JP4178899B2 - 流量計 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、開閉弁の開閉動作と連携して、開口部を通過する流速値を測定し、流量を計測する流量計に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、駆動部分を利用した流量計として特許文献1に記載されている。以下、その構成について図19により説明する。図19において、1は流入口、2は流出口である。3aは第1の開閉手段4、aは第1の計測手段である。3bは第2の開閉手段、4bは第2の計測手段である。
【0003】
この様な構成において、例えば流量が少ないときには第2の開閉手段3bを閉じ、第1の開閉手段3aのみを開放し、第1の計測手段4aで流量を計測する。流量が多いときには第1、第2の両開閉手段3a,3bを開放し、第1と第2の計測手段4a,4bで流量を計測する。全体の流量はこれらの流量の和で計算される。
【0004】
【特許文献1】
特開平10−320545号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この様に上記従来のものでは、流量に応じて別の流路を用いて計測する必要があるため、複数の開閉手段が必要とされていた。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる流量計は、弁体と、前記弁体の駆動部と、前記駆動部の制御部と、前記弁体に対向して配置された弁座とを有し、前記弁体と前記弁座間に設けられた複数の流速計測部と、前記弁と前記弁座間の間隔を計測する距離計測部及び前記流速計測部からの信号と前記距離計測部からの信号より前記弁体と前記弁座間の通過流量を算出する演算部とを備え、前記流速計測部は、前記弁体に設けられた第1の超音波振動子群と前記弁座に設けられた第2の超音波振動子群とよりなるとともに、前記第1の超音波振動子群と前記第2の超音波振動子群の計測動作を制御する流速計測制御部を備えている。
【0007】
本発明によれば、流速計測部の信号と距離計測部の信号とにより、ひとつの弁部のみで流量を計測することができる。また、流速計測にあたり、複数の領域の流速を計測する流速計測部を構成することにより、精度の良い計測を行うことが出来る。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1にかかる流量計は、弁体と前記弁体の駆動部および前記駆動部の制御部、前記弁体に対向して配置された弁座とを有し、前記弁体と前記弁座間に設けられた複数の流速計測部、および前記弁と前記弁座間の間隔を計測する距離計測部と、前記流速計測部からの信号と前記距離計測部からの信号より前記弁体と前記弁座間の通過流量を算出する演算部とを有し、流速計測部が弁体に設けられた第1の超音波振動子群と、弁座に設けられた第2の超音波振動子群とよりなるとともに、前記第1の超音波振動子群と前記第2の超音波振動子群の計測動作を制御する流速計測制御部とを有する。そして、流速計測部の信号と距離計測部の信号とにより、ひとつの弁部のみで流量を計測することができる。また、流速計測にあたり、複数の領域の流速を計測する流速計測部を構成することにより、精度の良い計測を行うことができ、複数の流速計測部を有するため、流入部の広い領域にわたり、測定精度を向上することができる。
【0009】
本発明の請求項2にかかる流量計は、流速計測制御部が、第1の超音波振動子群と、第2の超音波振動子群とに連結された複数の処理部に対して同期して制御する構成を有する。そして、複数の流速計測部の計測を同時に行なうため、測定精度を向上することができる。
【0010】
本発明の請求項3にかかる流量計は、流速計測制御部が、第1の超音波振動子群と、第2の超音波振動子群とに連結された複数の処理部に対してシーケンシャルに制御する構成を有する。そして、流速計測切換命令を用いる構成としたため、計測を行なうにあたり、発生するノイズが回路間で干渉するというような現象が生じにくい流量計を構成することができる。
【0011】
本発明の請求項4にかかる流量計は、流速計測制御部が、第1の超音波振動子群と、第2の超音波振動子群とに連結された1個の処理部に対して制御する構成を有する。そして、ひとつの計測処理部を計測制御部にて切換える構成としたため、シンプルな流量計を構成することができる。
