JP3964554B2 - 流量計、その制御方法、および、制御プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流量計に係わり、特に複数の被測定流体を１つの槽内で所定の割合で混合させるべく各流体の槽内への注入量を個々に計測したり、流体温度等が異なる複数の流体を槽内で混合すべく各流体の槽内への注入量を個々に計測したりするための流量計、その制御方法、および、制御プログラムを記録した記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造設備や液晶製造設備等の製造設備では、薬液を用いる加工工程、加工後に洗浄する洗浄工程などにおいて何種類かの液体を所定の割合で液槽に貯めて混合して用いる場合がある。
このような従来の液体混合システムの概要構成を図２１に示す。
図２１において、液体混合システム１００は、混合すべき複数の液体をそれぞれ貯留するための貯留槽１０１Ａ〜１０１Ｃと、複数の液体を混合するための液槽１０２と、貯留槽１０１Ａ〜１０１Ｃと液槽１０２との間の流路中に設けられ、各液体の注入／注入停止を行うための電磁弁１０３Ａ〜１０３Ｃと、電磁弁１０３Ａ〜１０３Ｃから混合用の液槽１０２に至る流路中にそれぞれ設けられ、所定の測定周期ごとに流量値に応じた４〜２０［ｍＡ］の電流値を有するアナログ信号などの流量検出信号ＦＡ〜ＦＣを出力する複数の流量計１０４Ａ〜１０４Ｃと、所定の積算バッチ流量に至ることにより電磁弁１０３Ａ〜１０３Ｃをそれぞれ開閉するためのオン／オフ制御信号ＳＣを出力するとともに、流量検出信号ＦＡ〜ＦＣに基づいて流量を積算し、所定の積算バッチ流量に至ると、積算が終了した旨を通知するバッチ出力信号ＢＡ〜ＢＣを出力する複数の積算計（トータライザ）１０５Ａ〜１０５Ｃと、バッチ出力信号ＢＡ〜ＢＣが入力されるとともに、各積算計１０５Ａ〜１０５Ｃに積算バッチ流量をリセットさせるためのリセット信号ＳＲを出力する集中監視装置１０６とを備えて構成されている。なお、図中のポンプは前記シーケンサ１０６Ａにより、その運転／停止が制御されている。
集中監視装置１０６は、液体混合システム１００全体の制御を行うためのシーケンサ１０６Ａと、各種データの入力及び表示を行うためのディスプレイタッチパネル１０６Ｂとを備えて構成されている。
また、前記積算計１０５Ａ〜１０５Ｃは、流量計１０４Ａ〜１０４Ｃ側（ローカル側）に設けられた現場側監視盤１０７に設置されている。
【０００３】
この液体混合システム１００の動作の概要について説明する。ここで、各液体系統毎の動作は同一であるので、貯留槽１０１Ａに貯留された流体の系統についてのみ説明し、積算計１０５Ａには、予め当該液体の注入量（積算バッチ流量）がプリセットされているものとする。
集中監視装置のシーケンサ１０６Ａがリセット信号ＳＲを出力すると、積算計１０５Ａの積算バッチ流量はリセットされ、これにより積算計１０５Ａは、オン／オフ制御信号ＳＣを電磁弁１０３Ａに出力する。
このオン信号により電磁弁１０３Ａは開状態となり、貯留槽１０１Ａに貯留されている液体が液槽１０２内に注入されることとなる。
これに伴い、流量計１０４Ａは流量に応じた流量検出信号ＦＡを積算計１０５Ａに出力する。
積算計１０５Ａは、液体の積算バッチ流量がプリセットした積算バッチ流量に到達すると、オン／オフ制御信号ＳＣを電磁弁１０３Ａに出力し、このオフ信号により電磁弁１０３Ａは閉状態となり、液体の液槽１０２内への注入を停止するとともに、バッチ出力信号ＢＡを集中監視装置１０６のシーケンサ１０６Ａに出力する。
この結果、シーケンサ１０６Ａは、液体の注入が終了した旨をディスプレイタッチパネル１０６Ｂに表示することとなる。
【０００４】
また、このような流量計の流量センサとして、近年、カルマン渦式のものが多用されるようになってきた。このカルマン渦式流量センサは、流路の中に設けられた柱状の渦発生体の両側から交互に発生するカルマン渦列の周波数を超音波センサや圧電素子センサにより検出して、気体や液体など流体の流量を測定するものである。
流路の口径と流量センサの配管部の材質とにより、流量測定範囲と前記流量に対応するカルマン渦の発生周波数は決定される。ここで、周波数値をｆとすると、瞬時流量値Ｑは次の一次式（１）により求められる。
Ｑ＝ａ×ｆ＋ｂ ……（１）
また、上の式（１）は精度確保が困難であるため、流量測定範囲を複数ｎの区間に分割し、下の式（２）に示すように、各々の区間ｉ（ｉ＝１〜ｎ）毎の一次式を定めることによりフルスケール精度±１％程度を確保することが行なわれている（特開昭６０−２３８７２０号公報）。
Ｑ＝ａｉ×ｆ＋ｂｉ ……（２）
さらに精度を向上させる場合は、１台毎に前記ａｉ値、ｂｉ値を決定し、個別に決定された値Ａｉ、ＢｉをＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭに格納しておき、次の式（３）によってフルスケール精度±０．５％を確保することも提案されている（特願平９−３４５７４２号）。
Ｑ＝Ａｉ×ｆ＋Ｂｉ ……（３）
ここで、Ａｉ，Ｂｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、各機器１台毎に決定される補正された係数である。
【０００５】
また、一般に、パルス信号の周波数を測定する場合には、所定期間（ゲートタイム）内に入力されるパルスの数を計数すること、あるいは、入力パルスの周期を測定し、その逆数から当該周波数を算出することが行われている。しかしながら、流量測定においては、上の式からも明らかなように、大流量時には発生するパルスの周波数は高く（周期は短く）なり、小流量時には低く（周期は長く）なる。したがって、大流量時および小流量時のいずれにおいても、一定の測定精度を得ることが求められる。
【０００６】
そこで、一定時間のタイマ、クロック発生器、クロック計数用カウンタ、クロックによる計数動作を制御するカウンタ制御手段、パルス信号の検出と計数と所定の演算制御を行なう処理手段とを備える周波数測定装置が提案されている（特開平５−２９７０３６号公報）。
この周波数測定装置によれば、前記タイマに測定下限周波数の周期の２倍以上の時間を設定して、パルス信号の検出と計数とを開始する。そして、パルス信号を検出したときは、前記クロック計数用カウンタが前記クロック発生器からのクロックの計数を開始するように前記カウンタ制御手段を制御し、パルス信号を検出するごとにクロック計数用カウンタの計数値を確認する。そして、前記計数値が所定値に達しないときは、検出と計数とを継続する。一方、前記計数値が所定値に達したときは、前記検出と計数とを停止し、前記カウンタ制御手段を制御して前記クロック計数用カウンタの計数値から周波数測定値を演算により算出する。また、前記タイマの計時終了時に、クロックの計数が終了していないときはパルス信号の検出と計数とを停止し、さらに前記カウンタ制御手段を制御してクロック計数用カウンタによる計数を終了する。
これにより、パルス信号のＮ回分の周期をクロック計数用カウンタで計数し、計数値が所望の分解能を確保するまで周期の積算を続けることにより、パルス信号の周波数値によらずに一定値以上の測定分解能を得るようにしている。
【０００７】
また、大流量時における平均周期の算出精度を高め、且つ小流量時における応答性をも向上させることを目的とするカルマン渦式空気流量センサ出力パルスの平均周期算出装置も提案されている（特公平５−７００８６号公報）。
この平均周期算出装置は、パルス数計数手段、パルス周期計測手段、計測周期と第１の所定時間とを比較するパルス周期比較手段と、前回の平均算出終了時から前記パルス数計数手段で第１の所定値に相当するパルス数が計数されたとき、前記パルス周期比較手段から大なる比較結果が第２の所定値に相当する回数だけ出力されたとき、および、前記パルス周期比較手段から小なる比較結果に続いて大なる比較結果が出力される状態が第３の所定値に相当する回数だけ現れたときの各条件のいずれかが成立するごとにパルス信号の周期の平均を算出する平均周期算出手段とを備えたものである。さらに、前記第２の所定値と前記パルス周期比較手段との比較結果により平均周期を算出する第２の平均周期算出手段、あるいは、前記計測周期と第２の所定時間とを比較する第２のパルス周期比較手段および前記第２のパルス周期比較手段の出力により平均周期を算出する第２の平均周期算出手段をさらに備えたものである。
これらの構成により、小流量時、中流量時、大流量時に亘って、センサから入力されるパルス信号の平均周期を速やかに算出することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の液体混合システムにおいては、配管上に取り付けられた流量計や電磁弁の近傍に現場（ローカル）側監視盤を別途設け、該現場側監視盤に複数の積算計（トータライザ）を設置するという構成をとっていた。したがって集中監視装置の他に現場側監視盤が必要であるため、設備を小型化できないという問題点があった。また、積算計と集中監視装置との間に配線布設が必要であり、この配線布設に多大の工数を要し、設置コストがかさむという問題点があった。
そこで、上記問題点を解決すべく、積算計（トータライザ）を使用しないで、直接に集中監視装置を構成するシーケンサに流量計の流量信号を入力することも考えられるが、この場合、シーケンサがバッチ積算処理を行うための処理プログラムが大きくなり、使用メモリ容量も多くなってしまうという問題点があった。
【０００９】
また、前記積算計１０５Ａ〜１０５Ｃは、前記流量計１０４Ａ〜１０４Ｃから入力される流量検出信号ＦＡ〜ＦＣを積算し、該積算結果と予めプリセットされた設定積算バッチ流量値とを比較して前記オン／オフ制御信号ＳＣを対応する電磁弁１０３Ａ〜１０３Ｃに出力しているが、積算結果が算出された時点では既に前記設定積算バッチ流量値を越えてしまっている場合がある。
図２２を参照して、この様子を説明する。この図において、縦軸は積算流量値（単位は立方メートルあるいはリットル等）、横軸は時間を示し、Ｑｂｓは前述した設定積算バッチ流量値、Ｑｂは積算バッチ流量である。前述のように、前記積算計１０５Ａ〜１０５Ｃは、前記流量計１０４Ａ〜１０４Ｃから測定周期ごとに入力される流量検出信号ＦＡ〜ＦＣを積算して積算バッチ流量値Ｑｂを算出しているため、実際の積算計１０５Ａ〜１０５Ｃの出力は、前記測定周期に対応した時間間隔で出力されることとなる。図において、Ｑbｎ−１、Ｑbｎ、Ｑbｎ＋１はそれぞれ前記時間間隔を有する時刻ｔｎ−１、ｔｎ、ｔｎ＋１における積算バッチ流量値を示している。したがって、実際には時刻ｔ０において前記設定積算バッチ流量値Ｑｂｓと前記積算バッチ流量値Ｑｂとが一致する場合であっても、実際に前記積算計１０５Ａ〜１０５Ｃにおいて積算バッチ流量値Ｑｂが設定積算バッチ流量値Ｑｂｓに到達したことが判定されて、オン／オフ制御信号ＳＣが出力されるのは、時刻ｔｎ＋１となる。実際には、前記流量計１０４Ａ〜１０４Ｃにおける流量算出に要する時間および前記積算計１０５Ａ〜１０５Ｃにおける積算に要する時間を考慮する必要があり、最大１測定周期程度の時間遅延が生じることとなってしまう。
したがって、設定積算バッチ流量値Ｑｂｓよりも多い流量値で前記電磁弁１０３Ａ〜１０３Ｃが動作することとなり、高品質の混合流体を得ることができないという問題点があった。
【００１０】
また、前述したような流量計において入力パルスの周波数を測定するときに、パルスの数を計数する周波数測定の方法では、ゲートタイムの値が何であれ、低い周波数の入力のときの測定の分解能が粗く精度が得られないという問題点がある。例えば、上述のようにゲートタイムを１秒間とすれば、２００Ｈｚ以上の周波数でないと±０．５％の精度を得ることができない。一方、周期測定による場合には、周期の長さ、あるいは、計測用基準クロックの値が何であれ、高い周波数の入力のときの測定の分解能が粗く、精度が得られないという問題点がある。
【００１１】
さらに、前述した周波数測定装置においては、測定下限周波数の周期の２倍以上の時間が設定されたタイマを用いているために、測定下限周波数付近の周波数を測定する場合には、その周期の２倍以上の測定時間を必要としている。また、タイマの計時時間の終了前に、パルス信号のＮ回分の周期をクロック計数用カウンタで計数し、前記計数値が所定値に達したときは、検出と計数とを停止し、前記計数値から周波数測定値を演算するようにしている。この場合、タイマの設定時間内をすべて測定していないため、入力されるパルス信号の真の周波数測定を行なっていることにはならないという問題点があった。
【００１２】
さらにまた、前述した平均周期算出装置によれば、４〜５つのパラメータの設定により、小流量時、中流量時および大流量時にわたってセンサから入力されるパルス信号の平均周期を速やかに算出することができるが、パルス数計数手段、パルス周期計測手段、第１および第２のパルス周期比較手段、第１および第２の平均周期算出手段を用いているため、複雑な構成となってしまう。また、これらの各手段による処理をマイクロコンピュータなどにより実行させる場合には、プログラムに膨大なメモリを必要とし、また、処理に要する時間も長くなり、平均周期算出処理に占有する割合が多く、他の処理を実行する余裕がなくなってしまうという問題点があった。
【００１３】
そこで本発明は、設備の小型化を図り、配線布設工程の省略を可能とし、集中監視装置側の処理負担を低減することが可能な流量計、その制御方法、および、制御プログラムを記録した記録媒体を提供することを目的としている。
また、簡単な構成で、高速かつ高精度の測定を行なうことができる流量計、その制御方法、および、制御プログラムを記録した記録媒体を提供することを目的としている。
さらに、集中監視装置等の外部の装置との信号の送受を行ない自動運転の可能な流量計、その制御方法、および、制御プログラムを記録した記録媒体を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の流量計は、流量センサが測定対象流体の流量に応じて出力する流量検出信号に基づいて流量計測を行う流量計であって、前記流量検出信号に基づいて所定の測定周期毎に瞬時流量を算出する瞬時流量算出手段と、前記瞬時流量を積算して積算流量を算出する積算流量算出手段と、前記積算流量が予め設定された設定積算流量に達したか否かを判別する判別手段と、前記積算流量が前記設定積算流量に達したときに、積算終了信号を出力する積算終了通知手段と、次の測定時点において前記積算流量算出手段により算出される積算流量の予測値を算出し、該積算流量の予測値が前記予め設定された設定積算流量に達するか否かを判定する予測演算手段と、該予測演算手段により次の測定時点における前記積算流量の予測値が前記設定積算流量に達するものと判定されたときには、前記瞬時流量算出手段の測定周期を短い周期に変更する計測周期制御手段とを有するものである。
また、前記積算流量算出手段は、外部から供給される積算開始指示信号に応じて、前記瞬時流量の積算を開始するようになされているものである。
さらに、前記積算開始指示信号が第１の所定時間以上第２の所定時間以内継続したときには、前記積算流量をリセットし、前記積算開始指示信号が前記第２の所定時間以上継続したときには、前記積算流量算出手段における積算処理を中断し、該積算開始指示信号の入力がなくなったときに前記積算処理を再開するように制御されるものである。
【００１５】
さらにまた、前記予測手段は、今回算出された瞬時流量を用いて前記次の測定時点における積算流量の予測値を算出するようになされているものである。
さらにまた、前記瞬時流量算出手段は、第１の周期を有する第１の信号を発生する第１の信号発生部と、前記第１の信号に応じて、前記第１の周期の期間に入力される前記流量検出信号中に含まれるパルスの数を計数する第１の測定部と、前記第１の信号をその周期中に含む前記パルスにおける該第１の信号の位置を測定する第２の測定部と、前記第１の測定部による計数値と前記第２の測定部による測定結果とに基づいて、前記第１の周期毎に前記流量検出信号の周波数を算出する第１の演算部と、該算出された周波数に基づいて当該瞬時流量を算出する第２の演算部とを有するものである。
さらにまた、前記設定積算流量値を設定変更することができる手動操作部を備えているものである。
【００１６】
さらにまた、本発明の流量計の制御方法は、流量センサが測定対象流体の流量に応じて出力する流量検出信号に基づいて流量計測を行う流量計の制御方法であって、前記流量検出信号に基づいて所定の測定周期毎に瞬時流量を演算する瞬時流量演算工程と、前記瞬時流量を積算して積算流量を算出する積算流量算出工程と、前記積算流量が予め設定された設定積算流量に達したか否かを判別する判別工程と、前記積算流量が前記設定積算流量に達したときに、積算終了を通知する積算終了通知工程と、次の測定時点において前記積算流量算出工程により算出される積算流量の予測値を算出し、該積算流量の予測値が前記予め設定された設定積算流量に達するか否かを判定する予測演算工程と、該予測演算工程により次の測定時点における前記積算流量の予測値が前記設定積算流量に達するものと判定されたときには、前記瞬時流量算出手段の測定周期を短い周期に変更する計測周期制御工程とを含むものである。
【００１７】
さらにまた、前記積算流量算出工程は、外部から供給される積算開始指示信号に応じて、前記瞬時流量の積算を開始するようになされているものである。
さらにまた、前記積算開始指示信号が第１の所定時間以上第２の所定時間未満継続したときには、前記積算流量をリセットし、前記積算開始指示信号が前記第２の所定時間以上継続したときには、前記積算流量算出手段における積算処理を中断し、該積算開始指示信号の入力がなくなったときに前記積算処理を再開するように制御する工程を含むものである。
さらにまた、前記予測工程は、今回算出された瞬時流量を用いて前記次の測定時点における積算流量の予測値を算出するようになされているものである。
さらにまた、前記瞬時流量算出工程は、第１の周期を有する第１の信号に応じて、該第１の周期の期間に入力される前記流量検出信号中に含まれるパルスの数を計数する第１の工程と、前記第１の信号をその周期中に含む前記パルスにおける該第１の信号の位置を測定する第２の工程と、前記第１の工程による計数値と前記第２の工程による測定結果とに基づいて前記第１の周期毎に前記流量検出信号の周波数を算出する第３の工程と、該第３の工程により算出された周波数に基づいて当該瞬時流量を算出する第４の工程とを含むものである。
【００１８】
さらにまた、本発明の制御プログラムを記録した記録媒体は、流量センサが測定対象流体の流量に応じて出力する流量検出信号に基づいて流量計測を行う流量計の制御プログラムを記録した記録媒体であって、流量計に、前記流量検出信号に基づいて所定の周期毎に瞬時流量を算出させ、外部からの積算指示に基づいて前記瞬時流量の加算を開始して積算流量を算出させ、前記積算流量が予め設定した設定積算流量に達したか否かを判別させ、前記設定積算流量に達したときは、外部に積算終了を通知させ、次の測定時点において算出される積算流量の予測値を算出させて、該予測値が前記予め設定された設定積算流量値に達するか否かを判定させ、前記積算流量の予測値が前記設定積算流量値に達するものと判定されたときに、前記瞬時流量の算出の周期を短い周期に変更させるための制御プログラムを記録したものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の流量計の基本構成の一例を示すブロック図である。図示するように、この流量計は、大別すると、流体の流量に対応する周波数のパルス信号を出力するセンサ部１１と、この流量計の機能を選択するための機能選択部１２と、各種指示及び各種データを手動で入力するための手動操作部１３と、電源のオン／オフを検出してリセット信号を出力するリセット信号出力部１４と、コントロール部２０が正常に動作しているか否かを判定し、異常時に割込み信号を出力するウォッチドッグタイマ部１５と、電源電圧を監視し、電源電圧の低下を検出したときに割込み信号を出力する電圧低下検出部１６と、この流量計全体の制御を行うコントロール部２０と、各種データを保持する不揮発性記憶部１７と、計測した流量値等の各種表示を行う表示部３０と、集中監視装置などの外部装置ＥＸＣＴとの間で信号の入出力を行う信号入出力部４０と、電源部４５を備えて構成されている。なお、前記機能選択部１２は、この流量計の機能を「瞬時流量計」とするか「積算バッチ流量計」とするかを選択するものである。以下においては、「積算バッチ流量計」が選択されているものとして説明する。
【００２０】
ここで、前記コントロール部２０は、測定周期設定部２６により設定された測定周期ごとに前記センサ部１１から入力される被測定対象の流体の流量に対応する周波数を有するパルス信号の周波数を測定する周波数測定部２１、該周波数測定部２１により測定された周波数に基づいて対応する瞬時流量を算出する瞬時流量算出部２２、該瞬時流量算出部２２により測定周期ごとに算出された瞬時流量を加算して積算バッチ流量Ｑｂを算出する積算流量算出部２３、該積算流量算出部２３により算出された積算バッチ流量Ｑｂ値と予め設定された設定積算バッチ流量値Ｑｂｓとを比較する比較演算部２４、次回の積算バッチ流量算出タイミングにおける予測積算バッチ流量値Ｑｔを予測し、該予測積算バッチ流量値Ｑｔと前記設定積算バッチ流量値Ｑｂｓとを比較する予測演算部２５、前記予測演算部２５からの比較出力に応じて、前記周波数測定部２１における測定周期を切り替える測定周期設定部２６、記憶ユニット２８に格納されている制御プログラムに基づいてこの積算バッチ流量計全体の制御を行う制御ユニット２７、および、制御プログラムや各種のデータを記憶するためのＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成された記憶ユニット２８とを備えて構成されている。なお、このコントロール部２０は、例えば、シングルチップマイクロコンピュータにより構成される。
【００２１】
また、前記表示部３０は、計測した流量値を表示するデータ表示ユニット３１と、該データ表示ユニット３１で表示される流量の単位を表示する単位表示ユニット３２と、後述する信号出力時などに点灯制御される出力表示ユニット３３と信号入力時に点灯制御される入力表示ユニット３４とを備えて構成されている。さらに、前記信号入出力部４０は、４〜２０［ｍＡ］の電流範囲を有し、流量信号に対応するアナログ流量信号を集中監視装置ＥＸＣＴの入力端子ＤＩＮに出力する４〜２０ｍＡ伝送信号出力ユニット４０−１と、積算バッチ運転終了信号を集中監視装置ＥＸＣＴの入力端子ＩＮに出力する運転終了信号出力ユニット４０−２と、集中監視装置ＥＸＣＴの出力端子ＯＵＴから積算バッチ運転開始信号が入力される運転開始信号入力ユニット４０−３とを備えて構成されている。
【００２２】
なお、前記４〜２０ｍＡ伝送信号出力ユニット４０−１に代えてあるいは加えて、測定した流量値に対応するデューティを有するＰＷＭ変調信号あるいは前記瞬時流量算出部２２により算出された測定流量値自体をそのままディジタルデータのかたちで集中監視装置ＥＸＣＴに出力するようにしてもよい。
また、４５は電源部であり、例えば、前記集中監視装置ＥＸＣＴから供給される直流１２〜２４［Ｖ］の電源をこの流量計の動作電圧に変換して供給する。また、電源として電池を使用するようにしてもよい。
【００２３】
このように構成された本発明の流量計の動作について、図２に示すメインルーチンおよび図３に示す測定処理のフローチャートを参照して説明する。ここで、前記測定処理は、前記測定周期設定部２６により設定される周期毎に起動される処理であり、前記測定周期設定部２６は通常時には第１の周期を設定し、前記予測演算部２５により次回の比較時に積算バッチ流量値Ｑｂが前記設定積算バッチ流量値Ｑｂｓを超えると判断されたときに前記第１の周期よりも短い第２の周期を設定するようになされている。
【００２４】
図２のメインルーチンにおいて、この積算バッチ流量計の動作が開始されると、まず、ステップＳ１１において、フラグ類やレジスタ類の初期化などの初期設定処理が行われる。続いて、ステップＳ１２に進み、前記測定周期設定部２６を前記第１の周期に設定する。これにより、前記周波数測定部２１は、この第１の周期毎に前記センサ部１１から入力されるパルス信号の周波数を測定することとなり、これに対応して、前記瞬時流量算出部２２、前記積算流量算出部２３における処理も第１の周期毎に行われることとなる。
次に、ステップＳ１３に進み、前記運転開始信号入力ユニット４０−３から積算バッチ運転開始信号が入力されたか否かを判定する。積算バッチ運転開始信号が入力されていないときは、そのままステップＳ１５のキー操作処理に進む。一方、前記集中監視装置ＥＸＣＴから積算バッチ運転開始信号が出力され、前記ステップＳ１３の判定結果がＹＥＳとなったときは、ステップＳ１４に進み、前記入力表示ユニット３４を点灯してそのことを報知するとともに、積算バッチ運転フラグをセットする。そして、ステップＳ１５のキー操作処理に進む。
【００２５】
ステップＳ１５のキー操作処理では、前記手動操作部１３の操作が行われたか否かを判定し、その操作に対応した処理を行う。そして、ステップＳ１６に進み、表示処理を行う。この表示処理では、後述する測定処理により測定された瞬時流量値あるいは積算流量値を前記表示部３０におけるデータ表示ユニット３１および単位表示ユニット３２を用いて表示する処理を行う。次に、ステップＳ１７に進み、伝送信号出力処理を行う。この伝送信号出力処理においては、前記４〜２０ｍＡ伝送信号出力ユニットなどを用いて、測定された瞬時流量を前記集中監視装置ＥＸＣＴに出力する。そして、前記ステップＳ１３に戻り、前記ステップＳ１３〜Ｓ１７を繰り返し実行する。以上が、メインルーチンである。
