JPS6015517A - 流量検出装置 - Google Patents
流量検出装置Info
- Publication number
- JPS6015517A JPS6015517A JP12382183A JP12382183A JPS6015517A JP S6015517 A JPS6015517 A JP S6015517A JP 12382183 A JP12382183 A JP 12382183A JP 12382183 A JP12382183 A JP 12382183A JP S6015517 A JPS6015517 A JP S6015517A
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- Japan
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- magnetic
- flow
- swirling
- fluid
- rotating body
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
- G01F1/056—Orbital ball flowmeters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は流体の流量を計測する流量検出装置の全体構成
に関するものである。
に関するものである。
従来例の構成とその問題点
従来この種の流量検出装置は第１図及び第２図に示すよ
うに構成されている。第１図、第２図において、１は断
面円形状の環状流路でこの流路の外周に流入通路２、及
び流出通路３が開口している。この流入通路２にはノズ
ル４が設けられている。また環状流路１内には球体５が
挿入されていると共に、透明窓６，７が構成され、発光
素子８と受光素子９が設けられている。このような構成
において流体か流入通路２のノズル４から環状流路１内
に入ると、流れは環状流路１内を環流しながら流入通路
２から流出通路３へ流れ、それと共に球体５も図中実線
の矢印の方向に環状流路１内を同口運動する。この球体
の周回面１販数は流体の流量に比例するなど相関がある
ため、球体５の回転数を発光素子８と受光素子９により
パルス信号として検出し制御回路を通して流量を計測す
る。
うに構成されている。第１図、第２図において、１は断
面円形状の環状流路でこの流路の外周に流入通路２、及
び流出通路３が開口している。この流入通路２にはノズ
ル４が設けられている。また環状流路１内には球体５が
挿入されていると共に、透明窓６，７が構成され、発光
素子８と受光素子９が設けられている。このような構成
において流体か流入通路２のノズル４から環状流路１内
に入ると、流れは環状流路１内を環流しながら流入通路
２から流出通路３へ流れ、それと共に球体５も図中実線
の矢印の方向に環状流路１内を同口運動する。この球体
の周回面１販数は流体の流量に比例するなど相関がある
ため、球体５の回転数を発光素子８と受光素子９により
パルス信号として検出し制御回路を通して流量を計測す
る。
この従来例の問題点としては、まず第１に長期間使用時
や不透明流体において検出が不能となる。
や不透明流体において検出が不能となる。
発光素子８から出た光は透明窓６，７を通過して受光素
子９に入りこの光の中を球体５がさえぎることにより回
転を検出する構成であるため、長期間の使用において環
状流路１内に水アカやスケールが付着すると光の通過量
が減少され検出不能となる。また不透明流体においては
光の通過が困難な為、検出が不能となる。第２に流量抵
抗が大きいことが上げられる。環状流路１を形成してい
るため流路の入口出口が方向変換し、それによる曲がり
損失を生じると共に、環流か流入通路附近で流入通路２
からの流れと交わるため流入抵抗となって損失を生じる
。更に球体５の周回が促進するように球体を環状流路１
の断面積に近い大きさで構成されている場合にも大きな
流路抵抗となる。
子９に入りこの光の中を球体５がさえぎることにより回
転を検出する構成であるため、長期間の使用において環
状流路１内に水アカやスケールが付着すると光の通過量
が減少され検出不能となる。また不透明流体においては
光の通過が困難な為、検出が不能となる。第２に流量抵
抗が大きいことが上げられる。環状流路１を形成してい
