JP3636398B2 - Flow meter with reed switch - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流量センサとしてリードスイッチを備えた流量計に関し、電気的、磁気的なノイズやチャタリングに起因してリードスイッチの検出出力に基づく流量計測に誤差が含まれるてしまうことを抑制する機構を備えた流量計に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
流量計、例えば、ガスメータ等においては、メータ本体のガス通路部分に形成した流量室を規定するダイヤフラムの膨張収縮運動に基づき機械式のカウンタを駆動してガス流量を計測している。マイコンシステムが搭載されたガスメータでは、このような機械式カウンタに加えて、電話回線等を介して集中監視システムに流量計測結果を報知するための電子カウンタを備えている。この電子カウンタとしては、一般には、ガス流量によって回転する回転体に取り付けた磁石が発生する回転磁界によりオンオフするリードスイッチからなる流量センサを備えたものが知られている。この流量センサからは、一定流量、例えば、0.7リットル毎にパルスが出力される。従って受信側では、受け取ったパルス数を計数することによって、ガス流量を積算することができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、リードスイッチからなる流量センサの出力に基づく流量計測は、機械式カウンタによる計測値に比べて過進する場合がある。すなわち、リードスイッチのチャタリング、リードスイッチへの衝撃印加、リードスイッチの出力を取り込むパルス入力回路部分へのノイズの侵入等が原因となって、リードスイッチの出力パルス信号には、流量計測に基づく流量パルス以外のパルスが含まれてしまう。このようなパルスを拾ってしまうと、実際の流量以上の流量計測が行なわれてしまう。この結果、機械式カウンタによる流量の積算値よりも、リードスイッチからなる電子カウンタの流量積算値の方が大きくなってしまう。
【0004】
図3(A)には、リードスイットの出力パルス信号の例を示してある。この信号波形において、正常な流量パルスは▲2▼だけである。この流量パルス▲2▼の前後に現れるパルス▲1▼、▲3▼はリードスイッチのチャタリングに起因して発生するパルスである。また、流量パルス▲2▼とは独立に発生しているパルス▲4▼、▲5▼はノイズ侵入、衝撃印加等の原因によるものである。
【0005】
従来の電子カウンタでは、図3(B)に示すように、オン時間が例えば3msを越えるパルスPは全て流量パルスであると判定して流量計測を行なっている。このために、上記のような波形が得られる場合には、合計5パルス分の流量パルスが得られたものとされてしまう。
【0006】
本発明の課題は、このような弊害を解消可能なリードスイッチを備えた流量計を実現することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の流量計では、リードスイッチの出力パルス信号を取り込む入力回路部分をノイズおよびチャタリングを吸収できるようにCおよびRを含む回路構成とすると共に、出力パルス信号から流量パルスの部分のみを識別して取り出して計数できるようにしている。
【0008】
すなわち、本発明は、通過流体によって回転磁界を発生させ、当該回転磁界によってオンオフするリードスイッチの出力パルス信号に基づき流量を計測するように構成されたリードスイッチを備えた流量計において、前記リードスイッチの出力パルス信号のオンオフを所定の時定数を有するCR回路を介して検出し、当該出力パルス信号のオン検出の時点から、予め定めたサンプリングパルス信号に基づき、N回(Nは2以上の整数)連続して前記リードスイッチの出力パルス信号をサンプリングし、N回連続して当該出力パルス信号のオン検出が行なわれた場合には、当該出力パルス信号のオフ検出の時点において前記リードスイッチから1パルス分の出力パルス信号が出力されたものと判断して流量の積算を行い、N回連続して前記リードスイッチの出力パルス信号のオン検出がなされない場合には、当該リードスイッチの出力パルス信号のオン検出をキャンセルするようにしている。
【0009】
このように構成した本発明の流量計では、CR回路を介してリードスイッチの出力パルス信号を検出するようにしているので、リードスイッチのチャタリング、ノイズの侵入等が原因のパルスが出力パルス信号に乗ってしまうことを抑制することができる。
【0010】
また、出力パルス信号のオン検出がなされても、そのオン状態が短い場合にはオン検出がキャンセルされる。従って、ノイズ侵入等により現れるパルスを無視することができる。さらに、ノイズ等によって流量パルスが一時的にオフ状態に切り換わったとしても、CR回路の時定数に基づく放電作用によって、そのような一時的なオフ状態はキャンセルされて、オフ検出は行なわれない。
【0011】
このように、本発明では、出力パルス信号に現れるノイズ等に起因する一時的なパルス変動を無視して、流量パルスのみを検出できる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明を適用したリードスイッチを備えたガスメータについて説明する。
【0013】
図1(A)には、ガスメータにおける本発明に関連のある回路部分のみを示してある。図示以外の回路部分、および機械的な構成は一般的に使用されているガスメータと同一であるので、それらの説明は省略する。
【0014】