【００２６】
次に、前記測定周期設定部２６により設定された第１の周期あるいは第２の周期で実行される測定処理について図３を参照して説明する。なお、前記ステップＳ１２において起動時には測定周期は第１の周期に設定されている。
この測定処理が開始されると、まず、ステップＳ２１において、前記周波数測定部２１により前記センサ部１１からの入力信号の測定処理が実行される。そして、ステップＳ２２に進み、前記瞬時流量算出部２２において前記測定された周波数データに基づいて対応する瞬時流量が算出される。なお、この瞬時流量の算出には、前述した式（１）〜（３）のいずれを用いてもよいが、式（３）を用いるのが精度の点で望ましい。
次に、ステップＳ２３に進み、積算バッチ運転フラグがセットされているか否かを判定する。前記積算バッチ運転開始信号が入力されておらず、積算バッチ運転状態でないときはこの判定結果がＮＯとなり、この測定処理を終了する。
【００２７】
一方、前記積算バッチ運転フラグがセットされているときは、ステップＳ２４に進み、前記ステップＳ２２において算出した今回の瞬時流量値を前回までの瞬時流量値の積算値に加算して、積算バッチ流量値Ｑｂを算出する。
そして、ステップＳ２５に進み、前記測定周期設定部２６に設定されている測定周期が第１の周期および第２の周期のいずれであるのかを判定する。
この判定の結果、第１の周期であるときは、ステップＳ２６に進み、前記ステップＳ２２において算出した今回の瞬時流量値を前記ステップＳ２４で算出した積算バッチ流量値Ｑｂに加算して、次回の測定周期における積算バッチ流量値の予測値（予測積算バッチ流量値）Ｑｔを算出する。そして、ステップＳ２７に進み、この予測積算バッチ流量値Ｑｔと予め設定されている設定積算バッチ流量値Ｑｂｓとを比較する。この比較の結果、設定積算バッチ流量値Ｑｂｓのほうが予測積算バッチ流量値Ｑｔよりも大きいときは、そのまま、ステップＳ２９に進む。一方、予測積算バッチ流量値Ｑｔのほうが設定積算バッチ流量値Ｑｂｓよりも大きいかあるいは等しいときは、次回の測定時には設定積算バッチ流量値Ｑｂｓを超えることが予測できるため、ステップＳ２８に進み、前記測定周期設定部２６に対して周期の短い第２の周期を設定する。これにより、測定処理の実行周期が第２の周期となり、設定積算バッチ流量値Ｑｂｓとの比較を第２の周期で実行することができるようになる。
一方、現在の測定周期が第２の周期に設定されているときは、そのままステップＳ２９に進む。
【００２８】
ステップＳ２９においては、前記ステップＳ２４において算出した積算バッチ流量値Ｑｂと前記設定積算バッチ流量値Ｑｂｓとを比較する。この比較の結果、Ｑｂ＜Ｑｂｓのときは、そのまま、この回の測定処理を終了する。一方、Ｑｂ≧Ｑｂｓのとき、すなわち、算出した積算バッチ流量値Ｑｂが設定積算バッチ流量値Ｑｂｓ以上となったときは、ステップＳ３０に進み、前記運転終了信号出力ユニット４０−２を介して集中監視装置ＥＸＣＴに積算バッチ運転終了信号を出力するとともに、前記表示部３０の出力表示ユニット３３を点灯してこの旨を報知する。この結果、集中監視装置ＥＸＣＴは、例えば、液体混合システムの場合には、設定流量を超えた後、遅延時間なく対応する液体（流体）の供給を停止することとなる。そして、ステップＳ３１に進み、前記積算バッチ運転フラグをリセットするとともに、前記測定周期が第２の周期に設定されている場合には、測定周期を前記第１の周期に設定して、測定処理を終了する。
【００２９】
ここで、前記第１の周期による測定と前記第２の周期による測定は、同一の測定方法で行ってもよいし、あるいは、異なる測定方法を採用するようにしてもよい。異なる測定方法を採用した場合は、第２の測定周期による測定は、前記第１の周期による測定の場合よりも測定周期が短いため、測定精度は多少低くなることが考えられる。しかしながら、前記図２２に関して説明したように、積算バッチ運転終了のタイミングの遅延時間を少なくすることができる。
【００３０】
このように本発明の流量計によれば、集中監視装置と積算バッチ機能を備える流量計とを直接接続することが可能となるため、現場側監視盤を設ける必要がなく、設備を小型化できる。
また、集中監視装置ＥＸＣＴ側では、積算処理などの処理を行う必要がなく、処理を簡略化することができ、これに伴いメモリなどの記憶容量も低減することができる。
さらに、積算流量値が設定積算流量値を超えたことを遅滞なく検出することが可能となる。
【００３１】
さて、前述のように、小流量時から大流量時まで、高精度に流量を測定するためには、前記センサ部１１から入力される流量に対応したパルス信号の周波数を短時間の測定周期で流量の多寡にかかわらず精度よく測定することが必要である。
そこで、本発明の流量計における前記周波数測定部２１に適用して好適な周波数測定方法について、図４を参照して説明する。なお、この周波数測定方法においては、第１及び第２の２つのカウンタを使用し、測定開始点から測定終了点までの期間（１測定周期）に入力されるパルスの個数と、前記測定開始点あるいは前記測定終了点をその周期の中に含む入力パルスにおける該測定開始点あるいは測定終了点の位置を測定している。
この図において、（ａ）は前記センサ部１１からの入力パルス信号の一例、（ｂ）は前記測定開始点から測定終了点までに入力されたパルスの個数を計数する第１のカウンタの計数内容の例、（ｃ）は、その周期の中に前記測定開始点あるいは測定終了点を含むパルスの立上がり時点から前記測定開始点あるいは測定終了点までの時間および次のパルスの立上がり時点までの時間を基準クロックを計数することにより測定する第２のカウンタの動作を示す図である。ここで、前記測定開始点と測定終了点の間の時間（測定周期）は、被測定パルス信号の周波数に応じた周期の信号とすることができるが、説明を簡単にするために、ここでは、１秒周期とされているものとする。なお、前記測定終了点を次の測定周期における測定開始点とすることにより、測定周期ごとに連続的に周波数を測定することができる。また、前記入力パルス信号の周期を計測するための基準クロックの周期により測定の精度が決定されるが、ここでは、１ｍｓｅｃ周期のクロック信号とされているものとする。
【００３２】
さて、図４の（ｂ）に示すように、前記第１のカウンタは、前記測定開始点から測定終了点までの測定周期（この例においては１秒間）に入力されるパルスの個数を計数する。このときに、入力パルスの立上がりおよび立下がりのいずれを用いても計数することができるが、ここでは、入力パルスの立上がりを計数するものとする。図示した例においては５個のパルスが計数される。この場合には、測定期間が１秒であるため、この５という値は、この入力信号の周波数の整数部に対応している。
【００３３】
しかしながら、このようにパルスの個数を計数するだけでは、図４の（ａ）に示すように、計数開始時点から第１番目のパルス（パルス１）の立ち上がり時点までの期間Ａについては当該計数値に反映されていない。また、第５番目のパルス（パルス５）については、測定終了点以後次のパルス（パルス６）の立上がり時点までの期間Ｂについても含まれているものとしてカウントされていることとなる。したがって、入力パルス信号の周波数を正確に測定するためには、前記ＡおよびＢの部分についても考慮することが必要となる。
すなわち、前記測定開始時点からパルス１の立上がり時点までの期間Ａがパルス０の周期Ｔ１に占めている割合、および、前記測定終了点からパルス６の立上がり時点までの期間Ｂのパルス５の周期Ｔ２に占めている割合を求め、これにより、前記パルスの個数を修正することにより、正確な周波数ｆを得ることができる。
【００３４】
前述したＡの部分およびＢの部分を測定するため、前記第２のカウンタは、図４の（ｃ）に示すように、前記入力パルス信号の立ち上がりエッジで前記基準クロックの計数を開始し、次の入力パルス信号の立ち上がりエッジで当該計数値（Ｎ１）を出力するとともに、再び０から計数を開始する。前記計数の途中に前記測定開始点あるいは測定終了点を示す信号が入力されたときには、その時点の計数値（ｎ１）を出力するようになされている。これにより、前述した時間Ｔ１，Ｔ２，ｔ１，ｔ２にそれぞれ対応する計数出力Ｎ１，Ｎ２，ｎ１，ｎ２を得ることができる。なお、前記入力パルスの周期の中に前記測定開始点あるいは測定終了点が含まれていないときは、その計測値を捨てて次の計測を行なえばよい。
そして、前記第１のカウンタの計数値ｆ０および前記第２のカウンタの計数値Ｎ１，Ｎ２，ｎ１，ｎ２に基づいて、次の式（４）の演算を行ない、周波数値ｆを算出する。
【００３５】
なお、上記においては、前記測定期間（第１の信号の周期）を１秒間であるとして説明したが、この期間は、被測定信号周波数に応じて任意の値とすることができ、前記測定期間をＴ秒とした場合には、次の式（５）により、周波数値ｆを求めることができる。
ｆ＝（ｆ０−ｎ１／Ｎ１＋ｎ２／Ｎ２）×（１／Ｔ） ……（５）
【００３６】
なお、この周波数測定方法においては、前記測定期間中に入力されるパルスが１つ以上あるときに、上記式（５）を用いて当該周波数を算出することができる。したがって、測定下限周波数の周期以上の測定期間で、高精度の周波数測定が可能となり、従来の測定方法のように、精度をあげるために測定時間を長くする必要がない。例えば、測定下限周波数が１Ｈｚの場合には１秒、５Ｈｚの場合には０．２秒の測定期間で精度良く当該周波数を測定することができる。
また、測定精度は前記基準クロックの周期により決定される。例えば、前記第１の信号の周期を１秒とした場合、必要とする分解能が２００（精度±０．５％）であるときは基準クロックを５ｍｓｅｃとすればよく、分解能が１０００（精度±０．１％）のときは基準クロックを１ｍｓｅｃとすればよい。また、測定下限周波数が５Ｈｚであれば周期は２００ｍｓｅｃであるので、基準クロックを１ｍｓｅｃとすれば分解能２００が得られる。
【００３７】
このように、この周波数測定方法によれば、測定開始点から測定終了点までの測定期間に含まれている入力パルスの周期をその小数部まで正確に算出することができ、入力パルス信号の周波数を測定期間の長短にかかわらず高精度に算出することが可能となる。
また、測定を連続して繰り返し実行する場合には、前記測定終了点における小数部（前記Ｂの時間に対応する小数部）は次の測定における測定開始点における小数部（前記Ａの時間に対応する小数部）となり、演算処理が簡単化され、第１の信号の周期毎に正確な周波数データを得ることが可能となる。
なお、上記においては、入力パルスの立ち上がり時点により、その周期の計測を開始しているものとしたが、立ち下がり時点により計測を開始するようにしてもよいことは明らかである。
【００３８】
次に、本発明の流量計のより具体的な実施の形態について詳細に説明する。なお、この実施の形態においては、流量計を瞬時流量計および積算バッチ流量計のいずれとしても使用することができるように両タイプの流量計に共通の制御プログラムが使用されている点に注意されたい。
図５は、この流量計の一実施の形態である積算バッチ流量計の構造を示す図であり、（ａ）は表示及び操作パネル面を示す上面図、（ｂ）は内部構造を示す断面図、（ｃ）は一部分を破断して示す側面図である。この図において、流量計は、流量を計測すべき流体が流れる流路の途中に接続される計量部本体５０と、この計量部本体５０の上方に９０°毎に位置出し可能に取付けられた計測表示部とからなっている。ここで、前記計量部本体５０はそれが接続される配管に合わせたサイズとされており、前記計測表示部は多種類（例えば、６４種類）の配管の材質や口径に共通に適用することができるものとされている。すなわち、前記計測表示部は多数の機種に共通に使用することができるようになされており、後述するように、手動操作部（キー入力部）１３の操作により配管の口径や材質を選択設定することができるようになされている。
【００３９】
前記計量部本体５０は、その入口が上流側に、出口が下流側にそれぞれ接続され、流れの中に置かれた柱状物体５１の下流側に形成されるカルマン渦の発生周波数が広いレイノルズ数において流速に比例していることを利用し、この渦流の発生周波数を計測することにより、流速或いは流量を知ることができるカルマン渦流式のものとして構成されている。このカルマン渦流式のものは、摺動部がなくシンプルな構造で、信頼性、耐久性が優れているほか、流体流路には渦発生体と渦検出器があるだけで、流路の絞りが小さいので、圧力損失が小さくなっているという特徴を有している。
そして、前記計量部本体５０には、渦流の発生によって変化する流路中の圧力を検知するためホルダの内部にセンサとしての圧電素子５２が取付けられている。該圧電素子５２は渦流の発生周波数に等しい周波数で変化する電気信号からなる流量信号を出力し、これをリード線を介して計測表示部内に設けられた電子回路に供給する。
【００４０】
計測表示部は、防水パッキンを介して突き合わされた上ケース５４と下ケース５５とからなるケース５３、このケース５３内に収容された第１のプリント基板（表示基板）６１、第２のプリント基板（ＣＰＵ基板）６２、第３のプリント基板（センサ基板）６３、上ケース５４の上面に配置されたＬＥＤ３３、３４、３５、３６、例えば３桁の７セグメントＬＥＤ表示器により構成されたデータ表示ユニット３１及び操作キー４１、４２および４３などにより構成され、下ケース５５の底部にあけた孔に計量部本体５０の上にネジ５９により固定された中空の回転軸５６が防水パッキンを介して回転自在に嵌合され、計量部本体５０に対して９０°毎に位置出し可能に調整できるようになっている。
【００４１】
ここで、前記ＬＥＤ３３は、この流量計から集中監視装置ＥＸＣＴに信号が出力されているときに点灯される出力ＬＥＤ（ＯＵＴＬＥＤ）であり、前記ＬＥＤ３４は、集中監視装置ＥＸＣＴからこの流量計に信号が入力されているときに点灯される入力ＬＥＤ（ＩＮＬＥＤ）である。さらに、ＬＥＤ３５および３６は表示単位を示すＬＥＤであり、図示するようにＬＥＤ３５の右方には「ｍ3」、ＬＥＤ３６の右方には「Ｌ」の表示がなされている。これによりＬＥＤ３５が点灯することにより、前記３桁の表示器３１において表示されている数値の単位が立方メートルであることを示し、また、ＬＥＤ３６が点灯することにより前記表示器３１において表示されている数値の単位がリットルであることを示すことができる。すなわち、この例においては、前記ＬＥＤ３５および３６により、前記単位表示ユニット３２が構成されている。
なお、前記ＬＥＤ３３として赤色のＬＥＤを用い、前記ＬＥＤ３４として緑色のものを用いるといったように、ＬＥＤの色を変更するようにしてもよい。
【００４２】
前記圧電素子５２からのリード線は回転軸５６の中空部を通ってセンサ基板６３上に形成された電子回路まで導かれている。
また、６０は集中監視装置ＥＸＣＴに接続するためのシールド線からなる信号線である。
そして、前記表示基板６１および前記ＣＰＵ基板６２は、金属スペーサを介して取付ネジ５８により前記上ケース５４に取り付けられており、前記センサ基板６３は金属スペーサを介して取付ネジ５８により下ケース５５に取り付けられている。ここで、前記上ケース５４と下ケース５５は、例えば、内部に導電性シールド材が塗布された樹脂製とされており、前記プリント基板６１〜６３におけるネジ５８および金属スペーサが当接する箇所に設けられた金属部を介して、前記ケース５３とプリント基板６１〜６３との電気的接続がとられるようになされている。
また、前記上ケース５４は前記下ケース５５に対してネジ５７によって開閉自在に取付けられ、各種の設定操作を行うときに開けられるようになっている。
【００４３】
図６は、前記３つのプリント基板、すなわち、表示基板６１、ＣＰＵ基板６２およびセンサ基板６３上における各回路部品の配置の一例を示す図である。この図において、（ａ）は前記プリント基板６１〜６３が前記ケース５３内に組み上げられている状態を示す図、（ｂ）は前記表示基板６１の表面図、（ｃ）は前記ＣＰＵ基板６２の裏面図、（ｄ）は前記センサ基板６３の表面図、（ｅ）は前記センサ基板６３の裏面図である。
図６の（ａ）に示すように、前記表示基板６１と前記ＣＰＵ基板６２はコネクタ６４を介して電気的に接続されており、前記ＣＰＵ基板６２とセンサ基板６３はフラットケーブル６５を介して電気的に接続されている。また、前記ＣＰＵ基板６２上には、前記コントロール部として動作するマイクロコンピュータ２０が設けられ、その裏面に前記不揮発性記憶素子１７として動作するＥＥＰＲＯＭが設けられている。
また、図６の（ｂ）に示すように、前記表示基板６１の表面には、２つのピンから成る検査モード設定ピン１８が設けられており、この検査モード設定ピン１８を短絡することにより、後述する検査モードとすることができるようになされている。
【００４４】
さらに、同図（ｃ）に示すように、前記ＣＰＵ基板６２の裏面には前記機能選択部１２を構成する２組のジャンパーピンＪ１およびＪ２からなる機能選択用ピンが設けられている。ジャンパーピンＪ１は、この流量計を瞬時流量計として動作させるかあるいは積算バッチ流量計として動作させるかを選択するためのものであり、ジャンパー線によりジャンパーピンＪ１を短絡したときには瞬時流量計として動作し、開放されているときには積算バッチ流量計として動作するように設定される。また、ジャンパーピンＪ２は、この流量計による測定データを４〜２０ｍＡ伝送方式で集中監視装置に伝送するかあるいはＰＷＭ変調された信号で伝送するかを選択するためのものであり、ジャンパー線により短絡したときには４〜２０ｍＡ伝送方式で測定流量データを伝送し、開放されているときにはＰＷＭ変調信号を集中監視装置に伝送するように設定される。
【００４５】
図６の（ｄ）に示すように、前記センサ基板６３の表面には前記圧電素子５２からのリード線が接続される端子Ｓ＋およびＳ−が設けられており、さらに、調整用のトリマＶＲ、各種のオペアンプ、ダイオード、バリスタやコンデンサなど各種の電子部品が配置されている。また、６６は前記集中監視装置ＥＸＣＴとの接続ケーブル６０が接続される端子である。さらに、同図（ｅ）に示すように、前記センサ基板６３の裏面には、各種出力トランジスタや前記電源部４５として動作する３端子安定化電源回路７８など各種の電子部品が設けられている。
【００４６】
この流量計の回路構成の一例について、図７および図８のブロック図を参照して説明する。
図７において、２０はこの流量計の全体の制御を行うマイコンであり、その内部には、第１のカウンタ（主カウンタ）８１、第２のカウンタ（副カウンタ）８２、タイマ１〜タイマｎの複数個のタイマからなるタイマレジスタ群８３、制御プログラムおよび後述する演算係数テーブル等を格納するＲＯＭ８４、各種のデータを格納するデータエリアおよびワークエリアなどとして使用されるＲＡＭ８５、および表示部３０を駆動するための表示ドライバ、および、ＰＷＭ信号を出力ポートから出力するためのＰＷＭ出力機能部等が搭載されている。
なお、前記タイマレジスタ群８３の中には、第１周期タイマ（１秒タイマ）、１ｍｓｅｃの基準クロックを発生するタイマおよび第２周期タイマ（０．２秒タイマ）などが含まれている。ここで、前記第２周期タイマは、前記第１周期タイマの出力信号と同期し、かつ、前記第１周期タイマの出力信号周期を測定下限周波数で除算した第２の周期を有する信号を出力するものであり、この例では、前記第１周期タイマ出力の周期１秒を測定下限周波数５Ｈｚで除算した０．２秒の周期を有する信号とされている。そして、後述するように、この第２周期タイマの出力信号に応じて、演算部の演算動作のタイミングを制御するようにしている。
また、前記第１周期タイマと前記第２周期タイマは別個に設けても良いが、ここでは、前記第２周期タイマの出力に基づいて前記第１周期タイマ出力を得るようにしている。例えば、前記第２周期タイマの出力を計数し、５を計数するごとに前記第１周期タイマ出力を出力するようにすればよい。
さらに、前記主カウンタ８１および副カウンタ８２は、前記センサ部１１からの入力信号が印加される入力ポート（カウント信号入力ポート）に接続されており、前記主カウンタ８１は、１秒間（第１周期タイマ出力信号の周期）に入力される入力パルスの個数を計数し、前記副カウンタ８２は前記入力パルスの周期を１ｍｓｅｃ単位で測定する。
【００４７】
１１は、前記圧電素子５２、この圧電素子５２からの電気信号を増幅する増幅器６７およびこの増幅器６７の出力信号を波形整形してパルス信号として出力する波形整形回路６８からなるセンサ部であり、このセンサ部１１の出力βは、前記マイコン２０のカウント信号入力ポートに入力される。また、このセンサ部１１の出力βは、図８に示した信号入出力部４０にも印加されており、出力トランジスタ７７を介して、調整検査装置等に直接出力することができるようになされている。なお、外部装置ＥＸＣＴは、集中監視装置、調整検査装置等である。
１２は機能選択部であり、前述のように、瞬時流量計として動作させるかあるいは積算バッチ流量計として動作させるかを選択するジャンパーピンＪ１および計測出力を４〜２０ｍＡ伝送信号により集中監視装置ＥＸＣＴに伝送するかあるいはＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）信号により集中監視装置ＥＸＣＴに出力するかを選択するジャンパーピンＪ２が設けられている。この各ジャンパーピンＪ１およびＪ２の出力は前記マイコン２０の入力ポートに接続されている。なお、ここでは、前記ジャンパーピンＪ２は４〜２０ｍＡ伝送信号により伝送するように設定されているものとする。
また、１８は検査モード設定ピンであり、前述のように、この検査モード設定ピン１８を短絡することにより、この流量計を検査モードとすることができる。工場出荷前の検査時にこの検査モード設定ピン１８により検査モードとし、調整検査装置ＥＸＣＴを接続して検査を実行する。この検査モード設定ピン１８の出力は前記マイコン２０の入力ポートに接続される。
【００４８】
１３は手動操作部（キー入力部）であり、前述のように、設定キー（ＥＮＴキー）４１、アップキー（△キー）４２、ダウンキー（▽キー）４３の３つの操作キーが設けられ、それぞれ前記マイコン２０の入力ポートに接続されている。
１５はウォッチドッグタイマであり、マイコン２０の出力ポートからの信号が所定時間入力されなかったときに、マイコン２０に割り込み信号を入力する。この割り込み入力によりマイコン２０は後述する第２のスタート処理を開始することとなる。なお、このウォッチドッグタイマへの定時出力は、例えば所定周期毎に実行されるようになされたタイマ割り込み処理ルーチンにより実行されるようになされている。
さらに、１４はパワーオンリセット回路であり、電源電圧Ｖｃｃが印加されたときに、これを検出して前記マイコン２０のリセット端子にパルス信号を印加する。これにより、マイコン２０は後述する第１のスタート処理を実行することとなる。
【００４９】
３０は前記表示部であり、図示するように、データ表示ユニットとしての３桁の７セグメントＬＥＤ表示器３１、出力信号ＯＵＴ（あるいは瞬時流量計として使用される場合には第１の出力ＯＵＴ１）の出力時に点灯されるＯＵＴＬＥＤ３３、入力信号ＩＮ（瞬時流量計として使用される場合には、第２の出力ＯＵＴ２）の入力（出力）時に点灯されるＩＮ（ＯＵＴ２）ＬＥＤ３４、前記３桁の表示器３１における数値がｍ3（立方メートル）単位の数値であることを表示するＬＥＤ３５、Ｌ（リットル）単位の数値であることを表示するＬＥＤ３６、駆動桁選択回路３７およびＬＥＤ駆動回路３８を有している。そして、前記マイコン２０に内蔵されている表示駆動回路から、出力ポートを介して前記駆動桁選択回路３７およびＬＥＤ駆動回路３８に当該表示を行なうためのデータが出力され、所望の表示を行なうことができるようになされている。
なお、ここでは表示素子としてＬＥＤを使用した例を示したが、これに限られることはなく液晶（ＬＣＤ）など他の表示素子を採用することができる。
また、前記表示器３１の桁数も３桁に限られることはなく、例えば、８桁など任意の桁数としてもよい。
【００５０】
１７は前記不揮発性記憶素子であるＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）であり、積算流量値データ、積算バッチ流量値データ、各種設定値、後述する調整検査時に補正された一次式傾きデータや切片データなどが格納される。これにより、電源電圧低下時におけるデータの消失を防止することが可能となる。
また、６９は電源端子に並列に接続された大容量コンデンサであり、電源電圧の一時的な低下時におけるバックアップに用いられる。
さらに、１６は、電源電圧を監視し、所定電圧以下になったときに、電源電圧チェック割込を行なう電圧検出器である。
【００５１】
前記マイコン２０の出力ポートから出力信号ＯＵＴが図８に示す信号入出力部４０に供給され、前記信号入出力部４０から入力信号ＩＮがマイコン２０の入力ポートに入力される。ここで、出力信号ＯＵＴは測定した瞬時流量値を前記入力信号ＩＮが入力されたときから積算した積算流量値が、予め設定された設定積算流量値（設定積算バッチ流量値）よりも多くなったときに出力される信号である。前述したように、この出力信号ＯＵＴを集中監視装置ＥＸＣＴに遅滞なく出力することにより、外部機器に対する迅速な制御が可能となる。
なお、この流量計が瞬時流量計として使用される場合には、前記出力ＯＵＴは第１の出力ＯＵＴ１とされ、点線で示すように、前記入力信号ＩＮに代えて第２の出力ＯＵＴ２が出力されることとなるが、ここでは、これ以上の説明は省略する。
【００５２】
