JP2876214B2 - 流量計 - Google Patents

流量計

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JP2876214B2
JP2876214B2 JP63316342A JP31634288A JP2876214B2 JP 2876214 B2 JP2876214 B2 JP 2876214B2 JP 63316342 A JP63316342 A JP 63316342A JP 31634288 A JP31634288 A JP 31634288A JP 2876214 B2 JP2876214 B2 JP 2876214B2
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正彦 貝塚
赤人 梅田
誠司 池田
紀幸 山内
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、たとえばガスメータ等の流量計に係わり、
詳しくは、少なくとも、遮断弁、マイクロプロセッサ、
および流量発信手段を備え、前記流量発信手段からの流
量信号を前記マイクロプロセッサで分析して、異常時に
は前記遮断弁を動作させて流路を遮断するようにした流
量計に関する。
(従来の技術) 近年、ガスメータなどの流量計において、マイクロプ
ロセッサを組込んだ制御機器(以後、コントローラとい
う)を内蔵し、ガスの流れ状態から異常を検知して流路
を自動的に遮断することができるようにした安全性の高
い、いわゆるマイコンメータが実用化されている。
従来、この種のマイコンメータは、第6図に示すよう
な構成となっている。すなわち、図中aはコントローラ
aであり、このコントローラaは、マイクロプロセッサ
(CPU)bと入出力回路cとからなっている。入出力回
路cには、テストスイッチd、流量発信器e、ガス警報
器f、表示装置g、遮断弁hが接続されている。また、
マイクロプロセッサb、表示装置g、遮断弁hには、リ
チウム電池iから電力が供給されるようになっている。
そして、たとえば長時間連続してガスが流れるなど、
通常の使用状態では考えられないような状態が発生した
場合には、流量発信器eからの流量信号が前記マイクロ
プロセッサbで分析され、異常と判定する。そして、前
記遮断弁hを動作させて流路を遮断しガスの供給を自動
的に停止するとともに、その旨、表示装置gに表示する
ようになっている。
また、テストスイッチdを操作した場合、ガス警報機
fが動作した場合、あるいは電池iが無くなった場合に
は、前記遮断弁hが動作するようになっている。
なお、第7図は、従来の流量計を一部切欠して示すも
ので、積算機構(図示しない)を内蔵した流量計本体j
内の上部に、遮断弁h、電池i、マイクロプロセッサb
を組込んだコントローラa、および表示装置g等が収容
された状態となっている。なお、kは復帰軸であり、l
はガス流入口、mはガス流出口、nはカウンタである。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、これらマイクロプロセッサbを使用し
た流量計において、常に問題となるのは電源としての電
池iの容量である。本来、マイクロプロセッサbに使用
される電流は微少なもので単時間では問題とならない
が、長時間の累積ではかなり大きな値となり電池iへの
負担が大きくなる。たとえば、コントローラaでは、全
消費電流の内、マイクロプロセッサbが消費する電流
は、10年間で65%以上であり、これはマイクロプロセッ
サbがただ待機している場合にも必要である。
そこで、従来は、電池iとして寿命の長いリチウム電
池を使用し、使用条件の最大値を想定して寿命計算をし
ているが、電池iの寿命は一定でなく、製造上のばらつ
きや使用条件により左右され、機器全体の信頼性に問題
があった。
本発明は上記事情に基づきなされたもので、その目的
とするところは、電池寿命を考えたりすることなく、長
期に亙って安定した電子制御状態を維持できるようにし
た信頼性の高い流量計を提供しようとするものである。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は、上記目的を達成するため、流量発信手段か