るため流路の入口出口が方向変換し、それによる曲がり
損失を生じると共に、環流か流入通路附近で流入通路２
からの流れと交わるため流入抵抗となって損失を生じる
。更に球体５の周回が促進するように球体を環状流路１
の断面積に近い大きさで構成されている場合にも大きな
流路抵抗となる。
また流入通路２に球体５の周回を円滑にするようノズル
４を設けるとさらに大きな流路抵抗となる。
４を設けるとさらに大きな流路抵抗となる。
第３にセンサとしての構造が大きくなりやすいなど構成
の課題かあ・る。上記のように通路抵抗が大きくなるた
めそれを低減するよう通路径を大きくする必要があり、
また直管などに対し、環状流路１を有しているためその
分のスペースが必要であリセンサ全体として前後の通路
に対し大型になる。
の課題かあ・る。上記のように通路抵抗が大きくなるた
めそれを低減するよう通路径を大きくする必要があり、
また直管などに対し、環状流路１を有しているためその
分のスペースが必要であリセンサ全体として前後の通路
に対し大型になる。
加えて流入通路２と流出通路３の方向がある程度限定さ
れることになり、センサとして機器などに組込む際に構
成上の制約が生じたり、全体の大型化につながるなどの
問題点がある。
れることになり、センサとして機器などに組込む際に構
成上の制約が生じたり、全体の大型化につながるなどの
問題点がある。
発明の目的
本発明は、このような従来の欠点を解消するもので流路
内のスケール付着状態や不透明流体においても使用可能
な、小型低損失の流量検出器装置を提供することを目的
とする。
内のスケール付着状態や不透明流体においても使用可能
な、小型低損失の流量検出器装置を提供することを目的
とする。
発明の構成
この目的を達成するために本発明は、被検出流体を軸流
旋回させる旋回手段と、この軸流旋回による旋回流の中
に位置し流れの方向に対して垂直方向に周回する磁性回
転体と、この磁性回転体の流出防止手段と、前記磁性回
転体が周回する周回面近傍で前記被検出流体に非接触な
位置に磁気検出素子と、この磁気検出素子に磁界を与え
る電磁石からなる回転検出器を設けたものであり、この
構成により流量に比例して周回する磁性回転体を磁気を
利用して検出するため流路内の水アカやスケールに関係
なく流量検出が可能となる。また流体の流れを軸流旋回
し、この旋回流の中で流路面積に比べ面積の小さい磁性
回転体を回転することにより極めて小さい流量抵抗が実
現できるとともに、小型コンパクトな流量検出装置を得
ることができる。
旋回させる旋回手段と、この軸流旋回による旋回流の中
に位置し流れの方向に対して垂直方向に周回する磁性回
転体と、この磁性回転体の流出防止手段と、前記磁性回
転体が周回する周回面近傍で前記被検出流体に非接触な
位置に磁気検出素子と、この磁気検出素子に磁界を与え
る電磁石からなる回転検出器を設けたものであり、この
構成により流量に比例して周回する磁性回転体を磁気を
利用して検出するため流路内の水アカやスケールに関係
なく流量検出が可能となる。また流体の流れを軸流旋回
し、この旋回流の中で流路面積に比べ面積の小さい磁性
回転体を回転することにより極めて小さい流量抵抗が実
現できるとともに、小型コンパクトな流量検出装置を得
ることができる。
実施例の説明
次に本発明の実施例について第３図〜第５図に基ついて
説明する。第３図において１０はハウジングであり、こ
のハウジング１ｏの内部には被検出流体を軸流旋回させ
る旋回手段である翼１１がケーシング１２に固定されて
いる。この翼１１は円弧基１３と軸１４で構成されてい
る。この円弧翼１３の上流側聞１６１部１５は前記被検
出流体の流れ方向を示す矢印１６とほぼ平行して設けら
れている。また円弧翼１３は下流部１７に行くに従って
円弧状に構成されている。この免１１の下流には磁性回
転体である磁性球体１８があり、その下流には前記磁性
球体１８の流出防止手段である球体受け１９が前記ケー
シング１２に固定されている。
説明する。第３図において１０はハウジングであり、こ
のハウジング１ｏの内部には被検出流体を軸流旋回させ
る旋回手段である翼１１がケーシング１２に固定されて
いる。この翼１１は円弧基１３と軸１４で構成されてい
る。この円弧翼１３の上流側聞１６１部１５は前記被検
出流体の流れ方向を示す矢印１６とほぼ平行して設けら
れている。また円弧翼１３は下流部１７に行くに従って
