例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１（Ａ）に、本第１の実施の形態に係る流量センサ１０の構成を示す。

流量センサ１０は、鉛直方向上方に流体が流れるように鉛直方向に配置され、かつ当該流体が流れる方向（以下、「進行方向」といい、図１（Ａ）の下から上に向かう方向。）に内径が変化している管１２の内側に、進行方向及び進行方向と逆方向の方向（以下、「逆行方向」といい、図１（Ａ）の上から下に向かう方向。）に移動可能に配置され、流体の流量に応じて移動すると共に磁界を発生するフロート１４と、流体の進行方向に交差する方向（以下、「交差方向」とい、（図１（Ａ）のＸ方向。ただし、進行方向に直交する方向に限らない。）にフロート１４が移動することを制限する制限手段としての囲い１６を備えている。

なお、本第１の実施の形態に係る管１２を流れる流体を、インクジェットプリンタで用いられるインク液とする。

さらに、本第１の実施の液体に係る流量センサ１０は、管１２の外側に配置され、フロート１４が発生した磁界の大きさを検知する磁気センサ１８と、磁気センサ１８へ電力を供給すると共に、磁気センサ１８から出力される出力信号が入力され、入力された出力信号に基づいて管１２を流れる流体の流量を導出し、導出した流量を表示部２０Ａに表示するコントローラ２０とを備えている。

本第１の実施の形態に係るフロート１４は、フロート１４に作用する重力と、フロート１４に作用する流量に応じた力（圧力）とが釣り合う位置で停止する。

また、本第１の実施の形態に係る管１２は、上述したように、フロート１４が配置される領域の内径が流体の進行方向に対して徐々に変化する、所謂テーパ状とされている。

これにより、フロート１４が流体の流量に応じて流体から受ける圧力は、テーパ状とされている管１２の領域において、徐々に変化する。すなわち、フロート１４が流体の流量に応じて流体から受ける圧力は、管１２の内径が大きい領域に比較して、管１２の内径が小さい領域の方が大きい。

ここで、フロート１４が配置される領域がテーパ状となっていない管（以下、「非テーパ状管」という。）では、フロート１４に作用する重力と、フロート１４に作用する流量に応じた圧力とが釣り合う条件を満たす値は、非テーパ状管の内径に対して一意に決まってしまうため、流量の測定には適しない。この理由は、フロート１４に作用する圧力は、フロート１４が圧力を受ける面積と流体が流れる流路の面積の比（以下、「面積比」という。）によって決まるためである。

一方、テーパ状の管１２では、内径が流体の進行方向に対して連続的に変化するため、上記面積比も連続的に変化するので、上記釣り合う条件は、非テーパ状管のように一意ではなくなり、流量の測定が可能となる。

図１（Ａ）を参照して具体的に説明すると、流量が小さい場合におけるフロート１４の位置は図１（Ａ）の下側となり、流量が大きい場合におけるフロート１４の位置は図１の上側となる。そして、磁気センサ１８は、管１２の外側に固定して配置されるため、フロート１４の位置に応じて磁気センサ１８で検出される磁界の大きさは異なる。このため、流量センサ１０は、磁気センサ１８でフロート１４が発生する磁界の大きさを検出することで管１２内を流れる液体の流量を測定することができる。

また、本第１の実施の形態に係るフロート１４は、磁界を発生するための永久磁石を備えている。本第１の実施の形態では、永久磁石としてネオジム磁石を用いるが、これに限らず、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石等、他の永久磁石を用いてもよい。また、フロート１４は、永久磁石のＳ極が進行方向側及びＮ極が逆行方向側、又はＮ極が進行方向側及びＳ極が逆行方向側となるように配置される。

さらに、本第１の実施の形態に係るフロート１４は、流体の進行方向に対し直交する方向の断面形状を円形とするが、これに限らず、フロート１４の断面形状を三角形、四角形等の多角形としてもよい。

また、本第１の実施の形態に係るフロート１４は、表面がフッ素樹脂によって覆われている。これは、流体であるインク液が、フロート１４を構成する永久磁石を腐食する可能性があり、フロート１４に耐腐食性（耐薬品性）を持たせるために、表面をフッ素樹脂によって覆う処理（以下、「コーティング処理」という。）を行う。なお、コーティング処理は、焼付けにより行われ、焼付けのための温度は、数百度となるが、永久磁石の磁力が失われるキュリー温度を超えない温度とすることが望ましい。また。コーティング処理により焼付けを行った後に、キュリー点以下の温度で着磁を行ってもよい。

