JPH04158215A - 流量計の異常判別方法 - 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】 崖」ＬＬｑ利」Ｄ１駈 本発明は、流体の流量等を演算するために用いられる、
流体の瞬時流量に応じた回転速度で回転する回転円板に
設置された磁石の磁気を検出する磁気センサの検出信号
を利用して、流体の逆流の他に、磁石や磁気センサの異
常を判別する流量計の異常判別方法に関するものである
。

従来夏伎街 従来の流量計においては、流体の逆流、停止、過大流量
等、流体の状況の異常を判別することは行われていたが
、流量計に内蔵された磁石や磁気センサの異常を判別す
る自己診断機能は有していなかった。

（”しよ°と　るｉ しかしながら、従来の流量計においては、磁石や磁気セ
ンサの異常を判別できないので、流量計の重要部品であ
る磁石や磁気センサの損傷等の異常を報知できず、迅速
に対処できなかった。

本発明はかかる事情に鑑みて成されたものであり、流量
等を演算するための磁気センサの検出信号を利用して、
流体の逆流と共に、磁石や磁気センサの異常を判別でき
る流量計の異常判別方法を提供することを目的とする。

ｆ　　　″・°　るための 本発明は、流体の流れ方向に応じた回転方向に流体の瞬
時流量に応じた回転速度で回転する回転円板に設置され
た磁石を１対の磁気センサにより互いに異なるタイミン
グで検出し、前記１対の磁気センサの検出信号を分周し
て１対の検出パルスを得、前記回転円板が正回転または
逆回転しているときの前記１対の検出パルスのレベル変
化を記憶手段に１周期分記憶させておき、前記１対の磁
気センサから得られた前記１対の検出パルスのレベル変
化と前記記憶手段に記憶させたレベル変化とを比較する
ことにより、流体の流れ方向を判別すると共に、前記１
対の検出パルスのレベル変化が正回転時のレベル変化で
も逆回転時のレベル変化でもないときには前記磁石また
は前記磁気センサの異常と判断することを特徴としてい
る。

立−一里 本発明にあっては、１対の磁気センサにより、流体の流
れ方向に応じた回転方向に流体の瞬時流量に応じた回転
速度で回転する回転円板に設置された磁石を互いに異な
るタイミングで検出する。

そして１対の磁気センサの検出信号を分周して１対の検
出パルスを得る。そして記憶手段に、回転円板が正回転
または逆回転しているときの１対の検出パルスのレベル
変化を１周期分記憶させておく。そして１対の磁気セン
サから得られた１対の検出パルスのレベル変化と記憶手
段に記憶させたレベル変化とを比較することにより、流
体の流れ方向を判別すると共に、１対の検出パルスのレ
ベル変化が正回転時のレベル変化でも逆回転時のレベル
変化でもないときには磁石または磁気センサの異常と判
断する。

実−隻一皿 以下、本発明の一実施例を第１図〜第１２図に基づいて
説明する。

第２図は本発明の一実施例における流量計の異常判別方
法の実施に採用した磁気センサの配置説明図で、流体の
瞬時流量に応じた回転速度で回転しかつ流体の流れ方向
に応じた方向に回転する回転円板１の外周部には、複数
の磁石２が円周方向所定間隔おきに埋設されている。回
転円板ｌから所定距離離れた位置には、磁石２の回転軌
跡に対向して、２個の磁気センサ３，４が設置されてい
る。回転円板１は、流体が正流しているときは矢印Ａ方
向に回転し、流体が逆流しているときは矢印Ａ方向とは
反対方向に回転する。磁気センサ３゜４は例えばＭＲ素
子からなり、磁石２の配置ピッチの半分の距離だけ互い
に離れており、互いに異なったタイミングで磁石２を検
出する。

