JPH04102428U - 流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 気体、例えばガスの流量を計測するのに使用
して好適な流量計に関し、気体の流量を広い範囲で正確
に計測する。 【構成】 気体の流量Ｑに比例した周波数、検出レベル
で圧力を異なる位相として発生する流量計測エレメント
１の所定位置の圧力を検出する２つの圧電膜２Ａ，２Ｂ
と、この２つの圧電膜２Ａ，２Ｂが出力する圧力信号の
圧力差信号を増幅する差動アンプ３の間にそれぞれイコ
ライザアンプ６Ａ，６Ｂを設けて構成する。イコライザ
アンプは、各圧力センサが気体の流量の少ない（多
い）、すなわち周波数が低く（高く）、検出レベルの低
い（高い）圧力信号を出力すると、大きな（小さな）増
幅率で圧力信号の検出レベルを増幅する。したがって、
少ない流量から多い流量までの検出レベルのピークをほ
ぼ同じレベルにすることができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、気体、例えばガスの流量を計測するのに使用して好適な流量計に 関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、流量計測エレメントの気体の流量に比例した周波数、検出レベルの変動 を圧力センサで検出し、圧力センサが出力する圧力信号に基づいて演算回路で演 算処理することにより、気体の流量を計測する流量計として、例えばタービン式 流量計、フルイディック流量計などがある。

【０００３】 図２および図３は上述した圧力センサの例を示す概略図である。 図２において、２１は圧力センサを示し、第１の圧力室２１Ａと、第２の圧力 室２１Ｂと、第１の圧力室２１Ａと第２の圧力室２１Ｂを仕切る圧力センサとし ての圧電膜２１Ｃで構成され、圧電膜２１Ｃは第１の圧力室２１Ａと第２の圧力 室２１Ｂの圧力差の変化に応じた圧力信号を出力するものである。

【０００４】 なお、第１および第２の圧力室２１Ａ，２２Ｂは、図示を省略した流量計測エ レメントの気体の流量に比例した周波数、検出レベルで圧力を発生する所定位置 にそれぞれ連通させる。 また、例えば第１の圧力室２１Ａを圧力基準室として閉塞してもよい。

【０００５】 図３において、２２は圧力センサを示し、第１の圧力室２２Ａと、この第１の 圧力室２２Ａを挟むように対向し、連通した第２の圧力室２２Ｂおよび第３の圧 力室２２Ｃと、第１の圧力室２２Ａと第２の圧力室２２Ｂを仕切る第１の圧力セ ンサとしての第１の圧電膜２２Ｄ、第１の圧力室２２Ａと第３の圧力室２２Ｃを 仕切る第２の圧力センサとしての第２の圧電膜２２Ｅで構成され、第１の圧電膜 ２２Ｄは第１の圧力室２２Ａと第２の圧力室２１Ｂの圧力差の変化に応じた第１ の圧力信号を出力し、第２の圧電膜２２Ｅは第１の圧力室２２Ａと第３の圧力室 ２１Ｃの圧力差の変化に応じた第２の圧力信号を出力するものである。

【０００６】 なお、第１、第２および第３の圧力室２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃは、図示を省略 した流量計測エレメントの気体の流量に比例した周波数、検出レベルで圧力を発 生する所定位置にそれぞれ連通させる。 また、例えば第１の圧力室２２Ａ または第２および第３の圧力室２２Ｂ，２ ２Ｃを圧力基準室として閉塞してもよい。

【０００７】 図４は図３に示す圧力センサを利用した従来の流量計の要部の構成を示すブロ ック図である。 図４において、１は流量計測エレメントを示し、気体の流量Ｑに比例した圧力 を所定部位で発生するものである。

【０００８】 ２Ａは圧力センサとしての第１の圧電膜、２Ｂは圧力センサとしての第２の圧 電膜を示し、第１および第２の圧電膜２Ａ，２Ｂは、図３で説明したように、第 １または第２の圧力信号を出力するものである。

【０００９】 ３は差動アンプを示し、第１の圧電膜２Ａが出力する第１の圧力信号と、第２ の圧電膜２Ｂが出力する第２の圧力信号の差（圧力差信号）を後処理をし易くす るために増幅するものである。

【００１０】 ４はコンパレータを示し、差動アンプ３が出力する圧力差信号が所定値以上で あるか否かを判定し、圧力差信号が基準値以上であれば、所定電圧の判定信号（ ハイ信号）を出力し、圧力差信号が基準値未満であれば、電圧ゼロの判定信号（ ロー信号）を出力するものである。

