JPH08145741A

JPH08145741A - 流量計

Info

Publication number: JPH08145741A
Application number: JP28342294A
Authority: JP
Inventors: Koichi Ueki; 浩一植木; Koichi Takemura; 晃一竹村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-11-17
Filing date: 1994-11-17
Publication date: 1996-06-07

Abstract

(57)【要約】【目的】１個の電池電源を昇圧して動作電源範囲が異
なる流量検出手段に供給する。【構成】流量計全体に電源を供給する電源供給手段１
６と、電源レベルを昇圧する昇圧手段２２およびこの昇
圧された電圧が供給される動作電圧範囲の異なる流量検
出手段２０が設けられている。これによって、複数個の
電源を必要としないので実装密度が小さくなるという効
果が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、都市ガス、ＬＰＧガス
等の気体や水道水などの液体等の流体流量を計測する電
子式流量計に係わり、流量計で異なる電源を供給する安
価で効率の良い電源システムを有する流量計に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の流量計は、例えば特開平
３−９６８１７号公報に示されているように、図５，図
６のような構成になっていた。

【０００３】即ち、図５の従来の流量計において、１は
流量計で、２はガス配管、３はフルイディック発振素子
で、液体のもつ運動エネルギーを利用して流体発振を生
じさせる。４は高分子圧電膜センサーで、流体発振の周
波数を検出する。５はフローセンサで、例えば熱線式セ
ンサ等で構成され小流量域を計測する。６は遮断弁で、
異常な使用状態を検出するとガスの供給を遮断する。７
は制御装置で図６にその一例を示す。

【０００４】図６において、８は振動検出手段で、高分
子圧電膜センサ４とアナログ増幅器９と波形整形回路１
０とからなる。波形整形回路１０は増幅した信号をパル
ス信号に変換する。１１は流速検出手段で、フローセン
サ５（熱線式）とＡ／Ｄ変換器１２とからなる。１３は
信号判定回路で、流量を求めるのに振動検出手段８で検
出された発振周波数の値をもとに振動検出手段８、ある
いは流速検出手段１１のどちらの出力信号を使用するか
を決定する。１４はカウンタで、流速検出手段１１で検
出したパルス数をカウントする。１５はクロック制御回
路で、Ａ／Ｄ変換器１２にクロックパルスを供給し流速
検出手段１１を動作させる。１６は電源（例えば電池な
ど）で制御装置７全体に電源供給する。１７は電源制御
回路で、流速検出手段１１に供給する電源をＯＮ−ＯＦ
Ｆする。１８はマイクロコンピュータで、演算表示制御
部１８ａ、安全機能部１８ｂ、通信機能部１８ｃとから
なる。１９は表示部で、マイクロコンピュータ１８で流
量積算した積算値などを表示する。

【０００５】次に、上記従来の構成の動作を説明する。
何等かのガス器具が使用されるとガスはフルイディック
発振素子３に入り流体発振が生じ、振動検出手段８の高
分子圧電センサー４よりその流量変化を交流信号として
検出する。その交流信号をアナログ増幅器９で増幅し波
形整形回路１０でパルス信号に変換する。パルス信号は
信号判定回路１３に入り、パルス信号の周波数が所定値
より大きいかどうかを判定する。所定値以上の場合（即
ち大流量域の場合）、振動検出手段８の信号をマイクロ
コンピュータ１８に出力し、マイクロコンピュータ１８
で流量換算し、更に流量積算値を求める。

【０００６】一方、所定値以下の場合（即ち小流量域の
場合）、信号判定手段１３は振動検出手段８の信号をマ
イクロコンピュータ１８に出力せずに、フローセンサ５
の出力信号をマイクロコンピュータ１８に出力し、その
信号をもとに流量換算し積算値を求める。即ちフローセ
ンサ５で検出した流速信号を電圧信号で検出し、電圧信
号をＡ／Ｄ変換回路１２でパルス信号に変換する。クロ
ック制御回路１５はＡ／Ｄ変換回路１２を動作させるた
めにクロックパルスを発生し供給する。Ａ／Ｄ変換回路
１２では流速に応じたパルス数を出力する。出力された
パルス数をカウンタ１４でカウントし、マイクロコンピ
ュータ１８に出力する。マイクロコンピュータ１８はこ
の信号をもとに流量を求める。

