KR100203754B1

KR100203754B1 - 유량계

Info

Publication number: KR100203754B1
Application number: KR1019960000985A
Authority: KR
Inventors: 도시유키 하세가와; 다케시 미야모도; 신야 노자키; 마사노리 아메모리; 다카시 고바야시
Original assignee: 오타 유다카; 가부시키가이샤 제쿠세루
Priority date: 1995-01-26
Filing date: 1996-01-18
Publication date: 1999-06-15
Also published as: KR960029767A; US5668327A

Abstract

임펠러의 회전속도를 검출함으로서 유체의 유량을 구하는 유량계에 있어서, 회전하고 있는 임펠러의 선단에 레이저 또는 초음파를 송파하는 송파수단과, 임펠러에서 반사되는 레이저 또는 초음파를 수파하는 수파수단과, 송파수단이 송파하는 주파수에 대한 수파수단이 수파하는 주파수의 높이를 연산하고, 또한 이 연산치에 의하여 임펠러의 회전속도를 검출하는 데이터 처리장치를 갖추어서 되는 것이다.

Description

유량계

제1도는 종래의 임펠러식 유량계를 나타내는 구성도.

제2도는 본 발명에 관한 유량계의 제1의 실시예에 있어서 유량계의 원관 내부에 있어서 구성부분을 나타내는 구성도.

제3도는 제2도에서 나타내는 구성에 있어서 임펠러 근방의 확대도.

제4도는 본 발명에 관한 유량계의 제1실시예에 있어서 유량계의 원관 외부에 있어서 구성부분을 나타내는 구성도.

제5도는 본 발명에 관한 유량계의 제2실시예에 있어서 유량계의 구성도.

제6도는 본 발명에 관한 유량계의 제3실시예에 있어서 유량계에 사용된 터어빈의 정면도.

제7도는 제6도에서 나타내는 터어빈의 측면도.

제8도는 본 발명에 관한 유량계의 제3실시예에 있어서 유량계의 원관내부에 있어서 터어빈의 배치를 나타내는 구성도.

제9도는 본 발명에 관한 유량계의 제3실시예에 있어서 유량계의 구성을 나타내는 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 임펠러 2 : 송파기

3 : 수파기 4 : 케이블

5 : 송신케이블 6 : 원관

7 : 입력기 8 : 출력기

9 : 데이터 처리장치 10 : 유량표시기

12 : 송파기 13 : 수파기

14 : 케이블 16 : 전환스위치

17 : 제어기 30 : 미소터어빈

31 : 연료통로 32 : 발광소자

33 : 수광소자 34 : 발광장치

35 : 연산장치 36 : 수지성형

본 발명은 유체의 유량을 계측하는 유량계에 있어서, 유체에 의하여 회전되어지는 임펠러의 회전속도를 검출함에 의하여 유량을 구하는 것에 관한 것이다.

일반적으로 유체의 유량을 검출하는 것에는 유체가 이동할때에 빼앗기는 열량을 검출하는 것이나, 유체가 가지는 힘에 의하여 움직여지는 등, 기계적 작동에 의하여 검출하는 것 등이 있다. 그러나, 어느 방법이든간에 검출한 유량에 큰 오차를 발생시킨다든지, 또 검출할때에 유체의 흐름저항으로 되어서 유체의 흐름에 영향을 미치게 되는 등의 결함을 가지고 있다.

수도미터 등에 대표로 되는 것 같은 도1에서 나타내는 임펠러식 유량계는 임펠러(1a)의 접선 방법인 화살표 A-A방향으로 유체의 유로(1b)를 만들고, 일정의 유량을 넘으면 유체가 가지는 유체력에 의하여 임펠러(1a)가 회전되도록 구성되어 있다. 이 임펠러(1a)의 회전은 회전중심으로 되는 임펠러(1a)의 축(1c)부근으로부터 주로 도시되지 않은 톱니바퀴장치에 의하여 검출되어 계기판에 전하여져서 유체의 유량이 지시되는 기구로 되어 있다.

