JP3047699B2 - 流量計 - Google Patents

流量計

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JP3047699B2
JP3047699B2 JP5226960A JP22696093A JP3047699B2 JP 3047699 B2 JP3047699 B2 JP 3047699B2 JP 5226960 A JP5226960 A JP 5226960A JP 22696093 A JP22696093 A JP 22696093A JP 3047699 B2 JP3047699 B2 JP 3047699B2
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pulse
signal
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pulse width
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照恵 松村
伸一 中根
徹 渥美
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Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
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Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は一定流量毎にパルスを出
力する電子式の流量計に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の流量計を水道メータを用いて説明
する。水道メータは、需要家毎に積算流量を計測し、検
針して料金徴収を行うために用いられ、一般的に流量を
検出するためのセンサ手段と、センサ手段で検出される
流量から積算流量を求めるための演算手段、積算流量を
表示するための表示手段から構成されている。ところ
で、こうしたメータは大半が単独で設置され、検針員が
需要家を訪問して検針し、後日料金徴収する方式で運用
されている。ところが、検針員によって検針する場合狭
い場所、低い場所、閉鎖されている場所に取り付けられ
た場合に検針が難しいことがある。このため積算流量を
検針し易い場所に表示するために隔測表示器と呼ばれる
装置を接続し、単位流量毎に水道メータからパルス信号
を送出し、隔測表示器がこの単位流量毎のパルスを計数
して積算流量を表示する。
【0003】こうしたパルス送出機能の付いた電子式水
道メータのブロック図を図10に示す。1は水道メータ
の構成する流量計、2は隔測表示器、3はセンサ手段、
4は制御手段である。制御手段4は通常マイクロコンピ
ューターで構成され、積算流量算出手段A、単位流量算
出手段B、パルス出力手段C、パルス幅生成手段Dを備
えている。
【0004】センサ手段3によって流量は、流量に応じ
た周波数のパルス信号に変換され、制御手段4の積算流
量算出手段Aによりパルスに応じた流量を加算し、積算
流量が求められる。単位流量算出手段Bは、この積算流
量の変化量を監視し予め定められた一定量の変化の有無
を検出する。この一定量の変化があった場合にパルス出
力手段Cがパルス幅生成手段Dによって定められるパル
ス幅を出力する。このパルス幅は隔測表示器2の検出可
能な長さ以上で下限が定められ、パルス幅生成手段Dが
この下限以上の時間を管理する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】さて、水道メータで
は、細かい検出精度と広い計測範囲が要求されている
が、上記従来の構成では、ソフトウェアで処理を行うた
めに処理能力の限界があり、積算流量の算出を優先させ
た場合には単位流量毎のパルスの出力が遅れてしまった
り禁止せざるを得なくなり、隔測検針器では正しい表示
が出来なくなる恐れがあった。また逆に単位流量毎のパ
ルスの出力を優先させた場合には流量の検出と積算流量
の算出を犠牲にしなくてはならず精度と計測範囲を保証
することは出来なかった。これらを解決するにはマイク
ロコンピュータの処理能力を向上する必要があるが、こ
うしたメータは電池で駆動されることがほとんどである
ため、消費電流の小さい低速で動作するマイクロコンピ
ュータを用いることが望ましく、またコスト的にも安易
に高価な高機能のものを使用することは出来なかった。
【0006】ところで、出力するパルスは接続される機