第１図は本発明の一実施例における流量計の異常判別方
法の実施に採用した制御装置の回路ブロック図で、磁気
センサ３，４の出力端はマイクロコンピュータ５の入力
端に接続されている。磁気センサ３，４の出力信号はマ
イクロコンピュータ５の入出力インターフェイス６を介
してＣＰＵ７に入力される。ＣＰＵ７は、ＲＯＭ８およ
びＲＡＭ９とデータのやりとりをしながら、磁気センサ
３．４からの信号を処理して、流体の流量等を演算する
と共に、流体の流れ方向を判別し、さらに磁石２や磁気
センサ３，４の異常を判断して、異常時には流量計の外
部に設置された警報装２１０を駆動する。ＲＯＭ８には
第３図のようなデータが記憶されている。すなわちＲＯ
Ｍ８の１番地にはＨ，Ｌ、２番地にはＨ，Ｈ，３番地に
はり、　Ｈ。

４番地にはり、Ｌというように、正流時における後述の
１対の検出パルスのレベル変化が１周期分記憶されてい
る。

第４図は本発明の一実施例における異常判別方法の実施
に採用した流量計の概略縦断正面図で、この実施例では
流量計として防爆、防水構造のロータリーピストン流量
計を用いている。この流量計は、流体の瞬時流量に応じ
た信号を発生する計量部２１と、計量部２１の上に取り
付けられた表示計数部２２とにより構成されている。表
示計数部２２は、計量部２１からの信号を処理して、各
種の流量等を選択的に表示する。

計量部２１のケーシング２３は、下ケーシング２４と、
下ケーシング２４の上に図外のボルトにより固定された
上ケーシング２６と、上ケーシング２６の上に図外のボ
ルトにより固定された受はケーシング２７と、受はケー
シング２７の上に配置された板体２８とにより構成され
ている。上ケーシング２６には、流体の流入通路３０を
構成する流入管部３１と、流体の流出通路３２を構成す
る流出管部３３とが一体に形成されており、流入管部３
１および流出管部３３の各先端部には、流体の通路を構
成する図外の管との接続のためのフランジ部３４．３５
が一体に形成されている。上ケーシング２６の内部には
、鉛直方向に沿う軸３６が軸受３７を介して回動自在に
支持されており、軸３６の下端部には磁石３８が取り付
けられている。軸３６の上端部には第２図に示した回転
円板１が取り付けられており、回転円板１の外周部には
複数の磁石２が上記のように埋設されている。

軸受３７および磁石３８はカバー４２によって覆われて
おり、カバー４２と上ケーシング２６との間にはパツキ
ン４３ａが介装されている。上ケーシング２６と受はケ
ーシング２７との間にもパツキン４３ｂが介装されてい
る。

なお一部しか図示していないが、周知のように、下ケー
シング２４の内部には計量室が形成されており、計量室
には、流入通路３０を通って流入する流体の瞬時流量に
応じた回転速度で回動するロータが配置されている。こ
のロータには軸４０が連結されており、軸４０の上端部
には磁石３８の外周に所定間隔をあけて対向する磁石４
１が取り付けられている。すなわち、流体によりロータ
が回動すると、ロータにより軸４０が回動させられ、軸
４０と一体に磁石４１が回動する。この磁石４１の磁力
により磁石３８が回動し、軸３６を介して回転円板１が
回動する。したがって回転円板１に埋設された複数の磁
石２が回動し、磁石２の磁場が流体の瞬時流量に応じた
信号として表示計数部２２に供給される。計量室に流入
してロータを回動させた流体は、流出通路３２を通って
流出する。