図８において、７０は前記出力信号ＯＵＴがそのゲートに印加される出力トランジスタであり、この出力トランジスタ７０のドレインは、対応する出力端子を介して、集中監視装置ＥＸＣＴの入力端子ＩＮに接続されることとなる。これにより、集中監視装置ＥＸＣＴ側では、このＯＵＴ出力を用いて迅速なスイッチ制御などを行なうことができる。図示するように、前記出力端子と接地との間には、保護用のツェナーダイオードＺＤが接続されている。また、７２は前記集中監視装置ＥＸＣＴからの入力信号ＩＮを整形して前記マイコン２０の入力ポートに入力するためのしきい値回路である。入力端子ＩＮとしきい値回路７２との間には、保護用の抵抗Ｒと保護用のダイオードＤとが接続されている。
なお、７１は、前述のように瞬時流量計として使用される場合に前記第２の出力ＯＵＴ２がそのゲートに印加される出力トランジスタである。
【００５３】
さらに、前記マイコン２０の出力ラッチ付きの出力ポートから１０ビットの測定出力データが前記信号入出力部４０に供給されている。この１０ビットの測定データは、図８に示す信号入出力部４０におけるデジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換部７３に入力され、該Ｄ／Ａ変換部７３においてアナログ信号に変換され電圧電流変換部（Ｖ／Ｉ変換部）７４を介して、４〜２０ｍＡ伝送信号出力部７５に入力され、４〜２０ｍＡ伝送信号として前記集中監視装置ＥＸＣＴに出力されることとなる。この４〜２０ｍＡ伝送信号出力部７５の出力と接地との間には、図示するように、コンデンサＣとバリスタＶとが並列に接続されており、ノイズやサージを吸収するようになされている。
【００５４】
また、図示するように、前記１０ビットの測定データを、直接外部装置に出力することもできる。
さらにまた、前述のようにＰＷＭ信号を出力する場合には、図中破線で示すように、前記マイコン２０の出力ポートから測定した流量値に対応するＰＷＭ信号を出力し、出力トランジスタ７６を介して出力するようにしてもよい。
このように、本発明においては、測定流量値に対応する伝送信号は、いずれも、１０ビットの分解能を有する測定データに基づいて生成されているため、誤差の伝搬のない信号を集中監視装置に出力することが可能となる。
【００５５】
さらに、前記センサ部１１の波形整形部６８からの被測定パルス信号βは前記信号入出力部４０の出力トランジスタ７７のゲートに印加されており、このトランジスタ７７のドレインは、信号入出力部４０の検査用信号出力端子を介して、検査モード時に接続される調整検査装置に接続される。
なお、図８においては、各出力トランジスタとしてＭＯＳトランジスタを使用しているが、バイポーラトランジスタを用いるようにしてもよい。この場合には、出力信号ＯＵＴ１およびＯＵＴ２はそれぞれバイポーラトランジスタのベースに印加され、それらのコレクタが前記出力端子に接続されることとなる。
また、７８は直流安定化電源回路であり、この実施の形態においては、前記集中監視装置ＥＸＣＴから供給される１２〜２４Ｖの直流電圧を入力とし、この流量計の駆動電圧に変換して出力する。また、図８に示すように、前記集中監視装置から供給される電源ライン（＋ＤＣ、−ＤＣおよびＧＮＤ）の各線間には、サージ防止用のバリスタＶとノイズ除去用のコンデンサＣがそれぞれ並列に接続されている。さらに、電源ライン＋ＤＣと直流安定化電源７８との間に挿入されているダイオードＤは、電源ラインの極性の逆接続に対して回路の破損を防止する。
【００５６】
前記ＲＯＭ８４、前記ＲＡＭ８５および前記ＥＥＰＲＯＭ１７に格納される各種のデータについて説明する。
図９の（ａ）は、前記ＲＯＭ８４およびＲＡＭ８５のメモリマップの一例を示す図である。この図に示すように、前記ＲＡＭ８５の領域には、各種のレジスタ領域、後述する補正係数や各種フラグなどを格納する領域、ワークエリア、積算流量値データを格納する領域、積算バッチ流量値を格納する領域などが設けられている。
また、ＲＯＭ８４の領域には、制御プログラム、口径設定データテーブル、割込みベクトル等が格納されている。ここで、口径設定データテーブルは、前記配管の口径および材質にそれぞれ対応した係数データ（前記式（２）における傾きデータａｉおよび切片データｂｉ）であり、例えば６４種類の機種（口径および材質）に対応するデータが格納されている。
【００５７】
図９の（ｂ）は、前記口径設定データテーブルの構成を説明するための図である。この図に示すように、口径設定データテーブルは、それぞれ１６種類の設定データを１ページとする４ページの構成とされている。そして、各設定データとしては、図示するように、当該設定データを識別する設定コード（機種設定コード）、口径を指定するコード、本体材質を指定する材質コード、流れ有り周波数ｆ１〜定格流量の１１０％の瞬時流量値に対応する周波数ｆ６までを５つの区間に区切る周波数データｆ１〜ｆ６、周波数と流量との関数を前記５つの区間に対応する折れ線で近似したときの一次式傾きデータａ１〜ａ５および切片データｂ１〜ｂ５が格納されている。なお、前記流れ有り周波数はｆ１は、当該機種、すなわち、前記計量部本体５０（図５）の口径および材質により決定される測定下限周波数であり、例えば、５Ｈｚ程度の値となる。
なお、このデータａ１〜ａ５およびｂ１〜ｂ５は器差のばらつきの平均値であり、このデータをそのまま用いて流量を算出しても高精度の計測結果は期待できない。そこで、調整検査工程において、１台ごとに補正した一次式傾きデータＡ１〜Ａ５および一次式切片データＢ１〜Ｂ５（以下、これらをまとめて「補正係数」とよぶ）を求め、これを前記ＥＥＰＲＯＭ１７に格納しておく。そして、前記式（３）に示したように、この補正係数を用いて流量を算出するようにしている。これにより、非常に精度の良い計測を行うことが可能となっている。
【００５８】
図９の（ｃ）は、前記ＥＥＰＲＯＭ１７のメモリマップの一例を示す図である。この図に示すように、ＥＥＰＲＯＭ１７には、検査終了フラグ、前記補正された一次式傾きデータＡ１〜Ａ５、前記補正された一次式切片データＢ１〜Ｂ５、積算流量データ、積算バッチ流量値データ、機種設定コード決定データ、積算表示方式決定データ、バッチ流量値設定データ、上限流量値設定データ、下限流量値設定データおよびスイッチ出力周期決定データが格納されている。これらのデータは、調整検査工程において格納されたり（補正データＡ１〜Ａ５、Ｂ１〜Ｂ５）、あるいは、前記電圧低下検出部１６により電源電圧の低下を検出したときに起動される割込処理において、前記ＲＡＭ８５から退避されたものである。
【００５９】
次に、この積算バッチ流量計の動作について詳細に説明する。
この流量計は、全体として、流量計としてのメインルーチンと、周波数測定割込み処理および１ｍｓｅｃクロック計数割込処理により動作するようになされている。
ここで、前記周波数測定割込み処理および前記１ｍｓｅｃクロック計数割込処理により、前述した周波数測定方法にしたがった前記主カウンタによる被測定信号の周波数の整数部の測定および前記副カウンタによる小数部の測定に関する処理が実行され、前記メインルーチンにより前述した式（４）を用いた当該周波数の算出、該周波数に基づく瞬時流量値および積算バッチ流量値の算出、表示、比較処理、集中監視装置への出力などの各種処理が実行される。
【００６０】
図１０は、前記メインルーチンの処理フローを示す図である。この図に示すように、メインルーチンには、第１のスタート（スタート１）と第２のスタート（スタート２）の２つのスタート位置がある。ここで、前記パワーオンリセット回路１４からのリセット信号が入力されたときには前記スタート１から動作が開始され、前記ウォッチドッグタイマ１５からの割込入力があったときには前記スタート２から動作が開始される。
【００６１】
さて、前記集中監視装置ＥＸＣＴとこの流量計とが接続されるなどにより、前記直流安定化電源回路７８から電源の供給が開始されると、前記パワーオンリセット回路１４がこのことを検知し、マイコン２０にパワーオンリセットパルスが印加される。これにより、スタート１から処理が開始され、まず、ステップＳ４１の第１の初期化処理が実行される。このパワーオンリセットに基づく第１の初期化処理では、この流量計の所定の初期化処理を実行するとともに前記ＲＡＭ８５の内容がすべてリセットされる。次に、ステップＳ４２に進み、前記タイマ群８３の各タイマの計時動作を開始する。ただし、ここでは、前記第２周期タイマ（０．２秒タイマ）と前記１ｍｓｅｃの基準クロックを発生するタイマの動作は開始されない。したがって、前述のように前記第１周期タイマからの信号も出力されない。
次に、前記出力信号ＯＵＴを２秒間だけオン状態にする（ステップＳ４３）。これにより、前記調整検査装置に対して、この流量計のパワーオンリセットによる起動（スタート１）を報知することができる。また、同時に、前記ＯＵＴＬＥＤ３３も２秒間だけ点灯される。
【００６２】
一方、制御プログラムの暴走など何らかの原因により所定期間内に前記ウォッチドッグタイマ１５への定時信号が出力されなかった場合には、前記ウォッチドッグタイマ１５から割込信号が入力される。このときには前記スタート２から開始され、ステップＳ４４の第２の初期化処理が実行される。この第２の初期化処理においては、この流量計の所定の初期化処理を実行するが、前記第１の初期化処理とは異なり、前記ＲＡＭ８５中に格納されている補正係数、積算流量値データおよび積算バッチデータ等のクリアは行なわれない。そして、前記ステップＳ４２と同様に、前記第２周期タイマ（０．２秒タイマ）および１ｍｓｅｃの基準クロックを除く各タイマの計時動作が開始される（ステップＳ４５）。
【００６３】
前記ステップＳ４３あるいはステップＳ４５が実行された後、ステップＳ４６に進み、前記機能選択部１２におけるジャンパーピンＪ１が瞬時流量計モードに設定されているか否かを判定する。前記ジャンパーピンＪ１が短絡されており瞬時流量計モードとされているときは、この判定結果がＹＥＳとなり、ステップＳ４７の瞬時流量計処理プログラムが実行される。一方、前記ジャンパーピンＪ１が開放されているときには、ステップＳ４８の積算バッチ流量計処理プログラムが実行されることと成る。本明細書では、積算バッチ流量計を対象としているため、以下、前記ステップＳ４６の判定結果がＮＯとなった場合における積算バッチ流量計処理プログラム（ステップＳ４８）について詳細に説明する。
【００６４】
図１１は、前記ステップＳ４８の積算バッチ流量計処理プログラムの動作を説明するためのフローチャートである。
この積算バッチ流量計処理プログラムが開始されると、まず、ステップＳ５０において、前記入力ＩＮを有効とし、第２の出力ＯＵＴ２を無効とする。
次に、ステップＳ５１に進み、前記入力信号ＩＮがハイレベルとされるのを待つ。このように、この実施の形態の積算バッチ流量計では、前記集中監視装置ＥＸＣＴからの入力信号すなわち積算バッチ運転開始信号がハイレベルとなったときに、その動作が開始されるようになされている。
集中監視装置ＥＸＣＴからの入力信号ＩＮがハイレベルとされるとステップＳ５２に進み、前記ＥＥＰＲＯＭ１７に格納されている各種データ（前記補正された一次式傾きデータＡ１〜Ａ５および一次式切片データＢ１〜Ｂ５など）を読み出して、前記ＲＡＭ８５の所定のエリアに格納する。
【００６５】
次に、ステップＳ５３に進み、前記ＥＥＰＲＯＭ１７から読み出された情報に基づき、当該流路の口径、材質および当該制御プログラムのバージョン情報を前記表示部３０に順次所定時間（例えば、１秒間）ずつ順次繰り返し表示する。
このように動作開始時に当該流路の口径、材質および当該制御プログラムのバージョンを計測データの表示を行なう表示器３１に表示させるようにしているため、メンテナンス等を行なうときに非常に便利になっている。
【００６６】
さて、このように、口径、材質、プログラムのバージョンの表示（ステップＳ５３）を行なった後、ステップＳ５４に進み、前記０．２秒タイマおよび前記１ｍｓｅｃクロックの計時処理を開始するとともに、前記主、副両カウンタの計数処理を開始する。そして、０．２秒割込が１秒のうちのどの位置にあるかを示す値ｊを記憶するレジスタｊに０をセットする。このレジスタｊの内容は、０．２秒割込が第１の信号（１秒タイマ）と同じタイミングのときに、ｊ＝１となり、以下、順次、２、３、４と計数され、ｊ＝５のときにはｊ＝０に変換され、再び、ｊ＝１，２，３…と順に計数される。
【００６７】
そして、ステップＳ５５の流量算出処理に進み、以下、ステップＳ５６の表示処理、ステップＳ５７の外部出力処理、ステップＳ５８の比較出力処理、ステップＳ５９の入力処理およびステップＳ６０のキー入力処理が順次実行される。そして、前記ステップＳ６０のキー入力処理が実行された後、再び、前記ステップＳ５５に戻り、前記ステップＳ５５〜Ｓ６０の処理が繰り返し実行される。なお、前記ステップＳ５５〜Ｓ６０の各処理の詳細については、後述する。
以上が、積算バッチ流量計処理プログラムの概要である。
【００６８】
次に、前記周波数測定割込み処理および１ｍｓｅｃクロック計数割込処理について、図１２、図１３のフローチャートおよび図１４のタイムチャートを用いて説明する。
図１２は前記周波数測定割込み処理のフローチャートである。この周波数測定割込み処理は、０．２秒毎に発生される前記第２周期タイマ（０．２秒タイマ）の出力により起動される。この処理が起動されると、まず、ステップＳ６１において、前記０．２秒タイマを再スタートさせる。これにより、毎回、正確な０．２秒ごとの割込みを保証することができる。また、前述のように、この実施の形態では、この０．２秒タイマの出力に基づいて前記第１周期タイマ出力を生成しているため、第１周期タイマ（１秒タイマ）出力の正確性も保証される。
【００６９】
次に、ステップＳ６２に進み、前記レジスタｊの内容が０〜４のいずれであるのかを判定する。そして、ｊ＝１のとき（これは、前記第１周期タイマの出力と同じタイミングである）は、ステップＳ６３において主カウンタ８１の計数値ｆ０をレジスタに格納し、ステップＳ６４において主カウンタ８１の計数内容を０にリセットして再び主カウンタ８１による入力パルス信号の計数を再開し、ステップＳ７５に進む。
これにより、図１４に示すように、ｊ＝１のとき、すなわち、前記第１周期タイマの測定開始（終了）点において主カウンタの計数値ｆ０がレジスタに格納されることとなる。したがって、レジスタには、１秒間に入力される入力信号パルスの数ｆ０、すなわち、入力信号パルスの周波数の整数部が格納されることとなる。
【００７０】
ｊ＝２のときは、ステップＳ６５において演算許可フラグ１をセットして、ステップＳ６６に進む。そして、ステップＳ６６において、演算許可フラグ３がセットされているか否かを判定し、セットされているときはその時点の主カウンタ８１の計数内容ｆ０をΔｆ１としてレジスタに格納し（Ｓ６７）、ステップＳ７５に進む。一方、フラグ３がセットされていないときは、そのままステップＳ７５に進む。
ｊ＝３のときは、ステップＳ６８において外部出力許可フラグをセットして、ステップＳ６９に進む。そして、ステップＳ６９においてフラグ３がセットされているか否かを判定し、セットされているときはその時点の主カウンタ８１の計数内容をΔｆ２として取り込み、フラグ３がセットされていないときはそのまま、ステップＳ７５に進む。
【００７１】
ｊ＝４のときは、ステップＳ７１に進み、フラグ３がセットされている場合にその時点の主カウンタ８１の計数内容ｆ０をΔｆ３として取り込み（ステップＳ７２）、セットされていない場合はそのまま、ステップＳ７５に進む。
ｊ＝０のときは、ステップＳ７３に進み、フラグ３がセットされているときはその時点の主カウンタ８１の内容ｆ０をΔｆ４として取り込み、セットされていないときはそのままステップＳ７５に進む。
以上の処理により、図１４に示すように、各タイミングにおいて、前記主カウンタ８１の内容が対応するレジスタに取り込まれる。この取り込まれた値、ｆ０、Δｆ１、Δｆ２、Δｆ３、Δｆ４を用いて、後述するように、各タイミングにおける入力パルス信号の周波数の算出処理が行なわれることとなる。
なお、前述したフラグ３および図１２のフローチャート中のフラグ３は、前記演算許可フラグ３のことである。
【００７２】
次にステップＳ７５に進み、このステップＳ７５において、前記レジスタｊの内容はインクリメントされる。そして、ステップＳ７６において、前記レジスタｊの内容が２であるか否かが判定され、ｊ＝２のときは、ステップＳ７７に進む。後述するように、前記副カウンタ８２は前記センサ部１１からの入力パルスの立上がりから立下がりまで前記１ｍｓｅｃ基準クロックを計数しており、このステップＳ７７において、この時点における前記副カウンタ８２の計数値ｎ１をレジスタに格納する。そして、演算許可フラグ２をセットし（ステップＳ７８）、今回の周波数測定割込み処理を終了する。
すなわち、図１４に示すように、前記ステップＳ７７により、前記計測開始（終了）点の直前の入力パルス信号の立上がりエッジから当該計測開始点までの１ｍｓｅｃ基準クロックにより計数した時間ｎ１がレジスタ中に得られる。
一方、前記ステップＳ７６の判定結果がＮＯのときは、ステップＳ７９に進み、ｊ＝５であるか否かを判定する。そして、ｊ＝５のときは、レジスタｊの内容を０にセットし、また、ｊ≠５のときは、そのまま、この周波数測定割込み処理を終了する。すなわち、このステップＳ８０により、前述したｊ＝５をｊ＝０に書き換える処理が行なわれる。
【００７３】
図１３は、前記１ｍｓｅｃクロック計数割込処理を説明するためのフローチャートである。
前記入力パルス信号の立ち上がりエッジを検出したとき、この１ｍｓｅｃクロック計数割込処理が開始され（ステップＳ８１）、１ｍｓｅｃクロックの計数が開始される（ステップＳ８２）。なお、実際には、この計数処理は、前記副カウンタ８２において実行される。そして、その計数値Ｎ１が２００以上（すなわち、１ｍｓｅｃ×２００＝０．２ｓｅｃ以上）となったか否かを判定し（ステップＳ８３）、２００以上となったときは前記第２のカウンタをリセットして、次の入力パルス信号の立ち上がりエッジの検出を待つ（ステップＳ８８）。これは、この例においては、測定下限周波数は５Ｈｚとされており、入力パルスの周期が０．２ｓｅｃ以上のときは該測定下限周波数以下であるため、この入力パルスの測定を行なう必要がないためである。すなわち、流れ有り周波数ｆ１が５Ｈｚとされていれば、計測すべき流れはないので入力パルスが入力されず、この入力パルスの測定を行わない。
【００７４】
一方、前記ステップＳ８３の判定結果がＮＯのときは、ステップＳ８４に進み、次の立ち上がりエッジを検出するまで、上記計数を繰り返す（ステップＳ８４のＮＯ）。そして、次の立ち上がりエッジを検出したときは、それまでの副カウンタ８２の計数値Ｎ１を前記ＲＡＭ８５の所定領域に格納する（ステップＳ８５）。すなわち、図１４に示すように、前記入力パルスの周期を順次１ｍｓｅｃクロックにより計測し、該計測値を順次ＲＡＭ８５中に格納する。なお、このとき、前回の計数値とは異なるＲＡＭ８５の領域に今回の計数値を格納するようにする。すなわち、ＲＡＭ８５の副カウンタ８２の計数値Ｎを格納する領域として、例えば、最低３つの計数値を格納する領域を準備し、直前の３つの計数値Ｎを順次格納する。
【００７５】
次に、ステップＳ８６に進み、前記演算許可フラグ２がセットされているか否かを判定する。この判定の結果がＮＯのときは、前記ステップＳ８２に戻り、前述した入力パルス信号の周期の計測を継続する。一方、演算許可フラグ２がセットされており、前記ステップＳ８６の判定結果がＹＥＳのときは、ステップＳ８７に進み、このときの計数値Ｎ１を前記ＲＡＭ８５から読み出して、前記レジスタに格納する。そして、再び、前記ステップＳ８２以降の処理を繰り返す。すなわち、前述のように、ｊ＝１に対応するタイミングで前記演算許可フラグ２がセットされており（前記周波数測定割込み処理におけるステップＳ７８）、図１４に示すように、測定開始点後の最初の入力パルスの立上がり時点で、前記計数値Ｎ１がレジスタに格納されることとなる。これにより、この１ｍｓｅｃクロック計数割込処理により、前記ｊ＝１の時点をまたぐ入力パルス信号の周期Ｎ１をレジスタ中に得ることができる。
【００７６】
このように、上記周波数測定割込み処理および１ｍｓｅｃクロック計数割込処理により、レジスタ中に主カウンタ８１の計数内容ｆ０、Δｆ１〜Δｆ４、副カウンタ８２の計数内容ｎ１およびＮ１が書込まれることとなる。前記流量算出処理Ｓ５５（図１１）以降の処理において、これらの計数値を用いて流量値および積算バッチ流量値を算出し、それを表示し、外部に出力し、設定積算バッチ流量値と比較し、積算バッチ運転終了信号を出力するなどの各処理が行なわれる。
以下、これらの処理について詳細に説明する。
【００７７】
図１５は、前記ステップＳ５５の流量算出処理を示すフローチャートである。この処理が開始されると、まず、前記演算許可フラグ１および前記演算許可フラグ２がともにセット状態となっているか否かが判定される（ステップＳ９１）。ここで、前記演算許可フラグ１および２がともにセットされていないときには、レジスタに前記主カウンタの計数値ｆ０および前記副カウンタの計数値Ｎ１およびｎ１が準備されておらず瞬時流量および積算バッチ流量の演算を実行するタイミングではないので、このままこの流量算出処理を終了する。
【００７８】
一方、前記演算許可フラグ１および演算許可フラグ２の両方がセットされているとき（前記図１４に示したように、ｊ＝２以降のタイミングであるとき）には、ステップＳ９２に進み、前記レジスタに格納されている前記主カウンタ８１により計数された１秒間の入力パルス信号の個数ｆ０がレジスタｆに格納される。次に、ステップＳ９３に進み、測定開始点における小数部の減算を行なう。すなわち、前述したように、前記副カウンタ８２により計数されレジスタに格納されているＮ１およびｎ１の値を用いて、前記式（４）前半部のｆ−ｎ１／Ｎ１を算出し、前記レジスタｆに格納する。続いて、ステップＳ９４に進み、前記測定終了点における小数部の加算を行なう。すなわち、前記副カウンタ８２により計数されレジスタに格納されているＮ２およびｎ２の値を用いて、前記式（４）後半部のｆ＋ｎ２／Ｎ２を算出し、前記レジスタｆに格納する。すなわち、前記ステップＳ９２、Ｓ９３およびＳ９４により、前述した式（４）の演算を実行して、１秒間の入力パルス信号の周波数ｆを高精度に算出する。
【００７９】
次に、ステップＳ９５に進み、このようにして算出された周波数ｆの値が前記流れ有り周波数Ｆ１以上であるか否かを判断する。この結果がＮＯのときは測定下限周波数以下であるため、ステップＳ９８に進み、瞬時値を格納するレジスタＱに０を格納する。一方、前記周波数ｆが流れ有り周波数Ｆ１以上のときは、ステップＳ９６に進み、前記式（３）に基づいて、瞬時流量値Ｑ（＝Ａｉ×ｆ＋Ｂｉ）を算出する。なお、ここで用いられている補正係数ＡｉおよびＢｉは、前記ステップＳ５２（図１１）において前記ＥＥＰＲＯＭ１７から読み出された補正係数である。また、前記周波数データｆ１〜ｆ６は、調整検査工程を通すことにより、修正された周波数データＦ１〜Ｆ６となっている。なお、この瞬時流量値Ｑは「Ｌ／ｍｉｎ」を単位とした値とされている。
続いて、ステップＳ９７に進み、前記ステップＳ９６で算出した瞬時流量値Ｑを用いて、積算バッチ流量値Ｑｂに対しＱ／６０を加算して該積算バッチ流量値Ｑｂを更新する。ここで、Ｑを６０で除算するのは１秒間の流量に変換するためである。
【００８０】
続いて、ステップＳ９９に進み、１秒後、すなわち、次の瞬時流量算出タイミングにおける積算バッチ流量の予測値Ｑｔを算出する。この予測値Ｑｔは、現在の瞬時流量Ｑが不変であると仮定し、前記ステップＳ９７において算出した積算バッチ流量値ＱｂにＱ／６０を加算することにより算出される。
そして、ステップＳ１００において、前記ステップＳ９９において算出した積算バッチ流量の１秒後の予測値Ｑｔと予め設定されている設定積算バッチ流量値Ｑｂｓとを比較する。この比較の結果、Ｑｔ＜Ｑｂｓであり、１秒後の積算バッチ流量値Ｑｔが設定積算バッチ流量値Ｑｂｓに達しないと判定されたときは、そのまま、ステップＳ１０２に進む。一方、Ｑｔ≧Ｑｂｓであり、１秒後の積算バッチ流量値Ｑｔが設定積算バッチ流量値Ｑｂｓ以上となることが予測されたときは、ステップＳ１０１に進み、演算許可フラグ３をセットし、ステップＳ１０２に進む。
次に、ステップＳ１０２において、前記前記演算許可フラグ１および２をともにリセットして、この流量算出処理を終了する。
【００８１】
ここで、前記演算許可フラグ３は、瞬時流量および積算バッチ流量を短い周期（第２周期タイマの周期）で算出することを指示するフラグである。すなわち、前記図１２に関して説明したように、前記周波数測定割込み処理におけるステップＳ６６、Ｓ６９、Ｓ７１およびＳ７３において、この演算許可フラグ３がセットされているか否かを判定し、この演算許可フラグ３がセットされているときには、その時点における主カウンタ８１の計数値をΔｆ１〜Δｆ４としてレジスタに格納している。そして、後に詳細に説明する比較出力処理（図１８）において、０．２秒周期の第２周期タイマの出力タイミング毎に、対応する主カウンタ８１の計数値ｆあるいはΔｆｉ（ｉ＝１〜４）を用いて瞬時流量および積算バッチ流量値Ｑｔが算出され、この算出した積算バッチ流量値Ｑｔに基づいて前記設定積算バッチ流量値Ｑｂｓとの比較が行なわれることとなる。
このように、本発明の流量計においては、次回の流量算出タイミングにおいて積算バッチ流量が設定積算バッチ流量値以上となるか否かを予測し、該予測結果に基づいて、流量を算出するタイミングを短い周期に変更するようにしている。
【００８２】
