JP3361965B2 - 流量計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、２個のセンサを
用いて流量積算と瞬時流量を検出して表示する流量計に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図８の(ａ)は例えば特開平６−５０７８
７号公報に示された従来の流量計の構成を示すブロック
図である。１は第１のセンサ、２は第２のセンサであ
り、図８の(ｂ)に電気角で９０位相がずれるように一方
のセンサを他方のセンサに対して回転方向に位置をずら
して配置され、被計量液体の流量に比例して回転される
永久磁石の極性の変化を検出している。

【０００３】３は正逆判定部、４は積算部、５は位相検
出部、６は電源部、７は電源供給制御部であり、第１の
センサ１へ一定周期のサンプリングパルスを供給してい
る。

【０００４】図９は上述の流量計に瞬時流量の計測と、
これらの表示をする表示部を付加した他の従来例の流量
計の構成を示すブロック図である。図において、１〜７
は上述したものと同様である。８は第１のサンプリング
波形整形部、９は第２のサンプリング波形整形部、１０
は瞬時値演算部であり、積算部４および瞬時値演算部１
０はマイコン１１の内部に構成される。

【０００５】１２はマイコン１１の動作を制御する発振
回路、１３は積算値および瞬時流量値を表示する表示部
であり、積算部４および瞬時値演算部１０の演算結果に
基づいてマイコン１１からの制御で流量の積算値および
瞬時流量値を表示する。

【０００６】次に動作について説明する。正逆判定部３
は第１のセンサ１と第２のセンサ２の出力信号の位相を
比較してどちらのセンサ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。積算部４は第２のセ
ンサ２の信号の立ち上がりまたは立ち下がりを検出する
度に積算値を変化させる。また積算部４が積算値を変化
させるときに加算するか減算するかは正逆判定部３が判
別した正流または逆流の結果に基づいて、正流であれば
積算値を加算し逆流であれば積算値を減算していく。

【０００７】一般に、このような流量計は商用電源から
離れて設置されるため、電源部６は電池が使用されるた
め、消費電流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の消費電力
を低減するため、センサに印加する電源電圧を間欠的に
短時間ずつかけるようにして平均電流を減らしたサンプ
リング方式を採用したり、また流量が一定以下の場合や
逆流の起こり得ない一定値以上の場合では、一方のセン
サに電源を供給せず、待機時や大電流時のセンサでの消
費電力を約半分にすることができる非常時逆流検知方式
等を採用してる。

【０００８】位相検出部５は第２のセンサ２の信号が論
理０から論理１になったときにパルスを出力し電源供給
制御部７に伝達する。電源供給制御部７は、位相検出部
５からパルスが出力されている間だけ第１のセンサ１に
電源を供給する。電源供給制御部７からは間欠的に第１
のセンサ１および第２のセンサ２に電源を供給し、セン
サ波形をサンプリングしている。間欠動作させることに
より、電池で構成された電源部６の電力消費を少なくし
ている。

【０００９】また図９の流量計において、第１のサンプ
リング波形整形部８は、第１のセンサ１から出力された
パルス信号を整形し、正逆判定部３に伝達する。第２の
サンプリング波形整形部９は、第２のセンサ２から出力
されたパルス波形を整形し、正逆判定部３、積算部４お
よび瞬時値演算部１０に伝達する。正逆判定部３は、第
１のサンプリング波形整形部８の信号と第２のサンプリ
ング波形整形部９の信号の位相を比較し、正流と逆流の
判定を行い、マイコン１１の積算部４および瞬時値演算
部１０に伝達する。

【００１０】積算部４は第２のサンプリング波形整形部
９の信号の立ち上がりで積算動作を行う。このとき正逆
判定部３が正流と判定していれば積算部４は加算の積算
動作を、正逆判定部３が逆流と判定していれば減算の積
算動作を行う。瞬時値演算部１０は、一定時間例えば５
秒間に入力される第２のサンプリング波形整形部９の信
号の立ち上がりをカウントし瞬時流量を算出する。この
とき正逆判定部３が正流と判定していれば瞬時値演算部
１０は正の瞬時流量値として、正逆判定部３が逆流と判
定していれば負の瞬時流量値として演算を行う。

【００１１】表示部１３は、マイコン１１の制御により
流量の積算値または瞬時流量値を表示する。瞬時流量値
は瞬時値演算部１０が瞬時値を演算するために設定され
た一定時間、例えば５秒ごとに更新される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
た従来の流量計では、処理速度を落とした低消費電力形
のマイコン１１を使用しているために、瞬時流量の計測
を一定時間における第２のサンプリング波形整形部９の
信号の立ち上がりのみに基づいて行うので、流量が少な
いときは一定時間内の第２のサンプリング波形整形部９
の信号の立ち上がり回数が少なく、極端に流量が少ない
ときは、一定時間に第２のサンプリング波形整形部９の
信号の立上りが１回も瞬時値演算部１０に入力されない
ことがある。

【００１３】したがって、流量が一定にもかかわらず瞬
時流量値の表示が表示更新ごとに大きく変動し、極端に
流量が少ない場合は瞬時流量値の表示が０になったり０
以外であったりし、流量が大きく変化していると勘違い
するという問題があった。

【００１４】この問題を解決するためには瞬時流量の計
測時間を長くする方法が考えられるが、この方法では、
瞬時流量の表示の更新時間が長くなり、流量の急激な変
化に表示が追従できないという問題がある。

【００１５】上記問題を解決する他の方法として、第２
のサンプリング波形整形部９の信号の立ち上がりだけで
なく、立ち下がりも検出し、瞬時値演算部１０が瞬時流
量を演算するための基準となるパルスを２倍にする方法
が考えられる。しかし、この方法では、瞬時値演算部１
０が２倍の速度で演算を行う必要があり、このため発振
回路１２の周波数を上げマイコン１１の動作速度を上げ
る必要があり、マイコン１１の消費電力が増加する問題
がある。