【0012】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【0013】
(実施例1)
図1は本発明の実施例1における流量計の外装を含む外観図、図2は流量計の外装を含む断面図、図3は流量計における計測系の構成を示す図、図4は図3のA1−A2断面図、図5は同流量計の動作図、図6は流量計測動作のフローチャート、図7は流量計測範囲を示すグラフである。
【0014】
図1において、5はケーシング、5aは流入部、5bは流出部である。図2において、6aは計測構成部、6bは駆動構成部である。図3において、7は外形が軸対称に形成された弁体、8は外形が軸対称に形成された弁座である。9は弁体7を駆動するための駆動部である。10aは駆動部9の駆動軸であり、10bは弁体7に設けられたスリーブである。スリーブ10bは、駆動軸10aの回転に際し、弁体7が上下方向にスライドするような構成となっている。11は制御部であり、駆動部9に対して信号線12を介して駆動信号が送られる。
【0015】
また、13は弁体7と弁座8の間隙にて円環状に形成された流れの入口部であり、14は円形状の出口部である。15は 弁体7に設けられた円環状の平坦部であり、16は円環状の平坦部15に続く円環状の傾斜部である。そしてまた、17は弁座8に設けられた円環状の平坦部であり、18は円環状の平坦部17に続く円環状の傾斜部である。
【0016】
また、19aは弁体7の円環状の傾斜部16に設けられた第1の窪み部であり、20aは第1の窪み部19に配置された第1の超音波振動子である。21aは弁座8の円環状の傾斜部18に設けられた第2の窪み部であり、22aは第2の窪み部21aに配置された第2の超音波振動子である。23aは流速検出部である。第1の超音波振動子20a、第2の超音波振動子22a、および流速検出部23aにより流速計測部24aが形成されている。
【0017】
そしてまた、19eは弁体7の円環状の傾斜部16に設けられた第1の窪み部であり、20eは第1の窪み部19eに配置された第1の超音波振動子である。21eは弁座8の円環状の傾斜部18に設けられた第2の窪み部であり、22eは第2の窪み部21eに配置された第2の超音波振動子である。23eは流速検出部である。第1の超音波振動子20e、第2の超音波振動子22e、および流速検出部23eにより流速計測部24eが形成されている。
【0018】
図4は図3におけるA1−A2断面を示したものである。この場合、超音波振動子20a、20b、・・・、20e、・・・、20hにより第1の超音波振動子群20が構成されている。また、図3に一部図示したように、これと対向するように配置された、超音波振動子21a、21b、・・・、21e、・・・、21hにより第2の超音波振動子群21が形成されている。また、第一の超音波振動子群20と、第二の超音波振動子群21との間には流速検出部23a、23b、・・・、23e、・・・、23hがあり、これらにより流速検出部群23が形成されている。また、第一の超音波振動子群20と第二の超音波振動子群21、および流速検出部群23により、流速計測部群24(24a、24b、・・・、24e、・・・、24h)が形成されている。
【0019】
また、25aは信号処理部であり、信号線26aを介して第1の超音波振動子20aからの信号が入力され、信号線27aを介して第2の超音波振動子22aからの信号が入力される。25eは信号処理部であり、信号線26eを介して第1の超音波振動子20eからの信号が入力され、信号線27eを介して第2の超音波振動子22eからの信号が入力される。
【0020】
上述のように一部しか図示されていないが、信号処理部25a、25b、・・・、25e、・・・、25hは、信号処理部群25を構成している。また、信号線26a、26b、・・・、26e、・・・、26hは、信号線群26を構成し、信号線27a、27b、・・・、27e、・・・、27hは、信号線群27を構成している。
【0021】
また、28は第3の超音波振動子であり、弁体7の円環状の平坦部15に配置された反射面29と共に距離計測部30を形成している。31は処理部であり信号線32を介して第3の超音波振動子28の信号が入力される。33は流速計測制御部であり、信号線34を介して、信号処理部群25に接続されている。
【0022】
そしてまた、36は演算部であり、37は流速計測制御部33と演算部36とを接続する信号線、38は処理部31と演算部36とを接続する信号線である。また、39は演算部36と制御部11とを接続する信号線である。
