JPH08338744A - ガスメータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数のセンサの出力信号をそれぞれＡ／Ｄ変
換した後、信号処理するガスメータにおいて、構成を簡
単にし、小型化できるようにする。 【構成】 フローセンサ３０は一定時間毎に、所定の時
間だけ間欠的に駆動される。フローセンサ３０の駆動時
には、フローセンサ３０の出力信号は、増幅回路４５で
増幅され、スイッチ５１を経て、Ａ／Ｄ変換回路５２で
ディジタル信号に変換され、スイッチ部６３を経て流量
測定部６１に入力される。圧力センサ４０の出力信号
は、増幅回路４６で増幅され、フローセンサ３０の駆動
停止時に、スイッチ５１を経て、Ａ／Ｄ変換回路５２で
ディジタル信号に変換され、スイッチ部６３を経て圧力
測定部６２に入力され、圧力測定部６２によってガスの
圧力が測定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数のセンサを有する
ガスメータに関する。

【０００２】

【従来の技術】ガスメータには、流速センサや圧力セン
サ等の複数のセンサを有し、これらのセンサの出力信号
をアナログ−ディジタル変換（以下、Ａ／Ｄ変換とも記
す。）してマイクロコンピュータに取り込み、流量を算
出したり異常を検出したりするようにしたものがある。
このようなガスメータとしては、例えば、熱式流速セン
サ（以下、フローセンサという。）を併用したフルイデ
ィックガスメータがある。フルイディックガスメータ
は、噴流を発生させるノズルの下流側に、一対の側壁に
よって流路拡大部を形成すると共に、側壁の外側に設け
られたリターンガイドによって、ノズルを通過したガス
を各側壁の外側に沿ってノズルの噴出口側へ導く一対の
フィードバック流路を形成し、ノズルを通過した流体が
一対のフィードバック流路を交互に流れる現象（本出願
において、フルイディック発振という。）を利用し、フ
ルイディック発振の周波数や周期に基づいてガスの流量
を計測するものである。フローセンサを併用したフルイ
ディックガスメータでは、フローセンサは、例えばノズ
ルの通路内に設けられている。

【０００３】図３は、従来のフローセンサを併用したフ
ルイディックガスメータの概略を構成を示したものであ
る。このガスメータは、３つのセンサ部１０１〜１０３
と、これらに接続された電子回路基板１２０とを備えて
いる。センサ部１０１は、フルイディック発振を検出す
るための圧電膜センサ１０４と、この圧電膜センサ１０
４の出力信号を波形整形してパルスに変換するパルス変
換回路１０５とを備えている。センサ部１０２は、フロ
ーセンサ１０６と、このフローセンサ１０６の出力信号
を増幅する増幅回路１０７と、この増幅回路１０７の出
力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路１０８とを備え
ている。センサ部１０３は、ガスの圧力を検出するため
の圧力センサ１０９と、この圧力センサ１０９の出力信
号を増幅する増幅回路１１０と、この増幅回路１１０の
出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路１１１とを備
えている。電子回路基板１２０は、パルス変換回路１０
５、Ａ／Ｄ変換回路１０８，１１１の各出力信号を入力
して、流量を算出したり、異常を検出したりするＣＰＵ
（中央処理装置）１２１を備えている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３に
示した従来のガスメータでは、センサ部１０２，１０３
にそれぞれＡ／Ｄ変換回路１０８，１１１が設けられて
いるため、センサ部１０２，１０３が大きくなってしま
うという問題点があった。また、電子回路基板１２０側
も、センサ部１０２，１０３毎に、ディジタル信号用の
インタフェースが必要となるため、大型化してしまうと
いう問題点があった。

【０００５】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、複数のセンサの出力信号をそれぞれ
Ａ／Ｄ変換した後、信号処理するガスメータにおいて、
構成を簡単にし、小型化できるようにしたガスメータを
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のガスメー
タは、複数のセンサから出力されるアナログ信号をそれ
ぞれディジタル信号に変換した後、信号処理するガスメ
ータにおいて、各センサから出力されるアナログ信号の
うちの一つを選択する選択手段と、この選択手段によっ
て選択された信号をディジタル信号に変換する変換手段
と、この変換手段から出力されるディジタル信号を信号
処理する信号処理手段とを備えたものである。

