JPS63289287A - 流量計測方法及びその装置 - 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、液体の流量を、流路途中に挿入する流量計を
用いることなく、ポンプの回転数から間接的に計測する
流量計測方法及びその装置に関し、特に食品、化粧品又
は医薬品のように、腐敗し易いもの、化学変化を起こし
易いもの、又は高粘度のもの等を扱う分野に利用し得る
。

（従来の技術） 液体の流量を計測する従来の方法は、例えば流路途中に
挿入したオーバル歯車式流量計によって流れを回転力に
変換し、この回転力を適当な方法で電気信号に変換して
いる。又、液体流路を形成する管路の外側から流量計測
を行う方法として、超音波流量計や電磁流量計を使用す
る方法も知られている。

（発明が解決しようとする課題） 上記のような液体流路中に流量計を介在させる方法では
、液体が高粘度液や固形物混入液である場合に計測不可
能になるか又は正確な計測が期待出来ない、更に′ｆＬ
量計の内部構造は複雑であるから、液体が流量計の内部
に付着し易く、食品や薬品等の液体を対象とする場合は
、流量計内部の付着残留物の腐敗や組成変化又は衛生上
の問題が生しる。

又、超音波流量計等を使用する方法では、上記の如き衛
生上の問題等は発生しないが、測定可能な液体が限定さ
れ、又、これらの流量計は高価であって使用方法も複雑
であるという難点を有している。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記のような問題点を解決するために、被計測
流体を圧送する容積形回転ポンプに回転パルス発振器を
連動させ、この回転パルス発振器の出力パルスを、前記
ポンプの１回転当たり吐出流量値を一定値で除して得ら
れた分周比をもつ分周手段で分周すると共に、当該分周
パルスを計数して、前記ポンプの吐出流量と一致する計
数値を得ることを特徴とする流量計測方法を提案するも
のである。

又、本発明は、上記本発明方法を実施するのに好適な流
量計測装置として、被計測流体を圧送する容積形回転ポ
ンプに連動する回転パルス発振器と、この回転パルス発
振器の出力パルスを分周する分周手段と、この分周手段
の分周比を、前記ポンプの１回転当たり吐出流量値を一
定値で除した値とするために、前記ポンプの１回転当た
り吐出流量値を入力する入力手段と、前記分周手段によ
って分周された分周パルスを計数する計数手段とから成
り、この分周パルスの計数値が前記ポンプの吐出流量と
一致するように構成して成る流量計測装置を提案する。

（発明の作用及び効果） 上記の本発明による流量計測方法に於いて、被計測流体
を圧送する容積形回転ポンプは、他のポンプ、例えば渦
巻形回転ポンプ等と比較してポンプの容積効率が高く、
ポンプの回転数と吐出量とが比例するので、ポンプの回
転数から吐出流量を求めることが出来るものである。従
って、このような容積形回転ポンプに連動する回転パル
ス発振器から当該ポンプの回転数に比例して出力される
パルスの単位時間当たりの計数値は、同単位時間当たり
の吐出流量に比例することになる。

然して本発明方法では、この出力パルスを直接計数する
のではなく、分周して得られる分周パルスを計数するの
であるが、一般的なパルスの分周のように、パルスの繰
り返し周波数を整数分の−（１／２ｎ）にするのではな
く、分母（除数）が一定で分子（被除数）が前記ポンプ
の１回転当たり吐出流量値に相当する分周比、即ち前記
ポンプの１回転当たり吐出流量値を一定値で除して得ら
れた分周比、で前記回転パルス発振器の出力パルスを分
周し、この分周パルスを計数するのであるから、分周パ
ルスの計数値がそのまま吐出流量値となる。例えば、ポ
ンプの１回転で１００個のパルスが出力される回転パル
ス発振器を使用し、当該ポンプの１回転当たりの吐出１
５Ｈｔが０．１１である場合には、除数が１００で被除
数が前記吐出流量値の０．１に設定された分周比（０，
１／１００＝　１　／１０００）で前記パルス発振器の
出力パルスを分周すれば、ポン１１回転当たりの分周パ
ルス数は１００ＸＩ／１０００＝０．１となり、ポンプ
１０回転（積算流量１１）で１パルスの分周パルスが得
られるので、この分周パルスが１パルス＝ＬＡの重みを
持つ流量パルスとなり、その計数値は積算流量と一致す
る。

