JPH0862001A - 流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 上流側からの圧力変動の影響を低減でき、正
確な計量を行うことができる流量計を提供する。 【構成】 マイクロコンピュータ４２には差圧センサ４
４の出力信号が入力されており、可変絞り部４０の上流
側および下流側の差圧を監視する。マイクロコンピュー
タ４２は差圧センサ４４の出力（差圧）が一定値になる
ようにステッピングモータ４３を駆動させる。ステッピ
ングモータ４３はマイクロコンピュータ４２が演算した
差圧に応じて回転数が変化し、可変絞り部４０の流体通
過口４０ａの開度を変化させる

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はフルイディック流量計な
どの流量計に係り、特に上流側での圧力変動の影響を低
減させる手段を有する流量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】フルイディック流量計は、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、ノズルを通過した流体を各側壁の外側に
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を利用し、ノズルを通過し
た流体の流れる方向の切り替わりの周波数（以下、発振
周波数という。）に基づいて流体の流量を計量するもの
である。

【０００３】ところで、ガスメータとして使用するこの
種の流量計では、流量計の下流側に接続された機器によ
って発生するガス圧力の変動（脈動）が流量計の計量部
や流量計の上流側へ伝わらないように、流量計の出口部
に、絞りや、パンチングメタル（多数の孔を形成した金
属板）、焼結金属等の多孔質板や、ゴムチューブ等の緩
衝流路を設けたものが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、流量計
をガスメータとして用いた場合には、近隣のガスメータ
の状態や近隣のガスの使用状況等によって、流量計の上
流側でも圧力変動が発生するが、従来は流量計の上流側
での圧力変動については考慮されていなかった。上流側
での圧力変動があるガスの流量をフルイディック流量計
によって計量した場合、上流側での圧力変動によってフ
ルイディック流量計の発振周波数が乱れ、例えば、フル
イディック流量計の発振周波数が上流側での圧力変動の
周波数またはその１／２の周波数に変化する場合があ
る。そのため、計量した流量の誤差が大きくなったり、
流量を計量できなくなったりする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、上流側からの圧力変動の影響も低減
でき、正確な計量を行うことができる流量計を提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の流量計
は、本体内の流体流路に設けられると共に、流体通過口
の開度を任意の大きさに変更可能な可変絞り部と、この
可変絞り部の上流側および下流側それぞれの流体流路に
おける流体圧力の差圧を検出する差圧検出手段と、この
差圧検出手段により検出された差圧に応じて前記可変絞
り部の開度を変更させる可変絞り部駆動手段とを備えた
ものである。

【０００７】この流量計では、差圧検出手段によって可
変絞り部の上流側および下流側それぞれの流体流路にお
ける流体圧力の差圧が検出され、可変絞り部駆動手段に
よって、検出された差圧の大きさに応じて可変絞り部の
開度が変更される。これにより上流側または下流側での
圧力変動の変動幅が小さくなり、計量誤差が低減され
る。

【０００８】請求項２記載の流量計は、請求項１記載の
流量計において、前記可変絞り部駆動手段が、前記差圧
検出手段により検出された差圧が一定値になるように前
記可変絞り部の開度を調整するよう構成したもので、こ
れにより流体流路における圧力損失を一定に保ちつつ圧
力変動を抑制することができる。

【０００９】

【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。

【００１０】図１は本発明の一実施例に係るフルイディ
ック流量計の構成を表すものである。本実施例は、ガス
メータとして使用するフルイディック流量計の例であ
る。図１に示すように、本実施例のフルイディック流量
計は、気体（ガス）を受け入れる入口部１１と気体を排
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との間に第１の気体流路１４が形成され、隔壁１
３と出口部１２との間に第２の気体流路１５が形成され
ている。隔壁１３には開口部１６が設けられ、第１の気
体流路１４内には、開口部１６を閉塞可能な弁体１７が
設けられている。また、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の側壁を貫通して弁体１７に接合されてい
る。そして、ソレノイド１８が消磁状態のときは弁体１
７が開口部１６から離れ、開口部１６が開放された状態
となり、ソレノイド１８が励磁状態のときはプランジャ
１９が突出して弁体１７が開口部１６を閉塞するように
なっている。