【００１１】 ５は演算回路を示し、コンパレータ４が出力する判定信号に基づいて気体の流 量などを算出するものである。

【００１２】 図５（ａ），（ｂ）は第１および第２の圧電膜の特性図であり、（ａ）は気体 の流量と周波数の関係を示し、（ｂ）は気体の流量と検出レベルの関係を示す。

【００１３】 次に、動作について説明する。 まず、気体が流量計測エレメント１内を流れないと、第１および第２の圧電膜 ２Ａ，２Ｂは、周波数がゼロで、検出レベルがゼロの第１および第２の圧力信号 を出力する。

【００１４】 しかし、気体が流量計測エレメント１内を流れると、第１および第２の圧電膜 ２Ａ，２Ｂは、図５（ａ），（ｂ）に示すように、気体の流量Ｑに比例した関係 の周波数で、検出レベルの第１および第２の圧力信号を出力する。

【００１５】 このように第１および第２の圧電膜２Ａ，２Ｂから出力される第１の圧力信号 と第２の圧力信号に基づいて差動アンプ３は、圧力差信号を求めて後処理をし易 くするために増幅する。

【００１６】 そして、差動アンプ３で増幅された圧力差信号を入力とするコンパレータ４は 圧力差信号が基準値以上であれば、所定電圧のハイ信号を出力し、圧力差信号が 基準値未満であれば、電圧ゼロのロー信号を出力するので、演算回路５はコンパ レータ４の判定信号に基づいて気体の流量Ｑなどを算出することができる。

【００１７】

【考案が解決しようとする課題】

従来の流量計は、以上のように構成されているので、少ない流量Ｑ_S 、例えば ３〔ｌ／ｈ〕から多い流量Ｑ_L 、例えば３０００〔ｌ／ｈ〕まで、例えば少ない 流量Ｑ_S に対する多い流量Ｑ_L が１０００倍位に及ぶ広い範囲で気体の流量Ｑを 測定しようとすると、少ない流量Ｑ_S のときに合わせてコンパレータ４の基準値 を低めに（小さく）設定した場合、図５（ａ），（ｂ）から判るように、多い流 量Ｑ_L のときのノイズを誤って基準値以上と判定することになる。

【００１８】 また、上述したような誤った判定信号をコンパレータ４が出力するのを回避す るために基準値を高めに（大きく）設定した場合、３〔ｌ／ｈ〕のような少ない 流量Ｑ_S を計測することができなくなる。 したがって、気体を流量Ｑの広い範囲で正確に計測することができないという 不都合があった。

【００１９】 この考案は、上記したような不都合を解消するためになされたもので、気体の 流量を広い範囲で正確に計測することのできる流量計を提供するものである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】

この考案にかかる流量計は、気体の流量に比例した周波数、検出レベルで圧力 を発生する流量計測エレメントの圧力を検出した圧力センサの圧力信号を増幅す るアンプをイコライザアンプとしたものである。

【００２１】 また、他の考案にかかる流量計は、気体の流量に比例した周波数、検出レベル で圧力を異なる位相として発生する流量計測エレメントの所定位置の圧力を検出 する２つの圧力センサと、この２つの圧力センサが出力する圧力信号の圧力差信 号を増幅する差動アンプの間にそれぞれイコライザアンプを設けたものである。

【００２２】

【作用】

この考案における流量計のイコライザアンプは、各圧力センサが気体の流量の 少ない、すなわち周波数が低く、検出レベルの低い圧力信号を出力すると、大き な増幅率で圧力信号の検出レベルを増幅する。

【００２３】 また、各圧力センサが気体の流量の多い、すなわち周波数が高く、検出レベル の高い圧力信号を出力すると、小さな増幅率で圧力信号の検出レベルを増幅する 。 したがって、少ない流量から多い流量までの検出レベルのピークをほぼ同じレ ベルにすることができる。

【００２４】

【実施例】

以下、この考案の実施例を図に基づいて説明する。 図１はこの考案の一実施例による流量計の要部を示すブロックであり、図４と 同一または相当部分に同一符号を付して説明を省略する。

【００２５】 図１において、６Ａは第１の圧電膜２Ａが出力する第１の圧力信号の検出レベ ルを周波数に応じて増幅率を変えて増幅する第１のイコライザアンプ、６Ｂは第 １の圧電膜２Ｂが出力する第１の圧力信号の検出レベルを周波数に応じて増幅率 を変えて増幅する第２のイコライザアンプを示し、両イコライザアンプ６Ａ，６ Ｂは少ない流量の検出レベルのピークと多い流量の検出レベルのピークがほぼ同 じレベルになるように増幅するものである。