図１６は、前記ステップＳ５６（図１１）の表示処理を説明するためのフローチャートである。この表示処理が開始されると、まず、ステップＳ１０３において、設定されている表示モードが判定される。ここで、表示モードが瞬時流量とされているときは、ステップＳ１０４に進み、前記表示器３１に前記流量算出処理において算出した瞬時流量値Ｑを表示する。なお、この表示モードの設定は、後述するキー入力処理において設定される。
また、積算バッチ流量表示とされているときは、ステップＳ１０５に進み、前記表示器３１に積算バッチ流量値の上位桁のデータを表示するとともに、前記「ｍ3」単位表示ＬＥＤ３５を点灯表示する状態（ａ）と、前記表示器３１に積算バッチ流量値の下位桁のデータを表示するとともに、前記「Ｌ」単位表示ＬＥＤ３６を点灯表示する状態（ｂ）とを、例えば０．５秒とされた所定時間毎に５秒間交互に表示する。
【００８３】
図１７は、前記外部出力処理Ｓ５７（図１１）のフローチャートである。この外部出力処理が起動されると、まず、ステップＳ１１１において、前記外部出力許可フラグがセットされているか否かが判定される。この外部出力許可フラグは、前記周波数測定割込み処理（図１２）におけるステップＳ６８において、ｊ＝３のタイミングでセットされるフラグである（図１４参照）。この外部出力許可フラグがセットされていないときは、外部出力のタイミングではないためこのままこの外部出力処理を終了する。
このように、本発明においては、外部出力のタイミングを所定のタイミングとしているため、集中監視装置において取得されるデータの偏差が少なくなり、高精度の監視が可能となる。
【００８４】
一方、外部出力許可フラグがセットされているときには、ステップＳ１１２に進み、前記ステップＳ９４（図１５）で算出された周波数ｆが前記流れ有り周波数Ｆ１以上であるか否かを判定し、流れ有り周波数Ｆ１以上でないときには、ステップＳ１１３に進み、前記１０ビットの出力ラッチに全て「０」を出力する。また、周波数ｆが流れ有り周波数Ｆ１以上のときは、ステップＳ１１４に進み、前記ステップＳ９６（図１５）で算出した瞬時流量値Ｑが定格の流量値の１１０％以上であるか否かを判定する。この判定結果がＹＥＳのときは、ステップＳ１１６に進み、前記１０ビットのラッチ出力に全て「１」を出力する。一方、前記ステップＳ１１４の判定結果がＮＯのときは、ステップＳ１１５に進み、前記算出した瞬時流量値Ｑの値に対応する１０ビットの出力を前記１０ビットのラッチに出力する。これにより、前記信号入出力部４０（図８）における１０ビットＤ／Ａ変換部７３においてこの１０ビットラッチ出力がアナログ信号に変換され、Ｖ／Ｉ変換部７４において対応する電流信号に変換され、４〜２０ｍＡ伝送信号出力部７５から前記集中監視装置ＥＸＣＴに対応する４〜２０ｍＡ伝送信号が出力されることとなる。
なお、前述のように、この１０ビットの測定結果をそのまま直接出力端子を介して集中監視装置ＥＸＣＴにパラレル出力することもできる。
【００８５】
前記ステップＳ１１６、Ｓ１１５またはＳ１１３により測定した流量に対応する伝送信号を集中監視装置に出力した後、ステップＳ１１７において前記外部出力許可フラグをリセットして、この外部出力処理を終了する。
このように本発明においては、１０ビットの分解能を有する測定結果を用いているため、誤差の伝搬を防止し、高精度の測定結果を得ることが可能となる。
【００８６】
図１８は、前記比較出力処理Ｓ５８（図１１）の動作を説明するフローチャートである。この比較出力処理が開始されると、まず、ステップＳ１２１において、前記演算許可フラグ３がセットされているか否かが判定される。この演算許可フラグ３は、前記流量算出処理（図１５）におけるステップＳ１０１においてセットされるフラグである。ここで、演算許可フラグ３がセットされていないときは、ステップＳ１３０に進む。
一方、前記演算許可フラグ３がセットされているときは、ステップＳ１２２に進み、この時点が前記第１周期タイマの出力信号の周期のうちのどのタイミングであるかを前記レジスタｊの内容により判定する。そして、ｊ＝１のときには、ステップＳ１２３に進む。前述のように、周波数測定割込み処理（図１２）のステップＳ７３においてｊ＝０の時点における前記主カウンタ８１の計数値ｆ０がΔｆ４としてレジスタに読み込まれており、このステップＳ１２３において、Δｆ４×１．２５を近似的な周波数値としてｆ’レジスタに格納する。そして、ステップＳ１２８に進む。
【００８７】
また、ｊ＝２のときは、ステップＳ１２４に進み、前記流量算出処理（図１５）におけるステップＳ９４で算出した周波数をｆ’レジスタに格納する。
さらに、ｊ＝３のときは、前述のようにしてレジスタに格納されているΔｆ１×５をｆ’レジスタに格納し（ステップＳ１２５）、同様に、ｊ＝４のときはΔｆ２×２．５を、ｊ＝５のときはΔｆ３×１．６６７を、それぞれ、前記ｆ’レジスタに格納して（ステップＳ１２６、Ｓ１２７）、ステップＳ１２８に進む。
ここで、前記ステップＳ１２３、Ｓ１２５、Ｓ１２６およびＳ１２７における各演算は、それぞれに対応するタイミングにおける前記主カウンタ８１の最新の計数内容（Δｆ１〜ｆ４）を１秒間の計数内容に変換する演算である。
【００８８】
次に、ステップＳ１２８に進み、前記ｆ’レジスタに格納された周波数値ｆ’を用いて、前述した式（３）により瞬時流量値Ｑ’（＝Ａｉ×ｆ’＋Ｂｉ）を算出する。次に、ステップＳ１２９に進み、該ステップＳ１２９において前記算出された瞬時流量値Ｑ’を用いて、前記設定積算バッチ流量値Ｑｂｓと比較するために比較バッチ流量値Ｑｔ＝Ｑｂ＋（Ｑ’／６０）×ｈを算出する。ここで、ｈは、前記ステップＳ１２８において算出した瞬時流量値（この値は１秒間の流量を示している）を、ｊの値に応じて補正する係数であり、図中に示すように、ｊ＝３のときｈ＝０．２、ｊ＝４のときｈ＝０．４、ｊ＝０のときｈ＝０．６、ｊ＝１のときｈ＝０．８、ｊ＝２のときｈ＝１とされている。
そして、ステップＳ１３０に進み、前記設定積算バッチ流量値Ｑｂｓと前記ステップＳ１２９において算出した比較バッチ流量値Ｑｔとを比較する。
【００８９】
なお、前記演算許可フラグ３がセットされておらず、ステップＳ１２１においてＮＯと判定されたときも、このステップＳ１３０において、設定積算バッチ流量値Ｑｂｓとの比較を行なう。ただし、この場合には、前記比較バッチ流量値Ｑｔとの比較ではなく、前記流量算出処理において算出された積算バッチ流量値Ｑｂと前記設定積算バッチ流量値Ｑｂｓとが比較される。これにより、前記流量算出処理において算出された積算バッチ流量値Ｑｂが設定積算バッチ流量値Ｑｂｓと一致する場合、すなわち、前記１秒タイマ出力と同期したタイミングで設定積算バッチ流量値Ｑｂｓに到達する場合を検出することができる。
【００９０】
ステップＳ１３０の比較の結果、Ｑｔ≧Ｑｂｓすなわち比較バッチ流量値Ｑｔが設定積算バッチ流量値Ｑｂｓ以上であるときは、ステップＳ１３１に進み、最新の積算バッチ流量値である前記比較バッチ流量値Ｑｔを積算バッチ流量値Ｑｂとして格納し、ステップＳ１３２において、前記出力ＯＵＴに対しローレベルを出力するとともに、前記ＯＵＴＬＥＤ３３を点灯制御する。そして、ステップＳ１３３に進み、前記演算許可フラグ３をリセットし、この比較出力処理Ｓ５８を終了する。
一方、前記ステップＳ１３０の比較の結果、比較バッチ流量値Ｑｔが設定積算バッチ流量値Ｑｂｓに達していないときは、ステップＳ１３４に進み、前記出力ＯＵＴをハイレベルとし、前記ＯＵＴＬＥＤ３３を消灯状態に保ち、この比較出力処理Ｓ５８を終了する。
【００９１】
このように本発明の流量計においては、次回の測定周期（１秒後）における積算バッチ流量値Ｑｔが予め設定された設定積算バッチ流量値Ｑｂｓ以上となることが予測されたとき、すなわち、前記流量算出処理におけるステップＳ１０１で演算許可フラグ３がセットされたときには、より短い第２の周期（０．２秒周期）毎に前記主カウンタ８１の計数内容を読み込み、この読み込んだ最新の計数内容に基づいて算出した積算バッチ流量値（比較積算バッチ流量値）Ｑｔと前記設定積算バッチ流量値Ｑｂｓとを比較するようにしている。したがって、従来の積算バッチ流量計のように、実際に積算バッチ流量が設定積算バッチ流量値に達した時点よりも遅れた時点で検出することを防止することが可能となる。
【００９２】
なお、上述した比較出力処理（図１８）においては、ｊの値に応じて、その時点における主カウンタ８１の計数値ｆ０を補正して第２の周期の各タイミングにおける流量を算出するようにしていたが、この方法に限られることはない。
例えば、前記第２の周期毎の前記主カウンタ８１の計数値ｆ０の差Δｆを算出し、Δｆ×５を入力パルス周波数の近似値として流量を算出し、これに基づいて第２の周期毎の積算バッチ流量を算出するようにしてもよい。
【００９３】
さらに、前記流量算出処理（図１５）において算出した今回の積算バッチ流量値Ｑｂおよび今回の瞬時流量値Ｑと設定積算バッチ流量値Ｑｂｓとから次の式（６）に示すｋを算出し、該ｋの値に応じたタイミングで前記積算バッチ運転終了信号を出力するようにしてもよい。
ｋ＝（Ｑｂｓ−Ｑｂ）／（Ｑ／６０） ……（６）
すなわち、０．１＜ｋ≦０．３のときはｊ＝２のタイミングで積算バッチ運転終了信号を出力し、０．３＜ｋ≦０．５のときはｊ＝３、０．５＜ｋ≦０．７のときはｊ＝４、０．７＜ｋ≦０．９のときはｊ＝０、０．０＜ｋ≦０．１および０．９＜ｋ≦１．０のときはｊ＝１のタイミングでそれぞれ積算バッチ運転終了信号を出力する。
【００９４】
図１９は、前記入力処理Ｓ５９（図１１）のフローチャートである。この処理は、前記集中監視装置ＥＸＣＴから入力される入力信号ＩＮによりこの流量計の積算バッチ動作の開始などを制御する処理である。なお、ここでは、この入力信号ＩＮは通常はハイレベルとされているものとして説明するが、この逆の論理を採用してもよいことは明らかである。
この入力処理において、まず、前記入力信号ＩＮが第１の所定期間（例えば、０．１秒）以上継続してローレベルとされたか否かを判定する（ステップＳ１３５、Ｓ１３６）。０．１秒以上ローレベルとされていないときは、ステップＳ１４０に進み、入力ＩＮＬＥＤ３４を消灯状態に保つとともに、前述した流量の積算を継続する。
【００９５】
一方、入力信号ＩＮが０．１秒以上継続してローレベルとされたことが検出されたときは、ステップＳ１３７に進み、入力信号ＩＮがローレベルとされた時間が第２の所定期間（例えば、０．２秒）以上であるか否かを判定する。この判定の結果、入力信号ＩＮがローレベルとされた時間が０．１秒以上０．２秒未満であるときには、ステップＳ１３９に進み、前記入力ＩＮＬＥＤ３４を点灯するとともに、レジスタに格納されている前記積算バッチ流量値Ｑｂおよび前記比較バッチ流量値Ｑｔをクリアして、この入力処理を終了する。すなわち、入力信号ＩＮがローレベルの期間が０．１秒〜０．２秒の間の期間であるときには、それまでの積算バッチ流量値Ｑｂをクリアして、再び０から積算を行なうようする。
【００９６】
また、前記入力信号ＩＮがローレベルである期間が０．２秒以上であるときには、ステップＳ１３８に進み、前記入力ＩＮＬＥＤ３４を点灯制御するとともに、前記流量の積算を一時停止し、この入力処理を終了する。なお、このとき、前記瞬時流量の計測は停止されない。すなわち、前記入力信号ＩＮが０．２秒以上継続してローレベルとされたときは、入力信号ＩＮがハイレベルとされるまで、流量の積算が一時停止されることとなる。そして、入力信号ＩＮがハイレベルとされると、前記ステップＳ１３５の判定結果がＮＯとなり、ステップＳ１４０で積算が再開されることとなる。
なお、以上の説明においては、前記第１の所定期間および第２の所定期間を０．１秒および０．２秒であるとして説明したが、これに限られることはなく任意の時間とすることができる。
【００９７】
図２０は、前記キー入力処理Ｓ６０（図１１）の処理フローチャートである。このキー入力処理が開始されると、まず、ステップＳ１４１において、前記手動操作部１３の設定キー（ＥＮＴキー）４１、アップキー（△キー）４２あるいはダウンキー（▽キー）４３のいずれかが操作されたか否かを判定する。ここで、キー操作が検出されなかったときは、ステップＳ１４２に進み、前記積算バッチ流量値Ｑｂの表示を行なって、このキー入力処理を終了する。すなわち、この積算バッチ流量計においては、前記表示器３１においてデフォルトで積算バッチ流量値Ｑｂが表示されるようになされている。
【００９８】
上記操作キー４１〜４３のうちのいずれかの操作が検出されたときは、ステップＳ１４３に進み、操作されたキーがＥＮＴキー４１であるか否かを判定する。操作されたキーがＥＮＴキー４１であるときは、ステップＳ１４４に進み、瞬時流量値Ｑの表示フラグを所定期間（ここでは、１０秒間）セット状態とする。これにより、前記表示処理（図１６）のステップＳ１０３において、表示モードが瞬時流量モードとされ、前記瞬時流量値Ｑが表示部３０に表示されることとなる。そして、ステップＳ１４５に進み、前記ＥＮＴキー４１が再度操作されたか否かを判定する。そして、ＥＮＴキー４１が操作されなかったときは、そのままこのキー入力処理を終了する。
このように、操作者がＥＮＴキー４１を１回操作することにより、前記表示部３０に瞬時流量値Ｑを所定期間表示させることができる。
【００９９】
一方、ＥＮＴキー４１が再度操作され前記ステップＳ１４５の判定結果がＹＥＳとなったときは、ステップＳ１４６に進み、前記予め設定されている設定積算バッチ流量値Ｑｂｓの上位桁を前記表示器３１で表示するとともに、前記ＯＵＴＬＥＤ３３およびｍ3単位表示ＬＥＤ３５を点滅表示する。操作者は、この状態にあるとき、前記△キー４２あるいは▽キー４３を用いて前記Ｑｂｓの値を変更し、ＥＮＴキー４１で設定させることができる（ステップＳ１４７）。ＥＮＴキー４１が操作され、このＱｂｓの設定が終了されると、ステップＳ１４８に進み、今度は前記設定積算バッチ流量値Ｑｂｓの下位桁を前記表示器３１で表示するとともに、前記ＯＵＴＬＥＤ３３およびＬ単位表示ＬＥＤ３６を点滅表示する。そして、ステップＳ１４９において、操作者は前述の場合と同様に前記△キー４２あるいは▽キー４３を用いて前記Ｑｂｓの値を変更し、ＥＮＴキー４１で設定する。このステップＳ１４９においてＥＮＴキー４１が操作されると、このキー入力処理が終了される。
このように、操作者がＥＮＴキー４１を２度押すことにより、設定積算バッチ流量値Ｑｂｓの変更および設定を行なうことができる。
【０１００】
一方、前記ステップＳ１４３においてＮＯと判定されたとき、すなわち、操作されたキーが△キー４２あるいは▽キー４３であるときは、ステップＳ１５０に進み、前記△キー４２および▽キー４３が同時に押圧されたか否かが判定される。そして、この判定結果がＹＥＳのときは、さらに、△キー４２および▽キー４３が同時に第３の所定時間（例えば、５秒）以上押圧されているか否かが判定される（ステップＳ１５１）。前記ステップＳ１５０の判定結果がＮＯのとき、あるいは、前記ステップＳ１５１の判定結果がＮＯのとき、すなわち、△キー４２および▽キー４３が同時に第３の所定時間（５秒）以上押圧されていなかったときは、このまま、このキー入力処理を終了する。
【０１０１】
一方、△キー４２および▽キー４３が同時に前記第３の所定時間以上押圧され、前記ステップＳ１５１の判定結果がＹＥＳのときは、ステップＳ１５２に進み、前記△キー４２および▽キー４３の同時押しが第４の所定時間（例えば、１０秒）以上継続したか否かを判定する。この判定結果がＮＯのとき、すなわち、△キー４２および▽キー４３が例えば５秒以上１０秒未満押されたときは、ステップＳ１５５に進み、前記設定コードを読み出し、対応する口径、材質、ソフトのバージョン情報を所定期間ずつ順次表示する。これは、前記ステップＳ５３（図１１）における表示と同様である。このステップＳ１５５の後、このキー入力処理を終了する。
【０１０２】
また、前記ステップＳ１５２の判定結果がＹＥＳのとき、すなわち、△キー４２および▽キー４３が同時に第４の所定時間（１０秒）以上継続して押圧されたときは、ステップＳ１５３に進み、前記ＲＡＭ８５およびＥＥＰＲＯＭ１７中に記憶されている積算バッチ流量値Ｑｂをクリアする。そして、ステップＳ１５４に進み、前記出力ＯＵＴ信号を所定期間（例えば、１秒間）ローレベルとして、前記集中監視装置ＥＸＣＴに積算バッチ流量値Ｑｂをクリアしたことを報知するとともに、前記ＯＵＴＬＥＤ３３を１秒間点灯する。そして、このキー入力処理を終了する。これにより、積算バッチ流量値Ｑｔをクリアして、再び０からの積算を開始させることができる。
このように、このキー入力処理においては、前記△キー４２および▽キー４３を主として設定の変更に用い、ＥＮＴキー４１を確定に用いることにより、各パラメータの設定および変更を容易に行なうことができる。
【０１０３】
なお、上述した実施の形態においては、入力パルスの立上がりにより、入力パルスの計数およびその周期の測定を行なうようにしていたが、入力パルスの立下がり時点を基準としてもよい。
また、前記第１の周期、第２の周期および基準クロックの周期は、いずれも、前述した実施の形態において用いた値とする必要は無く、個々の場合に応じて最適な値を用いればよい。例えば、基準クロックをより高速なものとすることにより、より分解能の高い測定を行なうことが可能となる。
さらに、上述した実施の形態においては、表示器３１を３桁の表示部を有するＬＥＤとしたが、これに限られることは無く、４桁、８桁等任意の桁数のものとすることができる。さらに、ＬＥＤ表示器に限られることはなく、例えばＬＣＤなど他の表示素子を用いることもできる。
さらにまた、上述した実施の形態においては、前記ステップＳ２６（図３）およびステップＳ９９（図１５）における予測積算バッチ流量値Ｑｔの算出において、今回の瞬時流量値がそのまま次の１秒間においても継続するものとして予測積算バッチ流量Ｑｔを算出していたが、これに限られることはなく、複数回前の瞬時流量値を用いて直線近似等の方法により予測積算バッチ流量値Ｑｔを算出するようにしてもよい。
さらにまた、上記実施の形態においては、流量センサとしてカルマン渦に基づいて流量を検出するものを用いていたが、流量センサとしては、これに限定されるものではなく、超音波流量センサ、渦流量センサ、電磁流量センサ、タービン流量センサなど各種のセンサを使用することができる。
さらにまた、被測定流体は液体に限定されるものではなく、気体等でもよいことは明白である。
【０１０４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の流量計、その制御方法、および、制御プログラムを記録した記録媒体によれば、現場監視盤を設ける必要がないため、設備の小型化を図ることができるとともに、配線布設工程の省略を可能とすることができる。
また、積算バッチ流量計側で積算処理および比較処理を実行するため、集中監視装置側ではこれらの処理を実行する必要がなく、集中監視装置における処理負担を軽減するとともに、メモリ等の記憶容量も低減することができる。
さらに、積算バッチ流量値が設定積算バッチ流量値に到達する直前に、測定周期を短くしているため、高精度の積算バッチ処理が可能となる。
さらにまた、短周期の測定により高精度の測定結果を得ることができるとともに、高精度の測定流量を外部装置に伝送することができ、データの偏差が少なく、高精度の監視が可能となる。
さらにまた、設定積算バッチ流量値の設定変更をキー操作により行うことができ、操作性のよい積算バッチ流量計を提供することができる。
さらにまた、外部装置ＥＸＣＴを含む計測ならびに監視システムにおいて、原液補給等の管理面の都合で一時運転を停止したいときに、積算バッチ流量値をリセットすることなく、運転を再開しても正確なバッチ制御が可能となる。したがって、途中まで混合貯留した流体を無駄にすることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の流量計の基本構成の一例を示すブロック図である。
【図２】 図１に示した流量計の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】 図１に示した流量計の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】 本発明の流量計に適用して好適な周波数測定方法を説明するための図である。
【図５】 本発明の流量計の一実施の形態の構造を示す図である。
【図６】 図５に示した積算バッチ流量計におけるプリント基板の配置およびプリント基板上の部品配置の一例を示す図である。
【図７】 図５に示した積算バッチ流量計の回路構成を示すブロック図である。
【図８】 図５に示した積算バッチ流量計の電源部および信号入出力部の構成を示すブロック図である。
【図９】 図５に示した積算バッチ流量計におけるＲＯＭ、ＲＡＭおよびＥＥＰＲＯＭのメモリマップの一例を示す図である。
【図１０】 図５に示した積算バッチ流量計のメインルーチンのフローチャートである。
【図１１】 図５に示した積算バッチ流量計における処理プログラムのフローチャートである。
【図１２】 周波数測定割込み処理を説明するためのフローチャートである。
【図１３】 １ｍｓｅｃクロック計数処理を説明するためのフローチャートである。
【図１４】 前記周波数測定割込み処理および１ｍｓｅｃクロック計数処理を説明するための図である。
【図１５】 流量算出処理を説明するためのフローチャートである。
【図１６】 表示処理を説明するためのフローチャートである。
【図１７】 外部出力処理を説明するためのフローチャートである。
【図１８】 比較出力処理を説明するためのフローチャートである。
【図１９】 入力処理を説明するためのフローチャートである。
【図２０】 キー入力処理を説明するためのフローチャートである。
【図２１】 従来の液体混合システムの一例を説明するための図である。
【図２２】 従来の液体混合システムにおける動作を説明するための図である。
【符号の説明】
１１ センサ部
１２ 機能選択部
１３ 手動操作部（キー入力部）
１４ リセット信号出力部（パワーオンリセット回路）
１５ ウォッチドッグタイマ部
１６ 電圧低下検出部
１７ 不揮発性記憶部（ＥＥＰＲＯＭ）
２０ コントロール部（マイコン）
３０ 表示部
３１ 表示器（データ表示ユニット）
３３ 出力表示ユニット（ＯＵＴＬＥＤ）
３４ 入力表示ユニット（ＩＮＬＥＤ）
３５、３６ 単位表示ＬＥＤ
４０ 信号入出力部
４１ 設定キー（ＥＮＴキー）
４２ アップキー（△キー）
４３ ダウンキー（▽キー）
４５ 電源部
５０ 計量部本体
６１〜６３ プリント基板
７０、７１、７６、７７ 出力トランジスタ
７３ デジタルアナログ変換部（Ｄ／Ａ変換部）
７４ 電圧電流変換部（Ｖ／Ｉ変換部）
７５ ４〜２０ｍＡ伝送信号出力部
７８ 直流安定化電源回路
８１ 第１のカウンタ（主カウンタ）
８２ 第２のカウンタ（副カウンタ）
８３ タイマレジスタ群
８４ ＲＯＭ
８５ ＲＡＭ
【発明の属する技術分野】
本発明は、流量計に係わり、特に複数の被測定流体を１つの槽内で所定の割合で混合させるべく各流体の槽内への注入量を個々に計測したり、流体温度等が異なる複数の流体を槽内で混合すべく各流体の槽内への注入量を個々に計測したりするための流量計、その制御方法、および、制御プログラムを記録した記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造設備や液晶製造設備等の製造設備では、薬液を用いる加工工程、加工後に洗浄する洗浄工程などにおいて何種類かの液体を所定の割合で液槽に貯めて混合して用いる場合がある。
このような従来の液体混合システムの概要構成を図２１に示す。
図２１において、液体混合システム１００は、混合すべき複数の液体をそれぞれ貯留するための貯留槽１０１Ａ〜１０１Ｃと、複数の液体を混合するための液槽１０２と、貯留槽１０１Ａ〜１０１Ｃと液槽１０２との間の流路中に設けられ、各液体の注入／注入停止を行うための電磁弁１０３Ａ〜１０３Ｃと、電磁弁１０３Ａ〜１０３Ｃから混合用の液槽１０２に至る流路中にそれぞれ設けられ、所定の測定周期ごとに流量値に応じた４〜２０［ｍＡ］の電流値を有するアナログ信号などの流量検出信号ＦＡ〜ＦＣを出力する複数の流量計１０４Ａ〜１０４Ｃと、所定の積算バッチ流量に至ることにより電磁弁１０３Ａ〜１０３Ｃをそれぞれ開閉するためのオン／オフ制御信号ＳＣを出力するとともに、流量検出信号ＦＡ〜ＦＣに基づいて流量を積算し、所定の積算バッチ流量に至ると、積算が終了した旨を通知するバッチ出力信号ＢＡ〜ＢＣを出力する複数の積算計（トータライザ）１０５Ａ〜１０５Ｃと、バッチ出力信号ＢＡ〜ＢＣが入力されるとともに、各積算計１０５Ａ〜１０５Ｃに積算バッチ流量をリセットさせるためのリセット信号ＳＲを出力する集中監視装置１０６とを備えて構成されている。なお、図中のポンプは前記シーケンサ１０６Ａにより、その運転／停止が制御されている。
集中監視装置１０６は、液体混合システム１００全体の制御を行うためのシーケンサ１０６Ａと、各種データの入力及び表示を行うためのディスプレイタッチパネル１０６Ｂとを備えて構成されている。
また、前記積算計１０５Ａ〜１０５Ｃは、流量計１０４Ａ〜１０４Ｃ側（ローカル側）に設けられた現場側監視盤１０７に設置されている。
【０００３】
この液体混合システム１００の動作の概要について説明する。ここで、各液体系統毎の動作は同一であるので、貯留槽１０１Ａに貯留された流体の系統についてのみ説明し、積算計１０５Ａには、予め当該液体の注入量（積算バッチ流量）がプリセットされているものとする。
集中監視装置のシーケンサ１０６Ａがリセット信号ＳＲを出力すると、積算計１０５Ａの積算バッチ流量はリセットされ、これにより積算計１０５Ａは、オン／オフ制御信号ＳＣを電磁弁１０３Ａに出力する。