【0023】
図6において、40は開始命令、41は距離計測命令、42は流速計測命令、43は流速算出命令、44は流量算出命令である。45は切換流量域の判断命令、46は弁体移動命令、47はインターバル設定命令である。流量算出命令44における算出流量が切換流量域内であればYESの側に分岐され、切換流量域外であればNoの側に分岐される。
【0024】
次に動作、作用について説明する。図1において、流入部5aより流入した流れは、流出部5bより流出する。内部構造は図2に示されており、流入部5aより流入した流れは計測構成部6aを通過して、流出部5bより流出する。図3には、計測構成部6aについての詳細が示されており、入口部13より流入した流れは流速検知部23を通過して出口部14より流出する。
【0025】
弁体7と弁座8の間を流れる流体の流速計測は、第1の超音波振動子群20と第2の超音波振動子群22間の伝達時間差を利用した公知の方法で行われる。第1の超音波振動子群20と第2の超音波振動子群22に対する送受信指示は処理部群25とこれら振動子間において、信号線群26、および信号線群27を介して行われる。
【0026】
弁体7と弁座8の距離計測は、超音波振動子28から発した超音波が弁体7の反射面29にて反射して帰ってくるまでの時間計測により行われる。超音波振動子28に対する送受信指示は処理部31との間で信号線32を介して行われる。
【0027】
処理部群25にて得られた流速に関する処理結果は信号線34を介して、また、処理部31にて得られた距離に関する処理結果は信号線38を介して、演算部36に送られる。演算部36ではこれらの信号を基に、下記の演算式に基づき流量を算出する。
【0028】
n
Q=ΣQi (1)
i=1
ここで、Qは全流量、Qiは図4に例示したように、全円環状領域に対して、
流速計測部がそれぞれの領域に含まれる様に分割した場合の各分割領域における部分流量である。また、nはその分割数である。
全円環状領域がn等分されている場合、部分流量Qiは下式により算出される。
【0029】
Qi=(2πr)x(1/n)x(di)x(Vi) (2)
ここで、rは図3に示すように、流速検出部群23中心部の弁体7の中心軸mからの距離、Viは分割領域iにおける流速、diは同領域における弁体7と弁座8間の距離である。
【0030】
なお、この距離diは、同領域の距離計測部(この場合は30)における距離diiを用いて下記の式にて換算される。
【0031】
di=(dii)cosθ (3)
ここで、θは円環状の平坦部15と円環状の傾斜部16のなす角である。
【0032】
次に図6により演算部36の内容を説明する。いま、弁体7が所定位置のときに、流体が入口部13より流入したとすると、演算部36では図6のフローチャートに従って、プログラムが始動する。
【0033】
図6において開始命令40によりプログラムが開始する。距離計測命令41に基づいて、弁体7と弁座8間の距離diiが計測される。
【0034】
この実施例の場合、分割数nは8であるが、距離計測は1ヶ所で代表しているため、diiはd11のみで、d11=d22= ・ ・ ・ =d88となる。次に流速計測命令42により、計測が行なわれる。その後、流速算出命令43に基づいて、流速検出部23a、23b・・・23hでの流速が同時に計測される。これらの流速をV1、V2・・・V8とする。この様にして求めた距離diiと流速Viを用いて、式(1)〜(3)に基づき、流量算出命令44により流量が算出される。
【0035】
流量計測精度をより良くする場合には、最小二乗法等の近似手段を用いて、V1、V2・・・V8の値から全周にわたる流速近似曲線を求め、この曲線より,あらためて各分割領域における流速Viを求める。
【0036】
また、流量計測精度が比較的粗くても良い場合は下記の式にて平均流速Vave,平均距離daveを求めて流量を算出すると良い。
【0037】
Vave=(1/8)x(V1+V2+・・・+V8) (4)
dave=(1/8)x(d11+d22+・・・+d88)(5)
また、距離計測命令41の実施により、弁体7と弁座8間の距離が特定されるが、これにより現在設定されている弁体7の位置が図7における抵抗曲線(a)もしくは(b)(設定が2種類の場合)のいずれであるかが判定される。いま、設定が(a)(d=dα)にされているとする。また、これらの抵抗曲線(a)における計測流領域をQ>qa、抵抗曲線(b)における計測流領域をQ<qbとする。計測流量域判断命令45では、この流量が、その抵抗曲線における計測流量域内かどうかが判定される。