図1(A)において、1は流量センサを構成しているリードスイッチであり、2はガスメータ本体(図示せず)に組み込まれているマイクロコンピュータから構成される制御回路である。リードスイッチ1は、仕切り壁等を挟み、ガスメータ本体に形成したガス通路に配置した回転体に取り付けた磁石に対峙している。ガスが流れると回転体が回転するので、一体となって回転する磁石により回転磁界が発生して、リードスイッチ1が回転体の回転に伴ってオンオフする。
【0015】
リードスイッチ1の出力S0は、CR回路を備えた入力回路部分3を介して割り込みパルス信号S1となって制御回路2の割り込み入力ポートINT2に入力される。入力回路部分3は、リードスイッチ1と入力ピートINT2の間に直列接続された抵抗R2およびR3と、これらの間の位置に一端が接続されていると共に、リードスイッチ1と並列接続状態となっているコンデンサC1と、抵抗R2およびR3の間の位置に一端が接続されたプルアップ抵抗R1を備えている。抵抗R2はリードスイッチ1の保護およびノイズ除去用の抵抗であり、抵抗R3は制御回路2の入力回路部分を保護するための抵抗である。また、コンデンサC1はリードスイッチのチャタリングおよびノイズ除去用のコンデンサである。
【0016】
一方、制御回路2は、リードスイッチ1の出力パルス信号S0をサンプリングするための周期を規定するサンプリングパルス信号S2を出力するための出力ポートPoutを備えており、ここから出力されるサンプリングパルス信号S2は割り込み信号とて、割り込み入力ポートINT3に入力される。
【0017】
制御回路2は上記のようにマイクロコンピュータを中心に構成されており、制御プログラム等を格納したROM、作業領域として利用されるRAM等の記憶部を備えている。本例の制御回路2では、割り込み入力ポートINT2、INT3を介して入力される信号に基づき、以下に説明するような出力パルス信号のオンオフ検出処理を実行して、出力パルス信号S0から流量パルスのみを識別して流量計測を行なうようにしている。
【0018】
まず、本例におけるリードスイッチ1による流量パルスの出力条件は次の通りである。下記条件による流量パルス波形Pを図1(B)に示してある。
【0019】
1パルス当たりの流量:0.35リットル
パルス周期 :125ms(=8Hz)(10.08m3 /h)
デューティ比 :7:3〜3:7
最小オン時間幅 :37ms
最小オフ時間幅 :37ms
図2の信号波形を参照して、リードスイッチの出力パルス信号のオンオフ検出処理を説明する。まず、リードスイッチ1がオンしてその出力パルス信号S0が立ち上がると、入力回路部分3を介して制御回路2の割り込み入力ポートINT2に供給される割り込み信号S1が立ち下がる(時点T1)。この信号S1の立ち下がりによって割り込み処理が開始される。
【0020】
すなわち、この時点T1の後に、割り込み入力ポートINT3に入力されるサンプリングパルス信号S2を読み込み、その立ち上がり時点T2、T3において信号S1のサンプリングを行なう。図示のサンプリングパルス信号S2の周期は例えば25msに設定されている。連続した2回のサンプリングによって、信号S1がオン状態に保持されている場合には、リードスイッチ1がオン状態に切り換わり、出力パルス信号S0が立ち上がったものと判別する。
【0021】
この後は、リードスイッチ1のオフ検出を行なう。リードスイッチ1がオフして出力パルス信号S0が立ち下がると、割り込み信号S1は、入力回路部分のCR回路の時定数によって規定される速度で立ち上がる。この信号S1が例えば80パーセント立ち上がると、オフ検出が行なわれる(時点T4)。このようにして、オン検出およびオフ検出が行なわれると、制御回路2では、流量パルスPが1パルス分出力されたものと判断して、対応するガス流量の積算処理を行なうことになる。以後、上記の時点T1、T2、T3に対応する検出動作(時点T1A乃至T3A、時点T1B・・・)が繰り替えされる。
【0022】
図示の例において、次の検出サイクルである時点T1A、T2AおよびT3Aの区間におけるような信号波形Bが現れた場合には、リードスイッチ1のオン検出がなされた後に、2回連続してオン検出がなされない。この場合には、時点T3Aでのオン検出がキャンセルされて、次のオン検出を待つことになる。例えば、この処理により、17.5乃至30.0ms以上に亘るオン期間を備えたパルスのみが有効とされ、その場合にのみオン検出が有効とされる。
【0023】
なお、時点T3の直後の区間におけるような信号波形Aが現れた場合に、リードスイッチの出力パルス信号S0にノイズが乗って一時的にパルスがオフ状態になったとしても、入力回路部分のCR回路の充電によって、信号S1の立ち上がりに応答遅れが発生する。従って、CR回路の時定数を適切に設定しておけば、このようなノイズに起因したパルスを拾ってしまうことを回避できる。例えば、20ms以上の期間に亘るオフ期間を備えたパルスのみが有効とされ、その場合にのみオフ検出が有効とされる。
【0024】
なお、以上の説明は、本発明をガスメータに適用した例であるが、勿論、ガス以外の流体を計測するための流量計に適用できることは勿論である。
【0025】
また、サンプリング周期、サンプリング回数等は、上記の例に限定されるものではない。
【0026】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のリードスイッチを備えた流量計においては、リードスイッチのチャタリング、ノイス侵入等によって、その出力パルス信号に現れるパルスを無効として、正常な流量パルスのみを検出して計数することができる。従って、精度良く流量の積算を行なうことができ、従来のように、機械式カウンタによる積算値との間に狂いが発生することを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)は本発明を適用したリードスイッチを備えたガスメータにおける流量パルス検出のための構成を示す概略構成図、(B)は正常な流量パルスを示す信号波形図である。