表示計数部２２のケーシング４４は、上端および下端が
開放されたケーシング本体４５と、ケーシング本体４５
の下端と板体２８との間に配置されて図外のボルトによ
りケーシング本体４５および板体２８と共に受はケーシ
ング２７に固定された底壁部４６と、ケーシング本体４
５の上端に取り付けられてガラス等の透明体４７を保持
する保持部４８とにより構成されている。保持部４８は
、図外のボルトによりケーシング本体４５に固定されて
透明体４７の表面外周部および外周面を覆う保持リング
５０と、保持リング５０に螺合して透明体４７の裏面外
周部を覆う円環状の押さえリング５１とにより構成され
ている。透明体４７および保持リング５０は水平面に対
して２０度程度傾斜しており、保持リング５０の傾斜方
向下端側（第４図では紙面の表面側）には、透明体４７
の表面に滴下した雨水等を排水するための水抜き溝（図
面には現れていない）が形成されている。保持リング５
０には、水抜き溝の他に、水抜き溝と同じ形状の複数の
凹部５４が形成されている。ケーシング本体４５には、
図外のボルトにより蓋６１が固定されている。保持リン
グ５０と透明体４７との間にはパツキン６２が介装され
、押さえリング５１と透明体４７との間にはパツキン６
３が介装され、保持リング５０とケーシング本体４５と
の間にはパツキン６４が介装され、ケーシング本体４５
と底壁部４６との間にはパツキン６５が介装され、ケー
シング本体４５と蓋６１との間にはパツキン６７が介装
されている。底壁部４６には、第２図に示した磁気セン
サ３，４が埋設されている。なお磁気センサ４は第４図
には現れていない。

ケーシング４４の内部には、第１図に示した制御装置７
０や、ＬＣＤ等からなり制御装置７ｏで演算した各種流
量等を選択的にデジタル表示する表示装置７１等が図外
のプラケットに取り付けられて設置されている。表示装
置７１は、表示が透明体４７を介してケーシング４４の
外部から視認できる位置に配置されており、表示面は透
明体４７と平行である。

次に動作を説明する。流体が正流している場合、回転円
板１は第２図の矢印Ａ方向に回転し、磁気センサ３から
は第５図（ａ）のような検出信号が出力され、磁気セン
サ４からは第５図（ｂ）のような検出信号が出力される
。マイクロコンピュータ５は、磁気センサ３，４からの
検出信号を分周して、第６図（ａ）（ｂ）のような１対
の検出パルスを作出する。すなわちフリフブフロソプと
して機能する。さらにマイクロコンピュータ５は、１対
の検出パルスのレベル変化のパターンをＲＯＭ８に記憶
している第３図のパターンと比較して、流体の正流およ
び逆流と、磁石２や磁気センサ３゜４の異常とを判断す
るのである。すなわち１対の検出パルスは、回転円板１
が逆転したときには第７図（ａ）（ｂ）のようになり、
４個の磁石２のうちいずれか１個が損傷したときには第
８図（ａ）（ｂ）のようになり、磁気センサ３が故障し
たときには第９図（ａ）（ｂ）のようになって、レベル
変化のパターンは第１０図のようになる。

第１０図からも明らかなように、流体の正流時および逆
流時には、１対の検出パルスのレベル変化のパターンが
４回の変化を１周期として同一パターンを繰り返してお
り、しかも磁気センサ４に基づく検出パルスのレベル変
化が正流時と逆流時とで互いに逆になるので、ＲＯＭＢ
に記憶されている第３図のような正流時のパターンと比
較することにより、正流か逆流かを判別できるのである
。

そして、正流でも逆流でもなければ、磁石２あるいは磁
気センサ３，４の異常と判断できるのである。なお、こ
のような動作はＣＰＵ７によりソフト的に実現される。

マイクロコンピュータ５は、磁気センサ３．４からの検
出信号に基づいて流体の瞬時流量や積算流量等を演算し
て表示装置７１に表示させると共に、逆流時や磁石２あ
るいは磁気センサ３，４の異常時には表示装置７１およ
び警報装置１０を駆動してそれを報知する。

