JPH10148553A

JPH10148553A - 流量計

Info

Publication number: JPH10148553A
Application number: JP34643996A
Authority: JP
Inventors: Michiyuki Katayama; 道幸片山
Original assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Current assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Priority date: 1996-11-19
Filing date: 1996-11-19
Publication date: 1998-06-02

Abstract

(57)【要約】【課題】液体の流路を開閉する弁体の移動量に正比例
した流量−出力特性を備える微少流量の計測に適した流
量計を提供しようとするものである。【解決手段】流量計本体２に流入口から流入する液体
が通過して流出口に達する流路を交差して設け、この交
差面を塞ぐ位置に永久マグネットが内蔵された弁体３を
移動可能に配置し、この弁体３の移動路近くにその移動
量を検出する磁気センサを配置する一方、流量計本体２
の弁体３の移動路端側に位置して弁体３内のマグネット
と反発する磁力を発生するマグネット部を設けるととも
に、交差する流路２ｃ，２ｄ間に略逆三角形状の開口を
設けて、弁体３の移動により徐々に開口面を大きくする
ように構成しているため、弁体の移動量に正比例した流
量−出力特性を備え、正確な液体の計測ができるばかり
か、弁体３の両側の微少な差圧に対応して弁体が移動で
き、微少な微少流量に対しても確実に計測ができる流量
計を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体の流量を計測
する流量計、特に回転計測部が使用されてない微少流量
の計測に適した流量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、液体の流量計測が工業界はもとよ
り食品業界、薬品・医療機器業界でも広く行われるよう
になり、低流量域での高精度な流量計測に加え、計測中
に液体に不純物が混じらないクリーンな状態下での流量
計測が要求されるようになってきている。これら要求に
応え、図３に示す流量計が創案されている。この流量計
１は、流量計本体２内に直交する第１流路２ｃおよび第
２流路２ｄを有し、これら流路２ｃ，２ｄの交差面を塞
ぐ位置に一方の流路２ｃに沿って移動可能な弁体３が配
置されている。この弁体３は、防錆処理された永久マグ
ネット３ａでなっており、直立する第１流路２ｃの壁面
とわずかな間隙をおいて配置されている。しかも、この
弁体３は常時は前記第１流路２ｃと第２流路２ｄとの交
差面を塞ぐように位置し、流出口２ｂに連通する第２流
路２ｄの圧力が低下すると、弁体３が移動して第１流路
２ｃと第２流路２ｄとの交差面を開放するように構成さ
れている。また、この流量計本体２の弁体３の移動路端
には前記永久マグネット３ａと反発する反発力を有する
固定側マグネット５１が配置されており、弁体３を永久
マグネット３ａとの反発力で押し下げるように構成され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この種の流量計では、
弁体３の移動時に、弁体３と第１流路２ｃの壁面との機
械的摺動抵抗がないことから、流入口２ａ側と流出口２
ｂ側との間の差圧が生じると、弁体３が移動でき、微少
流量域の液体の計測ができるのみならず、液体に不純物
が混じらないクリーンな状態下での計測ができる。しか
しながら、この流量計では、第１流路２ｃと第２流路２
ｄとの交差面は円形となっているため、弁体３が塞ぐ交
差面が半分以上である時と、弁体３が塞ぐ交差面が半分
以下である時とでは、弁体３の移動量と液体の流量の増
加量との関係が正比例しなくなり、正確性に欠ける液体
計測となる等の欠点が生じている。

【０００４】本発明は、上記欠点の除去を目的とするも
ので、計測部に回転計測部をなくし、弁体の移動量に比
例した流量−出力特性が得られる微少流量の計測に適し
た流量計を提供しようとするものである

【０００５】

【課題を解決するための手段】流量計本体に流入口から
流入する液体が通過して流出口に達する流路を交差して
設け、この交差面を塞ぐ位置に永久マグネットが内蔵さ
れた弁体を移動可能に配置し、この弁体の移動路近くに
その移動量を検出する磁気センサを配置する一方、流量
計本体の弁体の移動路端側に位置して弁体内の永久マグ
ネットと反発する磁力を発生するマグネット部を設けた
流量計において、流量計本体内の交差する流路の交差面
を略逆三角形状としている。