【００１１】第２の気体流路１５内には、入口部１１か
ら受け入れた気体を通過させて噴流を発生させるノズル
２０が設けられている。このノズル２０の下流側には、
拡大された流路を形成する一対の側壁２１、２２が設け
られている。この側壁２１、２２の間には、所定の間隔
を開けて、上流側に第１のターゲット２３、下流側に第
２のターゲット２４がそれぞれ配設されている。また、
側壁２１、２２の外側には、ノズル２０を通過した気体
を各側壁２１、２２の外周部に沿ってノズル２０の噴出
口側へ帰還させる一対のフィードバック流路２５、２６
を形成するためのリターンガイド２７が配設されてい
る。また、フィードバック流路２５、２６の各出口部分
と出口部１２との間には、リターンガイド２７の背面と
本体１０とによって、一対の排出路２８、２９が形成さ
れている。

【００１２】ノズル２０の噴出口の近傍には、ノズル２
０を通過した気体の流れる方向の切り替わりを検出する
後述の圧電膜センサ４１にガス圧を導くための導圧孔３
０、３１が形成されている。

【００１３】また、本実施例では、本体１０内の気体流
路、例えば入口部１１に可変絞り部４０が設けられてい
る。この可変絞り部４０は流体通過口４０ａの開度を任
意の大きさに変更可能なものであれば良く、例えば絞り
弁により構成される。可変絞り部４０の上流側および下
流側それぞれの気体流路には導圧孔５０ａ、５０ｂが形
成されており、これら導圧孔５０ａ、５０ｂはそれぞれ
後述の差圧センサ４４へ接続されている。

【００１４】図２は本実施例に係るフルイディック流量
計の回路部分の構成を表すものである。このフルイディ
ック流量計は、圧電膜センサ４１の出力信号を入力とし
て流量を演算するためのマイクロコンピュータ４２を備
えている。マイクロコンピュータ４２は、圧電膜センサ
４１の出力を２値化してパルス化し、単位時間当たりの
パルス数をカウントして、ノズル２０を通過した気体の
流れる方向の切り替わりの周波数を求め、この周波数を
流量に換算する。

【００１５】本実施例のマイクロコンピュータ４２に
は、さらに差圧センサ４４の出力信号が入力されてお
り、これにより可変絞り部４０の上流側および下流側の
流路における差圧を監視するようになっている。マイク
ロコンピュータ４２は、流量が零以外のときに、差圧セ
ンサ４４の出力（差圧）が一定値になるように、可変絞
り部駆動手段としてのステッピングモータ４３を駆動す
るようになっている。ステッピングモータ４３はマイク
ロコンピュータ４２が演算した差圧に応じて回転数が変
化し、可変絞り部４０の流体通過口４０ａの開度を変化
させるようになっている。

【００１６】なお、本実施例のフルイディック流量計
は、ガスメータとして使用した場合における安全機能と
して、マイクロコンピュータ４２が圧電膜センサ４１の
出力を基に所定量以上の流量を検出した場合や所定の流
量を所定時間以上検出した場合等に、図示しないソレノ
イド駆動回路を動作させてソレノイド１８を励磁し、弁
体１７によって開口部１６を閉塞してガスを遮断するよ
うになっている。

