KR20020001886A - 유량 계측 장치 - Google Patents

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KR20020001886A
KR20020001886A KR1020017014641A KR20017014641A KR20020001886A KR 20020001886 A KR20020001886 A KR 20020001886A KR 1020017014641 A KR1020017014641 A KR 1020017014641A KR 20017014641 A KR20017014641 A KR 20017014641A KR 20020001886 A KR20020001886 A KR 20020001886A
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모리시타 요이찌
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Abstract

유량 계측 장치는 유입구(11)와 유출구(12) 사이에 제공된 복수의 유로(13)와, 복수의 유로(13)를 개폐하는 개폐 수단(14)과, 복수의 유로(13) 중 적어도 하나의 유로를 통해 유동하는 유체의 유량을 계측하는 계측 수단(15)과, 개폐 수단(14)과 계측 수단(15)을 제어하는 제어 수단(17)을 포함하고 있다. 제어 수단(17)은 개폐 수단(14)에 의해 폐쇄되어 있는 유로(13)에서의 계측 수단(15)의 이득을 보정하는 이득 조정 수단(16)을 포함한다.

Description

유량 계측 장치{Flowmeter}
기체 또는 액체 등의 유체의 유량 또는 유속을 측정하는 장치에는 다수의 방식이 공지되어 있지만, 특히 전자 공학 기술 진보에 의해 신뢰성이 높은 초음파를 이용하는 유속·유량 측정 장치 개발이 현저하다. 그리고 초음파를 이용한 유속·유량 측정 장치는 연료 가스용 미터, 공업용 계측기, 의료용 혈류계, 해양 또는 대기중의 유속의 측정 등 다방면에 걸친 활용 분야가 있다. 이 초음파를 이용하는 유속·유량 측정 장치에는 직접 초음파를 이용하는 경우뿐만 아니라, 다수의 측정 원리에 기초하는 측정 장치의 검출부로서 간접적으로 이용하는 경우가 있다.
종래의 초음파 유속계는 도 21에 도시하는 바와 같이, 유체가 유동하는 1개의 측정 경로(1)에 설치된 송신용 초음파 진동자(2)와, 송신용 초음파 진동자(2)를 구동하는 송신 회로(3)와, 송신 회로(3)의 발진 개시 신호를 전송함과 동시에 타이머(4)를 시동시키는 제어부(5)와, 초음파 진동자(2)의 상류 또는 하류에 설치하여 초음파 진동자(2)가 발생한 초음파를 수신하는 수신용 초음파 진동자(6)와, 수신용 초음파 진동자(6)의 수신 신호를 증폭하는 증폭부(7)와, 증폭부(7)로부터 출력되는신호와 기준 신호 생성부(8)로부터 출력되는 기준 신호를 비교하여 상기 신호들의 대소 관계가 반전했을 때 타이머(4)를 정지시키는 비교기(9)를 포함하며, 상기 타이머(4)의 계측 시간에 기초하여 피측정 유체의 유속을 측정하도록 구성되어 있다.
상기 초음파 유속계는 제어부(5)로부터의 시동 신호에 의해, 송신 회로(3)가 일정 시간 펄스를 출력하여 초음파 진동자(2)를 구동한다. 초음파 진동자(2)로부터 발생된 초음파는 피측정 유체를 통해 전파되어 시간(t) 경과 후에 수신용 초음파 진동자(6)에 의해 수신된다. 이 수신 신호는 비교기(9)에서 기준 신호와 비교된다. 수신 신호와 기준 신호의 전압 관계가 반전되었을 때 정지 신호가 타이머(4)에 전송된다. 이로써, 타이머(4)가 정지한다. 이 때의 타이머(4)의 시간 출력치(t)를 수학식 1에 대입함으로써 피측정 유체의 유속(v)을 구한다{음파 송수신기 사이의 유동 방향의 유효 거리를 L, 음속을 c, 피측정 유체의 유속을 v로 하고, a는 수신 신호를 수신한 때로부터 비교기(8)의 출력이 반전될 때까지의 지연 시간, 초음파 진동자로부터 수신용 초음파 진동자로의 방향을 양으로 한다}.
또한, 초음파 진동자(2)와 수신용 초음파 진동자(6)를 전환하여, 상류에서 하류로 및 하류에서 상류로의 전파 시간을 측정하고, 수학식 2에 의해 속도(v)를 구하는 방법도 있다{상류에서 하류로의 전파 시간 t1, 하류에서 상류로의 전파 시간 t2}.
이 방법에 의하면 온도 변화에 의한 음속 변화의 영향을 받지 않고 유체의 속도를 측정할 수 있기 때문에, 유속·유량·거리 등의 측정에 널리 이용되고 있다.
또한, 초음파 이용 유속·유량 측정 장치에 한정되지 않고, 유속·유량 측정 장치에는 유량 센서, 저항치 센서, 온도 센서, 전압 센서 등 다수의 센서가 이용되고 있다. 그리고 이들 전기 신호를 발신하는 센서는 외부 조건의 영향으로 감도가 변화하는 경우가 있다. 그 때문에 연료 가스의 미터 등에 사용되는 유량 측정 장치는 약간의 유량 변화, 예를 들면 3 l/hr와 같은 미소 변화에서도 이를 측정하는 것이 요구되고 있으며, 이러한 미소 변화를 정확하게 파악할 수 있기 위해서는 측정의 제로점 보정을 행할 수 있는 측정 장치로 해야만 한다.
이상의 관점에서 일본 특개평 8-271307호 공보에 개시된 기술은 제로점 보정을 행하는 것이 적절한지의 여부를 소정 시간 간격을 두고 판단하며, 그 판단에 기초하여 제로점 보정을 실행하는 수단을 구비한 가스 유량계로, 유용한 기술로서 가스 기구 업계에서는 높게 평가받고 있다.
그러나, 상기 종래의 구성에서는 도시 가스, 프로판 가스 등의 연료 가스의 유량 계측 장치에 실시하면, 1개의 유로에서는 유량 변화가 극히 적은 경우부터 1시간당 몇만 리터와 같은 광범위에 걸쳐 수신 신호의 입력 파형이 유속에서 크게 변화하여, 수신 감도를 조정하지 않고 계측하는 것은 곤란하다.