【0038】
いま、算出された流量が計測流量域内(この場合にはQ>qa)であれば、計測流量域判断命令45はYesの側に分岐され、インターバル設定命令47により指定された経過時間の後、再度距離計測命令41以下のフローを継続する。算出された流量が計測流量域外(この場合にはQ<qa)であれば、計測流量域判断命令45はNoの側に分岐され、弁体移動命令46により、予め設定された量だけ、弁体7を下方に移動する。
【0039】
図5はこの様にして弁体7が図3の状態から移動し、弁体7と弁座8間の距離dが小さくなった(d=dβ<dα)状態を示している。この場合、図7における抵抗曲線は(b)の側に移行する。その後、図6に示したフローに基づき、上に示したのと同様の流量計測動作が実施される。このとき計測流量域かどうかはQ=qbを基準にして判定され、Q>qbのとき計測流量域外、Q<qbのとき計測流量域内と判定される。
【0040】
次に、流量計測範囲と計測精度について説明する。いま、弁体7と弁座8間の距離が比較的小さい値で一定(例えばd=dβ)であるとする。流量計に対して圧力損失が例えばPmaxにて規制されているとき、最大計測流量はQ2である。しかしながら、弁体7と弁座8間の距離を変化(例えばd=dα)することにより、最大計測流量はQ1(Q2<Q1)に拡大することができる。
【0041】
また、弁体7と弁座8間の距離が比較的大きい値で一定(例えばd=dα)であるとすると、流量が小さくなった場合に計測部の流速が小さいため、流速計測の精度が悪くなる。しかしながら、弁体7と弁座8間の距離を変化(例えばd=dβ)することにより、計測部の流速を大きくして計測精度を向上させることができる。なお、上記実施例において、距離測定のために反射面29を用いたが、弁体7の円環状の平坦部15を反射面としても良い。
【0042】
以上説明した様に、本発明によれば、弁体と前記弁体の駆動部および前記駆動部の制御部、前記弁体に対向して配置された弁座とを有し、前記弁体と前記弁座間に設けられた複数の流速計測部、および前記弁と前記弁座間の間隔を計測する距離計測部と、前記流速計測部からの信号と前記距離計測部からの信号より前記弁体と前記弁座間の通過流量を算出する演算部とを有する構成としたため、流速計測部の信号と距離計測部の信号とにより、ひとつの弁部のみで流量を計測することができる。また、流速計測にあたり、複数の領域の流速を計測する流速計測部を構成することにより、精度の良い計測を行うことが出来る。特に、流速計測部群と弁体、弁座とを一体構成とすることにより、コンパクトで流量範囲の広い流量計を構成することができる。
【0043】
また、流速計測部が弁体に設けられた第1の超音波振動子群と、弁座に設けられた第2の超音波振動子群とよりなるとともに、前記第1の超音波振動子群と前記第2の超音波振動子群の計測動作を制御する流速計測制御部とを有する構成としたため、複数の流速計測部により、流入部の広い領域にわたり、測定精度を向上することができる。
【0044】
また、流速計測制御部が、第1の超音波振動子群と、第2の超音波振動子群とに連結された複数の処理部に対して同期して制御する構成を有し、複数の流速計測部の計測を同時に行なうため、測定精度を向上することができる。
【0045】
(実施例2)
図8は本発明の実施例2における流量計演算部のフローチャートである。48は流速計測切換え命令である。なお、本実施例2において、上記以外の構成は実施例1と同様であるため、番号は実施例1と同じものを用い、説明は省略する。
【0046】
次に動作、作用を説明する。図8において開始命令40によりプログラムが開始する。距離計測命令41に基づいて、弁体7と弁座8間の距離di‘が計測される。次に流速計測切換命令48に基づいて、処理部群25の切換えを流速計測切換部33で行うことにより、弁体7と弁座8間の流速V1、V2・・・V8が順次計測される。これらの値を用いて、実施例1と同様に流速算出命令43により、流速Vが求められ、その後、式(1)〜(3)に基づき、流量算出命令44により流量が算出される。流量計測動作は実施例1で示したものと同様のプロセスにて実施される。
【0047】
以上に示したように、流速計測制御部が、第1の超音波振動子群と、第2の超音波振動子群とに連結された複数の処理部に対してシーケンシャルに制御する構成を有し、流速計測切換命令を用いる構成としたため、計測を行なうにあたり、発生するノイズが回路間で干渉するというような現象が生じにくい流量計を構成することができる。