以上のような動作を実現するためのＣＰＵＴの動作手順
の要部について、第１１図および第１２図のフローチャ
ートを参照しながら説明する。

ＣＰＵ７は、第６図のような検出パルスよりも充分短い
周期で、所定時間毎に第１１図のルーチンを実行する。

すなわちステップ１で第３図のようなパターンを記憶し
ているＲＯＭ８の番地を指定するためのＲＡＭ９の所定
番地（以下「番地指定ＲＡＭＪと記す）の内容をクリア
し、ステップ２に進んで番地指定ＲＡＭの内容に１を加
算する。

これによりＲＯＭ８の１番地が指定される。次にステッ
プ３に進み、１対の検出パルスのレベルとＲＯＭ８の１
番地の内容であるＨ、Ｌとを比較して、一致していれば
このルーチンを終了する。ステップ３において両者が一
致していなければ、ステップ４に進み、番地指定ＲＡＭ
の内容が４であるか否かを判断し、４でなければステッ
プ２に戻り、４であればステップ１に戻る。すなわちこ
のルーチンでは、現在の１対の検出パルスのレベルがＲ
ＯＭＢの何番地の内容と一致しているがを調査している
のである。

１対の検出パルスの立ち上がりおよび立ち下がり毎に、
ＣＰＵ７は第１２図の割り込みルーチンを実行する。す
なわちステップ１で逆流か磁石２あるいは磁気センサ３
，４の異常かを判別するためのＲＡＭ９の所定番地（以
下「未確定ＲＡＭＪと記す）の内容がオンかオフかを判
断し、オフであればステップ２に進んで番地指定ＲＡＭ
の内容に１を加算する。次にステップ３に進んで１対の
検出パルスのレベルと番地指定ＲＡＭにより指定された
ＲＯＭ８の番地の内容とが一致しているが否かを判断し
、一致していなければステ・７プ４に進んで番地指定Ｒ
ＡＭの内容から２を減じる。次にステップ５に進み、逆
流であることを最終的に確認するためのＲＡＭ９の所定
番地（以下「逆流比較敷用ＲＡＭＪと記す）の内容に１
を加算する。

次にステップ６に進んで、１対の検出パルスのレベルと
番地指定ＲＡＭにより指定されたＲＯＭＢの番地の内容
とが一致しているか否かを判断し、一致していればステ
ップ７に進んで逆流比較敷用ＲＡＭの内容が４であるか
否かを判断する。４でなければステップ８に進んで未確
定ＲＡＭをオンし、このルーチンを終了する。ステ、ブ
ｌにおいて未確定ＲＡＭがオンであれば、ステップ９に
進んで番地指定ＲＡＭの内容を１ｆＪＩｉし、ステップ
５に進む。ステップ３において１対の検出センサのレベ
ルと指定番地ＲＡＭＰこより指定されたＲＯＭ８の番地
の内容とが一致していれば、ステップ１０に進んで指定
番地ＲＡＭの内容が４が否かを判断し、４でなければこ
のルーチンを終了する。４であればステップ１１に進み
、指定番地ＲＡＭの内容をクリアした後、このルーチン
を終了する。

ステップ６において１対の検出パルスのレベルと番地指
定ＲＡＭにより指定されたＲＯＭ８の番地の内容とが不
一致であれば、ステップ１２に進んで未確定ＲＡＭの内
容をオフにすると共に、逆流比較数用ＲＡＭの内容をク
リアし、ステップ１３に進んで、磁石２あるいは磁気セ
ンサ３，４の異常を表示装置７１に表示させると共に、
警報装置工０を作動させる。ステップ７において逆流比
較数用ＲＡＭの内容が４であれば、ステップ１４に進ん
で、未確定ＲＡＭの内容をオフにすると共に、逆流比較
数用ＲＡＭの内容をクリアし、ステップ１５に進んで、
逆流を表示装置７１に表示させると共に、警報装置１０
を作動させた後、このルーチンを終了する。すなわちこ
のルーチンでは、まず正流であるか否かを判断し、正流
でなければ、このルーチンを４回繰り返すことにより逆
流であるか否かを判断し、逆流でなければ磁石２あるい
は磁気センサ３，４の異常と判断しているのである。

