JPH0377019A - 流量計 - Google Patents

Abstract

(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 本発明は流量計に係り、特に被測流体の実流最を正確に
１測できるように構成した流量８１に関する。

従来の技術 従来の流量計としては、例えば外周に複数の羽根を有す
るタービンロータ（回転体）の回転を検出し、タービン
ロータの回転数に基づき流量を求めるタービン式流量計
が知られている。この種の流量計では微少流量から大流
量まで計測できるようにタービンロータの回転軸を低摩
擦で軸承するとともに、タービンロータのハブにマグネ
ットを即設し、磁気抵抗素子等のピックアップにより非
接触でタービンロータの回転数を検出するようになって
いる。

発明が解決しようとする課題 ところが、上記従来の劃Ｉでは、タービンロータが低摩
擦で回転するため、例えば被測流体が全く流れていない
流量ゼロのときでも配管振動等によりタービンロータが
ふらついたり、ときには回転してしまうことがある。あ
るいは、流＄計測中であっても急激に流量が減少すると
タービンロータが慣性により回転してしまうことがある
。このように、タービンロータが被ｉ！Ｉｌｌ流体の流
量と関係なく回転した場合でも、ピックアップによりタ
ービンロータの回転が検出されてしまいあたかも被測流
体がその流量で流れているとして′ａ量計測してしまう
。

従って、従来の流量計では上記の如くタービンロータが
勝手に回転したときでもそのまま流量計測してしまうの
で、これが誤計測の原因となり、開側精度が低下してし
まうといった課題が生ずる。

そこで、本発明は上記ｔ！ｆｆｌを解決した流ＩＲ４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 （１）本発明は、上記流量割において、回転体のマグネ
ットに磁気的な制動力を付与し回転体の回転を制動する
ｆｆ１ｆｔｌコイルをマグネットと対向する位置に設け
てなる。

■　被測流体が流れる流路内壁又は流路内に流量センサ
を設け、流量センサからの検出信局に基づき電磁コイル
を励磁する。

作用 被測流体が流れていないとき電磁コイルからの磁気的な
制動力によりマグネットを保持して回転体のふらつきを
防止する。又回転体が被測流体の流量以上の回転数で回
転するとき、電磁コイルからの電磁力により回転体を実
１ｆｆｉに応じた回転数に減速する。

実施例 図に本発明になる流量計の一実施例を示す。図中、ター
ビン式流働計１の流ａｈ本体２はその軸心を上下方向へ
一致させて、ガス等の被測流体を給送する配管途中に配
設される。なお、流体は図中矢印で示す如く、給送され
る。

３は上流側コーンで、８！邑計本体２の流路２ａ内に下
方より挿入され、支柱３ａに取付は保持されている。ま
た、４は下流側コーンで、流量計本体２の流路２ａ内に
上方より挿入され、支柱４ａに取付は保持されている。

この上流側及び下流側コーン３．４の相対向する面の軸
心には所定深さの軸受孔３ｂ、４ｂが形成されており、
各軸受孔３ｂ、４ｂには超合金、宝石（人造サファイア
等）等のピボット軸受５，６がＪ！１！設されている。

また各ピボット軸受５．６の中央には例えば半球状の軸
受部が形成されている。

７ばタービンロータ〈回転体）で、ロータハブ８の中央
孔に回転軸９を挿通して嵌合固着し、ロータハブ８の外
周に複数の羽根１０を一体的に形成してなる。回転軸９
は例えば超硬合金又は鋼製で、その上流側端面９ａ及び
下流端部９ｂは夫々半球形状に形成されており、夫々上
、下流側コーン３，４のピボット軸受５．６の軸受部に
低ｍｍで摺動自在に当接支持される。

１１はマグネットで、ロータハブ８の上面内側に２１１
設けられている。２個のマグネット１１は夫々例えば上
流側端面がＮ１Ｍに、下流側端面がＳ極に＠磁されてい
る。

１２は磁気抵抗素子等よりなる回転検出用ピックアップ
で、上記マグネット１１に対向するように下流側コーン
４に埋設されている。従って、タービンロー夕７は流路
２ａ内を流れる被測流体の流量に比例した回転数で回転
し、その回転数はマグネット１１の通過を検出するピッ
クアップ１２により検出される。そして、ピックアップ
１２ｈ１ら出力されたパルスに基づく流量が求まる。

１３は電磁コイルで、ピックアップ１２と１８０度に位
置するように′Ｔ−流側コーン４内に設けられている。

この電磁コイル１３は上記タービンロータ７のマグネッ
ト１１に対向するように取付けられており、後述するよ
うに？グネット１１を磁気的に吸引してタービンロータ
７の回転を制動する。

１４は流量センサで、流路２ａ内を流れる流体に接する
ように流路２ａの内壁に即設されている。

この流量センサ１４はタービンロータ７の回転を較正す
る際に基準値となる流ｆｆ１１測信号を出力する。

尚、流量センサ１４としては、例えば■サーミスタ式セ
ンサ、■熱線式センサ、■ヒータ（熱源〉の前後に（ガ
スの流れ方向に対して）温度センサを設けｋｆｃ形セン
サ、■その他微少流速射等が考えられる。