【０００７】一方、流速検出手段１１は測定時、電源制
御回路１７によってフローセンサ５の電源が制御され
る。まずマイクロコンピュータ１８からの制御信号が電
源制御回路１７に入力され、電源制御回路１７は流速検
出手段１１を周期Ｔ０秒間オフし、Ｔｌｍｓｅｃ間オン
する。即ち流速検出手段１１は間欠駆動される。

【０００８】流量Ｑが増加し、Ｑ１（Ｌ／Ｈ）以上に達
すると振動検出手段８（フルイディック発振素子３で生
じた流体の発振周波数を検出）からの信号をもとにマイ
クロコンピュータ１８で流量を求める。それ以下では流
速検出手段１１の信号で流量を求める。逆に流量が低下
してきた場合、Ｑ０（Ｌ／Ｈ）より低下すると流速検出
手段１１の信号をもとに流量を求める。次に流量換算し
流量を求め、積算し表示部１９で積算値を表示する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、各々の構成要素の動作電源範囲が異なる場
合、特に最低動作電圧レベルが異なる場合、どのように
対応するかについて開示されていない。もし各構成要素
の最低動作電源が異なる場合、流量計自体の寿命が最低
動作電圧の高い構成手段によって決定される。従って流
量計測を法律上定められた所定年限継続するということ
が不可能になり、あるいは電源供給手段１６を増加させ
るとコスト面でも高くなり、又実装上収納空間が大きく
なるという課題があった。

【００１０】本発明は上記課題を解決するもので、電池
電源の寿命を延ばせるように動作する流量計を提供す
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の第１手段は上記
目的を達成するため、流体流量を検出する流量検出手段
と、前記流量検出信号より流量換算し流量値を求める流
量演算手段と、全体に電源を供給する電源供給手段と、
前記電源供給手段の出力値を昇圧し流量計全体に電源供
給する昇圧手段とから構成されている。

【００１２】更に本発明の第２手段は上記目的を達成す
るため、流体流量を検出する第１、及び第２の流量検出
手段と、計測する流量域により前記第１あるいは第２の
流量検出手段を切り換える切換手段と、前記流量検出手
段の出力信号より流量換算し流量値を求める流量演算手
段と、全体に電源を供給する電源供給手段と、前記第１
の流量検出手段に前記電源供給手段の出力を昇圧して供
給する昇圧手段とから構成されている。

【００１３】

【作用】本発明の第１手段は上記構成によって、電源供
給手段から出力される電源出力を昇圧し昇圧した電源出
力を流量検出手段に供給する。従って流量計を構成する
各々の手段の最低動作電圧レベルが異なっていても、特
に流量検出手段の最低動作電圧が他より高い場合、１個
の電源供給手段が昇圧手段によって高い電圧も供給でき
る。

【００１４】このように安定した電源電圧状態でかつ流
量検出手段の動作電圧範囲が高くとれ信頼性の高い、か
つ精度良く流量計測を実行できる。

【００１５】更に本発明の第２手段は上記構成によっ
て、電源供給手段から出力される電源出力を昇圧手段で
昇圧し、昇圧した電源出力を流量検出手段に供給する。
従って流量計を構成する各手段の動作電圧範囲が異なっ
ていても１個の電源供給手段で動作できる。第１の流量
検出手段はＡ／Ｄ変換器を使用し、微小流量を検出する
ので安定した電源で動作させる必要があり、例えば安定
化電源などを使用すると高い電源電圧を供給する必要が
あるが、昇圧手段によってこの高い電圧を供給できる。

【００１６】このように安定した電源電圧状態でかつ流
量検出手段の動作電圧範囲が高くとれ精度良く、かつ信
頼性の高い流量計測を行える。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例を図１より参照
して説明する。

【００１８】図１において、図５，図６と同一機能を有
する構成要素には同一番号を付した。図１は本発明の第
１の実施例の流量計のブロック図である。

【００１９】図１において、２０は流量検出手段で、フ
ルイディック発振素子３を用いて流体発振を発生させ、
流体の発振周波数を例えば圧電センサー、サーミスタ等
を用いて圧力−電圧変化、熱−抵抗変化として検出した
り、あるいは熱線式センサーにより流速を求める。

