JP2016085196A - 流量計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 磁石とリードスイッチを利用した流量計測装置において、磁石とリードスイッチの個数を増やさずに計測できる体積分解能を向上させる。
【解決手段】 流体を収容し排出する計量室と、前記計量室にて流量を測定するための膜部と、前記膜部の往復運動に連動して回転する回転部材と、前記回転部材の回転の中心と二つのリード部の中心が向かいあう位置に設置されたリードスイッチと、前記回転部材上において一回転でリードスイッチの二つのリード部周辺を一回ずつ通る位置に配置された磁石と、リードスイッチのオン／オフ信号に基づいて本体を流れた流体の流量を計算する制御回路とで、流量計測装置を構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガスなどの被計測流体の流量を測定する流量計測装置に関するものである。

ガスメータ等、所定の流体の流量を計測する流量計測装置には、磁石とリードスイッチの組み合わせを用いてパルス生成部を構成するものが存在する。このような流量計測装置においては、磁石が流体の移動に伴い移動し、リードスイッチが当該磁石の移動を感知する。

一般的な流量計測装置の構成を図５に、流量パルス生成部５の構成を図６に示す。この流量計測装置では流体が通過する複数の膜部で構成された計量室１０が設けられ、計量室１０への流体の供給・排出に追従して膜部が往復運動をする。この往復運動が所定の伝達機構を介して回転運動に変換され、回転部材１上に配置された磁石２が、当該回転運動に追従して所定の軌道上で循環移動させられる。この磁石２の循環移動に伴う磁気作用の変化により、磁石２の軌道付近に設けられたリードスイッチ３がオン・オフされ、このスイッチング作用により流量信号が得られ、流体流量を感知する。

上述の構成においては、膜部が１往復（１サイクル）するのに伴って１回の回転運動が実現される。１回分の回転運動は計量室１０の体積に相当する流体量である。ここで、回転部材１上の磁石２が単一の場合、リードスイッチ３によって得られる流量信号は１サイクルで１個の信号のみである。従って計測可能な最小流量が大きくなる、すなわち、分解能が低くなるという問題がある。

そこで、分解能を挙げるために複数の磁石２を回転部材１に設ける技術が提案されている。この技術により１サイクルから得られる流量信号の数が大きくなり、分解能を向上させることが期待される。

特開２００４−０９３４９７号公報

しかしながら、従来の流量計測装置は、計量室１０の容積分の流量が流れる毎に回転部材１が一回転する構成になっており、流量の分解能を向上させるためにはリードスイッチ３か磁石２の数を増やす必要があるため、分解能を向上させた流量計測装置は高価になってしまうという課題があった。

本発明の流量計測装置は上記課題を解決するために、本体と、前記本体に固定され流体を収容し排出する計量室１０を定義する膜部と、前記膜部の往復運動に連動して回転する回転部材１と、前記回転部材１の回転の中心と二つのリード部の中心が向かいあう位置に設置されたリードスイッチ３と、前記回転部材１上において一回転でリードスイッチ３の二つのリード部周辺を一回ずつ通る位置に配置された磁石２と、リードスイッチ３のオン／オフ信号に基づいて本体を流れた流体の流量を計算する制御回路８を備えている。

これによって、計量室１０内の膜部一回転で２回リードスイッチ３をオンさせることが
でき、分解能を２倍にすることができる。

本発明の流量計測装置は、リードスイッチ３と磁石２の数を増やすことなく流量計測の分解能を向上できるため、より安価な流量計測装置が実現できる。

本発明の実施の形態１における流量パルス生成部の構造図 同実施の形態１におけるリードスイッチと磁石の関係図 同実施の形態２における流量パルス生成部の構造図 同実施の形態２におけるリードスイッチと磁石の関係図 従来例の流用計測装置の構造図 従来例の流量パルス生成部の構造図

本発明の第一の流量計測装置は、本体９と、前記本体９に固定され流体を収容し排出する計量室１０を定義する膜部と、前記膜部の往復運動に連動して回転する回転部材１と、前記回転部材１の回転の中心と二つのリード部４の中心が向かいあう位置に設置されたリードスイッチ３と、前記回転部材１上において一回転でリードスイッチ３の二つのリード部周辺を一回ずつ通る位置に配置された磁石２と、リードスイッチ３のオン／オフ信号に基づいて本体を流れた流体の流量を計算する制御回路８を備えることによって、計量室１０内部の膜部一回転で２回リードスイッチ３をオンさせることができ、分解能を２倍にすることができるため、リードスイッチ３と磁石２の数が一個ずつの安価な流量計測装置が実現できる。