더욱이, 통상 전기 신호를 발신하는 센서는 외부 조건의 영향으로 감도가 변화하는 경우가 있다. 그 때문에 연료 가스의 미터 등에 사용되는 유량 측정 장치는 약간의 유량 변화, 예를 들면 3 l/hr와 같은 미소 변화에서도 이를 측정하는 것이 요구되고 있으며, 이러한 미소 변화로부터 몇만 리터와 같은 광범위에 걸쳐 정확하게 파악할 수 있기 위해서는 측정의 수신 상태(이득 등)를 예를 들면 일정 기간마다 조정하는 측정 장치로 해야 한다. 그 경우, 항상 유체의 유동이 중단되는 경우가 없는 기기에 있어서는 유로를 폐쇄하는 것이 불가능하기 때문에, 보정을 행할 수 없었다.
그래서, 본 발명은 상기 종래예의 문제점에 비추어, 복수의 유로를 갖는 구성으로, 유체 유량의 계측을 행하고 있지 않은 유로에서 센서 신호를 수신하여 증폭하는 회로의 이득을 보정, 조정해 둠으로써, 유체 계측을 위해 유로를 구성할 때에는 센서 및 회로 보정을 행한 유로를 사용하도록 하는 것을 목적으로 하는 것이다.
또한, 종래의 제로점 보정 방법에서는, 소정 시간의 간격을 두고 제로점 보정을 실시할 필요가 있는지의 여부를 판정하여, 그 후에 필요할 때에 제로점 보정을 실시하는 것으로, 항상 유체의 유동이 중단되는 경우가 없는 기기에 있어서는 유로를 폐쇄하는 것이 불가능하기 때문에, 제로점 보정을 행할 수 없게 된다.
그래서, 본 발명은 상기 종래예의 문제점에 비추어, 복수의 유로를 갖는 구성으로, 유체 유량의 계측을 행하고 있지 않은 유로의 제로점을 보정해 둠으로써, 유체 계측을 위해 유로를 개방할 때는 제로점 보정을 행한 유로를 사용하도록 하는것을 목적으로 하는 것이다.
본 발명은 가스 등의 유체의 유량을 측정하는 유량 계측 장치에 관한 것이다.
도 1a는 본 발명의 제 1 실시예의 유량 계측 장치의 구성을 도시하는 블록도.
도 1b는 도 1a에 도시된 유량 계측 장치의 계측 수단의 구성을 모식적으로 도시하는 도면.
도 2는 도 1a에 도시된 유량 계측 장치의 계측 수단 및 제어 수단의 구성을 도시하는 블록도.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예의 유량 계측 장치의 제어 수단의 구성을 도시하는 블록도.
도 4는 개폐 수단(4a 내지 4c), 제 1 타이머 수단의 동작을 도시하는 타이밍챠트.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예의 유량 계측 장치의 제어 수단의 구성을 도시하는 블록도.
도 6은 도 5에 도시된 제어 수단의 처리를 도시하는 유량 특성도.
도 7은 본 발명의 제 4 실시예의 유량 계측 장치의 제어 수단의 구성을 도시하는 블록도.
도 8은 개폐 수단(4a 내지 4b), 제 2 타이머 수단의 동작을 도시하는 타이밍 챠트.
도 9는 본 발명의 제 5 실시예의 유량 계측 장치의 제어 수단의 구성을 도시하는 블록도.
도 10은 본 발명의 제 6 실시예의 유량 계측 장치의 제어 수단의 구성을 도시하는 블록도.
도 11a는 본 발명의 제 7 실시예의 유량 계측 장치의 구성을 도시하는 블록도.
도 11b는 도 11a에 도시되는 유량 계측 장치의 유량 검출 수단의 구성을 모식적으로 도시하는 도면.
도 12는 도 11a에 도시되는 유량 계측 장치의 계측 수단의 구성을 도시하는 블록도.
도 13은 본 발명의 제 8 실시예의 유량 계측 장치의 제어 수단의 구성을 도시하는 블록도.
도 14는 개폐 수단(14a 내지 14c), 제 3 타이머 수단의 동작을 도시하는 타이밍 챠트.
도 15는 본 발명의 제 9 실시예의 유량 계측 장치의 제어 수단의 구성을 도시하는 블록도.
도 16은 도 15에 도시되는 제어 수단의 처리를 도시하는 타이밍 챠트.
도 17은 본 발명의 제 10 실시예의 유량 계측 장치의 제어 수단의 구성을 도시하는 블록도.
도 18은 개폐 수단(14a 내지 14b), 제 4 타이머 수단의 동작을 도시하는 타이밍 챠트.
도 19는 본 발명의 제 11 실시예의 유량 계측 장치의 제어 수단의 구성을 도시하는 블록도.
도 20은 본 발명의 제 12 실시예의 유량 계측 장치의 제어 수단의 구성을 도시하는 블록도.
도 21은 종래의 유량 계측 장치의 구성을 도시하는 블록도.
본 발명은 예를 들면 도시 가스, 프로판 가스 등의 연료 가스의 미터에 실시하기에 극히 유용하다. 이는 연료 가스에서의 유량 계측 장치는 1시간당 3 리터를 초과하는 유량 변화를 정확하게 파악하는 것이 필요시되고 있기 때문이다. 그래서 본 발명은 유량의 변화가 극히 적은 경우로부터 1시간당 몇만 리터와 같은 광범위에 걸쳐 계측 수단으로부터 유량 연산 수단까지의 이득을 보정함으로써 정확하게 유량을 계측할 수 있는 유용한 것이다.
이상의 취지에 따라, 정확한 유량을 계측할 필요가 있는 각 분야에 있어서 본 발명은 실시하기 유용한 것이다.
그리고, 당업자가 본 발명을 실시하는데는 각 청구항에 기재한 구성으로 함으로써 실현할 수 있는 것이지만, 본 발명의 내용 이해를 도와 용이하게 실시예를 파악할 수 있도록 각 청구항의 작용 효과를 수단, 구성과 더불어 이하에 설명한다.
본 발명의 유량 계측 장치는, 유입구와 유출구 사이에 제공된 복수의 유로와, 상기 복수의 유로를 개폐하는 개폐 수단과, 상기 복수의 유로 중 적어도 하나의 유로를 유동하는 유체의 유량을 계측하는 계측 수단과, 상기 개폐 수단과 상기 계측 수단을 제어하는 제어 수단을 구비하며, 상기 제어 수단은 상기 개폐 수단에 의해 폐쇄되어 있는 유로에서의 상기 계측 수단의 이득을 보정하는 이득 조정 수단을 포함하며, 이에 의해 상기 목적이 달성된다.