【００１７】次に、本実施例のフルイディック流量計の
作用について説明する。

【００１８】フルイディック流量計の入口部１１から受
け入れられた気体（ガス）は、第１の気体流路１４、開
口部１６を通過して、第２の気体流路１５に入る。第２
の気体流路１５に入った気体はノズル２０を通過し噴流
となって噴出される。ノズル２０より噴出された気体
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２１に沿って流れるものとする。側壁
２１に沿って流れた気体は、更にフィードバック流路２
５を経て、ノズル２０の噴出口側へ帰還され、排出路２
８を経て出口部１２より排出される。このとき、ノズル
２０より噴出された気体は、フィードバック流路２５を
流れてきた気体によって方向が変えられ、今度は他方の
側壁２２に沿って流れるようになる。この気体は、更に
フィードバック流路２６を経て、ノズル２０の噴出口側
へ帰還され、排出路２９を経て出口部１２より排出され
る。すると、ノズル２０より噴出された気体は、今度
は、フィードバック流路２６を流れてきた気体によって
方向が変えられ、再び側壁２１、フィードバック流路２
５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２０を通過した気体は一対のフィード
バック流路２５、２６を交互に流れる。この気体の流れ
る方向の切り替わりの周波数は流量と対応関係がある。
ノズル２０を通過した気体の流れる方向の切り替わりの
周波数は圧電膜センサ４１の出力に基づいてマイクロコ
ンピュータ４２によって求められる。マイクロコンピュ
ータ４２は、求めた周波数より流量を演算する。

【００１９】また、マイクロコンピュータ４２では、差
圧センサ４４の出力を基に可変絞り部４０の上流側およ
び下流側の差圧を監視し、その差圧が一定値になるよう
に、ステッピングモータ４３を駆動する。これによりス
テッピングモータ４３の回転数が変化し、可変絞り部４
０の流体通過口４０ａの開度を変化させる。

【００２０】このように本実施例によれば、差圧検出手
段（差圧センサ４４およびマイクロコンピュータ４２）
によって可変絞り部４０の上流側および下流側の差圧が
検出され、可変絞り部駆動手段（ステッピングモータ４
３）によって、検出された差圧に応じて可変絞り部４０
の開度が変更される。すなわち、可変絞り部４０をガス
流路に設けることにより、交流電気回路にコイルを挿入
したと等価の状態となり、これにより上流側での圧力変
動の変動幅が小さくなる。また、可変絞り部４０の開度
を可変絞り部４０の上流側および下流側の差圧に応じて
変化させることにより、小流量から大流量まで最適な絞
り径とすることができるため、外乱がある中でも正確に
計量することができる。さらに、本実施例においては、
可変絞り部４０の上流側および下流側の差圧が一定値に
なるように可変絞り部４０の開度を変化させるようにし
たので、ガス流路における圧力損失を一定に保ちつつ圧
力変動を抑制することができる。

【００２１】上記実施例においては、可変絞り部４０の
設置位置を本体１０の入口部１１とし、上流側からの圧
力変動の影響を防止するようにしたが、可変絞り部４０
を本体１０の出口部１２に設け、下流側からの圧力変動
の影響を防止するようにしてもよい。また、流量計とし
てはフルイディック流量計に限らず、他の流量計であっ
てもよい。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明の流量計によ
れば、流体流路に可変絞り部を設けると共に、この可変
絞り部の開度を可変絞り部の前後の流路における差圧に
応じて変化させるようにしたので、圧力変動の変動幅を
小さくでき、外乱がある中でも正確に計量できるという
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るフルイディック流量計
の構成を表す断面図である。

【図２】図１の流量計の回路部分の要部構成を表すブロ
ック図である。

【符号の説明】

１０ 本体 １１ 入口部 １２ 出口部 ２０ ノズル ４０ 可変絞り部 ４２ マイクロコンピュータ ４３ ステッピングモータ ４４ 差圧センサ ５０ａ，５０ｂ 導圧孔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体内の流体流路に設けられると共に、
   流体通過口の開度を任意の大きさに変更可能な可変絞り
   部と、 この可変絞り部の上流側および下流側それぞれの流体流
   路における流体圧力の差圧を検出する差圧検出手段と、 この差圧検出手段により検出された差圧に応じて前記可
   変絞り部の開度を変更させる可変絞り部駆動手段とを具
   備することを特徴とする流量計。
2. 【請求項２】 前記可変絞り部駆動手段は、前記差圧検
   出手段により検出された差圧が一定値になるように前記
   可変絞り部の開度を調整することを特徴とする請求項１
   記載の流量計。