JP3044972B2 - 流量計 - Google Patents
流量計Info
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- JP3044972B2 JP3044972B2 JP5112674A JP11267493A JP3044972B2 JP 3044972 B2 JP3044972 B2 JP 3044972B2 JP 5112674 A JP5112674 A JP 5112674A JP 11267493 A JP11267493 A JP 11267493A JP 3044972 B2 JP3044972 B2 JP 3044972B2
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- Measuring Volume Flow (AREA)
- Details Of Flowmeters (AREA)
Description
流量と流れの向きを検出する流量計に関するものであ
る。
は、磁石を取り付けた羽根車等の回転体の回転を磁電変
換素子で検出して流量に応じた周波数のデューティ50
%のパルス信号に変換し、このパルス信号の個数を計数
積算して水道やガスの使用量を計量する電子式のものが
用いられている。
きが正流か逆流かを検出するには回転を検出するセンサ
部を2組設け、一方のセンサ部の出力信号が他方のセン
サ部の出力信号よりも電気角で90度進んでいる信号が
得られるように一方のセンサ部のセンサを他方のセンサ
部のセンサに対して回転方向に位置をずらして配置し、
両センサ部の出力信号の位相を比較してどちらのセンサ
部の出力信号の位相が進んでいるかにより正流か逆流か
を判別する方法により行っていた。
電池駆動式であるため、消費電力を減らして電池の寿命
を長くする必要があった。そこで、特に消費電力の大き
いセンサ部の消費電力を低減するため、センサ部に印加
する電源電圧を周期的かつ間欠的に短時間ずつかけて、
出力信号をサンプリングし、平均電流を減らす方式が行
われていた。
の方式では、位相差を検出できる限界の周波数が、2つ
のセンサ部への電源の供給のタイミングにより、制限さ
れてしまう。
ためには、その周期の1/4以下の間隔でサンプリング
しなくてはならず、高い周波数まで検出しようとする
と、サンプリング間隔を短くする必要があるため、平均
電流低減の効果が少なくなってしまうという課題があっ
た。
等の被計測物が逆方向へ流れる場合は少なく、その最大
流量は、正方向へ流れる場合に比較して小さく、流れの
方向が急激に変化することはないが、脈流や故障により
一時的に高い周波数が入力されたり、位相差やデューテ
ィのばらつきなどでサンプリング周期を十分短くしてい
ても誤検出となる可能性もあった。
グ間隔を長くして平均電流の低減を図ると共に、流れの
向きの検出を正しく行う流量計を提供することを目的と
する。
め、本発明の流量計は、流量と流れの向きを検出するた
めに、出力信号の位相が異なる第1と第2のセンサ部
と、前記第1及び第2のセンサ部からの出力信号を一定
間隔で検出する第1と第2のサンプリング部と、前記第
1のサンプリング部により検出された信号が前回と異な
ることを検出するエッジ検出部と、エッジ検出部によ
り、第1のセンサ部の出力信号が前回と異なることが検
出された場合に前記第2のサンプリング部により検出さ
れた第2のセンサ部からの出力信号を記憶する記憶部
と、前記記憶部により記憶された信号内容を用いて流れ
の向きを判定する正逆判定部と、前記正逆判定部の判定
に応じて前記第1のサンプリングの信号に応じた流量を
演算する演算部を有する。
部は、流量を電気信号に変換し、第1および第2のサン
プリング部に伝える。第1および第2のサンプリング部
は一定間隔毎に第1および第2のセンサ部からの信号を
検出し、それぞれエッジ検出部、記憶部に伝える。この
エッジ検出部は、前記第1のサンプリング部から伝えら
れる第1のセンサ部の出力信号の変化を検出し、正逆判
定部及び記憶部に伝える。前記記憶部は、前記エッジ検
出部により第1のセンサ部の出力信号が変化したことが
検出されると第2のサンプリング部により検出される第
2のセンサ部の出力を記憶する。再度第1および第2の
サンプリング部によりセンサ部の信号が検出されるが、
この時エッジ検出部により第1のセンサ部の信号が前回
と異なる場合には正逆判定部は流れの向きの判定を行わ
ず、演算部も流量の演算を行わない。また、前回と同じ
であった場合には記憶部に記憶されている前回の第2の
センサ部の信号により正逆判定部が流れの向きを判定
し、演算部が第1のセンサ部の信号に応じた流量を流れ
の向きに応じて加算または減算する。これにより、サン
プリング周波数に対して高い周波数が発生し、流れの向
きを誤判定してしまう恐れのある場合には流れの向きを
判定しないため、誤った演算を行わず、計量誤差を少な
くするように働く。
より第1のセンサ部の出力信号が前回と異なることが検
出された場合に前回の判定内容を保持すれば、脈流やノ
