JPH0454887B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は非円形歯車式流量計等に附設され、流
量に比例した周波数で電気的パルスを発信させ流
量を検知する方法及びその流量発信器に関する。

従来これら回転子をもつ流量計における流量発
信器は、回転子回転数が流量に比例する原理にも
とづいて、回転子の回転を検出している。例えば
回転子に磁石等の発信要素を埋込み流体外から電
磁的に磁石の位置を検出する方法とか回転子の回
転を磁気接手等の伝達手段を用いて流体外で回転
検出する方法がとられている。後者は流量計回転
子に対する負荷トルクが大きくなるため、小形の
流量計では前者の方法が採用されている。しか
し、電磁的な検出方法では回転子に磁石を埋込む
場合は検出器としてリードスイツチホール素子、
磁気抵抗素子のようものがあるが、これらの方法
は磁気吸引力による検出トルクが作用すること、
並びに回転体に磁石を埋込むことが条件となつて
いるので磁石を埋込む空間が制限されることが、
埋込みのできない場合は採用することではできな
い。

本発明は叙上の点に鑑みなされたもので、その
目的とするところは、回転子の一部またはすべて
を磁性体とし、この磁性体と流体外部で対向する
磁気閉回路を構成し、回転子回転に伴なう位相の
変化を、インダクタンスの変化とし、このインダ
クタンスをタンク回路とした発振管路の発振周波
数を検波整形することにより、検出信号に影響を
与えるような大きなトルクを発生することなしに
回転子の回転に比例し、かつ安定した流量パルス
を簡単に得る方法並びに装置を提供することにあ
る。

以下図面により本発明の詳細を説明する。

第１図は本発明にかかる流量発信器の一実施例
を示す説明図、第２図は回転子静止時に発振回路
で発生する発振波の波形図、第３図はタンク回路
のＱ変化に応じて振幅が変化する発振波の波形
図、第４図は検波回路の出力波形図、第５図は第
４図の波形を波形整形した波形図である。

第１図中、１は流量発信器、２は非円形歯車式
流量計、３は圧力容器、４，５はそれぞれ全体が
磁性体で構成された非円形歯車である第一回転子
及び第二回転子、６，７はそれぞれ第一回転子４
と第二回転子５の回転軸、８は中間タツプ付の鉄
心コイル、９はコンデンサ、１０は鉄心コイル８
とコンデンサ９とから成るタンク回路、１１は増
幅回路、１２はフイードバツク回路、１３はタン
ク回路１０、増幅回路１１及びフイードバツク回
路１２から成るLC発信回路、１４は検波回路、
１５は波形整形回路、１６は計数器である。

８ａは中間タツプ付の鉄心コイル８のＵ字形鉄
心であつて、Ｕ字形鉄心８ａの両磁極は両回転子
４及び５の位相により磁気抵抗が変動するような
位置に設けられており、図示されている状態では
Ｕ字形鉄心８ａの一方の磁極８−１は最少のギヤ
ツプで第一回転子４と対向しているが、磁極８ａ
−２と第二回転子５との間には大きなギヤツプが
存在する。然しながら両回転子４，５が90度回転
すると、その磁極８ａ−２と第二回転子５の間の
ギヤツプは最少となり、同時に磁極８ａ−１と第
一回転子４との間のギヤツプが最大となる。

而して、その中間位置では磁極８ａ−１，８ａ
−２と回転子４，５との間のギヤツプがいずれも
最小となる位置があり、このため回転子４，５が
回動すると、その位相に応じて回転子４，５と鉄
心８ａとから成る磁気回路の磁気抵抗が周期的に
変動することになる。

又、鉄心コイル８とコンデンサ９とは、互いに
並列に接続されてタンク回路１０を構成してお
り、このタンク回路１０の後段には増幅回路１１
が接続され、且つ増幅回路１１の出力の一部はフ
イードバツク回路１２を介して鉄心コイル８の中
間タツプ８ｃに正帰還せしめられており、タンク
回路１０、増幅回路１１及びフイードバツク回路
１２は一つのLC発振回路１３を構成している。

