JP4405099B2 - 計量器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゼーベック効果を利用した熱電変換素子を用いて温度差発電を行うことにより、計量器本体内部の電子回路部の電源である一次電池を不要とした計量器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子式水道メータやガスメータ等の電池駆動型の計量器においては、一次電池を搭載しており、この一次電池の電源を計量器内の電子回路部に供給して電子回路部を動作させている。この一次電池は一定期間使用すると、電源電圧が低下するため、定期的に新たな電池と交換する必要がある。電池を交換するためには、計量器を一旦取り外し、計量器に設けられた蓋を開けて電池を取り出して新たな電池と交換する。そして、蓋を閉じて再び計量器を設置し直すといった作業を行わなければならなかった。
【０００３】
また、従来のこの種の計量器は、劣悪な所に設置されることが多く、また、水没とか多湿であるとか、計量器に設けられた電子回路部にとって、はなはだ環境条件が悪かった。このため、計量器を密閉構造とすることで、電子回路部を水没や多湿等から保護していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、計量器を密閉構造にすると、電池交換作業がやりにくくなる他、構造も複雑になり、計量器が高価になるなど実用上問題が多かった。さらに、電池交換が遅れると、最悪の場合には、計量器が動作停止に至ることもある。このようなことから、実際には早めに電池を交換している。
【０００５】
しかし、電池を早めに交換することは、電池を完全に使い切らないで、破棄することにもなることから、甚だ経済的ではなかった。また、電池は自己放電作用があるため、長期にわたって保存すると、電池電圧が低下してしまう。このため、電池を買いだめできず、多量に電池交換が必要になった場合等には、その対応が難かしかった。
【０００６】
本発明は、このような不具合を解決しようとするもので、一次電池を使用することなく、交換電池代がいらず電池交換作業が不要でしかも構造が簡単で且つ安価な計量器を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の計量器は、第１被測定体と第２被測定体との境界部に配置され、前記第１被測定体の温度と前記第２被測定体の温度との温度差に応じた起電力を発生する熱電変換素子を有し、該熱電変換素子の起電力を計量器本体内の電子回路部に供給し、前記計量器本体は、水道管に流れる水の流量を測定する電子式水道メータであり、前記第１被測定体の温度は、水温度であり、前記第２被測定体の温度は、外気温度又は地中温度であり、前記熱電変換素子は、前記水温度と前記外気温度又は地中温度との温度差に応じて発生した起電力を前記電子式水道メータ内の電子回路部に供給することを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、第１被測定体と第２被測定体との境界部に配置された熱電変換素子は、第１被測定体の温度と第２被測定体の温度との温度差に応じた起電力を発生し、発生した起電力を計量器本体内の電子回路部に供給するので、一次電池を使用することなく、交換電池代がいらず電池交換作業が不要でしかも構造が簡単で且つ安価な計量器を提供することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の計量器のいくつかの実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１０】
（第１の実施の形態）
図１は第１の実施の形態の計量器である電子式水道メータの断面図である。第１の実施の形態の計量器は、水道管に流れる水の流量を測定する電子式水道メータであり、この電子式水道メータに熱電変換素子を有する熱電変換モジュールを設けて、この熱電変換モジュールからの起電力を電源として利用したことを特徴とする。
【００１１】
電子式水道メータのメータ本体１は、水道管３から保持管５が立ち上がり、その保持管５内に、全周がシールされた状態でメータケース７が組み付けられている。メータケース７は、磁力を通す材質で形成され、その下方の水道管３の領域には、水の流れに対応して回転数が増減する羽根車９が設けられている。
【００１２】
羽根車９は、支軸１１によって回転自在に支持されると共に、羽根車９の上方で、支軸１１には、支軸１１と一緒に回転する磁石１３が配置されている。メータケース７の内部には、羽根車９の回転数を検知する検知センサ１７と、この検知センサ１７からの回転数を水の流量に換算する計量回路部１９と、水の流量をデジタル表示する表示部２１とを有している。
【００１３】
検知センサ１７は、磁気抵抗素子からなり、支持部材２３により支持され、メータケース７の底板７ａを介して磁石１３と対向し合う位置に位置決めされている。また、水の流量値は、フレキシブル配線基板２５を介して外の信号ケーブル２７へ伝送されるようになっている。
【００１４】
また、金属からなるメータ下ケース３ａの表面には熱を電気に変換する熱電変換モジュール３０が貼り付けられている。この熱電変換モジュール３０は、ゼーベック効果を利用した熱電変換素子を有する。ゼーベック効果の原理を図４を用いて説明する。図４に示すように、２種類の金属Ａ，Ｂを接合し、２箇所の接合部の内の、一方の接合部を低温とし他方の接合部を高温とし温度差を与えると、温度の高い方から低い方へ電子が移動することにより熱起電力が発生する。従って、高温側を＋、低温側を−とする電池が構成され、これをゼーベック効果と呼ぶ。一般的には、図３に示すようなπ型のような形にＰ型素子とＮ型素子とを接合し、１つの熱電変換素子を形成している。このような熱電変換素子を直列に多数接続したものが、図２に示す熱電変換モジュール３０である。
【００１５】
熱電変換モジュール３０は、図２の断面図に示すように、ｐ型シリコン系半導体からなるｐ型シリコン系熱電変換素子本体３１と、ｎ型シリコン系半導体からなるｎ型シリコン系熱電変換素子本体３２とが交互に同一平面上にマトリックス状に併設されて構成されている。
【００１６】
１つのｎ型シリコン系熱電変換素子本体３２とこれに隣接するｐ型シリコン系熱電変換素子本体３１の上部には、それらを共通に接続する第１電極部材３３が設けられている。また、１つのｐ型シリコン系熱電変換素子本体３１とこれに隣接するｎ型シリコン系熱電変換素子本体３２の下部には、それらを共通に接続する第２電極部材３４が設けられている。第１電極部材３３と第２電極部材３４とは、銀系の電極材料からなり、素子１個分だけずれた形態で設けられている。この熱電変換モジュール３０は、熱電変換素子を多数直列に接続しているので、大きな起電力を得ることができる。