イズ等で一時的にセンサ部に発生する周波数が高くな
り、流れの向きの判定が不可能な場合でも、今回の流れ
の向きと同じである可能性の高い先の判定内容を用いる
ことにより正しい流量計測が可能となる。
より第1のセンサ部の出力信号が前回と異なることが検
出された場合には流れの向きを正方向とすることによ
り、大流量が流れる可能性のある正流で予想を超える大
流量が発生し、流れの向きの判定が困難な場合でも、正
逆判定部が正転と判定するため、逆方向と誤ること無
く、正しい流量計測が可能となる。
力信号検出間隔Tを、正方向の検出周波数の上限をf
1、逆方向の検出周波数の上限をf2とし、T<1/(2
f1)の範囲とすることにより、流量の計測を正転時の
最大周波数まで正しく行うことができる。またT<1/
(4f2)の範囲とすることにより、逆転時の流れの向
きの判定を正しく行うことができる。
ック図で、1は第1のセンサ部、2は第2のセンサ部、
3は第1のサンプリング部、4は第2のサンプリング
部、5はエッジ検出部、6は記憶部、7は正逆判定部、
8は図示しておらない電源部より電源が供給される間欠
部、9は第1及び第2のセンサ部1、2への電源供給
部、10は演算部である。また、図2はこの流量計の動
作を説明するためのタイムチャートであり、H、Lの2
値を用いたデジタル信号で表現してある。
流れの向きを検出するために電源を供給した場合に、そ
れぞれ位相の異なる、流量に応じた周波数の矩形波(M
R1,MR2)を出力するように被計測物の流路に設け
られている。本実施例において、正流では第1のセンサ
部1の信号MR1が第2のセンサ部2の信号MR2から
電気角で90度程度進み、逆流では90度程度遅れてい
る。
生成し、電源供給部9はこのCLKに同期して第1およ
び第2のセンサ部1、2を間欠的に動作させ、第1およ
び第2のセンサ部1、2での電流の消費を抑える。ま
た、第1および第2のサンプリング部3、4はラッチ回
路で構成され、前記パルスCLKの立ち下がりに同期し
て第1および第2のセンサ部の出力MR1、MR2を検
出し、出力する(D1、D2)。エッジ検出部5はパル
スCLKに同期して入力される第1のサンプリング部3
の出力信号D1の変化を検出し変化があった場合には次
のパルスCLKの立ち下がりまで出力信号T1を論理H
とする。このエッジ検出部5の出力信号T1の立ち上が
りを検出すると、記憶部6は第2のサンプリング部4の
信号D2を記憶し、信号M2として出力する。正逆判定
部7は、第1のサンプリング部3の信号D1と記憶部6
の信号M2を比較し、等しければ逆流(R)、等しくな
ければ正流(F)と判定する。
号MR1が実線の場合、第1のサンプリング部3の出力
D1はt1からt6のタイミングでサンプリングを行
い、実線D1となり、エッジ検出部5によりt1,t4
で信号の立ち上がり、立ち下がりが検出される。一方、
第2のセンサ部2の信号MR2も同様に図のD2とな
る。ここで記憶部6はD2をt1,t4で記憶し(M
2)、正逆判定部7はt2,t3,t5,t6で正逆の
判定を行う(FR)。演算部10は、t1,t4にてD
1の変化検出後、t2,t5で信号FRの正転の判定
(F)を入力し流量の積算を行う。
らつきなどでMR1のデューティが変化し、破線のよう
になった場合、第1のサンプリング部3の出力波形D1
は同じく破線のように変化する。そのため、エッジ検出
部5によるD1の変化の検出がt2,t3で行われるた
め、正逆判定部7による流れの向きの判定が行われず、
t1で検出されたパルスは無視され、誤った論理で加算
または減算されることが無いため、誤差が少なくなる。
に図3を用いて説明する。構成および名称は第1の実施
例と同一であるので省略するが、正逆判定部7が、エッ
ジ検出部5により第1のセンサ部1の信号が前回と異な
ることが検出された場合に前回の判定内容を保持する。
したがって正方向に流れている場合第1のセンサ部1の
波形が破線のように変化してt2,t3の流れの向きの
判定が不可能になっても前回の判定内容を保持し、正方
向とするため、t2のタイミングで入力される第1のサ
ンプリング部3の信号を演算部10が正方向の流量とし
て加算する。このように脈流やノイズ等で一時的に流れ
の向きの判定が不可能な場合でも正しい検出が可能とな
る。
説明する。構成および名称は第1の実施例と同様であ
る。正逆判定部7が、エッジ検出部5により第1のセン
サ部1の信号が前回と異なることが検出された場合には
流れの向きを正方向とする。通常逆方向に流れる流量は
正方向に流れる流量よりも低い流量であるためデューテ
ィの変化や予想以上の逆方向の流量が流れても流れの向
きを誤る事はない。一方、正方向に流れている場合第1
のセンサ部1の波形MR1が破線のように変化してt
2,t3の流れの向きの判定が不可能になった場合で
も、正逆判定部7が正方向と判定するため、t2のタイ
ミングで入力される第1のサンプリング部3の信号を演
算部10が正方向の流量として加算する。したがって、
予想を超える大流量が発生し、流れの向きの判定が困難
な場合でも、正しい検出が可能となる。
リング部の出力信号検出間隔Tを、正方向の検出周波数