器によって異なる。単位流量毎のパルス出力以外にもセ
ンサ手段の出力信号を必要とする機器もあり、これらを
切り換えるには、回路的にスイッチを用いて切り換える
方法が取られていたが、この方法では製造後に容易に変
更することが出来ず、造り分けなくてはならないために
製造効率の低下を招いたり、パルス幅を調整することが
出来ないために接続される機器によっては流量が多くな
った場合に受信不可能となる課題があった。
【0007】本発明は上記課題を解決するもので、検出
精度や計測範囲を犠牲にすることなく、単位流量毎のパ
ルスを正しく出力することの出来る流量計を提供するこ
とを目的としたものである。
【0008】本発明の第2の目的は、2種類のパルスの
切換を容易に行い、さらに接続される機器に応じたパル
ス幅を出力することを可能にするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため流量をパルス信号に変換するセンサ手段と、セ
ンサ手段からの信号を受けて処理を行う制御手段と、パ
ルス幅生成手段とから構成され、前記制御手段は流量に
ついて予め定められた量の増減を検出する単位流量検出
手段と、パルスを出力するパルス出力手段を備える構成
としてある。
【0010】また、制御手段はさらに出力選択信号を出
力する出力選択信号出力手段を備え、パルス幅生成手段
は前記出力選択信号出力手段により出力される出力選択
信号と、センサ手段から出力される信号の論理積と、前
記パルス出力手段により出力されるパルス信号との論理
和に応じて予め定められたパルス幅の信号を出力する構
成としてある。
【0011】
【作用】本発明は上記構成によって、センサ手段によっ
て流量に対応した周波数のパルスを制御手段が計数して
単位流量検出手段によって前記積算流量について予め定
められた量の増減を検出し、これによりパルス出力手段
がパルスを出力する。このパルスを検出して制御手段に
接続されたパルス幅生成手段が予め定められたパルス幅
の信号を出力するように働く。このため、制御手段が流
量計の出力信号のパルス幅を管理する必要がなく、制御
手段の仕事量を少なくすることが出来、積算流量の検出
が正しく行える。
【0012】また、制御手段における切換手段は必要に
応じたレベルの出力選択信号を出力し、パルス幅生成手
段はこの出力選択信号出力手段により出力される出力選
択信号と、センサ手段から出力される信号の論理積と、
前記パルス出力手段により出力されるパルス信号との論
理和に応じて予め定められたパルス幅の信号を出力する
ように働く。このため、パルス幅生成手段の出力信号の
出力タイミングが、制御手段における出力選択信号出力
手段により出力される信号のレベルに応じてセンサ手段
の出力信号またはパルス出力手段によって出力される単
位流量毎のパルスに切り換えることが出来る。
【0013】
【実施例】以下本発明の実施例を図を参照して説明す
る。
【0014】図1は本発明の一実施例における流量計の
ブロック図を、図2はその動作を説明する簡単な流れ図
を示す。図3は本発明のパルス幅生成手段の構成例であ
り、図4はその具体的な動作を説明するための図であ
る。
【0015】図において、1は水道メータを構成する流
量計、2は隔測表示器、3はセンサ手段、4は制御手
段、5はパルス幅生成手段であり、図3に示す如くカウ
ンタ6とインバータ7で構成されている。制御手段4は
マイクロコンピューターで構成され、積算流量算出手段
A、単位流量算出手段B、パルス出力手段Cを備えてい
る。
【0016】カウンタ6は、カウント許可信号(EN)
がHとなると動作し、クロック信号(CLK)の立ち上
がりを4回カウントするとカウント終了信号(RCO)
をHにする。
【0017】流量はセンサ手段3によって予め定められ
る比率(パルスレート)でパルス信号に変換される。制
御手段4の制御工程は、通常の処理工程と割り込み処理
工程に分けられ、前記パルス信号が入力されると、割り
込み処理工程でパルスが検出(A1)、計数(A2)さ
れる。この計数されたパルスは、通常の処理工程で前記
のパルスレートと掛け合わされて流量に換算され(A
3)、随時加算されて積算流量となる(A4)。単位流
量算出手段Bは、この積算流量の変化量を監視し予め定
められた一定量の変化の有無を検出する(B1)。この
一定量の変化があった場合に(B2)、パルス出力手段
Cがパルス幅生成手段5を駆動するためのパルス(T
R)を出力する。このパルス信号TRはカウンタ6のリ
セット信号(RST)として入力されており、信号RS
TがHになるとカウント終了信号RCOがリセットされ