らの流量信号をマイクロプロセッサで分析し、この分析
結果に基づき異常時に遮断弁を動作させて流路を遮断す
るようにした流量計において、流量検出機構部の回転と
連動する回転軸の回転が伝達されることによって駆動さ
れる発電機と、前記発電機の発電出力を蓄えて前記マイ
クロプロセッサに電源として供給するコンデンサと、前
記遮断弁を駆動するための電池と、前記発電機の発電出
力が停止したとき前記電池の出力を前記マイクロプロセ
ッサに電源として供給する手段とを具備することを特徴
とする。
また、前記発電機の発電出力が停止したとき前記電池
の出力を前記マイクロプロセッサに電源として供給する
手段は、例えば前記電池の一方の端子に一端が接続さ
れ、他端が前記コンデンサから前記マイクロプロセッサ
への電源供給経路に接続され、前記発電機の発電出力が
停止したとき前記電池の出力を前記マイクロプロセッサ
に電源として供給するためのダイオードにより構成され
る。
さらに、前記流量検出機構部の回転と連動する回転軸
と前記発電機との間に増速機構を介在させ、該回転軸の
回転を該増速機構を介して前記発電機に伝達する構成と
してもよい。
(作用) このように本発明では、流体の流れ伴って回転駆動さ
れる発電機の発電出力をコンデンサを介してマイクロプ
ロセッサに電源として供給することにより、電池寿命を
考えたり、面倒な後処理をしいられたりすることなく、
長期に亙って安定した制御状態を維持することが可能と
なる。
また、遮断弁の駆動源として電池を用い、流体の流れ
が非常に少ないか、あるいは全くない状態が長く続いて
発電機の発電出力が停止したときは、例えば電池の一方
の端子とコンデンサからマイクロプロセッサへの電源供
給経路に挿入されたダイオードを介して、この電池の出
力をマイクロプロセッサに電源として供給することによ
り、発電機の発電出力が停止してもマイクロプロセッサ
に応急的に電源を供給でき、マイクロプロセッサの制御
状態が損なわれることがない。
ここで、電池としては遮断弁を駆動する関係上、比較
的電気容量の大きなものが必要となるが、二次電池であ
る必要はなく、比較的安価なものでよい。
さらに、流量検出機構部の回転体と連動する回転軸の
回転力を増速機構を介して発電機に伝達するようにすれ
ば、流体の流量が比較的少ない場合でも発電機を十分な
速度で回転させて駆動することが可能であり、マイクロ
プロセッサの電源を確実に維持することができる。
(実施例) 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
第2図は流量計としてのガスメータの外観を示し、図
中1は積算機構(図示しない)を内蔵した流量計本体と
してのメータ本体であり、このメータ本体1内の上部に
は、遮断弁2、マイクロプロセッサ(CPU)3が組込ま
れたコントローラ4、表示装置5、および小型発電機と
しての小型直流発電機6等が収容された状態となってい
る。なお、7はガス流入口、8はガス流出口、9はカウ
ンタである。
また、前記コントローラ4は、第3図に示すように、
前記マイクロプロセッサ3と入出力回路10とからなり、
このコントローラ4の入出力回路10には、テストスイッ
チ11、流量発信器12、ガス警報器13、表示装置5、遮断
弁2等が接続されている。また、マイクロプロセッサ3
には、小型直流発電機6から電力が供給されるようにな
っている。
そして、たとえば長時間連続してガスが流れるなどし
て、通常の使用状態では考えられないような状態が発生
した場合には、流量発信器12からの流量信号が前記マイ
クロプロセッサ3で分析されて異常と判定する。そし
て、この判定信号がマイクロプロセッサ3から入出力回
路10に送られて前記遮断弁2を動作させる。そして、ガ
ス流路を遮断してガスの供給を自動的に停止する。この
とき、その旨、表示装置5で表示されるようになってい
る。
また、テストスイッチ11を操作したり、ガス警報機13
が動作した場合にも、前記遮断弁2が動作するようにな
っている。
また、前記小型直流発電機6は、ガスの流れに伴って
駆動されるようになっている。すなわち、第1図に示す
ようにガス管15を流れるガス流量を検出する流量検出機
構部16の回転体(図示しない)と連動する回転軸17を有