【0048】
(実施例3)
図9は本発明の実施例3における流量計の構成図である。49は信号処理部であり、信号線26a・・・26eを介して第1の超音波振動子群20からの信号が入力され、信号線27a・・・27eを介して第2の超音波振動子群21からの信号が入力される。この場合、第一、および第二の超音波振動子群20,21からの信号は、一個の信号処理部49にて処理される。50は流速計測制御部であり、信号線51を介して、信号処理部49に接続されている。また、信号線52を介して、演算部36に接続されている。図10は本発明の実施例3における流量計演算部のフローチャートである。53は流速計測切換え命令である。なお、本実施例3において、上記以外の構成は実施例1と同様であるため、番号は実施例1と同じものを用い、説明は省略する。
【0049】
次に動作、作用を説明する。図10において開始命令40によりプログラムが開始する。距離計測命令41に基づいて、弁体7と弁座8間の距離di‘が計測される。次に流速計測切換命令53により、計測が切換えられる。その後、流速算出命令43に基づいて、流速検出部群23での流速Viが計測される。これらの値を基にして、式(1)〜(3)に基づき、流量算出命令44により流量が算出される。流量計測動作は実施例1で示したものと同様のプロセスにて実施される。
【0050】
以上に示したように、流速計測制御部が、第1の超音波振動子群と、第2の超音波振動子群とに連結された1個の処理部に対して制御する構成を有し、ひとつの計測処理部を計測制御部にて切換える構成としたため、シンプルな流量計を構成することができる。
【0051】
(実施例4)
図11は本発明の実施例4における流量計の構成図である。54aは第3の超音波振動子であり、弁体7の円環状の平坦部15に配置された反射面55aと共に距離計測部56aが形成されている。54eは第3の超音波振動子であり、弁体7の円環状の平坦部15に配置された反射面55eと共に距離計測部56eが形成されている。
【0052】
図12は図11におけるB1−B2断面を示したものである。この場合、第3の超音波振動子54a、54b、・・・、54e、・・・、54hにより第3の超音波振動子群54が構成されている。また、図示していないが、これと対向するように配置された、反射面55a、55b、・・・、55e、・・・、55hにより反射面群55が形成されている。
【0053】
57aは信号処理部であり、信号線58aを介して第3の超音波振動子54aからの信号が入出力される。57eは信号処理部であり、信号線58eを介して第3の超音波振動子54eからの信号が入出力される。
【0054】
一部しか図示されていないが、この場合、信号処理部57a、57b、・・・、57e、・・・、57hにより信号処理部群57が構成されており、信号線58a、58b、・・・、58e、・・・、58hにより信号線群58が構成されている。
【0055】
59は距離計測制御部であり、信号線60を介して、信号処理部群57に接続されている。61は演算部であり、62は距離計測制御部59と演算部61とを接続する信号線である。
【0056】
図13において、63は開始命令、64は距離計測命令、65は距離算出命令、66は流速計測命令、67は流量算出命令である。68は切換流量域の判断命令、69は弁体移動命令、70はインターバル設定命令である。流量算出命令における算出流量が切換流量域内であればYESの側に分岐され、切換流量域外であればNoの側に分岐される。なお、本実施例4において、上記以外の構成は実施例1と同様であるため、番号は実施例1と同じものを用い、説明は省略する。
【0057】
次に動作、作用について説明する。いま、弁体7が所定位置のときに、流体が入口部13より流入したとすると、演算部61では図13のフローチャートに従って、プログラムが始動する。図13において開始命令63によりプログラムが開始する。距離計測命令64に基づいて、弁体7と弁座8間の距離d11、d22・・・が同時に計測される。その後、流速算出の場合と同様に、距離算出命令65に基づいて、距離計測部56での距離diが計測される。次に流速計測命令66により、計測が行なわれる。これらの値を基にして、式(1)〜(3)に基づき、流量算出命令67により流量が算出される。
【0058】