본 발명에 따르면, 복수의 유로를 갖는 구성으로, 유체 유량의 계측 범위를크게 함과 동시에, 유량이 중단되지 않는 기기에 있어서도, 유체 유량의 계측을 행하고 있지 않은 유로의 수신 이득을 보정해 두고, 개폐 수단을 전환함으로써 이득 보정이 종료하고 있는 유로에서 유체 계측을 행하는 것이 가능해진다. 이 때문에 상기 유로를 개방할 때에는 측정계의 안정도가 양호하고, 수신 감도의 편차가 없는 계측을 가능하게 하여, 정밀도가 불안정해지는 것을 방지할 수 있다.
상기 제어 수단은 상기 개폐 수단에 의해 폐쇄되어 있는 유로를 일정 시간 간격으로 전환하는 제 1 타이머 수단을 포함하고 있어도 된다. 이로써, 유체의 유동이 있는 유량을 계측하고 있는 경우라도, 폐쇄되어 있는 유로의 계측 수단은 이득 보정을 행함으로써 이득 보정을 끝내 두고, 계측하고 있는 유로에서의 시간 경과 변화에 의한 이득 변화가 있었다 해도 개폐 수단을 통해 유로를 전환함으로써 일정 시간 간격 이내에 안정도가 양호하고, 수신 이득의 편차가 없는 계측을 가능하게 하여, 정밀도가 불안정해지는 것을 방지할 수 있다.
상기 제어 수단은, 상기 계측 수단의 출력에 기초하여 유량을 연산하는 유량 연산 수단과, 상기 유량 연산 수단에 의해 연산된 유량이 미리 정해진 유량보다 적은 경우에 상기 계측 수단의 이득 보정을 개시하는 신호를 상기 이득 조정 수단에 송출하는 유량 판정 수단을 포함하고 있어도 된다. 이로써, 개폐 수단이 폐쇄되어 있는 유로에 있어서도 유체의 유동이 적고 하류로부터 외란에 의한 오차를 포함하지 않는 경우에 이득점 보정을 행하도록 할 수 있다.
상기 제어 수단은, 상기 계측 수단의 출력에 기초하여 유량을 연산하는 유량 연산 수단과, 상기 계측 수단의 이득 보정 중에 상기 유량 연산 수단에 의해 연산된 유량이 미리 정해진 유량보다 많아지면 상기 계측 수단의 이득의 보정을 정지시키는 신호를 상기 이득 조정 수단에 송출하는 유량 판정 수단을 포함하고 있어도 된다. 이로써, 개폐 수단이 폐쇄되어 있는 유로에 있어서도 유량이 많아졌기 때문에 개폐 수단이 폐쇄되어 있는 유로의 하류로부터 대유량에 의한 외란에 의해 이득 보정에 영향이 생기거나, 또한 대유량을 계측하기 위해 개폐 수단을 개방하여 유로에 유체를 유동시킬 필요가 있을 가능성이 높기 때문에 이득 보정을 정지해 둠으로써, 바로 유량 계측을 수행하는 것이 가능해진다.
상기 제어 수단은, 일정 시간 간격으로 상기 계측 수단의 이득 보정을 개시하는 신호를 상기 이득 조정 수단에 송출하는 제 2 타이머 수단을 포함하고 있어도 된다. 이로써, 개폐 수단이 폐쇄되어 있는 유로에 있어서의 계측 수단을 일정 시간 간격으로 이득 보정할 수 있어 온도나 습도 등의 외란에 의한 시간 경과 변화 등에 의한 이득 편차가 발생해도 일정 시간 이내에 수정하여 변동을 작게 하는 것이 가능해진다.
상기 제어 수단은 미리 정해진 시각에 상기 계측 수단의 이득 보정을 개시하는 신호를 상기 이득 조정 수단에 송출하는 계시 수단을 포함하고 있어도 된다. 이로써, 유량 계측 장치가 설치된 시스템 특유의 유량 상태를 미리 측정하여, 예를 들면 유량이 적은 시각에 이득을 보정함으로써 계측 수단의 정밀도를 최적 시각으로 조절하는 것이 가능해진다.
상기 제어 수단은, 유로를 통과하는 유체의 유량이 미리 정해진 유량 이하의 시간이 계속하여 존재하는 시각을 기억 수단에 기억하며, 상기 기억 수단에 기억된상기 시각에 상기 계측 수단의 이득 보정을 개시하는 신호를 상기 이득 조정 수단에 송출하는 계시 수단을 포함하고 있어도 된다. 이로써, 상기 시스템이 설치된 고유의 사용 조건, 상태를 미리 기억해 두고, 안정된 상태의 시각에 계측 수단의 이득 보정을 행함으로써 보다 확실하게 양호한 정밀도로 조절하는 것이 가능해진다.
상기 제어 수단은, 상기 유량 계측 장치 외부로부터 신호를 받아, 상기 신호에 응답하여 상기 계측 수단의 이득 보정을 개시하는 신호를 상기 이득 조정 수단에 송출하는 통신 수단을 포함하고 있어도 된다. 이로써, 임의의 시간에 외부로부터 이용자가 계측 수단의 이득을 보정할 수 있어, 돌발적인 외란 등에 의한 시스템 불안정 현상이 발생했다 해도 수동으로 이득을 보정하는 신호를 송출하는 것이 가능해진다.
상기 계측 수단은, 초음파 신호를 송수신하는 제 1 진동자 및 제 2 진동자와, 상기 제 1 진동자와 상기 제 2 진동자에 주기적인 구동 신호를 송출하는 송신 수단과, 상기 제 1 진동자와 상기 제 2 진동자 사이에서 상기 초음파 신호가 전파하는 전파 시간에 기초하여 유량을 산출하는 유량 연산 수단을 포함하고 있어도 된다. 이로써, 유체의 유동을 난류화하지 않고 유량을 측정함과 동시에, 복수의 유로를 조합함으로써 넓은 범위에서 순간적으로 유량을 양호한 정밀도로 측정할 수 있다.
상기 계측 수단은, 유량의 변화에 의해 발생하는 온도 변화를 검출하는 감온 수단과, 상기 감온 수단의 출력에 기초하여 유량을 산출하는 유량 연산 수단을 포함하고 있어도 된다. 이로써, 간단한 제어 회로의 구성으로, 또한 가동부가 없어 고장율이 적어 안정되게 유량을 측정할 수 있음과 동시에, 복수의 유로를 조합함으로써 넓은 범위에서 유량을 양호한 정밀도로 측정하는 것이 가능해진다.