【０００６】また、流量計本体にはその内部で移動する
弁体の背部に流出口側の圧力を導入する背圧導入路を設
けて、流入口側の圧力と流出口側の圧力の差圧により弁
体がマグネット部の反発力とバランスする位置まで移動
可能に構成してもよい。

【０００７】さらに、マグネット部は電磁石として、反
発力を加減できるようにしてもよい。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
の形態を説明する。図１において、１は液体の流量を計
測する流量計であり、流入口２ａと流出口２ｂとを有す
る流量計本体２を有している。この流量計本体２には、
流入口２ａに連通して直立する横断面円形の第１流路２
ｃとその中間位置で直交する方向に延びかつ流出口２ｂ
に連通する横断面円形の第２流路２ｄとが設けられてい
る。また、この第１流路２ｃと第２流路２ｄとの間に
は、第１流路２ｃの周壁を切って第２流路２ｄの端面を
切り抜く第３流路２ｅが設けられている。この第３流路
２ｅは、図２に示すように略逆三角形状をなしており、
後記する弁体３が第３流路２ｅを開放する時、開口面が
一定比で増加するように構成されている。なお、前記略
三角形状の斜辺部は計測誤差を考慮して若干曲線様の斜
辺部であってもよい。

【０００９】前記第１流路２ｃ内には、第３流路２ｅの
下端位置の直下にストップ機構４が取付けられており、
このストップ機構４には柱状の弁体３が載置されてい
る。前記弁体３は第１流路２ｃの壁面と全周にわたって
液体が通過できる間隙をおいて移動可能に配置されてい
る。また、この弁体３は内部に永久マグネット３ａを内
包した耐摩耗性、耐食性に優れた樹脂材でなっており、
弁体３が第１流路２ｃに沿って移動する際に第１流路２
ｃの壁面に摺動することがあっても、摩擦粉の発生がな
いように構成されている。

【００１０】前記流量計本体２には、第１流路２ｃの上
端側に位置してかつ液体と隔離されて弁体３内の永久マ
グネット３ａと反発する磁力を発生するマグネット部５
が設けられており、常時永久マグネット３ａとマグネッ
ト部５との反発力で弁体３がストップ機構４に当接する
方向に押し下げられるように構成されている。前記マグ
ネット部５は流入口２ａ側または流出口２ｂ側が閉止さ
れると、弁体３を即座にストップ機構４に当接させて、
第３流路２ｅを閉止できるに十分な磁力を持つように構
成されている。このマグネット部５は永久マグネットで
構成してもよく、また電磁石で構成してもよく、マグネ
ット部５からの磁力を大きくして、反発力を大きくする
ことにより、一定流量に対する弁体３の移動量を押さえ
て、流量範囲を任意に拡大することができる。

【００１１】また、前記流量計本体２には第１流路２ｃ
の上端と第２流路２ｄとを連結する背圧導入路２ｆが設
けられており、流出口２ｂから液体が流出すると、流出
口２ｂ側の圧力が低下し、これが背圧導入路２ｆを通じ
て第１流路２ｃ内の弁体３の背部に伝わり、ただちに弁
体３が上昇して流入口２ｃ側の圧力と弁体３の背圧との
差圧すなわち弁体前後の圧力差とマグネット部の反発力
とがバランスする位置まで移動するように構成されてい
る。この時、第３流路２ｅの開口部の開口面をＳとする
と、液体の流量Ｑと弁体３の前後の圧力差△Ｐとの間に
は、Ｑ＝Ｋ_１・Ｓ・（△Ｐ）^１／２（Ｋ_１定数）が成立する。

【００１２】また、弁体３がその前後の差圧△Ｐで押し
上げられる時には、弁体３の移動量をＬとすると、 △Ｐ＝Ｋ_２・Ｌ（Ｋ_２は定数）が成立する。さらに、弁体３が移動して、第３流路２ｅ
の開口面積Ｓが変わる時、Ｓ＝Ｋ_３・Ｌ^１／２（Ｋ_３は定数）が成立する。従って、流量Ｑ＝Ｋ_１・Ｋ_３・Ｌ^１／２・
（Ｋ_２・Ｌ）^１／２＝Ｋ・Ｌ（Ｋ＝Ｋ_１・Ｋ_３・Ｋ
_２ ^１／２）となり、液体の流量Ｑは弁体の移動量Ｌに比
例することがわかる。