てLになるため、カウント許可信号(EN)として入力
されているカウント終了信号RCOの反転信号(PL
S)がHとなるため、リセット信号(RST)の立ち下
がりからカウンタ6がクロック信号(CLK)を4回カ
ウントし、カウント終了信号RCOがHになると反転信
号PLSがLになるため、以後パルス出力手段Cで出力
されるパルス信号TRが入力されるまで動作を停止し、
結果的にパルス幅生成手段5はカウンタ6のカウント数
で定められるパルス幅以上のパルス(PLS)を出力す
る。このように制御手段4が出力する駆動パルスに従っ
てパルス幅生成手段5が出力パルス幅を作るため、制御
手段4での処理内容が軽減され、また割り込み処理を禁
止する必要のあるパルス幅生成工程がないため、高い流
量においても正しい流量計測が可能となる。また、カウ
ンタを用いた場合には制御手段が通常クロックを用いて
動作するため、信号を共有化でき構成が簡単になる。
【0018】本発明における他の実施例を図5〜図8を
用いて説明する。図において、1は水道メータを構成す
る流量計、2は隔測表示器、3はセンサ手段、4は制御
手段、5はパルス幅生成手段であり、図7に示す如くモ
ノステーブルマルチバイブレータ8と論理回路9で構成
されている。制御手段4はマイクロコンピューターで構
成され、積算流量算出手段A、単位流量算出手段B、パ
ルス出力手段C、出力選択信号出力手段Eを備えてい
る。
【0019】制御手段4の出力選択信号出力手段Eは、
通信またはスイッチ操作などで予め行われる設定によっ
て単位流量毎のパルスが必要な場合にはLを、センサ手
段の出力信号が必要な場合にはHを出力する。
【0020】論理回路9は、制御手段4における出力選
択信号出力手段Eにより出力される出力選択信号(SC
T)と、パルス出力手段Cにより出力されるパルス信号
(TR)、センサ手段3の出力信号(MR)を入力し、
モノステーブルマルチバイブレータ8のトリガー信号
(TR’)として論理式(MR*SCT)+TRで表さ
れる信号を出力する。モノステーブルマルチバイブレー
タ8は、トリガー信号(TR’)の立ち上がりで動作
し、内蔵する回路の定数によって定まるパルス長(t)
のパルス(PLS)を出力する。
【0021】今、出力が単位流量毎のパルスに設定され
ている場合、制御手段4は出力選択信号出力手段Eによ
り出力選択信号SCTとしてLを出力している。センサ
手段3から信号が入力されると先の実施例と同様にし
て、制御手段4は単位流量毎にパルスTRを出力する。
ここで出力選択信号SCTがLであるためパルス幅生成
手段5の論理回路9の出力TR’は、MR*SCT=L
となり、TR’=TRとなる。このTR’の入力によ
り、モノステーブルマルチバイブレータ8は単位流量毎
に予め定められるパルス幅(t)のパルスを出力する。
【0022】一方、出力がセンサ手段3の出力信号に設
定されている場合、制御手段4は出力選択信号出力手段
Eにより出力選択信号SCTとしてHを出力している。
また、センサ手段3から信号が入力されると先の実施例
と同様にして、制御手段4は積算流量を演算するが、セ
ンサ手段3の出力信号に設定されているため単位流量毎
のパルスTRは出力されず常時Lとなる。ここで出力選
択信号SCTがHであるためパルス幅生成手段5の論理
回路9の出力TR’は、MR*SCT=MRとなり、T
R’=MRとなる。このTR’の入力により、モノステ
ーブルマルチバイブレータ8はセンサ手段3の出力信号
に同期して予め定められるパルス幅(t)のパルスを出
力する。
【0023】このようにパルス幅生成手段5が出力選択
信号出力手段Eにより出力される信号SCTに従って出
力パルスの出力タイミングを切り換えるため、簡単な構
成で単位流量毎のパルス出力またはセンサ手段3の出力
を得ることができる。また、特にセンサ手段3の出力を
出力する場合には、ソフトウェアで行う場合に比べて、
制御手段4での処理内容が格段に軽減され、パルス幅生
成工程がないため、高い流量においても正しい流量計測
が可能となる。また、カウンタを用いた場合に比べ、パ
ルス幅が正しく管理できること、クロック信号を供給し
なくて済むため、マイクロコンピュータのストップモー
ドの動作も選択でき省電力が可能となる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明の流量計は、
ソフトウェアで処理を行った場合に処理時間の伸長の原
因となる単位流量毎のパルスの出力をソフトウェアで出
力するトリガー信号に従ってパルス幅生成手段が規定長
以上のパルスにするため、ソフトウェアの負担が軽減で
き、流量の検出と積算流量の算出を犠牲にする事なく精