【００１７】
なお、熱電変換モジュール３０からの電源線は、図示しないが、熱電変換モジュール３０と電子回路部である計量回路部１９とは電源線で接続されており、電源線はメータケース内に適当な経路で配置されている。
【００１８】
このように構成された熱電変換モジュール３０において、メータ下ケース３ａ側である表面３０ａ側は、水道メータの中を流れる水（本発明の第１被測定体に対応）の温度に近い温度になっている。また、熱電変換モジュール３０の裏面３０ｂ側は、地面４０（本発明の第２被測定体に対応）と接しており、地面温度（地中温度）に近い温度になっている。なお、地面温度の代わりに、外気温度を用いても良い。
【００１９】
水の温度と地面（地中）温度との間には若干ではあるが、温度差がある。この温度差により、熱電変換モジュール３０は、発電を行い熱起電力を発生する。例えば、熱電変換モジュール３０の中の熱電変換素子の数（以下、素子数という。）が１０００本程度のもので、数℃の温度差で２００ｍＶ程度の発電電圧が得られる。もちろん、素子数を直列に増加することで、より大きな発電電圧を得ることができる。この熱電変換モジュール３０からの発電電圧を電源として電源線を介して計量回路部１９に供給するので、一次電池を使用することなく、従って交換電池代がいらず電池交換作業が不要となる。
【００２０】
また、経済的な理由で、素子数を増加するには限度がある。このため、電子式水道メータなどのように、温度差が小さく発電電圧が小さい場合には、図５に示すような回路構成を用いることができる。図５に示す回路は、熱電変換モジュール３０、この熱電変換モジュール３０に接続された第１昇圧充電回路４１、熱電変換モジュール３０に接続された第２昇圧充電回路４３、計量回路部１９に並列に接続された二次電池４５、アノードが第１昇圧充電回路４１に接続され且つカソードが二次電池の正極に接続されたダイオードＤ１、アノードが第２昇圧充電回路４２に接続され且つカソードが二次電池の正極に接続されたダイオードＤ２を有して構成されている。なお、二次電池４５に代えて、コンデンサを用いても良い。
【００２１】
このような回路によれば、第１昇圧充電回路４１は、熱電変換モジュール３０からの起電力を昇圧し、ダイオードＤ１を介して二次電池４５に充電し、第２昇圧充電回路４３は、熱電変換モジュール３０からの起電力を昇圧し、ダイオードＤ２を介して二次電池４５に充電する。従って、熱電変換モジュール３０の発電電圧が小さくても、二次電池４５の充電電圧が大きくなり、この充電電圧を計量回路部１９に供給できる。
【００２２】
また、温度差が大きく発電電圧が比較的大きい場合には、図６に示すような回路構成を用いることができる。図６に示す回路は、熱電変換モジュール３０、熱電変換モジュール３０からの起電力を整流するブリッジ回路４７、ブリッジ回路４７からの整流出力を昇圧する昇圧充電回路４９、昇圧充電回路４９に接続された二次電池４５及び計量回路部１９を有して構成されている。ブリッジ回路４７は、４つのダイオードＤ１〜Ｄ４から構成される。なお、二次電池４５に代えて、コンデンサを用いても良い。
【００２３】
水道メータの場合、夏と冬とで水温と地中温度とが逆転することがある。夏場では地中温度よりも水温が高いことから、表面３０ａ側が電圧（＋）となり、裏面３０ｂ側が電圧（−）となる。このため、熱電変換モジュール３０ａ→ダイオードＤ３→昇圧充電回路４９→計量回路部１９→ダイオードＤ２→熱電変換モジュール３０ｂの経路で電流が流れる。
【００２４】
一方、冬場では、地中温度の方が水温よりも高くなることから、表面３０ａ側が電圧（−）となり、裏面３０ｂ側が電圧（＋）となる。このため、熱電変換モジュール３０ｂ→ダイオードＤ４→昇圧充電回路４９→計量回路部１９→ダイオードＤ１→熱電変換モジュール３０ａの経路で電流が流れる。従って、夏と冬とで水温と地中温度とが逆転しても、これに関係なく、一定方向の起電力が得られ、この起電力を計量回路部１９に供給することができる。
【００２５】
このように第１の実施の形態の電子式水道メータによれば、一次電池を使用することなく、従って交換電池代がいらず電池交換作業が不要となる。また、電池交換用開閉部が不要となることから、構造が簡単で安価な電子式水道メータを提供できる。
【００２６】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態の計量器は、冷暖房用室内ユニット（以下、室内ユニットと略称する。）で消費する熱量を計量するカロリーメータであり、このカロリーメータに熱電変換モジュール３０を設け、熱電変換モジュールを電源として利用したことを特徴とする。
【００２７】
図７は第２の実施の形態の計量器であるカロリーメータの構成ブロック図である。図７において、液体（水）の流れに対応して回転数が増減する羽根車９は、支軸１１によって回転自在に支持され、支軸１１には、支軸１１と一緒に回転する磁石１３が配置されている。
【００２８】
磁気センサ１７ａは、磁気抵抗素子からなり、磁石１３と対向し合う位置に位置決めされ、回転検出回路１７ｂは、磁気センサ１７ａからのセンサ出力により羽根車９の回転数を検知する。流量演算回路１９ａは、回転検出回路１７ｂからの回転数の信号に基づき回転数を流量に換算する。
【００２９】
送り管温度センサ５４は、巡回往路の液体５３ａ（本発明の第１被測定体に対応）が流れる送り管５１の温度を検出し、増幅回路５６ａは、送り管温度センサ５４からの送り管温度信号を増幅して温度差演算回路５７に出力する。返り管温度センサ５５は、巡回復路の液体５３ｂ（本発明の第２被測定体に対応）が流れる返り管５２の温度を検出し、増幅回路５６ｂは、返り管温度センサ５５からの返り管温度信号を増幅して温度差演算回路５７に出力する。温度差演算回路５７は、増幅回路５６ａからの送り管温度信号と増幅回路５６ｂからの返り管温度信号とに基づき温度差を演算する。
【００３０】
乗算回路１９ｂは、流量演算回路１９ａで得られた流量と温度差演算回路５７で得られた温度差とを乗算することにより室内ユニットの消費した熱量を求める。積算回路１９ｃは、乗算回路１９ｂからの熱量を積算し、計量表示部２１ａは、積算回路１９ｃからの積算値を表示する。
【００３１】
また、カロリーメータには熱電変換モジュール３０が設けられ、この熱電変換モジュール３０の表面３０ａ側は送り管５１に接し、裏面３０ｂ側は、返り管５２に接している。熱電変換モジュール３０は、巡回往路の液体５３ａの温度と巡回復路の液体５３ｂの温度との温度差に応じた起電力を発生する。昇圧回路４９ａは、熱電変換モジュール３０からの起電力を昇圧し、充電回路４９ａは昇圧回路４９ａからの出力を充電し、電源回路４５ａは、充電回路４９ａからの出力に基づく電源電圧を、電子回路部である流量演算回路１９ａ、乗算回路１９ｂ、積算回路１９ｃ、温度差演算回路５７等に供給する。