円弧状に構成されている。この免１１の下流には磁性回
転体である磁性球体１８があり、その下流には前記磁性
球体１８の流出防止手段である球体受け１９が前記ケー
シング１２に固定されている。
この磁性球体１８構成としては、中空鋼球、中実鋼球、
ＦｅＮｉメッキを表面に行なった樹脂球等がある。ハウ
ジング１０の外部には電磁石２０と磁気抵抗素子２１か
らなる磁性球体１８の検出手段である回転検出器２２が
設けられ流量検出装置が構成されている。２３は制御装
置である。２４はケーシング１２の止め輪である。２５
．２６は入口及び出口であり２７は磁性球体１８の回転
方向を示す矢印である。
ＦｅＮｉメッキを表面に行なった樹脂球等がある。ハウ
ジング１０の外部には電磁石２０と磁気抵抗素子２１か
らなる磁性球体１８の検出手段である回転検出器２２が
設けられ流量検出装置が構成されている。２３は制御装
置である。２４はケーシング１２の止め輪である。２５
．２６は入口及び出口であり２７は磁性球体１８の回転
方向を示す矢印である。
第４図は免１１を入口２５側から見た場合の図であるか
、６枚の円弧翼１３が軸１４から伸び翼１１を構成して
おり、円弧翼１３の間の間隙部２８は極めて小さく設け
られている。
、６枚の円弧翼１３が軸１４から伸び翼１１を構成して
おり、円弧翼１３の間の間隙部２８は極めて小さく設け
られている。
第５図は球体受け１９であるが、２９は磁性球体１８の
周回面であり円錐形状に構成されている。
周回面であり円錐形状に構成されている。
３０は流路である。
次に上記構成における動作を第３図〜第５図において説
明する。入口２４側から流入した被検出流体は、翼１１
の円弧翼１３に沿って下流へと流れることにより軸流旋
回される。この結果旋回流により運動力を得て磁性球体
１８は流れの方向に対して直角方向に周回する。この時
磁性球体１８は球体受け１９の周回面２８とケーシング
１２の２点に当接して周回する。この磁性球体１８の周
回回転数は流量に比例するため、この磁性球体１８の回
転数を計測することにより流量を測定することができる
。その方法は、先ず制御装置２３からの通電により励磁
された電磁石２０が磁気抵抗素子２１に対して一定強さ
の磁界を与えている。
明する。入口２４側から流入した被検出流体は、翼１１
の円弧翼１３に沿って下流へと流れることにより軸流旋
回される。この結果旋回流により運動力を得て磁性球体
１８は流れの方向に対して直角方向に周回する。この時
磁性球体１８は球体受け１９の周回面２８とケーシング
１２の２点に当接して周回する。この磁性球体１８の周
回回転数は流量に比例するため、この磁性球体１８の回
転数を計測することにより流量を測定することができる
。その方法は、先ず制御装置２３からの通電により励磁
された電磁石２０が磁気抵抗素子２１に対して一定強さ
の磁界を与えている。
次に被検出流体が流れ磁性球体１８が周回し前記磁界中
を通過すると前記磁気抵抗素子２１の抵抗値が変化する
。この変化を電圧のパルス信号として取り出し制御装置
２３を介して被検出流体が流れたことを検知する。この
検知した直後（例えば１秒後）には前記電磁石２０の励
磁状態を制御装置２３の信号により僅かな時間（例えば
１秒間）消去する。その後再び前記電磁石２０を励磁状
態に戻し前記パルス信号を制御装置２３で計算処理する
ことにより流量を測定するものである。この計算処理の
種類としては、パルス数を積算計測することにより流量
の積算が可能であり、単位時間当りのパルス数あるいは
パルス間の時間を計測することにより瞬時流量をめるこ
とができる。
を通過すると前記磁気抵抗素子２１の抵抗値が変化する
。この変化を電圧のパルス信号として取り出し制御装置
２３を介して被検出流体が流れたことを検知する。この
検知した直後（例えば１秒後）には前記電磁石２０の励
磁状態を制御装置２３の信号により僅かな時間（例えば
１秒間）消去する。その後再び前記電磁石２０を励磁状
態に戻し前記パルス信号を制御装置２３で計算処理する
ことにより流量を測定するものである。この計算処理の
種類としては、パルス数を積算計測することにより流量
の積算が可能であり、単位時間当りのパルス数あるいは
パルス間の時間を計測することにより瞬時流量をめるこ
とができる。
本実施例では、回転検出器２２が被検出流体の流れによ
る磁性球体１８の周回を検出したのちに、電磁石２０の