【０００７】このガスメータでは、選択手段によって、
複数のセンサから出力されるアナログ信号のうちの一つ
が選択され、変換手段によってディジタル信号に変換さ
れ、信号処理手段によって信号処理される。

【０００８】請求項２記載のガスメータは、ガスの流速
を検出するための流速センサと、ガスの圧力を検出する
ための圧力センサと、流速センサから出力されるアナロ
グ信号と圧力センサから出力されるアナログ信号の一方
を交互に選択する選択手段と、この選択手段によって選
択された信号をディジタル信号に変換する変換手段と、
流速センサの出力信号に基づいてガスの流量を測定する
流量測定手段と、圧力センサの出力信号に基づいてガス
の圧力を測定する圧力測定手段と、選択手段によって流
速センサから出力されるアナログ信号が選択されたとき
には変換手段から出力されるディジタル信号を流量測定
手段へ出力し、選択手段によって圧力センサから出力さ
れるアナログ信号が選択されたときには変換手段から出
力されるディジタル信号を圧力測定手段へ出力する出力
切換手段とを備えたものである。

【０００９】このガスメータでは、選択手段によって、
流速センサから出力されるアナログ信号と圧力センサか
ら出力されるアナログ信号の一方が交互に選択され、変
換手段によってディジタル信号に変換される。変換手段
から出力されるディジタル信号は、出力切換手段によっ
て、選択手段によって流速センサから出力されるアナロ
グ信号が選択されたときには流量測定手段へ出力され、
選択手段によって圧力センサから出力されるアナログ信
号が選択されたときには圧力測定手段へ出力される。

【００１０】請求項３記載のガスメータは、請求項２記
載のガスメータにおいて、フルイディック発振を生成す
るフルイディック発振生成手段と、このフルイディック
発振生成手段によって生成されたフルイディック発振を
検出するためのフルイディック発振検出センサとを更に
備え、流量測定手段は、流速センサの出力信号に基づい
てガスの流量を測定する他に、フルイディック発振検出
センサの出力信号に基づいてガスの流量を測定するよう
に構成したものである。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。

【００１２】図２は本発明の一実施例に係るガスメータ
の構成を示す断面図である。このガスメータは、ガスを
受け入れる入口部１１とガスを排出する出口部１２とを
有する本体１０を備えている。本体１０内には隔壁１３
が設けられ、この隔壁１３と入口部１１との間にガス流
路１４が形成され、隔壁１３と出口部１２との間にガス
流路１５が形成されている。隔壁１３には開口部１６が
設けられ、ガス流路１４内には、開口部１６を閉塞可能
な遮断弁１７が設けられている。本体１０の外側にはソ
レノイド１８が固定され、このソレノイド１８のプラン
ジャ１９が、本体１０の側壁を貫通して遮断弁１７に接
合されている。遮断弁１７と本体１０との間におけるプ
ランジャ１９の周囲には、ばね２０が設けられ、このば
ね２０が遮断弁１７を開口部１６側へ付勢している。

【００１３】ガス流路１５内には、入口部１１から受け
入れたガスを通過させて噴流を発生させるノズル２１が
設けられている。ノズル２１の通路内には、熱式流速セ
ンサであるフローセンサ３０が配設されている。このフ
ローセンサ３０は、図示しないが、発熱部とこの発熱部
の上流側および下流側に配設された２つの温度センサを
有し、２つの温度センサによって検出される温度の差を
一定に保つために必要な発熱部に対する供給電力から流
速に対応する流量を求めたり、一定電流または一定電力
で発熱部を加熱し、２つの温度センサによって検出され
る温度の差から流量を求めるようになっている。なお、
フローセンサ３０としては、このように発熱部と２つの
温度センサを有するものに限らず、例えば、１つの発熱
部を有し、この発熱部の温度（抵抗）を一定に保つため
に必要な発熱部に対する供給電力から流速を求めたり、
一定電流または一定電力で発熱部を加熱し、発熱部の温
度（抵抗）から流速を求めるものでも良い。