ここで、フロート１４の断面が管１２の内径に対して大きすぎると、液体が流れる流路を塞いでしまい、流体の圧力損失を大きくし、流量センサ１０が流体の流量を正しく検知できなくなる可能性がある。そのため、フロート１４の断面の大きさは、流体の圧力損失にできるだけ影響を与える大きさとしないことが望ましい。また、流体には粘性があることから管１２の内壁近くでは流体の流速が小さい。そのため、フロート１４の断面が管１２の内径に対して小さすぎ、且つ管１２の内壁に近い位置にフロート１４が配置されると、フロート１４の位置が流体の進行方向に対して変化せず、流量センサ１０が流体の流量を正しく検知できなくなる可能性がある。そのため、フロート１４は、管１２の内側において中央近辺に配置されることが望ましい。

また、本第１の実施の形態では、磁気センサ１８としてホール素子を用いるが、これに限らず、磁気抵抗素子等、磁界の大きさを検知できるものであれば他のセンサであってもよい。なお。磁気抵抗素子は、一つだけでは磁界の向きを区別することができないため、磁界の向きを区別するためには、磁気センサ１８として、磁気抵抗素子を複数個備える必要がある。しかし、ホール素子は、一つでも磁界の向きを区別することができるため、磁気センサ１８としてホール素子を用いた方が磁気センサを小型化することができる。

また、本第１の実施の形態に係るコントローラ２０は、記憶手段を備えており、磁気センサ１８から出力される出力信号の大きさと流量との関係を示したデータ（以下、「流量データ」という。）を予め記憶手段に記憶している。

なお、本第１の実施の形態に係る記憶手段は、一例として、流量データとして磁気センサ１８から出力される出力信号の大きさと流量との関係をテーブルで示したものを記憶するが、これに限らず、例えば、流量データとして磁気センサ１８から出力される出力信号の大きさと流量との関係を数式で示したものを記憶してもよい。なお、磁気センサ１８として用いられるホール素子は、磁界の大きさに応じた電圧を出力するため、本第１の実施の形態に係る流量データは、電圧と流量との関係を示したデータとされている。

そして、コントローラ２０は、磁気センサ１８から出力信号（磁界の大きさを示す電圧）が入力されると、記憶手段から流量データを読み出し、出力信号の大きさに応じた流量を流量データから導出し、導出した流量を表示部２０Ａに表示する。

ところで、流量が変化しなくても、何らかの理由により流体の流れが乱れ、フロート１４の位置が交差方向に変化し、フロート１４と磁気センサ１８とが交差方向に離れる場合がある。フロート１４と磁気センサ１８とが交差方向に離れると、磁気センサ１８で検出される磁界の大きさが変化する。すなわち、フロート１４と磁気センサ１８とが交差方向に近づくと磁気センサ１８で検出される磁界の大きさは大きくなり、フロート１４と磁気センサ１８とが交差方向に遠ざかると磁気センサ１８で検出される磁界の大きさは小さくなる。その結果、流量センサ１０によって測定される流量の測定精度が低下する場合がある。

そこで、本第１の実施の形態に係る囲い１６は、交差方向におけるフロート１４の位置を予め定めた範囲内に制限しており、これにより交差方向にフロート１４が移動することを制限する。なお、上記予め定めた範囲は、流量の測定精度において許容できる誤差範囲で磁気センサ１８が磁界の大きさを検出でき、かつフロート１４の進行方向及び逆行方向への移動を妨げない範囲とされ、シミュレーション、実験等により予め定められる。

図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡＡ断面図であり、本第１の実施の形態に係る囲い１６は、フロート１４の側面を囲み、また、フロート１４の断面形状が円形であることに伴い、囲い１６の断面形状が円形とされる。なお、囲い１６は、フロート１４の断面形状が三角形、四角形等の多角形とされている場合は、フロート１４の断面形状に応じて三角形、四角形等の多角形としてもよい。

また、本第１の実施の形態に係る囲い１６は、フロート１４の側面全体を覆っているが、これに限らず、フロート１４の位置を上記範囲内に制限できればよく、フロート１４の側面の一部を覆う囲いとしてもよい。

さらに、本第１の実施の形態に係る囲い１６は、フロート１４の位置を流体の進行方向及び逆行方向に対しても制限するために、囲い１６の上下にストッパー１６Ａが設けられている。なお、図１（Ｂ）に示すように、交差した２つのストッパー１６Ａが設けられているが、これに限らず、１つ又は３つ以上のストッパー１６Ａを設けてもよい。

なお、図１（Ａ），（Ｂ）では、フロート１４が配置されている位置を管１２の内側において、磁気センサ１８側としているが、これに限らず、管１２の中央近辺等、他の位置に配置されてもよい。

