JP3186089B2 - ガスメータ - Google Patents
ガスメータInfo
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- JP3186089B2 JP3186089B2 JP14643291A JP14643291A JP3186089B2 JP 3186089 B2 JP3186089 B2 JP 3186089B2 JP 14643291 A JP14643291 A JP 14643291A JP 14643291 A JP14643291 A JP 14643291A JP 3186089 B2 JP3186089 B2 JP 3186089B2
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- Details Of Flowmeters (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は熱式フローセンサを用い
たガスメータの改良に関する。
たガスメータの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】フルィディツク発振素子の流体振動を圧
電膜センサで検出して流量を測定するガスメータは周知
である。
電膜センサで検出して流量を測定するガスメータは周知
である。
【０００３】このガスメータはフルィディツク発振素子
の流体振動が微小流量域では発振しなかったり、発振が
不安定になったりして流量が計測し難い事を補うため、
フルィディツク発振素子のノズル部に流速検知用の熱式
フローセンサを配置して、微小流量域における流量を計
測している（実開平１−５８１１８号公報）。
の流体振動が微小流量域では発振しなかったり、発振が
不安定になったりして流量が計測し難い事を補うため、
フルィディツク発振素子のノズル部に流速検知用の熱式
フローセンサを配置して、微小流量域における流量を計
測している（実開平１−５８１１８号公報）。
【０００４】熱式フローセンサはシリコンチップの流れ
が当る表面に、自己発熱した一対の流体温度検出部を設
けたもので、一方の流体温度検出部が流れの上流に、他
方の流体温度検出器が流れの下流に位置するようにして
熱式フローセンサを流れ中に配設して流速を検出する。
が当る表面に、自己発熱した一対の流体温度検出部を設
けたもので、一方の流体温度検出部が流れの上流に、他
方の流体温度検出器が流れの下流に位置するようにして
熱式フローセンサを流れ中に配設して流速を検出する。
【０００５】流速に応じて各流体温度検出部の温度が変
ってその電気抵抗が変化するため、この変化を電圧信号
として検出し、増幅、Ａ／Ｄ変換して、流量に対応した
パルス数の信号とする。
ってその電気抵抗が変化するため、この変化を電圧信号
として検出し、増幅、Ａ／Ｄ変換して、流量に対応した
パルス数の信号とする。
【０００６】このようにして熱式フローセンサで計測し
た微小流量域での流量信号と、前記フルィディツク発振
素子で計測した小〜大流量域での流量信号とをマイコン
で加算してガス使用量が求められる。
た微小流量域での流量信号と、前記フルィディツク発振
素子で計測した小〜大流量域での流量信号とをマイコン
で加算してガス使用量が求められる。
【０００７】実際には、メータの最大流量の１／２０程
度以上の流量域での計測をフルィディツク発振素子で分
担し、それより小さい微小流量域での計測を熱式フロー
センサで分担する。
度以上の流量域での計測をフルィディツク発振素子で分
担し、それより小さい微小流量域での計測を熱式フロー
センサで分担する。
【０００８】図４はこのようなフルィディツクガスメー
タの原理図で、１はフルィディツク発振素子で矢印Ａの
ようにガスが流入する。２は圧電膜センサでフルィディ
ツク発振素子に発生した流体振動を検出して、流体振動
の周波数の電気パルス信号に変換する。３は熱式フロー
センサで、フルィディツク素子１のノズル部５に配設さ
れている。ノズル部５は流れに直角な流路断面が、例え
ば２２×３．１ｍｍの長方形で、その一方の短辺に、対
角寸法２〜３ｍｍ、厚み０．７ｍｍ程度の熱式フローセ
ンサ３が配設されている。
タの原理図で、１はフルィディツク発振素子で矢印Ａの
