JP6405519B2

JP6405519B2 - 流量計

Info

Publication number: JP6405519B2
Application number: JP2014002894A
Authority: JP
Inventors: 中林　裕治; 裕治中林; 永原　英知; 英知永原; 白澤　忠徳; 忠徳白澤
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2014-01-10
Filing date: 2014-01-10
Publication date: 2018-10-17
Anticipated expiration: 2034-01-10
Also published as: JP2015132487A

Description

本発明は、ガスなどの被計測流体の流量を測定する流量計に関するものである。

一般に、ガスなどの被計測流体の流量を測定する流量計は、測定部からの出力に基づき流量を測定する。計測部に不純物が堆積すると、計測精度が悪化し、問題が生じるため、図３に示すような計測流量の正常、又は異常を認識することができるガスメータが提案されている。

図３において、流量計は、管路１０１から流入した被測定流体の流量を計測部１０２で流量計測し、被測定流体は管路１０３から排出する。圧力センサ１０４と圧力センサ１０５は、それぞれ計測部１０２の上流と下流とに配置され、被測定流体の圧力を測定し、出力する。判断手段１０６では、計測部１０２と圧力センサ１０４と圧力センサ１０５との出力を入力し、圧力センサ１０４と圧力センサ１０５との差圧と、計測部１０２の出力との相関が所定の範囲に入っているかどうかを判定し、異常があれば、報知手段１０７へ出力する（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−１５９５４８号公報

上記した従来の流量計では、２つの圧力センサ１０４、１０５を管路に取り付ける必要があるため、構成が複雑になる。また、ガス漏れに対する対策も２つの圧力センサ１０４、１０５に対して行う必要があり、より複雑にならざるを得なかった。さらには、消費電流も増加するため、より大きな電池を搭載する必要があった。

本発明は、このような点に鑑みてなしたもので、より簡単な構成で、低消費電流で異常を認識する流量計を提供するものである。

本発明は上記第目的を達成するため、被計測流体の流量を計測する計測部と、被計測流体の圧力を計測する圧力センサと、前記計測部の計測結果が略ゼロの時に前記圧力センサの出力を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶した値と前記圧力測定手段の出力との圧力差と前記計測部の出力との相関から異常を判断し、対応手段へ出力する判断手段とを備えたものである。

これにより、１つの圧力センサで計測異常を認識することができ、低容量の電池を用いることができ、コストダウンを図ることもできる。

本発明の流量計測装置は、１つの圧力センサで計測異常を認識することができ、低容量の電池を用いることができ、コストダウンを図ることもできるので、低消費電流で異常検知機能を備えた流量計を安価に実現できる。

本発明の実施の形態における流量計のブロック図流量と圧力差との関係を示す図従来の流量計のブロック図

第１の発明は、被計測流体の流量を計測する計測部と、被計測流体の圧力を計測する圧力センサと、前記計測部の計測結果が略ゼロの時に前記圧力センサの出力を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶した値と前記圧力センサの出力との圧力差と前記計測部の出力との相関から異常を判断し、対応手段へ出力する判断手段とを備える。前記判断手段は、前記測定部の出力が略ゼロの時に前記記憶部へ信号を送り、前記圧力センサの出力値を記憶させ、その後、前記判定手段は、所定のタイミングで前記圧力センサの検出圧力と前記計測部の出力を読み込み、その圧力差を求め、前記計測部の出力に対応した基準値と前記圧力差とを比較し、前記圧力差が前記許容値外であれば異常と判断し、対応手段へ出力する構成としてある。

これにより、圧力センサ１個で消費電流を増やすことなく、計測異常を判断できる。

第２の発明は、前記判断手段は、前記記憶手段に記憶した値と前記圧力センサの出力との圧力差と前記計測部の出力との相関が、所定の期間増加、或いは減少を継続した場合に異常と判断する構成としてある。

これにより、長期にわたって徐々に劣化する異常を正確に判断することができる。

第３の発明は、前記判断手段が異常を判断する閾値の補正を行う補正手段を備えた構成としてある。

これにより、流体の種類、温度の変化による粘性の変化や、配管の違いに対応することができ、幅広い環境や気体の種類で使用することができる。

第４の発明は、前記補正手段が計測部の温度を判断手段に出力する構成としてある。

これにより、温度の変化による粘性の変化を自動で補正することができ、より正確に異常を判定することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は流量計測装置のブロック図、図２は流量と差圧との関係を示す図である。

図１において、１は、流量計を通過する被測定流体の流量を計測する計測部である。２は、計測部１の下流に設置され、流量計を通過する被計測流体の圧力を計測するた圧力センサである。３は、圧力センサ２の出力を記憶する記憶手段である。４は、記憶手段３に圧力センサ２の出力を記憶するタイミングの信号を出力し、記憶手段３の記憶した値と圧力センサ２の出力とを入力し、その圧力差と計測部１の出力との相関から異常を判断する判断手段である。５は、判断手段４の出力を入力し、対応手段として異常を表示する表示部である。６は、計測部１の温度を検知し、判断手段４に出力する温度センサである。７は、判断手段４の判断値を補正する補正手段である。