励磁状態を消去することにより電磁石２０に近いケーシ
ング１２の流路壁に耐着する被検出流体中に含まれる鉄
粉等が、前記被検出流体の流れにより下流へ流されるこ
とになる。このため磁性球体１８の周回する位置には前
記鉄粉等の耐着もなく磁性球体１８は安定した周回を行
なう。即ち電磁石２０の励磁状態を消去することにより
、流量検出器のクリーニング作用となる。その後再び励
磁状１８に復帰することにより計測が開始される。
る磁性球体１８の周回を検出したのちに、電磁石２０の
励磁状態を消去することにより電磁石２０に近いケーシ
ング１２の流路壁に耐着する被検出流体中に含まれる鉄
粉等が、前記被検出流体の流れにより下流へ流されるこ
とになる。このため磁性球体１８の周回する位置には前
記鉄粉等の耐着もなく磁性球体１８は安定した周回を行
なう。即ち電磁石２０の励磁状態を消去することにより
、流量検出器のクリーニング作用となる。その後再び励
磁状１８に復帰することにより計測が開始される。
発明の効果
以上の説明から明らかなように本発明の流量検出装置は
、被検出流体を軸流旋回させる旋回手段と、この軸流旋
回による旋回流の中に位置し流れの方向に対して垂直方
向に周回する磁性回転体と、この磁性回転体を旋回流の
中にとどめる流出防止手段と、前記磁性回転体が周回す
る周回面近傍で前記被検出流体に非接触な位置に磁気検
出素子と、この磁気検出素子に磁界を与える電磁石から
なる回転検出器を設けることにより下記の効果を有する
ものである。
、被検出流体を軸流旋回させる旋回手段と、この軸流旋
回による旋回流の中に位置し流れの方向に対して垂直方
向に周回する磁性回転体と、この磁性回転体を旋回流の
中にとどめる流出防止手段と、前記磁性回転体が周回す
る周回面近傍で前記被検出流体に非接触な位置に磁気検
出素子と、この磁気検出素子に磁界を与える電磁石から
なる回転検出器を設けることにより下記の効果を有する
ものである。
（１）磁性回転体の回転は、被検出流体に非接触な状態
で電磁石と磁気検出素子よりなる回転検出器により検出
されるため、長期間の使用における流路内の水アカやス
ケールの付着に影響されることはない。また不透明流体
においても計測可能である。
で電磁石と磁気検出素子よりなる回転検出器により検出
されるため、長期間の使用における流路内の水アカやス
ケールの付着に影響されることはない。また不透明流体
においても計測可能である。
（２）磁気検出素子に磁界を与える手段として電磁石を
使用しているため、被検出流体の温度が変化した際にも
安定した磁界強さく永久磁石等では温度変（ヒにより磁
界強さが変化する）を得ることができ安定した流量計測
が可能である。
使用しているため、被検出流体の温度が変化した際にも
安定した磁界強さく永久磁石等では温度変（ヒにより磁
界強さが変化する）を得ることができ安定した流量計測
が可能である。
（３）流路内は、流体に対して旋回流を与える固定翼は
低抵抗であり、磁性球体も流路内で軸流に対し周回する
構成で流路径に比べ一段と小径であり全体として流量抵
抗が極めて小さくなる。又従来のボール式流量センサと
の比較においても流路の極端な曲がりがない、流れ自体
の干渉がない、球体の大きさは流路に対し小径に設けら
れるなど流量抵抗は極めて小さくなる。
低抵抗であり、磁性球体も流路内で軸流に対し周回する
構成で流路径に比べ一段と小径であり全体として流量抵
抗が極めて小さくなる。又従来のボール式流量センサと
の比較においても流路の極端な曲がりがない、流れ自体
の干渉がない、球体の大きさは流路に対し小径に設けら
れるなど流量抵抗は極めて小さくなる。
（４）従来の流路自体が環状流路を形成するものと異な
り、直管部に軸流旋回を生じさせて磁性回転体を回転さ
せることに特長があるため、流路が最もシンプルであり
、流路長さも短く形成でき、流量検出装置として構造が
簡単で極めて小型コンパクトである。
り、直管部に軸流旋回を生じさせて磁性回転体を回転さ
せることに特長があるため、流路が最もシンプルであり
、流路長さも短く形成でき、流量検出装置として構造が
簡単で極めて小型コンパクトである。
第１図および第２図は従来例における流量検出装置の流
路水平断面図および垂直断面図、第３図は本発明の一実
施例を示す流量検出装置の断面図、第４図は開広の側面
図、第５図は同流出防止手段の外観斜視図である。 １１・・・・・・旋回手段（翼）、１８・・・・・磁性
