JPH04113021U - 容積式流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は容積式流量計に関し、特に流量計測
の異常発生を監視できることを目的とする。 【構成】 ケーシング２の計量室３内には一対の回転子
４，５が回転自在に設けられ、一方の回転子４はゲート
信号生成用の円弧状磁石１２₁ ，１２₂ を有し、他方の
回転子５は流量パルス生成用の複数の磁石を有する。ケ
ーシング２の上部の蓋１５には複数の磁石を検出する第
１の磁気センサ１８と、円弧状磁石１２₁ ，１２₂ を検
出する第２の磁気センサ１７とが取付けられ、両磁気セ
ンサ１７，１８の出力は増幅・整形回路１９，２０を介
して制御回路２６のパルス監視回路２４又は演算回路２
１に供給される。演算回路２１は磁気センサ１８からの
パルスを積算して流量を算出し、パルス監視回路２４は
磁気センサ１７からゲート信号が出力されている間に磁
気センサ１８から出力されたパルス数をカウントして異
常発生の有無及び異常内容を判別する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は容積式流量計に係り、特に流量計測精度を高めるよう構成した容積式 流量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の容積式流量計では、ケーシングの計量室内に楕円歯車状の一対の回転子 を回転自在に設け、計量室内に流入した流量に応じた回転数で回転する回転子の 回転を検出することにより流量を計測していた。このように回転子の回転を検出 する回転検出手段としては、一方の回転子の端面に磁石を埋設し、この端面に対 向するケーシング側に磁気センサを設けてなる回転検出手段がある。

【０００３】 そしてこの種の容積式流量計では、流量計測精度をより高める研究が進められ ており、その一つとして回転子の回転軸側の端面に回転軸と同心円状に複数の磁 石を配設して回転子１回転当りのパルス数を増やすことが考えられている。これ は回転子が１回転する間に磁気センサで検出されるパルス数を増やすことにより 、回転子１回転当りの流量に対する分解能を高めるためである。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、上記の如く回転子の端面に複数個の磁石が設けられた場合、例えば 流量計測途中に１個でも磁石が脱落してしまうと、残りの磁石のみをセンサが検 出し続けることになり、１回転当りのパルス数が本来のパルス数より少ないまま 計測されてしまう。その場合、実際の流量は容積式流量計により計測された表示 積算値より多いことになり、計測誤差が生ずる。

【０００５】 又、上記容積式流量計においては、被測流体が逆流した場合、一対の回転子が 逆回転してしまうことになるが、センサから出力された信号だけでは回転子が逆 回転していることが判別できず、演算回路は逆流した流量を積算してしまい実流 量よりも多い流量積算値を表示してしまうといった課題が生ずる。

【０００６】 そこで、本考案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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案は、被測流体が通過する計量室を有するケーシングと、 該計量室の回転軸により回転自在に支承され該被測流体の流量に比例した回転 数で回転する一対の回転子と、 該一対の回転子のうち一方の回転子の該回転軸方向端面に該回転軸と実質的に 同心状に配設された複数の磁石と、 該複数の磁石の磁力を検出する第１のセンサと、 前記一対の回転子のうち他方の回転子の回転軸方向端面に前記回転軸と同心状 となるように配設された複数の円弧状磁石と、 前記複数の円弧状磁石に対向する位置に前記円弧状磁石の磁力を検出するよう に設けられた第２のセンサと、 該第２のセンサから円弧状磁石の検出信号が出力されている間に前記第１のセ ンサから出力された前記複数の磁石の検出信号数を監視し、異常発生の有無を判 別する異常監視手段とよりなる。

【０００８】

【作用】

第２のセンサが円弧状磁石を検出し、その検出信号が出力されている間に第１ のセンサが出力した検出信号数を監視することにより、流量計測用のパルスが正 常に検出され且つ積算されていることを確認しうる。

【０００９】

【実施例】

図１及び図２に本考案になる容積式流量計の一実施例を示す。尚、図１は図２ 中Ａ−Ａ線に沿う縦断面図である。

【００１０】 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。

【００１１】 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の容積分の流体が流出路７へ排出される。

【００１２】 一対の回転子４，５のうち一方の回転子５の軸方向の端面５ａには複数の磁石 １３₁ 〜１３₆ を回転軸９と同心円状となるように配してなる磁石群１３が埋設 されている。６個の磁石１３₁ 〜１３₆ は流量パルス生成用の磁石であり、夫々 同一寸法の円柱状に形成され、且つ円周方向上同一間隔（６０度間隔）に設けら れている。尚、第１〜第６の磁石１３₁ 〜１３₆ は正確な同心円状でなく、若干 ずれていても実質的に同心円状に配されていれば良い。