또, 디젤엔진에 있어서는 연료분사량을 정밀도 좋게 제어해야만 하는데 종래 열형분사(列型噴射) 펌프는 콘트롤랙위치를 검출하고, 분배형 분사펌프는 제어슬리이브 위치를 검출하고, 그때의 기관회전수로부터 분사량을 연산하여 간접적으로 분사량을 판단하였다.

톱니바퀴장치에는 톱니바퀴의 마모나 백래시(backlash)등의 문제가 있어서, 기계적 요소의 기구의 복잡도 등으로 임펠러식의 유량계의 초소형화나 고속도 유체의 유량검출 등은 실현이 곤한하였다.

또, 디이젤엔진의 연료분사펌프는 가공정밀도·조립정밀도 등의 품질의 불균등이나 경과시간 변화에 의하여 분사량이 변화하여 정확히 연료분사량을 검지하는 것은 곤란하였다.

본 발명은 톱니바퀴의 마모나 백래시 등의 영향을 받지않도록 하며, 임펠러식의 유량계를 초소형화하는 것을 목적으로 한다.

또, 고속도유체의, 유량검출을 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.

또, 임펠러의 순간적인 회전속도를 검출하여 비정상 흐름의 계측을 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.

또, 흐름의 방향에 의하여 임펠러가 어느쪽으로 회전하여도 회전속도를 검출하는 것을 목적으로 한다.

또, 임펠러의 회전속도를 검출함과 동시에, 유체의 흐르는 방향을 검출하는 것을 목적으로 한다.

또, 연료의 분사특성에 영향을 주지않고, 정확히 유량을 검출하는 것을 목적으로 한다.

또, 유량의 변화에 대하여 응답성을 양호하게 함으로써 분사기간 중의 비정상적인 흐름인 분사율을 검출하는 것을 목적으로 한다.

또, 수압면적을 작게 하고, 고분사압에도 대응할 수 있는 것을 목적으로 한다.

또, 터어빈 질량을 작게 함으로써 관성력을 작게 하고, 외력으로부터의 충격에 강하게 하는 것을 목적으로 한다.

또, 발광소자와 수광소자의 간격을 작게 함으로써, 저출력의 발광소자의 사용을 가능하게 하고, 저감도의 수광소자를 사용가능하도록 함으로써 코스트를 저렴하게 하는 것을 목적으로 한다.

또, 터어빈 회전수의, 검출에 대하여 전자기 등의 노이즈의 영향을 받지않도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 피계량유체의 유로 중에 배치된 임펠러의 회전속도를 검출함으로써 유체의 유량을 구하는 유량계로서, 상기 회전하고 있는 임펠러의 선단에 레이저 또는 초음파를 송파(送波)하는 송파수단과, 임펠러로부터 반사되는 레이저 또는 초음파를 수파(受波)하는 수단과, 송파수단이 송파하는 주파수에 대하는 수파수단이 수파하는 주파수의 높이를 연산하여 구하고, 이 구한 값에 의하여 상기 임펠러의 회전속도를 검출하는 데이터처리장치를 구비한 유량계에 의하여 달성된다.

상기 발명의 구성에 있어서는 피계량유체의 유로중에 배치되고, 회전하고 있는 임펠러의 선단에 레이저 또는 초음파가 송파되며, 임펠러로부터 반사된 레이저 또는 초음파가 수파됨으로서 송파주파수에 대한 수파주파수의 높이가 연산되어 이 구해진 값에 의하여 임펠러의 회전속도가 검출된다.

이하, 본 발명의 상세한 것은 첨부도면을 참조하면서 설명한다.

[실시예 1]

일반적으로 도플러효과는 음파, 전파, 빛 등의 파동을 발생하고 있는 파동원과, 상기 파동을 받는 물체가 상대운동을 하고 있을 경우에 발생한다.

상기 파동원과 그 파동을 받는 물체 사이의, 거리가 감소하고 있을때에는 일정의 시간내에 여분의 파동이 관찰되고, 받는 주파수가 원래의 파동 주파수보다 증가한다. 이것과는 반대로, 상기 파동원과 파동을 받는 물체 사이의 거리가 증가하고 있을때에는 받는 파동의 주파수는 원래 파동의 주파수 보다도 감소한다.