上記ピックアップ１２．電磁コイル１３．流量セン＋Ｊ
１４は夫々ｂｉｎ１回路１５に接続されている。

通常の流恐Ｊ測時においては、制御回路１５は前述の如
くタービンロータ７の回転を検出するピックアップ１２
からの（ｆｉ号を積粋して流Φを算出する。この場合、
電磁コイル１３は励磁されておらず、マグネット１１に
対して吸引力又は反発力を作用させない。即ち、ｖ１鄭
回路１５はピックアップ１１からの信号に基づく流量５
１測値と、流量センサ１４からの信号に基づく流量計測
値とを比較し、両ａｉ測値が一致するとき、正常な流ｍ
ｌ測が行なわれていると判断する。

しかしながら、例えば流量がゼロのとき、配管振動等に
よりタービンロータ７がふらついたりして回転してしま
うと、ピックアップ１２がその回転を検出して誤計測と
なる。そのため、ｖ１１ＩＩＩＯ！路１５は流量センサ
１４からの信号により流量ゼロが検出されたとき、電磁
コイル１３に通電して電磁コイル１３を励磁させる。

従って、タービンロータ７は流量ピロのとき、マグネッ
ト１１に電磁」イル１３から電磁力によるＤＩ初動力付
与され、停止状態に保持される。尚、タービンロータ７
は磁気的な１＋１１動力により停止するため、制動時損
傷することがなく、又回転検出用のマグネット１１が１
１１１１Ｊ用として使用されるので従来と同様な構成で
済む。

又、流量計測時、流量センサ１４による流量計測値とピ
ックアップ１２による流ＩＣＩ測（直とが一致しない場
合がある。例えば、タービンロータ７が流路２ａ内を流
れる流量に比例せずに回転した場合である。

即ち、ｖ１ｍ回路１５は流路２ａ内を流れる流量が急激
に低下したとき、ピックアップ１２からの信号と流量セ
ンサ１４からの信号とを比較する。

その結果、ピックアップ１２からの信号が流量センサ１
４からの信号より高流量を示すときは、タービンロータ
７が実流量より高速で回転しているとみなして電磁コイ
ル１３に通電する。これにより、電磁コイル１３からマ
グネット１１を通過する磁界が発生する。

そのため、マグネット１１には電磁コイル１３からの？
Ｉｉｌ力により吸引力又は反発力が作用し、タービンロ
ータ７の回転方向に対するＩＩＪ動力が付与されタービ
ンロータ７の回転が１ｌｉｌ＋動される。従って、ター
ビンロータ７は上記ｔｍ力のプレー、ト竹用により減速
される。

ｖ１１１１回路１５はタービンロータ７の回転数が低下
し、ピックアップ１２からの信号と流量センサ１４から
の信号とが等しい流量を示したとき、電磁コイル１３へ
の通電を止める。このように、タービンロータ７がその
慣性力により実流量よりも高速で回転した場合には、電
磁力によるブレーキ作用でタービンロータ７の回転を実
流量に対応した回転数まで下げることができ、いわゆる
オーバメータリングによる開側誤差が解消される。

また、上記電磁コイル１３は、ピックアップ１２と　１
８０度離れた位置に設けられており、ピックアップ１２
へ磁気的な影響を与えることはない。

尚、上記実施例では電磁コイル１３が下流側コーン４に
設けられているが、ｌ１ｉｔｌコイル１３の取付１．ｆ
ｆｌとしてＵこれに限らず、マグネット１１が別の位置
にあればマグネット１１に対向する他の位置に電磁コイ
ルが取付けられる。

又、流量センサ１４の取付位置は上記実施例に限らず、
タービンロータ７の羽根１０に対向する流路２ａ内壁あ
るいはタービンロータ７の下流側の流路２ａ内壁でも良
いし、あるいは上流側コーン３．下流側コーン４でも良
い。

又、本発明が干犯タービン式流量羽以外の形式の流量計
にも適用できるのは言うまでもない。

発明の効果 上述の如く、本発明になる流量計は、回転体に設けられ
たマグネットに対して回転体を損傷することなく磁気的
なｌ１１１動力を付与することにより回転体の回転を制
動することができ、例えば流量ゼロのとき回転体がふら
ついたりあるいは回転しないように停止状態に保持する
ことができ、又流量が急激に減少して回転体が慣性によ
り実流量よりも高速回転したとき、回転体を実流量に比
例した回転数に減速することができる。これにより、上
配回転体の回転に伴う誤計測を無くすことができ、より
「確な流ｆｆｉ、Ｈ測を実現しうるとともに、流量計に
対する信頼性を高めることができる。又、回転検出用の
マグネットを上記のようにＩＩ＋！７１用としても使用
できるので、簡単な構成で済む等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

図は本発明になる流！ｉの一実施例の縦断面図である。 １・・・タービン式流量計、３・・・上流側」−ン、４
・・・１・流側コーン、４．６・・・ピボット軸受、７
・・・タービンロータ、８・・・〇−タハブ、９・・・
回転軸、１１・・・マグネット、１２・・・ピックアッ
プ、１３・・・電磁コイル、１４・・・流量センサ、１
５・・・１ｌＩＩＪＩ［１回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被測流体の流量に応じて回転する回転体にマグネ
   ットを設け、該回転体の回転を前記マグネットを介して
   磁気的に検出して流量を計測する流量計において、 前記マグネットに磁気的な制動力を付与し前記回転体の
   回転を制動する電磁コイルを前記マグネットと対向する
   位置に設けてなることを特徴とする流量計。
2. （２）前記被測流体が流れる流路内壁又は流路内に流量
   センサを設け、前記流量センサからの検出信号に基づき
   前記電磁コイルを励磁することを特徴とする請求項（１
   ）記載の流量計。