JP2012225725A - 流量計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示部での表示内容を見やすい方向に変更可能にすることで、装置の設置自由度を高めた流量計測装置を提供することを目的とする。
【解決手段】被計測流体の流量を計測する流量計測手段１０と、流量計測手段１０により計測された流量を表示する表示手段１１と、対向して配置された前記被計測流体の入口及び出口と、を備え、表示手段１１は、装置の設置方向に応じて、表示が正立方向に表示可能にするようにして設置の自由度を高めた。
【選択図】図１

Description

本発明はガスなどの流量を計測する超音波による流量計測装置に関する。

従来の流量計測装置は、計測値などを表示する表示部と、この表示部に表示される文字、数字、記号などの情報データの表示する姿勢を任意に可変する表示姿勢設定部を備え、そして表示部が設置されている角度、向きなどの設置姿勢に応じて、表示部に表示する情報データの正立、倒立、斜めなどの角度、縦長、横長などの縦横比などその表示する姿勢を表示姿勢設定部により変更するもので、表示部は本体に対して相対的に移動させず固定した構造となっている。

特開平１０−３８６２０号公報

しかしながら、前記従来の構成では、表示部の設置姿勢を識別するために姿勢検知センサを設ける必要があるため、部品点数が多くなりコストが高くなること、さらに姿勢検知センサの設置スペースのため小型化がし難いことが課題となっていた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、表示部での表示内容を見やすい方向に変更可能にすることで、装置の設置自由度を高めた流量計測装置を提供することを目的とする。

本発明に係る流量計測装置は、前記の課題を解決するために、被計測流体の流量を計測する流量計測手段と、前記流量計測手段により計測された流量を表示する表示手段と、対向して配置された前記被計測流体の入口及び出口と、を備え、前記表示手段は、装置本体の設置方向に応じて、表示が正立方向に表示可能に構成している。

以上のように、本発明では、表示部での表示内容を見やすい方向に変更可能にすることで、装置の設置自由度を高めた流量計測装置を提供することができる、という効果を奏する。

本発明の実施の形態１に係る流量計測装置を示すブロック図 同流量計測装置における水平配管接続時の表示状態を示す図 同流量計測装置における水平配管接続時の他の表示状態を示す図 同流量計測装置における垂直配管接続時の表示状態を示す図 同実施の形態の流量計測装置における垂直型配管接続の他の表示状態を示す図 本発明の実施の形態２に係る流量計測装置を示すブロック図 本発明の実施の形態２に係る流量計測装置を示すブロック図 （ａ），（ｂ）本発明の実施の形態３に係る流量計測装置の設置状態を示す図

第１の発明は、被計測流体の流量を計測する流量計測手段と、前記流量計測手段により計測された流量を表示する表示手段と、対向して配置された前記被計測流体の入口及び出口と、を備え、前記表示手段は、装置本体の設置方向に応じて、表示が正立方向に表示可能に構成した流量計測装置である。

この構成によれば、表示部での表示内容を見やすい方向に変更可能にすることで、装置の設置自由度を高めることができる。

第２の発明は、特に第１の発明において、装置の設置方向を検出する設置方向検出手段を有し、前記表示手段は、前記設置方向検出手段により検出された方向に応じて、表示が正立方向に表示されるようにした構成の流量計測装置である。

この構成によれば、設置方向検出手段により検出した設置方向により自動的に表示が設定されるので、利便性を高めることができる。

第３の発明は、特に第１の発明において、被計測流体の流れの方向を判定する流れ方向判定手段を備え、前記流れ方向検出手段で判定した流れ方向に応じて、表示が正立方向に表示されるようにした構成の流量計測装置である。

この構成によれば、設置方向検出手段は流量計測手段で代用できるので、追加の検出手段を設けることなく低コスト化と装置の小型化ができる。

第４の発明は、特に第３の発明において、前記被計測流体の入口への流入方向と、出口方向への流出方向が同一方向であり、かつ、中心軸が略同一であるようにした構成の流量計測装置である。

この構成によれば、接続配管の入口側の方向に応じて表示部が見える方向に取付け可能にでき、表示が正立方向に表示せしめることで、設置の自由度を高めた装置を低コストで実現できる。