ようにガスが流入する。２は圧電膜センサでフルィディ
ツク発振素子に発生した流体振動を検出して、流体振動
の周波数の電気パルス信号に変換する。３は熱式フロー
センサで、フルィディツク素子１のノズル部５に配設さ
れている。ノズル部５は流れに直角な流路断面が、例え
ば２２×３．１ｍｍの長方形で、その一方の短辺に、対
角寸法２〜３ｍｍ、厚み０．７ｍｍ程度の熱式フローセ
ンサ３が配設されている。
【０００９】７はマイコン、８はガス使用量を数字表示
する液晶表示器である。現在広く実用化されている膜式
ガスメータは、単にガス使用量を計量表示するだけでな
く、ガスの流量異常や、ガス漏れの有無を検知し、緊急
時には安全のためにガスを遮断したり、微小なガス漏れ
のときには警報を出すなどの安全機能を備え、安全機能
を果すための構成として遮断用電磁弁や、マイコンを含
む電子回路及び電池等を用いている。
する液晶表示器である。現在広く実用化されている膜式
ガスメータは、単にガス使用量を計量表示するだけでな
く、ガスの流量異常や、ガス漏れの有無を検知し、緊急
時には安全のためにガスを遮断したり、微小なガス漏れ
のときには警報を出すなどの安全機能を備え、安全機能
を果すための構成として遮断用電磁弁や、マイコンを含
む電子回路及び電池等を用いている。
【００１０】そして微小なガス漏れの有無は、３リット
ル／ｈ程度のガスが、本来ガスが使われない夜間におい
ても継続して流れているときに、ガス漏れの疑いがある
として警報ランプを点灯して警報する構造になってい
た。
ル／ｈ程度のガスが、本来ガスが使われない夜間におい
ても継続して流れているときに、ガス漏れの疑いがある
として警報ランプを点灯して警報する構造になってい
た。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のフルィディ
ツクガスメータでは、微小流量域を計測する熱式フロー
センサが、流量が小さくなる程マイナスの大きな計測誤
差を示すため、３リットル／ｈという微小な流量のガス
漏れの有無を正確に判定することができないという問題
点があった。
ツクガスメータでは、微小流量域を計測する熱式フロー
センサが、流量が小さくなる程マイナスの大きな計測誤
差を示すため、３リットル／ｈという微小な流量のガス
漏れの有無を正確に判定することができないという問題
点があった。
【００１２】具体的に、熱式フローセンサ３で１５０リ
ットル／ｈの流量を計測したときのパルス出力が５９４
パルスであるので、その比率からすれば、３リットル／
ｈの流量ではパルス出力は１２パルスであるべきなの
が、実際には８パルスで−３３％の誤差がある。
ットル／ｈの流量を計測したときのパルス出力が５９４
パルスであるので、その比率からすれば、３リットル／
ｈの流量ではパルス出力は１２パルスであるべきなの
が、実際には８パルスで−３３％の誤差がある。
【００１３】表１に計測流量に対する出力（パルス数）
と、本来１５０リットル／ｈの流量に対する出力５９４
パルスに比例する標準出力（パルス数）と、％で表わし
た誤差を示す。
と、本来１５０リットル／ｈの流量に対する出力５９４
パルスに比例する標準出力（パルス数）と、％で表わし
た誤差を示す。
【００１４】
【表１】 このような、ガス漏れの有無の判断に必要とされる３リ
ットル／ｈという微小流量での誤差を減らすには、フル
イディック発振素子１のノズル部５の流路断面の面積を
小さくして、ノズル部を一層絞り込み、熱式フローセン
サ３に当るガスの流速を高めることが考えられる。しか
しこのようにノズル部の形状や寸法を変えると、フルイ
ディック素子の発振特性に影響を与えて、流量対発振周
波数の直線性が損なわれるという問題点があった。
ットル／ｈという微小流量での誤差を減らすには、フル
イディック発振素子１のノズル部５の流路断面の面積を
小さくして、ノズル部を一層絞り込み、熱式フローセン
サ３に当るガスの流速を高めることが考えられる。しか
しこのようにノズル部の形状や寸法を変えると、フルイ
ディック素子の発振特性に影響を与えて、流量対発振周
波数の直線性が損なわれるという問題点があった。
【００１５】そこで、本発明は、フルィディツク発振素
子の発振特性に影響を与えるノズル部の形状を変えるこ
となく、微小流量域での熱式フローセンサの感度を向上
