JPH10232148A - フルイディック型ガス流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガス種およびガス温度によらず、流速に対し
て自動補正されたフローセンサ出力が得られ、また電池
の消耗を低減できるフルイディック型ガス流量計を提供
する。 【解決手段】 流路内の流速を受けない位置に設置され
たガス種別判別用センサ８からのガス種に応じた出力
と、流路内に設置されたガス温度測定用抵抗体１２のガ
ス温度に応じた抵抗値とから、フローセンサ９上の発熱
体１５へ供給する電流値をマイクロコンピュータ（演算
制御回路）１０で演算し、可変電流回路１４により発熱
体供給回路１６の電流値を可変するとともに、フローセ
ンサ９の出力を増幅するフローセンサ増幅回路１７の増
幅率も演算し、増幅率可変回路１８で増幅率を可変す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、一般家庭などで
都市ガスやプロパンガスなどのガス使用流量を測定する
ガス流量計、特に、低流量域をフローセンサで測定し、
高流量域をフルイディック振動センサで測定するフルイ
ディック型ガス流量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般家庭で主に使用されている膜
式ガスメータは、可燃性ガスをガスメータ中に流してそ
の体積を測定している。近年、普及しつつあるフルイデ
ィック型ガス流量計は、低流量域をフローセンサで測定
し、高流量域をフルイディック振動センサで測定するも
のである。このフルイディック型ガス流量計の低流量域
測定を担うフローセンサは、ガスメータ流路内に取り付
けられ、フローセンサ上にある発熱体に電流を供給し
て、発熱体に発生するジュール熱が流速（流量）の変化
に従って追従することを利用したものである。

【０００３】フローセンサの駆動方式として、ガス温度
より一定温度だけ発熱体を上昇させて駆動する一定温度
駆動方式や、発熱体に一定電流を供給する一定電流駆動
方式などがある。両駆動方式とも、発熱体付近に熱を発
生させ、流速によって奪われる熱量の変化を発熱体の出
力電圧の変化として観測し、この電圧変化分を流量に換
算するものである。

【０００４】ところで、ガスメータを製造するようなと
ころでは、通常、ガスメータに空気を流入し、空気を流
すことにより可燃性ガスの代用をしている。しかし、ガ
スメータに流入するガス種やガス温度が変化すると、フ
ローセンサ上にある発熱体に供給する電流値を一定にし
ても、フローセンサは全く異なる値を出力し、発熱体を
ガス温度により一定温度だけ上昇させて駆動する一定温
度駆動方式でも、ガス種によって熱伝導率や熱伝達率が
変化し、流速に対するフローセンサ出力が変化する。

【０００５】そこで、特開平４−４７２２８号公報に記
載のガス流量計では、ガスの流速の影響を受けない位置
にガス組成検出温度センサを設置し、このセンサで検出
したガス種ごとの温度に従って発熱体の上昇温度を制御
することにより、ガス組成の変動による計測誤差を補償
している。しかし、これによると、ガス自体の温度変化
に対しては補償できず、実使用下では、計測誤差が発生
する。

【０００６】また、特開平８−１３６２９９号公報に記
載のガス流量計では、空気に対するフローセンサの器差
を補正する第１の器差補正テーブルと、可燃性ガスの空
気に対するフローセンサの器差を補正する第２の器差補
正テーブルを備え、可燃性ガスの流量をフローセンサで
計測し、第１の器差補正テーブルで補正したときの値
と、フルイディック振動センサにより計測した値との差
が一定以上のときに、第２の器差補正テーブルで補正し
て可燃性ガスの流量を求めるようにしている。

【０００７】しかし、この従来例によると、器差補正テ
ーブルをガスメータに持たせること自体、ガスメータ内
のマイクロコンピュータに対する負荷が大きくなり、フ
ローセンサ出力から流量を換算する計算時間が長くなる
ため、ガスメータ内の電池が消耗し、またガス種切り替
え手段を外部から切り替える操作が不便である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明の目
的は、ガス種およびガス温度によらず、流速に対して自
動補正されたフローセンサ出力が得られ、また電池の消
耗を低減できるフルイディック型ガス流量計を提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そのため、請求項１に記
載の発明は、たとえば以下の図示実施の形態に示すとお
り、低流量域測定用フローセンサ９と、高流量域測定用
フルイディック振動センサ２０とを有するフルイディッ
ク型ガス流量計において、流路内の流速を受けない位置
に設置されたガス種別判別用センサ８と、流路内に設置
されたガス温度測定用抵抗体１２と、フローセンサ９上
にある発熱体１５に電流を供給するための発熱体電流供
給回路１６と、その供給する電流値を可変できる可変電
流回路１４と、ガス種別判別用センサ８からのガス種に
応じた出力とガス温度測定用抵抗体１２のガス温度に応
じた抵抗値とから、可変電流回路１４による電流値の可
変量を演算して該可変電流回路１４を制御するマイクロ
コンピュータ１０のような演算制御回路とを備え、発熱
体１５に供給する電流値をガス種とガス温度に応じて可
変する、ことを特徴とする。