【００１６】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、マイコンの動作周波数を上げる
ことなく、したがって消費電力を低く抑え、かつ流量が
少ないときでも瞬時流量値の表示が円滑に行われる流量
計を得ることを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記の目的に鑑み、この
発明の第１の発明は、位相が相互に異なるパルス状の出
力信号を発生する、流量と流れの向きとを検出するため
の第１および第２のセンサ手段と、これらの第１および
第２のセンサ手段に一定周期で間欠的に短時間の電源電
圧のサンプリングパルスを与える電源供給制御手段と、
上記第１および第２のセンサ手段の出力信号の位相比較
から流れの向きを判別する正逆判定手段と、上記第１お
よび第２センサ手段の一方のセンサ手段の出力信号の変
化点間で上記電源供給制御手段において発生される上記
サンプリングパルスの数に基づいて流量に従って複数種
の流量域を定める流量判定手段と、この複数種の流量域
の流量の多い流量域程、低い生成比になるように、各流
量域でそれぞれ所定の生成比で上記一方のセンサ手段の
出力信号の変化点において積算用パルスを生成するパル
ス生成手段と、上記複数の流量域毎に上記パルス生成手
段でのパルス生成比の逆数のパルスレートを設定するパ
ルスレート切替手段と、上記積算用パルスを上記正逆判
定手段の判定に従って加減算して計数した積算用パルス
数と上記パルスレートとの乗算値を累積して流量積算値
を演算する積算手段と、所定時間内の上記積算用パルス
を上記正逆判定手段の判定に従って加減算して計数した
積算用パルス数と上記パルスレートとの乗算値から瞬時
流量値を演算する瞬時値演算手段と、上記積算手段の積
算値および上記瞬時値演算手段の瞬時流量値を表示する
表示手段と、を備えたことを特徴とする流量計にある。

【００１８】この発明の第２の発明は、上記流量判定手
段が流量域を高流量域と低流量域に分け、上記パルス生
成手段が上記高流量域では上記センサ手段の出力信号の
立ち上がり時または立ち下がり時のいずれか一方で積算
用パルスを生成し、上記低流量域では上記センサ手段の
出力信号の立ち上がり時および立ち下がり時の両方で積
算用パルスを生成することを特徴とする請求項１に記載
の流量計にある。

【００１９】この発明の第３の発明は、上記流量判定手
段が流量域をＮ段階の流量域に分け、上記パルス生成手
段が段階Ｎの流量域での上記積算用パルスの生成比を１
／２^N-2としたことを特徴とする請求項１に記載の流量
計にある。

【００２０】この発明の第４の発明は、出力信号の位相
が相互に異なり、流量と流れの向きとを検出するための
第１および第２のセンサ手段と、これらの第１および第
２のセンサ手段に一定周期で間欠的に短時間の電源電圧
のサンプリングパルスを与える電源供給制御手段と、上
記第１および第２のセンサ手段の出力信号の位相比較か
ら正流、逆流の流れの向きを判別する正逆判定手段と、
上記第１および第２センサ手段の一方のセンサ手段の出
力信号の変化点間で上記電源供給制御手段において発生
される上記サンプリングパルスの数に基づいて流量に従
って高流量域と低流量域およびこれに重ねて流量に従っ
て複数種の流量域を定める流量判定手段と、上記一方の
センサ手段の出力信号の立ち上がり時および立ち下がり
時で積算用パルスを生成するパルス生成手段と、このパ
ルス生成手段の積算用パルスを入力とし、上記正逆判定
手段の判別結果に従い正流のときに正流積算用パルスと
して上記積算用パルスを出力する正流パルス生成手段
と、上記パルス生成手段の積算用パルスを入力とし、上
記正逆判定手段の判別結果に従い逆流のときに逆流積算
用パルスとして上記積算用パルスを出力する逆流パルス
生成手段と、上記正流および逆流パルス生成手段の積算
用パルスを入力し、上記低流量域では上記正流積算用パ
ルスが２つ続いた時に１つの正流パルスを割り当て、上
記逆流積算用パルスが２つ続いた時に１つの逆流パルス
を割り当て、上記高流量域では上記一方のセンサ手段の
出力信号の１周期ごとに、上記正流積算用パルスが２つ
続いた時に１つの正流パルスを割り当て、上記逆流積算
用パルスが２つ続いた時に１つの逆流パルスを割り当
て、高流量域および低流量域において上記正流パルスお
よび逆流パルスを、上記複数種の流量域の流量の多い流
量域程、低い生成比になるように、各流量域でそれぞれ
所定のレートで発生する正流パルス逆流パルス加算手段
と、上記複数の流量域毎に上記正流パルス逆流パルス加
算手段でのパルス生成比の逆数のパルスレートを設定す
るパルスレート切替手段と、上記正流パルスを正、逆流
パルスを負としてこれらを加減算して計数したパルス数
と上記パルスレートとの乗算値を累積して流量積算値を
演算する積算手段と、所定時間内の上記正流パルスを
正、逆流パルスを負としてこれらを加減算して計数した
パルス数と上記パルスレートとの乗算値から瞬時流量値
を演算する瞬時値演算手段と、上記積算手段の積算値お
よび上記瞬時値演算手段の瞬時流量値を表示する表示手
段と、を備えたことを特徴とする流量計にある。