し、この回転軸17の回転力が、歯車群からなる増速機構
18を介して伝達されるようになっており、小型直流発電
機6の出力はコンデンサ21に充電されるようになってい
る。
第4図は、小型直流発電機6を電源とする参考例に係
る電気回路図であり、小型直流発電機6は、整流用ダイ
オード20を介してコンデンサ21が接続されている。そし
て、このコンデンサ21の一端は、ダイオード22を順方向
に介してツェナーダイオード23のカソードに接続されて
いる。ツェナーダイオード23のアノードは、コンデンサ
21の他端に接続されている。そして、ダイオード22とツ
ェナーダイオード23の直列回路に対して表示装置5、遮
断弁2、コントローラ4のマイクロプロセッサ3がそれ
ぞれ接続されている。
前記ダイオード20は、コンデンサ21に充電された電気
量が小型直流発電機6に逆流するのを防止し、コンデン
サ21は、小型直流発電機6からの電気を蓄える。また、
ダイオード22とツェナーダイオード23は、コンデンサ21
に充電された電荷の電圧を一定値に保持するためのもの
であり、なお、ダイオード22は設定電圧付近のスイッチ
ング特性を改善するためと若干の温度補償が期待できる
ものである。
なお、第4図に示した参考例においては、電源として
小型直流発電機6のみを使用したが、本発明においては
以下に説明するように小型直流発電機6と電池25との併
用型とする。こうすれば、ガスの使用量が極端に少ない
か、あるいは全く使用していない状態が長く発生して、
小型直流発電機6からの電力の供給が停止しても、マイ
クロプロセッサ3に応急的に電力を供給でき、マイクロ
プロセッサ3の制御状態が損われることがない。
第5図は、このように電源として小型直流発電機6と
電池25とを併用するようにした本発明の一実施例に係る
電気回路図であり、小型直流発電機6は、整流用ダイオ
ード20を介してコンデンサ21が接続されている。そし
て、このコンデンサ21の一端はダイオード22を順方向に
介してツェナーダイオード23のカソードに接続されてい
る。ツェナーダイオード23のアノードはコンデンサ21の
他端に接続されている。
そして、ダイオード22とツェナーダイオード23の直列
回路の一端には、ダイオード26を順方向に介してコント
ローラ4のマイクロプロセッサ3の電源端子の一端が接
続されている。そして、このマイクロプロセッサ3の電
源端子の他端は、上記直列回路の他端に接続されてい
る。
一方、リチウム電池25の正側端子は、ダイオード27を
順方向に介してマイクロプロセッサ3の一端に接続され
ている。また、リチウム電池25には、表示装置5および
遮断弁2がそれぞれ接続されている。
しかして、このような構成にあっては、たとえガスの
使用量が極端に少ないか、あるいは全く使用していない
状態となって、小型直流発電機6からの電力の供給が停
止し、コンデンサ21の電圧が所定値以下(たとえば2.4V
以下)に下がった場合には、リチウム電池25からマイク
ロプロセッサ3に応急的に電源が供給されマイクロプロ
セッサ3の制御が維持できる。また、その後、小型直流
発電機6からの電力の供給が開始され、コンデンサ21の
両端の電圧が所定値以上になると、リチウム電池25から
の電源供給が停止されることになる。
また、ガスメータに適用した場合に付いて説明した
が、これに限るものでなく、発電機の駆動源がある流量
計であれば、どのような流量計に適用してもよいことは
勿論である。
その他、本発明は、要旨を変えない範囲で種々変形実
施可能なことは勿論である。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば流量発信手段か
らの流量信号をマイクロプロセッサで分析して、この分
析結果に基づき異常時に遮断弁を動作させて流路を遮断
するようにした流量計において、流量検出機構部の回転
に伴って回転駆動される発電機の発電出力をコンデンサ
を介してマイクロプロセッサに電源として供給すること
により、電池寿命を考えたり、面倒な後処理をしいられ
たりすることなく、長期に亙って安定した制御状態を維
持することが可能となる。
また、流体の流れが非常に少ないか、あるいは全くな
い状態が長く続いて発電機の発電出力が停止したとき