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。また、これら実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る流量計測装置について、図１を参照して具体的に説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る流量計測装置のブロック図である。

［流量計測装置の構成］
まず、本実施の形態に係る流量計測装置の構成について説明する。図１に示すように、本実施の形態に係る流量計測装置は、測定流路１に臨ませた超音波センサ２、３と、送信時に超音波センサ２あるいは超音波センサ３を駆動して超音波を発信する送信手段４と、超音波センサ２あるいは超音波センサ３で受信した超音波信号を検知する受信手段５と、一方の超音波センサ２あるいは超音波センサ３から送信された超音波信号を、他方の超音波センサ３あるいは超音波センサ２が受信するまでの伝搬時間を計測する計時手段６と、伝搬時間より被計測流体の流量を演算するとともに計測した流量を積算する流量演算手段７と、超音波センサ２、超音波センサ３の一方を受信側に設定し他方を送信側に設定する切替手段８と、超音波での計測を制御する計測制御手段９からなる流量計測手段１０と、
流量計測手段１０で計測した流量を表示する表示手段１１からから構成されている。

表示手段１１は、液晶表示素子で構成されており、流量計測装置に固定されている。

ここで、超音波センサ２、超音波センサ３は、被計測流体の流れる測定流路１の流路軸に角度φで対向するように配置されている。

［流量計測装置の動作］
次に、前記構成の流量計測装置の動作について説明する。計測制御手段９により切替手段８を制御して、まず超音波センサ２を送信側に、超音波センサ３を受信側に設定する。そして、送信手段４から出力される駆動信号が送信側に設定された超音波センサ２に入力され、超音波センサ２から超音波信号が発信される。発信された超音波の信号が受信側の超音波センサ３で受信されるまでの伝搬時間を計時手段６で計測する。

なお、この送受信動作を所定の回数（ｎ回）だけ繰り返されたときの時間を計時手段６で求めることにより、計測精度を高めることができる。

次に、切替手段８で超音波センサ２と超音波センサ３の送受信を切り替えて、超音波センサ３を送信側、超音波センサ２を受信側に設定して超音波信号を送信し、この送受信を前述のように行い、その超音波の伝搬に要した伝搬時間を計時する。

このようにして、切替手段８により、超音波センサ２、超音波センサ３の送信側と受信側との設定を切り替え、それぞれの伝搬時間を上述のように測定し、流量演算手段７において次式のようにして流量Ｑを求める。

Ｑ＝Ｓ・ｖ
＝Ｓ・｛Ｌ／（２・ｃｏｓφ）｝｛（１／ｔ１）−（１／ｔ２）｝ ・・・（１）
但し、式（１）においては、Ｌが超音波センサ２と超音波センサ３間の流れ方向の有効距離であり、ｔ１が超音波センサ２から超音波センサ３への伝搬時間であり、ｔ２が超音波センサ３から超音波センサ２への伝搬時間であり、ｖが被計測流体の流速であり、Ｓが測定流路１の断面積であり、φは超音波センサが測定流路１の軸となす角度であり、Ｑが流量である。

式（１）から分る様に、流れ方向が逆になった場合は、伝搬時間ｔ１とｔ２が逆になるため、流量Ｑの絶対値は変わらないが、符号が逆になる。

このような流量計測を時間経過とともに順次繰り返して、時間経過とともに流量を積算して積算流量を計測する。

図２〜図５は、流量計測装置の配管接続口が対向する方向で略直線状に配置されたライン型配管接続の一例を示し、ここで、接続口は被計測流体の入口への流入方向と、出口方向への流出方向が同一方向であり、かつ、中心軸が略同一である場合を示している。

図２のように接続口Ａを入口側、接続口Ｂを出口側として流量の計測を開始して、計測結果を表示手段１１に表示させ、この表示状態で図２の表示のように文字が正立して見易い姿勢であれば、このまま使用する。

ところが、接続口Ａと接続口Ｂを図３のように装置の設置姿勢を１８０°反転させて使用していた場合は、表示手段１１での計測結果の表示は文字が逆立ちした状態になり、見難い表示姿勢となるので、表示手段１１設けた表示切替スイッチ１１ａにより文字の表示
姿勢を１８０°反転させるようにして図３に示すように文字が正立して見易い姿勢にさせる。