【００２１】この発明の第５の発明は、上記流量判定手
段が高流量域と低流量域を定めると共に、全体の流量域
をＮ段階の流量域に分け、上記正流パルス逆流パルス加
算手段は段階Ｎの流量域での上記正流パルスおよび逆流
パルスの生成比を１／２^N-2とし、上記パルスレート切
替手段では上記段階Ｎの流量域に１／２^N-2の逆数のパ
ルスレートを設定することを特徴とする請求項４に記載
の流量計にある。

【００２２】この発明の第６の発明は、上記流量判定手
段の流量域の切り替えタイミングを上記センサ手段の出
力信号の立ち上がりまたは立ち下がりに合わせたことを
特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の流量計
にある。

【００２３】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１の流量計
のブロック図である。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図、図３はフローチャート図で
ある。図において、１は第１のセンサ、２は第２のセン
サ、３は正逆判定部、４は積算部、５は位相検出部、６
は電源部、７は電源供給制御部、８は第１のサンプリン
グ波形整形部、９は第２のサンプリング波形整形部、１
０は瞬時値演算部、１１はマイコン、１２は発振回路、
１３は表示部であり、これらの基本的な動作は従来のも
のと同様である。

【００２４】１４は流量に従って高流量域、低流量域等
を定める流量判定部であり、第２のサンプリング波形整
形部９を介して第２のセンサ２からの信号数を判定し
て、現在の計量状態が流量が高流量域であるか低流量域
であるかを判定する。その判定方法については後述す
る。１５は流量判定部１４の判定結果に基づいてパルス
数を切り替えてパルスを積算用パルスとして出力するパ
ルス生成部、１６は流量判定部１４の判定結果に基づい
てパルスレートを切り替えて設定するパルスレート切替
部である。

【００２５】なお、パルスレート切替部１６、積算部４
および瞬時値演算部１０はマイコン１１内に構成され
る。また、図２中のＭＲ１、ＭＲ２は第１のセンサ１と
第２のセンサ２のオン、オフ状態を示す。

【００２６】また、第１のセンサ１および第１のサンプ
リング波形整形部８が第１のセンサ手段を構成し、第２
のセンサ２および第２のサンプリング波形整形部９が第
２のセンサ手段を構成し、正逆判定部３が正逆判定手段
を構成し、積算部４が積算手段を構成し、電源供給制御
部７が電源供給制御手段を構成し、瞬時値演算部１０が
瞬時値演算手段を構成し、表示部１３が表示手段を構成
し、流量判定部１４が流量判定手段を構成し、パルス生
成部１５がパルス生成手段を構成し、パルスレート切替
部１６がパルスレート切替手段を構成する。

【００２７】次に動作について説明する。流量が高流量
の時すなわち高流量域では第２のサンプリング波形整形
部９の出力信号の立ち上がりから次の立ち上がりまでの
時間が短いので、この間の電源供給制御部７からのサン
プリングパルスの数が少なく、流量が低流量の時すなわ
ち低流量地域では第２のサンプリング波形整形部９の出
力信号の立ち上がりから次の立ち上がりまでの時間が長
いのでこの間に電源供給制御部７から発生するパルスの
数が多い。

【００２８】第２のサンプリング波形整形部９の出力信
号の立ち上がりから次の立ち上がりまでの間に流量判定
部１４でカウントされる電源供給制御部７からのサンプ
リングパルスの数によって高流量であるか低流量である
かの判定を行う。すなわち、センサ出力の立ち上がりを
検出し(ステップＳ１)、ここからサンプリングパルスを
カウントを開始し(ステップＳ２)、次のセンサ出力の立
ち下がりでカウントを停止する(ステップＳ３)。そして
例えば、サンプリングパルスのカウント値が判定基準数
である１６個未満のときは高流量と判定し、パルス生成
部１５に論理０(高流量域)を出力し、パルスの数が１６
個以上になったときは低流量と判定しパルス生成部１５
に論理１(低流量域)を出力する(ステップＳ４)。

【００２９】電源供給制御部７から出力されるサンプリ
ングパルスの周期は予め決められていて、例えば４ｍｓ
ｅｃに固定されている。したがって、第２のサンプリン
グ波形整形部９の出力波形の１周期の間にカウントされ
る電源供給制御部７から出力されるサンプリングパルス
の数をカウントすれば、第２のサンプリング波形整形部
９出力波形の周期がわかる。したがって、流量判定部１
４での判定は、第２のサンプリング波形整形部９の出力
波形の１周期の間にカウントされたサンプリングパルス
数と判定基準数の対比により判定できる。

【００３０】パルス生成部１５は、流量判定部１４の信
号が論理１のときには低流量の生成比を選択し(ステッ
プＳ５)、第２のサンプリング波形整形部９の出力の変
化点である立ち上がりと立ち下がり時に積算用パルスを
出力し(ステップＳ６)、流量判定部１４の信号が論理０
のときには高流量の生成比を選択し(ステップＳ７)、第
２のサンプリング波形整形部９の出力の立ち下がり時に
積算用パルスを出力する(ステップＳ８)。

【００３１】パルスレート切替部１６は、流量判定部１
４の出力信号が論理１の場合、パルスレートを０．５に
設定し、論理０の場合、パルスレートを１に設定したも
のから選択する。すなわち、パルスレートは第２のサン
プリング波形整形部９の出力の１周期にパルス生成部１
５が生成出力する積算用パルス数の逆数、すなわちパル
ス生成部１５でのパルスの生成比の逆数となる。

【００３２】積算部４はパルス生成部１５から入力した
積算用パルス数にパルスレートを乗算した結果に基づい
て流量を積算累計して流量積算値を算出する(ステップ
Ｓ９)。また瞬時値演算部１０は、所定時間内のパルス
生成部１５から入力した積算用パルス数にパルスレート
を乗算した結果に基づいて瞬時流量を算出する(ステッ
プＳ１０)。これらの流量積算値および瞬時流量値は表
示部１３に表示される(ステップＳ１１)。そして１サイ
クルが終了するとカウンタはリセットされ、次のサイク
ルが開示される(ステップＳ１２)。