【００１３】一方、前記流量計本体２には第１流路２ｃ
に接近してかつ前記弁体３の移動量を磁界の変化から検
出する磁気センサ６が配置されており、この磁気センサ
６には弁体３の移動量に比例したアナログ信号を出力す
るリニアホールセンサが使用されている。この磁気セン
サの出力信号は演算部（図示せず）に送られ、ディジタ
ル値に変換後、所定の係数が乗算されて流量が算出され
るように構成されている。

【００１４】上記流量計において、流出口２ｂ側に配置
されたバルブ（図示せず）が開放されて、液体が流出口
２ｂから流出すると、その付近の液体の圧力が低下し、
これが背圧導入路２ｆを介して第１流路２ｃ内の弁体３
の背部に伝えらる。そのため、弁体の背部の圧力が低下
し、弁体３の上、下部に差圧が発生する。この差圧の発
生により弁体３は上昇し始め、第３流路２ｅが徐々に開
放されて、液体の流出量が増加して、差圧がマグネット
部５の反発力とバランスするところで弁体３は停止す
る。この時、弁体３の位置は磁気センサ６により検出さ
れ、この位置から弁体の移動量が算出され、この移動量
に正比例した液体の流量が算出される。また、流出口２
ｂから液体がわずかでも流出すると、ただちに弁体３の
上、下部に差圧が生じて弁体３が移動し始めるが、第３
流路２ｅの開口面は略逆三角形状の頂点付近の狭小面で
あるので、弁体３が微少な差圧に対応してわずかに移動
でき、微少な流量であっても確実に液体を計測すること
ができる。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は流量計本
体に流入口から流入する液体が通過して流出口に達する
流路を交差して設け、この交差面を塞ぐ位置に永久マグ
ネットが内蔵された弁体を移動可能に配置し、この弁体
の移動路近くにその移動量を検出する磁気センサを配置
する一方、流量計本体の弁体の移動路端側に位置して弁
体内のマグネットと反発する磁力を発生するマグネット
部を設けて、この反発力を弁体前後の差圧とバランスす
る位置まで弁体を移動させるとともに、交差する流路間
に略逆三角形状の開口を設けて、弁体の移動により開口
面を一定比で変化させているため、弁体の移動量に正比
例した液体の流量−出力特性を持ち、しかも弁体前後の
微少な差圧に対応しても弁体が移動できる微少流量の液
体計測に適した流量計を提供することができる等の利点
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る流量計の概略図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った要部拡大断面図であ
る。

【図３】従来例の一部を切り欠いた外観図である。

【符号の説明】

１流量計２流量計本体２ａ流入口２ｂ流出口２ｃ第１流路２ｄ第２流路２ｅ第３流路２ｆ背圧導入路３弁体３ａ永久マグネット４ストッパ機構５マグネット部６磁気センサ５１固定側マグネット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流量計本体に流入口から流入する液体が通
過して流出口に達する流路を交差して設け、この交差面
を塞ぐ位置に永久マグネットが内蔵された弁体を移動可
能に配置し、この弁体の移動路近くにその移動量を検出
する磁気センサを配置する一方、流量計本体の弁体の移動路端側に位置して弁体内の永久
マグネットと反発する磁力を発生するマグネット部を設
けた流量計において、流量計本体内の交差する流路の交差面を略逆三角形状と
したことを特徴とする流量計。
【請求項２】流量計本体内で移動する弁体の背部に流出
口側の圧力を導入する背圧導入路を設けて、流入口側の
圧力と流出口側の圧力との差圧により弁体がマグネット
部の反発力とバランスする位置まで移動可能に構成した
ことを特徴とする請求項１に記載の流量計。
【請求項３】マグネット部は電磁石でなることを特徴と
する請求項１または２に記載の流量計。