JPH0464412B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は流体の流量を計測する流量検出装置に
関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来この種の流量検出装置は第５図及び第６図
に示すように構成されている。第５図、第６図に
おいて、１は断面円形状の環状流路でこの流路の
外周に流入通路２、及び流出通路３が開口してい
る。この流入通路２にはノズル４が設けられてい
る。また環状流路１内には球体５が挿入されてい
ると共に、透明窓６，７が構成され、発光素子８
と受光素子９が設けられている。このような構成
において流体が流入通路２のノズル４から環状流
路１内に入ると、流れは環状流路１内を環流しな
がら流入通路２から流出通路３へ流れ、それと共
に球体５も図中実線の矢印の方向に環状流路１内
を周回運動する。この球体の周回回転数は流体の
流量に比例するなど相関があるため、球体５の回
転数を発光素子８と受光素子９によりパルス信号
として検出し制御回路を通して流量を計測する。

この従来例の問題点としてはまず第１に長期間
使用時においては検出不能となる。発光素子８か
ら出た光は透明窓６，７を通過して受光素子９に
入りこの光の中を球体５がさえぎることにより回
転を検出する構成であるため、長期間の水状態で
の使用において、環状流路１内に水アカやスケー
ルが付着すると光の通過量が減少され検出不能と
なる。第２に光検出であるため不透明流体での使
用は不可能である。第３に球体５の重さが重いた
め始動流量が大きくなる、或いは周回時の周回音
が大きい等の欠点があつた。始動流量を小さくす
るには、ノズル４等を設けるのが現状であつた。

発明の目的 本発明はこのような従来の欠点を解消するもの
で流量抵抗の小さい小型コンパクトな流量検出装
置を提供することを目的とする。

発明の構成 この目的を達成するために本発明は被検出流体
を旋回させる旋回手段と、この被検出流体の旋回
流の中で周回する磁性球体と、この磁性球体の周
回回転を検出する磁気センサと、この磁気センサ
からの信号を処理する制御回路からなり、前記磁
性球体は磁性材料を含有した非金属材料でなる中
空磁性非金属球体の外表面を、磁性体を含有しな
い非金属材料で被覆する形態としたものである。

この構成により被検出流体を旋回させ、この旋
回流の中で流路面積に比べ面積の小さい磁性球体
を周回することにより、極めて小さい流量抵抗を
有する小型コンパクトな流量検出装置を得ること
ができる。

実施例の説明 次に本発明の実施例について第１図〜第４図に
基づいて説明する。第１図において１０はハウジ
ングであり、このハウジング１０の内部には被検
出流体を旋回させる手段の固定翼１１がゲーシン
グ１２に固定されている。この固定翼１１の下流
には流れの方向に対して垂直面で周回する流路面
積に比べて一段と小径な磁性球体１３が設けられ
ている。また下流には磁性球体１３の流出を防止
する磁性球体受け１４が前記ケーシング１２に固
定されている。このケーシング１２はハウジング
１０に挿入されており、リング１５で抜け防止が
行なわれている。ハウジング１０の外部には永久
磁石１６と磁気センサである磁気抵抗素子１７と
この磁気抵抗素子１７の信号を処理する制御回路
部１８が設けられている。１９は入口、２０は出
口、２１は流れ方向を示す矢印、２２は磁性球体
１３の周回方向を示す矢印である。

第２図は固定翼１１を入口１９側から見た場合
の図であるが、６枚の曲線翼２３が翼軸２４から
伸びた形状をしており曲線翼２３間の間隙部２５
は極めて小さく構成されている。この曲線翼２３
により被検出流体は軸流旋回されることになる。

第３図は磁性球体受け１４であるが２６は磁性
球体１３の当接面であり円錐形状に構成されてい
る。２７は流路部でありドーナツツ状に構成され
ている。

第４図は磁性球体１３の断面形状を示したもの
であるが、２８は中空磁性非金属球体でありその
材料としては磁性材料であるソフトフエライトを
含有した磁性ナイロン樹脂等がある。中空磁性非
金属球体２８は前記磁性ナイロン樹脂で中空半球
２９と３０を成形し、両者を合わせて構成してい
る。３１は被覆である。この被覆３１は樹脂材料
で構成されており、被覆手段としては樹脂材料で
中空半球３２と３３を成形し、この中空半球３２
と３３の内側に前記中空磁性非金属球体２８を挿
入した状態で、中空半球３２と３３の接合面３４
を超音波溶着する手段がある。またこの他の被覆
手段としては成形手段があり、また材料としては
ゴム等もある。