このオン信号により電磁弁１０３Ａは開状態となり、貯留槽１０１Ａに貯留されている液体が液槽１０２内に注入されることとなる。
これに伴い、流量計１０４Ａは流量に応じた流量検出信号ＦＡを積算計１０５Ａに出力する。
積算計１０５Ａは、液体の積算バッチ流量がプリセットした積算バッチ流量に到達すると、オン／オフ制御信号ＳＣを電磁弁１０３Ａに出力し、このオフ信号により電磁弁１０３Ａは閉状態となり、液体の液槽１０２内への注入を停止するとともに、バッチ出力信号ＢＡを集中監視装置１０６のシーケンサ１０６Ａに出力する。
この結果、シーケンサ１０６Ａは、液体の注入が終了した旨をディスプレイタッチパネル１０６Ｂに表示することとなる。
【０００４】
また、このような流量計の流量センサとして、近年、カルマン渦式のものが多用されるようになってきた。このカルマン渦式流量センサは、流路の中に設けられた柱状の渦発生体の両側から交互に発生するカルマン渦列の周波数を超音波センサや圧電素子センサにより検出して、気体や液体など流体の流量を測定するものである。
流路の口径と流量センサの配管部の材質とにより、流量測定範囲と前記流量に対応するカルマン渦の発生周波数は決定される。ここで、周波数値をｆとすると、瞬時流量値Ｑは次の一次式（１）により求められる。
Ｑ＝ａ×ｆ＋ｂ ……（１）
また、上の式（１）は精度確保が困難であるため、流量測定範囲を複数ｎの区間に分割し、下の式（２）に示すように、各々の区間ｉ（ｉ＝１〜ｎ）毎の一次式を定めることによりフルスケール精度±１％程度を確保することが行なわれている（特開昭６０−２３８７２０号公報）。
Ｑ＝ａｉ×ｆ＋ｂｉ ……（２）
さらに精度を向上させる場合は、１台毎に前記ａｉ値、ｂｉ値を決定し、個別に決定された値Ａｉ、ＢｉをＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭに格納しておき、次の式（３）によってフルスケール精度±０．５％を確保することも提案されている（特願平９−３４５７４２号）。
Ｑ＝Ａｉ×ｆ＋Ｂｉ ……（３）
ここで、Ａｉ，Ｂｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、各機器１台毎に決定される補正された係数である。
【０００５】
また、一般に、パルス信号の周波数を測定する場合には、所定期間（ゲートタイム）内に入力されるパルスの数を計数すること、あるいは、入力パルスの周期を測定し、その逆数から当該周波数を算出することが行われている。しかしながら、流量測定においては、上の式からも明らかなように、大流量時には発生するパルスの周波数は高く（周期は短く）なり、小流量時には低く（周期は長く）なる。したがって、大流量時および小流量時のいずれにおいても、一定の測定精度を得ることが求められる。
【０００６】
そこで、一定時間のタイマ、クロック発生器、クロック計数用カウンタ、クロックによる計数動作を制御するカウンタ制御手段、パルス信号の検出と計数と所定の演算制御を行なう処理手段とを備える周波数測定装置が提案されている（特開平５−２９７０３６号公報）。
この周波数測定装置によれば、前記タイマに測定下限周波数の周期の２倍以上の時間を設定して、パルス信号の検出と計数とを開始する。そして、パルス信号を検出したときは、前記クロック計数用カウンタが前記クロック発生器からのクロックの計数を開始するように前記カウンタ制御手段を制御し、パルス信号を検出するごとにクロック計数用カウンタの計数値を確認する。そして、前記計数値が所定値に達しないときは、検出と計数とを継続する。一方、前記計数値が所定値に達したときは、前記検出と計数とを停止し、前記カウンタ制御手段を制御して前記クロック計数用カウンタの計数値から周波数測定値を演算により算出する。また、前記タイマの計時終了時に、クロックの計数が終了していないときはパルス信号の検出と計数とを停止し、さらに前記カウンタ制御手段を制御してクロック計数用カウンタによる計数を終了する。
これにより、パルス信号のＮ回分の周期をクロック計数用カウンタで計数し、計数値が所望の分解能を確保するまで周期の積算を続けることにより、パルス信号の周波数値によらずに一定値以上の測定分解能を得るようにしている。
【０００７】
また、大流量時における平均周期の算出精度を高め、且つ小流量時における応答性をも向上させることを目的とするカルマン渦式空気流量センサ出力パルスの平均周期算出装置も提案されている（特公平５−７００８６号公報）。
この平均周期算出装置は、パルス数計数手段、パルス周期計測手段、計測周期と第１の所定時間とを比較するパルス周期比較手段と、前回の平均算出終了時から前記パルス数計数手段で第１の所定値に相当するパルス数が計数されたとき、前記パルス周期比較手段から大なる比較結果が第２の所定値に相当する回数だけ出力されたとき、および、前記パルス周期比較手段から小なる比較結果に続いて大なる比較結果が出力される状態が第３の所定値に相当する回数だけ現れたときの各条件のいずれかが成立するごとにパルス信号の周期の平均を算出する平均周期算出手段とを備えたものである。さらに、前記第２の所定値と前記パルス周期比較手段との比較結果により平均周期を算出する第２の平均周期算出手段、あるいは、前記計測周期と第２の所定時間とを比較する第２のパルス周期比較手段および前記第２のパルス周期比較手段の出力により平均周期を算出する第２の平均周期算出手段をさらに備えたものである。
これらの構成により、小流量時、中流量時、大流量時に亘って、センサから入力されるパルス信号の平均周期を速やかに算出することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の液体混合システムにおいては、配管上に取り付けられた流量計や電磁弁の近傍に現場（ローカル）側監視盤を別途設け、該現場側監視盤に複数の積算計（トータライザ）を設置するという構成をとっていた。したがって集中監視装置の他に現場側監視盤が必要であるため、設備を小型化できないという問題点があった。また、積算計と集中監視装置との間に配線布設が必要であり、この配線布設に多大の工数を要し、設置コストがかさむという問題点があった。
そこで、上記問題点を解決すべく、積算計（トータライザ）を使用しないで、直接に集中監視装置を構成するシーケンサに流量計の流量信号を入力することも考えられるが、この場合、シーケンサがバッチ積算処理を行うための処理プログラムが大きくなり、使用メモリ容量も多くなってしまうという問題点があった。
【０００９】
また、前記積算計１０５Ａ〜１０５Ｃは、前記流量計１０４Ａ〜１０４Ｃから入力される流量検出信号ＦＡ〜ＦＣを積算し、該積算結果と予めプリセットされた設定積算バッチ流量値とを比較して前記オン／オフ制御信号ＳＣを対応する電磁弁１０３Ａ〜１０３Ｃに出力しているが、積算結果が算出された時点では既に前記設定積算バッチ流量値を越えてしまっている場合がある。
図２２を参照して、この様子を説明する。この図において、縦軸は積算流量値（単位は立方メートルあるいはリットル等）、横軸は時間を示し、Ｑｂｓは前述した設定積算バッチ流量値、Ｑｂは積算バッチ流量である。前述のように、前記積算計１０５Ａ〜１０５Ｃは、前記流量計１０４Ａ〜１０４Ｃから測定周期ごとに入力される流量検出信号ＦＡ〜ＦＣを積算して積算バッチ流量値Ｑｂを算出しているため、実際の積算計１０５Ａ〜１０５Ｃの出力は、前記測定周期に対応した時間間隔で出力されることとなる。図において、Ｑbｎ−１、Ｑbｎ、Ｑbｎ＋１はそれぞれ前記時間間隔を有する時刻ｔｎ−１、ｔｎ、ｔｎ＋１における積算バッチ流量値を示している。したがって、実際には時刻ｔ０において前記設定積算バッチ流量値Ｑｂｓと前記積算バッチ流量値Ｑｂとが一致する場合であっても、実際に前記積算計１０５Ａ〜１０５Ｃにおいて積算バッチ流量値Ｑｂが設定積算バッチ流量値Ｑｂｓに到達したことが判定されて、オン／オフ制御信号ＳＣが出力されるのは、時刻ｔｎ＋１となる。実際には、前記流量計１０４Ａ〜１０４Ｃにおける流量算出に要する時間および前記積算計１０５Ａ〜１０５Ｃにおける積算に要する時間を考慮する必要があり、最大１測定周期程度の時間遅延が生じることとなってしまう。
したがって、設定積算バッチ流量値Ｑｂｓよりも多い流量値で前記電磁弁１０３Ａ〜１０３Ｃが動作することとなり、高品質の混合流体を得ることができないという問題点があった。
【００１０】
また、前述したような流量計において入力パルスの周波数を測定するときに、パルスの数を計数する周波数測定の方法では、ゲートタイムの値が何であれ、低い周波数の入力のときの測定の分解能が粗く精度が得られないという問題点がある。例えば、上述のようにゲートタイムを１秒間とすれば、２００Ｈｚ以上の周波数でないと±０．５％の精度を得ることができない。一方、周期測定による場合には、周期の長さ、あるいは、計測用基準クロックの値が何であれ、高い周波数の入力のときの測定の分解能が粗く、精度が得られないという問題点がある。
【００１１】
さらに、前述した周波数測定装置においては、測定下限周波数の周期の２倍以上の時間が設定されたタイマを用いているために、測定下限周波数付近の周波数を測定する場合には、その周期の２倍以上の測定時間を必要としている。また、タイマの計時時間の終了前に、パルス信号のＮ回分の周期をクロック計数用カウンタで計数し、前記計数値が所定値に達したときは、検出と計数とを停止し、前記計数値から周波数測定値を演算するようにしている。この場合、タイマの設定時間内をすべて測定していないため、入力されるパルス信号の真の周波数測定を行なっていることにはならないという問題点があった。
【００１２】
さらにまた、前述した平均周期算出装置によれば、４〜５つのパラメータの設定により、小流量時、中流量時および大流量時にわたってセンサから入力されるパルス信号の平均周期を速やかに算出することができるが、パルス数計数手段、パルス周期計測手段、第１および第２のパルス周期比較手段、第１および第２の平均周期算出手段を用いているため、複雑な構成となってしまう。また、これらの各手段による処理をマイクロコンピュータなどにより実行させる場合には、プログラムに膨大なメモリを必要とし、また、処理に要する時間も長くなり、平均周期算出処理に占有する割合が多く、他の処理を実行する余裕がなくなってしまうという問題点があった。
【００１３】
そこで本発明は、設備の小型化を図り、配線布設工程の省略を可能とし、集中監視装置側の処理負担を低減することが可能な流量計、その制御方法、および、制御プログラムを記録した記録媒体を提供することを目的としている。
また、簡単な構成で、高速かつ高精度の測定を行なうことができる流量計、その制御方法、および、制御プログラムを記録した記録媒体を提供することを目的としている。
さらに、集中監視装置等の外部の装置との信号の送受を行ない自動運転の可能な流量計、その制御方法、および、制御プログラムを記録した記録媒体を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の流量計は、流量センサが測定対象流体の流量に応じて出力する流量検出信号に基づいて流量計測を行う流量計であって、前記流量検出信号に基づいて所定の測定周期毎に瞬時流量を算出する瞬時流量算出手段と、前記瞬時流量を積算して積算流量を算出する積算流量算出手段と、前記積算流量が予め設定された設定積算流量に達したか否かを判別する判別手段と、前記積算流量が前記設定積算流量に達したときに、積算終了信号を出力する積算終了通知手段と、次の測定時点において前記積算流量算出手段により算出される積算流量の予測値を算出し、該積算流量の予測値が前記予め設定された設定積算流量に達するか否かを判定する予測演算手段と、該予測演算手段により次の測定時点における前記積算流量の予測値が前記設定積算流量に達するものと判定されたときには、前記瞬時流量算出手段の測定周期を短い周期に変更する計測周期制御手段とを有するものである。
また、前記積算流量算出手段は、外部から供給される積算開始指示信号に応じて、前記瞬時流量の積算を開始するようになされているものである。
さらに、前記積算開始指示信号が第１の所定時間以上第２の所定時間以内継続したときには、前記積算流量をリセットし、前記積算開始指示信号が前記第２の所定時間以上継続したときには、前記積算流量算出手段における積算処理を中断し、該積算開始指示信号の入力がなくなったときに前記積算処理を再開するように制御されるものである。
【００１５】
さらにまた、前記予測手段は、今回算出された瞬時流量を用いて前記次の測定時点における積算流量の予測値を算出するようになされているものである。
さらにまた、前記瞬時流量算出手段は、第１の周期を有する第１の信号を発生する第１の信号発生部と、前記第１の信号に応じて、前記第１の周期の期間に入力される前記流量検出信号中に含まれるパルスの数を計数する第１の測定部と、前記第１の信号をその周期中に含む前記パルスにおける該第１の信号の位置を測定する第２の測定部と、前記第１の測定部による計数値と前記第２の測定部による測定結果とに基づいて、前記第１の周期毎に前記流量検出信号の周波数を算出する第１の演算部と、該算出された周波数に基づいて当該瞬時流量を算出する第２の演算部とを有するものである。
さらにまた、前記設定積算流量値を設定変更することができる手動操作部を備えているものである。
【００１６】
さらにまた、本発明の流量計の制御方法は、流量センサが測定対象流体の流量に応じて出力する流量検出信号に基づいて流量計測を行う流量計の制御方法であって、前記流量検出信号に基づいて所定の測定周期毎に瞬時流量を演算する瞬時流量演算工程と、前記瞬時流量を積算して積算流量を算出する積算流量算出工程と、前記積算流量が予め設定された設定積算流量に達したか否かを判別する判別工程と、前記積算流量が前記設定積算流量に達したときに、積算終了を通知する積算終了通知工程と、次の測定時点において前記積算流量算出工程により算出される積算流量の予測値を算出し、該積算流量の予測値が前記予め設定された設定積算流量に達するか否かを判定する予測演算工程と、該予測演算工程により次の測定時点における前記積算流量の予測値が前記設定積算流量に達するものと判定されたときには、前記瞬時流量算出手段の測定周期を短い周期に変更する計測周期制御工程とを含むものである。
【００１７】
さらにまた、前記積算流量算出工程は、外部から供給される積算開始指示信号に応じて、前記瞬時流量の積算を開始するようになされているものである。
さらにまた、前記積算開始指示信号が第１の所定時間以上第２の所定時間未満継続したときには、前記積算流量をリセットし、前記積算開始指示信号が前記第２の所定時間以上継続したときには、前記積算流量算出手段における積算処理を中断し、該積算開始指示信号の入力がなくなったときに前記積算処理を再開するように制御する工程を含むものである。
さらにまた、前記予測工程は、今回算出された瞬時流量を用いて前記次の測定時点における積算流量の予測値を算出するようになされているものである。
さらにまた、前記瞬時流量算出工程は、第１の周期を有する第１の信号に応じて、該第１の周期の期間に入力される前記流量検出信号中に含まれるパルスの数を計数する第１の工程と、前記第１の信号をその周期中に含む前記パルスにおける該第１の信号の位置を測定する第２の工程と、前記第１の工程による計数値と前記第２の工程による測定結果とに基づいて前記第１の周期毎に前記流量検出信号の周波数を算出する第３の工程と、該第３の工程により算出された周波数に基づいて当該瞬時流量を算出する第４の工程とを含むものである。
【００１８】
さらにまた、本発明の制御プログラムを記録した記録媒体は、流量センサが測定対象流体の流量に応じて出力する流量検出信号に基づいて流量計測を行う流量計の制御プログラムを記録した記録媒体であって、流量計に、前記流量検出信号に基づいて所定の周期毎に瞬時流量を算出させ、外部からの積算指示に基づいて前記瞬時流量の加算を開始して積算流量を算出させ、前記積算流量が予め設定した設定積算流量に達したか否かを判別させ、前記設定積算流量に達したときは、外部に積算終了を通知させ、次の測定時点において算出される積算流量の予測値を算出させて、該予測値が前記予め設定された設定積算流量値に達するか否かを判定させ、前記積算流量の予測値が前記設定積算流量値に達するものと判定されたときに、前記瞬時流量の算出の周期を短い周期に変更させるための制御プログラムを記録したものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の流量計の基本構成の一例を示すブロック図である。図示するように、この流量計は、大別すると、流体の流量に対応する周波数のパルス信号を出力するセンサ部１１と、この流量計の機能を選択するための機能選択部１２と、各種指示及び各種データを手動で入力するための手動操作部１３と、電源のオン／オフを検出してリセット信号を出力するリセット信号出力部１４と、コントロール部２０が正常に動作しているか否かを判定し、異常時に割込み信号を出力するウォッチドッグタイマ部１５と、電源電圧を監視し、電源電圧の低下を検出したときに割込み信号を出力する電圧低下検出部１６と、この流量計全体の制御を行うコントロール部２０と、各種データを保持する不揮発性記憶部１７と、計測した流量値等の各種表示を行う表示部３０と、集中監視装置などの外部装置ＥＸＣＴとの間で信号の入出力を行う信号入出力部４０と、電源部４５を備えて構成されている。なお、前記機能選択部１２は、この流量計の機能を「瞬時流量計」とするか「積算バッチ流量計」とするかを選択するものである。以下においては、「積算バッチ流量計」が選択されているものとして説明する。
【００２０】
ここで、前記コントロール部２０は、測定周期設定部２６により設定された測定周期ごとに前記センサ部１１から入力される被測定対象の流体の流量に対応する周波数を有するパルス信号の周波数を測定する周波数測定部２１、該周波数測定部２１により測定された周波数に基づいて対応する瞬時流量を算出する瞬時流量算出部２２、該瞬時流量算出部２２により測定周期ごとに算出された瞬時流量を加算して積算バッチ流量Ｑｂを算出する積算流量算出部２３、該積算流量算出部２３により算出された積算バッチ流量Ｑｂ値と予め設定された設定積算バッチ流量値Ｑｂｓとを比較する比較演算部２４、次回の積算バッチ流量算出タイミングにおける予測積算バッチ流量値Ｑｔを予測し、該予測積算バッチ流量値Ｑｔと前記設定積算バッチ流量値Ｑｂｓとを比較する予測演算部２５、前記予測演算部２５からの比較出力に応じて、前記周波数測定部２１における測定周期を切り替える測定周期設定部２６、記憶ユニット２８に格納されている制御プログラムに基づいてこの積算バッチ流量計全体の制御を行う制御ユニット２７、および、制御プログラムや各種のデータを記憶するためのＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成された記憶ユニット２８とを備えて構成されている。なお、このコントロール部２０は、例えば、シングルチップマイクロコンピュータにより構成される。
【００２１】
また、前記表示部３０は、計測した流量値を表示するデータ表示ユニット３１と、該データ表示ユニット３１で表示される流量の単位を表示する単位表示ユニット３２と、後述する信号出力時などに点灯制御される出力表示ユニット３３と信号入力時に点灯制御される入力表示ユニット３４とを備えて構成されている。さらに、前記信号入出力部４０は、４〜２０［ｍＡ］の電流範囲を有し、流量信号に対応するアナログ流量信号を集中監視装置ＥＸＣＴの入力端子ＤＩＮに出力する４〜２０ｍＡ伝送信号出力ユニット４０−１と、積算バッチ運転終了信号を集中監視装置ＥＸＣＴの入力端子ＩＮに出力する運転終了信号出力ユニット４０−２と、集中監視装置ＥＸＣＴの出力端子ＯＵＴから積算バッチ運転開始信号が入力される運転開始信号入力ユニット４０−３とを備えて構成されている。
【００２２】
なお、前記４〜２０ｍＡ伝送信号出力ユニット４０−１に代えてあるいは加えて、測定した流量値に対応するデューティを有するＰＷＭ変調信号あるいは前記瞬時流量算出部２２により算出された測定流量値自体をそのままディジタルデータのかたちで集中監視装置ＥＸＣＴに出力するようにしてもよい。
また、４５は電源部であり、例えば、前記集中監視装置ＥＸＣＴから供給される直流１２〜２４［Ｖ］の電源をこの流量計の動作電圧に変換して供給する。また、電源として電池を使用するようにしてもよい。
【００２３】
このように構成された本発明の流量計の動作について、図２に示すメインルーチンおよび図３に示す測定処理のフローチャートを参照して説明する。ここで、前記測定処理は、前記測定周期設定部２６により設定される周期毎に起動される処理であり、前記測定周期設定部２６は通常時には第１の周期を設定し、前記予測演算部２５により次回の比較時に積算バッチ流量値Ｑｂが前記設定積算バッチ流量値Ｑｂｓを超えると判断されたときに前記第１の周期よりも短い第２の周期を設定するようになされている。
【００２４】
図２のメインルーチンにおいて、この積算バッチ流量計の動作が開始されると、まず、ステップＳ１１において、フラグ類やレジスタ類の初期化などの初期設定処理が行われる。続いて、ステップＳ１２に進み、前記測定周期設定部２６を前記第１の周期に設定する。これにより、前記周波数測定部２１は、この第１の周期毎に前記センサ部１１から入力されるパルス信号の周波数を測定することとなり、これに対応して、前記瞬時流量算出部２２、前記積算流量算出部２３における処理も第１の周期毎に行われることとなる。
次に、ステップＳ１３に進み、前記運転開始信号入力ユニット４０−３から積算バッチ運転開始信号が入力されたか否かを判定する。積算バッチ運転開始信号が入力されていないときは、そのままステップＳ１５のキー操作処理に進む。一方、前記集中監視装置ＥＸＣＴから積算バッチ運転開始信号が出力され、前記ステップＳ１３の判定結果がＹＥＳとなったときは、ステップＳ１４に進み、前記入力表示ユニット３４を点灯してそのことを報知するとともに、積算バッチ運転フラグをセットする。そして、ステップＳ１５のキー操作処理に進む。
【００２５】
ステップＳ１５のキー操作処理では、前記手動操作部１３の操作が行われたか否かを判定し、その操作に対応した処理を行う。そして、ステップＳ１６に進み、表示処理を行う。この表示処理では、後述する測定処理により測定された瞬時流量値あるいは積算流量値を前記表示部３０におけるデータ表示ユニット３１および単位表示ユニット３２を用いて表示する処理を行う。次に、ステップＳ１７に進み、伝送信号出力処理を行う。この伝送信号出力処理においては、前記４〜２０ｍＡ伝送信号出力ユニットなどを用いて、測定された瞬時流量を前記集中監視装置ＥＸＣＴに出力する。そして、前記ステップＳ１３に戻り、前記ステップＳ１３〜Ｓ１７を繰り返し実行する。以上が、メインルーチンである。
【００２６】
次に、前記測定周期設定部２６により設定された第１の周期あるいは第２の周期で実行される測定処理について図３を参照して説明する。なお、前記ステップＳ１２において起動時には測定周期は第１の周期に設定されている。
この測定処理が開始されると、まず、ステップＳ２１において、前記周波数測定部２１により前記センサ部１１からの入力信号の測定処理が実行される。そして、ステップＳ２２に進み、前記瞬時流量算出部２２において前記測定された周波数データに基づいて対応する瞬時流量が算出される。なお、この瞬時流量の算出には、前述した式（１）〜（３）のいずれを用いてもよいが、式（３）を用いるのが精度の点で望ましい。
次に、ステップＳ２３に進み、積算バッチ運転フラグがセットされているか否かを判定する。前記積算バッチ運転開始信号が入力されておらず、積算バッチ運転状態でないときはこの判定結果がＮＯとなり、この測定処理を終了する。
【００２７】
一方、前記積算バッチ運転フラグがセットされているときは、ステップＳ２４に進み、前記ステップＳ２２において算出した今回の瞬時流量値を前回までの瞬時流量値の積算値に加算して、積算バッチ流量値Ｑｂを算出する。
そして、ステップＳ２５に進み、前記測定周期設定部２６に設定されている測定周期が第１の周期および第２の周期のいずれであるのかを判定する。
この判定の結果、第１の周期であるときは、ステップＳ２６に進み、前記ステップＳ２２において算出した今回の瞬時流量値を前記ステップＳ２４で算出した積算バッチ流量値Ｑｂに加算して、次回の測定周期における積算バッチ流量値の予測値（予測積算バッチ流量値）Ｑｔを算出する。そして、ステップＳ２７に進み、この予測積算バッチ流量値Ｑｔと予め設定されている設定積算バッチ流量値Ｑｂｓとを比較する。この比較の結果、設定積算バッチ流量値Ｑｂｓのほうが予測積算バッチ流量値Ｑｔよりも大きいときは、そのまま、ステップＳ２９に進む。一方、予測積算バッチ流量値Ｑｔのほうが設定積算バッチ流量値Ｑｂｓよりも大きいかあるいは等しいときは、次回の測定時には設定積算バッチ流量値Ｑｂｓを超えることが予測できるため、ステップＳ２８に進み、前記測定周期設定部２６に対して周期の短い第２の周期を設定する。これにより、測定処理の実行周期が第２の周期となり、設定積算バッチ流量値Ｑｂｓとの比較を第２の周期で実行することができるようになる。
一方、現在の測定周期が第２の周期に設定されているときは、そのままステップＳ２９に進む。
【００２８】