【００３２】
このようなカロリーメータにおいても、一次電池を使用することなく、従って交換電池代がいらず電池交換作業が不要となる。また、電池交換用開閉部が不要となることから、構造が簡単で安価なカロリーメータを提供できる。
【００３３】
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態の計量器は、メータケース内に流入されるガスの流量を測定するガスメータであり、このガスメータに熱電変換モジュール３０を設け、熱電変換モジュール３０を電源として利用したことを特徴とする。
【００３４】
図８は第３の実施の形態の計量器であるガスメータの構成ブロック図である。図８に示すガスメータは、メータケース内に流入されるガスの圧力を検知する圧力センサ６３、ガスの流量を検知する流量センサ６４、地震を感知する感震器６５、ガス圧力異常やガス流量異常や地震感知等により遮断する遮断弁６６、ガス流量や遮断事由や警報事由を表示する表示部６７、及びこれらの各部を制御するマイコンメータコントローラ６２を有している。
【００３５】
また、ガスメータには熱電変換モジュール３０が設けられ、この熱電変換モジュール３０の表面３０ａ側は地面４０（本発明の第２被測定体に対応）に接し、裏面３０ｂ側は、ガス６１（本発明の第１被測定体に対応）に接している。熱電変換モジュール３０は、地面４０の温度とガス６１の温度との温度差に応じた起電力を発生する。なお、地面４０の温度に代えて、外気温度であっても良い。昇圧回路４９ａ、充電回路４９ａ、及び電源回路４５ａは、図７で説明したものと同じである。電源回路４５ａからの電源電圧を電子回路部であるマイコンメータコントローラ６２等に供給する。
【００３６】
このようなガスメータにおいても、一次電池を使用することなく、従って交換電池代がいらず電池交換作業が不要となる。また、電池交換用開閉部が不要となることから、構造が簡単で安価なガスメータを提供できる。
【００３７】
（第４の実施の形態）
第４の実施の形態の計量器は、室内の空気（エア）の温度をコントロールするエアコン装置であり、このエアコン装置に熱電変換モジュール３０を設け、熱電変換モジュールを電源として利用したことを特徴とする。
【００３８】
図９は第４の実施の形態の計量器であるエアコン装置の構成ブロック図である。図９に示すエアコン装置は、室内のエアの温度を検知する温度センサ７６、送風用のファン７７、温度センサ７６からの温度に基づき設定温度となるように室内の温度をコントロールしたりファン７７をコントロールするエアコンコントローラ７５を有している。また、エアコンコントローラ７５は、タイマをコントロールしたり、通風／冷房の切替、通風／暖房の切替等のコントロールを行う。
【００３９】
また、エアコン装置には熱電変換モジュール３０が設けられ、この熱電変換モジュール３０の表面３０ａ側は圧縮ガス７３ａ（本発明の第１被測定体に対応）が流れる圧縮ガス管７１に接し、裏面３０ｂ側は、膨張ガス７３ｂ（本発明の第２被測定体に対応）が流れる膨張ガス管７２に接している。熱電変換モジュール３０は、圧縮ガス７３ａの温度と膨張ガス７３ｂの温度との温度差に応じた起電力を発生する。昇圧回路４９ａ、充電回路４９ａ、及び電源回路４５ａは、図７で説明したものと同じである。電源スイッチ５０は、オンすることにより、電源回路４５ａの電源電圧を、電子回路部であるエアコンコントローラ７５に供給する。
【００４０】
このようなエアコン装置においても、一次電池を使用することなく、従って交換電池代がいらず電池交換作業が不要となる。また、電池交換用開閉部が不要となることから、構造が簡単で安価なエアコン装置を提供できる。
【００４１】
（第５の実施の形態）
第５の実施の形態の計量器は、腕時計のように患者の腕にはめて人体温度と外気温度の温度差により起電力を発生し、心拍数を測定する脈拍計等の医療用計測装置であり、脈拍計に熱電変換モジュール３０を設け、熱電変換モジュールを電源として利用したことを特徴とする。
【００４２】
図１０は第５の実施の形態の計量器である脈拍計の構成ブロック図である。図１０に示す脈拍計は、人体８１の腕に取り付けられた半導体圧力センサ８３、この半導体圧力センサ８３からの血圧信号を検出する圧力検出回路８４、この圧力検出回路８４で検出された血圧信号の内のピーク値をパルスとして抽出することにより血圧信号をパルス列に変換するパルス列変換回路８５、測定スタートスイッチ８６をオンした時から一定時間だけ計時するタイマ回路８７、計時された一定時間内に、パルス列変換回路８５からのパルス列を入力するアンド回路８８、一定時間内に入力されたパルス列を積算することで脈拍値を求める積算回路８９、脈拍値を表示する表示部９０を有している。なお、圧力検出回路８４で検出された血圧信号に基づき血圧を測定するようにしても良い。
【００４３】
また、脈拍計には熱電変換モジュール３０が設けられ、この熱電変換モジュール３０の表面３０ａ側は人体８１（本発明の第１被測定体に対応）に接し、裏面３０ｂ側は、外気８２（本発明の第２被測定体に対応）に接している。熱電変換モジュール３０は、人体８１の温度と外気８２の温度との温度差に応じた起電力を発生する。昇圧回路４９ａ、充電回路４９ａ、電源回路４５ａ、及び電源スイッチ５０は、図９で説明したものと同じである。電源スイッチ５０は、オンすることにより、電源回路４５ａの電源電圧を、電子回路部である、パルス列変換回路８５、タイマ回路８７、アンド回路８８、及び積算回路８９等に供給する。
【００４４】
このような脈拍計においても、一次電池を使用することなく、従って交換電池代がいらず電池交換作業が不要となる。また、電池交換用開閉部が不要となることから、構造が簡単で安価な脈拍計を提供できる。
【００４５】
（第６の実施の形態）
第６の実施の形態の計量器は、河川の水位を測定する河川水位計であり、この河川水位計に熱電変換モジュール３０を設け、熱電変換モジュール３０を電源として利用したことを特徴とする。河川水位計は、商用電源のないところで使用される。
【００４６】
図１１は第６の実施の形態の計量器である河川水位計の構成ブロック図である。図１１に示す河川水位計は、河川に設置された水位センサ９２、この水位センサ９２からの検知信号により河川の水位を測定する河川水位測定回路９３、タイマ回路９４、測定された河川の水位が一定値を超えたかどうかを判定する制御回路９５、河川の水位が一定値を超えた場合に警報信号を通信用インターフェイス（通信用Ｉ／Ｆ）９７を介して外部の監視センタ（図示せず）に送信する通信回路９６を有している。
【００４７】