【００３３】例えば、高流量のとき瞬時値演算部１０に
５秒間に１００発のパルスが入力された場合、瞬時流量
は、１００×１÷５＝２０となる。低流量のとき瞬時値
演算部１０に５秒間に２発のパルスが入力された場合、
瞬時流量は、２×０．５÷５＝０．２となる。従来、５
秒間に１発のパルスが入力されるか０発のパルスが入力
されるような流量があった。このとき、瞬時流量は、１
×１÷５＝０．２と０×１÷５＝０の２通りのいずれか
になり、課題の欄で説明した不具合が発生していた。

【００３４】これに対しこの実施の形態では、低流量の
ときは２倍の積算用パルス入力になり、１発入力または
２発入力になるので、瞬時流量は、２×０．５÷５＝
０．２と１×０．５÷５＝０．１になる。このように構
成された流量計では、流量が一定以下の低流量になると
瞬時流量演算用のパルスの数が２倍となり、瞬時流量表
示が従来より精度良く表示できる。しかも、マイコン１
１の動作を制御する発振回路１２の周波数を増加させな
いので、消費電力の増加を伴わず、瞬時流量の計測精度
向上が可能である。

【００３５】実施の形態２．上記実施の形態１では、高
流量であることの判定は必ず第２のサンプリング波形整
形部９の出力信号の立ち上がりで行われるが、低流量で
あることの判定は、第２のサンプリング波形整形部９の
出力信号の立ち上がりから次の立ち上がりまでのどのポ
イントで行われるか不定である。したがって、流量判定
部１４の出力が論理１から論理０に切り替わるタイミン
グが、第２のサンプリング波形整形部９の信号が立ち下
がる前に行われた場合、パルス生成部１５の出力が１発
少なくなる。

【００３６】この問題を解決するための方法としての、
実施の形態２を説明する。図４はこの発明の実施の形態
２における動作を説明するフローチャート図である。こ
の動作は特に流量判定部１４で追加の動作として行われ
る。流量判定部１４の出力信号を論理０から論理１に、
または、論理１から論理０に切り替えるタイミングを第
２のサンプリング波形整形部９の信号波形の立ち上がり
に同期させる。これは第２のサンプリング波形整形部９
の信号波形のちょうど１周期分ごとに高流量なのか低流
量なのかを判定することになる。

【００３７】すなわち、電源供給制御部７の信号の立ち
上がりが入力すると(ステップＳ１)、第２のサンプリン
グ波形整形部９の出力信号の立ち上がりの検出を行い
(ステップＳ２)、立ち上がりが検出されなければ、カウ
ント値を１インクリメントする(ステップＳ７)。また、
第２のサンプリング波形整形部９の出力信号の立ち上が
りを検出すると(ステップＳ２)、カウント値と判定基準
数の例えば１６とを比較し(ステップＳ３)、１６未満で
あれば高流量として論理０が設定され(ステップＳ４)、
１６以上であれば低流量として論理１が設定され(ステ
ップＳ５)、その後、カウント値をリセットする(ステッ
プＳ６)。

【００３８】このように構成された流量計では、積算部
４で行われる流量積算値の演算および瞬時値演算部１０
で行われる瞬時流量値の演算が、第２のサンプリング波
形整形部９の信号波形の周波数に比例するので、実際の
流量に対する流量積算値および瞬時流量値のそれぞれの
誤差の発生を防止できる。

【００３９】実施の形態３．上記実施の形態１では、流
量を高流量と低流量の２段階に分けたが、高流量を更
に、標準、高流量、最高流量の３段階に分け、標準の流
量ではパルス生成部１５から出力される積算用パルスの
数(第２のサンプリング波形整形部９の出力波形の１周
期ごとの積算用パルスの生成比)を１に、高流量では標
準の１／２に、最高流量ではパルス生成部１５の積算用
パルスの数を標準の１／４にする。低流量では２である
ことを考慮すると、一般に流量に従ってＮ段階に分けた
場合の段階Ｎでのパルス生成部１５から出力される積算
用パルスの生成比は１／２^N-2で表される。

【００４０】このように高流量と低流量の区分けを多段
階にすることで、低流量域での計量精度を維持して、最
高流量域に至る間でパルス生成部１５からの積算用パル
スを、その流量判定の段階に対応させた数に減少させる
ので、低消費電力形のマイコン１１で計量レンジが大き
く、かつ精度の良い流量計を得ることができる。

【００４１】図５はこの発明の実施の形態３における動
作を説明するフローチャート図である。この動作は特に
流量判定部１４での追加の動作として行われる。流量判
定部１４における第２のサンプリング波形整形部９の信
号の立ち上がりから次の立ち上がりまでの間にサンプリ
ングパルスが何回入力されるかによって流量の大小を数
段階(Ｎ段階)に分類する。

【００４２】すなわち、図５においてステップＳ１、Ｓ
２は図４のものと同じである。そして、第２のサンプリ
ング波形整形部の出力信号の立ち上がりを検出すると、
各判定基準数との比較を行い(ステップＳ３、３ａ、３
ｂ)、４回以下のカウントであれば最高流量(ステップＳ
４ｃ)、５回から８回のカウントであれば高流量(ステッ
プＳ４ｂ)、９回から１６回のカウントであれば標準(ス
テップＳ４ａ)に設定される。またステップＳ２で第２
のサンプリング波形整形部の出力波形の立ち上がりが検
出されなければ、カウンタ値を１インクリメントし(ス
テップＳ７)、次にカウンタ値が１６回を越えていれば
(ステップＳ３ｃ)、低流量に設定される(ステップＳ
５)。この判定基準数は上記数値に限定されることな
く、大小関係が明確であれば任意の数に設定してよい。