본 발명의 다른 유량 계측 장치는, 유입구와 유출구 사이에 제공된 복수의 유로와, 상기 복수의 유로를 개폐하는 개폐 수단과, 상기 복수의 유로 중 적어도 하나의 유로를 유동하는 유체의 유량을 계측하는 계측 수단과, 상기 개폐 수단과 상기 계측 수단을 제어하는 제어 수단을 구비하며, 상기 제어 수단은 상기 개폐 수단에 의해 폐쇄되어 있는 유로에 있어서 상기 계측 수단의 제로값을 검출하여 제로값 보정을 행하는 제로점 검정 수단을 포함하며, 이에 의해 상기 목적이 달성된다.
본 발명에 따르면, 복수의 유로를 갖는 구성으로, 유체 유량의 계측 범위를 크게 함과 동시에, 유량이 중단되지 않는 기기에 있어서도, 유체 유량 계측을 행하고 있지 않은 유로의 제로점을 보정해 두고, 개폐 수단을 전환함으로써, 제로점 보정이 종료하고 있는 유로에서 유체 계측을 행하는 것이 가능해진다. 이 때문에 이 유로를 개방할 때에는 측정계의 안정도가 양호하고, 제로점의 편차가 없는 계측을 가능하게 하여, 정밀도가 불안정해지는 것을 방지할 수 있다.
상기 제어 수단은 상기 개폐 수단에 의해 폐쇄되어 있는 유로를 일정 시간 간격으로 전환하는 제 3 타이머 수단을 포함하고 있어도 된다. 이로써, 유체의 유동이 있는 유량을 계측하고 있는 경우라도, 폐쇄되어 있는 유로의 계측 수단은 제로점 보정을 행함으로써 제로값 보정을 끝내 두고, 계측하고 있는 유로에 있어서 시간 경과 변화에 의한 제로점 변화가 있었다 해도 개폐 수단을 통해 유로를 전환함으로써 일정 시간 간격 이내에 안정도가 좋고, 제로점의 편차가 없는 계측을 가능하게 하여, 정밀도가 불안정해지는 것을 방지할 수 있다.
상기 제어 수단은 상기 계측 수단의 출력에 기초하여 유량을 연산하는 유량 연산 수단과, 상기 유량 연산 수단에 의해 연산된 유량이 미리 정해진 유량보다 적은 경우에 상기 계측 수단의 제로값 보정을 개시하는 신호를 상기 제로점 검정 수단에 송출하는 유량 판정 수단을 포함하고 있어도 된다. 이로써, 개폐 수단이 폐쇄되어 있는 유로에 있어서도 유체의 유동이 적어 하류로부터 외란에 의한 오차를 포함하지 않는 경우에 제로점 보정을 행하도록 할 수 있다.
상기 제어 수단은, 상기 계측 수단의 출력에 기초하여 유량을 연산하는 유량 연산 수단과, 상기 계측 수단의 제로점 검출 중에 상기 유량 연산 수단에 의해 연산된 유량이 미리 정해진 유량보다 많아지면 상기 계측 수단의 제로값 보정을 정지시키는 신호를 상기 제로점 검정 수단에 송출하는 유량 판정 수단을 포함하고 있어도 된다. 이로써, 개폐 수단이 폐쇄되어 있는 유로에 있어서도 유량이 많아졌기 때문에 개폐 수단이 폐쇄되어 있는 유로의 하류로부터 대유량에 의한 외란에 의해 제로값 보정에 영향이 생기거나, 또한 대유량을 계측하기 위해 개폐 수단을 개방하여 유로에 유체를 유동시킬 필요가 있을 가능성이 높기 때문에 제로값 보정을 정지해 둠으로써, 바로 유량 계측을 수행하는 것이 가능해진다.
상기 제어 수단은 일정 시간 간격으로 상기 계측 수단의 제로값 보정을 개시하는 신호를 상기 제로점 검정 수단에 송출하는 제 4 타이머 수단을 포함하고 있어도 된다. 이로써, 개폐 수단이 폐쇄되어 있는 유로에 있어서의 계측 수단을 일정시간 간격으로 제로점 보정할 수 있어 온도나 습도 등의 외란에 의한 시간 경과 변화 등에 의한 제로점의 편차가 발생해도 일정 시간 이내에 수정하여 변동을 작게 하는 것이 가능해진다.
상기 제어 수단은 미리 정해진 시각에 상기 계측 수단의 제로값 보정을 개시하는 신호를 상기 제로점 검정 수단에 송출하는 계시 수단을 포함하고 있어도 된다. 이로써, 유량 계측 장치가 설치된 시스템 특유의 유량 상태를 미리 측정하여, 예를 들면 유량이 적은 시각에 제로점을 보정함으로써 계측 수단의 정밀도를 최적 시각으로 조절하는 것이 가능해진다.
상기 제어 수단은, 유로를 통과하는 유체의 유량이 미리 정해진 유량 이하의 시간이 계속하여 존재하는 시각을 기억 수단에 기억하며, 상기 기억 수단에 기억된 상기 시각에 상기 계측 수단의 제로값 보정을 개시하는 신호를 상기 제로점 검정 수단에 송출하는 계시 수단을 포함하고 있어도 된다. 이로써, 상기 시스템이 설치된 고유의 사용 조건, 상태를 미리 기억해 두고, 안정된 상태의 시각에 계측 수단의 제로값 보정을 행함으로써 보다 확실하게 양호한 정밀도로 조절하는 것이 가능해진다.
상기 제어 수단은, 상기 유량 계측 장치 외부로부터 신호를 수신하며, 상기 신호에 응답하여 상기 계측 수단의 제로값 보정을 개시하는 신호를 상기 제로점 검정 수단에 송출하는 통신 수단을 포함하고 있어도 된다. 이로써, 임의의 시간에 외부로부터 이용자가 계측 수단의 제로점을 보정할 수 있어, 돌발적인 외란 등에 의한 시스템 불안정 현상이 발생했다 해도 수동으로 제로값을 보정하는 신호를 송출하는 것이 가능해진다.
상기 계측 수단은, 초음파 신호를 송수신하는 제 1 진동자 및 제 2 진동자와, 상기 제 1 진동자와 상기 상기 제 2 진동자에 주기적인 구동 신호를 송출하는 송신 수단과, 상기 제 1 진동자와 상기 제 2 진동자 사이에서 상기 초음파 신호가 전파하는 전파 시간에 기초하여 유량을 산출하는 유량 연산 수단을 포함하고 있어도 된다. 이로써, 유체의 유동을 난류화하지 않고 유량을 측정함과 동시에, 복수의 유로를 조합함으로써 넓은 범위에서 순식간에 유량을 양호한 정밀도로 측정할 수 있다.