また、河川水位計には熱電変換モジュール３０が設けられ、この熱電変換モジュール３０の表面３０ａ側は地面４０（本発明の第１被測定体に対応）に接し、裏面３０ｂ側は、河川の水９１（本発明の第２被測定体に対応）に接している。熱電変換モジュール３０は、地面４０の温度と河川の水９１の温度との温度差に応じた起電力を発生する。なお、地面４０の温度に代えて、外気温度を用いても良い。昇圧回路４９ａ、充電回路４９ａ、電源回路４５ａ、及び電源スイッチ５０は、図９で説明したものと同じである。電源スイッチ５０は、オンすることにより、電源回路４５ａの電源電圧を、電子回路部である、制御回路９５、タイマ回路９４、河川水位測定回路９３等に供給する。
【００４８】
このような河川水位計においても、一次電池を使用することなく、従って交換電池代がいらず電池交換作業が不要となる。また、電池交換用開閉部が不要となることから、構造が簡単で安価な河川水位計を提供できる。
【００４９】
（第７の実施の形態）
第７の実施の形態の計量器は、積雪高さを測定する気象用テレメータであり、この気象用テレメータに熱電変換モジュール３０を設け、熱電変換モジュール３０を電源として利用したことを特徴とする。
【００５０】
図１２は第７の実施の形態の計量器である気象用テレメータの構成ブロック図である。図１２に示す気象用テレメータは、積雪の中に設置された積雪高さセンサ１０２、この積雪高さセンサ１０２からの検知信号により積雪１０１の高さを測定する積雪高さ測定回路１０３、タイマ回路１０４、測定された積雪の高さが一定値を超えたかどうかを判定する制御回路１０５、積雪が一定値を超えた場合に警報信号をアンテナ１０７を介して外部の監視センタ（図示せず）に送信する通信回路１０６を有している。
【００５１】
また、気象用テレメータには熱電変換モジュール３０が設けられ、この熱電変換モジュール３０の表面３０ａ側は地面４０（本発明の第１被測定体に対応）に接し、裏面３０ｂ側は、積雪１０１（本発明の第２被測定体に対応）に接している。熱電変換モジュール３０は、地面４０の温度と積雪１０１の温度との温度差に応じた起電力を発生する。なお、地面４０の温度に代えて、外気温度を用いても良い。昇圧回路４９ａ、充電回路４９ａ、電源回路４５ａ、及び電源スイッチ５０は、図９で説明したものと同じである。電源スイッチ５０は、オンすることにより、電源回路４５ａの電源電圧を、電子回路部である、制御回路１０５、タイマ回路１０４、積雪高さ測定回路１０３等に供給する。
【００５２】
このような気象用テレメータにおいても、一次電池を使用することなく、従って交換電池代がいらず電池交換作業が不要となる。また、電池交換用開閉部が不要となることから、構造が簡単で安価な気象用テレメータを提供できる。
【００５３】
以上のように、各種の計量器を例示したが、さらには、熱交換器の場合には、直接的に温度差が大きく取れるため、熱電変換モジュール３０を電源として電子回路部を駆動できる応用可能性が大きい。
【００５４】
なお、本発明は上記実施の形態の計量器に限定されるものではない。上記実施の形態では、熱電変換素子としてシリコン半導体を例示したが、シリコン半導体と同様な効果が得られるものであれば、Ｂｉ−Ｔｅ系やＰｂ−Ｔｅ系などの材料を用いても良く、あるいはその他の材料を用いても良い。また、上記実施の形態では、電極材料を銀系材料としたが、銀系材料と同様な効果が得られればその他の電極材料を用いても良い。
【００５５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、一次電池を使用することなく、交換電池代がいらず電池交換作業が不要でしかも構造が簡単で且つ安価な計量器を提供することができ、実用上の効果が極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の計量器である電子式水道メータの断面図である。
【図２】電子式水道メータに設けられた熱電変換モジュールの断面図である。
【図３】図２に示す熱電変換モジュールの内の１つの熱電変換素子を示す断面図である。
【図４】ゼーベック効果の原理図である。
【図５】熱電変換モジュールの出力を昇圧し回路電源として使用する第１の構成例を示す図である。
【図６】熱電変換モジュールの出力を昇圧し回路電源として使用する第２の構成例を示す図である。
【図７】第２の実施の形態の計量器であるカロリーメータの構成ブロック図である。
【図８】第３の実施の形態の計量器であるガスメータの構成ブロック図である。
【図９】第４の実施の形態の計量器であるエアコン装置の構成ブロック図である。
【図１０】第５の実施の形態の計量器である脈拍計の構成ブロック図である。
【図１１】第６の実施の形態の計量器である河川水位計の構成ブロック図である。
【図１２】第７の実施の形態の計量器である気象用テレメータの構成ブロック図である。
【符号の説明】
１…メータ本体、３…水道管、３ａ…メータ下ケース、５…保持管、７…メータケース、７ａ…底板、９…羽根車、１１…支軸、１３…磁石、１５…透明ガラス、１７…検知センサ、１９…計量回路部、２１…表示部、２３…支持部材、２５…フレキシブル配線基板、２７…信号ケーブル、３０…熱電変換モジュール、３１…ｐ型シリコン系熱電変換素子本体、３２…ｎ型シリコン系熱電変換素子本体、３３…第１電極部材、３４…第２電極部材、４０…地面、４１…第１昇圧充電回路、４３…第２昇圧充電回路、４５…二次電池、４７…ブリッジ回路、４９…昇圧充電回路。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゼーベック効果を利用した熱電変換素子を用いて温度差発電を行うことにより、計量器本体内部の電子回路部の電源である一次電池を不要とした計量器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子式水道メータやガスメータ等の電池駆動型の計量器においては、一次電池を搭載しており、この一次電池の電源を計量器内の電子回路部に供給して電子回路部を動作させている。この一次電池は一定期間使用すると、電源電圧が低下するため、定期的に新たな電池と交換する必要がある。電池を交換するためには、計量器を一旦取り外し、計量器に設けられた蓋を開けて電池を取り出して新たな電池と交換する。そして、蓋を閉じて再び計量器を設置し直すといった作業を行わなければならなかった。
【０００３】
また、従来のこの種の計量器は、劣悪な所に設置されることが多く、また、水没とか多湿であるとか、計量器に設けられた電子回路部にとって、はなはだ環境条件が悪かった。このため、計量器を密閉構造とすることで、電子回路部を水没や多湿等から保護していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、計量器を密閉構造にすると、電池交換作業がやりにくくなる他、構造も複雑になり、計量器が高価になるなど実用上問題が多かった。さらに、電池交換が遅れると、最悪の場合には、計量器が動作停止に至ることもある。このようなことから、実際には早めに電池を交換している。