【００４３】パルス生成部１５においては、低流量の場
合、第２のサンプリング波形整形部９の信号波形の立ち
上がりと立ち下がり時に積算用パルスを出力し、標準の
場合、第２のサンプリング波形整形部９の信号波形の立
ち下がり時に積算用パルスを出力し、高流量の場合、第
２のサンプリング波形整形部９の信号波形の２周期で１
回、積算用パルスを出力し、最高流量の場合、第２のサ
ンプリング波形整形部９の信号波形の４周期で１回、積
算用パルスを出力する。

【００４４】パルスレート切替部１６では、低流量の場
合、パルスレートを０．５に設定し、標準の場合、パル
スレートを１に設定し、高流量の場合、パルスレートを
２に設定し、最高流量の場合、パルスレートを４に設定
する。すなわち、第２のサンプリング波形整形部９の信
号波形の１周期の間にパルス生成部１５から出力される
積算用パルスの生成比(段階Ｎの流量域での生成比を１
／２^N-2とした)と、パルスレート切替部１６でのパルス
レートとは逆数の関係に設定される。

【００４５】このように構成された流量計では、流量が
多くなっても積算部４および瞬時値演算部１０に入力さ
れるパルスの数が増えないので、積算部４および瞬時値
演算部１０が演算を行う回数が少なくてよい。従って、
発振回路１２の周波数を下げてマイコン１１の動作速度
を落とすことができ、マイコン１１の消費電力を下げる
ことができる。

【００４６】実施の形態４．上記実施の形態１では、正
流量であるか逆流量であるかの判定を、第１のサンプリ
ング波形整形部８が第２のサンプリング波形整形部９に
対し位相が進んでいるか遅れているかによって正逆判定
部３が判定し、マイコン１１に伝達している。このた
め、被計量流体が振動して微小の正流、逆流を繰り返
し、回転磁石(図８の(ｂ)参照)を高速で１回転以内の正
転逆転をさせて、センサ１、２のいずれかの極性だけを
変化させる、「ゆらぎ現象」を示す可能性がある。

【００４７】ゆらぎ現象状態では、例えば第１のサンプ
リング波形整形部８の出力波形は変化せず、第２のサン
プリング波形整形部９の出力波形のみ変化する。このと
き、流量判定部１４が高流量と判定していると、パルス
生成部１５は第２のサンプリング波形整形部９の出力波
形の立ち下がりのみ検出しパルスを出力するため、ゆら
ぐ度に積算用パルスが出力される。このため、積算部４
および瞬時値演算部１０は、ゆらぎ状態を誤加算してし
まう問題がある。

【００４８】図６はこの発明の実施の形態４の流量計を
示すブロック図である。図７は、実施の形態４の動作を
説明するタイムチャート図である。図において１〜１６
は、図１に示す実施の形態１で説明したものと基本的な
部分は同様のものである。１７は、パルス生成部１５か
ら入力したパルスのうち正逆判定部３の判定に基づいて
正流のときだけ正流積算用パルスを出力する正流パルス
発生部、１８はパルス生成部１５から入力したパルスの
うち正逆判定部３の判定に基づいて逆流のときだけ逆流
積算用パルスを出力する逆流パルス発生部である。

【００４９】１９は流量判定部１４の判定結果に基づい
て正流パルス発生部１７から入力された正流積算用パル
スと逆流パルス発生部１８から入力された逆流積算用パ
ルスを加算し出力するか加算しないで出力するかを決定
する正流パルス逆流パルス加算部である。

【００５０】なお、正流パルス発生部１７が正流パルス
発生手段を構成し、逆流パルス発生部１８が逆流パルス
発生手段を構成し、正流パルス逆流パルス加算部１９が
正流パルス逆流パルス加算手段を構成する。

【００５１】次に動作について説明する。低流量のと
き、パルス生成部１５は第２のサンプリング波形整形部
９の出力信号の波形の立ち上がりおよび立ち下がりを検
出してパルスを出力する。正流パルス発生部１７は、パ
ルス生成部１５から入力したパルスのうち正逆判定部３
が正流と判断したときだけ正流積算用パルスを出力す
る。逆流パルス発生部１８は、パルス生成部１５から入
力したパルスのうち正逆判定部３が逆流と判断したとき
だけ逆流積算用パルスを出力する。

【００５２】正流パルス逆流パルス加算部１９は、流量
判定部１４が低流量と判断しているときは、正流パルス
発生部１７から入力された積算用パルスと逆流パルス発
生部１８から入力された積算用パルスをそのまま出力す
る。また、高流量と判断しているときは、第２のサンプ
リング波形整形部９の１周期ごとに正流パルス発生部１
７から入力された積算用パルスと逆流パルス発生部１８
から入力された積算用パルスを加算して出力する。

【００５３】低流量時の加算のやり方は、正流積算用パ
ルスが１発と逆流積算用パルスが１発入力されたとき、
０．５＋（−０．５）＝０とし、パルスを出力せず、正
流積算用パルスが２発入力されたとき(２回続いたと
き)、０．５＋０．５＝１とし、正流パルスＦＰを１発
出力し、逆流積算用パルスが２発入力されたとき(２回
続いたとき)、−０．５＋（−０．５）＝−１とし、逆
流パルスＩＰを１発出力する。積算部４と瞬時値演算部
１０は、正流パルス逆流パルス加算部１９からの正流パ
ルスＦＰを正、逆流パルスＩＰを負として加減算を行
い、流量積算値および瞬時流量値をそれぞれ演算する。