度と計測範囲を保証することが出来る。このため、マイ
クロコンピュータの処理能力を向上することなく処理が
行え、マイクロコンピュータでのコスト、消費電流の低
減が可能となる。
【0025】また、出力するパルスを出力選択信号出力
手段によって出力される信号で切り換えることにより、
製造後の変更が容易に行え、各種の出力信号毎に造り分
ける必要がなく、製造効率が向上する効果がある。
【0026】また、パルス幅生成手段としてカウンタを
用いて構成した場合にはマイクロコンピュータのクロッ
クを用いることにより、簡単な構成で上記のものを実現
できる効果があり、また、パルス長がクロック周期と分
周比に依存するため、温度等の変動要因に対して安定な
出力が得られ、特に温度的に不安定な屋外等に取り付け
られる流量計に対して効果が得られる。
【0027】一方、パルス幅生成手段としてモノステー
ブルマルチバイブレータを用いて構成した場合には、マ
イクロコンピュータのクロックを使用しないためにマイ
クロコンピュータのクロックを停止した省電力の動作状
態を設定することができ、電池寿命の伸長が可能とな
る。また、出力パルスのパルス長が内部の回路定数に依
存し、トリガー信号のパルス幅に依存しないため、同一
環境ならば常に等しい長さのパルス出力が得られる利点
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における流量計のブロック図
【図2】上記図1の動作を説明する流れ図
【図3】上記図1のパルス幅生成手段の構成の一例を示
すブロック図
【図4】本発明の第1の実施例の動作を説明するための
タイムチャート
【図5】本発明の他の実施例における流量計のブロック
【図6】上記図5の動作を説明する流れ図
【図7】上記図5のパルス幅生成手段の構成の一例を示
すブロック図
【図8】本発明の第2の実施例の動作を説明するための
タイムチャート
【図9】本発明の第2の実施例の動作を説明するための
タイムチャート
【図10】従来の流量計のブロック図
【符号の説明】
1 流量計 3 センサ手段 4 制御手段 5 パルス幅生成手段 A 積算流量算出手段 B 単位流量算出手段 C パルス出力手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−28392(JP,A) 特開 平5−273008(JP,A) 特許2642817(JP,B2) 特公 平6−63809(JP,B2) 実公 平6−10263(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01F 15/075 G01F 15/06 G01F 1/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】流量をパルス信号に変換するセンサ手段
    と、前記センサ手段から出力されるパルスを計数して予
    め定められた量の増減を検出する単位流量検出手段、お
    よび前記単位流量検出手段によって予め定められた量の
    増減が検出されるとパルスを出力するパルス出力手段を
    備える制御手段と、前記パルスが入力されると予め定め
    られたパルス幅の信号を出力するパルス幅生成手段とを
    有する流量計。
  2. 【請求項2】制御手段は出力選択信号を出力する出力選
    択信号出力手段を備え、パルス幅生成手段は前記出力選
    択信号出力手段により出力される出力選択信号と、セン
    サ手段から出力される信号の論理積と、パルス出力手段
    により出力されるパルス信号との論理和に応じて予め定
    められたパルス幅の信号を出力することを特徴とする請
    求項1記載の流量計。
  3. 【請求項3】パルス幅生成手段は、カウンターを用いて
    構成し、前記カウンターのクロック信号は制御手段の動
    作クロックを構成することを特徴とする請求項1記載の
    流量計。
  4. 【請求項4】パルス幅生成手段は、モノステーブルマル
    チバイブレータで構成したことを特徴とする請求項1記
    載の流量計。
JP5226960A 1993-09-13 1993-09-13 流量計 Expired - Lifetime JP3047699B2 (ja)

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JPH0783725A JPH0783725A (ja) 1995-03-31
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