【０００５】
しかし、電池を早めに交換することは、電池を完全に使い切らないで、破棄することにもなることから、甚だ経済的ではなかった。また、電池は自己放電作用があるため、長期にわたって保存すると、電池電圧が低下してしまう。このため、電池を買いだめできず、多量に電池交換が必要になった場合等には、その対応が難かしかった。
【０００６】
本発明は、このような不具合を解決しようとするもので、一次電池を使用することなく、交換電池代がいらず電池交換作業が不要でしかも構造が簡単で且つ安価な計量器を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の計量器は、第１被測定体と第２被測定体との境界部に配置され、前記第１被測定体の温度と前記第２被測定体の温度との温度差に応じた起電力を発生する熱電変換素子を有し、該熱電変換素子の起電力を計量器本体内の電子回路部に供給し、前記計量器本体は、水道管に流れる水の流量を測定する電子式水道メータであり、前記第１被測定体の温度は、水温度であり、前記第２被測定体の温度は、外気温度又は地中温度であり、前記熱電変換素子は、前記水温度と前記外気温度又は地中温度との温度差に応じて発生した起電力を前記電子式水道メータ内の電子回路部に供給することを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、第１被測定体と第２被測定体との境界部に配置された熱電変換素子は、第１被測定体の温度と第２被測定体の温度との温度差に応じた起電力を発生し、発生した起電力を計量器本体内の電子回路部に供給するので、一次電池を使用することなく、交換電池代がいらず電池交換作業が不要でしかも構造が簡単で且つ安価な計量器を提供することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の計量器のいくつかの実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１０】
（第１の実施の形態）
図１は第１の実施の形態の計量器である電子式水道メータの断面図である。第１の実施の形態の計量器は、水道管に流れる水の流量を測定する電子式水道メータであり、この電子式水道メータに熱電変換素子を有する熱電変換モジュールを設けて、この熱電変換モジュールからの起電力を電源として利用したことを特徴とする。
【００１１】
電子式水道メータのメータ本体１は、水道管３から保持管５が立ち上がり、その保持管５内に、全周がシールされた状態でメータケース７が組み付けられている。メータケース７は、磁力を通す材質で形成され、その下方の水道管３の領域には、水の流れに対応して回転数が増減する羽根車９が設けられている。
【００１２】
羽根車９は、支軸１１によって回転自在に支持されると共に、羽根車９の上方で、支軸１１には、支軸１１と一緒に回転する磁石１３が配置されている。メータケース７の内部には、羽根車９の回転数を検知する検知センサ１７と、この検知センサ１７からの回転数を水の流量に換算する計量回路部１９と、水の流量をデジタル表示する表示部２１とを有している。
【００１３】
検知センサ１７は、磁気抵抗素子からなり、支持部材２３により支持され、メータケース７の底板７ａを介して磁石１３と対向し合う位置に位置決めされている。また、水の流量値は、フレキシブル配線基板２５を介して外の信号ケーブル２７へ伝送されるようになっている。
【００１４】
また、金属からなるメータ下ケース３ａの表面には熱を電気に変換する熱電変換モジュール３０が貼り付けられている。この熱電変換モジュール３０は、ゼーベック効果を利用した熱電変換素子を有する。ゼーベック効果の原理を図４を用いて説明する。図４に示すように、２種類の金属Ａ，Ｂを接合し、２箇所の接合部の内の、一方の接合部を低温とし他方の接合部を高温とし温度差を与えると、温度の高い方から低い方へ電子が移動することにより熱起電力が発生する。従って、高温側を＋、低温側を−とする電池が構成され、これをゼーベック効果と呼ぶ。一般的には、図３に示すようなπ型のような形にＰ型素子とＮ型素子とを接合し、１つの熱電変換素子を形成している。このような熱電変換素子を直列に多数接続したものが、図２に示す熱電変換モジュール３０である。
【００１５】
熱電変換モジュール３０は、図２の断面図に示すように、ｐ型シリコン系半導体からなるｐ型シリコン系熱電変換素子本体３１と、ｎ型シリコン系半導体からなるｎ型シリコン系熱電変換素子本体３２とが交互に同一平面上にマトリックス状に併設されて構成されている。
【００１６】
１つのｎ型シリコン系熱電変換素子本体３２とこれに隣接するｐ型シリコン系熱電変換素子本体３１の上部には、それらを共通に接続する第１電極部材３３が設けられている。また、１つのｐ型シリコン系熱電変換素子本体３１とこれに隣接するｎ型シリコン系熱電変換素子本体３２の下部には、それらを共通に接続する第２電極部材３４が設けられている。第１電極部材３３と第２電極部材３４とは、銀系の電極材料からなり、素子１個分だけずれた形態で設けられている。この熱電変換モジュール３０は、熱電変換素子を多数直列に接続しているので、大きな起電力を得ることができる。
【００１７】
なお、熱電変換モジュール３０からの電源線は、図示しないが、熱電変換モジュール３０と電子回路部である計量回路部１９とは電源線で接続されており、電源線はメータケース内に適当な経路で配置されている。
【００１８】
このように構成された熱電変換モジュール３０において、メータ下ケース３ａ側である表面３０ａ側は、水道メータの中を流れる水（本発明の第１被測定体に対応）の温度に近い温度になっている。また、熱電変換モジュール３０の裏面３０ｂ側は、地面４０（本発明の第２被測定体に対応）と接しており、地面温度（地中温度）に近い温度になっている。なお、地面温度の代わりに、外気温度を用いても良い。
【００１９】
水の温度と地面（地中）温度との間には若干ではあるが、温度差がある。この温度差により、熱電変換モジュール３０は、発電を行い熱起電力を発生する。例えば、熱電変換モジュール３０の中の熱電変換素子の数（以下、素子数という。）が１０００本程度のもので、数℃の温度差で２００ｍＶ程度の発電電圧が得られる。もちろん、素子数を直列に増加することで、より大きな発電電圧を得ることができる。この熱電変換モジュール３０からの発電電圧を電源として電源線を介して計量回路部１９に供給するので、一次電池を使用することなく、従って交換電池代がいらず電池交換作業が不要となる。