の上限をf1、逆方向の検出周波数の上限をf2とし、 1/(2f1)>T>1/(4f1)かつ1/(4f2)
>T の範囲とすると、逆流が発生する際の周波数は通常正流
の場合よりも小さくf1>f2であるため、第1のセンサ
から出力される信号MR1の周波数がf2よりも大の場
合には前述のようにして流れの向きを正転とし方向を誤
ることはなく、また、1/(2f1)>Tであるため流
量の計測は正しく行うことができる。また、MR2の周
波数がf2よりも小の場合には、T<1/(4f2)の条
件により、流れの向きの判定が正しく行うことができ正
しい流量計測が可能となる。
素を用いて説明したが、プログラムを用いてソフトウェ
ア的に行うことも可能であり、その場合には上記の効果
に加え安価かつ簡単に、構成、実現できる効果がある。
量計は、流れの向きを検出するためのセンサ部への電源
の間欠周期に比べて高い周波数の入力による流れの向き
の誤判定を少なくする事ができ、より正確度の高い流量
計測が可能である。
不確実な流量の加算を行わず、正しく判定を行うため信
頼性が向上し、サンプリング周波数の1/4の上限を超
える周波数が入力された場合でも流れの向きを誤らず、
正しい流量計測が行える効果がある。
の検出周波数の上限をf1、逆方向の検出周波数の上限
をf2とし、 (1/2f1)>T>(1/4f1)かつ(1/4f2)
>T の範囲とすることにより、必要最小限のサンプリングで
正方向、逆方向の流量とも正しく判定でき、サンプリン
グ間隔が長くなり、省電力が可能となる効果がある。
チャート
タイムチャート
チャート
Claims (4)
- 【請求項1】流量と流れの向きを検出するために出力信
号の位相が異なる第1と第2のセンサ部と、前記第1及
び第2のセンサ部からの出力信号をそれぞれ一定間隔で
検出する第1と第2のサンプリング部と、前記第1のサ
ンプリング部により検出された第1のセンサ部の出力信
号が前回検出された内容と異なることを検出するエッジ
検出部と、前記エッジ検出部により前記第1のセンサ部
の出力信号が前回と異なることが検出された場合に前記
第2のサンプリング部により検出された第2のセンサ部
からの出力信号を記憶する記憶部と、前記記憶部により
記憶された信号内容を用いて流れの向きを判定し、前記
エッジ検出部により第1のセンサ部の出力信号が前回と
異なることが検出された場合には流れの向きの判定を行
わない正逆判定部と、前記第1のサンプリング部より入
力される信号に応じた流量を前記正逆判定部の判定に従
って演算する演算部とを備えた流量計。 - 【請求項2】前記正逆判定部は、前記エッジ検出部によ
り前記第1のセンサ部の出力信号が前回と異なることが
検出された場合には前回の判定内容を保持することを特
徴とする請求項1記載の流量計。 - 【請求項3】前記正逆判定部は、前記エッジ検出部によ
り前記第1のセンサ部の出力信号が前回と異なることが
検出された場合には流れの向きを正方向と判定すること
を特徴とする請求項1記載の流量計。 - 【請求項4】前記第1及び第2のサンプリング部の出力
信号検出間隔Tは、正方向の検出周波数の上限をf1、
逆方向の検出周波数の上限をf2とし、 1/(2f1)>T>1/(4f1)かつ1/(4f2)
>T の範囲とすることを特徴とする請求項1記載の流量計。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5112674A JP3044972B2 (ja) | 1993-05-14 | 1993-05-14 | 流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5112674A JP3044972B2 (ja) | 1993-05-14 | 1993-05-14 | 流量計 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06323886A JPH06323886A (ja) | 1994-11-25 |
JP3044972B2 true JP3044972B2 (ja) | 2000-05-22 |
Family
ID=14592643
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5112674A Expired - Lifetime JP3044972B2 (ja) | 1993-05-14 | 1993-05-14 | 流量計 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3044972B2 (ja) |
-
1993
- 1993-05-14 JP JP5112674A patent/JP3044972B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06323886A (ja) | 1994-11-25 |
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