JPH03269325A - 容積式流量計 - Google Patents

容積式流量計

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JPH03269325A
JPH03269325A JP7071790A JP7071790A JPH03269325A JP H03269325 A JPH03269325 A JP H03269325A JP 7071790 A JP7071790 A JP 7071790A JP 7071790 A JP7071790 A JP 7071790A JP H03269325 A JPH03269325 A JP H03269325A
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岩本 哲夫
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(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は容積式流量計に係り、特に回転子の回転軸を支
持する軸受部分に過大な力が作用していることを検出で
きるよう構成した容積式流は計に関する。
従来の技術 例えば、石油9食品、化学液等の流体の流量を計測する
流量計として、容積式流量計が広く使用されている。こ
の種の容積式流量計では楕円歯車よりなる一対の回転子
をケーシング本体の計量室内に回転自在に設け、流体が
計量室を通過するのに伴って通過した流体の容積弁に応
じて回転子が回転する構成となっている。そして、回転
子の回転は、回転子に埋設された磁−石の通過を磁気抵
抗素子等の検出手段により電磁的に検出されており、そ
のときの流量はこの検出手段から出力された信号をもと
に算出される。
発明が解決しようとする課題 上記容積式流量計では回転子の中央部を貫通する回転軸
が軸受により軸承されており、回転子は低負荷で回転で
きるように組付けられている。ところが、楕円歯車より
なる回転子を有する容積式流量計では、被測流体が一定
の流量で流れている場合において、配管内を流れる流体
の慣性により回転子を不等速回転させるため、回転子の
上流側と下流側との差圧に変動が生ずる。この差圧変動
の周波数が流体圧送用のポンプの周波数や、配管系の固
有振動と近い値になると共振状態となり、その結果異常
に大きい圧力変動が発生する。従って、容積式流量計に
おいてはこのような過大な圧力変動が生ずると回転子、
回転軸及び軸受部分に設計許容値を越える荷重が作用し
軸受の異常摩耗が起き流量計測性能が低下し、極端な場
合計測不可能となってしまうおそれがあった。
例えば流体を圧送する容積式ポンプにおいては故障発生
を検出する装置として、ポンプに振動検出器を取付け、
ポンプで発生する振動の周波数成分を分析して故障発生
を予知する故障診断装置がある。しかし、容積式ポンプ
の場合回転子の回転数が一定であるが、容積式流量計で
は回転子の回転数が流量に応じて連続的に変化するため
、上記故障診断装置を用いて故障に至るような状況にお
ける振動モードの解析が難しく容積式流量計の振動検出
による故障診断は難しい。
そこで、本発明は上記課題を解決した容積式流量計を提
供することを目的とする。
課題を解決するための手段 本発明は、被測流体が通過する計量室と、該計量室に回
転自在に設けられ被測流体の流暢に応じた回転数で回転
する回転体とを有し、前記回転体の回転を検出して流量
計測する容積式流量計において、 前記計量室の上流側流路に設けられ前記回転子に作用す
る1次圧力を検出する第1の圧力センサと、 前記計量室の下流側流路に設けられ前記計量室を通過し
た被測流体の2次圧力を検出する第2の圧力センサと、 前記第1、第2の圧力センサからの出力信号を比較し前
記1次圧力と2次圧力との圧力差が所定値以上で、かつ
、所定時間以上持続したとき異常を報知する異常発生検
出手段と、 を具備してなる。
作用 本発明は、回転子の上、下流側における1次圧力と2次
圧力との圧力差が所定値以上で、かつ、所定時間以上継
続されたとき回転軸や軸受に過大な荷重が作用し、故障
に至るとして警報を発し、作業者に故障発生を事前に報
知できるようにしたものである。
実施例 第1図及び第2図に本発明になる容積式流量計の一実施
例を示す。
両図中、容積式流量計1はケーシング2の計量室3内に
一対の回転子4.5を設けてなる。ケーシング2は計量
室3より上流側に位置する流入路6と、計量室3より下
流側に位置する流出路7とを有する。この流入路6及び
流出路7は夫々上、下流側より計量室3に開口しており
、計量室3を介して連通している。
回転子4.5は楕円歯車で互いに噛合しており、回転軸
8.9に支承されている。流入路6より被測流体が、計
量室3内に供給されると、流体の圧力により一対の回転
子4.5が回転軸8.9を中心として回転する。流入路
6からの流体は回転子4.5の回転と共に回転子4.5
と計量室3の内壁10との間の空間11内に導入され、
空間11の容積弁の流体が流出路7へ排出される。
尚、回転子4.5の中央孔には筒状の軸受12゜13が
圧入されており、上記回転軸8.9はこの軸受12.1
3に挿入されている。
14は回転検出用の磁石で、回転子4の端面に埋設され
ている。
15はケーシング2を閉蓋する蓋で、周縁部15aがボ
ルト(図示せず)によりケーシング2の7ランジ部2a
に固定されている。この蓋15には磁気抵抗素子等より
なるピックアップ17が磁石14に近接するように取付
けられている。従って、ピックアップ17はケーシング
2内を流れる被測流体の流量に応じた回転子4の回転を
電磁的に検出し、その検出信号を信号処理回路(図示せ
ず)に出力する。
18は第1の圧力センサで、計量室13の上流側の流入
路6に設けられ、計量室13に流入する被測流体の1次
圧力P1を検出する。
1つは第2の圧力センサで、計量室13の下流側の流出
路7に設置ノられ、計量室13を通過した被測流体の2
次圧力P2を検出する。尚、圧力センサ18.19とし
ては例えば抵抗値の変化により圧力を検出するストレン