【００２０】
また、経済的な理由で、素子数を増加するには限度がある。このため、電子式水道メータなどのように、温度差が小さく発電電圧が小さい場合には、図５に示すような回路構成を用いることができる。図５に示す回路は、熱電変換モジュール３０、この熱電変換モジュール３０に接続された第１昇圧充電回路４１、熱電変換モジュール３０に接続された第２昇圧充電回路４３、計量回路部１９に並列に接続された二次電池４５、アノードが第１昇圧充電回路４１に接続され且つカソードが二次電池の正極に接続されたダイオードＤ１、アノードが第２昇圧充電回路４２に接続され且つカソードが二次電池の正極に接続されたダイオードＤ２を有して構成されている。なお、二次電池４５に代えて、コンデンサを用いても良い。
【００２１】
このような回路によれば、第１昇圧充電回路４１は、熱電変換モジュール３０からの起電力を昇圧し、ダイオードＤ１を介して二次電池４５に充電し、第２昇圧充電回路４３は、熱電変換モジュール３０からの起電力を昇圧し、ダイオードＤ２を介して二次電池４５に充電する。従って、熱電変換モジュール３０の発電電圧が小さくても、二次電池４５の充電電圧が大きくなり、この充電電圧を計量回路部１９に供給できる。
【００２２】
また、温度差が大きく発電電圧が比較的大きい場合には、図６に示すような回路構成を用いることができる。図６に示す回路は、熱電変換モジュール３０、熱電変換モジュール３０からの起電力を整流するブリッジ回路４７、ブリッジ回路４７からの整流出力を昇圧する昇圧充電回路４９、昇圧充電回路４９に接続された二次電池４５及び計量回路部１９を有して構成されている。ブリッジ回路４７は、４つのダイオードＤ１〜Ｄ４から構成される。なお、二次電池４５に代えて、コンデンサを用いても良い。
【００２３】
水道メータの場合、夏と冬とで水温と地中温度とが逆転することがある。夏場では地中温度よりも水温が高いことから、表面３０ａ側が電圧（＋）となり、裏面３０ｂ側が電圧（−）となる。このため、熱電変換モジュール３０ａ→ダイオードＤ３→昇圧充電回路４９→計量回路部１９→ダイオードＤ２→熱電変換モジュール３０ｂの経路で電流が流れる。
【００２４】
一方、冬場では、地中温度の方が水温よりも高くなることから、表面３０ａ側が電圧（−）となり、裏面３０ｂ側が電圧（＋）となる。このため、熱電変換モジュール３０ｂ→ダイオードＤ４→昇圧充電回路４９→計量回路部１９→ダイオードＤ１→熱電変換モジュール３０ａの経路で電流が流れる。従って、夏と冬とで水温と地中温度とが逆転しても、これに関係なく、一定方向の起電力が得られ、この起電力を計量回路部１９に供給することができる。
【００２５】
このように第１の実施の形態の電子式水道メータによれば、一次電池を使用することなく、従って交換電池代がいらず電池交換作業が不要となる。また、電池交換用開閉部が不要となることから、構造が簡単で安価な電子式水道メータを提供できる。
【００２６】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態の計量器は、冷暖房用室内ユニット（以下、室内ユニットと略称する。）で消費する熱量を計量するカロリーメータであり、このカロリーメータに熱電変換モジュール３０を設け、熱電変換モジュールを電源として利用したことを特徴とする。
【００２７】
図７は第２の実施の形態の計量器であるカロリーメータの構成ブロック図である。図７において、液体（水）の流れに対応して回転数が増減する羽根車９は、支軸１１によって回転自在に支持され、支軸１１には、支軸１１と一緒に回転する磁石１３が配置されている。
【００２８】
磁気センサ１７ａは、磁気抵抗素子からなり、磁石１３と対向し合う位置に位置決めされ、回転検出回路１７ｂは、磁気センサ１７ａからのセンサ出力により羽根車９の回転数を検知する。流量演算回路１９ａは、回転検出回路１７ｂからの回転数の信号に基づき回転数を流量に換算する。
【００２９】
送り管温度センサ５４は、巡回往路の液体５３ａ（本発明の第１被測定体に対応）が流れる送り管５１の温度を検出し、増幅回路５６ａは、送り管温度センサ５４からの送り管温度信号を増幅して温度差演算回路５７に出力する。返り管温度センサ５５は、巡回復路の液体５３ｂ（本発明の第２被測定体に対応）が流れる返り管５２の温度を検出し、増幅回路５６ｂは、返り管温度センサ５５からの返り管温度信号を増幅して温度差演算回路５７に出力する。温度差演算回路５７は、増幅回路５６ａからの送り管温度信号と増幅回路５６ｂからの返り管温度信号とに基づき温度差を演算する。
【００３０】
乗算回路１９ｂは、流量演算回路１９ａで得られた流量と温度差演算回路５７で得られた温度差とを乗算することにより室内ユニットの消費した熱量を求める。積算回路１９ｃは、乗算回路１９ｂからの熱量を積算し、計量表示部２１ａは、積算回路１９ｃからの積算値を表示する。
【００３１】
また、カロリーメータには熱電変換モジュール３０が設けられ、この熱電変換モジュール３０の表面３０ａ側は送り管５１に接し、裏面３０ｂ側は、返り管５２に接している。熱電変換モジュール３０は、巡回往路の液体５３ａの温度と巡回復路の液体５３ｂの温度との温度差に応じた起電力を発生する。昇圧回路４９ａは、熱電変換モジュール３０からの起電力を昇圧し、充電回路４９ａは昇圧回路４９ａからの出力を充電し、電源回路４５ａは、充電回路４９ａからの出力に基づく電源電圧を、電子回路部である流量演算回路１９ａ、乗算回路１９ｂ、積算回路１９ｃ、温度差演算回路５７等に供給する。
【００３２】
このようなカロリーメータにおいても、一次電池を使用することなく、従って交換電池代がいらず電池交換作業が不要となる。また、電池交換用開閉部が不要となることから、構造が簡単で安価なカロリーメータを提供できる。
【００３３】
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態の計量器は、メータケース内に流入されるガスの流量を測定するガスメータであり、このガスメータに熱電変換モジュール３０を設け、熱電変換モジュール３０を電源として利用したことを特徴とする。
【００３４】
図８は第３の実施の形態の計量器であるガスメータの構成ブロック図である。図８に示すガスメータは、メータケース内に流入されるガスの圧力を検知する圧力センサ６３、ガスの流量を検知する流量センサ６４、地震を感知する感震器６５、ガス圧力異常やガス流量異常や地震感知等により遮断する遮断弁６６、ガス流量や遮断事由や警報事由を表示する表示部６７、及びこれらの各部を制御するマイコンメータコントローラ６２を有している。
【００３５】