상기 계측 수단은 유량의 변화에 의해 발생하는 온도 변화를 검출하는 감온 수단과, 상기 감온 수단의 출력에 기초하여 유량을 산출하는 유량 연산 수단을 포함하고 있어도 된다. 이로써, 간단한 제어 회로 구성으로, 또한 가동부가 없고 고장율이 적어 안정되게 유량을 측정할 수 있음과 동시에, 복수의 유로를 조합함으로써 넓은 범위에서 유량을 양호한 정밀도로 측정하는 것이 가능해진다.
본 발명의 다른 유량 계측 장치는, 유입구와 유출구 사이에 설치된 복수의 유로와, 상기 복수의 유로를 개폐하는 개폐 수단과, 상기 복수의 유로 중 적어도 하나의 유로를 유동하는 유체의 유량을 계측하는 계측 수단과, 상기 개폐 수단과 상기 계측 수단을 제어하는 제어 수단을 구비하며, 상기 제어 수단은 상기 개폐 수단에 의해 폐쇄되어 있는 유로에서의 상기 계측 수단의 제로값을 검출하여 제로값 보정을 행하는 제로점 검정 수단과, 상기 개폐 수단에 의해 폐쇄되어 있는 유로에 있어서 상기 계측 수단의 이득을 보정하는 이득 조정 수단과, 상기 유입구로부터상기 유출구를 통과하는 총유량을 계측하는 총유량 계측 수단 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 계측 수단은 초음파 신호를 송수신하는 제 1 진동자 및 제 2 진동자와, 상기 제 1 진동자와 상기 제 2 진동자에 주기적인 구동 신호를 송출하는 송신 수단과, 수신된 상기 초음파 신호를 증폭하는 증폭 수단과, 상기 증폭 수단으로부터 출력되는 신호와 기준 신호를 비교하는 비교 수단과, 상기 비교 수단의 출력에 따라서 상기 제 1 진동자와 상기 제 2 진동자 사이에서의 초음파 전달을 복수 회 반복하는 반복 수단과, 상기 반복시에 상기 초음파 전달을 지연시키는 지연 수단과, 상기 제 1 진동자와 상기 제 2 진동자 사이에서 상기 초음파 신호가 전파하는 전파 시간에 기초하여 유량을 산출하는 유량 연산 수단을 포함하며, 이에 의해 상기 목적이 달성된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
(제 1 실시예)
도 1a는 본 발명의 제 1 실시예의 유량 계측 장치의 구성을 도시하는 블록도이고, 도 1b는 도 1a에 도시된 유량 계측 장치의 계측 수단의 구성을 모식적으로 도시하는 도면이며, 도 2는 도 1a에 도시된 유량 계측 장치의 계측 수단 및 제어수단의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 1a에 도시되는 바와 같이, 유량 계측 장치는 유입로(11)와 유출로(12) 사이에 제공된 복수의 유로(13)와, 복수의 유로(13)를 개폐하는 개폐 수단(14)과, 복수의 유로(13) 중 적어도 하나의 유로(13)를 유동하는 유체의 유량을 계측하는 계측 수단(15)과, 개폐 수단(14)과 계측 수단(15)을 제어하는 제어 수단(17)을 포함한다. 제어 수단(17)은 개폐 수단(14)에 의해 폐쇄되어 있는 유로(13)에 있어서 계측 수단(15)의 이득을 보정하는 이득 조정 수단(16)과, 개폐 수단(14)을 구동하는 개폐 구동 수단(45)을 포함한다.
도 1a에 도시되는 예에서는 유량 계측 장치는, 3개의 유로(13)(13a 내지 13c)와 유로(13)에 설치되어 있는 개폐 수단(14)(14a 내지 14c)과 계측 수단(15)(15a 내지 15c)을 갖고 있다. 유로(13a)에는 개폐 수단(14a)과 계측 수단(15a)이 설치되어 있다. 유로(13b)에는 개폐 수단(14b)과 계측 수단(15b)이 설치되어 있다. 유로(13c)에는 개폐 수단(14c)과 계측 수단(15c)이 설치되어 있다.
유입로(11)로부터 들어오는 유체는 개방되어 있는 개폐 수단(14)을 통과하여 계측 수단(15)에 의해 그 유량이 측정된다. 개폐 수단(14), 계측 수단(15)은 제어 수단(17)에 의해 제어되고 있다. 개폐 수단(14)은 복수의 유로(13)의 각각의 유로를 개방 또는 폐쇄할 수 있다. 계측 장치(15)는 개폐 수단(14)에 의해 개방된 유로를 유동하는 유체의 유량을 계측한다. 유입로(11)로부터 유출로(12)까지의 총유량은 계측 수단(15)에 의해 유로마다 계측된 유량을 제어 수단(17)에 의해 합산함으로써 구해진다.
복수의 유로(13) 모두를 개방함으로써 대유량의 유체를 유동시키는 것이 가능해지고, 또한 그것을 계측하는 것이 가능하다. 복수의 유로(13) 중 1개의 유로만을 개방함으로써 소유량의 유체를 유동시키는 것이 가능하다. 이와 같이, 개폐 구동 수단(45)에 의해 각각 개폐하는 것이 가능한 복수의 개폐 수단(14)을 사용함으로써 유량 등에 따른 유로 선택을 용이하게 하여 유량역이 넓은 범위에서 계측을 가능하게 할 수 있다.
또한, 유로(13)는 균등한 단면적의 유로를 복수개 조합함으로써 범용성을 높여 유지 보수를 용이하게 해도 되고, 또한 단면적을 상이하게 하여 유량 등에 의해 그 유로가 최적의 선택을 행하는 구성으로 해도 된다. 본 발명에서는 유로를 3개로 하고 있지만 특별히 갯수에 의미가 있는 것도 아니다. 2개 이상이면 몇 개라도 양호하다.
유량 연산 수단(27)은 계측 수단(15)에 의해 유로마다 계측된 유량을 합계하는 연산을 행한다. 유량 연산 수단(27)에 의해 구해지는 종합 유량을 Q, 개폐 수단(14)이 개방되어 있는 유로(13a, 13b, 13c)에 설치한 계측 수단(15a, 15b, 15c)에 의해 구해지는 유량을 각각 qa, qb, qc로 하면, Q=qa+qb+qc=Σq이다.