したフルィディツクガスメータを提供することを目的と
する。
子の発振特性に影響を与えるノズル部の形状を変えるこ
となく、微小流量域での熱式フローセンサの感度を向上
したフルィディツクガスメータを提供することを目的と
する。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、フルイディック発振素子の流体振動に基
いて流量を計測すると共に、フルイディック発振素子の
ノズル部に流速検出用の熱式フローセンサを設け、これ
によって検出された流速から流量を演算して低流量域で
の測定範囲を改善する流量計であって、前記低流量域内
の微小流量域、特にガス漏れの有無を判定する微小な流
量域で熱式フローセンサがマイナスの計測誤差を有する
ものにおいて、熱式フローセンサ（３）の信号を増幅す
る増幅器の利得を予め定めた流量しきい値に応じて切り
替え可能とすると共に、熱式フローセンサ（３）の加熱
電流を流量しきい値にかかわらず保持するようにし、し
きい値以下の流量で増幅器の利得を高利得に切り替え
て、熱式センサを含む検出回路（１１）のしきい値以下
の流量における感度が大きくなるように変更することを
特徴とするガスメータである。
に、本発明は、フルイディック発振素子の流体振動に基
いて流量を計測すると共に、フルイディック発振素子の
ノズル部に流速検出用の熱式フローセンサを設け、これ
によって検出された流速から流量を演算して低流量域で
の測定範囲を改善する流量計であって、前記低流量域内
の微小流量域、特にガス漏れの有無を判定する微小な流
量域で熱式フローセンサがマイナスの計測誤差を有する
ものにおいて、熱式フローセンサ（３）の信号を増幅す
る増幅器の利得を予め定めた流量しきい値に応じて切り
替え可能とすると共に、熱式フローセンサ（３）の加熱
電流を流量しきい値にかかわらず保持するようにし、し
きい値以下の流量で増幅器の利得を高利得に切り替え
て、熱式センサを含む検出回路（１１）のしきい値以下
の流量における感度が大きくなるように変更することを
特徴とするガスメータである。
【００１７】
【作用】検出回路の利得が、しきい値以下の流量では高
利得に切替えられるため感度が向上する。
利得に切替えられるため感度が向上する。
【００１８】
【実施例】図１の実施例で、３は熱式フローセンサで、
シリコンチップ表面に形成された流体温度検出用抵抗Ｒ
D 、ＲU と、ブリッジ接続のための比較抵抗Ｒ1 、Ｒ2
とで構成されている。スイッチＳ 1 はマイコン１０によ
り周期的に（例えば数秒間隔で）、短時間（例えば数拾
ｍｓ）ずつ閉じて流体温度検出用抵抗ＲD 、ＲU に通電
加熱する。
シリコンチップ表面に形成された流体温度検出用抵抗Ｒ
D 、ＲU と、ブリッジ接続のための比較抵抗Ｒ1 、Ｒ2
とで構成されている。スイッチＳ 1 はマイコン１０によ
り周期的に（例えば数秒間隔で）、短時間（例えば数拾
ｍｓ）ずつ閉じて流体温度検出用抵抗ＲD 、ＲU に通電
加熱する。
【００１９】こうして熱式フローセンサ３は、周期Ｔ毎
に短時間τずつ作動して、流速を検出する。Ｒ3 〜Ｒ9
は抵抗、Ａ1 〜Ａ3 は、オペアンプ、Ｓ 2 は利得切替ス
イッチ、９はＡ／Ｄ変換回路、１０はマイコンで、これ
らは図示のように接続されて、前記熱式フローセンサ
３、電池Ｅ、スイッチＳ1 及び抵抗Ｒ1 とともに検出回
路１１を構成している。１２はガス使用量を数字表示す
る表示装置である。
に短時間τずつ作動して、流速を検出する。Ｒ3 〜Ｒ9
は抵抗、Ａ1 〜Ａ3 は、オペアンプ、Ｓ 2 は利得切替ス
イッチ、９はＡ／Ｄ変換回路、１０はマイコンで、これ
らは図示のように接続されて、前記熱式フローセンサ
３、電池Ｅ、スイッチＳ1 及び抵抗Ｒ1 とともに検出回
路１１を構成している。１２はガス使用量を数字表示す
る表示装置である。
【００２０】抵抗Ｒ8 とＲ9 はオペアンプＡ3 に接続さ
れた負帰還抵抗で、図示のように利得切替スイッチＳ2
を閉じると利得が小さくなる。従って検出回路１１の流
量対出力特性、即ち流量感度特性は、前記切替スイッチ
Ｓ2 を閉じると、図２の直線Ａのように感度が小さく、
スイッチＳ2 を開くと図２の２点鎖線Ｂのように感度が
大きくなる。
れた負帰還抵抗で、図示のように利得切替スイッチＳ2