【図2】本発明によるリードスイッチのオンオフ検出動作を説明するための信号波形図である。
【図3】従来におけるリードスイッチを用いた流量計における弊害を説明するための信号波形図である。
【符号の説明】
1 リードスイッチ
2 制御回路
3 入力回路部分
S0 リードスイッチの出力パルス信号
S1 割り込み信号
S2 サンプリングパルス信号[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a flow meter including a reed switch as a flow sensor, and a mechanism for suppressing an error from being included in flow measurement based on a detection output of the reed switch due to electrical and magnetic noise and chattering. It is related with the flowmeter provided with.
[0002]
[Prior art]
In a flow meter such as a gas meter, a gas flow rate is measured by driving a mechanical counter based on the expansion and contraction motion of a diaphragm defining a flow chamber formed in a gas passage portion of the meter body. In addition to such a mechanical counter, a gas meter equipped with a microcomputer system includes an electronic counter for notifying a central flow monitoring system of a flow measurement result via a telephone line or the like. As this electronic counter, there is generally known an electronic counter provided with a flow sensor composed of a reed switch that is turned on / off by a rotating magnetic field generated by a magnet attached to a rotating body that rotates according to a gas flow rate. A pulse is output from this flow rate sensor at a constant flow rate, for example, every 0.7 liter. Therefore, on the receiving side, the gas flow rate can be integrated by counting the number of received pulses.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the flow rate measurement based on the output of the flow rate sensor composed of the reed switch may be advanced more than the measurement value obtained by the mechanical counter. That is, due to chattering of the reed switch, application of impact to the reed switch, noise intrusion into the pulse input circuit part that captures the output of the reed switch, the output pulse signal of the reed switch has a flow rate based on flow measurement Pulses other than pulses are included. If such a pulse is picked up, a flow rate measurement exceeding the actual flow rate is performed. As a result, the integrated flow rate value of the electronic counter composed of the reed switch becomes larger than the integrated flow rate value of the mechanical counter.