이 실시예에서는 도플러효과를 응용하여 피계량유체의 유로중에 배치된 임펠러의 회전속도를 검출하는 것이다.

본 발명의 실시예 1을 도2 내지 도4에 대하여 설명한다.

1은 유체의 흐름 힘에 의하여 회전하는 임펠러, 2는 레이저 또는 초음파를 송파하는 송파수단으로서의 송파기, 3은 레이저 또는 초음파를 수파하는 수파수단으로서의 수파기, 4는 수파기(3)로부터의, 수신신호를 전달하는 케이블, 5는 송파기(2)에 송파신호를 전달하는 케이블, 6은 상기 임펠러(1), 송파기(2), 수파기(3)등을 내부에 끼어넣는 원관(圓管), 7은 수파기(3)로 부터의 수신신호를 입력하는 입력기, 8은 송파기(2)에 송파신호를 출력하는 출력기, 9는 상기 출력기(8)가 송파하는 주파수에 대한 수파기(3)가 수파하는 주파수의 높이를 연산하여 구하고, 그 값에 의하여 임펠러(1)의 회전속도를 검출하는 데이터 처리장치, 10은 임펠러(1)의 회전속도에서 구하여지는 유량을 표시하는 유량표시기이다.

다음으로, 작동에 대하여 설명한다. 도2에서 나타난 바와 같이, 임펠러(1)에는 임펠러의 회전을 검출하는 기구는 기계적인 것을 포함하여 아무것도 접속되어있지 않다. 그때문에, 임펠러(1)은 회전의 저항으로 되는 요소가 거의 없으므로, 유체의 흐름에 충실한 반응을 순간적으로 할 수가 있다. 원관(6)의 내부를 유체가, 예컨대 화살표B-B 방향으로 이동하면 임펠러(1)는 화살표 C-C방향으로 회전한다. 이때에, 도 3에서 나타낸 바와 같이, 임펠러(1)의 선단(1d)을 향하여 송파기(2)로부터 송파신호가 발생된다. 이때에 임펠러(1)에 대한 송파신호의 입사각과 반사각에는 일정의 관계가 있기 때문에 어떤 순간, 이 송파신호가 임펠러(1)의 선단(1d)에서 반사하고, 이 반사한 신호, 즉 수파신호를 수파기(3)가 수파한다.

이 경우에, 상기 임펠러(1)는 끊임없이 움직이고 있기 때문에, 임펠러(1)의 선단(1d)과 송파기(2)의 거리, 임펠러(1)의 선단(1d)과 수파기(3)의 거리가 변화하기 때문에, 도플러효과가 발생한다. 이때문에 도 4에서 나타내는 출력기(8)가 송파하는 주파수에 비하여 입력기(7)가 수파하는 주파수에는 변화가 일어나고, 데이터 처리장치(9)는 이 변화로부터 출력기(8)가 송파하는 주파수에 대한 입력기(7)가 수파하는 주파수의 높이를 연산하여 구하여, 임펠러(1)의 회전속도를 검출하고, 유체의 유속을 구하고, 측정위치, 원관(6)의 관내부지를 구하여지는 단면적 등의 정보를 기초로 유량을 산출한다. 상기와 같이 임펠러(1)에는 회전을 검출하는 기구가 직접 부착되어 있지 않으므로, 임펠러의 크기를 제한하는 것이 없고, 초소형화도 가능하다. 사이즈가 작은 임펠러일수록, 질량도 적게되고, 관성의 영향도 작게 된다. 그때문에 고속도 유체의 검출에도 대응할 수 있고, 또 유속의 순간적인 변화에 반응할 수 있다.

또, 출력기(8)로부터 레이저가 출력되는 경우에 케이블(5)은 광섬유가 사용되고, 렌즈 등 광학계의 송파기(2)가 사용된다. 광학계의, 수파기(3)의 출력은 광섬유, 신호선 등의 케이블(4)를 통하여 입력기(7)에 입력된다. 상기 입력기(7)는 광전지(photo cell)등으로 구성되어 있다.