を閉じると利得が小さくなる。従って検出回路１１の流
量対出力特性、即ち流量感度特性は、前記切替スイッチ
Ｓ2 を閉じると、図２の直線Ａのように感度が小さく、
スイッチＳ2 を開くと図２の２点鎖線Ｂのように感度が
大きくなる。
【００２１】なお図２は横軸に流量を、縦軸にＡ／Ｄ変
換回路９の出力（パルス）を示す。利得切替スイッチＳ
2 は、Ａ／Ｄ変換回路９の出力が予め定めた流量しきい
値Ｑt を超えるまでは開いており、予め定めた流量しき
い値を超えたときは閉じて従来の検出感度と同じ流量感
度特性を示すように構成されている。なおスイッチＳ2
は、マイコン１０からの感度切替信号により操作され
る。
換回路９の出力（パルス）を示す。利得切替スイッチＳ
2 は、Ａ／Ｄ変換回路９の出力が予め定めた流量しきい
値Ｑt を超えるまでは開いており、予め定めた流量しき
い値を超えたときは閉じて従来の検出感度と同じ流量感
度特性を示すように構成されている。なおスイッチＳ2
は、マイコン１０からの感度切替信号により操作され
る。
【００２２】メータを流れるガスの流量Ｑが、図３
（ａ）に示すように、時間ｔの変化につれて変動する場
合、流量Ｑt をしきい値としてスイッチＳ2 が開閉され
る。図３（ｂ）は熱式フローセンサの動作を示す図で、
Ｔ秒間毎に短かい時間τずつ流体温度検出用抵抗ＲD 、
ＲU に通電されて作動する。しきい値Ｑt 以下の流量で
は前記図２のＢで示す感度で働らき（図３のイ）、しき
い値Ｑt を超えると１回目（図３のロ）は感度Ｂで働い
てしきい値を超えたと認識して、以後感度を従来と同じ
低感度Ａに切替える。以後しきい値Ｑt をきる流量（出
力）が検出されるまでは、従来と同じ感度Ａで計測す
る。
（ａ）に示すように、時間ｔの変化につれて変動する場
合、流量Ｑt をしきい値としてスイッチＳ2 が開閉され
る。図３（ｂ）は熱式フローセンサの動作を示す図で、
Ｔ秒間毎に短かい時間τずつ流体温度検出用抵抗ＲD 、
ＲU に通電されて作動する。しきい値Ｑt 以下の流量で
は前記図２のＢで示す感度で働らき（図３のイ）、しき
い値Ｑt を超えると１回目（図３のロ）は感度Ｂで働い
てしきい値を超えたと認識して、以後感度を従来と同じ
低感度Ａに切替える。以後しきい値Ｑt をきる流量（出
力）が検出されるまでは、従来と同じ感度Ａで計測す
る。
【００２３】図３（ｃ）は利得切替スイッチＳ2 の開閉
動作が上記図３（ｂ）の場合と異なるように構成した場
合の動作を説明する図で、熱式フローセンサに通電する
計測時間間隔Ｔは図３（ｂ）の場合と同じであるが、し
きい値Ｑt を超えた出力の流量が検出された時、次の決
った時間間隔Ｔを待たずに、直ちに従来の流量感度特性
Ａで計測するように短時間でだけ利得切替スイッチＳ2
を閉じるように構成されている。
動作が上記図３（ｂ）の場合と異なるように構成した場
合の動作を説明する図で、熱式フローセンサに通電する
計測時間間隔Ｔは図３（ｂ）の場合と同じであるが、し
きい値Ｑt を超えた出力の流量が検出された時、次の決
った時間間隔Ｔを待たずに、直ちに従来の流量感度特性
Ａで計測するように短時間でだけ利得切替スイッチＳ2
を閉じるように構成されている。
【００２４】図２の鎖線Ｂは、流量感度は高いがフルイ
ディック発振素子の分担域に至る間に出力飽和が発生す
るため、感度特性の切替が必要である。
ディック発振素子の分担域に至る間に出力飽和が発生す
るため、感度特性の切替が必要である。
【００２５】
【発明の効果】本発明のガスメータは上述のように構成
されているので、３リットル／ｈという微量のガス漏れ
を検出するときに、自動的に熱式フローセンサの感度を
高感度に切替えて活用できるため、確実なガス漏れ判定
ができる。
されているので、３リットル／ｈという微量のガス漏れ
を検出するときに、自動的に熱式フローセンサの感度を
高感度に切替えて活用できるため、確実なガス漏れ判定
ができる。
【００２６】しかも、ノズル部の形状寸法は変更しない
で良いため、フルィディツク発振素子の発振特性に影響
を与える虞れがないという利点もある。
で良いため、フルィディツク発振素子の発振特性に影響
を与える虞れがないという利点もある。
【図１】本発明の実施例の電気回路の要部。
【図２】流量対出力特性線図。
【図３】（ａ）は流量の時間的変化を示す線図、（ｂ）