ゲージあるいは圧電効果により圧力を検出する圧電素子
等を使用した圧力センサが考えられている。
20は異常発生検出装置で、圧力センサ18゜19から
の出力信号を比較し、1次圧力P1と2次圧力P2との
圧力差が所定値以上で、かつ、所定時間以上持続された
とき異常を報知するよう構成されている。この異常発生
検出装置20は、圧力センサ18.19からの出力信号
を増幅する増幅器21.22と、増幅器21.22から
の信号の差(P+ −P2 >を算出する減算回路23
と、減算回路23からの差圧信号があるしきい値を越え
たときパルス信号を出力するシュミツ1〜回路24と、
シュミット回路24からの信号をカウントし)Jラント
数が所定のプリセット値に達したときアラーム信号を出
力するプリセットカウンタ25と、アラーム信号の供給
により警報を発するアラーム装置26とよりなる。
前述の如く、回転子4,5はポンプ等により圧送される
被測流体の流量に比例した回転数で回転する。容積式流
量計1にあっては、流量が一定である場合において、回
転子4,5の噛合位置が長径部分と短径部分で回転速度
が異なり、回転子4゜5は不等速回転する。
従って、流量計測時回転子4,5の下流側の2次圧力P
2は常に脈動している。そのため、圧力センサ18.1
9からの圧力信号が増幅器21゜22で夫々増幅されて
減算回路23に入力されると、減算回路23は回転子4
,5の上流側と下流側との差圧信号ΔP (=P+ −
P’2 )を出力する。
この差圧信号は被測流体の流量(回転子4,5の回転数
)に応じた周期の正弦波状の波形となる。
シュミット回路24では予め任意のしきい値が設定され
ている。このしきい値は減算回路23から出力された信
号の差圧変動値(圧力差〉のピークが増大したときしき
い値を越えるように設定される。従って、減算回路23
から所定値以上となる過大な差圧信号がシュミット回路
24に入力されると、シュミット回路24は差圧変動の
ピーク値の周期に応じた方形波を出力する。
プリセットカウンタ25では予め所定時間内のパルス数
がカウント限界値として設定されている。
そのため、シュミット回路24でパルス化された信号が
所定時間以上連続的に出力され、そのカウント値がカウ
ント限界値を越えたとぎ、プリセットカウンタ25はア
ラーム信号を出力する。これにより、アラーム装置26
は警報を発し作業者に異常発生を知らせる。
尚、パルスカウント値がカウント限界値を越えないとき
は、それまでカウントされたパルス数はリセットされる
。即ち、シュミット回路24から出力された信号が間欠
的に出力されパルスカウント値がカウント限界値に達し
ないときアラーム信号は出力されない。
上記容積式流量計1においては、1次圧力P1と2次圧
力P2との圧力差が増大したまま持続してその周波数が
流体圧送用のポンプ(図示せず)の周波数や流体が給送
される配管(図示せず)の固有振動に近づくと共振状態
となり、異常に大きい圧力変動が生じやすい。このよう
な、圧力変動が持続すると回転子4,5、回転軸8,9
及び軸受12,13に過大な力が作用することになる。
よって、作業者はアラーム装置26が警報を発した場合
、容積式流量計1を通過する流体の流量を変更して、1
次圧力P1と2次圧力P2との圧力差のピーク値を抑え
てシュミット回路24におけるパルス信号が連続的に出
力されないようにする。
よって容積式流量計1において、上記差圧変動に伴う共
振状態の発生が予知されて作業者に異常発生を事前に知
らせることができるので、回転子4,5、回転軸8,9
及び軸受12,13に過大な負荷が作用することを防止
し、回転部分の異常摩耗を防止しうる。
尚、上記実施例ではアラーム装置26により警報を発す
るようにしたが、これに限らず、警告ランプを点滅させ
るようにしても良い。又、容積式流量計が広い施設に設
置されている場合、アラーム装置26を作業者のいる中
央管理室等に設置するようにしても良いのは勿論である
発明の効果 上述の如く、本発明になる容積式流量計は、回転子の上
流側の1次圧力と下流側の2次圧力との圧力差が所定値
以上に増加して、且つこれが所定時間以上持続したとき
は、共振状態となって回転子、回転軸及び軸受に過大な
負荷が作用し軸受異常摩耗軸、回転子の破損等に至る徴
候として検出でき、故障発生に至る前に作業者等に知ら
せることができる。そのため、流量計としての本来の流
量計測性能を長期間維持することが可能となり、流量計
測精度を保ちつつ計測寿命を伸ばすことができる等の特
許を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明になる容積式流量計の一実施例の概略構
成図、第2図は容積式流量計の縦断面図である。 1・・・容積式流lit、4,5・・・回転子、6・・
・流入路、7・・・流出路、8,9・・・回転軸、12
.13・・・軸受、17・・・ピックアップ、18・・
・第1の圧カセンザ、19・・・第2の圧力センサ、2
0・・・異常発生検出装置、21.22・・・増幅器、
23・・・減算回路、24・・・シュミット回路、25
・・・プリセットカウンタ、26・・・アラーム装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 被測流体が通過する計量室と、該計量室に回転自在に設
    けられ被測流体の流量に応じた回転数で回転する回転体
    とを有し、前記回転体の回転を検出して流量計測する容
    積式流量計において、前記計量室の上流側流路に設けら
    れ前記回転子に作用する1次圧力を検出する第1の圧力
    センサと、 前記計量室の下流側流路に設けられ前記計量室を通過し
    た被測流体の2次圧力を検出する第2の圧力センサと、 前記第1、第2の圧力センサからの出力信号を比較し前
    記1次圧力と2次圧力との圧力差が所定値以上で、かつ
    、所定時間以上持続したとき異常を報知する異常発生検
    出手段と、 を具備してなることを特徴とする容積式流量計。
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