【００５４】低流量でゆらぎが発生した場合は、積算部
４および瞬時値演算部１０に正流パルスＦＰと逆流パル
スＩＰが交互に入力されるのでトータルの積算量および
瞬時値は０となる。

【００５５】高流量でゆらぎが発生した場合は、第２の
サンプリング波形整形部９の出力信号の波形の１周期当
たり、正流パルス発生部１７から１発、逆流パルス発生
部１８から１発それぞれ出力されるので、正流パルス逆
流パルス加算部１９からは正流パルスと逆流パルスは発
生されない。したがって、積算部４および瞬時値演算部
１０で積算値および瞬時値は変化しない。

【００５６】このように構成された流量計では、高流量
でもマイコン１１に入力されるパルスの数を増やすこと
なく、ゆらぎ現象が発生した時の誤計量を防止すること
ができる。

【００５７】なお、正流パルス逆流パルス加算部１９で
の正流パルスＦＰおよび逆流パルスＩＰの生成比は実施
の形態１で説明したように高流量時と低流量時で切り替
えられ、パルスレート切替部１６でのパルスレートは正
流パルス逆流パルス加算部１９でのパルスの生成比の逆
数となる。

【００５８】また、この実施の形態のものにおいても、
実施の形態３のように流量域をＮ段階に分けることが可
能で、この場合には、流量判定部１４が高流量域と低流
量域を定めると共に、これに重ねて全体の流量域をＮ段
階の流量域に分け、正流パルス逆流パルス加算部１９は
段階Ｎの流量域での正流パルスＦＰおよび逆流パルスＩ
Ｐの生成比を１／２^N-2とし、パルスレート切替部１６
では段階Ｎの流量域に１／２^N-2の逆数のパルスレート
を設定するようにする。

【００５９】さらに実施の形態２のように、流量判定部
１４の流量域の切り替えタイミングを第２のサンプリン
グパルス波形整形部９の出力信号の立ち上がりまたは立
ち下がりに合わせるようにすることができることは言う
までもない。

【００６０】

【発明の効果】上記のようにこの発明の第１の発明で
は、位相が相互に異なるパルス状の出力信号を発生す
る、流量と流れの向きとを検出するための第１および第
２のセンサ手段と、これらの第１および第２のセンサ手
段に一定周期で間欠的に短時間の電源電圧のサンプリン
グパルスを与える電源供給制御手段と、上記第１および
第２のセンサ手段の出力信号の位相比較から流れの向き
を判別する正逆判定手段と、上記第１および第２センサ
手段の一方のセンサ手段の出力信号の変化点間で上記電
源供給制御手段において発生される上記サンプリングパ
ルスの数に基づいて流量に従って複数種の流量域を定め
る流量判定手段と、この複数種の流量域の流量の多い流
量域程、低い生成比になるように、各流量域でそれぞれ
所定の生成比で上記一方のセンサ手段の出力信号の変化
点において積算用パルスを生成するパルス生成手段と、
上記複数の流量域毎に上記パルス生成手段でのパルス生
成比の逆数のパルスレートを設定するパルスレート切替
手段と、上記積算用パルスを上記正逆判定手段の判定に
従って加減算して計数した積算用パルス数と上記パルス
レートとの乗算値を累積して流量積算値を演算する積算
手段と、所定時間内の上記積算用パルスを上記正逆判定
手段の判定に従って加減算して計数した積算用パルス数
と上記パルスレートとの乗算値から瞬時流量値を演算す
る瞬時値演算手段と、上記積算手段の積算値および上記
瞬時値演算手段の瞬時流量値を表示する表示手段と、を
備えたので、流量が一定以下の低流量になると瞬時流量
演算用のパルスの数が２倍となり、瞬時流量表示が従来
より精度良く表示でき、しかもマイコンの動作を制御す
る発振回路の周波数を増加させないので、消費電力の増
加を伴わない流量計を提供できる等の効果が得られる。

【００６１】またこの発明の第２の発明では、上記流量
判定手段が流量域を高流量域と低流量域に分け、上記パ
ルス生成手段が上記高流量域では上記センサ手段の出力
信号の立ち上がり時または立ち下がり時のいずれか一方
で積算用パルスを生成し、上記低流量域では上記センサ
手段の出力信号の立ち上がり時および立ち下がり時の両
方で積算用パルスを生成するようにしたので、流量が一
定以下の低流量になると瞬時流量演算用のパルスの数が
２倍となり、瞬時流量表示が従来より精度良く表示で
き、しかもマイコンの動作を制御する発振回路の周波数
を増加させないので、消費電力の増加を伴わない流量計
を提供できる等の効果が得られる。

【００６２】またこの発明の第３の発明では、上記流量
判定手段が流量域をＮ段階の流量域に分け、上記パルス
生成手段が段階Ｎの流量域での上記積算用パルスの生成
比を１／２^N-2としたので、流量が多くなっても積算手
段および瞬時値演算手段に入力されるパルスの数が増え
ないので、積算手段および瞬時値演算手段が演算を行う
回数が少なく、従って発振回路の周波数を下げてマイコ
ンの動作速度を落とすことができ、マイコンの消費電力
を下げることができる流量計を提供できる等の効果が得
られる。