と（ｃ）は熱式フローセンサの動作を説明する線図。
と（ｃ）は熱式フローセンサの動作を説明する線図。
【図４】従来技術のガスメータの基本原理を説明する
図。
図。
１ フルイディック発振素子 ３ 熱式フローセンサ ５ ノズル部１１ 検出回路 Ｓ2 利得切替スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 稔彦 愛知県名古屋市熱田区千年一丁目２番70 号 愛知時計電機株式会社内 (72)発明者 水越 靖 富山県新湊市本江2795番地 東洋ガスメ ーター株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−96817（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−75523（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01F 1/20 G01F 1/00 G01F 1/696 G01F 7/00
Claims (1)
- 【請求項１】 フルイディック発振素子の流体振動に基
いて流量を計測すると共に、フルイディック発振素子の
ノズル部に流速検出用の熱式フローセンサを設け、これ
によって検出された流速から流量を演算して低流量域で
の測定範囲を改善する流量計であって、前記低流量域内
の微小流量域、特にガス漏れの有無を判定する微小な流
量域で熱式フローセンサがマイナスの計測誤差を有する
ものにおいて、熱式フローセンサ（３）の信号を増幅す
る増幅器の利得を予め定めた流量しきい値に応じて切り
替え可能とすると共に、熱式フローセンサ（３）の加熱
電流を流量しきい値にかかわらず保持するようにし、し
きい値以下の流量で増幅器の利得を高利得に切り替え
て、熱式センサを含む検出回路（１１）のしきい値以下
の流量における感度が大きくなるように変更することを
特徴とするガスメータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14643291A JP3186089B2 (ja) | 1991-06-19 | 1991-06-19 | ガスメータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14643291A JP3186089B2 (ja) | 1991-06-19 | 1991-06-19 | ガスメータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0611367A JPH0611367A (ja) | 1994-01-21 |
| JP3186089B2 true JP3186089B2 (ja) | 2001-07-11 |
Family
ID=15407539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14643291A Expired - Fee Related JP3186089B2 (ja) | 1991-06-19 | 1991-06-19 | ガスメータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3186089B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002022513A (ja) * | 2000-07-04 | 2002-01-23 | Yazaki Corp | 流量測定装置 |
| CN105021243A (zh) * | 2015-08-07 | 2015-11-04 | 成都国光电子仪表有限责任公司 | 一种用于凝析天然气两相流的计量单元 |
-
1991
- 1991-06-19 JP JP14643291A patent/JP3186089B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0611367A (ja) | 1994-01-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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