【００２６】 次に、従来例と異なる動作について説明する。 第１および第２の圧電膜２Ａ，２Ｂから出力される第１の圧力信号と第２の圧 力信号の検出レベルはそれぞれ第１および第２のイコライザアンプ６Ａ，６Ｂで 周波数に応じて増幅率を変えて、例えば周波数に逆比例した増幅率で増幅される ので、差動アンプ３は第１および第２のイコライザアンプ６Ａ，６Ｂから出力さ れる圧力差信号を求めて後処理をし易くするために増幅する。

【００２７】 そして、差動アンプ３で増幅された圧力差信号を入力とするコンパレータ４は 圧力差信号が基準値以上であれば、所定電圧のハイ信号を出力し、圧力差信号が 基準値未満であれば、電圧ゼロのロー信号を出力するので、演算回路５はコンパ レータ４の判定信号に基づいて気体の流量Ｑなどを算出することができる。

【００２８】 このようにコンパレータ４で圧力差信号を判定する場合、少ない流量Ｑ_S でも 多い流量Ｑ_L でも検出レベルは第１および第２のイコライザアンプ６Ａ，６Ｂの 機能によって同じレベルとなっているので、コンパレータ４の基準値を流量Ｑに 関係なくノイズを考慮して設定することができる。

【００２９】 したがって、上述したようにコンパレータ４の基準値を設定することにより、 コンパレータ４からは気体の流量Ｑに比例し、波形整形された判定信号が出力さ れるので、気体の流量Ｑを広い範囲で正確に計測することができる。

【００３０】 なお、上記した実施例では、２つの圧力が逆相で発生する例で説明したが、２ つの圧力の位相が異なっていれば、同様に気体の流量Ｑを計測できることは言う までもない。

【００３１】 また、２つの圧力信号に基づいて気体の流量Ｑを計測する例で説明したが、１ つの圧力信号であっても同様に気体の流量Ｑを計測することができることは言う までもない。

【００３２】 そして、１つの圧力信号に基づいて気体の流量Ｑを計測する場合、第１のイコ ライザアンプ６Ａまたは第２のイコライザアンプ６Ｂのみとして差動アンプ４を 省略することができる。

【００３３】 さらに、圧力センサとして圧電膜を使用した例で説明したが、コンデンサマイ クであってもよいことは言うまでもない。

【００３４】

【考案の効果】

以上のように、この考案によれば、圧力センサの圧力信号の検出レベルを圧力 信号の周波数に応じた増幅率でそれぞれの検出レベルのピークが同じになるよう にイコライザアンプで増幅する構成としたので、コンパレータの基準値を誤差が 少なくなるように設定し、判定信号を波形整形することができる。 したがって、コンパレータからは誤った判定信号が出力されるのが少なくなる ので、気体の流量を広い範囲で正確に計測することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例による流量計の要部を示す
ブロックである。

【図２】圧力センサの例を示す概略図である。

【図３】圧力センサの例を示す概略図である。

【図４】従来の流量計の要部の構成を示すブロック図で
ある。

【図５】（ａ），（ｂ）は第１および第２の圧電膜の特
性図であり、（ａ）は気体の流量と周波数の関係を示
し、（ｂ）は気体の流量と検出レベルの関係を示す。

【符号の説明】

１ 流量計測エレメント ２Ａ 第１の圧電膜 ２Ｂ 第２の圧電膜 ３ 差動アンプ ４ コンパレータ ５ 演算回路 ６Ａ 第１のイコライザアンプ ６Ｂ 第２のイコライザアンプ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 気体の流量に比例した周波数、検出レベ
   ルで圧力を発生する流量計測エレメントの圧力を検出し
   た圧力センサの圧力信号をアンプで増幅し、増幅した圧
   力信号をコンパレータによって波形整形する流量計にお
   いて、前記アンプをイコライザアンプとしたことを特徴
   とする流量計。
2. 【請求項２】 気体の流量に比例した周波数、検出レベ
   ルで圧力を異なる位相として発生する流量計測エレメン
   トの所定位置の圧力を検出した２つの圧力センサの圧力
   信号を差動アンプで増幅し、増幅した圧力差信号をコン
   パレータによって波形整形する流量計において、前記２
   つの圧力センサと前記差動アンプの間にそれぞれイコラ
   イザアンプを設けたことを特徴とする流量計。