また、ガスメータには熱電変換モジュール３０が設けられ、この熱電変換モジュール３０の表面３０ａ側は地面４０（本発明の第２被測定体に対応）に接し、裏面３０ｂ側は、ガス６１（本発明の第１被測定体に対応）に接している。熱電変換モジュール３０は、地面４０の温度とガス６１の温度との温度差に応じた起電力を発生する。なお、地面４０の温度に代えて、外気温度であっても良い。昇圧回路４９ａ、充電回路４９ａ、及び電源回路４５ａは、図７で説明したものと同じである。電源回路４５ａからの電源電圧を電子回路部であるマイコンメータコントローラ６２等に供給する。
【００３６】
このようなガスメータにおいても、一次電池を使用することなく、従って交換電池代がいらず電池交換作業が不要となる。また、電池交換用開閉部が不要となることから、構造が簡単で安価なガスメータを提供できる。
【００３７】
（第４の実施の形態）
第４の実施の形態の計量器は、室内の空気（エア）の温度をコントロールするエアコン装置であり、このエアコン装置に熱電変換モジュール３０を設け、熱電変換モジュールを電源として利用したことを特徴とする。
【００３８】
図９は第４の実施の形態の計量器であるエアコン装置の構成ブロック図である。図９に示すエアコン装置は、室内のエアの温度を検知する温度センサ７６、送風用のファン７７、温度センサ７６からの温度に基づき設定温度となるように室内の温度をコントロールしたりファン７７をコントロールするエアコンコントローラ７５を有している。また、エアコンコントローラ７５は、タイマをコントロールしたり、通風／冷房の切替、通風／暖房の切替等のコントロールを行う。
【００３９】
また、エアコン装置には熱電変換モジュール３０が設けられ、この熱電変換モジュール３０の表面３０ａ側は圧縮ガス７３ａ（本発明の第１被測定体に対応）が流れる圧縮ガス管７１に接し、裏面３０ｂ側は、膨張ガス７３ｂ（本発明の第２被測定体に対応）が流れる膨張ガス管７２に接している。熱電変換モジュール３０は、圧縮ガス７３ａの温度と膨張ガス７３ｂの温度との温度差に応じた起電力を発生する。昇圧回路４９ａ、充電回路４９ａ、及び電源回路４５ａは、図７で説明したものと同じである。電源スイッチ５０は、オンすることにより、電源回路４５ａの電源電圧を、電子回路部であるエアコンコントローラ７５に供給する。
【００４０】
このようなエアコン装置においても、一次電池を使用することなく、従って交換電池代がいらず電池交換作業が不要となる。また、電池交換用開閉部が不要となることから、構造が簡単で安価なエアコン装置を提供できる。
【００４１】
（第５の実施の形態）
第５の実施の形態の計量器は、腕時計のように患者の腕にはめて人体温度と外気温度の温度差により起電力を発生し、心拍数を測定する脈拍計等の医療用計測装置であり、脈拍計に熱電変換モジュール３０を設け、熱電変換モジュールを電源として利用したことを特徴とする。
【００４２】
図１０は第５の実施の形態の計量器である脈拍計の構成ブロック図である。図１０に示す脈拍計は、人体８１の腕に取り付けられた半導体圧力センサ８３、この半導体圧力センサ８３からの血圧信号を検出する圧力検出回路８４、この圧力検出回路８４で検出された血圧信号の内のピーク値をパルスとして抽出することにより血圧信号をパルス列に変換するパルス列変換回路８５、測定スタートスイッチ８６をオンした時から一定時間だけ計時するタイマ回路８７、計時された一定時間内に、パルス列変換回路８５からのパルス列を入力するアンド回路８８、一定時間内に入力されたパルス列を積算することで脈拍値を求める積算回路８９、脈拍値を表示する表示部９０を有している。なお、圧力検出回路８４で検出された血圧信号に基づき血圧を測定するようにしても良い。
【００４３】
また、脈拍計には熱電変換モジュール３０が設けられ、この熱電変換モジュール３０の表面３０ａ側は人体８１（本発明の第１被測定体に対応）に接し、裏面３０ｂ側は、外気８２（本発明の第２被測定体に対応）に接している。熱電変換モジュール３０は、人体８１の温度と外気８２の温度との温度差に応じた起電力を発生する。昇圧回路４９ａ、充電回路４９ａ、電源回路４５ａ、及び電源スイッチ５０は、図９で説明したものと同じである。電源スイッチ５０は、オンすることにより、電源回路４５ａの電源電圧を、電子回路部である、パルス列変換回路８５、タイマ回路８７、アンド回路８８、及び積算回路８９等に供給する。
【００４４】
このような脈拍計においても、一次電池を使用することなく、従って交換電池代がいらず電池交換作業が不要となる。また、電池交換用開閉部が不要となることから、構造が簡単で安価な脈拍計を提供できる。
【００４５】
（第６の実施の形態）
第６の実施の形態の計量器は、河川の水位を測定する河川水位計であり、この河川水位計に熱電変換モジュール３０を設け、熱電変換モジュール３０を電源として利用したことを特徴とする。河川水位計は、商用電源のないところで使用される。
【００４６】
図１１は第６の実施の形態の計量器である河川水位計の構成ブロック図である。図１１に示す河川水位計は、河川に設置された水位センサ９２、この水位センサ９２からの検知信号により河川の水位を測定する河川水位測定回路９３、タイマ回路９４、測定された河川の水位が一定値を超えたかどうかを判定する制御回路９５、河川の水位が一定値を超えた場合に警報信号を通信用インターフェイス（通信用Ｉ／Ｆ）９７を介して外部の監視センタ（図示せず）に送信する通信回路９６を有している。
【００４７】
また、河川水位計には熱電変換モジュール３０が設けられ、この熱電変換モジュール３０の表面３０ａ側は地面４０（本発明の第１被測定体に対応）に接し、裏面３０ｂ側は、河川の水９１（本発明の第２被測定体に対応）に接している。熱電変換モジュール３０は、地面４０の温度と河川の水９１の温度との温度差に応じた起電力を発生する。なお、地面４０の温度に代えて、外気温度を用いても良い。昇圧回路４９ａ、充電回路４９ａ、電源回路４５ａ、及び電源スイッチ５０は、図９で説明したものと同じである。電源スイッチ５０は、オンすることにより、電源回路４５ａの電源電圧を、電子回路部である、制御回路９５、タイマ回路９４、河川水位測定回路９３等に供給する。
【００４８】
このような河川水位計においても、一次電池を使用することなく、従って交換電池代がいらず電池交換作業が不要となる。また、電池交換用開閉部が不要となることから、構造が簡単で安価な河川水位計を提供できる。
【００４９】
（第７の実施の形態）
第７の実施の形態の計量器は、積雪高さを測定する気象用テレメータであり、この気象用テレメータに熱電変換モジュール３０を設け、熱電変換モジュール３０を電源として利用したことを特徴とする。
【００５０】