또, 상기 레이저 대신에, 초음파를 사용할 경우는 케이블(4), 케이블(5)는 신호선으로 되고, 송파기(2), 출력기(8)는 초음파 진동자 등의 초음파 발생장치, 수파기(3)은 초음파 수파장치가 사용되고, 입력기(7)는 신호증폭기등으로 구성된다.

이상의 설명으로부터, 레이져 또는 초음파에 의한 도플러효과를 이용하여 임펠러(터어빈)의 회전속도의 계측·검출을 기계적인 기구에 의하지 않고 행하기 위하여 임펠러 등의 백러시 등에 영향을 받지않기 때문에, 마이크로 가공기술 등을 이용함으로써 임펠러 등의 장치의 초소형화를 행할 수 있다. 고속도 유체의 유량검출도 가능하게 되어, 연료분사계의 연료분사율 등의 비정상류의 계측 등을 행할 수 있다.

[실시예 2]

본 발명의 제2실시예를 도5를 참조하면서 설명한다. 상기 제1의 실시예의 도4와 동일부분에 대하여는 같은 부호를 사용하여 그 설명을 생략한다. 12는 레이저 또는 초음파를 송파하는 송파수단으로서의 송파기이고, 이것은 수파기(수파수단)로서도 작동할 수 있도록 전환이 가능하다. 13은 레이저 또는 초음파를 수파하는 수파기이며, 이것은 송파기(송파수단)로서도 작동할 수 있도록 전환이 가능하다. 14는 송파기(12)와 입력기(7) 또는 출력기(8)을 접속하는 케이블, 15는 수파기(13)와 입력기 (7), 또는 출력기(8)을 접속하는 케이블, 16은 송파기(12), 수파기(13)과 입력기(7), 출력기(8)의 접속을 전환하는 스위치, 16a, 16b는 스위치(16)의 접점, 17은 상기 입력기 (7)와 출력기 (8)와 스위치(16)를 제어하는 제어기이다.

또한, 접점(16a)는 송파기(12) 및 수파기(13)과 입력기(7)의 전환을, 접점(16b)는 송파기(12) 및 수파기(13)과 출력기(8)의 전환을 각각 행할 수 있도록 되어 있다. 즉, 접점(16a)를 개재하여 수파기(13)와 입력기(7)가 접속되었을 경우에는, 접점(16b)를 개재하여 송파기(12)와 출력기(8)가 접속되는 한편, 접점(16a)를 개재하여 송파기(12)와 입력기(7)가 접속되었을 경우에는 접점(16a)를 개재하여 수파기(13)와 출력기(8)가 접속되도록 되어 있다.

다음에 작동에 관하여 설명한다. 기본적 동작은 제1실시예와 동일하기 때문에 작동의 차이점에 대해서만 설명한다. 도 5에 나타나 있듯이, 송파기(12)는 상기 제1실시예의 송파기(2)와 같은 송파수단이지만 수파기(3)과 같이 수파수단으로서 작동할 수 있도록 전환할 수 있다. 또, 수파기(13)는 수파수단이지만, 송파수단으로서 작동하도록 전환시킬 수가 있다. 상기 송파기(12), 수파기(13)에 각각 접속하는 케이블(14,15)도 송파신호 및 수파신호의, 어느것이든 전달할 수가 있다.

예를 들어, 상기 제1실시예에 있어서 설명한 도플러효과를 이용하여 다음에 설명하는 것 같이, 흐름 방향을 검출할 수 있다.

첫째, 초기상태로서 송파수단과 수파수단이 설정되어 있어서, 이 송파신호와 수파신호의 주파수를 데이터처리장치(9)에서 비교한다. 송파신호가 수파신호보다도 주파수가 낮을 경우에는 회전하는 임펠러(1)에 반사되어서 수파수단예 수파되기 까지의 거리가 가까울때이며, 이와 같은 때를, 예컨대, 임펠러(1)는 「정회전」하고 있다고 한다. 또, 송파신호가 수신신호보다도 주파수가 높은 경우는, 회전하는 임펠러(1)에 반사되어가지고 수파수단에 수파되기까지의 거리가 떨어져갈때 이것을 임펠러(1)은 「역회전」하고 있다고 하면, 유체의 흐름방향을 검출할 수가 있다. 또, 상기의 송파신호의 주파수를 고정치로 하여 미리 설정해놓고, 이 값과 수파수단이 수파하는 주파수를 비교하여, 상기 설정치보다도 작게되었을 경우에는, 유체의 흐름방향이 지금까지와는 역방향으로 된것을 검출할 수도 있다. 상기 설정치는 송파수단이 송파하는 주파수와 수파수단이 수파하는 주파수를 비교처리한 값이라할지라도 무방하다. 이때에 임펠러(1)의 회전속도는 회전방향에 관계없이 구할 수 있다.