개폐 수단(14a)이 폐쇄되어 있는 경우에는 유로(13a)에는 유체가 유동하고 있지 않다. 이 때문에 계측 수단(15a)에서 유체 유량을 계측해도 본래의 유량 계측에 지장은 없다. 유량 계측하기 위한 센서는 온도 등의 외부로부터의 영향이나 시간 경과 변화 등으로 감도가 어긋나 있는 경우도 있어, 측정계를 보정할 필요가있다. 보정을 행하는데는 센서 신호를 수신하여 예를 들면 수신 신호의 최대치가 일정 레벨 내에 들어가도록 수신 수단의 감도를 조정한다. 상기 이득 조정은 폐쇄되어 있는 개폐 수단(14)을 갖는 유로(13)에 설치하고 있는 계측 수단(15)에서 각각 행할 수 있다.
이 때, 이득이 크게 어긋나 있는 경우 등은 통지 수단 등을 사용하여 사용자에게 그 이상을 알리는 것도 유효하다. 더욱이 통신 수단 등을 이용하여 외부의 관리자에게 통지하면 더욱 이상 상태 복구를 일찍 행하는 것이 가능해져 유용하다.
도 1b는 도 1a에 도시된 유로(13a)에 설치되어 있는 계측 수단(15a)의 일부의 구성을 도시한다. 또한, 계측 수단(15b, 15c)도 계측 수단(15a)과 동일한 구성을 갖고 있다.
도 1b에 도시된 백색 화살표(A)는 유로(13a)에 있어서 유체가 유동하는 방향을 도시한다. 계측 수단(15a)은 유로(13a)에 설치된 제 1 진동자(21)와 제 2 진동자(22)를 포함한다. 제 1 진동자(21)와 제 2 진동자(22)는 유로(13a)를 유동하는 유체를 통해 마주 대하도록 배치되어 있다. 제 1 진동자(21) 및 제 2 진동자(22)는 초음파 신호를 송수신한다.
도 2는 도 1a에 도시된 유로(13a)에 설치되어 있는 계측 수단(15a)의 구성을 더욱 상세히 도시한다. 또한, 계측 수단(15b, 15c)도 계측 수단(15a)과 동일한 구성을 갖고 있다.
도 2에 도시되는 바와 같이, 계측 수단(15a)은 제 1 진동자(21)와 제 2 진동자(22)에 주기적인 구동 신호를 송출하는 송신 수단(23)과, 수신된 초음파 신호를증폭하는 증폭 수단(24)과, 증폭 수단(24)으로부터 출력되는 신호와 기준 신호를 비교하는 비교 수단(29)과, 비교 수단(29)으로부터 출력되는 신호를 수신하며, 기준 신호 이상의 신호가 검출되었을 때 반복하여 회수를 설정하며, 그 설정된 반복 회수만큼 제 1 진동자(21)와 제 2 진동자(22) 사이에서 초음파 전달을 반복하는 반복 수단(46)과, 그 반복 시에 초음파 전달을 지연시키는 지연 수단(10)을 포함한다.
이득 조정 수단(16)은 예를 들면, 증폭 수단(24)의 이득(게인)을 조정함으로써, 계측 수단(15a)의 이득을 보정한다.
기준 신호 이상의 신호가 증폭 수단(24)으로부터 출력된 것이 비교 수단(29)에 의해 검출된 경우에는, 비교 수단(29)은 수신 신호가 도달한 것을 도시하는 신호를 반복 수단(46)에 출력한다. 반복 수단(46)은 비교 수단(29)으로부터 출력된 신호를 수신하며, 이 신호를 받은 회수가 미리 설정된 반복 회수에 도달했는지의 여부를 판정한다. 이 신호를 받은 회수가 미리 설정된 반복 회수에 도달한 경우에는 반복 수단(46)은 신호를 일정 시간만큼 지연시키는 지연 수단(10)을 통해, 송신 수단(23)으로부터 초음파 신호가 송신되도록 송신 수단(23)을 제어한다. 이렇게 하여, 송신 수단(23)으로부터 초음파 신호가 반복하여 송신된다.
전환 수단(26)은 제 1 진동자(21) 및 제 2 진동자(22)의 송수신을 전환한다. 즉, 상류측의 제 1 진동자(21)가 초음파 신호를 송신하고, 하류측의 제 2 진동자(22)가 그 초음파 신호를 수신하는 초음파 전달이 설정된 회수만큼 반복된 후, 하류측의 제 2 진동자(22)가 초음파 신호를 송신하고, 상류측의 제 1진동자(21)가 그 초음파 신호를 수신하는 초음파 전달이 설정된 회수만큼 반복된다.
계시 수단(25)은 제 1 진동자(21)로부터 제 2 진동자(22)로의 초음파 전달을 설정된 회수만큼 반복하는데 필요한 시간(제 1 전달 시간)과, 제 2 진동자(22)로부터 제 1 진동자(21)로의 초음파 전달을 설정된 회수만큼 반복하는데 필요한 시간(제 2 전달 시간)을 구한다.
계시 수단(25)은 예를 들면, 타이머 카운터이다.
유량 연산 수단(27)은 제 1 전달 시간과 제 2 전달 시간의 시간차에 기초하여 유체 속도를 구하여, 유로(13)의 단면적과 유체 속도에 기초하여 유량을 구한다.
이와 같이 계측 수단에 초음파를 사용함으로써 유체의 유동을 난류화하지 않고 유량을 측정함과 동시에, 복수의 유로를 조합함으로써 넓은 범위에서 순식간에 유량을 양호한 정밀도로 측정할 수 있다.
그러나, 제 1 진동자(21), 제 2 진동자(22)는 온도 등의 외부로부터의 영향이나 시간 경과 변화 등으로 감도가 변화하는 경우가 있다. 이 때문에 수신된 신호를 증폭하는 증폭 수단(24)에서 이득이 부족하여 유량을 측정할 수 없게 되는 경우도 고려된다. 이러한 현상을 방지하기 위해 이득 조정 수단(16)이 유량이 없을 때에 증폭 수단(24)의 이득을 보정하여, 정확하게 비교 수단(29)에서 판정될 수 있는 진폭까지 신호를 조정해 둔다. 이 조작을 행함으로써 다음에 개폐 수단(14a)이 개방했을 때에 계측 수단(15a)에서는 바로 계측 조작을 행할 수 있으며, 더욱이 감도가 회복되지 않는 진동자가 발생하였으면, 그 유로를 제외하고 다른 유로를 개방함으로써 계측을 계속하는 것이 가능해진다.