図１２は第７の実施の形態の計量器である気象用テレメータの構成ブロック図である。図１２に示す気象用テレメータは、積雪の中に設置された積雪高さセンサ１０２、この積雪高さセンサ１０２からの検知信号により積雪１０１の高さを測定する積雪高さ測定回路１０３、タイマ回路１０４、測定された積雪の高さが一定値を超えたかどうかを判定する制御回路１０５、積雪が一定値を超えた場合に警報信号をアンテナ１０７を介して外部の監視センタ（図示せず）に送信する通信回路１０６を有している。
【００５１】
また、気象用テレメータには熱電変換モジュール３０が設けられ、この熱電変換モジュール３０の表面３０ａ側は地面４０（本発明の第１被測定体に対応）に接し、裏面３０ｂ側は、積雪１０１（本発明の第２被測定体に対応）に接している。熱電変換モジュール３０は、地面４０の温度と積雪１０１の温度との温度差に応じた起電力を発生する。なお、地面４０の温度に代えて、外気温度を用いても良い。昇圧回路４９ａ、充電回路４９ａ、電源回路４５ａ、及び電源スイッチ５０は、図９で説明したものと同じである。電源スイッチ５０は、オンすることにより、電源回路４５ａの電源電圧を、電子回路部である、制御回路１０５、タイマ回路１０４、積雪高さ測定回路１０３等に供給する。
【００５２】
このような気象用テレメータにおいても、一次電池を使用することなく、従って交換電池代がいらず電池交換作業が不要となる。また、電池交換用開閉部が不要となることから、構造が簡単で安価な気象用テレメータを提供できる。
【００５３】
以上のように、各種の計量器を例示したが、さらには、熱交換器の場合には、直接的に温度差が大きく取れるため、熱電変換モジュール３０を電源として電子回路部を駆動できる応用可能性が大きい。
【００５４】
なお、本発明は上記実施の形態の計量器に限定されるものではない。上記実施の形態では、熱電変換素子としてシリコン半導体を例示したが、シリコン半導体と同様な効果が得られるものであれば、Ｂｉ−Ｔｅ系やＰｂ−Ｔｅ系などの材料を用いても良く、あるいはその他の材料を用いても良い。また、上記実施の形態では、電極材料を銀系材料としたが、銀系材料と同様な効果が得られればその他の電極材料を用いても良い。
【００５５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、一次電池を使用することなく、交換電池代がいらず電池交換作業が不要でしかも構造が簡単で且つ安価な計量器を提供することができ、実用上の効果が極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の計量器である電子式水道メータの断面図である。
【図２】電子式水道メータに設けられた熱電変換モジュールの断面図である。
【図３】図２に示す熱電変換モジュールの内の１つの熱電変換素子を示す断面図である。
【図４】ゼーベック効果の原理図である。
【図５】熱電変換モジュールの出力を昇圧し回路電源として使用する第１の構成例を示す図である。
【図６】熱電変換モジュールの出力を昇圧し回路電源として使用する第２の構成例を示す図である。
【図７】第２の実施の形態の計量器であるカロリーメータの構成ブロック図である。
【図８】第３の実施の形態の計量器であるガスメータの構成ブロック図である。
【図９】第４の実施の形態の計量器であるエアコン装置の構成ブロック図である。
【図１０】第５の実施の形態の計量器である脈拍計の構成ブロック図である。
【図１１】第６の実施の形態の計量器である河川水位計の構成ブロック図である。
【図１２】第７の実施の形態の計量器である気象用テレメータの構成ブロック図である。
【符号の説明】
１…メータ本体、３…水道管、３ａ…メータ下ケース、５…保持管、７…メータケース、７ａ…底板、９…羽根車、１１…支軸、１３…磁石、１５…透明ガラス、１７…検知センサ、１９…計量回路部、２１…表示部、２３…支持部材、２５…フレキシブル配線基板、２７…信号ケーブル、３０…熱電変換モジュール、３１…ｐ型シリコン系熱電変換素子本体、３２…ｎ型シリコン系熱電変換素子本体、３３…第１電極部材、３４…第２電極部材、４０…地面、４１…第１昇圧充電回路、４３…第２昇圧充電回路、４５…二次電池、４７…ブリッジ回路、４９…昇圧充電回路。
Claims (4)
- 第１被測定体と第２被測定体との境界部に配置され、前記第１被測定体の温度と前記第２被測定体の温度との温度差に応じた起電力を発生する熱電変換素子を有し、該熱電変換素子の起電力を計量器本体内の電子回路部に供給し、
前記計量器本体は、水道管に流れる水の流量を測定する電子式水道メータであり、前記第１被測定体の温度は、水温度であり、前記第２被測定体の温度は、外気温度又は地中温度であり、前記熱電変換素子は、前記水温度と前記外気温度又は地中温度との温度差に応じて発生した起電力を前記電子式水道メータ内の電子回路部に供給することを特徴とする計量器。 - 第１被測定体と第２被測定体との境界部に配置され、前記第１被測定体の温度と前記第２被測定体の温度との温度差に応じた起電力を発生する熱電変換素子を有し、該熱電変換素子の起電力を計量器本体内の電子回路部に供給し、
前記計量器本体は、熱量を測定するカロリーメータであり、前記第１被測定体の温度は、巡回往路の液体温度であり、前記第２被測定体の温度は、巡回復路の液体温度であり、前記熱電変換素子は、前記巡回往路の液体温度と前記巡回復路の液体温度との温度差に応じて発生した起電力を前記カロリーメータ内の電子回路部に供給することを特徴とする計量器。 - 第１被測定体と第２被測定体との境界部に配置され、前記第１被測定体の温度と前記第２被測定体の温度との温度差に応じた起電力を発生する熱電変換素子を有し、該熱電変換素子の起電力を計量器本体内の電子回路部に供給し、
前記計量器本体は、河川の水位を測定する河川水位計であり、前記第１被測定体の温度は、河川の水温度であり、前記第２被測定体の温度は、外気温度又は地中温度であり、前記熱電変換素子は、前記河川の水温度と前記外気温度又は地中温度との温度差に応じて発生した起電力を前記河川水位計内の電子回路部に供給することを特徴とする計量器。 - 第１被測定体と第２被測定体との境界部に配置され、前記第１被測定体の温度と前記第２被測定体の温度との温度差に応じた起電力を発生する熱電変換素子を有し、該熱電変換素子の起電力を計量器本体内の電子回路部に供給し、
前記計量器本体は、積雪の高さを測定する気象用テレメータであり、前記第１被測定体の温度は、雪中温度であり、前記第２被測定体の温度は、外気温度又は地中温度であり、前記熱電変換素子は、前記雪中温度と前記外気温度又は地中温度との温度差に応じて発生した起電力を前記気象用テレメータ内の電子回路部に供給することを特徴とする計量器。
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