以上説明したように、本第１の実施の形態に係る流量センサ１０は、鉛直方向上方に流体が流れるように鉛直方向に配置された管１２の内側に、流体が流れる進行方向及び逆行方向に移動可能とされ、流体の流量に応じて移動すると共に磁界を発生するフロート１４と、進行方向に交差する交差方向におけるフロート１４の位置を予め定めた範囲内に制限するためにフロート１４を囲む囲い１６と、管１２の外側に配置され、フロート１４が発生した磁界の大きさを検知する磁気センサ１８と、を備えている。

このように、囲い１６が、フロート１４の交差方向への移動を抑制するので、フロート１４が交差方向に移動し、管１２を流れる流体の流量の測定精度が低下することを抑制できる。

（第２の実施の形態）
本第２の実施の形態では、交差方向にフロート１４が移動することを制限する制限手段を、フロート１４に設けられた貫通孔に挿入された棒状の部材とした場合の形態例について説明する。

図２（Ａ）は、本第２の実施の形態に係る流量センサ１０の構成を示す図である。なお、第１の実施の形態に係る流量センサ１０と同様の構成には、同じ符号を付して説明を省略する。

本第２の実施の形態に係る流量センサ１０は、フロート１４に対して進行方向に貫通孔３０が設けられている。本第２の実施の形態では、貫通孔３０をフロート１４の略中心に設けているが、これに限らず、貫通孔３０は、進行方向であれば他の位置に設けられてもよい。また、本第２実施の形態では、貫通孔３０の断面形状を円形とするが、三角形及び四角形等の多角形としてもよい。

そして、本第２の実施の形態に係る流量センサ１０は、貫通孔３０に棒状の部材（以下、「制限軸３２」という。）が挿入されることによって、交差方向にフロート１４が移動することが制限される。本第２の実施の形態では、制限軸３２の断面形状を貫通孔３０の断面形状と同様に円形としているが、これに限らず、貫通孔３０の断面形状に合わせて三角形及び四角形等の多角形としてもよい。

また、制限軸３２の両端は、管１２の内壁と接合している支持部材３４に接合されている。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＡＡ断面図であり、同図に示すように、交差した２つの支持部材３４が、管１２の内壁に固定されているが、これに限らず、１つ又は３つ以上の支持部材３４により制限軸３２を管１２の内壁に固定してもよい。なお、制限軸３２の長さが、進行方向に対するフロート１４の移動範囲とされる。

なお、本第２の実施の形態に係るフロート１４は、図２（Ａ），（Ｂ）に示されるように、制限軸３２を介して、管１２の内径の略中心に備えられるが、これに限らず、管１２の内壁の近く等、他の位置に備えられてもよい。

以上説明したように、本第２の実施の形態に係る流量センサ１０は、鉛直方向上方に流体が流れるように鉛直方向に配置された管１２の内側に、流体が流れる進行方向及び逆行方向に移動可能とされ、流体の流量に応じて移動すると共に磁界を発生し、かつ進行方向に貫通孔が設けられたフロート１４と、貫通孔３０に挿入された制限軸３２と、管１２の外側に配置され、フロート１４が発生した磁界の大きさを検知する磁気センサ１８と、を備えている。

これにより、制限軸３２が、フロート１４の交差方向への移動を抑制するので、フロート１４が交差方向に移動し、管１２を流れる流体の流量の測定精度が低下することを抑制できる。

（第３の実施の形態）
本第３の実施の形態では、フロート１４が移動することを制限する制限手段を、進行方向とは逆方向である逆行方向にフロート１４を付勢するバネとした場合の形態例について説明する。

図３（Ａ）は、本第３の実施の形態に係る流量センサ１０の構成を示す図である。なお、第１の実施の形態及び第２の実施の形態に係る流量センサ１０と同様の構成には、同じ符号を付して説明を省略する。

本第３の実施の形態に係る流量センサ１０は、流体の流量に応じて移動するフロート１４を逆行方向に付勢するバネ４０Ａがフロート１４の進行方向側に設けられている。また、フロート１４の逆行方向側にバネ４０Ｂが設けられている。なお、以下の説明において、バネ４０Ａ，４０Ｂを区別する必要がある場合は、符号の後にＡ，Ｂの何れかを付し、Ａ，Ｂを区別する必要がない場合は、Ａ，Ｂを省略する。