본 실시예에서는 수신측 감도를 조정하고 있지만, 송신측 파워를 조정해도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상기 설명에서는 계측 수단으로 초음파 소자를 사용하고 있지만, 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들면 계측 수단으로서, 유로에 설치된 전력을 구동원으로 하는 발열부와 유량에 의해 발생하는 온도 변화를 검출하는 적어도 하나 이상의 감온 수단과, 상기 감온 수단의 신호 변화에 기초하여 유량을 산출하는 유량 연산 수단을 구비하도록 해도 동일한 유량 계측이 가능하다.
그러나, 상기 발열부 또는 감온 수단에 대해서도 온도 등의 외부로부터의 영향이나 시간 경과 변화 등으로 감도가 변해버리는 경우가 있다. 이 때문에 수신한 신호를 증폭하는 증폭 수단(24)에서 이득이 부족하여 유량을 측정할 수 없게 되는 경우도 고려된다. 이러한 현상을 방지하기 위해 이득 조정 수단(16)이 유량이 없을 때에 증폭 수단(24)의 이득을 보정하여, 정확하게 비교 수단(29)으로 판정될 수 있는 진폭까지 신호를 조정해 둔다.
이 조작을 행함으로써 다음에 개폐 수단(14a)이 개방되었을 때에 계측 수단(15a)에서는 바로 계측 조작을 행할 수 있으며, 더욱이 감도가 회복되지 않는 발열부나 감온 수단이 존재하면 그 유로를 제외하고 다른 유로를 개방함으로써 계측을 계속하는 것이 가능해진다. 또한, 발열부에 공급하는 전력을 조정함으로써 동일한 효과를 얻을 수 있다.
(제 2 실시예)
이하, 본 발명의 제 2 실시예의 유량 계측 장치를 설명한다. 본 실시예의 구성을 도시하는 블록도는 제 1 실시예와 동일한 도 1a 및 도 1b를 사용한다. 도 3은 제어 수단(17)의 구성을 도시하는 블록도이고, 도 4는 제어 수단(17)의 동작을 도시하는 타이밍 챠트이다. 제 2 실시예는 제어 수단(17)이 개폐 수단(14)을 일정 시간 간격으로 전환하도록 시간 관리를 하는 제 1 타이머 수단(31)을 구비하고 있는 점이 제 1 실시예와는 다르다.
도 4에서, (a)는 개폐 수단(14a)의 동작을 도시하며, (b)는 개폐 수단(14b)의 동작을 도시하며, (c)는 개폐 수단(14c)의 동작을 도시하며, (d)는 제 1 타이머 수단(31)의 동작을 도시한다.
제 1 타이머 수단(31)은 개폐 수단(14a)을 개방함과 동시에 동작을 개시한다. 제 1 타이머 수단(31)은 일정 시간(여기서는 T1) 경과마다 펄스 신호를 제어 수단(17)에 송출한다. 제어 수단(17)은 제 1 타이머 수단(31)으로부터의 펄스 신호에 응답하여 개방하는 개폐 수단을 전환한다. 최초의 기간(T1)(시각 t0내지 시각 t1)에 있어서 제어 수단(17)은 개폐 수단(14a)을 개방한다. 이로써, 유로(13a)에 유체가 유동하게 된다. 다음 기간(T1)(시각 t1내지 시각 t2)에 있어서 제어 수단(17)은 개폐 수단(14b)을 개방하고, 그 후 개폐 수단(14a)을 폐쇄한다. 이로써, 유로(13b)에 유체가 유동하게 된다. 또한, 개폐 수단(14b)을 개방하기 전에 계측수단(15b)은 증폭 수단의 이득 보정을 끝내고 있는 것으로 한다. 다음 기간(T1)(시각 t2내지 시각 t3)에 있어서 제어 수단(17)은 개폐 수단(14c)을 개방하고, 그 후 개폐 수단(14b)을 폐쇄한다. 이로써, 유로(13c)에 유체가 유동하게 된다. 또한, 개폐 수단(14c)을 개방하기 전에 계측 수단(15c)은 증폭 수단의 이득 보정을 끝내고 있는 것으로 한다.
이와 같이, 일정 시간이 경과할 때마다 유체를 계측하는 유로를 전환한다.
이로써, 항상 유체의 유동이 있는 유량을 계측하고 있는 경우라도, 개폐 수단(14)이 폐쇄되어 있는 유로(13)의 계측 수단(15)은 증폭 수단의 이득 보정을 행함으로써, 계측 중의 유로, 특히 진동자가 시간 경과 변화에 의한 이득 변화를 초래하고 있어도 개폐 수단(14)을 통해 유로(13)를 전환함으로써 일정 시간 간격 이내에 안정도가 좋고, 수신 감도의 편차가 없는 계측을 가능하게 하여, 정밀도가 불안정해지는 것을 방지할 수 있다.
(제 3 실시예)
이하, 본 발명의 제 3 실시예의 유량 계측 장치를 설명한다. 본 실시예의 구성을 도시하는 블록도는 제 1 실시예와 동일한 도 1a 및 도 1b를 사용한다. 도 5는 제어 수단(17)의 구성을 도시하는 블록도이고, 도 6은 유량 특성에 기초하는 제어 수단(17)의 동작을 도시하는 타이밍 챠트이다. 제 3 실시예는 제어 수단(17)이 계측한 유체 유량이 미리 정해진 유량보다 적은 경우에 계측 수단(15)의 이득보정을 개시하는 신호를 이득 조정 수단(16)에 송출하며, 계측한 유체 유량이 미리 정해진 유량보다 많은 경우에 계측 수단(15)의 이득 보정을 정지시키는 신호를 이득 조정 수단(16)에 송출하는 유량 판정 수단(32)을 구비하고 있는 점이 제 1 실시예 및 제 2 실시예와는 다르다.
제어 수단(17)은 도 6에 도시되는 시각(t1)에서 개폐 수단(14a)을 개방한다. 그 결과, 유로(13a)에 유체가 유동한다. 유량 연산 수단(27)은 계측 수단(15a)의 출력에 기초하여 유로(13a)에 유동하는 유체의 유량을 구한다. 유량 판정 수단(32)은 유량 연산 수단에서 구한 유량이 미리 정해진 값(도 6에 도시되는 Q1)보다 적어지면{도 6에 도시되는 시각(t2)}, 제어 수단(17)에 신호를 송출하여 폐쇄되어 있는 개폐 수단(14b, 14c)이 설치되어 있는 유로의 계측 수단(15b, 15c)의 증폭 수단의 이득을 보정한다. 이것은 유량이 적어짐으로써, 개폐 수단(14)을 개방하여 다른 유로(13b)에 유체를 유동시켜 복수의 유로를 사용하여 유량 계측을 하는 가능성이 적어지기 때문이다. 더욱이 유량이 적기 때문에 개폐 수단(14)이 폐쇄되어 있는 유로(13)에 있어서도 유체의 유동이 적고 하류로부터 외란에 의한 오차를 포함하지 않는 경우에 이득 보정을 행할 수 있기 때문이다. 본 실시예에서는 유량이 Q1보다 적어지자마자 이득 보정을 행하도록 하고 있지만 유량 신호에도 잡음이 중첩되거나, 유량 자체도 변동하기 때문에 유량이 Q1이하로 되고나서 일정 시간 경과 후에 이득 보정을 행하도록 하면 더욱 안정되게 보정을 할 수 있게 된다.