【００１４】ノズル２１の下流側には、拡大された流路
を形成する一対の側壁２３，２４が設けられている。こ
の側壁２３，２４の間には、所定の間隔を開けて、上流
側にターゲット２５、下流側にターゲット２６がそれぞ
れ配設されている。側壁２３，２４の外側には、ノズル
２１を通過したガスを各側壁２３，２４の外周部に沿っ
てノズル２１の噴出口側へ帰還させる一対のフィードバ
ック流路２７，２８を形成するリターンガイド２９が配
設されている。フィードバック流路２７，２８の各出口
部分と出口部１２との間には、リターンガイド２９の背
面と本体１０とによって、一対の排出路３１，３２が形
成されている。ノズル２１の噴出口の近傍には導圧孔３
３，３４が設けられ、本体１０の底部の外側には、導圧
孔３３と導圧孔３４における差圧を検出する圧電膜セン
サ３５（図２では図示せず。）が設けられている。

【００１５】本体１０には、ノズル２１の上流側におけ
るガス流路１５に連通する導圧孔３９が設けられ、本体
１０の外側には導圧孔３９を介してガス流路１５内のガ
スの圧力を検出する圧力センサ４０が設けられている。

【００１６】図１は図２に示したガスメータの回路部分
の構成を示すブロック図である。この図に示すように、
ガスメータは、３つのセンサ部４１〜４３と、これらに
接続された電子回路基板５０と、この電子回路基板５０
に接続された表示部７０とを備えている。センサ部４１
は、圧電膜センサ３５と、この圧電膜センサ３５の出力
信号を波形整形してパルスに変換するパルス変換回路４
４とを備えている。センサ部４２は、フローセンサ３０
と、このフローセンサ３０の出力信号を増幅する増幅回
路４５とを備えている。センサ部４３は、圧力センサ４
０と、この圧力センサ４０の出力信号を増幅する増幅回
路４６とを備えている。電子回路基板５０は、増幅回路
４５から出力されるアナログ信号と増幅回路４６から出
力されるアナログ信号の一方を交互に選択して出力する
選択手段してのスイッチ５１と、このスイッチ５１によ
って選択されたアナログ信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変
換回路５２と、このＡ／Ｄ変換回路５２の出力信号とパ
ルス変換回路４４の出力信号を入力するＣＰＵ６０と、
このＣＰＵ６０によって制御され、ソレノイド１８を駆
動する遮断弁駆動回路５３とを備えている。

【００１７】ＣＰＵ６０は、パルス変換回路４４の出力
信号または増幅回路４５の出力信号をＡ／Ｄ変換した信
号に基づいてガスの流量を測定する流量測定部６１と、
増幅回路４６の出力信号をＡ／Ｄ変換した信号に基づい
てガスの圧力を測定する圧力測定部６２と、スイッチ５
１によって増幅回路４５の出力信号が選択されたときに
はＡ／Ｄ変換回路５２の出力信号を流量測定部６１へ出
力し、スイッチ５１によって増幅回路４６の出力信号が
選択されたときにはＡ／Ｄ変換回路５２の出力信号を圧
力測定部６２へ出力する出力切換手段としてのスイッチ
部６３とを構成している。ＣＰＵ６０は、更に、流量測
定部６１によって測定された流量を積算し、積算流量を
表示部７０に表示させる流量積算部６４と、流量測定部
６１によって測定された流量と圧力測定部６２によって
測定された圧力とに基づいて異常を検出する安全機能部
６５と、時間を計時し、一定の周期でスイッチ５１およ
びスイッチ部６３を同期して切り換えるタイマ部６６と
を構成している。