ポン１１回転当たりの吐出流量をｃｃ単位で１００と設
定し且つ積算流量をｌ単位で計測する場合は、除・数を
ｉｏｏ　ｘ　ｔｏｏｏとし被除数を前記ｃｃ華位の吐出
流量イ直とすれば良い。

即ち、回転パルス発振器の出力パルスを単に整数分の−
に分周したのでは、分周パルスが流量に−４することに
はならないが、前記のような方法で分周することにより
前記パルスに流量の重みを与えて流量パルスに変換する
ことが出来、単に分周パルスを計数するだけで、その計
数値そのものが吐出流量値となる。従って前記分周パル
スを積算計数すれば、その積算計数値は積算流量値に相
当し、前記分周パルスを極短い設定時間内で計数するこ
とにより、その計数値は瞬時流量値に相当することにな
る。

このように本発明の流量計測方法によれば、ポンプの回
転数から間接的に流量を計測するのであるから、流量計
を流路の途中に介在させることによる数々の欠点を完全
に解消し得るのであるが、特に本発明方法では、分周さ
れたｆｉｆｔパルスを単に計数するだけで流量値を得る
ことが出来るのであるから、ポンプに連動する回転パル
ス発振器の出力パルスを直接計数し、その計数値を流量
値に変換するための演算を行う場合と比較して、マイク
ロコンピュータ−等の演算機能を併用する必要がなく、
簡単な手段で容易且つ安価に実施し得る。又、単位流量
溝たり１パルスを出力する、従来の流路中に介在させる
流量計と全く同一の流■計として利用することが出来る
ので、従来の流量計と同様に各種の外部機器との組み合
わせが簡単容易に行え、汎用性に優れている。

又、先に説明した本発明の計測装置によれば、ポンプに
連動する回転パルス発振器の出力パルスを分周する分周
手段の分周比を、前記ポンプの１回転当たり吐出流１（
ｉを一定値で除した値とするために、前記ポンプの１回
転当たり吐出流量値を入力する人力手段を備えているの
で、ポンプの１回転当たり吐出流量が種々異なるあらゆ
る液体圧送用ポンプ装置に簡単容易に適合させて、正確
な流量（積算流量又は瞬時流量）計測が可能である（実
施例） 以下に本発明に係る計測装置の一実施例と、当該装置を
使用して行う本発明計測方法の一実施例を添付の例示図
に基づいて説明する。

第１図に於いて、符号１は容積形の回転ポンプであって
、このポンプ１には駆動用モーター２及び回転パルス発
振器３が連動連結されている。従ってモーター２により
前記ポンプ１を回転駆動することによって、液体は吸入
管１ａから吸入され吐出管１ｂからポンプ１の回転数に
比例した流量で吐出されることになる。前記回転パルス
発振器３の出力パルスは、ゲート回路４のゲート時間内
で回転数カウンタ５により計数され、その計数値が複数
個の７セグメントＬＥＤより成る回転数表示装置６によ
り表示される。ここで、前記回転パルス発振器３がポン
プ１の１回転当たり１００個のパルスを出力するものと
し、前記ポンプ１の回転数が３０Ｏｒｐｍであるとすれ
ば、１秒間のパルス数は３００　Ｘ　１００−トロ０　
＝　５００となり、前記表示装置６で直接回転数をｒｐ
ｍで表示するには、３００　＋５００−〇、６であるか
ら、０．６秒のゲート時間を前記ゲート回路４に設定す
れば、前記カウンタ５での計数値は５００　ｘ　０．６
　＝　３００となって、ポンプ１の回転数を直接ｒｐ＋
ｓで表示装置６により表示することが出来る。換言すれ
ば、ポンプ１の回転数をｎ（ｒｐｍ）とすると、カウン
タ５の計数値は、１００Ｘｎ÷６０Ｘ０．６＝ｎ となり、回転数表示装置６によりポンプ１の回転数ｎ　
（ｒｐ＋ｍ）を直読出来る。