[0004]
FIG. 3A shows an example of the output pulse signal of the read switch. In this signal waveform, the normal flow rate pulse is only (2). Pulses {circle around (1)} and {circle around (3)} appearing before and after the flow rate pulse {circle over (2)} are pulses generated due to chattering of the reed switch. Further, the pulses {circle over (4)} and {circle over (5)} that are generated independently of the flow rate pulse {circle over (2)} are caused by causes such as noise intrusion and impact application.
[0005]
In the conventional electronic counter, as shown in FIG. 3B, the flow rate is measured by determining that all the pulses P whose ON time exceeds, for example, 3 ms are flow rate pulses. For this reason, when the above waveform is obtained, the flow rate pulse for a total of 5 pulses will be obtained.
[0006]
An object of the present invention is to realize a flow meter including a reed switch that can eliminate such an adverse effect.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, in the flowmeter of the present invention, the input circuit portion that captures the output pulse signal of the reed switch has a circuit configuration including C and R so that noise and chattering can be absorbed, and the output pulse signal From this, only the part of the flow rate pulse is identified, extracted, and counted.
[0008]
That is, the present invention provides a flow meter comprising a reed switch configured to generate a rotating magnetic field by a passing fluid and measure a flow rate based on an output pulse signal of a reed switch that is turned on and off by the rotating magnetic field. ON / OFF of the output pulse signal is detected via a CR circuit having a predetermined time constant, and N times (N is an integer of 2 or more) based on a predetermined sampling pulse signal from the time of detection of the output pulse signal ON. ) When the output pulse signal of the reed switch is sampled continuously and the output pulse signal is detected to be on continuously N times, the reed switch outputs 1 from the reed switch at the time of detecting the off of the output pulse signal. It is determined that the output pulse signal for the number of pulses has been output, and the flow rate is integrated. If on detection of the switch of the output pulse signal is not performed, so that to cancel the on detection of the output pulse signal of the reed switch.
[0009]
In the flowmeter of the present invention configured as described above, the output pulse signal of the reed switch is detected via the CR circuit. Therefore, a pulse caused by chattering of the reed switch, noise intrusion, or the like becomes an output pulse signal. It can suppress getting on.
[0010]
Even if the output pulse signal is detected to be on, if the on state is short, the on detection is cancelled. Therefore, a pulse that appears due to noise intrusion or the like can be ignored. Further, even if the flow rate pulse is temporarily switched off due to noise or the like, such a temporary off state is canceled by the discharge action based on the time constant of the CR circuit, and the off detection is not performed. .
[0011]
As described above, in the present invention, only the flow rate pulse can be detected by ignoring the temporary pulse fluctuation caused by the noise or the like appearing in the output pulse signal.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a gas meter having a reed switch to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
[0013]
FIG. 1 (A) shows only a circuit portion related to the present invention in a gas meter. Circuit parts other than those shown in the drawing and the mechanical configuration are the same as those of a gas meter that is generally used, and thus the description thereof is omitted.
[0014]
In FIG. 1A, 1 is a reed switch constituting a flow sensor, and 2 is a control circuit constituted by a microcomputer incorporated in a gas meter main body (not shown). The reed switch 1 is opposed to a magnet attached to a rotating body arranged in a gas passage formed in the gas meter body with a partition wall or the like interposed therebetween. Since the rotating body rotates when the gas flows, a rotating magnetic field is generated by the magnet that rotates integrally, and the reed switch 1 is turned on and off as the rotating body rotates.