【００１８】本実施例では、フローセンサ３０は一定時
間、例えば６秒毎に、所定の時間だけ間欠的に駆動され
る。タイマ部６６は、フローセンサ３０の駆動時にはス
イッチ５１が増幅回路４５の出力信号を選択し、且つス
イッチ部６３がＡ／Ｄ変換回路５２の出力信号を流量測
定部６１へ出力し、フローセンサ３０の駆動が停止して
いるときはスイッチ５１が増幅回路４６の出力信号を選
択し、且つスイッチ部６３がＡ／Ｄ変換回路５２の出力
信号を圧力測定部６２へ出力するように、スイッチ５１
およびスイッチ部６３を制御するようになっている。流
量測定部６１は、予め範囲が設定された小流量域ではＡ
／Ｄ変換回路５２の出力、すなわちフローセンサ３０の
出力に基づいて流量を算出し、予め範囲が設定された大
流量域ではパルス変換回路４４の出力、すなわち圧電膜
センサ３５の出力に基づいて流量を算出するようになっ
ている。安全機能部６５は、流量測定部６１によって測
定された流量が所定値を越えた場合や、圧力測定部６２
によって測定された圧力が所定値以下に低下した場合等
の異常時に、遮断弁駆動回路５３を制御して遮断弁１７
を閉じガスを遮断するようになっている。

【００１９】次に、本実施例に係るガスメータの動作に
ついて説明する。ガスメータの入口部１１から受け入れ
られたガスは、ガス流路１４、開口部１６およびガス流
路１５を順に経て、ノズル２１に入る。ノズル２１の通
路内に配設されたフローセンサ３０は一定時間、例えば
６秒毎に、所定の時間だけ間欠的に駆動される。タイマ
部６６は、フローセンサ３０の駆動時にはスイッチ５１
が増幅回路４５の出力信号を選択し、且つスイッチ部６
３がＡ／Ｄ変換回路５２の出力信号を流量測定部６１へ
出力し、フローセンサ３０の駆動が停止しているときは
スイッチ５１が増幅回路４６の出力信号を選択し、且つ
スイッチ部６３がＡ／Ｄ変換回路５２の出力信号を圧力
測定部６２へ出力するように、スイッチ５１およびスイ
ッチ部６３を制御する。フローセンサ３０の駆動時に
は、フローセンサ３０の出力信号は、増幅回路４５で増
幅され、スイッチ５１を経て、Ａ／Ｄ変換回路５２でデ
ィジタル信号に変換され、スイッチ部６３を経て流量測
定部６１に入力される。流量測定部６１は、小流量域で
はＡ／Ｄ変換回路５２の出力に基づいて流量を算出す
る。

【００２０】また、圧力センサ４０の出力信号は、増幅
回路４６で増幅され、フローセンサ３０の駆動停止時
に、スイッチ５１を経て、Ａ／Ｄ変換回路５２でディジ
タル信号に変換され、スイッチ部６３を経て圧力測定部
６２に入力され、圧力測定部６２によってガスの圧力が
測定される。

【００２１】また、ノズル２１を通過したガスは、噴流
となって噴出口より噴出される。噴出口より噴出された
ガスは、コアンダ効果により一方の側壁に沿って流れ
る。ここでは、まず側壁２３に沿って流れるものとす
る。側壁２３に沿って流れたガスは、更にフィードバッ
ク流路２７を経て、ノズル２１の噴出口側へ帰還され、
排出路３１を経て出口部１２より排出される。このと
き、ノズル２１より噴出されたガスは、フィードバック
流路２７を流れてきたガスによって方向が変えられ、今
度は他方の側壁２４に沿って流れるようになる。このガ
スは、更にフィードバック流路２８を経て、ノズル２１
の噴出口側へ帰還され、排出路３２を経て出口部１２よ
り排出される。すると、ノズル２１より噴出されたガス
は、今度は、フィードバック流路２８を流れてきたガス
によって方向が変えられ、再び側壁２３、フィードバッ
ク流路２７に沿って流れるようになる。以上の動作を繰
り返すことにより、ノズル２１を通過したガスは一対の
フィードバック流路２７，２８を交互に流れるフルイデ
ィック発振を行う。このフルイディック発振の周波数、
周期は流量と対応関係がある。

【００２２】フルイディック発振は圧電膜センサ３５に
よって検出され、圧電膜センサ３５の出力信号はパルス
変換回路４４でパルス化され、流量測定部６１に入力さ
れる。流量測定部６１は大流量域ではパルス変換回路４
４の出力に基づいて流量を算出する。