又、回転パルス発振器３の出力パルスは、後述するレジ
スタ１３の内容によって分周比が決定される分周器７に
より分周され、その出力、即ち分周パルスはゲート回路
８のゲート時間内で瞬時流量カウンタ９により計数され
、その計数値が瞬時流量表示装置１０によって表示され
る。キーボード１１は、ポンプ１の１回転当たりの吐出
流量値Ｑ　（ｃｃ　／　ｒｅｖ）及び積算流量のプリセ
ット値Ｐ（１）を入力して設定するためのもので、切換
スイッチ１２を切り換えることにより２個のレジスタ１
３．１４を選択して前記設定値を書き込むことが出来、
各レジスタ１３．１４の内容は前記切換スイッチ１２に
よって選択的に設定値表示装置１５により表示される。

ポンプ１の１回転当たりの吐出流量値Ｑ（ｃｃ／ｒｅν
）は、実際の使用条件に近い条件下に於いて予め試験を
行って求めておき、その数値をキーボード１１により入
力してレジスタ１３に記憶させる。分周器７の分周比は
、レジスタ１３が記憶する吐出流量値Ｑを１０００で除
した値（Ｑ／１０００）となるように構成されている。

ここで、前記ポンプ１の１回転当たりの吐出流ｆｌＱが
１００ｃｃであるとすれば、分周器７の分周比は１００
／１０００＝　１　／１０となるから、１秒間の分周パ
ルス数は、５００÷１〇−５０となり、ポンプ１の１回
転当たりの瞬時流量は、１００Ｘ３００’−１０００＝
３０（１／ｗｉｎ）となるから、前記瞬時流量表示装置
１０で直接瞬時流量をｌ／ｌ１ｉｎで表示するには、３
０÷５０＝０．６であるから、０．６秒のゲート時間を
前記ゲート回路８に設定すれば、前記瞬時流量カウンタ
９での計数値は５０ＸＯ，６＝３０となって、ポンプ１
の瞬時吐出流量を直接１’／ｗｉｎで瞬時流量表示装置
１０により表示することが出来る。換言すれば、回転数
ｎ　（ｒｐ鋼）時のポンプ１の瞬時吐出流量をＦ　（ｎ
／ｍ１ｎ）とすると、 Ｆ＝Ｑｘｎ＋１０００ となり、一方、瞬時流量カウンタ９の計数値は、ｎ÷６
０Ｘ１００ＸＱ÷１０００　Ｘ　Ｏ，６＝ＱＸｎ÷１０
００＝Ｆ となり、瞬時流量表示装置１０によりポンプ１の瞬時吐
出流量Ｆ　（／／ｍ１ｎ）を直読出来る。

分周器７の出力（分周パルス）は、他の分周器１６によ
って更に分周された後、積算流量カウンタ１７によって
計数され、その計数値が積算流量表示装置１８によって
表示される。ここで前記ポンプ１ば１回転当たり１００
ｃｃを吐出するから、前記回転パルス発振器３の出力パ
ルスをｌ単位の流量パルスに変換するためにはポンプ１
の１回転当たり０．１パルスとなるように分周すれば良
いから、前記回転パルス発振器３の出力パルス（ポンプ
１（７）１回転当たり１００パルス）を０．１＋１００
＝　１／１０００に分周すれば良い。前記回転パルス発
振器３の出力パルスは、瞬時流量計測のために分周器７
で既に１００／１０００に分周されているので、前記分
周器１６の分周比を１／１００に設定すれば、この分周
器１６の出力は、ポンプ１の１ｒｇＪ転当たりＱ、１ハ
／Ｌ＋ス’　（０，１ｊ！相当）となり、ポンプＨＤＩ
Ｏ回転で１パルス（ＩＪ相当）が出力される。従ってこ
の分周器１６の出力パルスを計数するカウンタ１７の計
数値は、最小桁１１の積算流量値となる。換言すれば、
ポンプ１がＮ回転したときの積算流量ｓ　＜ｉ＞は、 ５＝ＱｘＮ＋１０００ となり、一方、積算流量カウンタ１７の計数値は１００
ｘＮｘＱ＋１０００＋１ＯＯ ＝　Ｑ　Ｘ　Ｎ　＋１０００＝　Ｓ となるから、積算流量カウンタ１７の計数値を表示する
積算流量表示装置１８によりポンプ１の積算流量５（１
）を直読出来る。

比較回路１９は、積算流量カウンタ１７の計数値５（Ｊ
）とキーボード１１により入力されてレジスタ１４に書
き込まれた積算流量のプリセント値Ｐ（１）とを比較し
、計数値Ｓがプリセット値２以上になったとき制御リレ
ー２０を動作させる、このリレー２０の動作によって、
警報のためのブザーを鳴動させ、又はモーター２の回転
を停止させることが出来る。