そして、バネ４０のフロート１４と接合されている端部と異なる端部は、管１２の内壁と接合している支持部材３４と接合されている。これにより、バネ４０は、管１２の内部に固定される。なお、本第３の実施の形態に係るフロート１４は、図３（Ａ），（Ｂ）に示されるように、バネ４０を介して、管１２の内径の略中心に備えられるが、これに限らず、管１２の内壁の近く等、他の位置に備えられてもよい。

このように、フロート１４に対して、進行方向側及び逆行方向側にバネ４０が各々設けられているため、流体の進行方向が図３（Ａ）の下から上に向かう方向の場合のみならず、流体の進行方向が図３（Ａ）の上から下に向かう方向の場合であっても、流量センサ１０は、管１２を流れる流体の流量を測定することができる。

ここで、フロート１４とバネ４０とが接合されているので、フロート１４が所定の振動数で振動する可能性がある。この振動における固有振動数ωは、（１）式に示すように、バネ４０のバネ定数ｋ及びフロート１４の質量ｍに比例し、固有振動数ωが大きいと流量センサ１０による流量の測定精度の低下を招く恐れがある。

固有振動数ωを小さくするためには、バネ定数ｋが小さいバネ４０又は質量ｍが大きいフロート１４を選択すればよい。また、バネ４０とフロート１４を選択する際には、フロート１４の流体の進行方向に対する変位が、磁気センサ１８による磁界の検出範囲（一例として、ホール素子では検出範囲が数ｍｍ〜数ｃｍ）に収まるバネ定数ｋを有するバネ４０と質量ｍを有するフロート１４とを選択する必要がある。さらに、固有振動数ωは、流量センサ１０によって磁界を検出する周期（サンプリング周波数）よりも十分に小さいことが望ましい。

また、フロート１４が受ける力Ｆは、バネ４０の自然長からの伸び又は縮み（以下、「変位量」という。）をｘとすると、以下の（２）式で表される。

そして、磁気センサ１８で磁界の変化量を検出することで、バネ４０の変位量ｘを求め、求められた変位量ｘから管１２を流れる流体の流量を導出してもよい。

また、本第３の実施の形態に係る流量センサ１０は、フロート１４が配置されている領域の管１２の内径がテーパ状とされていない。フロート１４には、重力に加え、バネ４０の復元力も作用しており、一定の値である重力に対して、バネ４０の復元力は連続的な値をとることができる。そのため、バネ４０の復元力を利用した本第３の実施の形態に係る流量センサ１０は、管１２の内径をテーパ状としなくても上述した釣り合いの条件を満たすことができ、流量の測定が可能となる。

さらに、本第３の実施の形態に係る流量センサ１０は、図４に示すように、鉛直方向に配置された管１２に備えられなくてもよい（図４の一例では、管１２を水平方向に配置。）。第１の実施の形態又は第２の実施の形態に係る流量センサ１０は、鉛直方向に配置された管１２に備えられないと、フロート１４が、流体による圧力と重力との釣り合いを保てず、正確な流量の測定ができない。しかし、本第３の実施の形態に係る流量センサ１０では、フロート１４は管１２の内壁に接合されたバネ４０によって支持されているため、管１２が配置される方向にかかわらず釣り合いを保つことができ、管１２を流れる流体の流量を測定できる。

なお、本第３の実施の形態に係る流量センサ１０は、フロート１４に対してバネ４０が、進行方向側及び逆方向側に各々設けられているが、これに限らず、フロート１４に対してバネ４０が、進行方向側及び逆方向側の何れか一方に設けられてもよい。

以上説明したように、本第３の実施の形態に係る流量センサ１０は、流体が流れる管１２の内側に、当該流体が流れる進行方向及び逆行方向に移動可能に配置され、当該流体の流量に応じて移動すると共に磁界を発生するフロート１４と、流体の流量に応じて移動するフロート１４を、逆行方向に付勢するバネ４０と、管１２の外側に配置され、フロート１４が発生した磁界の大きさを検知する磁気センサ１８と、を備えている。

これにより、管が配置される方向にかかわらず、バネ４０が、フロート１４の交差方向への移動を抑制するので、フロート１４が交差方向に移動し、管１２を流れる流体の流量の測定精度が低下することを抑制できる。

なお、本第３の実施の形態では、フロート１４が配置される領域の内径がテーパ状となっていない管１２を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、フロート１４が配置される領域の内径が流体の進行方向に変化したテーパ状となっている管を用いる形態としてもよい。

これにより、フロート１４に作用する圧力が流体の進行方向に応じて小さくなるため、フロート１４が配置される領域がテーパ状となっていない管に比較して、流量の大きさに対する流体の進行方向へのフロート１４の移動量が小さいので、流量センサ１０で測定できる流量の範囲が広くなる。