ステップＳ２９においては、前記ステップＳ２４において算出した積算バッチ流量値Ｑｂと前記設定積算バッチ流量値Ｑｂｓとを比較する。この比較の結果、Ｑｂ＜Ｑｂｓのときは、そのまま、この回の測定処理を終了する。一方、Ｑｂ≧Ｑｂｓのとき、すなわち、算出した積算バッチ流量値Ｑｂが設定積算バッチ流量値Ｑｂｓ以上となったときは、ステップＳ３０に進み、前記運転終了信号出力ユニット４０−２を介して集中監視装置ＥＸＣＴに積算バッチ運転終了信号を出力するとともに、前記表示部３０の出力表示ユニット３３を点灯してこの旨を報知する。この結果、集中監視装置ＥＸＣＴは、例えば、液体混合システムの場合には、設定流量を超えた後、遅延時間なく対応する液体（流体）の供給を停止することとなる。そして、ステップＳ３１に進み、前記積算バッチ運転フラグをリセットするとともに、前記測定周期が第２の周期に設定されている場合には、測定周期を前記第１の周期に設定して、測定処理を終了する。
【００２９】
ここで、前記第１の周期による測定と前記第２の周期による測定は、同一の測定方法で行ってもよいし、あるいは、異なる測定方法を採用するようにしてもよい。異なる測定方法を採用した場合は、第２の測定周期による測定は、前記第１の周期による測定の場合よりも測定周期が短いため、測定精度は多少低くなることが考えられる。しかしながら、前記図２２に関して説明したように、積算バッチ運転終了のタイミングの遅延時間を少なくすることができる。
【００３０】
このように本発明の流量計によれば、集中監視装置と積算バッチ機能を備える流量計とを直接接続することが可能となるため、現場側監視盤を設ける必要がなく、設備を小型化できる。
また、集中監視装置ＥＸＣＴ側では、積算処理などの処理を行う必要がなく、処理を簡略化することができ、これに伴いメモリなどの記憶容量も低減することができる。
さらに、積算流量値が設定積算流量値を超えたことを遅滞なく検出することが可能となる。
【００３１】
さて、前述のように、小流量時から大流量時まで、高精度に流量を測定するためには、前記センサ部１１から入力される流量に対応したパルス信号の周波数を短時間の測定周期で流量の多寡にかかわらず精度よく測定することが必要である。
そこで、本発明の流量計における前記周波数測定部２１に適用して好適な周波数測定方法について、図４を参照して説明する。なお、この周波数測定方法においては、第１及び第２の２つのカウンタを使用し、測定開始点から測定終了点までの期間（１測定周期）に入力されるパルスの個数と、前記測定開始点あるいは前記測定終了点をその周期の中に含む入力パルスにおける該測定開始点あるいは測定終了点の位置を測定している。
この図において、（ａ）は前記センサ部１１からの入力パルス信号の一例、（ｂ）は前記測定開始点から測定終了点までに入力されたパルスの個数を計数する第１のカウンタの計数内容の例、（ｃ）は、その周期の中に前記測定開始点あるいは測定終了点を含むパルスの立上がり時点から前記測定開始点あるいは測定終了点までの時間および次のパルスの立上がり時点までの時間を基準クロックを計数することにより測定する第２のカウンタの動作を示す図である。ここで、前記測定開始点と測定終了点の間の時間（測定周期）は、被測定パルス信号の周波数に応じた周期の信号とすることができるが、説明を簡単にするために、ここでは、１秒周期とされているものとする。なお、前記測定終了点を次の測定周期における測定開始点とすることにより、測定周期ごとに連続的に周波数を測定することができる。また、前記入力パルス信号の周期を計測するための基準クロックの周期により測定の精度が決定されるが、ここでは、１ｍｓｅｃ周期のクロック信号とされているものとする。
【００３２】
さて、図４の（ｂ）に示すように、前記第１のカウンタは、前記測定開始点から測定終了点までの測定周期（この例においては１秒間）に入力されるパルスの個数を計数する。このときに、入力パルスの立上がりおよび立下がりのいずれを用いても計数することができるが、ここでは、入力パルスの立上がりを計数するものとする。図示した例においては５個のパルスが計数される。この場合には、測定期間が１秒であるため、この５という値は、この入力信号の周波数の整数部に対応している。
【００３３】
しかしながら、このようにパルスの個数を計数するだけでは、図４の（ａ）に示すように、計数開始時点から第１番目のパルス（パルス１）の立ち上がり時点までの期間Ａについては当該計数値に反映されていない。また、第５番目のパルス（パルス５）については、測定終了点以後次のパルス（パルス６）の立上がり時点までの期間Ｂについても含まれているものとしてカウントされていることとなる。したがって、入力パルス信号の周波数を正確に測定するためには、前記ＡおよびＢの部分についても考慮することが必要となる。
すなわち、前記測定開始時点からパルス１の立上がり時点までの期間Ａがパルス０の周期Ｔ１に占めている割合、および、前記測定終了点からパルス６の立上がり時点までの期間Ｂのパルス５の周期Ｔ２に占めている割合を求め、これにより、前記パルスの個数を修正することにより、正確な周波数ｆを得ることができる。
【００３４】
前述したＡの部分およびＢの部分を測定するため、前記第２のカウンタは、図４の（ｃ）に示すように、前記入力パルス信号の立ち上がりエッジで前記基準クロックの計数を開始し、次の入力パルス信号の立ち上がりエッジで当該計数値（Ｎ１）を出力するとともに、再び０から計数を開始する。前記計数の途中に前記測定開始点あるいは測定終了点を示す信号が入力されたときには、その時点の計数値（ｎ１）を出力するようになされている。これにより、前述した時間Ｔ１，Ｔ２，ｔ１，ｔ２にそれぞれ対応する計数出力Ｎ１，Ｎ２，ｎ１，ｎ２を得ることができる。なお、前記入力パルスの周期の中に前記測定開始点あるいは測定終了点が含まれていないときは、その計測値を捨てて次の計測を行なえばよい。
そして、前記第１のカウンタの計数値ｆ０および前記第２のカウンタの計数値Ｎ１，Ｎ２，ｎ１，ｎ２に基づいて、次の式（４）の演算を行ない、周波数値ｆを算出する。
なお、上記においては、前記測定期間（第１の信号の周期）を１秒間であるとして説明したが、この期間は、被測定信号周波数に応じて任意の値とすることができ、前記測定期間をＴ秒とした場合には、次の式（５）により、周波数値ｆを求めることができる。
ｆ＝（ｆ０−ｎ１／Ｎ１＋ｎ２／Ｎ２）×（１／Ｔ） ……（５）
【００３６】
なお、この周波数測定方法においては、前記測定期間中に入力されるパルスが１つ以上あるときに、上記式（５）を用いて当該周波数を算出することができる。したがって、測定下限周波数の周期以上の測定期間で、高精度の周波数測定が可能となり、従来の測定方法のように、精度をあげるために測定時間を長くする必要がない。例えば、測定下限周波数が１Ｈｚの場合には１秒、５Ｈｚの場合には０．２秒の測定期間で精度良く当該周波数を測定することができる。
また、測定精度は前記基準クロックの周期により決定される。例えば、前記第１の信号の周期を１秒とした場合、必要とする分解能が２００（精度±０．５％）であるときは基準クロックを５ｍｓｅｃとすればよく、分解能が１０００（精度±０．１％）のときは基準クロックを１ｍｓｅｃとすればよい。また、測定下限周波数が５Ｈｚであれば周期は２００ｍｓｅｃであるので、基準クロックを１ｍｓｅｃとすれば分解能２００が得られる。
【００３７】
このように、この周波数測定方法によれば、測定開始点から測定終了点までの測定期間に含まれている入力パルスの周期をその小数部まで正確に算出することができ、入力パルス信号の周波数を測定期間の長短にかかわらず高精度に算出することが可能となる。
また、測定を連続して繰り返し実行する場合には、前記測定終了点における小数部（前記Ｂの時間に対応する小数部）は次の測定における測定開始点における小数部（前記Ａの時間に対応する小数部）となり、演算処理が簡単化され、第１の信号の周期毎に正確な周波数データを得ることが可能となる。
なお、上記においては、入力パルスの立ち上がり時点により、その周期の計測を開始しているものとしたが、立ち下がり時点により計測を開始するようにしてもよいことは明らかである。
【００３８】
次に、本発明の流量計のより具体的な実施の形態について詳細に説明する。なお、この実施の形態においては、流量計を瞬時流量計および積算バッチ流量計のいずれとしても使用することができるように両タイプの流量計に共通の制御プログラムが使用されている点に注意されたい。
図５は、この流量計の一実施の形態である積算バッチ流量計の構造を示す図であり、（ａ）は表示及び操作パネル面を示す上面図、（ｂ）は内部構造を示す断面図、（ｃ）は一部分を破断して示す側面図である。この図において、流量計は、流量を計測すべき流体が流れる流路の途中に接続される計量部本体５０と、この計量部本体５０の上方に９０°毎に位置出し可能に取付けられた計測表示部とからなっている。ここで、前記計量部本体５０はそれが接続される配管に合わせたサイズとされており、前記計測表示部は多種類（例えば、６４種類）の配管の材質や口径に共通に適用することができるものとされている。すなわち、前記計測表示部は多数の機種に共通に使用することができるようになされており、後述するように、手動操作部（キー入力部）１３の操作により配管の口径や材質を選択設定することができるようになされている。
【００３９】
前記計量部本体５０は、その入口が上流側に、出口が下流側にそれぞれ接続され、流れの中に置かれた柱状物体５１の下流側に形成されるカルマン渦の発生周波数が広いレイノルズ数において流速に比例していることを利用し、この渦流の発生周波数を計測することにより、流速或いは流量を知ることができるカルマン渦流式のものとして構成されている。このカルマン渦流式のものは、摺動部がなくシンプルな構造で、信頼性、耐久性が優れているほか、流体流路には渦発生体と渦検出器があるだけで、流路の絞りが小さいので、圧力損失が小さくなっているという特徴を有している。
そして、前記計量部本体５０には、渦流の発生によって変化する流路中の圧力を検知するためホルダの内部にセンサとしての圧電素子５２が取付けられている。該圧電素子５２は渦流の発生周波数に等しい周波数で変化する電気信号からなる流量信号を出力し、これをリード線を介して計測表示部内に設けられた電子回路に供給する。
【００４０】
計測表示部は、防水パッキンを介して突き合わされた上ケース５４と下ケース５５とからなるケース５３、このケース５３内に収容された第１のプリント基板（表示基板）６１、第２のプリント基板（ＣＰＵ基板）６２、第３のプリント基板（センサ基板）６３、上ケース５４の上面に配置されたＬＥＤ３３、３４、３５、３６、例えば３桁の７セグメントＬＥＤ表示器により構成されたデータ表示ユニット３１及び操作キー４１、４２および４３などにより構成され、下ケース５５の底部にあけた孔に計量部本体５０の上にネジ５９により固定された中空の回転軸５６が防水パッキンを介して回転自在に嵌合され、計量部本体５０に対して９０°毎に位置出し可能に調整できるようになっている。
【００４１】
ここで、前記ＬＥＤ３３は、この流量計から集中監視装置ＥＸＣＴに信号が出力されているときに点灯される出力ＬＥＤ（ＯＵＴＬＥＤ）であり、前記ＬＥＤ３４は、集中監視装置ＥＸＣＴからこの流量計に信号が入力されているときに点灯される入力ＬＥＤ（ＩＮＬＥＤ）である。さらに、ＬＥＤ３５および３６は表示単位を示すＬＥＤであり、図示するようにＬＥＤ３５の右方には「ｍ3」、ＬＥＤ３６の右方には「Ｌ」の表示がなされている。これによりＬＥＤ３５が点灯することにより、前記３桁の表示器３１において表示されている数値の単位が立方メートルであることを示し、また、ＬＥＤ３６が点灯することにより前記表示器３１において表示されている数値の単位がリットルであることを示すことができる。すなわち、この例においては、前記ＬＥＤ３５および３６により、前記単位表示ユニット３２が構成されている。
なお、前記ＬＥＤ３３として赤色のＬＥＤを用い、前記ＬＥＤ３４として緑色のものを用いるといったように、ＬＥＤの色を変更するようにしてもよい。
【００４２】
前記圧電素子５２からのリード線は回転軸５６の中空部を通ってセンサ基板６３上に形成された電子回路まで導かれている。
また、６０は集中監視装置ＥＸＣＴに接続するためのシールド線からなる信号線である。
そして、前記表示基板６１および前記ＣＰＵ基板６２は、金属スペーサを介して取付ネジ５８により前記上ケース５４に取り付けられており、前記センサ基板６３は金属スペーサを介して取付ネジ５８により下ケース５５に取り付けられている。ここで、前記上ケース５４と下ケース５５は、例えば、内部に導電性シールド材が塗布された樹脂製とされており、前記プリント基板６１〜６３におけるネジ５８および金属スペーサが当接する箇所に設けられた金属部を介して、前記ケース５３とプリント基板６１〜６３との電気的接続がとられるようになされている。
また、前記上ケース５４は前記下ケース５５に対してネジ５７によって開閉自在に取付けられ、各種の設定操作を行うときに開けられるようになっている。
【００４３】
図６は、前記３つのプリント基板、すなわち、表示基板６１、ＣＰＵ基板６２およびセンサ基板６３上における各回路部品の配置の一例を示す図である。この図において、（ａ）は前記プリント基板６１〜６３が前記ケース５３内に組み上げられている状態を示す図、（ｂ）は前記表示基板６１の表面図、（ｃ）は前記ＣＰＵ基板６２の裏面図、（ｄ）は前記センサ基板６３の表面図、（ｅ）は前記センサ基板６３の裏面図である。
図６の（ａ）に示すように、前記表示基板６１と前記ＣＰＵ基板６２はコネクタ６４を介して電気的に接続されており、前記ＣＰＵ基板６２とセンサ基板６３はフラットケーブル６５を介して電気的に接続されている。また、前記ＣＰＵ基板６２上には、前記コントロール部として動作するマイクロコンピュータ２０が設けられ、その裏面に前記不揮発性記憶素子１７として動作するＥＥＰＲＯＭが設けられている。
また、図６の（ｂ）に示すように、前記表示基板６１の表面には、２つのピンから成る検査モード設定ピン１８が設けられており、この検査モード設定ピン１８を短絡することにより、後述する検査モードとすることができるようになされている。
【００４４】
さらに、同図（ｃ）に示すように、前記ＣＰＵ基板６２の裏面には前記機能選択部１２を構成する２組のジャンパーピンＪ１およびＪ２からなる機能選択用ピンが設けられている。ジャンパーピンＪ１は、この流量計を瞬時流量計として動作させるかあるいは積算バッチ流量計として動作させるかを選択するためのものであり、ジャンパー線によりジャンパーピンＪ１を短絡したときには瞬時流量計として動作し、開放されているときには積算バッチ流量計として動作するように設定される。また、ジャンパーピンＪ２は、この流量計による測定データを４〜２０ｍＡ伝送方式で集中監視装置に伝送するかあるいはＰＷＭ変調された信号で伝送するかを選択するためのものであり、ジャンパー線により短絡したときには４〜２０ｍＡ伝送方式で測定流量データを伝送し、開放されているときにはＰＷＭ変調信号を集中監視装置に伝送するように設定される。
【００４５】
図６の（ｄ）に示すように、前記センサ基板６３の表面には前記圧電素子５２からのリード線が接続される端子Ｓ＋およびＳ−が設けられており、さらに、調整用のトリマＶＲ、各種のオペアンプ、ダイオード、バリスタやコンデンサなど各種の電子部品が配置されている。また、６６は前記集中監視装置ＥＸＣＴとの接続ケーブル６０が接続される端子である。さらに、同図（ｅ）に示すように、前記センサ基板６３の裏面には、各種出力トランジスタや前記電源部４５として動作する３端子安定化電源回路７８など各種の電子部品が設けられている。
【００４６】
この流量計の回路構成の一例について、図７および図８のブロック図を参照して説明する。
図７において、２０はこの流量計の全体の制御を行うマイコンであり、その内部には、第１のカウンタ（主カウンタ）８１、第２のカウンタ（副カウンタ）８２、タイマ１〜タイマｎの複数個のタイマからなるタイマレジスタ群８３、制御プログラムおよび後述する演算係数テーブル等を格納するＲＯＭ８４、各種のデータを格納するデータエリアおよびワークエリアなどとして使用されるＲＡＭ８５、および表示部３０を駆動するための表示ドライバ、および、ＰＷＭ信号を出力ポートから出力するためのＰＷＭ出力機能部等が搭載されている。
なお、前記タイマレジスタ群８３の中には、第１周期タイマ（１秒タイマ）、１ｍｓｅｃの基準クロックを発生するタイマおよび第２周期タイマ（０．２秒タイマ）などが含まれている。ここで、前記第２周期タイマは、前記第１周期タイマの出力信号と同期し、かつ、前記第１周期タイマの出力信号周期を測定下限周波数で除算した第２の周期を有する信号を出力するものであり、この例では、前記第１周期タイマ出力の周期１秒を測定下限周波数５Ｈｚで除算した０．２秒の周期を有する信号とされている。そして、後述するように、この第２周期タイマの出力信号に応じて、演算部の演算動作のタイミングを制御するようにしている。
また、前記第１周期タイマと前記第２周期タイマは別個に設けても良いが、ここでは、前記第２周期タイマの出力に基づいて前記第１周期タイマ出力を得るようにしている。例えば、前記第２周期タイマの出力を計数し、５を計数するごとに前記第１周期タイマ出力を出力するようにすればよい。
さらに、前記主カウンタ８１および副カウンタ８２は、前記センサ部１１からの入力信号が印加される入力ポート（カウント信号入力ポート）に接続されており、前記主カウンタ８１は、１秒間（第１周期タイマ出力信号の周期）に入力される入力パルスの個数を計数し、前記副カウンタ８２は前記入力パルスの周期を１ｍｓｅｃ単位で測定する。
【００４７】
１１は、前記圧電素子５２、この圧電素子５２からの電気信号を増幅する増幅器６７およびこの増幅器６７の出力信号を波形整形してパルス信号として出力する波形整形回路６８からなるセンサ部であり、このセンサ部１１の出力βは、前記マイコン２０のカウント信号入力ポートに入力される。また、このセンサ部１１の出力βは、図８に示した信号入出力部４０にも印加されており、出力トランジスタ７７を介して、調整検査装置等に直接出力することができるようになされている。なお、外部装置ＥＸＣＴは、集中監視装置、調整検査装置等である。
１２は機能選択部であり、前述のように、瞬時流量計として動作させるかあるいは積算バッチ流量計として動作させるかを選択するジャンパーピンＪ１および計測出力を４〜２０ｍＡ伝送信号により集中監視装置ＥＸＣＴに伝送するかあるいはＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）信号により集中監視装置ＥＸＣＴに出力するかを選択するジャンパーピンＪ２が設けられている。この各ジャンパーピンＪ１およびＪ２の出力は前記マイコン２０の入力ポートに接続されている。なお、ここでは、前記ジャンパーピンＪ２は４〜２０ｍＡ伝送信号により伝送するように設定されているものとする。
また、１８は検査モード設定ピンであり、前述のように、この検査モード設定ピン１８を短絡することにより、この流量計を検査モードとすることができる。工場出荷前の検査時にこの検査モード設定ピン１８により検査モードとし、調整検査装置ＥＸＣＴを接続して検査を実行する。この検査モード設定ピン１８の出力は前記マイコン２０の入力ポートに接続される。
【００４８】
１３は手動操作部（キー入力部）であり、前述のように、設定キー（ＥＮＴキー）４１、アップキー（△キー）４２、ダウンキー（▽キー）４３の３つの操作キーが設けられ、それぞれ前記マイコン２０の入力ポートに接続されている。
１５はウォッチドッグタイマであり、マイコン２０の出力ポートからの信号が所定時間入力されなかったときに、マイコン２０に割り込み信号を入力する。この割り込み入力によりマイコン２０は後述する第２のスタート処理を開始することとなる。なお、このウォッチドッグタイマへの定時出力は、例えば所定周期毎に実行されるようになされたタイマ割り込み処理ルーチンにより実行されるようになされている。
さらに、１４はパワーオンリセット回路であり、電源電圧Ｖｃｃが印加されたときに、これを検出して前記マイコン２０のリセット端子にパルス信号を印加する。これにより、マイコン２０は後述する第１のスタート処理を実行することとなる。
【００４９】
３０は前記表示部であり、図示するように、データ表示ユニットとしての３桁の７セグメントＬＥＤ表示器３１、出力信号ＯＵＴ（あるいは瞬時流量計として使用される場合には第１の出力ＯＵＴ１）の出力時に点灯されるＯＵＴＬＥＤ３３、入力信号ＩＮ（瞬時流量計として使用される場合には、第２の出力ＯＵＴ２）の入力（出力）時に点灯されるＩＮ（ＯＵＴ２）ＬＥＤ３４、前記３桁の表示器３１における数値がｍ3（立方メートル）単位の数値であることを表示するＬＥＤ３５、Ｌ（リットル）単位の数値であることを表示するＬＥＤ３６、駆動桁選択回路３７およびＬＥＤ駆動回路３８を有している。そして、前記マイコン２０に内蔵されている表示駆動回路から、出力ポートを介して前記駆動桁選択回路３７およびＬＥＤ駆動回路３８に当該表示を行なうためのデータが出力され、所望の表示を行なうことができるようになされている。
なお、ここでは表示素子としてＬＥＤを使用した例を示したが、これに限られることはなく液晶（ＬＣＤ）など他の表示素子を採用することができる。
また、前記表示器３１の桁数も３桁に限られることはなく、例えば、８桁など任意の桁数としてもよい。
【００５０】
１７は前記不揮発性記憶素子であるＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）であり、積算流量値データ、積算バッチ流量値データ、各種設定値、後述する調整検査時に補正された一次式傾きデータや切片データなどが格納される。これにより、電源電圧低下時におけるデータの消失を防止することが可能となる。
また、６９は電源端子に並列に接続された大容量コンデンサであり、電源電圧の一時的な低下時におけるバックアップに用いられる。
さらに、１６は、電源電圧を監視し、所定電圧以下になったときに、電源電圧チェック割込を行なう電圧検出器である。
【００５１】
前記マイコン２０の出力ポートから出力信号ＯＵＴが図８に示す信号入出力部４０に供給され、前記信号入出力部４０から入力信号ＩＮがマイコン２０の入力ポートに入力される。ここで、出力信号ＯＵＴは測定した瞬時流量値を前記入力信号ＩＮが入力されたときから積算した積算流量値が、予め設定された設定積算流量値（設定積算バッチ流量値）よりも多くなったときに出力される信号である。前述したように、この出力信号ＯＵＴを集中監視装置ＥＸＣＴに遅滞なく出力することにより、外部機器に対する迅速な制御が可能となる。
なお、この流量計が瞬時流量計として使用される場合には、前記出力ＯＵＴは第１の出力ＯＵＴ１とされ、点線で示すように、前記入力信号ＩＮに代えて第２の出力ＯＵＴ２が出力されることとなるが、ここでは、これ以上の説明は省略する。
【００５２】
図８において、７０は前記出力信号ＯＵＴがそのゲートに印加される出力トランジスタであり、この出力トランジスタ７０のドレインは、対応する出力端子を介して、集中監視装置ＥＸＣＴの入力端子ＩＮに接続されることとなる。これにより、集中監視装置ＥＸＣＴ側では、このＯＵＴ出力を用いて迅速なスイッチ制御などを行なうことができる。図示するように、前記出力端子と接地との間には、保護用のツェナーダイオードＺＤが接続されている。また、７２は前記集中監視装置ＥＸＣＴからの入力信号ＩＮを整形して前記マイコン２０の入力ポートに入力するためのしきい値回路である。入力端子ＩＮとしきい値回路７２との間には、保護用の抵抗Ｒと保護用のダイオードＤとが接続されている。
なお、７１は、前述のように瞬時流量計として使用される場合に前記第２の出力ＯＵＴ２がそのゲートに印加される出力トランジスタである。
【００５３】
さらに、前記マイコン２０の出力ラッチ付きの出力ポートから１０ビットの測定出力データが前記信号入出力部４０に供給されている。この１０ビットの測定データは、図８に示す信号入出力部４０におけるデジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換部７３に入力され、該Ｄ／Ａ変換部７３においてアナログ信号に変換され電圧電流変換部（Ｖ／Ｉ変換部）７４を介して、４〜２０ｍＡ伝送信号出力部７５に入力され、４〜２０ｍＡ伝送信号として前記集中監視装置ＥＸＣＴに出力されることとなる。この４〜２０ｍＡ伝送信号出力部７５の出力と接地との間には、図示するように、コンデンサＣとバリスタＶとが並列に接続されており、ノイズやサージを吸収するようになされている。
【００５４】
また、図示するように、前記１０ビットの測定データを、直接外部装置に出力することもできる。
さらにまた、前述のようにＰＷＭ信号を出力する場合には、図中破線で示すように、前記マイコン２０の出力ポートから測定した流量値に対応するＰＷＭ信号を出力し、出力トランジスタ７６を介して出力するようにしてもよい。
このように、本発明においては、測定流量値に対応する伝送信号は、いずれも、１０ビットの分解能を有する測定データに基づいて生成されているため、誤差の伝搬のない信号を集中監視装置に出力することが可能となる。
【００５５】
さらに、前記センサ部１１の波形整形部６８からの被測定パルス信号βは前記信号入出力部４０の出力トランジスタ７７のゲートに印加されており、このトランジスタ７７のドレインは、信号入出力部４０の検査用信号出力端子を介して、検査モード時に接続される調整検査装置に接続される。
なお、図８においては、各出力トランジスタとしてＭＯＳトランジスタを使用しているが、バイポーラトランジスタを用いるようにしてもよい。この場合には、出力信号ＯＵＴ１およびＯＵＴ２はそれぞれバイポーラトランジスタのベースに印加され、それらのコレクタが前記出力端子に接続されることとなる。