計測部１は、計測部１を通過する被測定流体の流量を計測し、判断手段４に一定時間、或いは一定流量ごとに出力する。判断手段４では、通常は計測部１から送られてきた被測
定流体の流量を積算し、表示部５で積算値を表示する。また、判断手段４は、計測部１が計測した被測定流体の流量が略ゼロの時に、圧力センサ２の出力値Ｐ１を記憶するように記憶手段３に信号を出力する。信号を入力した記憶手段３は、圧力センサ２の出力である圧力値Ｐ１を記憶する。そして、判断手段４は、計測部１の出力から被測定流体の流量が発生していることを認知した場合、圧力センサの出力Ｐ２と記憶手段３に記憶した値Ｐ１とを入力し、圧力差ΔＰを（１）式より求める。

ΔＰ＝（Ｐ１−Ｐ２）・・・（１）

図２は、被測定流体の流量Ｑと圧力差ΔＰとの関係をプロットしたものに、判断手段４が異常と判断する閾値を記載した図である。判断手段４は、被測定流体の流量Ｑと圧力差ΔＰとの関係が閾値Ａで示す範囲から外れた場合、表示部５へ表示することにより異常であることを報知する。これにより、圧力センサ１個で消費電流を増やすことなく、計測異常を判断できる。

圧力差ΔＰは、圧力センサ２までの経路に流量Ｑの被測定流体が流れたときの圧力損失であり、被測定流体が流れる経路に機械的な変化や、被測定流体の変化がなければ、流量ＱとΔＰとの関係は変化しない。つまり、閾値Ａで示す範囲から外れた場合は異常と判断することができ、本実施の形態の構成によりこれを検知し、報知することができる。

また、判断手段４は、被測定流体の各流量Ｑにおける圧力差ΔＰを記憶手段３へ出力している。判断手段４は、定期的に、例えば１ヶ月ごとに、記憶手段３が記憶している各流量Ｑにおける圧力差ΔＰの値を現在の最新値と比較し、増加傾向にあるのか、或いは減少傾向にあるのかを確認する。増加、或いは減少の傾向が複数期間、例えば６カ月継続した場合には、表示部５へ傾向異常を出力し、異常に至る前に報知する。これにより、長期にわたって徐々に劣化する異常を正確に判断することができ、異常に至る前に報知することができる。

補正手段７は、判断手段４が異常と判断する閾値を補正するものであり、スイッチ、またはメモリによって構成されおり、その補正によって図２の閾値Ａが閾値Ｂへと補正される。これは、例えば、被測定流体の種類が変わり、流量Ｑと圧力差ΔＰとの相関に変化があった場合等に使用する。図２の閾値Ｂは、被測定流体の粘性が低くなった場合等の変化に対応させた場合を示す例である。

流量計は、複数種類の流体の計測に用いられ、流量Ｑと圧力差ΔＰとの相関の変化は、流体の種類ごとに決まっており、あらかじめ計測する流体が決まっている場合には、スイッチ等によって切りかえることも可能である。また、流量Ｑと圧力差ΔＰとの相関は、温度によっても変化し、流体の温度変化に応じてスイッチ等によって流量Ｑと圧力差ΔＰとの相関を切り替えることができる。さらに、流量計が接続される配管によっても流量Ｑと圧力差ΔＰとの相関が変化するため、流量計が接続される配管があらかじめ決まっている場合にも、流量Ｑと圧力差ΔＰとの相関をスイッチ等によって切り替えることも可能である。これにより、流体の種類、温度の変化による粘性の変化や、配管の違いに対応することができ、幅広い環境や気体の種類で使用することができる。

温度センサ６は、判断手段４へ計測部１の温度を出力する。判断手段４は、異常と判断する閾値を温度センサ６の出力に応じて変化させる。圧力差ΔＰは、被測定流体の粘性に応じて変化するため、温度変化による粘性の変動を調整するものである。これにより、温度の変化による粘性の変化を自動で補正することができ、より正確に異常を判定することができる。

なお、本実施の形態では、圧力センサ２は、計測部１の下流側に設置しているが、計測部１の上流側に設置してもよい。

以上説明したように、本発明は、電池容量をあまり大きくすることなく、流量計測時における電池交換メンテナンスを減少させるようにしたものであるが、上記実施の形態は本発明を実施するうえでの一例として示したものであり、本発明の目的を達成する範囲内であれば種々変更可能であることは言うまでもない。

以上のように、本発明は、１つの圧力センサを追加することで異常を確認することができ、電池容量をあまり大きくすることなく、電池交換メンテナンスの期間を長くすることができ、大幅なコストダウンとメンテナンス性の向上を両立させることができて、ガスのような気体は勿論、水道水や油等の液体に至るまで幅広く適用できる。

１計測部
２圧力センサ
３記憶手段
４判断手段
５表示部（対応手段）
６温度センサ
７補正手段

Claims

被計測流体の流量を計測する計測部と、被計測流体の圧力を計測する圧力センサと、前記計測部の計測結果が略ゼロの時に前記圧力センサの出力を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶した値と前記圧力センサの出力との圧力差と前記計測部の出力との相関から異常を判断し、対応手段へ出力する判断手段とを備え、
前記判断手段は、各流量における圧力差を前記記憶手段に出力すると共に、所定期間毎に、前記記憶手段が記憶している各流量における圧力差の値を現在の最新値と比較し、増加傾向にあるのか、或いは減少傾向にあるのかを確認し、増加、或いは減少の傾向が複数期間継続した場合に異常と判断する流量計。