이것은 임펠러(1)의 회전방향, 「정회전」 및 「역회전」의 가정이 전술한 역(반대)의 경우라도 동일하다는 것이다.

상기와 같이하여, 데이터 처리장치(9)에서 검출되는 흐름 방향을 나타내는 출력에 기초하여 제어기(17)는 송파기(12), 수파기(13)과 입력기(7), 출력기(8)의 조합을 결정하고 스위치(16)을 전환하여 출력기(8)과 송파기(12), 입력기 (7)과 수파기(13)을 접속하고, 입력기(7), 출력기(8)을 제어한다. 이상과 같이하여 전환된, 예컨대 상기의 설명과 같이 접속된 경우에는 송파기(12)로부터 송파하는 주파수에 대한 수파기(13) 가 수파하는 주파수의 높이를 데이터처리장치(9)가 연산으로서 구하는 것으로서, 임펠러(1)의 회전속도를 검출하고, 유체의 유속을 구하고, 측정위치, 원관(6)의 관 안쪽지름으로부터 구해진 단면적 등의 정보를 기초로 하여 유량을 산출한다.

또, 위에 기록한 설명과는 역의 방향으로 유체가 흐르고 있는 경우에는 상기와 같이하여 데이터 처리장치(9)는 검출하는 흐름방향을 역방향으로 전환하여서, 그 검출결과에 따라서 제어기(17)은 스위치(16)을 전환하고 출력기(8)과 송파수단으로서 작동하는 수파기(13) 및 입력기(7)과 수파수단으로서 작동하는 송파기(12)를 접속한다.

이상과 같이, 둥근관(6) 내의 흐름의 유량 및 방향을 검출할 수가 있다. 또, 임펠러(1)의 회전방향이 역으로 되면, 그에 따라서 송파기와 수파기의 위치도 역으로 전환시킴으로서 임펠러(1)가 어느 방향으로 회전하여도 유량을 검출할 수 있다.

[실시예 3]

본 발명의 제3실시예를 도 6 내지 도 9를 참조하면서 설명한다. 30은 미소한 터어빈, 30a는 상기 터어빈 (30)의 날개, 31은 상기 터어빈(30)등을 내부에 배치한 연료통로, 32는 발광소자, 33은 상기 발광소자 (32)와 대향 배치된 수광소자, 34는 상기 발광소자(32)를 발광시키는 발광장치, 35는 상기 수광소자(33)가 출력하는 수광신호를 입력하여 계측치를 연산하여 구하는 연산장치, 36은 투광성의 수지성형이다.

다음으로 작동에 관하여 설명한다. 이 제3실시예는 미소한 터어빈(30)의 회전수 (주파수)를 발광소자(32)와 수광소자(33)을 갖춘 광센서에 의하여 검출하는 것이다. 터어빈(30)에는 회전수를 검출하는 기계적인 것 등의 기구와는 직접 부착되어 있지않으므로, 유체력 이외의 외력이 더해지지 않는다. 또, 광학계의 센서로서 검출하기 때문에 전자기 등의 노이즈 등의 영향을 받기는 어렵다. 상기 미소한 터어빈(30)의 외형을 도6 및 도7에 나타나 있다. 터어빈(30)은 미소하기 때문에, 질량이 작으며, 관성력도 작게됨으로서, 응답성이 좋아지며, 외력으로 부터의 충격에 강해진다.