【００２０】２１は流量演算手段で、流量検出手段２０
の出力信号より流量換算する。２２は昇圧手段で、電源
１６の電圧レベルを所定電位に昇圧し、流量計全体に供
給する。２３は積算演算手段で、流量演算手段２１で求
めた流量値を積算する。

【００２１】次に上記構成の動作を図２を用いて説明す
る。電源をＯＮすると流量計全体に電源供給すると共
に、昇圧手段２２でその電源レベルを昇圧する（Ｐ１、
Ｐ２）。ガスが使用され始めるとガス流量を流量検出手
段２０によって、例えば電圧信号などの信号形態で検出
する（Ｐ３、Ｐ４）。検出した流量信号は流量演算手段
２１で流量換算され瞬時流量として求める（図４のＰ
５）。求めた流量値は積算演算手段２３で積算され、ガ
ス量の使用積算流量値を求める。更に求めた積算流量値
を表示手段１９で表示する。

【００２２】また、電源１６（例えば電池電源など）は
昇圧手段２２を介し流量計全体に電源を供給している。
この時、昇圧手段２２は常時電源の出力電源レベルを電
源供給手段１６の出力レベル以上に昇圧している。

【００２３】ここで流量計を構成する各手段の最低動作
電圧が異なる場合がある。例えば流量検出手段２０と流
量演算手段２１、あるいは表示手段１９等が異なる場合
がある。即ち、流量検出手段２０が電源電圧を安定化さ
せるために電源安定化手段（図示せず）を入れた場合、
電源安定化手段の入力電圧レベルは電源供給手段１６の
出力以上必要となる。このような場合、昇圧手段２２で
昇圧して流量検出手段２０に電源を供給する。電源供給
手段１６が電池３ｖで、流量検出手段２０の最低動作電
圧が例えば２．５ｖの場合、電源供給手段１６の出力を
昇圧して流量検出手段２０に供給する。

【００２４】さらに流量検出手段２０は小流量域より大
流量域まで広範囲の流量域を計測する。かつ流量という
物理量を電気信号に変換するが、電圧レベルが大きいと
分解能が高く、正確に流量検出できる。

【００２５】以上のように昇圧手段２２を介し電源電圧
を昇圧して各手段に供給するので１個の電源供給手段１
６で済む。

【００２６】このように、電源電圧レベルを昇圧して供
給するので、逆に流量検出手段２０は常に安定して正常
に動作できる最低動作電圧レベル以上で流量計測するこ
とになり、その結果検出された流量信号は精度が非常に
良く、信頼性が高い流量計測が出来る。

【００２７】次に本発明の第２の実施例を図３より参照
して説明する。図１において、図１，図５，図６と同一
機能を有する構成要素には同一番号を付した。図３は本
発明の第２の実施例の流量計のブロック図である。

【００２８】図３において、２０は流量検出手段で、複
数の流量検出手段より構成される。一例として２０ａは
大流量域を計測する第１の流量検出手段で、例えばフル
イディック発振素子３を用いて流体発振を発生させ、流
体の発振周波数を例えば圧電センサー、サーミスタ等を
用いて圧力−電圧変化、熱−抵抗変化として検出し、ま
た２０ｂは小流量域を計測する第２の流量検出手段で、
例えば熱線式センサーにより流速を求める。あるいは全
流量域を一つの流量検出手段８で検出することも可能で
ある。

【００２９】２４は切換手段で、流量検出手段２０の出
力信号より流量換算する。２２は昇圧手段で、電源１６
の電圧レベルを所定電位に昇圧し、流量計全体に供給す
る。２３は積算演算手段で、流量演算手段で求めた流量
値を積算する。

【００３０】次に上記構成の動作を図４を用いて説明す
る。電源がＯＮされると流量計全体に電源供給すると共
に昇圧手段によって電源レベルを昇圧する（Ｐ６、Ｐ
７）。ガスが使用され始めるとガス流量を流量検出手段
２０によって、例えば電圧信号などの信号形態で検出す
る。検出した流量信号より第１の流量検出手段２０ａで
流量計測するか、第２の流量検出手段２０ｂで流量計測
するかを決定する（Ｐ８、Ｐ９、Ｐ１０）。その結果ど
ちらかの流量検出手段２０で流量計測するかが決まる
と、その出力信号より流量演算手段２１で流量換算され
瞬時流量として求める。求めた流量値は積算演算手段２
３で積算され、ガス量の使用積算流量値を求める。更に
求めた積算流量値を表示手段１９で表示する。