【００６３】またこの発明の第４の発明では、出力信号
の位相が相互に異なり、流量と流れの向きとを検出する
ための第１および第２のセンサ手段と、これらの第１お
よび第２のセンサ手段に一定周期で間欠的に短時間の電
源電圧のサンプリングパルスを与える電源供給制御手段
と、上記第１および第２のセンサ手段の出力信号の位相
比較から正流、逆流の流れの向きを判別する正逆判定手
段と、上記第１および第２センサ手段の一方のセンサ手
段の出力信号の変化点間で上記電源供給制御手段におい
て発生される上記サンプリングパルスの数に基づいて流
量に従って高流量域と低流量域およびこれに重ねて流量
に従って複数種の流量域を定める流量判定手段と、上記
一方のセンサ手段の出力信号の立ち上がり時および立ち
下がり時で積算用パルスを生成するパルス生成手段と、
このパルス生成手段の積算用パルスを入力とし、上記正
逆判定手段の判別結果に従い正流のときに正流積算用パ
ルスとして上記積算用パルスを出力する正流パルス生成
手段と、上記パルス生成手段の積算用パルスを入力と
し、上記正逆判定手段の判別結果に従い逆流のときに逆
流積算用パルスとして上記積算用パルスを出力する逆流
パルス生成手段と、上記正流および逆流パルス生成手段
の積算用パルスを入力し、上記低流量域では上記正流積
算用パルスが２つ続いた時に１つの正流パルスを割り当
て、上記逆流積算用パルスが２つ続いた時に１つの逆流
パルスを割り当て、上記高流量域では上記一方のセンサ
手段の出力信号の１周期ごとに、上記正流積算用パルス
が２つ続いた時に１つの正流パルスを割り当て、上記逆
流積算用パルスが２つ続いた時に１つの逆流パルスを割
り当て、高流量域および低流量域において上記正流パル
スおよび逆流パルスを、上記複数種の流量域の流量の多
い流量域程、低い生成比になるように、各流量域でそれ
ぞれ所定のレートで発生する正流パルス逆流パルス加算
手段と、上記複数の流量域毎に上記正流パルス逆流パル
ス加算手段でのパルス生成比の逆数のパルスレートを設
定するパルスレート切替手段と、上記正流パルスを正、
逆流パルスを負としてこれらを加減算して計数したパル
ス数と上記パルスレートとの乗算値を累積して流量積算
値を演算する積算手段と、所定時間内の上記正流パルス
を正、逆流パルスを負としてこれらを加減算して計数し
たパルス数と上記パルスレートとの乗算値から瞬時流量
値を演算する瞬時値演算手段と、上記積算手段の積算値
および上記瞬時値演算手段の瞬時流量値を表示する表示
手段と、を備えたので、瞬時流量表示が従来より精度良
く表示でき、かつ高流量でもマイコンに入力されるパル
スの数を増やすことなく、ゆらぎ現象が発生した時の誤
計量を防止することができる流量計を提供できる等の効
果が得られる。

【００６４】またこの発明の第５の発明では、上記流量
判定手段が高流量域と低流量域を定めると共に、全体の
流量域をＮ段階の流量域に分け、上記正流パルス逆流パ
ルス加算手段は段階Ｎの流量域での上記正流パルスおよ
び逆流パルスの生成比を１／２^N-2とし、上記パルスレ
ート切替手段では上記段階Ｎの流量域に１／２^N-2の逆
数のパルスレートを設定するので、ゆらぎ現象が発生し
た時の誤計量を防止でき、さらに流量が多くなっても積
算手段および瞬時値演算手段に入力されるパルスの数が
増えないので、積算手段および瞬時値演算手段が演算を
行う回数が少なく、従って発振回路の周波数を下げてマ
イコンの動作速度を落とすことができ、マイコンの消費
電力を下げることができる流量計を提供できる等の効果
が得られる。

【００６５】またこの発明の第６の発明では、上記流量
判定手段の流量域の切り替えタイミングを上記センサ手
段の出力信号の立ち上がりまたは立ち下がりに合わせた
ことにより、積算手段で行われる流量積算値の演算およ
び瞬時値演算手段で行われる瞬時流量値の演算が、第２
のサンプリング波形整形手段の信号波形の周波数に比例
するので、実際の流量に対する流量積算値および瞬時流
量値のそれぞれの誤差の発生を防止できる流量計を提供
できる等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１の流量計のブロック
図である。

【図２】 実施の形態１の流量計の動作を説明するタイ
ムチャート図である。

【図３】 実施の形態１の流量計の動作を説明するフロ
ーチャート図である。

【図４】 この発明の実施の形態２の流量計の動作を説
明するフローチャート図である。

【図５】 この発明の実施の形態３の動作を説明するフ
ローチャート図である。

【図６】 この発明の実施の形態４の流量計を示すブロ
ック図である。

【図７】 実施の形態４の動作を説明するタイムチャー
ト図である。

【図８】 従来の流量計の構成を示すブロック図であ
る。

【図９】 他の従来の流量計の構成を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

１ 第１のセンサ、２ 第２のセンサ、３ 正逆判定
部、４ 積算部、５ 位相検出部、６ 電源部、７ 電
源供給制御部、８ 第１のサンプリング波形整形部、９
第２のサンプリング波形整形部、１０ 瞬時値演算
部、１１ マイコン、１２ 発振回路、１３ 表示部、
１４ 流量判定部、１５ パルス生成部、１６ パルス
レート切替部、１７ 正流パルス発生部、１８ 逆流パ
ルス発生部、１９ 正流パルス逆流パルス加算部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小泉 章 長野県松本市和田3967番地10 東洋計器 株式会社内 (72)発明者 福島 文隆 長野県松本市和田3967番地10 東洋計器 株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−206917（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−223021（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−110321（ＪＰ，Ａ) 特開2001−59752（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−262928（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−29234（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−36318（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01F 1/00 G01F 15/075 G01P 13/02