また、７８は直流安定化電源回路であり、この実施の形態においては、前記集中監視装置ＥＸＣＴから供給される１２〜２４Ｖの直流電圧を入力とし、この流量計の駆動電圧に変換して出力する。また、図８に示すように、前記集中監視装置から供給される電源ライン（＋ＤＣ、−ＤＣおよびＧＮＤ）の各線間には、サージ防止用のバリスタＶとノイズ除去用のコンデンサＣがそれぞれ並列に接続されている。さらに、電源ライン＋ＤＣと直流安定化電源７８との間に挿入されているダイオードＤは、電源ラインの極性の逆接続に対して回路の破損を防止する。
【００５６】
前記ＲＯＭ８４、前記ＲＡＭ８５および前記ＥＥＰＲＯＭ１７に格納される各種のデータについて説明する。
図９の（ａ）は、前記ＲＯＭ８４およびＲＡＭ８５のメモリマップの一例を示す図である。この図に示すように、前記ＲＡＭ８５の領域には、各種のレジスタ領域、後述する補正係数や各種フラグなどを格納する領域、ワークエリア、積算流量値データを格納する領域、積算バッチ流量値を格納する領域などが設けられている。
また、ＲＯＭ８４の領域には、制御プログラム、口径設定データテーブル、割込みベクトル等が格納されている。ここで、口径設定データテーブルは、前記配管の口径および材質にそれぞれ対応した係数データ（前記式（２）における傾きデータａｉおよび切片データｂｉ）であり、例えば６４種類の機種（口径および材質）に対応するデータが格納されている。
【００５７】
図９の（ｂ）は、前記口径設定データテーブルの構成を説明するための図である。この図に示すように、口径設定データテーブルは、それぞれ１６種類の設定データを１ページとする４ページの構成とされている。そして、各設定データとしては、図示するように、当該設定データを識別する設定コード（機種設定コード）、口径を指定するコード、本体材質を指定する材質コード、流れ有り周波数ｆ１〜定格流量の１１０％の瞬時流量値に対応する周波数ｆ６までを５つの区間に区切る周波数データｆ１〜ｆ６、周波数と流量との関数を前記５つの区間に対応する折れ線で近似したときの一次式傾きデータａ１〜ａ５および切片データｂ１〜ｂ５が格納されている。なお、前記流れ有り周波数はｆ１は、当該機種、すなわち、前記計量部本体５０（図５）の口径および材質により決定される測定下限周波数であり、例えば、５Ｈｚ程度の値となる。
なお、このデータａ１〜ａ５およびｂ１〜ｂ５は器差のばらつきの平均値であり、このデータをそのまま用いて流量を算出しても高精度の計測結果は期待できない。そこで、調整検査工程において、１台ごとに補正した一次式傾きデータＡ１〜Ａ５および一次式切片データＢ１〜Ｂ５（以下、これらをまとめて「補正係数」とよぶ）を求め、これを前記ＥＥＰＲＯＭ１７に格納しておく。そして、前記式（３）に示したように、この補正係数を用いて流量を算出するようにしている。これにより、非常に精度の良い計測を行うことが可能となっている。
【００５８】
図９の（ｃ）は、前記ＥＥＰＲＯＭ１７のメモリマップの一例を示す図である。この図に示すように、ＥＥＰＲＯＭ１７には、検査終了フラグ、前記補正された一次式傾きデータＡ１〜Ａ５、前記補正された一次式切片データＢ１〜Ｂ５、積算流量データ、積算バッチ流量値データ、機種設定コード決定データ、積算表示方式決定データ、バッチ流量値設定データ、上限流量値設定データ、下限流量値設定データおよびスイッチ出力周期決定データが格納されている。これらのデータは、調整検査工程において格納されたり（補正データＡ１〜Ａ５、Ｂ１〜Ｂ５）、あるいは、前記電圧低下検出部１６により電源電圧の低下を検出したときに起動される割込処理において、前記ＲＡＭ８５から退避されたものである。
【００５９】
次に、この積算バッチ流量計の動作について詳細に説明する。
この流量計は、全体として、流量計としてのメインルーチンと、周波数測定割込み処理および１ｍｓｅｃクロック計数割込処理により動作するようになされている。
ここで、前記周波数測定割込み処理および前記１ｍｓｅｃクロック計数割込処理により、前述した周波数測定方法にしたがった前記主カウンタによる被測定信号の周波数の整数部の測定および前記副カウンタによる小数部の測定に関する処理が実行され、前記メインルーチンにより前述した式（４）を用いた当該周波数の算出、該周波数に基づく瞬時流量値および積算バッチ流量値の算出、表示、比較処理、集中監視装置への出力などの各種処理が実行される。
【００６０】
図１０は、前記メインルーチンの処理フローを示す図である。この図に示すように、メインルーチンには、第１のスタート（スタート１）と第２のスタート（スタート２）の２つのスタート位置がある。ここで、前記パワーオンリセット回路１４からのリセット信号が入力されたときには前記スタート１から動作が開始され、前記ウォッチドッグタイマ１５からの割込入力があったときには前記スタート２から動作が開始される。
【００６１】
さて、前記集中監視装置ＥＸＣＴとこの流量計とが接続されるなどにより、前記直流安定化電源回路７８から電源の供給が開始されると、前記パワーオンリセット回路１４がこのことを検知し、マイコン２０にパワーオンリセットパルスが印加される。これにより、スタート１から処理が開始され、まず、ステップＳ４１の第１の初期化処理が実行される。このパワーオンリセットに基づく第１の初期化処理では、この流量計の所定の初期化処理を実行するとともに前記ＲＡＭ８５の内容がすべてリセットされる。次に、ステップＳ４２に進み、前記タイマ群８３の各タイマの計時動作を開始する。ただし、ここでは、前記第２周期タイマ（０．２秒タイマ）と前記１ｍｓｅｃの基準クロックを発生するタイマの動作は開始されない。したがって、前述のように前記第１周期タイマからの信号も出力されない。
次に、前記出力信号ＯＵＴを２秒間だけオン状態にする（ステップＳ４３）。これにより、前記調整検査装置に対して、この流量計のパワーオンリセットによる起動（スタート１）を報知することができる。また、同時に、前記ＯＵＴＬＥＤ３３も２秒間だけ点灯される。
【００６２】
一方、制御プログラムの暴走など何らかの原因により所定期間内に前記ウォッチドッグタイマ１５への定時信号が出力されなかった場合には、前記ウォッチドッグタイマ１５から割込信号が入力される。このときには前記スタート２から開始され、ステップＳ４４の第２の初期化処理が実行される。この第２の初期化処理においては、この流量計の所定の初期化処理を実行するが、前記第１の初期化処理とは異なり、前記ＲＡＭ８５中に格納されている補正係数、積算流量値データおよび積算バッチデータ等のクリアは行なわれない。そして、前記ステップＳ４２と同様に、前記第２周期タイマ（０．２秒タイマ）および１ｍｓｅｃの基準クロックを除く各タイマの計時動作が開始される（ステップＳ４５）。
【００６３】
前記ステップＳ４３あるいはステップＳ４５が実行された後、ステップＳ４６に進み、前記機能選択部１２におけるジャンパーピンＪ１が瞬時流量計モードに設定されているか否かを判定する。前記ジャンパーピンＪ１が短絡されており瞬時流量計モードとされているときは、この判定結果がＹＥＳとなり、ステップＳ４７の瞬時流量計処理プログラムが実行される。一方、前記ジャンパーピンＪ１が開放されているときには、ステップＳ４８の積算バッチ流量計処理プログラムが実行されることと成る。本明細書では、積算バッチ流量計を対象としているため、以下、前記ステップＳ４６の判定結果がＮＯとなった場合における積算バッチ流量計処理プログラム（ステップＳ４８）について詳細に説明する。
【００６４】
図１１は、前記ステップＳ４８の積算バッチ流量計処理プログラムの動作を説明するためのフローチャートである。
この積算バッチ流量計処理プログラムが開始されると、まず、ステップＳ５０において、前記入力ＩＮを有効とし、第２の出力ＯＵＴ２を無効とする。
次に、ステップＳ５１に進み、前記入力信号ＩＮがハイレベルとされるのを待つ。このように、この実施の形態の積算バッチ流量計では、前記集中監視装置ＥＸＣＴからの入力信号すなわち積算バッチ運転開始信号がハイレベルとなったときに、その動作が開始されるようになされている。
集中監視装置ＥＸＣＴからの入力信号ＩＮがハイレベルとされるとステップＳ５２に進み、前記ＥＥＰＲＯＭ１７に格納されている各種データ（前記補正された一次式傾きデータＡ１〜Ａ５および一次式切片データＢ１〜Ｂ５など）を読み出して、前記ＲＡＭ８５の所定のエリアに格納する。
【００６５】
次に、ステップＳ５３に進み、前記ＥＥＰＲＯＭ１７から読み出された情報に基づき、当該流路の口径、材質および当該制御プログラムのバージョン情報を前記表示部３０に順次所定時間（例えば、１秒間）ずつ順次繰り返し表示する。
このように動作開始時に当該流路の口径、材質および当該制御プログラムのバージョンを計測データの表示を行なう表示器３１に表示させるようにしているため、メンテナンス等を行なうときに非常に便利になっている。
【００６６】
さて、このように、口径、材質、プログラムのバージョンの表示（ステップＳ５３）を行なった後、ステップＳ５４に進み、前記０．２秒タイマおよび前記１ｍｓｅｃクロックの計時処理を開始するとともに、前記主、副両カウンタの計数処理を開始する。そして、０．２秒割込が１秒のうちのどの位置にあるかを示す値ｊを記憶するレジスタｊに０をセットする。このレジスタｊの内容は、０．２秒割込が第１の信号（１秒タイマ）と同じタイミングのときに、ｊ＝１となり、以下、順次、２、３、４と計数され、ｊ＝５のときにはｊ＝０に変換され、再び、ｊ＝１，２，３…と順に計数される。
【００６７】
そして、ステップＳ５５の流量算出処理に進み、以下、ステップＳ５６の表示処理、ステップＳ５７の外部出力処理、ステップＳ５８の比較出力処理、ステップＳ５９の入力処理およびステップＳ６０のキー入力処理が順次実行される。そして、前記ステップＳ６０のキー入力処理が実行された後、再び、前記ステップＳ５５に戻り、前記ステップＳ５５〜Ｓ６０の処理が繰り返し実行される。なお、前記ステップＳ５５〜Ｓ６０の各処理の詳細については、後述する。
以上が、積算バッチ流量計処理プログラムの概要である。
【００６８】
次に、前記周波数測定割込み処理および１ｍｓｅｃクロック計数割込処理について、図１２、図１３のフローチャートおよび図１４のタイムチャートを用いて説明する。
図１２は前記周波数測定割込み処理のフローチャートである。この周波数測定割込み処理は、０．２秒毎に発生される前記第２周期タイマ（０．２秒タイマ）の出力により起動される。この処理が起動されると、まず、ステップＳ６１において、前記０．２秒タイマを再スタートさせる。これにより、毎回、正確な０．２秒ごとの割込みを保証することができる。また、前述のように、この実施の形態では、この０．２秒タイマの出力に基づいて前記第１周期タイマ出力を生成しているため、第１周期タイマ（１秒タイマ）出力の正確性も保証される。
【００６９】
次に、ステップＳ６２に進み、前記レジスタｊの内容が０〜４のいずれであるのかを判定する。そして、ｊ＝１のとき（これは、前記第１周期タイマの出力と同じタイミングである）は、ステップＳ６３において主カウンタ８１の計数値ｆ０をレジスタに格納し、ステップＳ６４において主カウンタ８１の計数内容を０にリセットして再び主カウンタ８１による入力パルス信号の計数を再開し、ステップＳ７５に進む。
これにより、図１４に示すように、ｊ＝１のとき、すなわち、前記第１周期タイマの測定開始（終了）点において主カウンタの計数値ｆ０がレジスタに格納されることとなる。したがって、レジスタには、１秒間に入力される入力信号パルスの数ｆ０、すなわち、入力信号パルスの周波数の整数部が格納されることとなる。
【００７０】
ｊ＝２のときは、ステップＳ６５において演算許可フラグ１をセットして、ステップＳ６６に進む。そして、ステップＳ６６において、演算許可フラグ３がセットされているか否かを判定し、セットされているときはその時点の主カウンタ８１の計数内容ｆ０をΔｆ１としてレジスタに格納し（Ｓ６７）、ステップＳ７５に進む。一方、フラグ３がセットされていないときは、そのままステップＳ７５に進む。
ｊ＝３のときは、ステップＳ６８において外部出力許可フラグをセットして、ステップＳ６９に進む。そして、ステップＳ６９においてフラグ３がセットされているか否かを判定し、セットされているときはその時点の主カウンタ８１の計数内容をΔｆ２として取り込み、フラグ３がセットされていないときはそのまま、ステップＳ７５に進む。
【００７１】
ｊ＝４のときは、ステップＳ７１に進み、フラグ３がセットされている場合にその時点の主カウンタ８１の計数内容ｆ０をΔｆ３として取り込み（ステップＳ７２）、セットされていない場合はそのまま、ステップＳ７５に進む。
ｊ＝０のときは、ステップＳ７３に進み、フラグ３がセットされているときはその時点の主カウンタ８１の内容ｆ０をΔｆ４として取り込み、セットされていないときはそのままステップＳ７５に進む。
以上の処理により、図１４に示すように、各タイミングにおいて、前記主カウンタ８１の内容が対応するレジスタに取り込まれる。この取り込まれた値、ｆ０、Δｆ１、Δｆ２、Δｆ３、Δｆ４を用いて、後述するように、各タイミングにおける入力パルス信号の周波数の算出処理が行なわれることとなる。
なお、前述したフラグ３および図１２のフローチャート中のフラグ３は、前記演算許可フラグ３のことである。
【００７２】
次にステップＳ７５に進み、このステップＳ７５において、前記レジスタｊの内容はインクリメントされる。そして、ステップＳ７６において、前記レジスタｊの内容が２であるか否かが判定され、ｊ＝２のときは、ステップＳ７７に進む。後述するように、前記副カウンタ８２は前記センサ部１１からの入力パルスの立上がりから立下がりまで前記１ｍｓｅｃ基準クロックを計数しており、このステップＳ７７において、この時点における前記副カウンタ８２の計数値ｎ１をレジスタに格納する。そして、演算許可フラグ２をセットし（ステップＳ７８）、今回の周波数測定割込み処理を終了する。
すなわち、図１４に示すように、前記ステップＳ７７により、前記計測開始（終了）点の直前の入力パルス信号の立上がりエッジから当該計測開始点までの１ｍｓｅｃ基準クロックにより計数した時間ｎ１がレジスタ中に得られる。
一方、前記ステップＳ７６の判定結果がＮＯのときは、ステップＳ７９に進み、ｊ＝５であるか否かを判定する。そして、ｊ＝５のときは、レジスタｊの内容を０にセットし、また、ｊ≠５のときは、そのまま、この周波数測定割込み処理を終了する。すなわち、このステップＳ８０により、前述したｊ＝５をｊ＝０に書き換える処理が行なわれる。
【００７３】
図１３は、前記１ｍｓｅｃクロック計数割込処理を説明するためのフローチャートである。
前記入力パルス信号の立ち上がりエッジを検出したとき、この１ｍｓｅｃクロック計数割込処理が開始され（ステップＳ８１）、１ｍｓｅｃクロックの計数が開始される（ステップＳ８２）。なお、実際には、この計数処理は、前記副カウンタ８２において実行される。そして、その計数値Ｎ１が２００以上（すなわち、１ｍｓｅｃ×２００＝０．２ｓｅｃ以上）となったか否かを判定し（ステップＳ８３）、２００以上となったときは前記第２のカウンタをリセットして、次の入力パルス信号の立ち上がりエッジの検出を待つ（ステップＳ８８）。これは、この例においては、測定下限周波数は５Ｈｚとされており、入力パルスの周期が０．２ｓｅｃ以上のときは該測定下限周波数以下であるため、この入力パルスの測定を行なう必要がないためである。すなわち、流れ有り周波数ｆ１が５Ｈｚとされていれば、計測すべき流れはないので入力パルスが入力されず、この入力パルスの測定を行わない。
【００７４】
一方、前記ステップＳ８３の判定結果がＮＯのときは、ステップＳ８４に進み、次の立ち上がりエッジを検出するまで、上記計数を繰り返す（ステップＳ８４のＮＯ）。そして、次の立ち上がりエッジを検出したときは、それまでの副カウンタ８２の計数値Ｎ１を前記ＲＡＭ８５の所定領域に格納する（ステップＳ８５）。すなわち、図１４に示すように、前記入力パルスの周期を順次１ｍｓｅｃクロックにより計測し、該計測値を順次ＲＡＭ８５中に格納する。なお、このとき、前回の計数値とは異なるＲＡＭ８５の領域に今回の計数値を格納するようにする。すなわち、ＲＡＭ８５の副カウンタ８２の計数値Ｎを格納する領域として、例えば、最低３つの計数値を格納する領域を準備し、直前の３つの計数値Ｎを順次格納する。
【００７５】
次に、ステップＳ８６に進み、前記演算許可フラグ２がセットされているか否かを判定する。この判定の結果がＮＯのときは、前記ステップＳ８２に戻り、前述した入力パルス信号の周期の計測を継続する。一方、演算許可フラグ２がセットされており、前記ステップＳ８６の判定結果がＹＥＳのときは、ステップＳ８７に進み、このときの計数値Ｎ１を前記ＲＡＭ８５から読み出して、前記レジスタに格納する。そして、再び、前記ステップＳ８２以降の処理を繰り返す。すなわち、前述のように、ｊ＝１に対応するタイミングで前記演算許可フラグ２がセットされており（前記周波数測定割込み処理におけるステップＳ７８）、図１４に示すように、測定開始点後の最初の入力パルスの立上がり時点で、前記計数値Ｎ１がレジスタに格納されることとなる。これにより、この１ｍｓｅｃクロック計数割込処理により、前記ｊ＝１の時点をまたぐ入力パルス信号の周期Ｎ１をレジスタ中に得ることができる。
【００７６】
このように、上記周波数測定割込み処理および１ｍｓｅｃクロック計数割込処理により、レジスタ中に主カウンタ８１の計数内容ｆ０、Δｆ１〜Δｆ４、副カウンタ８２の計数内容ｎ１およびＮ１が書込まれることとなる。前記流量算出処理Ｓ５５（図１１）以降の処理において、これらの計数値を用いて流量値および積算バッチ流量値を算出し、それを表示し、外部に出力し、設定積算バッチ流量値と比較し、積算バッチ運転終了信号を出力するなどの各処理が行なわれる。
以下、これらの処理について詳細に説明する。
【００７７】
図１５は、前記ステップＳ５５の流量算出処理を示すフローチャートである。この処理が開始されると、まず、前記演算許可フラグ１および前記演算許可フラグ２がともにセット状態となっているか否かが判定される（ステップＳ９１）。ここで、前記演算許可フラグ１および２がともにセットされていないときには、レジスタに前記主カウンタの計数値ｆ０および前記副カウンタの計数値Ｎ１およびｎ１が準備されておらず瞬時流量および積算バッチ流量の演算を実行するタイミングではないので、このままこの流量算出処理を終了する。
【００７８】
一方、前記演算許可フラグ１および演算許可フラグ２の両方がセットされているとき（前記図１４に示したように、ｊ＝２以降のタイミングであるとき）には、ステップＳ９２に進み、前記レジスタに格納されている前記主カウンタ８１により計数された１秒間の入力パルス信号の個数ｆ０がレジスタｆに格納される。次に、ステップＳ９３に進み、測定開始点における小数部の減算を行なう。すなわち、前述したように、前記副カウンタ８２により計数されレジスタに格納されているＮ１およびｎ１の値を用いて、前記式（４）前半部のｆ−ｎ１／Ｎ１を算出し、前記レジスタｆに格納する。続いて、ステップＳ９４に進み、前記測定終了点における小数部の加算を行なう。すなわち、前記副カウンタ８２により計数されレジスタに格納されているＮ２およびｎ２の値を用いて、前記式（４）後半部のｆ＋ｎ２／Ｎ２を算出し、前記レジスタｆに格納する。すなわち、前記ステップＳ９２、Ｓ９３およびＳ９４により、前述した式（４）の演算を実行して、１秒間の入力パルス信号の周波数ｆを高精度に算出する。
【００７９】
次に、ステップＳ９５に進み、このようにして算出された周波数ｆの値が前記流れ有り周波数Ｆ１以上であるか否かを判断する。この結果がＮＯのときは測定下限周波数以下であるため、ステップＳ９８に進み、瞬時値を格納するレジスタＱに０を格納する。一方、前記周波数ｆが流れ有り周波数Ｆ１以上のときは、ステップＳ９６に進み、前記式（３）に基づいて、瞬時流量値Ｑ（＝Ａｉ×ｆ＋Ｂｉ）を算出する。なお、ここで用いられている補正係数ＡｉおよびＢｉは、前記ステップＳ５２（図１１）において前記ＥＥＰＲＯＭ１７から読み出された補正係数である。また、前記周波数データｆ１〜ｆ６は、調整検査工程を通すことにより、修正された周波数データＦ１〜Ｆ６となっている。なお、この瞬時流量値Ｑは「Ｌ／ｍｉｎ」を単位とした値とされている。
続いて、ステップＳ９７に進み、前記ステップＳ９６で算出した瞬時流量値Ｑを用いて、積算バッチ流量値Ｑｂに対しＱ／６０を加算して該積算バッチ流量値Ｑｂを更新する。ここで、Ｑを６０で除算するのは１秒間の流量に変換するためである。
【００８０】
続いて、ステップＳ９９に進み、１秒後、すなわち、次の瞬時流量算出タイミングにおける積算バッチ流量の予測値Ｑｔを算出する。この予測値Ｑｔは、現在の瞬時流量Ｑが不変であると仮定し、前記ステップＳ９７において算出した積算バッチ流量値ＱｂにＱ／６０を加算することにより算出される。
そして、ステップＳ１００において、前記ステップＳ９９において算出した積算バッチ流量の１秒後の予測値Ｑｔと予め設定されている設定積算バッチ流量値Ｑｂｓとを比較する。この比較の結果、Ｑｔ＜Ｑｂｓであり、１秒後の積算バッチ流量値Ｑｔが設定積算バッチ流量値Ｑｂｓに達しないと判定されたときは、そのまま、ステップＳ１０２に進む。一方、Ｑｔ≧Ｑｂｓであり、１秒後の積算バッチ流量値Ｑｔが設定積算バッチ流量値Ｑｂｓ以上となることが予測されたときは、ステップＳ１０１に進み、演算許可フラグ３をセットし、ステップＳ１０２に進む。
次に、ステップＳ１０２において、前記前記演算許可フラグ１および２をともにリセットして、この流量算出処理を終了する。
【００８１】
ここで、前記演算許可フラグ３は、瞬時流量および積算バッチ流量を短い周期（第２周期タイマの周期）で算出することを指示するフラグである。すなわち、前記図１２に関して説明したように、前記周波数測定割込み処理におけるステップＳ６６、Ｓ６９、Ｓ７１およびＳ７３において、この演算許可フラグ３がセットされているか否かを判定し、この演算許可フラグ３がセットされているときには、その時点における主カウンタ８１の計数値をΔｆ１〜Δｆ４としてレジスタに格納している。そして、後に詳細に説明する比較出力処理（図１８）において、０．２秒周期の第２周期タイマの出力タイミング毎に、対応する主カウンタ８１の計数値ｆあるいはΔｆｉ（ｉ＝１〜４）を用いて瞬時流量および積算バッチ流量値Ｑｔが算出され、この算出した積算バッチ流量値Ｑｔに基づいて前記設定積算バッチ流量値Ｑｂｓとの比較が行なわれることとなる。
このように、本発明の流量計においては、次回の流量算出タイミングにおいて積算バッチ流量が設定積算バッチ流量値以上となるか否かを予測し、該予測結果に基づいて、流量を算出するタイミングを短い周期に変更するようにしている。
【００８２】
図１６は、前記ステップＳ５６（図１１）の表示処理を説明するためのフローチャートである。この表示処理が開始されると、まず、ステップＳ１０３において、設定されている表示モードが判定される。ここで、表示モードが瞬時流量とされているときは、ステップＳ１０４に進み、前記表示器３１に前記流量算出処理において算出した瞬時流量値Ｑを表示する。なお、この表示モードの設定は、後述するキー入力処理において設定される。
また、積算バッチ流量表示とされているときは、ステップＳ１０５に進み、前記表示器３１に積算バッチ流量値の上位桁のデータを表示するとともに、前記「ｍ3」単位表示ＬＥＤ３５を点灯表示する状態（ａ）と、前記表示器３１に積算バッチ流量値の下位桁のデータを表示するとともに、前記「Ｌ」単位表示ＬＥＤ３６を点灯表示する状態（ｂ）とを、例えば０．５秒とされた所定時間毎に５秒間交互に表示する。
【００８３】
図１７は、前記外部出力処理Ｓ５７（図１１）のフローチャートである。この外部出力処理が起動されると、まず、ステップＳ１１１において、前記外部出力許可フラグがセットされているか否かが判定される。この外部出力許可フラグは、前記周波数測定割込み処理（図１２）におけるステップＳ６８において、ｊ＝３のタイミングでセットされるフラグである（図１４参照）。この外部出力許可フラグがセットされていないときは、外部出力のタイミングではないためこのままこの外部出力処理を終了する。
このように、本発明においては、外部出力のタイミングを所定のタイミングとしているため、集中監視装置において取得されるデータの偏差が少なくなり、高精度の監視が可能となる。
【００８４】
一方、外部出力許可フラグがセットされているときには、ステップＳ１１２に進み、前記ステップＳ９４（図１５）で算出された周波数ｆが前記流れ有り周波数Ｆ１以上であるか否かを判定し、流れ有り周波数Ｆ１以上でないときには、ステップＳ１１３に進み、前記１０ビットの出力ラッチに全て「０」を出力する。また、周波数ｆが流れ有り周波数Ｆ１以上のときは、ステップＳ１１４に進み、前記ステップＳ９６（図１５）で算出した瞬時流量値Ｑが定格の流量値の１１０％以上であるか否かを判定する。この判定結果がＹＥＳのときは、ステップＳ１１６に進み、前記１０ビットのラッチ出力に全て「１」を出力する。一方、前記ステップＳ１１４の判定結果がＮＯのときは、ステップＳ１１５に進み、前記算出した瞬時流量値Ｑの値に対応する１０ビットの出力を前記１０ビットのラッチに出力する。これにより、前記信号入出力部４０（図８）における１０ビットＤ／Ａ変換部７３においてこの１０ビットラッチ出力がアナログ信号に変換され、Ｖ／Ｉ変換部７４において対応する電流信号に変換され、４〜２０ｍＡ伝送信号出力部７５から前記集中監視装置ＥＸＣＴに対応する４〜２０ｍＡ伝送信号が出力されることとなる。
なお、前述のように、この１０ビットの測定結果をそのまま直接出力端子を介して集中監視装置ＥＸＣＴにパラレル出力することもできる。
【００８５】