【００２３】このように本実施例によれば、センサ部４
２，４３にはＡ／Ｄ変換回路を設けずに、電子回路基板
５０に一つのＡ／Ｄ変換回路５２を設け、スイッチ５１
およびスイッチ部６３を用いて信号を切り換えることに
よって、一つのＡ／Ｄ変換回路５２を用いてフローセン
サ３０の出力信号と圧力センサ４０の出力信号を交互に
Ａ／Ｄ変換するようにしたので、図３に示した従来の構
成に比べてセンサ部４２，４３の大きさを小さくでき
る。また、Ａ／Ｄ変換回路が一つで済むと共に、電子回
路基板５０側においてディジタル信号用のインタフェー
スがセンサ部４２，４３に対して一つで済む。これらの
ことから、ガスメータの小型化が可能となり、製造コス
トの低減も可能となる。

【００２４】なお、本発明は上記実施例に限定されず、
例えば、実施例ではフローセンサ３０と圧力センサ４０
で一つのＡ／Ｄ変換回路５２を共用したが、一つのＡ／
Ｄ変換回路を共用するセンサはこれらフローセンサ３０
と圧力センサ４０に限定されない。例えば、流量を検出
するための複数のセンサを有するガスメータにおいて、
これらのセンサで一つのＡ／Ｄ変換回路を共用するよう
にしても良い。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明のガスメータ
によれば、一つの変換手段を用いて、複数のセンサの出
力信号を選択的にディジタル信号に変換するようにした
ので、ガスメータの構成が簡単になり、ガスメータの小
型化が可能になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るガスメータの回路構成
を示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施例に係るガスメータの構成を示
す断面図である。

【図３】従来のガスメータの概略を構成を示すブロック
図である。

【符号の説明】

３０ フローセンサ ４０ 圧力センサ ４１，４２，４３ センサ部 ５０ 電子回路基板 ５１ スイッチ ５２ Ａ／Ｄ変換回路 ６０ ＣＰＵ ６１ 流量測定部 ６２ 圧力測定部 ６３ スイッチ部 ６６ タイマ部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のセンサから出力されるアナログ信
   号をそれぞれディジタル信号に変換した後、信号処理す
   るガスメータにおいて、 各センサから出力されるアナログ信号のうちの一つを選
   択する選択手段と、 この選択手段によって選択された信号をディジタル信号
   に変換する変換手段と、 この変換手段から出力されるディジタル信号を信号処理
   する信号処理手段とを備えたことを特徴とするガスメー
   タ。
2. 【請求項２】 ガスの流速を検出するための流速センサ
   と、 ガスの圧力を検出するための圧力センサと、 前記流速センサから出力されるアナログ信号と前記圧力
   センサから出力されるアナログ信号の一方を交互に選択
   する選択手段と、 この選択手段によって選択された信号をディジタル信号
   に変換する変換手段と、 前記流速センサの出力信号に基づいてガスの流量を測定
   する流量測定手段と、 前記圧力センサの出力信号に基づいてガスの圧力を測定
   する圧力測定手段と、 前記選択手段によって流速センサから出力されるアナロ
   グ信号が選択されたときには前記変換手段から出力され
   るディジタル信号を前記流量測定手段へ出力し、前記選
   択手段によって圧力センサから出力されるアナログ信号
   が選択されたときには前記変換手段から出力されるディ
   ジタル信号を前記圧力測定手段へ出力する出力切換手段
   とを備えたことを特徴とするガスメータ。
3. 【請求項３】 フルイディック発振を生成するフルイデ
   ィック発振生成手段と、このフルイディック発振生成手
   段によって生成されたフルイディック発振を検出するた
   めのフルイディック発振検出センサとを更に備え、前記
   流量測定手段は、前記流速センサの出力信号に基づいて
   ガスの流量を測定する他に、前記フルイディック発振検
   出センサの出力信号に基づいてガスの流量を測定するこ
   とを特徴とする請求項２記載のガスメータ。