【００１０】請求項２に記載の発明は、たとえば以下の
図示実施の形態に示すとおり、請求項１に記載のフルイ
ディック型ガス流量計において、さらに、フローセンサ
９の出力を増幅して演算制御回路へ供給するフローセン
サ増幅回路１７と、その増幅率を可変する増幅率可変回
路１８とを備え、演算制御回路は、ガス種別判別用セン
サ８からのガス種に応じた出力とガス温度測定用抵抗体
１２のガス温度に応じた抵抗値とから、増幅率可変回路
１８の増幅率を演算して該増幅率可変回路１８を制御
し、フローセンサ出力の増幅率をガス種とガス温度に応
じて可変する、ことを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、この発明の実施の形態を図
面に基づいて詳述する。

【００１２】図１は、この発明によるフルイディック型
ガス流量計の一例の概要断面図である。ガスメータ本体
１には、ガスが流入する入口２とガスを排出する出口３
とが外面に設けられ、入口２から出口３に至る間の内部
に、高流量域において振動を発生するフルイディック型
振動素子４、そのフルイディック振動によって発生する
圧力を検出する圧力センサ５、地震などの緊急時にガス
の供給を停止する遮断弁６、ガスメータ本体１に流入す
る流体の整流のための整流素子７、流路内における流速
の影響を極力受けない位置または受けないような手段を
施して設置されたガス種別判別用センサ８、低流量測定
用のフローセンサ９が配置されている。

【００１３】入口２から流入したガスの流量が大きけれ
ば、フルイディック型振動素子４によって振動が発生
し、その振動数を圧力センサ５で検出する。ここで、フ
ルイディック型振動素子４と圧力センサ５が、フルイデ
ィック振動センサ２０を構成する。その検出されたフル
イディック振動数は、図２に示すマイクロコンピュータ
１０により流量に換算され、表示部１１に表示される。

【００１４】図２は、主に低流量域測定のための電気的
構成を示すブロック図で、高流量域を検出する上記フル
イディック振動センサ２０は省略してある。

【００１５】演算制御回路でもあるマイクロコンピュー
タ１０内のメモリには、あらかじめ、ある特定の流体、
たとえば空気を基準とする流量に対するフローセンサ９
の出力の関係式が書き込まれている。フルイディック振
動センサ２０によるフルイディック振動が確認されない
場合、まず、ガス種別判別用センサ８によってガス種の
判別を行う。また、フローセンサ９上にあるガス温度測
定用抵抗体１２は、基準温度での抵抗値とガス温度に対
する変化率（抵抗温度係数）があらかじめ測定されてお
り、その値もマイクロコンピュータ１０内のメモリに書
き込まれている。

【００１６】ガス温度を知るためには、ガス温度測定用
抵抗体１２に、発熱しない程度の微小の一定の電流値、
たとえば１００μＡ程度の電流を通電し、その温度での
電流値をＡ／Ｄコンバータ１３で読み込む。このＡ／Ｄ
コンバータ１３でデジタル化された信号をマイクロコン
ピュータ１０が取り込み、そのメモリに格納されている
基準温度での抵抗値と抵抗温度係数とからガス温度を測
定する。それらの結果を基に、マイクロコンピュータ１
０は、可変電流回路１４にフローセンサ９の発熱体１５
に通電する電流値を決定し、出力する。その電流値が発
熱体電流供給回路１６を介して発熱体１５に供給され、
これが発熱する。