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 位相が相互に異なるパルス状の出力信号
   を発生する、流量と流れの向きとを検出するための第１
   および第２のセンサ手段と、 これらの第１および第２のセンサ手段に一定周期で間欠
   的に短時間の電源電圧のサンプリングパルスを与える電
   源供給制御手段と、 上記第１および第２のセンサ手段の出力信号の位相比較
   から流れの向きを判別する正逆判定手段と、 上記第１および第２センサ手段の一方のセンサ手段の出
   力信号の変化点間で上記電源供給制御手段において発生
   される上記サンプリングパルスの数に基づいて流量に従
   って複数種の流量域を定める流量判定手段と、 この複数種の流量域の流量の多い流量域程、低い生成比
   になるように、各流量域でそれぞれ所定の生成比で上記
   一方のセンサ手段の出力信号の変化点において積算用パ
   ルスを生成するパルス生成手段と、 上記複数の流量域毎に上記パルス生成手段でのパルス生
   成比の逆数のパルスレートを設定するパルスレート切替
   手段と、 上記積算用パルスを上記正逆判定手段の判定に従って加
   減算して計数した積算用パルス数と上記パルスレートと
   の乗算値を累積して流量積算値を演算する積算手段と、 所定時間内の上記積算用パルスを上記正逆判定手段の判
   定に従って加減算して計数した積算用パルス数と上記パ
   ルスレートとの乗算値から瞬時流量値を演算する瞬時値
   演算手段と、 上記積算手段の積算値および上記瞬時値演算手段の瞬時
   流量値を表示する表示手段と、 を備えたことを特徴とする流量計。
2. 【請求項２】 上記流量判定手段が流量域を高流量域と
   低流量域に分け、上記パルス生成手段が上記高流量域で
   は上記センサ手段の出力信号の立ち上がり時または立ち
   下がり時のいずれか一方で積算用パルスを生成し、上記
   低流量域では上記センサ手段の出力信号の立ち上がり時
   および立ち下がり時の両方で積算用パルスを生成するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の流量計。
3. 【請求項３】 上記流量判定手段が流量域をＮ段階の流
   量域に分け、上記パルス生成手段が段階Ｎの流量域での
   上記積算用パルスの生成比を１／２^N-2としたことを特
   徴とする請求項１に記載の流量計。
4. 【請求項４】 出力信号の位相が相互に異なり、流量と
   流れの向きとを検出するための第１および第２のセンサ
   手段と、 これらの第１および第２のセンサ手段に一定周期で間欠
   的に短時間の電源電圧のサンプリングパルスを与える電
   源供給制御手段と、 上記第１および第２のセンサ手段の出力信号の位相比較
   から正流、逆流の流れの向きを判別する正逆判定手段
   と、 上記第１および第２センサ手段の一方のセンサ手段の出
   力信号の変化点間で上記電源供給制御手段において発生
   される上記サンプリングパルスの数に基づいて流量に従
   って高流量域と低流量域およびこれに重ねて流量に従っ
   て複数種の流量域を定める流量判定手段と、 上記一方のセンサ手段の出力信号の立ち上がり時および
   立ち下がり時で積算用パルスを生成するパルス生成手段
   と、 このパルス生成手段の積算用パルスを入力とし、上記正
   逆判定手段の判別結果に従い正流のときに正流積算用パ
   ルスとして上記積算用パルスを出力する正流パルス生成
   手段と、 上記パルス生成手段の積算用パルスを入力とし、上記正
   逆判定手段の判別結果に従い逆流のときに逆流積算用パ
   ルスとして上記積算用パルスを出力する逆流パルス生成
   手段と、 上記正流および逆流パルス生成手段の積算用パルスを入
   力し、上記低流量域では上記正流積算用パルスが２つ続
   いた時に１つの正流パルスを割り当て、上記逆流積算用
   パルスが２つ続いた時に１つの逆流パルスを割り当て、
   上記高流量域では上記一方のセンサ手段の出力信号の１
   周期ごとに、上記正流積算用パルスが２つ続いた時に１
   つの正流パルスを割り当て、上記逆流積算用パルスが２
   つ続いた時に１つの逆流パルスを割り当て、高流量域お
   よび低流量域において上記正流パルスおよび逆流パルス
   を、上記複数種の流量域の流量の多い流量域程、低い生
   成比になるように、各流量域でそれぞれ所定のレートで
   発生する正流パルス逆流パルス加算手段と、 上記複数の流量域毎に上記正流パルス逆流パルス加算手
   段でのパルス生成比の逆数のパルスレートを設定するパ
   ルスレート切替手段と、 上記正流パルスを正、逆流パルスを負としてこれらを加
   減算して計数したパルス数と上記パルスレートとの乗算
   値を累積して流量積算値を演算する積算手段と、 所定時間内の上記正流パルスを正、逆流パルスを負とし
   てこれらを加減算して計数したパルス数と上記パルスレ
   ートとの乗算値から瞬時流量値を演算する瞬時値演算手
   段と、 上記積算手段の積算値および上記瞬時値演算手段の瞬時
   流量値を表示する表示手段と、 を備えたことを特徴とする流量計。
5. 【請求項５】 上記流量判定手段が高流量域と低流量域
   を定めると共に、全体の流量域をＮ段階の流量域に分
   け、上記正流パルス逆流パルス加算手段は段階Ｎの流量
   域での上記正流パルスおよび逆流パルスの生成比を１／
   ２^N-2とし、上記パルスレート切替手段では上記段階Ｎ
   の流量域に１／２^N-2の逆数のパルスレートを設定する
   ことを特徴とする請求項４に記載の流量計。
6. 【請求項６】 上記流量判定手段の流量域の切り替えタ
   イミングを上記センサ手段の出力信号の立ち上がりまた
   は立ち下がりに合わせたことを特徴とする請求項１ない
   し５のいずれかに記載の流量計。