以上の説明で理解出来るように、流量を計数するに際し
て分周器７に於ける分周比の分子となるＱ（ポンプ１の
１回転当たりの吐出流量値）が暗度に重要な役割を果た
している。このＱは、前記のように試験によって予め求
めておくもので、この値が正確であれば計数された流量
（瞬時流量及び積算流量）の値も正確になる。従って実
際の使用時の種々の条件に応じたＱの値を求めておき、
使用条件が変化するごとにＱの値をキーボード１１によ
り設定し直すのが望ましい。しかし、特に高い暗度を望
まないのであれば、ポンプ１の設計上の計算値からＱを
得ても良い。このＱの値はキーボードより節単に入力す
ることが出来るので、ポンプ１を取り替えたときや異な
るポンプ装置の流量を計測する場合であっても、簡単に
適応出来る。

尚、第２図に於いて、符号２１は電源スィッチ、符号２
２は非常停止用スイッチ、符号２３はリレー２０が動作
した場合に自動的にモーター２を停止させるか否かを選
択する切換スイッチ、符号２４はモーター２の起動用ス
イッチである。

本実施例に於いては、回転パルス発振器３としてポンプ
１回転当たり１００個のパルスを出力するものを使用し
たが、このポンプ１回転当たりのパルス数は限定されず
、このパルス数に応して、積算流量を計測する際の分周
比や瞬時流量を計測する際のゲート時間を設定すれば良
い。又、ポンプ１回転当たりの吐出流量値の入力単位や
各表示装置６，１０．１８の表示単位は上記実施例のも
のに限定されず、これら単位に応じて分周比を設定すれ
ば良い。更に実施例に於いては、入力手段としてキーボ
ード１１及びレジスタ１３を使用した−が、これに代え
て適当桁数を有するディジタルスイッチを使用すること
も出来る。

又、実施例では、ポンプの回転数、瞬時吐出流量、及び
積算流量を計測表示するように構成したが、少なくとも
瞬時吐出流量と積算流量の何れか一つを計測し得るよう
に構成すれば良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は計測装置の電気回路を示すブロック図、第２図
は同装置の操作パネルを示す正面図である。 １・・・容積形回転ポンプ、３・・・回転パルス発振器
、４．８・・・ゲート回路、５・・・回転数カウンタ、
６・・・回転数表示装置、７，１６・・・分周器、９・
・・瞬時流量カウンタ、１０・・・瞬時流量表示装置、
１１・・・キーボード（入力手段）、１３．１４・・・
レジスタ（入力手段）、１５・・・設定値表示装置、１
７・・・積算流量カウンタ、１８・・・積算流量表示装
置、１９・・・比較回路、２０・・・リレー。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）、被計測流体を圧送する容積形回転ポンプに回転
   パルス発振器を連動させ、この回転パルス発振器の出力
   パルスを、前記ポンプの１回転当たり吐出流量値を一定
   値で除して得られた分周比をもつ分周手段で分周すると
   共に、当該分周パルスを計数して、前記ポンプの吐出流
   量と一致する計数値を得ることを特徴とする流量計測方
   法。
2. （２）、前記分周パルスの計数を設定時間内で行うこと
   により、前記ポンプの瞬時吐出流量と一致する計数値を
   得ることを特徴とする前記特許請求の範囲第（１）項に
   記載の流量計測方法。
3. （３）、被計測流体を圧送する容積形回転ポンプに連動
   する回転パルス発振器と、この回転パルス発振器の出力
   パルスを分周する分周手段と、この分周手段の分周比を
   、前記ポンプの１回転当たり吐出流量値を一定値で除し
   た値とするために、前記ポンプの１回転当たり吐出流量
   値を入力する入力手段と、前記分周手段によって分周さ
   れた分周パルスを計数する計数手段とから成り、この分
   周パルスの計数値が前記ポンプの吐出流量と一致するよ
   うに構成して成る流量計測装置。
4. （４）、前記計数手段をゲート回路とカウンタとから構
   成して、設定時間内の前記分周パルスの計数値が前記ポ
   ンプの瞬時吐出流量と一致するように構成して成る前記
   特許請求の範囲第（３）項に記載の流量計測装置。