또, 수압면적이 작아서 터어빈의 가해지는 부하하중이 작게됨으로서, 고분사압에도 대응할 수 있다. 마이크로 가공된 미소한 터어빈(30)은 외부지름1㎜이하이기 때문에, 연료통로(30)의 외부지름을 확대하지 못하고 설치할 수 있고, 또 상기 발광소자(32)와 수광소자(33)의 간격을 작게할 수 있으므로, 발광소자(32)에는 저출력 LED를, 수광소자(33)에는 저감도의 센서를 사용할 수 있다.

도 8에서 나타나 있듯이, 디젤엔진의 연료통로(31)내에 흐르는 연료와 터이빈(30)의 일부가 닿도록 설치한 경우, 연료의 흐름 방향을 화살표 d-d로 하면, 터어빈(30)은 화살표 e-e 방향으로 회전한다. 이때에, 도 9에 나타난 바와 같이, 터어빈 (30)의 흐름 연료에 닿지않는 부위에, 발광수단과 수광수단을 대향 배치하고 있다. 상기 발광수단은 발광소자(32)를 발광시키는 발광장치(34)로 되어 있다. 상기 수광 수단은 수광소자(33)로 되어 있고, 상기 수광소자(33)의 출력신호는 연산장치(35)에 입력된다. 상기 발광소자(32) 및 수광소자(33)는 투광성을 가지는 수지성형(36)으로 연료통로(31)에 고정되어 있다. 예컨대, 발광소자(32)를 LED 등으로 구성하고, 발광장치(34)를 LED의 드라이버회로로 하면, LED의 발광하는 광은 터어빈(30)의 날개(30a)에서 차단되고, 포토트렌지스터 등의 수광소자(33)는 날개(30a)와 날개(30a) 사이만이 수광할 수 있고, 수광소자(33)의 수광신호는 펄스신호로 된다. 연산수단인 연산장치(35)는 이 펄스신호를 카운트하여 터어빈(30)의 회전수, 즉 수광 주파수를 구하고, 연료의 분사기간을 계측하여서 분사기간 중의 비정상적인 흐름인 분사율을 계측하고, 또 상기 분사율을 적분함으로서 분사할때마다의 연료의 분사량을 계측한다.

위의 설명에서, 터어빈(30)은 미소하기 때문에 유체의 저항으로 되지 않으므로 연료분사특성에 영향을 주지않는다. 또, 관성력이 작으므로 응답성이 좋고, 분사기간 중의 비정상적인 흐름인 분사율의 검출이 가능하다. 또, 상기 분사율을 적분함으로서 분사마다의 연료분사량을 정밀도가 양호하게 검출할 수가 있다. 또, 광센서에 의하여 터어빈 회전수를 검출하는 것으로, 터어빈 자체에 유체력 이외의 외력이 더하지 않으므로, 연료분사특성에 영향을 미치지 않고, 정확히 유량을 검출할 수가 있다.

이상 진술한 바와 같이, 청구항 1기재의 발명에 의하면, 피계량유체의, 유로중에 배치된 임펠러의 회전속도를 검출함으로서 유체의 유량을 구하도록 한것이므로, 순간적인 회전속도를 검출하고, 비정상 흐름을 계측할 수 있다.

회전하고 있는 임펠러의 선단에 레이저 또는 초음파를 송파하는 송파수단과, 상기 임펠러로부터 반사되는 레이저 또는 초음파를 수파하는 수파수단과, 상기 송파수단이 송파하는 주파수에 대한 상기 수파수단이 수파하는 주파수의 높이를 연산하여 구하고, 이 구한 값에 의하여 상기 임펠러의 회전속도를 검출하도록 했기 때문에, 톱니바퀴의 마모나 백래시 등의 영향을 받지 않도록 되어 임펠러식의 유량계를 초소형화할 수 있고, 또 고속도 유체의 유량을 검출할 수 있다. 또, 임펠러의 순간적인 회전속도를 검출하여, 비정상량을 계측할 수 있다.