【００３１】また、電源１６（例えば電池電源など）は
昇圧手段２２を介し流量計全体に電源を供給している。
この時、昇圧手段２２は常時電源の出力電源レベルを電
源供給手段１６の出力レベル以上に昇圧している。

【００３２】ここで流量計測する流量検出手段２０の最
低動作電圧が異なる場合がある。小流量域を計測する第
１の流量検出手段２０ａは微小流量を熱線式で計測しそ
の抵抗変化をＡ／Ｄ処理によって入力するが、分解能を
高めるためにＡ／Ｄの精度を上げる必要がある。更に流
量検出手段２０の電源電圧を安定化させるために電源安
定化手段（図示せず）を入れた場合、電源安定化手段の
入力電圧レベルは電源安定化手段の出力レベル以上必要
である。この場合電源安定化手段の入力電圧レベルが高
いため電源供給手段１６の寿命保証時間が短くなる。そ
こで電源供給手段１６の出力が低下（そのままのレベル
では動作できない）しても、流量検出手段２１の必要最
低動作電圧以上に昇圧手段２２で昇圧して流量検出手段
２０に電源を供給する。

【００３３】また流量検出手段２０は広範囲の流量域に
わたり流量計測する。流量という物理量を電気信号に変
換するので電源供給レベルが大きいと分解能が高く正確
に流量を計測できる。更にノイズに対しても充分信号レ
ベルを確保できるので信頼性の高い流量計測を行える。
また昇圧手段２２を介し電源電圧を昇圧して各手段に供
給するので１個の電源供給手段１６で済む。

【００３４】このように、低電圧レベルのシステムで流
量計測を行う場合、電源電圧レベルを昇圧して供給する
ので、流量検出手段２０は常に正常動作できる最低動作
電圧レベル以上で流量計測することになり、その結果検
出された流量信号は精度が非常に良く、信頼性が高い流
量計測が出来る。

【００３５】以上の例はフルイディック式流量計の例を
あげたが、他の例えば水道メータなどの流量計、電子式
電力計に関しても上記の内容を適用できる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の第１の請求
項に係る流量計は、流量計全体に供給する１個の電源供
給手段の出力レベルを昇圧手段によって昇圧して流量計
測を行うので、流量検出手段の分解能が高く信頼性の高
い流量計測を行え、かつ１個の電源で供給できるので実
装密度が大きくならなくてすむという効果がある。

【００３７】また本発明の第２の請求項に係る流量計
は、小流量域を計測する第２の流量検出手段に供給する
電源レベルを昇圧手段で昇圧するので、第２の流量検出
手段の最低動作電圧が高くとも正常に動作でき、且つ流
量計測を正確に行うので、信頼性の高い、また電源電圧
が低いため精度不良の流量信号による流量計測をするこ
とがなく極めて安全で、積算値などの流量値を求める場
合でも信頼性が高くかつ精度の高い流量計測を行えると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における流量計の制御ブ
ロック図

【図２】同流量計の動作を示すフローチャート

【図３】本発明の第２の実施例における流量計の制御ブ
ロック図

【図４】同流量計の動作を示すフローチャート

【図５】従来の流量計のシステム図

【図６】同流量計の制御ブロック図

【符号の説明】

１６電源供給手段２０流量検出手段２１流量演算手段２２昇圧手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流体流量を検出する流量検出手段と、前
記流量検出信号より流量換算し流量値を求める流量演算
手段と、前記流量検出手段と前記流量演算手段に電源を
供給する電源供給手段と、前記電源供給手段の出力値を
昇圧し前記流量検出手段に電源供給する昇圧手段とから
なる流量計。
【請求項２】小流量域の流体流量を検出する第１の流
量検出手段と、大流量域の流体流量を検出する第２の流
量検出手段と、計測する流量域により前記第１あるいは
第２の流量検出手段を切り換える切換手段と、前記流量
検出手段の出力信号より流量換算し流量値を求める流量
演算手段と、前記流量検出手段と前記切換手段と前記流
量演算手段に電源を供給する電源供給手段と、前記第１
の流量検出手段に前記電源供給手段の出力を昇圧して供
給する昇圧手段とからなる流量計。