JPS6138522A - 流量検出装置 - Google Patents

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。

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５図及び第６図に示すよ
うに構成されている。第５図、第６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
において流体が流入通路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内を周回運動する。この球体
の周回回転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に長期間使用時に
おいては検出不能となる。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
、長期間の水状前での使用において、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。第２に光検出であるため不透明流体での使
用は不可能である。第３に球体５の重さが重いため始動
流量が大きくなる、或いは周回時の周囲音が大きい等の
欠点があった。始動流量を小さくするには、ノズル４等
を設けるのが現状であった。

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量抵
抗の小さい小型コンパクトな流量検出装置を提供するこ
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旋回さ
せる旋回手段と、この被検出流体の旋回流の中で周回す
る磁性球体と、この磁性球体の周回回転を検出する磁気
センサと、この磁気センサからの信号を処理する制御回
路からなり、前記磁性球体は磁性材料を含有した非金属
材料でなる中空磁性非金属球体の外表面を非金属材料で
被覆する形態としたものである。

この構成により被検出流体を旋回させ、この旋回流の中
で流路面積に比べ面積の小さい磁性球体を周回すること
により、極めて小さい流量抵抗を有する小型コンパクト
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１図〜第４図に基づいて
説明する。第１図において１０はノ＼ウジングであり、
このハウジング１０の内部には被検出流体を旋回させる
手段の固定翼１１がケーシング１２に固定されている。

この固定翼１１の下流には流れの方向に対して垂直面で
周回する流路面積に比べて一段と小径な磁性球体１３が
設けられている。また下流には磁性球体１３の流出を防
止する磁性球体受け１４が前記ケーシング１２に固定さ
れている。このケーシング１２はノ１ウジング１０に挿
入されており、リング１５で抜は防止が行なわれている
。ハウジング１０の外部には永久磁石１６と磁気センサ
である磁気抵抗素子１７とこの磁気抵抗素子１７の信号
を処理する制御回路部１８が設けられている。１９は入
口、２９は出口、２１は流れ方向を示す矢印、２２は磁
性球体１３の周回方向を示す矢印である。

第２図は固定翼１１を入口１９側から見た場合の図であ
るが、６枚の曲線具２３が翼軸２４から伸びた形状をし
ており曲線具２３間の間隙部２５は極めて小さく構成さ
れている。この曲線具２３により被検出流体は軸流旋回
されることになる。

第３図は磁性球体受け１４であるが２６は磁性球体１３
の当接面であり円錐形状に構成されている。２７は流路
部でありドーナツツ状に構成されている。

第４図は磁性球体１３の断面形状を示したものであるが
、２８は中空磁性非金属球体でありその材料としては磁
性材料であるソフトフェライトを含有した磁性ナイロン
樹脂等がある。中空磁性非金属球体２８は前記磁性ナイ
ロン樹脂で中空半球２９と３０を成形し、両者を合わせ
て構成して（Ａる。３１は被覆である。この被覆３１は
樹脂材料で構成されており、被覆手段としては樹脂材料
で中空半球３２と３３を成形し、この中空半球３２と３
３の内側に前記中空磁性非金属球体２８を挿入した状態
で、中空半球３２と３３の接合面３４を超音波溶着する
手段がある。またこの他の被覆手段としては成形手段が
あり、また材料として（よゴム等もある。

上記構成における動作を第１図〜第４図をこお０て説明
する。被検出流体が矢印２１の方向力）ら流入すると被
検出流体は固定翼１１の曲線７１２３　ｉこ沿って流れ
ることにより下流に軸流旋回流を形成する。この結果下
流に位置する磁性球体１３（は、軸流旋回流により運動
力を得て、磁性球体受け１４の当接面２’８とケーシン
グ１２の２点番こ接Ｍしながら流れの方向に対して直角
方向をこ周回する。

磁性球体１３の周回回転数は流量に比例するためこの磁
性球体１３の周回回転を計測することにまり原車を測定
することができる。その手段は磁気抵抗素子１７に永久
磁石１６で一定強さの磁界を与えておき、磁性球体１３
がこの磁界中を通過した際に生じる磁気抵抗素子１７の
抵抗変化を制御回路部１８により電圧のパルス変化とし
て取り出すものである。流量を計測するには、前記パル
スのパルス間隔時間計測により瞬時流量が測定可能であ
り、パルス数を積算することにより積算流量の測定が可
能である。

本実施例においては下記の効果を有する。

（１）流量抵抗が小さく小型コンパクトである。旋回手
段が軸流曲線翼で構成しており低抵抗である。

才だ磁性球体も流路面積に比べ一段と小径であり周回時
の抵抗も小さい。また流路の曲がりがないなどの特長も
あり流体に対する抵抗は極めて少ない。

（２）中空磁性非金属球体は樹脂とツユライトを混入し
た磁性材料で構成されているため、液体中に長期間使用
されても錆の発生がなく安定した磁性特性を有する。ま
た樹脂とソフトフェライトの混合比率を変化することが
可能であり、重さを容易に調整可能である。更に樹脂成
形加工が容易であり量産性に優れている。

（３被覆材として樹脂を使用することにより磁性球体を
軽量化することができる。また超音波溶着や成形加工が
可能で量産性に優れている。

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
被検出流体を旋回させる旋回手段と、旋回流の中で周回
する磁性球体と、磁性球体の周回回転数を検出する磁気
センサと、この磁気センサからの信号を処理する制御回
路からなり、前記磁性球体は磁性材料を含有した非金属
材料でなる中空磁性非金属球体の外表面を非金属材料で
被覆する形態とすることにより下記の効果を有するもの
である。

（１）磁性球体の周回回転を磁界の変化として計測する
ため、流路内の水アカやスケールの付着に関係なく流量
検出が可能となる。また磁気検出であるために被検出流
体が不透明流体においても計測が可能である。

（２）磁性球体を中空形態とすることにより磁性球体と
することにより軽量化が可能となり検出流量を小さくす
るとともに、周回時の周囲音を小さくすることが出来る
。

（３）磁性球体の被覆は非金属材料で構成することによ
り周回時の摩耗を少なくすることができ長期使用におい
ても安定した性能を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す流量検出装置の構成断
面図、第２図は固定翼の断面図、第３図は磁性球体受け
の外観斜視図、第４図は磁性球体の構成断面図、第５図
、第６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である。 １１・・・・・・旋回手段（固定翼）、１３・・・・・
・磁性球体、１７・・・・・・磁気センサ（磁気抵抗素
子）、１８・・・・・・制御回路、２８・・・・・・中
空磁性非金属球体（樹脂とソフトフェライトを混入した
磁性材料）、３１・・・・・・非金属材料（樹脂材料）
。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はが１名第５
図 階６図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）流路中を流れる被検出流体を旋回させる旋回手段
   と、この被検出流体の旋回流の中で周回する磁性球体と
   、この磁性球体の周回回転を検出する磁気センサと、こ
   の磁気センサからの信号を処理する制御回路からなり、
   前記磁性球体は磁性材料を含有した非金属材料でなる中
   空磁性非金属球体の外表面を非金属材料で被覆する形態
   とした流量検出装置。
2. （２）旋回手段は流路中の流れを軸流旋回させる固定翼
   とした特許請求の範囲第１項記載の流量検出装置。
3. （３）中空磁性非金属球体は樹脂とソフトフェライトを
   混入した磁性材料で成形した特許請求の範囲第１項また
   は第２項記載の流量検出装置。
4. （４）非金属材料は樹脂材料とした特許請求の範囲第１
   項または第２項記載の流量検出装置。