また、図４のように接続口Ａと接続口Ｂを垂直方向に設置し接続口Ａを下方にした場合は、図２に示した表示状態のままでは表示された文字が横向きとなって見難い表示姿勢となるので、表示手段１１に設けた表示切替スイッチ１１ａにより文字の表示姿勢を９０°回転させるようにして図４に示すように文字が正立して見易い姿勢にさせる。

さらに、図５のように接続口Ａと接続口Ｂを垂直方向に設置し接続口Ａを上方にした場合は、図４で設定した表示姿勢のままでは文字が逆立ちしてしまうので、上記と同様に表示手段１１に設けた表示切替スイッチ１１ａにより文字の表示姿勢を回転させるようにして図５に示すように文字が正立して見易い姿勢にさせる。

以上は、表示手段１１での表示姿勢を表示切替スイッチ１１ａにより変える場合を示したが、表示手段１１を回転できるようにしたり、あるいは着脱自在にして見易い方向に取り付け可能に構成することも可能なのは言うまでもない。

このように、表示手段１１での表示が見易いように変更できることで、装置の設置姿勢に関わらず無理なく表示を視認することが行えるようになり、使い勝手が良くなるとともに、設置の自由度を向上できる。

また、被計測流体の入口への流入方向と、出口方向への流出方向が同一方向であり、かつ、中心軸が略同一であるようにしているので、上記のように設置方向が変わっても表示手段１１を見えるように設置することが可能となり、表示手段１１での表示姿勢を見易い方向にする対応が有効となり、装置の設置の自由度を高めることができる。

さらに、あらゆる設置姿勢に対して同じ装置で対応できるので、接続方向の異なる種々の装置を生産する必要がなくなり、生産機種の統一により低コスト化できる。

このように、本実施の形態に係る流量計測装置は、表示手段１１での表示内容を見やすい方向に変更可能にすることで、装置の設置自由度を高めることができる。

また、本実施の形態に係る流量計測装置において、接続口は被計測流体の入口への流入方向と、出口方向への流出方向が同一方向であり、かつ、中心軸が略同一であるようにした構成である。

このようにして、接続口を略直線状に配置することで、接続配管の入口側の方向に応じて表示手段１１が見える方向に取付け可能にでき、表示される文字が正立方向に表示せしめることで、設置の自由度を高めた装置を低コストで実現できる。

なお、本実施の形態では、表示手段１１の表示の方向を表示切替スイッチを用いて行ったが、通信手段を備える構成とし、通信により、流量計測装置の外部から設定するように構成しても良い。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る流量計測装置について、図６を参照して具体的に説明する。図６は、本発明の実施の形態２に係る流量計測装置の一例を示すブロック図である。

［流量計測装置の構成および動作］
まず、本実施の形態に係る流量計測装置の構成について説明する。図６に示すように、
本実施の形態に係る流量計測装置は、前記実施の形態１に係る流量計測装置と基本的に同様の構成であるが、設置方向検出手段１２を備えている。前記実施の形態１に係る流量計測装置と同じ構成要素は、その説明は省略する。

ここで、設置方向検出手段１２は、流量計測装置の設置姿勢を判別する姿勢センサで構成している。

次に、前記構成の流量計測装置の動作について説明する。

流量計測の結果を表示手段１１に表示する場合、設置方向検出手段１２で検知した設置姿勢に応じて、前述の図２〜図５で示した設置姿勢では、表示する文字が正立するように自動的に変更する。

以上のように、本実施の形態に係る流量計測装置は、装置の設置方向を検出する設置方向検出手段１２を有し、表示手段１１は、設置方向検出手段１２により検出された方向に応じて、表示が正立方向に表示されるようにした構成である。

この構成によれば、接続口を略直線状に配置することで、被計測流体の入口が、上下左右のどの位置にあっても、設置が可能であり、しかも、設置方向検出手段１２により検出した設置方向により自動的に表示が設定されるので、視認性を損なうことがなく、利便性を高めることができる。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る流量計測装置について、図７、図８を参照して具体的に説明する。なお、基本的構成は、実施の形態１と同じであり、異なるのは、流量演算手段７で演算された流量の正あるいは負の流量を加味して被計測流体の流れ方向を基に判定する流れ方向判定手段１３を有し、流量計測手段１０で計測して判定された流れ方向によりどちらの接続口が入口側かを判定し、設置姿勢の検出に利用する構成とした点である。