は、遮断弁の駆動源として用いられる電池の出力をマイ
クロプロセッサに電源として供給することにより、発電
機の発電出力が停止してもマイクロプロセッサに応急的
に電源を供給でき、マイクロプロセッサの制御状態が損
なわれることがない。
この場合、電池としては遮断弁を駆動する関係上、比
較的電気容量の大きなものが必要となるが、この電池は
発電機によって充電されるものではなく、二次電池であ
る必要はないので、比較的安価なものを使用できる。
さらに、流量検出機構部の回転体と連動する回転軸の
回転力を増速機構を介して発電機に伝達するようにすれ
ば、流体の流量が比較的少ない場合でも発電機を十分な
速度で回転させて駆動することが可能であり、マイクロ
プロセッサの電源を確実に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る流量計の電源の一部と
して用いられる小型発電機の駆動系を示す図、第2図は
同実施例に係る流量計の外観図、第3図は同実施例に係
る制御系を示すブロック図、第4図は参考例に係る電気
回路図、第5図は同実施例に係る電気回路図、第6図お
よび第7図は従来例を示すもので、第6図は制御系を示
すブロック図、第7図は一部切欠して示す流量計の外観
斜視図である。 1……流量計本体(メータ本体)、2……遮断弁、3…
…マイクロプロセッサ、6……発電機(小型直流発電
機)、12……流量発信手段(流量発信器)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅田 赤人 東京都板橋区志村1丁目2番3号 株式 会社金門製作所内 (72)発明者 池田 誠司 東京都豊島区南池袋1丁目20番1号 金 門電気株式会社内 (72)発明者 山内 紀幸 東京都豊島区南池袋1丁目20番1号 金 門電気株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−24113(JP,A) 特開 昭57−59118(JP,A) 実開 昭59−52417(JP,U) 実開 昭56−17518(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01F 3/22

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】流量発信手段からの流量信号をマイクロプ
    ロセッサで分析し、この分析結果に基づき異常時に遮断
    弁を動作させて流路を遮断するようにした流量計におい
    て、 流量検出機構部の回転と連動する回転軸の回転が伝達さ
    れることによって駆動される発電機と、 前記発電機の発電出力を蓄えて前記マイクロプロセッサ
    に電源として供給するコンデンサと、 前記遮断弁を駆動するための電池と、 前記発電機の発電出力が停止したとき前記電池の出力を
    前記マイクロプロセッサに電源として供給する手段とを
    具備することを特徴とする流量計。
  2. 【請求項2】流量発信手段からの流量信号をマイクロプ
    ロセッサで分析し、この分析結果に基づき異常時に遮断
    弁を動作させて流路を遮断するようにした流量計におい
    て、 流量検出機構部の回転と連動する回転軸の回転が伝達さ
    れることによって駆動される発電機と、 前記発電機の発電出力を蓄えて前記マイクロプロセッサ
    に電源として供給するコンデンサと、 前記遮断弁を駆動するための電池と、 前記電池の一方の端子に一端が接続され、他端が前記コ
    ンデンサから前記マイクロプロセッサへの電源供給経路
    に接続され、前記発電機の発電出力が停止したとき前記
    電池の出力を前記マイクロプロセッサに電源として供給
    するためのダイオードとを具備することを特徴とする流
    量計。
  3. 【請求項3】前記流量検出機構部の回転と連動する回転
    軸と前記発電機との間に増速機構を介在させ、該回転軸
    の回転を該増速機構を介して前記発電機に伝達する構成
    としたことを特徴とする請求項1または2記載の流量
    計。
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