このように、流体の流れ方向に応じた回転方向に流体の
瞬時流量に応じた回転速度で回転する回転円板Ｉに設置
された磁石２を１対の磁気センサ３．４により互いに異
なるタイミングで検出し、１対の磁気センサ３，４の検
出信号を分周して１対の検出パルスを得、回転円板１が
正回転しているときの１対の検出パルスのレベル変化を
ＲＯＭ８に１周期分記憶させておき、１対の磁気センサ
３．４から得られた１対の検出パルスのレベル変化とＲ
ＯＭ８に記憶させたレベル変化とを比較することにより
、流体の流れ方向を判別すると共に、１対の検出パルス
のレベル変化が正回転時のレベル変化でも逆回転時のレ
ベル変化でもないときには磁石２または磁気センサ３，
４の異常と判断するので、流量等を演算するための磁気
センサ３゜４の検出信号を利用して、流体の逆流と共に
、磁石２や磁気センサ３．４の異常を判別できる。した
がって磁石２や磁気センサ３，４の異常を瞬時に報知す
ることが可能になり、迅速に対処できる。

なお、上記実施例においてはＲＯＭ８に正流時の１対の
検出パルスのレベル変化を記憶させたが、逆流時のレベ
ル変化を記憶させてもよい。

光所勿羞果 以上説明したように本発明によれば、流体の流れ方向に
応じた回転方向に流体の瞬時流量に応じた回転速度で回
転する回転円板に設置された磁石を１対の磁気センサに
より互いに異なるタイミングで検出し、１対の磁気セン
サの検出信号を分周して１対の検出パルスを得、回転円
板が正回転または逆回転しているときの１対の検出パル
スのレベル変化を記憶手段に１周期分記憶させておき、
１対の磁気センサから得られた１対の検出パルスのレベ
ル変化と記憶手段に記憶させたレベル変化とを比較する
ことにより、流体の流れ方向を判別すると共に、１対の
検出パルスのレベル変化が正回転時のレベル変化でも逆
回転時のレベル変化でもないときには磁石または磁気セ
ンサの異常と判断するので、流量等を演算するための１
対の磁気センサの検出信号を利用して、流体の逆流と共
に、磁石や磁気センサの異常を判別できる。したがって
磁石や磁気センサの異常を瞬時に報知することが可能に
なり、迅速に対処できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における流量計の異常判別方
法の実施に採用した制御装置の回路プロ、７り図、第２
図は同異常判別方法の実施に採用した磁気センサの配置
説明図、第３図はＲＯＭの記憶内容の説明図、第４図は
流量計の概略縦断正面図、第５図〜第９図は検出パルス
の波形図、第１０図は検出パルスのレベル変化の説明図
、第１１図および第１２図はＣＰＵの動作を説明するフ
ローチャートである。 ■・一回転円板、２−磁石、３．ｔ−磁気センサ、８−
　ＲＯＭ（記憶手段）。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 （ｂ） 第１０図 ■ 第１１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）流体の流れ方向に応じた回転方向に流体の瞬時流
   量に応じた回転速度で回転する回転円板に設置された磁
   石を１対の磁気センサにより互いに異なるタイミングで
   検出し、前記１対の磁気センサの検出信号を分周して１
   対の検出パルスを得、前記回転円板が正回転または逆回
   転しているときの前記１対の検出パルスのレベル変化を
   記憶手段に１周期分記憶させておき、前記１対の磁気セ
   ンサから得られた前記１対の検出パルスのレベル変化と
   前記記憶手段に記憶させたレベル変化とを比較すること
   により、流体の流れ方向を判別すると共に、前記１対の
   検出パルスのレベル変化が正回転時のレベル変化でも逆
   回転時のレベル変化でもないときには前記磁石または前
   記磁気センサの異常と判断することを特徴とする流量計
   の異常判別方法。