청구항 3 기재의 발명에 의하면, 송파수단은 수파수단으로서 작동하도록 전환가능하며, 수파수단은 송파수단으로서 작동하도록 전환가능하고, 이것 등을 데이터 처리장치로서 검출한 흐름방향을 기초하여 전환가능하도록 하고, 또한 상기 데이터 처리장치가 송파수단이 송파하는 주파수에 대한 상기 수파수단이 수파하는 주파수의 높이를 연산하도록 했기때문에, 흐름의 방향에 의하여 임펠러가 어느쪽으로 회전하여도 회전속도를 검출할 수 있다.

청구항 4 기재의 발명에 의하면, 송파수단이 송파하는 주파수에 대한 수파수단이 수파하는 주파수의 높이를 검출하는 데이터 처리장치는 송파수단이 송파하는 주파수와 수파수단이 수파하는 주파수를 비교한 값이 미리 설정된 값보다도 작게 되었을 경우에, 유체의 흐름방향의 검출방향을 반대방향으로 전환할 수 있도록 했으므로, 임펠러의 회전속도를 검출함과 동시에, 유체의 흐름방향을 검출할 수 있다.

청구항 5 기재의 발명에 의하면, 디젤엔진에 있어서의 연료통로내에 터어빈을 배치하고, 이 터어빈을 개재하여 발광수단과 수광수단을 대향배치하고, 수광수단의, 수광주파수에 기초하여 분사율, 분사시간, 분사량을 계측할 수 있도록 했기때문에, 연료의 분사특성에 영향을 주지않고 정확히 유량을 검출할 수가 있다. 또, 유량의 변화에 대하여 응답성이 좋아지며, 분사기간중의 비정상적인 흐름인 분사율을 검출할 수 있다. 또, 수압면적을 작게 할 수 있고, 고분사압에서도 대응할 수 있다. 또, 터어빈 질량을 적게함으로서 관성력을 적게하고, 외력으로 부터의 충격에서 강하게 할 수가 있다. 또, 발광소자와 수광소자의 간격을 작게함으로써 저출력의 발광소자의 사용을 가능하게 하고, 저감도의 수광소자를 사용가능하도록 함으로써 코스트를 낮게 할 수 있다. 또, 터어빈 회전수의 검출에 대하여 광센서를 이용함으로써, 전자기등의 노이즈의 영향을 받지않도록 할 수 있다.

Claims

피계량유체의 유로중에 배치된 임펠러의 회전속도를 검출함으로써 유체의 유량을 구하는 유량계에 있어서, 회전하고 있는 임펠러의 선단에 레이저 또는 초음파를 송파하는 송파수단과; 상기 임펠러로부터 반사되는 레이저 또는 초음파를 수파하는 수파수단과; 상기 송파수단이 송파하는 상기 주파수에 대한 상기 수파수단이 수파하는 주파수의 높이를 연산하여 구하고, 이 구한 값에 의하여, 임펠러의 회전속도를 검출하는 데이터 처리장치를 구비한 것을 특징으로 하는 유량계.
제1항에 있어서, 송파수단은, 수파수단으로서 작동하도록 전환가능하며 수파수단은 송파수단으로서 작동하도록 전환 가능하고, 이들을 데이터 처리장치에서 검출하는 흐름방향을 기초하여 전환될 수 있도록 하고, 또한 상기 데이터 처리장치가 송파수단이 송파하는 주파수에 대한 상기 수파수단이 수파하는 주파수의 높이를 연산하도록 한 것을 특징으로 하는 유량계.
제1항에 있어서, 송파수단이 송파하는 주파수에 대하여 수파수단이 수파하는 주파수의 높이를 연산하여 구하고, 이 구한 값에 의하여 임펠러의 회전속도를 검출하는 유량계에서, 데이터 처리장치는 송파수단이 송파하는 주파수와 수파수단이 수파하는 주파수를 비교한 값이 미리 설정된 값보다 작게 되었을 경우에, 유체의 흐름방향의 검출방향을 반대방향으로 전환하는 것을 특징으로 하는 유량계.
제1항에 있어서, 디젤 엔진에 있어서의 연료통로내에 터어빈을 배치하고, 이 터어빈을 개재하여 발광수단과 수광수단을 대향배치하고, 상기 수광수단의 수광주파수를 기초하여 분사율·분사시간·분사량을 계측하는 연산수단을 구비한 것을 특징으로 하는 유량계.