[0015]
The output S0 of the reed switch 1 is input to an interrupt input port INT2 of the
[0016]
On the other hand, the
[0017]
As described above, the
[0018]
First, the flow pulse output conditions by the reed switch 1 in this example are as follows. A flow pulse waveform P under the following conditions is shown in FIG.
[0019]
Flow rate per pulse: 0.35 liters Pulse period: 125 ms (= 8 Hz) (10.08 m 3 / h)
Duty ratio: 7: 3 to 3: 7
Minimum on time width: 37 ms
Minimum off time width: 37 ms
With reference to the signal waveform of FIG. 2, the on / off detection processing of the output pulse signal of the reed switch will be described. First, when the reed switch 1 is turned on and the output pulse signal S0 rises, the interrupt signal S1 supplied to the interrupt input port INT2 of the
[0020]
That is, after this time T1, the sampling pulse signal S2 input to the interrupt input port INT3 is read, and the signal S1 is sampled at the rising times T2 and T3. The period of the sampling pulse signal S2 shown in the figure is set to 25 ms, for example. If the signal S1 is held in the on state by two consecutive samplings, it is determined that the reed switch 1 is turned on and the output pulse signal S0 has risen.
[0021]
Thereafter, OFF detection of the reed switch 1 is performed. When the reed switch 1 is turned off and the output pulse signal S0 falls, the interrupt signal S1 rises at a speed defined by the time constant of the CR circuit in the input circuit portion. When this signal S1 rises, for example, by 80%, off detection is performed (time point T4). When ON detection and OFF detection are performed in this way, the
[0022]
In the example shown in the figure, when the signal waveform B as shown in the next detection cycle at the time points T1A, T2A, and T3A appears, the on-detection of the reed switch 1 is detected twice in succession. Is not made. In this case, the on detection at time T3A is canceled and the next on detection is awaited. For example, by this processing, only pulses having an on period ranging from 17.5 to 30.0 ms or more are valid, and only in that case, on detection is valid.
[0023]
When the signal waveform A as in the section immediately after time T3 appears, even if noise is added to the output pulse signal S0 of the reed switch and the pulse is temporarily turned off, the CR of the input circuit portion Due to the charging of the circuit, a response delay occurs at the rising edge of the signal S1. Therefore, if the time constant of the CR circuit is set appropriately, it is possible to avoid picking up pulses due to such noise. For example, only a pulse having an off period over a period of 20 ms or more is valid, and only in that case, off detection is valid.
[0024]
In addition, although the above description is an example which applied this invention to the gas meter, of course, it can apply to the flowmeter for measuring fluids other than gas.
[0025]
Further, the sampling period, the number of times of sampling, etc. are not limited to the above example.
[0026]
【The invention's effect】
As described above, in the flowmeter equipped with the reed switch of the present invention, the pulse appearing in the output pulse signal is invalidated due to chattering of the reed switch, intrusion of noise, etc., and only normal flow rate pulses are detected and counted. can do. Therefore, the flow rate can be accurately integrated, and it is possible to avoid the occurrence of a deviation from the integrated value obtained by the mechanical counter as in the prior art.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a schematic configuration diagram showing a configuration for detecting a flow rate pulse in a gas meter equipped with a reed switch to which the present invention is applied, and FIG. 1B is a signal waveform diagram showing a normal flow rate pulse.
FIG. 2 is a signal waveform diagram for explaining an on / off detection operation of a reed switch according to the present invention.
FIG. 3 is a signal waveform diagram for explaining adverse effects of a conventional flow meter using a reed switch.
[Explanation of symbols]
1
Claims (1)
Priority Applications (1)
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JP12944996A JP3636398B2 (en) | 1996-05-24 | 1996-05-24 | Flow meter with reed switch |
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JPH09311060A JPH09311060A (en) | 1997-12-02 |
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- 1996-05-24 JP JP12944996A patent/JP3636398B2/en not_active Expired - Lifetime
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