【００１７】ガスの流れによるフローセンサ９の出力の
変化分は、フローセンサ増幅回路１７に出力され、増幅
される。その増幅電圧であるアナログ信号がＡ／Ｄコン
バータ１３でデジタル信号に変換され、マイクロコンピ
ュータ１０に送出される。マイクロコンピュータ１０内
で読み取られた電圧値と、ガス種判別用センサ８の結果
と、ガス温度測定用抵抗体１２の抵抗値から測定された
温度とに、空気に対する計数を乗算することにより、流
入されたガスに対する流量換算が行われ、その流量値が
表示部１１に表示される。

【００１８】また、発熱体１５に一定電流を供給する場
合には、マイクロコンピュータ１０は、ガス温度測定用
抵抗体１２とガス種判別用センサ８からの情報により、
フローセンサ出力の増幅率を決定し、増幅率可変回路１
８に出力する。フローセンサ増幅回路１７は、この増幅
率可変回路１８により増幅率を可変される。

【００１９】ガスの流れによるフローセンサ９の出力変
化分は、マイクロコンピュータ１０で決定された増幅率
で動作しているフローセンサ増幅回路１７に出力され、
Ａ／Ｄコンバータ１３でデジタル信号に変換され、マイ
クロコンピュータ１０に送出される。その読み取った電
圧値と、ガス種判別用センサ８の結果と、ガス温度測定
用抵抗体１２の抵抗値から測定された温度とに、空気に
対する計数をマイクロコンピュータ１０で乗算すること
により、流入されたガスに対する流量換算が行われ、そ
の流量値が表示部１１に表示される。

【００２０】

【発明の効果】請求項１に係る発明によると、フローセ
ンサ上の発熱体に供給する電流値をガス種とガス温度に
応じて可変するため、ガス種やガス温度によらず自動補
正されたフローセンサ出力が得られ、発熱体を駆動する
電流値を低減させることができるので、バッテリの消費
を低減できる。また、マイクロコンピュータのメモリ内
に器差補正テーブルをもたなくともよくなるので、マイ
クロコンピュータのメモリ容量を小さくでき、かつマイ
クロコンピュータの処理時間も短くなる。

【００２１】請求項２に係る発明によれば、ガス種やガ
ス温度によらず一層精度良く自動補正されたフローセン
サ出力が得られるので、フローセンサを駆動する回路部
品を少なくでき、マイクロコンピュータの処理時間もさ
らに短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるフルイディック型ガス流量計の
一例の概要断面図である。

【図２】同ガス流量計の電気的構成の一部を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１ ガスメータ本体 ２ 入口 ３ 出口 ４ フルイディック型振動素子 ５ 圧力センサ ６ 遮断弁 ７ 整流素子 ８ ガス種別判別用センサ ９ フローセンサ １０ マイクロコンピュータ（演算制御回路） １１ 表示部 １２ ガス温度測定用抵抗体 １３ Ａ／Ｄコンバータ １４ 可変電流回路 １５ 発熱体 １６ 発熱体電流供給回路 １７ フローセンサ増幅回路 １８ 増幅率可変回路 ２０ フルイディック振動センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷 勇一 愛知県名古屋市中区錦二丁目２番13号 リ コーエレメックス株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低流量域測定用フローセンサと、高流量
   域測定用フルイディック振動センサとを有するフルイデ
   ィック型ガス流量計において、流路内の流速を受けない
   位置に設置されたガス種別判別用センサと、流路内に設
   置されたガス温度測定用抵抗体と、前記フローセンサ上
   にある発熱体に電流を供給するための発熱体電流供給回
   路と、その供給する電流値を可変できる可変電流回路
   と、前記ガス種別判別用センサからのガス種に応じた出
   力と前記ガス温度測定用抵抗体のガス温度に応じた抵抗
   値とから、前記可変電流回路による電流値の可変量を演
   算して該可変電流回路を制御する演算制御回路とを備え
   たことを特徴とする、フルイディック型ガス流量計。
2. 【請求項２】 前記フローセンサの出力を増幅して前記
   演算制御回路へ供給するフローセンサ増幅回路と、その
   増幅率を可変する増幅率可変回路とを備え、前記演算制
   御回路は、前記ガス種別判別用センサからのガス種に応
   じた出力と前記ガス温度測定用抵抗体のガス温度に応じ
   た抵抗値とから、前記増幅率可変回路の増幅率を演算し
   て該増幅率可変回路を制御することを特徴とする、請求
   項１に記載のフルイディック型ガス流量計。