本発明の第二の流量計測装置は、本発明の第一の流量計測装置の膜部に連動した第一の回転部材６と第一の回転部材６に連動して回転する第二の回転部材７を備え、第一の回転部材６一回転で第二の回転部材７が複数回回転する構成にし、第二の回転部材７に磁石２を備えることによって、磁石２とリードスイッチ３の数を増やすことなく、より分解能が高い流量計測装置を実現できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
本発明の流量計測装置の基本構成は従来例の図５と同じである。図１は本発明の流量計測装置の流量パルス生成部５を示した図である。図１において、回転部材１上の磁石２がリードスイッチ３の二つのリード部４周辺を通る位置に配置されている。通常、リードスイッチ３はリード部４がもっとも感度が高くなる特性を持っており、図１のような配置に磁石２とリードスイッチ３を配置することにより、回転部材１が回転して、磁石２がリードスイッチ３の二つのリード部４周辺を通るたびにリードスイッチ３をオンさせることができるようになる。

図２に磁石２とリードスイッチ３の位置関係とパルス出力状態を示している。本発明の実施の形態１の構成にすることによって、図２のように回転部材１が１回転すると２つのパルスが出力されるようになる。このようにして、本発明の流量計測装置は磁石２とリードスイッチ３が一個ずつでも分解能を２倍に上げることが可能となる。

（実施の形態２）
図３は本発明の第二の発明による流量パルス生成部５を示した図である。本発明では第一の回転部材６と直径が半分の第二の回転部材７を図のように配置し、第一の回転部材６
が一回転する間に第二の回転部材７が２回転する構成を実現している。すなわち、第二の回転部材７の角速度が第一の回転部材６の角速度の２倍になる。もちろん２倍に本発明が限定されるわけではなく、第二の回転部材７の角速度が第一の回転部材６の角速度より大きければ、流量測定の分解能を上げることができる。

これによって、第二の回転部材７の上に磁石を配置し、第二の回転部材７の周辺にリードスイッチ３を配置することによって、第一の回転部材６が１回転する間に４パルスを出力させることができるようになる。ここで、第二の回転部材７の半径をより小さくすることによって、第一の回転部材６が１回転する間に出力されるパルス数を４以上に増やすことも可能である。

図４は本発明の第一の回転部材６と第二の回転部材７と磁石２の配置を回転軸方向から表した図である。本発明の実施の形態２の構成にすることによって、磁石２とリードスイッチ３が一個ずつでも分解能を４倍以上に上げることが可能となる。

以上のように本発明は、従来より計量体積の分解能が高い流量計測装置を安価に提供できるため、ガスメータや実験用流量計測装置に利用できる。

１ 回転部材
２ 磁石
３ リードスイッチ
４ リード部
５ 流量パルス生成部
６ 第一の回転部材
７ 第二の回転部材
８ 制御回路
９ 本体
１０ 計量室

Claims (2)

1. 流体を収容し排出する計量室と、
   前記計量室にて、流量を測定するための膜部と、
   前記膜部の往復運動に連動して回転する回転部材と、
   前記回転部材の回転の中心と二つのリード部の中心が向かいあう位置に設置されたリードスイッチと、
   前記回転部材上において一回転でリードスイッチの二つのリード部周辺を一回ずつ通る位置に配置された磁石と、
   リードスイッチのオン／オフ信号に基づいて本体を流れた流体の流量を計算する制御回路と、
   を備えた流量計測装置。
2. 流体を収容し排出する計量室と、
   前記計量室にて、流量を測定するための膜部と、
   前記膜部の往復運動に連動して回転する第一の回転部材と、
   第一の回転部材に連動し、かつ第一の回転部材より速い角速度で回転する第二の回転部材と、
   第二の回転部材の回転の中心と二つのリード部の中心が向かいあう位置に設置されたリードスイッチと、
   前記第二の回転部材上において一回転でリードスイッチの二つのリード部周辺を一回ずつ通る位置に配置された磁石と、
   リードスイッチのオン／オフ信号に基づいて本体を流れた流体の流量を計算する制御回路と、
   を備えた流量計測装置。

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