従つて、回転子４及び５が静止しているときに
は、LC発振回路１３は第２図に示すような回路
常数により決まる一定周波数及び一定振幅の正弦
波が発生している。

而して、流量を計測する流体が非円形歯車式流
量計２内を流れると、回転子４，５はその流量に
比例した回転数で回転し、磁気回路の磁気抵抗及
びタンク回路１０のＱの値は回転子４及び５の回
転数に比例した周波数で周期的に変化する。

そのため、タンク回路１０内で発生する電圧波
は第３図ａ，ｂに示す如く、恰も第２図に示した
正弦波を回転子の回転を示す正弦波で振幅変調し
たような形状のものとなる。

この電圧波の低周波成分は流量に比例した周波
数を有する近似正弦波であるからこれを検波回路
１４により検波し、波形整形回路１５により矩形
波パルス列に変換し、その矩形波パルスを計数器
１６によりカウントすることにより、流量を知る
ことができる。

本発明は叙上の如く構成されるので、本発明に
よるときは、流量計の回転子の回転に伴うインダ
クタンスの変化として検出している。すなわち、
インピーダンスの変化を検出する本発明において
は、高周波発信させ、回転のインダクタンスの変
化を検出すればよく、このために微弱な交流電流
を流すだけで済む。この程度の交流電流では回転
子に作用する磁気力は小さく、軸または回転子の
噛合摩擦トルクに比べて無視できる。とくに極め
て小型の流量計に対して測定精精度を低下させる
ことなく、簡単な構成で故障のない流量発信器を
提供できるものである。

尚、叙上の実施例では、非円形歯車式流量計に
就いて応用する例に示したがこの流量発信器は非
円形歯車式流量計のみでなく、他の容積型流量計
やタービンメータ、翼車式流量計等に応用するこ
とが可能である。

又、本発明の構成は叙上の実施例に限定される
ものではなく、例えば回転子全体を磁性体とせ
ず、コイルの磁極に対向する部分に回転子の回転
に応じて適宜のＱ変化を生じる様磁性体を埋設し
ても良く、又、鉄心コイルの磁極の位置も叙上の
実施例に限定されるものではなく、例えばコイル
の一対の磁極を双方の回転子に跨がせることな
く、いずれか一方の回転子にのみ対向させても良
く、さらにタンク回路及びフイードバツク回路そ
の他の構成も公知のものを利用して自由に設計変
更できるものであり、本発明はこれらのすべてを
包摂するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる流量発信器の一実施例
を示す説明図、第２図は回転子静止時に発振回路
で発生する発振波の波形図、第３図はタンク回路
のＱ変化に応じて振幅が変化する発振波の波形
図、第４図は検波回路の出力波形図、第５図は第
４図の波形を波形整形した波形図である。 １……流量発信器、２……非円形歯車式流量
計、４……第一回転子、５……第二回転子、８…
…中間タツプ付き鉄心コイル、９……コンデン
サ、１０……タンク回路、１１……増幅回路、１
２……フイードバツク回路、１４……検波回路、
１５……波形整形回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流量に比例して回転する流量計回転子の回転
   を検知して流量に比例した周波数の出力信号を発
   生した流量を検知する方法に於て、この回転子を
   少なくとも部分的に磁性材料で構成するとともに
   この回転子に対向した磁性材と回転子とで磁気回
   路を構成し、回転子の回転により変化するリラク
   タンスの変化をインダクタンスの変化とした発振
   回路を形成し、この発振周波数を検波整形するこ
   とにより流量信号を得ることを特徴とした流量検
   知方法。 ２ 流量に比例した速度で回転する回転子の回転
   を検知して流量に比例した周波数の出力信号を発
   生する流量発信器に於て、下記(a)から(g)迄に記載
   した構成要素から成ることを特徴とする上記の流
   量発信器。 (a) 少なくとも部分的に磁性材料で製作された回
   転子。 (b) 磁極が上記回転子に対向し、回転子の位相に
   応じて回転子を含む磁気回路の磁気抵抗が変動
   するよう配設された中間タツプ付鉄心コイル。 (c) 上記中間タツプ付鉄心コイルと共にタンク回
   路を形成するコンデンサ。 (d) 上記タンク回路の出力を増幅する増幅回路。 (e) 上記増幅回路の出力の一部を中間タツプ付鉄
   心コイルの中間タツプにフイードバツクする回
   路。 (f) 上記増幅回路の後段に接続された検波回路。 (g) 上記検波回路の後段に接続された波形整形回
   路。