弁体7と弁座8の距離計測は、第3の超音波振動子群54から発した超音波が弁体7の反射面群55にて反射して帰ってくるまでの時間計測により行われる。第3の超音波振動子群54に対する送受信指示は処理部群57との間で信号線群58を介して行われる。そして、流量計測動作は実施例1で示したものと同様のプロセスにて実施される。
【0059】
以上に示したように、複数の距離計測部群56を用いる構成としたため、距離が均一でなくても精度の良い流量計を構成することができる。また、距離計測制御部が、複数の距離検知部群に連結された複数の処理部に対して同期して制御する構成を有し、複数の距離計測部の計測を同時に行なうため、測定精度を向上することができる。
【0060】
(実施例5)
図14は本発明の実施例5における流量計演算部のフローチャートである。71は距離計測切換え命令である。本実施例5において、上記以外の構成は実施例4と同様であるため、番号は実施例4と同じものを用い、説明は省略する。次に動作、作用を説明する。図14において開始命令63によりプログラムが開始する。距離計測切換え命令71に基づいて、弁体7と弁座8間の距離d11、d22・・・が順次計測される。これらの値を用いて、実施例4と同様に、距離算出命令65により、距離検出部56での距離diが求められる。
【0061】
次に流速計測命令66により、計測が行なわれる。これらの値を基にして、式(1)〜(3)に基づき、流量算出命令67により流量が算出される。流量計測動作は実施例1で示したものと同様のプロセスにて実施される。
【0062】
以上に示したように、距離計測制御部が、複数の距離検知部群に連結された複数の処理部に対してシーケンシャルに制御する構成を有し、距離計測切換命令を用いる構成としたため、計測を行なうにあたり、発生するノイズが回路間で干渉するというような現象が生じにくい流量計を構成することができる。
【0063】
(実施例6)
図15は本発明の実施例6における流量計の構成図である。72は信号処理部であり、信号線58a・・・58hを介して第3の超音波振動子群54からの信号が入力される。73は距離計測制御部であり、信号線74を介して、信号処理部72に接続されている。また、図16は本発明の実施例6における流量計演算部のフローチャートである。76は距離計測切換え命令である。なお、本実施例6において、上記以外の構成は実施例4と同様であるため、番号は実施例4と同じものを用い、説明は省略する。
【0064】
次に動作、作用を説明する。図16において開始命令63によりプログラムが開始する。距離計測切換え命令76に基づいて、弁体7と弁座8間の距離d11、d22・・・d88が順次計測される。これらの値を用いて、実施例4と同様に、距離算出命令65により、距離計測部群56での距離diiが求められる。
【0065】
次に流速計測命令66により、計測が行なわれる。これらの値を基にして、式(1)〜(3)に基づき、流量算出命令67により流量が算出される。流量計測動作は実施例1で示したものと同様のプロセスにて実施される。
【0066】
以上に示したように、距離計測制御部が、距離検知部群に連結された1個の処理部に対して制御する構成を有し、ひとつの計測処理部を計測制御部にて切換える構成としたため、シンプルな流量計を構成することができる。
【0067】
(実施例7)
図17は本発明の実施例7における流量計の構成図である。図17において77は距離計測部であり、78はレーザ送信部、79はレーザ受信部、80はレーザ反射部である。81、82は信号線、83は処理部である。本実施例7において、上記以外の構成は実施例1と同様であるため、番号は実施例1と同じものを用い、説明は省略する。
【0068】
次に動作、作用を説明する。この場合、弁体7と弁座8間の距離計測は、レーザ送信部78から発したレーザが弁体7のレーザ反射部80にて反射し、レーザ受信部79で受信する方式を用いて行われる。レーザ送信部78、レーザ受信部79に対する送受信指示は処理部83との間で信号線81、82を介して行われる。
【0069】
上記実施例において、距離測定のためのレーザ反射部80を用いたが、弁体7の円環状の平坦部15を反射面としても良い。以上に示したように、距離計測部にレーザを使用したため、計測精度を向上することができる。
【0070】
(実施例8)
図18は本発明の実施例8における流量計の構成図である。図18において84は制御部である。制御部84は移動信号発生部85と制御信号発生部86とにより構成されている。87,88は信号線である。本実施例8において、上記以外の構成は実施例1とほぼ同様であるため、番号は実施例1と同じものを用い、説明は省略する。