【００１３】 他方の回転子４の軸方向の端面４ａには、複数（本実施例では２個）の円弧状 磁石１２₁ ，１２₂ が回転軸８と同心円状となるように埋設されている。円弧状 磁石１２₁ ，１２₂ は夫々同一形状であり、図２に示す如く円周方向上約１７０ 度の円弧に形成されている。

【００１４】 回転子５に設けられた磁石群１３の６個の磁石１３₁ 〜１３₆ は、一の円弧状 磁石１２₁ と第１〜第３の磁石１３₁ 〜１３₃ が対応し、他の円弧状磁石１２₂ と第４〜第６の磁石１３₄ 〜１３₆ が対応する位置に設けられている。即ち、図 ２において、一の円弧状磁石１２₁ がＡ−Ａ線上の検出位置を通過する間に第１ 〜第３の磁石１３₁ 〜１３₃ がＡ−Ａ線上の検出位置を通過する。又他の円弧状 磁石１２₂ が上記検出位置を通過する間に第４〜第６の磁石１３₄ 〜１３₆ が上 記検出位置を通過する。

【００１５】 各磁気センサ１７，１８は円弧状磁石１２₁ ，１２₂ ，磁石群１３に近接する ようＡ−Ａ線上の検出位置に取付けられている。

【００１６】 一方の磁気センサ（第１のセンサ）１８は流量計測用のセンサで、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５の回転を電磁的に検出し、その検 出信号を出力する。

【００１７】 又、他方の磁気センサ（第２のセンサ）１７は後述するように流量計測時のゲ ート信号生成用のセンサで、回転子４の回転に伴う円弧状磁石１２₁ ，１２₂ の 変位を検出し、円弧状磁石１２₁ ，１２₂ が通過する間ゲート信号を出力する。

【００１８】 各磁気センサ１７，１８は増幅・整形回路１９，２０に接続されている。磁気 センサ１７，１８の検出信号は各増幅・整形回路１９，２０で増幅されて波形整 形される。

【００１９】 ２１は演算回路で、上記増幅・整形回路２０より出力されたパルスを積算して 流量を演算する。又、演算回路２１で演算された流量計測値は積算表示部２２及 びパルス出力端子２３に出力され、積算表示部２２に表示されるとともに、出力 端子２３より外部（中央管理室など）に出力される。

【００２０】 ２４はパルス監視回路（異常監視手段）で、両センサ１７，１８の出力が増幅 ・整形回路１９，２０より供給され、磁気センサ１７からゲート信号が出力され ている間に磁気センサ１８からのパルス数をカウントしてパルス欠落を監視する 。又、パルス監視回路２４ではゲート信号が出力されている間に磁気センサ１８ からのパルス数をカウントして回転子４，５の回転方向を監視する。

【００２１】 尚、パルス監視回路２４は後述するようにパルス欠落又は回転子４，５の逆回 転を検出したときは、その異常検出信号を演算回路２１及び警報装置２５に出力 する。

【００２２】 上記演算回路２１とパルス監視回路２４とにより制御回路２６が構成されてお り、制御回路２６は後述するように流量計測及び異常監視の処理を実行する。

【００２３】 ここで、上記構成になる容積式流量計１の計測動作につき説明する。流量計測 時、制御回路２６は図３に示す処理を実行する。

【００２４】 流量計測時、流体は流入路６より計量室３内に流入する。計量室３内に設けら れた一対の回転子４，５は互いに噛合しているので、計量室３に流入した流量に 応じた回転数で夫々時計方向、反時計方向に回転する。そして、計量室３内に流 入した流体は回転子４，５の回転とともに流出路７より流出する。

【００２５】 一対の磁気センサ１７，１８は図４に示すように上記回転子４，５に埋設され た円弧状磁石１２₁ ，１２₂ ，磁石１３₁ 〜１３₄ を検出してその検出信号を出 力する。この信号は夫々増幅・整形回路１９，２０に供給されて増幅及び波形整 形された後、制御回路２６の演算回路２１又はパルス監視回路２４に供給される 。