以上、本発明を上記各実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記各実施の形態に記載の範囲には限定されない。

例えば、上記各実施の形態では、磁界を発生させるためにフロート１４に永久磁石を用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、フロート１４に電磁石を用いる形態としてもよい。

また、上記各実施の形態では、管１２を流れる流体を、インクジェットプリンタで用いられるインク液として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、管１２を流れる流体を他の液体、気体、又は多数の微粒子の集合体である粉体としてもよい。また、流体の密度及び粘性係数等が異なっていても、基準となる流体（以下、「基準流体」という。）の密度及び粘性係数等に対する補正係数αを予め定めることによって実際に管１２を流れる流体（以下、「実流体」という。）の流量を簡易に測定できる。

例えば、管１２の断面積をＡとし、基準流体の速度をｖ_Ｏとし、実流体の速度をｖ_１とした場合、基準流体の流量Ｑ_Ｏと実流体の流量Ｑ_１との関係は、次の（３）式で表される。

（３）式から、速度ｖ_Ｏと速度ｖ_１の比が補正係数αとなることが分かる。そして、フロート１４の密度をρ_ｆとし、基準流体の密度をρ_Ｏとし、実流体の密度をρ_１とする、補正係数αは、次の（４）式で表される。

このように、補正係数αは、基準流体と実流体との密度の比から導出できる。このため、上述した流量データを、基準流体を基に作成することで、当該流量データに基づいて導出した流量と補正係数αとから、管１２を流れる実流体の流量を導出できる。これにより、管１２を流れる流体の種類にかかわらず、簡易に管１２を流れる流体の流量を導出できる。

また、上記第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、管１２の内径が流体の進行方向に徐々に大きくしているが、これに限らず、図５に示すように、管１２の内径が流体の進行方向に段階的に大きくしてもよい。また、第３の実施の形態において、管１２の内径をテーパ状とする場合は、内径が流体の進行方向に徐々に大きくしてもよいし、図５に示すように、管１２の内径を流体の進行方向に段階的に大きくしてもよい。

さらに、上記各実施の形態では、フロート１４の、流体の進行方向に対する断面形状を、流体の交差方向よりも進行方向に長い長方形とする場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、フロート１４の上記断面形状を、図６（Ａ）に示すように、より流体の圧力の影響を受け易いように、流体の進行方向よりも交差方向に長い長方形状としてもよいし、図６（Ｂ）に示すように、進行方向側の辺よりも逆行方向側の辺が短い台形状としてもよい。

１０流量センサ
１４フロート（磁界発生手段）
１６囲い（制限手段）
１８磁気センサ（検知手段）
３０貫通孔
３２制限軸（制限手段）
４０バネ（付勢手段）

Claims

鉛直方向上方に流体が流れるように鉛直方向に配置され、かつ当該流体が流れる第１の方向に内径が変化している管の内側に、当該第１の方向及び当該第１の方向と逆方向の第２の方向に移動可能に配置され、当該流体の流量に応じて移動すると共に磁界を発生する磁界発生手段と、
前記第１の方向に交差する第３の方向に前記磁界発生手段が移動することを制限する制限手段と、
前記管の外側に配置され、前記磁界発生手段が発生した磁界の大きさを検知する検知手段と、
を備えた流量センサ。
前記制限手段は、前記第３の方向における前記磁界発生手段の位置を予め定めた範囲内に制限するために前記磁界発生手段を囲む囲いである請求項１記載の流量センサ。
前記磁界発生手段には、前記第１の方向に貫通孔が設けられ、
前記制限手段は、前記貫通孔に挿入された棒状の部材である請求項１記載の流量センサ。
流体が流れる管の内側に、当該流体が流れる第１の方向及び当該第１の方向と逆方向の第２の方向に移動可能に配置され、当該流体の流量に応じて移動すると共に磁界を発生する磁界発生手段と、
前記流体の流量に応じて移動する前記磁界発生手段を、前記第２の方向に付勢する付勢手段と、
前記管の外側に配置され、前記磁界発生手段が発生した磁界の大きさを検知する検知手段と、
を備えた流量センサ。
前記付勢手段は、前記磁界発生手段に対して、前記第１の方向側及び前記第２の方向側に各々設けられる請求項４記載の流量センサ。
前記管は、前記磁界発生手段が配置される領域の内径が前記第１の方向に変化している請求項４又は請求項５に記載の流量センサ。
前記磁界発生手段は、表面がフッ素樹脂によって覆われている請求項１〜請求項６の何れか１項記載の流量センサ。