上記構成における動作を第１図〜第４図におい
て説明する。被検出流体が矢印２１の方向から流
入すると被検出流体は固定翼１１の曲線翼２３に
沿つて流れることにより下流に軸流旋回流を形成
する。この結果下流に位置する磁性球体１３は、
軸流旋回流により運動力を得て、磁性球体受け１
４の当接面２６のケーシング１２の２点に接触し
ながら流れの方向に対して直角方向に周回する。
磁性球体１３の周回回転数は流量に比例するため
この磁性球体１３の周回回転を計測することによ
り流量を測定することができる。その手段は磁気
抵抗素子１７に永久磁石１６で一定強さの磁界を
与えておき、磁性球体１３がこの磁界中を通過し
た際に生じる磁気抵抗素子１７の抵抗変化を制御
回路部１８により電圧のパルス変化として取り出
すものである。流量を計測するには、前記パルス
のパルス間隔時間計測により瞬時流量が測定可能
であり、パルス数を積算することにより積算流量
の測定が可能である。

本実施例においては下記の効果を有する。

(1) 流量抵抗が小さく小型コンパクトである。旋
回手段が軸流曲線翼で構成しており低抵抗であ
る。また磁性球体も流路面積に比べ一段と小径
であり周回時の抵抗も小さい。また流路の曲が
りがないなどの特長もあり流体に対する抵抗は
極めて少ない。

(2) 中空磁性非金属球体は樹脂とフエライトを混
入した磁性材料で構成されているため、液体中
に長期間使用されても錆の発生がなく安定した
磁性特性を有する。また樹脂とソフトフエライ
トの混合比率を変化することが可能であり、重
さを容易に調整可能である。更に樹脂成形加工
が容易であり量産性に優れている。

(3) 被覆材として樹脂を使用することにより磁性
球体を軽量化することができる。また超音波溶
着や成形加工が可能で量産性に優れている。

発明の効果 以上の説明から明らかなように本発明の流量検
出装置は被検出流体を旋回させる旋回手段と、旋
回流の中で周回する磁性球体と、磁性球体の周回
回転数を検出する磁気センサと、この磁気センサ
からの信号を処理する制御回路からなり、前記磁
性球体は磁性材料を含有した非金属材料でなる中
空磁性非金属球体の外表面を、磁性体を含有しな
い非金属材料で被覆する形態とすることにより下
記の効果を有するものである。

(1) 磁性球体の周回回転を磁界の変化として計測
するため、流路内の水アカやスケールの付着に
関係なく流量検出が可能となる。また磁気検出
であるために被検出流体が不透明流体において
も計測が可能である。

(2) 磁性球体を中空形態とすることにより磁性球
体とすることにより軽量化が可能となり検出流
量を小さくするとともに、周回時の周回音を小
さくすることが出来る。

(3) 磁性球体の被覆は非金属材料で構成すること
により周回時の摩耗を少なくすることができ長
期使用においても安定した性能を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す流量検出装置
の構成断面図、第２図は固定翼の断面図、第３図
は磁性球体受けの外観斜視図、第４図は磁性球体
の構成断面図、第５図、第６図は従来例における
流量検出装置の流路水平断面図および垂直断面図
である。 １１……旋回手段（固定翼）、１３……磁性球
体、１７……磁気センサ（磁気抵抗素子）、１８
……制御回路、２８……中空磁性非金属球体（樹
脂とソフトフエライトを混入した磁性材料）、３
１……非金属材料（樹脂材料）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流路中を流れる被検出流体を旋回させる旋回
   手段と、この被検出流体の旋回流の中で周回する
   磁性球体と、この磁性球体の周回回転を検出する
   磁気センサと、この磁気センサからの信号を処理
   する制御回路からなり、前記磁性球体は磁性材料
   を含有した非金属材料でなる中空磁性非金属球体
   の外表面を磁性体を含有しない非金属材料で被覆
   する形態とした流量検出装置。 ２ 旋回手段は流路中の流れを軸流旋回させる固
   定翼とした特許請求の範囲第１項記載の流量検出
   装置。 ３ 中空磁性非金属球体は樹脂とソフトフエライ
   トを混入した磁性材料で成形した特許請求の範囲
   第１項または第２項記載の流量検出装置。 ４ 非金属材料は樹脂材料とした特許請求の範囲
   第１項または第２項記載の流量検出装置。