【0071】
次に動作、作用を説明する。駆動部9の移動は移動信号発生部85からの指示により、制御信号発生部86を介して送られることにより行われる。この場合、距離計測は駆動部9に対する移動信号発生部85にて行われることになる。例えば駆動部9がモータであるとすると、弁体7の移動は間接的に移動信号により読み取れるため、移動信号発生部85からの信号が距離信号に相当する。すなわち、移動信号発生部85は距離計測部に相当する。この距離信号は信号線88を介して、演算部36に送られる。
【0072】
以上に示したように、距離計測を駆動部の移動距離を用いた構成とすることにより、距離計測用のセンサーを別途用いることなく、シンプルな構成が可能となる。
【0073】
上記実施例において、駆動部9としてステッピングモータを使用した場合には、送りのパルスをカウントすることにより、距離検知を行うことが出来る。また、駆動部9として、ステッピングモータでない方式のモータを用いた場合には、回転位置に対応したエンコーダを用いることにより、距離検知を行うことが出来る。また、駆動部9として、多段駆動型ソレノイド弁を用いた場合には、位置設定精度が向上するため、正確な距離検知を行うことが出来る。
【0074】
【発明の効果】
以上の説明から明らかのように、本発明の流量計によれば次の効果を奏する。弁体と弁座間に設けられた複数の流速計測部と、弁体と弁座間の間隔を計測する距離計測部と、流速計測部からの信号と距離計測部からの信号より弁体と弁座間の通過流量を算出する演算部を有する構成としたため、流速計測部の信号と距離計測部の信号とにより、ひとつの計測部のみで広範囲の流量を計測することができる。また、流速計測にあたり、複数の領域の流速を計測する流速計測部を構成することにより、精度の良い計測を行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例1における流量計の外装を含む外観斜視図
【図2】 同流量計の外装を含む断面図
【図3】 同流量計の計測系を示す構成図
【図4】 図3におけるA1−A2線断面図
【図5】 同流量計の動作を示す断面図
【図6】 同流量計の演算部のフローチャート
【図7】 流量計の圧力と流量の関係を示す特性図
【図8】 本発明の実施例2における流量計の演算部のフローチャート
【図9】 本発明の実施例3における流量計の構成図
【図10】 同流量計の演算部のフローチャート
【図11】 本発明の実施例4における流量計の構成図
【図12】 図11におけるB1−B2線断面図
【図13】 同流量計の演算部のフローチャート
【図14】 本発明の実施例5における流量計のフローチャート
【図15】 本発明の実施例6における流量計の構成図
【図16】 同流量計の演算部のフローチャート
【図17】 本発明の実施例7における流量計の構成図
【図18】 本発明の実施例8における流量計の構成図
【図19】 従来の流量計を示す構成図
【符号の説明】
7 弁体
8 弁座
9 駆動部
11 制御部
24 流速計測部群
30 距離計測部群
33 演算部
Claims (4)
- 弁体と、前記弁体の駆動部と、前記駆動部の制御部と、前記弁体に対向して配置された弁座と、前記弁体と前記弁座間に設けられた複数の流速計測部と、前記弁体と前記弁座間の間隔を計測する距離計測部及び前記流速計測部からの信号と前記距離計測部からの信号より前記弁体と前記弁座間の通過流量を算出する演算部とを備えた流量計において、
前記流速計測部は、前記弁体に設けられた第1の超音波振動子群と前記弁座に設けられた第2の超音波振動子群とよりなるとともに、前記第1の超音波振動子群と前記第2の超音波振動子群の計測動作を制御する流速計測制御部を備えた流量計。 - 流速計測制御部が、第1の超音波振動子群と、第2の超音波振動子群とに連結された複数の処理部に対して同期して制御する請求項1記載の流量計。
- 流速計測制御部が、第1の超音波振動子群と、第2の超音波振動子群とに連結された複数の処理部に対してシーケンシャルに制御する請求項1記載の流量計。
- 流速計測制御部が、第1の超音波振動子群と、第2の超音波振動子群とに連結された1個の処理部に対して制御する構成にした請求項1記載の流量計。
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