この構成において、例えば、配管の都合等で、入口側が左側になることが予め分かっている場合は、図８（ａ）に示すように、接続口Ａ、Ｂが水平方向で、且つ、接続口Ａが左に配置された状態で正常な表示を行うように表示切替スイッチ１１ｂで設定しておく。

このような設定状態で、配管の接続が行われて、接続口Ａ側から被計測流体が流入し、接続口Ｂ側から流出する場合、流れ方向判定手段１３は、この被計測流体の流れ方向を検知し、図８（ａ）に示す設置状態と判断し、表示手段１１による表示を行う。

逆に、入口側が右になることが予め分かっている場合、つまり、接続口Ｂ側から被計測流体が流入し、接続口Ａ側から流出する場合は、図８（ｂ）に示すように、接続口Ａ、Ｂが水平方向で、且つ、接続口Ｂが右に配置された状態で正常な表示を行うように設定することで、同様に設置時に正常な表示を行うことができる。

つまり、接続口Ａが入口側の場合と出口側の場合の表示姿勢を事前に設定することにより、自動的に表示手段１１での文字の表示姿勢を設定することができる。なお、配管方向が縦方向になる場合も、同様に設定することで対応できることは言うまでもない。

このように、入口側に設定された接続口（図８で示すＡまたはＢ）と装置の設置方向（縦または横）とを表示切替スイッチ１１ｂにより設定しておくことで、設置後、流れ方向判定手段１３は、流量計測手段１０で計測した流れ方向で設置方向を判断とした構成により、設置方向の検出手段を省略でき、部品の削減による低コスト化と装置の小型化ができ
る。

また、本実施の形態に係る流量計測装置において、接続口は被計測流体の入口への流入方向と、出口方向への流出方向が同一方向であり、かつ、中心軸が略同一であるようにした構成とすることで、前述の（実施の形態１）と同様に、接続口を略直線状に配置することで、接続配管の入口側の方向に応じて表示手段１１が見える方向に取付け可能にでき、表示される文字が正立方向に表示せしめることで、設置の自由度を高めた装置を低コストで実現できる。

また、本実施の形態では、接続口Ａ，Ｂのどちらが入口になっても被計測流体の流量を検出することが可能に構成している為、間違ってあらかじめ設定された方向と逆に接続したとしても、表示切替スイッチ１１ｂを設定し直すことで、正常な表示を行うことが可能となる。

なお、本発明は前記実施の形態の記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲内で種々の変更が可能であり、異なる実施の形態や複数の変形例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

以上のように、本発明に係る流量計測装置は、流体の流れ方向に関わらず精度を高めた流量を計測することが可能なため、流体を計測する分野であれば、被計測流体がどのようなものであっても好適に用いることができる。

１ 測定流路
２、３ 超音波センサ
４ 送信手段
５ 受信手段
６ 計時手段
７ 流量演算手段
８ 切替手段
９ 計測制御手段
１０ 流量計測手段
１１ 表示手段
１２ 設置方向検出手段
１３ 流れ方向判定手段

Claims (4)

1. 被計測流体の流量を計測する流量計測手段と、
   前記流量計測手段により計測された流量を表示する表示手段と、
   対向して配置された前記被計測流体の入口及び出口と、を備え、
   前記表示手段は、装置本体の設置方向に応じて、表示が正立方向に表示可能に構成した流量計測装置。
2. 装置の設置方向を検出する設置方向検出手段を有し、前記表示手段は、前記設置方向検出手段により検出された方向に応じて、表示が正立方向に表示されることを特徴とする請求項１に記載の流量計測装置。
3. 被計測流体の流れの方向を判定する流れ方向判定手段を備え、前記流れ方向検出手段で判定した流れ方向に応じて、表示が正立方向に表示されることを特徴とする請求項１に記載の流量計測装置。
4. 前記被計測流体の入口への流入方向と、出口方向への流出方向が同一方向であり、かつ、中心軸が略同一であることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の流量計測装置。