回転体（磁性球体）、１９・・・・・流出防止手段（球
体受け）、２０・・・・・・電磁石、２１・・・・・・
磁気検出素子（磁気抵抗素子）、２３・・・・・・回転
検出器。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 ４ ？ 第２図 第３図 第。図 第５図
路水平断面図および垂直断面図、第３図は本発明の一実
施例を示す流量検出装置の断面図、第４図は開広の側面
図、第５図は同流出防止手段の外観斜視図である。 １１・・・・・・旋回手段（翼）、１８・・・・・磁性
回転体（磁性球体）、１９・・・・・流出防止手段（球
体受け）、２０・・・・・・電磁石、２１・・・・・・
磁気検出素子（磁気抵抗素子）、２３・・・・・・回転
検出器。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 ４ ？ 第２図 第３図 第。図 第５図
Claims (2)
- （１）被検出流体を軸流旋回させる旋回手段と、この旋
回流の中に位置し流れの方向に対して垂直方向に周回す
る磁性回転体と、この磁性回転体を旋回流の範囲内にと
どめる流出防止手段と、前記磁性回転体が周回する周回
面近傍で前記被検出流体に非接触な位置に磁気検出素子
と、この磁気検出素子に磁界を与える電磁石からなる前
記磁性回転体の回転検出器を設けた流量検出装置。 - （２）回転検出器が被検出流体の流れによる磁性回転体
の周回を検出したのちに励磁状態を一旦消去し再び励磁
状態に復帰させる電磁石とした特許請求の範囲第１項記
載の流量検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12382183A JPS6015517A (ja) | 1983-07-07 | 1983-07-07 | 流量検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12382183A JPS6015517A (ja) | 1983-07-07 | 1983-07-07 | 流量検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6015517A true JPS6015517A (ja) | 1985-01-26 |
| JPS6337327B2 JPS6337327B2 (ja) | 1988-07-25 |
Family
ID=14870183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12382183A Granted JPS6015517A (ja) | 1983-07-07 | 1983-07-07 | 流量検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6015517A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5051758A (ja) * | 1973-09-06 | 1975-05-08 | ||
| JPS57157119A (en) * | 1981-03-25 | 1982-09-28 | Fujitsu Ltd | Device for measuring flow speed and quantity of flow |
-
1983
- 1983-07-07 JP JP12382183A patent/JPS6015517A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5051758A (ja) * | 1973-09-06 | 1975-05-08 | ||
| JPS57157119A (en) * | 1981-03-25 | 1982-09-28 | Fujitsu Ltd | Device for measuring flow speed and quantity of flow |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6337327B2 (ja) | 1988-07-25 |
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