【００２６】 図３中ステップＳ１（以下ステップを省略する）において、制御回路２６は、 回転子４，５の回転とともにゲート信号生成用の磁気センサ１７が円弧状磁石１ ２₁ の磁力を検出し図４（Ａ）に示す如くゲート信号としての検出信号Ｐａ₁ を 出力すると、Ｓ２に移り流量パルス生成用の磁気センサ１８から出力された検出 信号をカウントする。

【００２７】 次のＳ３では磁気センサ１７の出力がオフになったかどうかをチェックしてお り、検出信号Ｐａ₁ がオフになるまでＳ２で磁気センサ１８から出力された検出 信号（パルス数）をカウントする。即ち、円弧状磁石１２₁ が磁気センサ１７に より検出されている間に磁気センサ１８からのパルス数がカウントされる。

【００２８】 次のＳ４ではＳ２においてカウントしたパルス数をチェックしており、回転子 ４，５が正常に回転しているときは検出信号Ｐａ₁ が出力されている間に３個の 信号Ｐｂ₁ 〜Ｐｂ₃ が検出され、カウントされたパルス数は３個となる。そのた め、Ｓ５においてパルス数ｎ＝３のときはＳ６に移り、磁気センサ１８から出力 された信号Ｐｂ₁ 〜Ｐｂ₃ を積算して、流量を算出し、積算表示部２２に流量を 表示する。

【００２９】 上記の如く、容積式流量計１が正常に流量計測しているときは制御回路２６は 上記Ｓ１〜Ｓ６の処理を繰り返し、後の信号Ｐｂ₄ 〜Ｐｂ₆ を積算して流量を積 算する。

【００３０】 ところが、流量計測中に回転子５に埋設された磁石群１３のうち、例えば１個 の磁石１３₄ が脱落してしまったとする。この場合、磁気センサ１８は回転子５ が１回転する間に５個の検出信号を出力することになる。即ち、図５（Ｂ）に示 す如く、磁気センサ１７から検出信号Ｐａ₂ が出力されている間に磁気センサ１ ８は２個の検出信号Ｐｂ₅ ，Ｐｂ₆ を出力するが、検出信号Ｐｂ₄ が欠落する。 このような、パルス欠落が生じた場合、流量計測値が実流量よりも少なく表示 されてしまい、計測誤差が生じてしまう。このような、パルス欠落が生じると、 制御回路２６は上記Ｓ５においてｎ＜３となりＳ５からＳ７に移る。

【００３１】 Ｓ７ではｎ＜３であるかどうかをチェックし、さらにＳ８では断続的にパルス 欠落が生じているかどうかをチェックする。これは、回転子４，５が逆回転した 場合と区別するためである。

【００３２】 従って、Ｓ７，Ｓ８において、例えば磁気センサ１７が円弧状磁石１２₂ を検 出している間は磁気センサ１８からの出力が毎回２個の信号Ｐｂ₅ ，Ｐ₆ だけの 場合、磁石１３₄ の脱落によるパルス欠落が生じていると判断し、警報装置２５ より警報を発して管理者に異常発生を知らせる（Ｓ９）。

【００３３】 続いて表示部に「パルス欠落発生」を表示して異常内容を知らせる（Ｓ１０） 。

【００３４】 管理者はパルス欠落が発生した場合、上記のように警報とともにパルス欠落発 生を確認し、直ちに修理等の対応策を講ずることができる。又、制御回路２６は 、パルス欠落を検出した場合、計測動作を停止させるようにしても良いし、ある いは流体の供給を停止させるようにしても良い。

【００３５】 尚、上記パルス欠落以外の異常発生内容としては、流体の逆流による回転子４ ，５の逆回転がある。回転子４，５が逆回転した場合、図６に示すように前記磁 気センサ１７，１８は夫々円弧状磁石１２₁ ，１２₂ ，磁石１３₁ 〜１３₆ の磁 力を検出する。

【００３６】 例えば第２の磁気センサ１７が円弧状磁石１２₂ を検出し、第１の磁気センサ １８が第５の磁石１３₅ を検出した後、回転子４，５が逆回転したとする。この 場合の磁気センサ１７，１８の出力は図６に示すようになる。