前記ステップＳ１１６、Ｓ１１５またはＳ１１３により測定した流量に対応する伝送信号を集中監視装置に出力した後、ステップＳ１１７において前記外部出力許可フラグをリセットして、この外部出力処理を終了する。
このように本発明においては、１０ビットの分解能を有する測定結果を用いているため、誤差の伝搬を防止し、高精度の測定結果を得ることが可能となる。
【００８６】
図１８は、前記比較出力処理Ｓ５８（図１１）の動作を説明するフローチャートである。この比較出力処理が開始されると、まず、ステップＳ１２１において、前記演算許可フラグ３がセットされているか否かが判定される。この演算許可フラグ３は、前記流量算出処理（図１５）におけるステップＳ１０１においてセットされるフラグである。ここで、演算許可フラグ３がセットされていないときは、ステップＳ１３０に進む。
一方、前記演算許可フラグ３がセットされているときは、ステップＳ１２２に進み、この時点が前記第１周期タイマの出力信号の周期のうちのどのタイミングであるかを前記レジスタｊの内容により判定する。そして、ｊ＝１のときには、ステップＳ１２３に進む。前述のように、周波数測定割込み処理（図１２）のステップＳ７３においてｊ＝０の時点における前記主カウンタ８１の計数値ｆ０がΔｆ４としてレジスタに読み込まれており、このステップＳ１２３において、Δｆ４×１．２５を近似的な周波数値としてｆ’レジスタに格納する。そして、ステップＳ１２８に進む。
【００８７】
また、ｊ＝２のときは、ステップＳ１２４に進み、前記流量算出処理（図１５）におけるステップＳ９４で算出した周波数をｆ’レジスタに格納する。
さらに、ｊ＝３のときは、前述のようにしてレジスタに格納されているΔｆ１×５をｆ’レジスタに格納し（ステップＳ１２５）、同様に、ｊ＝４のときはΔｆ２×２．５を、ｊ＝５のときはΔｆ３×１．６６７を、それぞれ、前記ｆ’レジスタに格納して（ステップＳ１２６、Ｓ１２７）、ステップＳ１２８に進む。
ここで、前記ステップＳ１２３、Ｓ１２５、Ｓ１２６およびＳ１２７における各演算は、それぞれに対応するタイミングにおける前記主カウンタ８１の最新の計数内容（Δｆ１〜ｆ４）を１秒間の計数内容に変換する演算である。
【００８８】
次に、ステップＳ１２８に進み、前記ｆ’レジスタに格納された周波数値ｆ’を用いて、前述した式（３）により瞬時流量値Ｑ’（＝Ａｉ×ｆ’＋Ｂｉ）を算出する。次に、ステップＳ１２９に進み、該ステップＳ１２９において前記算出された瞬時流量値Ｑ’を用いて、前記設定積算バッチ流量値Ｑｂｓと比較するために比較バッチ流量値Ｑｔ＝Ｑｂ＋（Ｑ’／６０）×ｈを算出する。ここで、ｈは、前記ステップＳ１２８において算出した瞬時流量値（この値は１秒間の流量を示している）を、ｊの値に応じて補正する係数であり、図中に示すように、ｊ＝３のときｈ＝０．２、ｊ＝４のときｈ＝０．４、ｊ＝０のときｈ＝０．６、ｊ＝１のときｈ＝０．８、ｊ＝２のときｈ＝１とされている。
そして、ステップＳ１３０に進み、前記設定積算バッチ流量値Ｑｂｓと前記ステップＳ１２９において算出した比較バッチ流量値Ｑｔとを比較する。
【００８９】
なお、前記演算許可フラグ３がセットされておらず、ステップＳ１２１においてＮＯと判定されたときも、このステップＳ１３０において、設定積算バッチ流量値Ｑｂｓとの比較を行なう。ただし、この場合には、前記比較バッチ流量値Ｑｔとの比較ではなく、前記流量算出処理において算出された積算バッチ流量値Ｑｂと前記設定積算バッチ流量値Ｑｂｓとが比較される。これにより、前記流量算出処理において算出された積算バッチ流量値Ｑｂが設定積算バッチ流量値Ｑｂｓと一致する場合、すなわち、前記１秒タイマ出力と同期したタイミングで設定積算バッチ流量値Ｑｂｓに到達する場合を検出することができる。
【００９０】
ステップＳ１３０の比較の結果、Ｑｔ≧Ｑｂｓすなわち比較バッチ流量値Ｑｔが設定積算バッチ流量値Ｑｂｓ以上であるときは、ステップＳ１３１に進み、最新の積算バッチ流量値である前記比較バッチ流量値Ｑｔを積算バッチ流量値Ｑｂとして格納し、ステップＳ１３２において、前記出力ＯＵＴに対しローレベルを出力するとともに、前記ＯＵＴＬＥＤ３３を点灯制御する。そして、ステップＳ１３３に進み、前記演算許可フラグ３をリセットし、この比較出力処理Ｓ５８を終了する。
一方、前記ステップＳ１３０の比較の結果、比較バッチ流量値Ｑｔが設定積算バッチ流量値Ｑｂｓに達していないときは、ステップＳ１３４に進み、前記出力ＯＵＴをハイレベルとし、前記ＯＵＴＬＥＤ３３を消灯状態に保ち、この比較出力処理Ｓ５８を終了する。
【００９１】
このように本発明の流量計においては、次回の測定周期（１秒後）における積算バッチ流量値Ｑｔが予め設定された設定積算バッチ流量値Ｑｂｓ以上となることが予測されたとき、すなわち、前記流量算出処理におけるステップＳ１０１で演算許可フラグ３がセットされたときには、より短い第２の周期（０．２秒周期）毎に前記主カウンタ８１の計数内容を読み込み、この読み込んだ最新の計数内容に基づいて算出した積算バッチ流量値（比較積算バッチ流量値）Ｑｔと前記設定積算バッチ流量値Ｑｂｓとを比較するようにしている。したがって、従来の積算バッチ流量計のように、実際に積算バッチ流量が設定積算バッチ流量値に達した時点よりも遅れた時点で検出することを防止することが可能となる。
【００９２】
なお、上述した比較出力処理（図１８）においては、ｊの値に応じて、その時点における主カウンタ８１の計数値ｆ０を補正して第２の周期の各タイミングにおける流量を算出するようにしていたが、この方法に限られることはない。
例えば、前記第２の周期毎の前記主カウンタ８１の計数値ｆ０の差Δｆを算出し、Δｆ×５を入力パルス周波数の近似値として流量を算出し、これに基づいて第２の周期毎の積算バッチ流量を算出するようにしてもよい。
【００９３】
さらに、前記流量算出処理（図１５）において算出した今回の積算バッチ流量値Ｑｂおよび今回の瞬時流量値Ｑと設定積算バッチ流量値Ｑｂｓとから次の式（６）に示すｋを算出し、該ｋの値に応じたタイミングで前記積算バッチ運転終了信号を出力するようにしてもよい。
ｋ＝（Ｑｂｓ−Ｑｂ）／（Ｑ／６０） ……（６）
すなわち、０．１＜ｋ≦０．３のときはｊ＝２のタイミングで積算バッチ運転終了信号を出力し、０．３＜ｋ≦０．５のときはｊ＝３、０．５＜ｋ≦０．７のときはｊ＝４、０．７＜ｋ≦０．９のときはｊ＝０、０．０＜ｋ≦０．１および０．９＜ｋ≦１．０のときはｊ＝１のタイミングでそれぞれ積算バッチ運転終了信号を出力する。
【００９４】
図１９は、前記入力処理Ｓ５９（図１１）のフローチャートである。この処理は、前記集中監視装置ＥＸＣＴから入力される入力信号ＩＮによりこの流量計の積算バッチ動作の開始などを制御する処理である。なお、ここでは、この入力信号ＩＮは通常はハイレベルとされているものとして説明するが、この逆の論理を採用してもよいことは明らかである。
この入力処理において、まず、前記入力信号ＩＮが第１の所定期間（例えば、０．１秒）以上継続してローレベルとされたか否かを判定する（ステップＳ１３５、Ｓ１３６）。０．１秒以上ローレベルとされていないときは、ステップＳ１４０に進み、入力ＩＮＬＥＤ３４を消灯状態に保つとともに、前述した流量の積算を継続する。
【００９５】
一方、入力信号ＩＮが０．１秒以上継続してローレベルとされたことが検出されたときは、ステップＳ１３７に進み、入力信号ＩＮがローレベルとされた時間が第２の所定期間（例えば、０．２秒）以上であるか否かを判定する。この判定の結果、入力信号ＩＮがローレベルとされた時間が０．１秒以上０．２秒未満であるときには、ステップＳ１３９に進み、前記入力ＩＮＬＥＤ３４を点灯するとともに、レジスタに格納されている前記積算バッチ流量値Ｑｂおよび前記比較バッチ流量値Ｑｔをクリアして、この入力処理を終了する。すなわち、入力信号ＩＮがローレベルの期間が０．１秒〜０．２秒の間の期間であるときには、それまでの積算バッチ流量値Ｑｂをクリアして、再び０から積算を行なうようする。
【００９６】
また、前記入力信号ＩＮがローレベルである期間が０．２秒以上であるときには、ステップＳ１３８に進み、前記入力ＩＮＬＥＤ３４を点灯制御するとともに、前記流量の積算を一時停止し、この入力処理を終了する。なお、このとき、前記瞬時流量の計測は停止されない。すなわち、前記入力信号ＩＮが０．２秒以上継続してローレベルとされたときは、入力信号ＩＮがハイレベルとされるまで、流量の積算が一時停止されることとなる。そして、入力信号ＩＮがハイレベルとされると、前記ステップＳ１３５の判定結果がＮＯとなり、ステップＳ１４０で積算が再開されることとなる。
なお、以上の説明においては、前記第１の所定期間および第２の所定期間を０．１秒および０．２秒であるとして説明したが、これに限られることはなく任意の時間とすることができる。
【００９７】
図２０は、前記キー入力処理Ｓ６０（図１１）の処理フローチャートである。このキー入力処理が開始されると、まず、ステップＳ１４１において、前記手動操作部１３の設定キー（ＥＮＴキー）４１、アップキー（△キー）４２あるいはダウンキー（▽キー）４３のいずれかが操作されたか否かを判定する。ここで、キー操作が検出されなかったときは、ステップＳ１４２に進み、前記積算バッチ流量値Ｑｂの表示を行なって、このキー入力処理を終了する。すなわち、この積算バッチ流量計においては、前記表示器３１においてデフォルトで積算バッチ流量値Ｑｂが表示されるようになされている。
【００９８】
上記操作キー４１〜４３のうちのいずれかの操作が検出されたときは、ステップＳ１４３に進み、操作されたキーがＥＮＴキー４１であるか否かを判定する。操作されたキーがＥＮＴキー４１であるときは、ステップＳ１４４に進み、瞬時流量値Ｑの表示フラグを所定期間（ここでは、１０秒間）セット状態とする。これにより、前記表示処理（図１６）のステップＳ１０３において、表示モードが瞬時流量モードとされ、前記瞬時流量値Ｑが表示部３０に表示されることとなる。そして、ステップＳ１４５に進み、前記ＥＮＴキー４１が再度操作されたか否かを判定する。そして、ＥＮＴキー４１が操作されなかったときは、そのままこのキー入力処理を終了する。
このように、操作者がＥＮＴキー４１を１回操作することにより、前記表示部３０に瞬時流量値Ｑを所定期間表示させることができる。
【００９９】
一方、ＥＮＴキー４１が再度操作され前記ステップＳ１４５の判定結果がＹＥＳとなったときは、ステップＳ１４６に進み、前記予め設定されている設定積算バッチ流量値Ｑｂｓの上位桁を前記表示器３１で表示するとともに、前記ＯＵＴＬＥＤ３３およびｍ3単位表示ＬＥＤ３５を点滅表示する。操作者は、この状態にあるとき、前記△キー４２あるいは▽キー４３を用いて前記Ｑｂｓの値を変更し、ＥＮＴキー４１で設定させることができる（ステップＳ１４７）。ＥＮＴキー４１が操作され、このＱｂｓの設定が終了されると、ステップＳ１４８に進み、今度は前記設定積算バッチ流量値Ｑｂｓの下位桁を前記表示器３１で表示するとともに、前記ＯＵＴＬＥＤ３３およびＬ単位表示ＬＥＤ３６を点滅表示する。そして、ステップＳ１４９において、操作者は前述の場合と同様に前記△キー４２あるいは▽キー４３を用いて前記Ｑｂｓの値を変更し、ＥＮＴキー４１で設定する。このステップＳ１４９においてＥＮＴキー４１が操作されると、このキー入力処理が終了される。
このように、操作者がＥＮＴキー４１を２度押すことにより、設定積算バッチ流量値Ｑｂｓの変更および設定を行なうことができる。
【０１００】
一方、前記ステップＳ１４３においてＮＯと判定されたとき、すなわち、操作されたキーが△キー４２あるいは▽キー４３であるときは、ステップＳ１５０に進み、前記△キー４２および▽キー４３が同時に押圧されたか否かが判定される。そして、この判定結果がＹＥＳのときは、さらに、△キー４２および▽キー４３が同時に第３の所定時間（例えば、５秒）以上押圧されているか否かが判定される（ステップＳ１５１）。前記ステップＳ１５０の判定結果がＮＯのとき、あるいは、前記ステップＳ１５１の判定結果がＮＯのとき、すなわち、△キー４２および▽キー４３が同時に第３の所定時間（５秒）以上押圧されていなかったときは、このまま、このキー入力処理を終了する。
【０１０１】
一方、△キー４２および▽キー４３が同時に前記第３の所定時間以上押圧され、前記ステップＳ１５１の判定結果がＹＥＳのときは、ステップＳ１５２に進み、前記△キー４２および▽キー４３の同時押しが第４の所定時間（例えば、１０秒）以上継続したか否かを判定する。この判定結果がＮＯのとき、すなわち、△キー４２および▽キー４３が例えば５秒以上１０秒未満押されたときは、ステップＳ１５５に進み、前記設定コードを読み出し、対応する口径、材質、ソフトのバージョン情報を所定期間ずつ順次表示する。これは、前記ステップＳ５３（図１１）における表示と同様である。このステップＳ１５５の後、このキー入力処理を終了する。
【０１０２】
また、前記ステップＳ１５２の判定結果がＹＥＳのとき、すなわち、△キー４２および▽キー４３が同時に第４の所定時間（１０秒）以上継続して押圧されたときは、ステップＳ１５３に進み、前記ＲＡＭ８５およびＥＥＰＲＯＭ１７中に記憶されている積算バッチ流量値Ｑｂをクリアする。そして、ステップＳ１５４に進み、前記出力ＯＵＴ信号を所定期間（例えば、１秒間）ローレベルとして、前記集中監視装置ＥＸＣＴに積算バッチ流量値Ｑｂをクリアしたことを報知するとともに、前記ＯＵＴＬＥＤ３３を１秒間点灯する。そして、このキー入力処理を終了する。これにより、積算バッチ流量値Ｑｔをクリアして、再び０からの積算を開始させることができる。
このように、このキー入力処理においては、前記△キー４２および▽キー４３を主として設定の変更に用い、ＥＮＴキー４１を確定に用いることにより、各パラメータの設定および変更を容易に行なうことができる。
【０１０３】
なお、上述した実施の形態においては、入力パルスの立上がりにより、入力パルスの計数およびその周期の測定を行なうようにしていたが、入力パルスの立下がり時点を基準としてもよい。
また、前記第１の周期、第２の周期および基準クロックの周期は、いずれも、前述した実施の形態において用いた値とする必要は無く、個々の場合に応じて最適な値を用いればよい。例えば、基準クロックをより高速なものとすることにより、より分解能の高い測定を行なうことが可能となる。
さらに、上述した実施の形態においては、表示器３１を３桁の表示部を有するＬＥＤとしたが、これに限られることは無く、４桁、８桁等任意の桁数のものとすることができる。さらに、ＬＥＤ表示器に限られることはなく、例えばＬＣＤなど他の表示素子を用いることもできる。
さらにまた、上述した実施の形態においては、前記ステップＳ２６（図３）およびステップＳ９９（図１５）における予測積算バッチ流量値Ｑｔの算出において、今回の瞬時流量値がそのまま次の１秒間においても継続するものとして予測積算バッチ流量Ｑｔを算出していたが、これに限られることはなく、複数回前の瞬時流量値を用いて直線近似等の方法により予測積算バッチ流量値Ｑｔを算出するようにしてもよい。
さらにまた、上記実施の形態においては、流量センサとしてカルマン渦に基づいて流量を検出するものを用いていたが、流量センサとしては、これに限定されるものではなく、超音波流量センサ、渦流量センサ、電磁流量センサ、タービン流量センサなど各種のセンサを使用することができる。
さらにまた、被測定流体は液体に限定されるものではなく、気体等でもよいことは明白である。
【０１０４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の流量計、その制御方法、および、制御プログラムを記録した記録媒体によれば、現場監視盤を設ける必要がないため、設備の小型化を図ることができるとともに、配線布設工程の省略を可能とすることができる。
また、積算バッチ流量計側で積算処理および比較処理を実行するため、集中監視装置側ではこれらの処理を実行する必要がなく、集中監視装置における処理負担を軽減するとともに、メモリ等の記憶容量も低減することができる。
さらに、積算バッチ流量値が設定積算バッチ流量値に到達する直前に、測定周期を短くしているため、高精度の積算バッチ処理が可能となる。
さらにまた、短周期の測定により高精度の測定結果を得ることができるとともに、高精度の測定流量を外部装置に伝送することができ、データの偏差が少なく、高精度の監視が可能となる。
さらにまた、設定積算バッチ流量値の設定変更をキー操作により行うことができ、操作性のよい積算バッチ流量計を提供することができる。
さらにまた、外部装置ＥＸＣＴを含む計測ならびに監視システムにおいて、原液補給等の管理面の都合で一時運転を停止したいときに、積算バッチ流量値をリセットすることなく、運転を再開しても正確なバッチ制御が可能となる。したがって、途中まで混合貯留した流体を無駄にすることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の流量計の基本構成の一例を示すブロック図である。
【図２】 図１に示した流量計の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】 図１に示した流量計の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】 本発明の流量計に適用して好適な周波数測定方法を説明するための図である。
【図５】 本発明の流量計の一実施の形態の構造を示す図である。
【図６】 図５に示した積算バッチ流量計におけるプリント基板の配置およびプリント基板上の部品配置の一例を示す図である。
【図７】 図５に示した積算バッチ流量計の回路構成を示すブロック図である。
【図８】 図５に示した積算バッチ流量計の電源部および信号入出力部の構成を示すブロック図である。
【図９】 図５に示した積算バッチ流量計におけるＲＯＭ、ＲＡＭおよびＥＥＰＲＯＭのメモリマップの一例を示す図である。
【図１０】 図５に示した積算バッチ流量計のメインルーチンのフローチャートである。
【図１１】 図５に示した積算バッチ流量計における処理プログラムのフローチャートである。
【図１２】 周波数測定割込み処理を説明するためのフローチャートである。
【図１３】 １ｍｓｅｃクロック計数処理を説明するためのフローチャートである。
【図１４】 前記周波数測定割込み処理および１ｍｓｅｃクロック計数処理を説明するための図である。
【図１５】 流量算出処理を説明するためのフローチャートである。
【図１６】 表示処理を説明するためのフローチャートである。
【図１７】 外部出力処理を説明するためのフローチャートである。
【図１８】 比較出力処理を説明するためのフローチャートである。
【図１９】 入力処理を説明するためのフローチャートである。
【図２０】 キー入力処理を説明するためのフローチャートである。
【図２１】 従来の液体混合システムの一例を説明するための図である。
【図２２】 従来の液体混合システムにおける動作を説明するための図である。
【符号の説明】
１１ センサ部
１２ 機能選択部
１３ 手動操作部（キー入力部）
１４ リセット信号出力部（パワーオンリセット回路）
１５ ウォッチドッグタイマ部
１６ 電圧低下検出部
１７ 不揮発性記憶部（ＥＥＰＲＯＭ）
２０ コントロール部（マイコン）
３０ 表示部
３１ 表示器（データ表示ユニット）
３３ 出力表示ユニット（ＯＵＴＬＥＤ）
３４ 入力表示ユニット（ＩＮＬＥＤ）
３５、３６ 単位表示ＬＥＤ
４０ 信号入出力部
４１ 設定キー（ＥＮＴキー）
４２ アップキー（△キー）
４３ ダウンキー（▽キー）
４５ 電源部
５０ 計量部本体
６１〜６３ プリント基板
７０、７１、７６、７７ 出力トランジスタ
７３ デジタルアナログ変換部（Ｄ／Ａ変換部）
７４ 電圧電流変換部（Ｖ／Ｉ変換部）
７５ ４〜２０ｍＡ伝送信号出力部
７８ 直流安定化電源回路
８１ 第１のカウンタ（主カウンタ）
８２ 第２のカウンタ（副カウンタ）
８３ タイマレジスタ群
８４ ＲＯＭ
８５ ＲＡＭ
Claims (12)
- 流量センサが測定対象流体の流量に応じて出力する流量検出信号に基づいて流量計測を行う流量計であって、
前記流量検出信号に基づいて所定の測定周期毎に瞬時流量を算出する瞬時流量算出手段と、
前記瞬時流量を積算して積算流量を算出する積算流量算出手段と、
前記積算流量が予め設定された設定積算流量に達したか否かを判別する判別手段と、
前記積算流量が前記設定積算流量に達したときに、積算終了信号を出力する積算終了通知手段と、
次の測定時点において前記積算流量算出手段により算出される積算流量の予測値を算出し、該積算流量の予測値が前記予め設定された設定積算流量に達するか否かを判定する予測演算手段と、
該予測演算手段により次の測定時点における前記積算流量の予測値が前記設定積算流量に達するものと判定されたときには、前記瞬時流量算出手段の測定周期を短い周期に変更する計測周期制御手段と
を有することを特徴とする流量計。 - 前記積算流量算出手段は、外部から供給される積算開始指示信号に応じて、前記瞬時流量の積算を開始するようになされていることを特徴とする請求項１記載の流量計。
- 前記積算開始指示信号が第１の所定時間以上第２の所定時間未満継続したときには、前記積算流量をリセットし、
前記積算開始指示信号が前記第２の所定時間以上継続したときには、前記積算流量算出手段における積算処理を中断し、該積算開始指示信号の入力がなくなったときに前記積算処理を再開するように制御されることを特徴とする前記請求項２記載の流量計。 - 前記予測手段は、今回算出された瞬時流量を用いて前記次の測定時点における積算流量の予測値を算出するようになされていることを特徴とする請求項１あるいは２記載の流量計。
- 前記瞬時流量算出手段は、
第１の周期を有する第１の信号を発生する第１の信号発生部と、
前記第１の信号に応じて、前記第１の周期の期間に入力される前記流量検出信号中に含まれるパルスの数を計数する第１の測定部と、
前記第１の信号をその周期中に含む前記パルスにおける該第１の信号の位置を測定する第２の測定部と、
前記第１の測定部による計数値と前記第２の測定部による測定結果とに基づいて、前記第１の周期毎に前記流量検出信号の周波数を算出する第１の演算部と、
該算出された周波数に基づいて当該瞬時流量を算出する第２の演算部と
を有することを特徴とする請求項１あるいは２記載の流量計。 - 前記設定積算流量値を設定変更することができる手動操作部を備えていることを特徴とする請求項１あるいは２記載の流量計。
- 流量センサが測定対象流体の流量に応じて出力する流量検出信号に基づいて流量計測を行う流量計の制御方法であって、
前記流量検出信号に基づいて所定の測定周期毎に瞬時流量を演算する瞬時流量演算工程と、
前記瞬時流量を積算して積算流量を算出する積算流量算出工程と、
前記積算流量が予め設定された設定積算流量に達したか否かを判別する判別工程と、
前記積算流量が前記設定積算流量に達したときに、積算終了を通知する積算終了通知工程と、
次の測定時点において前記積算流量算出工程により算出される積算流量の予測値を算出し、該積算流量の予測値が前記予め設定された設定積算流量に達するか否かを判定する予測演算工程と、
該予測演算工程により次の測定時点における前記積算流量の予測値が前記設定積算流量に達するものと判定されたときには、前記瞬時流量算出手段の測定周期を短い周期に変更する計測周期制御工程と
を含むことを特徴とする流量計の制御方法。 - 前記積算流量算出工程は、外部から供給される積算開始指示信号に応じて、前記瞬時流量の積算を開始するようになされていることを特徴とする請求項７記載の流量計の制御方法。
- 前記積算開始指示信号が第１の所定時間以上第２の所定時間未満継続したときには、前記積算流量をリセットし、
前記積算開始指示信号が前記第２の所定時間以上継続したときには、前記積算流量算出手段における積算処理を中断し、該積算開始指示信号の入力がなくなったときに前記積算処理を再開するように制御する工程を含むことを特徴とする前記請求項８記載の流量計の制御方法。 - 前記予測工程は、今回算出された瞬時流量を用いて前記次の測定時点における積算流量の予測値を算出することを特徴とする請求項７あるいは８記載の流量計の制御方法。
- 前記瞬時流量算出工程は、
第１の周期を有する第１の信号に応じて、該第１の周期の期間に入力される前記流量検出信号中に含まれるパルスの数を計数する第１の工程と、
前記第１の信号をその周期中に含む前記パルスにおける該第１の信号の位置を測定する第２の工程と、
前記第１の工程による計数値と前記第２の工程による測定結果とに基づいて前記第１の周期毎に前記流量検出信号の周波数を算出する第３の工程と、
該第３の工程により算出された周波数に基づいて当該瞬時流量を算出する第４の工程と
を含むことを特徴とする請求項７あるいは８記載の流量計の制御方法。 - 流量センサが測定対象流体の流量に応じて出力する流量検出信号に基づいて流量計測を行う流量計の制御プログラムを記録した記録媒体であって、
流量計に、
前記流量検出信号に基づいて所定の周期毎に瞬時流量を算出させ、
外部からの積算指示に基づいて前記瞬時流量の加算を開始して積算流量を算出させ、
前記積算流量が予め設定した設定積算流量に達したか否かを判別させ、
前記設定積算流量に達したときは、外部に積算終了を通知させ、
次の測定時点において算出される積算流量の予測値を算出させて、該予測値が前記予め設定された設定積算流量値に達するか否かを判定させ、
前記積算流量の予測値が前記設定積算流量値に達するものと判定されたときに、前記瞬時流量の算出の周期を短い周期に変更させる
ための制御プログラムを記録した記録媒体。
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