【００３７】 即ち、磁気センサ１７が検出信号Ｐａ₂ を出力している間に磁気センサ１８は ４個の信号Ｐｂ₄ ，Ｐｂ₅ ，Ｐｂ₅ ，Ｐｂ₄ を出力する。従って、制御回路２６ は図３のＳ９においてｎ＞３であるときは回転子４，５が逆回転していると判断 し、警報を発するとともに表示部に「回転子逆回転」を表示して管理者に知らせ る（Ｓ１１，Ｓ１２）。

【００３８】 続いて、回転子４，５が逆回転している間に出力されたパルス数をカウントし 、回転子４，５が正回転しはじめたとき、上記逆流によるパルス数分の流量を減 算して流量補正を行う（Ｓ１３）。

【００３９】 尚、Ｓ１３において、流量補正後はＳ１に戻り通常の流量計測Ｓ１〜Ｓ６を実 行する。又、磁気センサ１７が円弧状磁石１２₂ を検出し、磁気センサ１８が第 ４の磁石１３₄ を検出した後、回転子４，５が逆回転した場合、磁気センサ１７ が検出信号Ｐａ₂ を出力している間に磁気センサ１８は２個の信号を出力する。 この場合、Ｓ７においてｎ＜３であるのでＳ８に移るが、ｎ＜３が断続的に生 じないため、Ｓ１１に移り前述した逆回転時の処理Ｓ１１〜Ｓ１３を実行する。

【００４０】 このように、第２の磁気センサ１７が円弧状磁石１２₁ ，１２₂ を検出してい る間に、第１の磁気センサ１８から出力されたパルス数を監視することにより、 流量計測が正常に行なわれていることをチェックすることができ、流量計測がよ り正確となる。しかも、異常発生時はその異常内容を判断し管理者に知らせるこ とができるので、修理等の対策が直ちに実行でき、異常発生に速やかに対処する ことができる。

【００４１】 尚、上記実施例では楕円歯車よりなる回転子を有する容積式流量計を例に挙げ たが、本考案はまゆ形の回転子を有するルーツ形の容積式流量計にも適用できる のは勿論である。

【００４２】 又、円弧状磁石及び磁石群の磁石数は上記実施例に限らないのは言うまでもな い。

【００４３】

【考案の効果】

上述の如く、本考案になる容積式流量計は、第２のセンサが円弧状磁石を検出 し、その検出信号が出力されている間に第１のセンサが出力した検出信号数を監 視することにより、流量計測が正常に行なわれていることを確認できるので、流 量計測がより正確となり、信頼性の向上を図ることができる。しかも、異常発生 時には直ちに異常を検出できるとともに、その異常内容を判別し、パルス欠落あ るいは回転子の逆回転が生じたかを知らせることができ、その異常内容に応じた 対策を速やかに実行することができる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案になる容積式流量計の一実施例の構成図
である。

【図２】ケーシング内の回転子及び回転子に埋設された
磁石のパターンを示す平面図である。

【図３】流量計測時制御回路が実行する処理を説明する
ためのフローチャートである。

【図４】正常な流量計測時の第１，第２の磁気センサの
出力波形図である。

【図５】パルス欠落発生時の第１，第２の磁気センサの
出力波形図である。

【図６】回転子が逆回転したときの第１，第２の磁気セ
ンサの出力波形図である。

【符号の説明】

１ 容積式流量計 ２ ケーシング ３ 計量室 ４，５ 回転子 １２₁ ，１２₂ 円弧状磁石 １３ 磁石群 １３₁ 〜１３₆ 磁石 １７，１８ 磁気センサ ２１ 演算回路 ２４ パルス監視回路 ２５ 警報装置 ２６ 制御回路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測流体が通過する計量室を有するケー
   シングと、該計量室の回転軸により回転自在に支承され
   該被測流体の流量に比例した回転数で回転する一対の回
   転子と、該一対の回転子のうち一方の回転子の該回転軸
   方向端面に該回転軸と実質的に同心状に配設された複数
   の磁石と、該複数の磁石の磁力を検出する第１のセンサ
   と、前記一対の回転子のうち他方の回転子の回転軸方向
   端面に前記回転軸と同心状となるように配設された複数
   の円弧状磁石と、前記複数の円弧状磁石に対向する位置
   に前記円弧状磁石の磁力を検出するように設けられた第
   ２のセンサと、該第２のセンサから円弧状磁石の検出信
   号が出力されている間に前記第１のセンサから出力され
   た前記複数の磁石の検出信号数を監視し、異常発生の有
   無を判別する異常監視手段と、よりなる容積式流量計。