또한, 유량 판정 수단(32)은 유량 연산 수단(27)에서 구한 유량이 미리 정해진 값(도 6에 도시되는 Q2)보다 많아지면{도 6에 도시되는 시각(t3)}, 제어 수단(17)에 신호를 송출하여 폐쇄되어 있는 개폐 수단(14b, 14c)이 설치되어 있는 유로의 계측 수단(15b, 15c)의 증폭 수단의 이득을 보정하는 동작을 정지시키도록 한다. 이것은 유량이 많아졌기 때문에 개폐 수단(14)이 폐쇄되어 있는 유로(13)의 하류(28)로부터 대유량에 의한 외란에 의해, 행하고 있는 계측 수단(15)의 이득 보정에 영향이 생기거나, 또한 대유량을 계측하기 위해 개폐 수단을 개방하여 유로에 유체를 유동시킬 필요가 있을 가능성이 높기 때문에 이득 조정을 정지해 둠으로써, 바로 유량 계측에 관련되는 준비를 해 두기 위함이다.
(제 4 실시예)
이하, 본 발명의 제 4 실시예의 유량 계측 장치를 설명한다. 본 실시예의 구성을 도시하는 블록도는 제 1 실시예와 동일한 도 1a 및 도 1b를 사용한다. 도 7은 제어 수단(17)의 구성을 도시하는 블록도이고, 도 8은 제어 수단(17)의 동작을 도시하는 타이밍 챠트이다. 제 4 실시예는 제어 수단(17)이 일정 시간마다 폐쇄되어 있는 유로의 계측 수단(15)의 이득을 보정하도록 시간 관리를 하는 제 2 타이머 수단(33)을 구비하고 있는 점이 제 1 실시예, 제 2 실시예 및 제 3 실시예와는 다르다.
도 8에서, (a)는 개폐 수단(14a)의 동작을 도시하며, (b)는 개폐 수단(14b)의 동작을 도시하며, (c)는 제 2 타이머 수단(33)의 동작을 도시한다.
제 2 타이머 수단(33)은 도 8에 도시되는 시각(t1)에 동작을 개시한다. 제 2 타이머 수단(33)은 개폐 수단(14a 내지 14c)이 개방되어 있는 기간보다 짧은 일정 시간(여기서는 T2) 경과마다 펄스 신호를 제어 수단(17)에 송출한다. 제어 수단(17) 내의 이득 조정 수단(16)은 제 2 타이머 수단(33)으로부터의 펄스 신호에 응답하여 폐쇄되어 있는 유로에 설치되어 있는 계측 수단의 이득을 보정한다.
도 8에 도시되는 예에서는 시각(t1내지 t2)의 기간 중, 개폐 수단(14a)은 개방되어 있으며, 개폐 수단(14b, 14c)은 폐쇄되어 있다. 제어 수단(17) 내의 이득 조정 수단(16)은 시각(t1내지 t2)의 기간 중, 제 2 타이머 수단(33)으로부터의 펄스 신호에 응답하여 폐쇄되어 있는 유로(13b)에 설치되어 있는 계측 수단(15b)의 이득을 보정한다. 마찬가지로, 제어 수단(17) 내의 이득 조정 수단(16)은 시각(t1내지 t2)의 기간 중, 제 2 타이머 수단(33)으로부터의 펄스 신호에 응답하여 폐쇄되어 있는 유로(13c)에 설치되어 있는 계측 수단(15c)의 이득을 보정하도록 해도 된다.
시각(t2)에서 개폐 수단(14a)이 폐쇄되어, 개폐 수단(14b)이 개방된다. 제 2 타이머 수단(33)은 시각(t2)에 동작을 개시하여, 일정 시간(여기서는 T2) 경과마다 펄스 신호를 제어 수단(17)에 송출한다. 제어 수단(17) 내의 이득 조정 수단(16)은 제 2 타이머 수단(33)으로부터의 펄스 신호에 응답하여 폐쇄되어 있는 유로(13a)에 설치되어 있는 계측 수단(15a)의 이득을 보정한다.
이렇게, 본 실시예에 의하면, 개폐 수단(14)이 폐쇄되어 있는 유로(13)에 설치되어 있는 계측 수단(15)의 이득을 일정 시간 간격(T2)으로 보정할 수 있다. 이 때문에, 온도나 습도 등의 외란에 의한 시간 경과 변화 등에 의한 이득의 편차가 발생해도 일정 시간 이내에 수정하여 변동을 작게 하는 것이 가능해져, 돌발적으로 유량이 증가하여, 유로를 개방하여 사용해야 하는 경우가 발생해도 충분히 대응할 수 있다.
(제 5 실시예)
이하, 본 발명의 제 5 실시예의 유량 계측 장치를 설명한다. 본 실시예의 구성을 도시하는 블록도는 제 1 실시예와 동일한 도 1a 및 도 1b를 사용한다. 도 9는 제어 수단(17)의 구성을 도시하는 블록도이다. 제 5 실시예는 제어 수단(17)이 계시 수단(34)과 기억 수단(35)을 구비하고 있는 점이 제 1 실시예, 제 2 실시예, 제 3 실시예 및 제 4 실시예와는 다르다.
제어 수단(17)은 복수의 개폐 수단(14)을 개방하여 유체를 유동시키고 있다. 그리고 그 때, 폐쇄되어 있는 개폐 수단(14)을 갖는 유로의 계측 수단(15)의 이득을 보정하고 있다. 여기서 제어 수단(17)은 계시 수단(34)을 가지며, 상기 계시 수단(34)은 미리 정한 시각에 있어서 이득 조정 수단(16)에 신호를 송출하며, 폐쇄되어 있는 유로(13)에 있어서의 계측 수단(15)의 이득을 보정한다. 이로써, 유량 계측 장치가 설치된 시스템 특유의 유량 상태를 미리 측정하여, 예를 들면 유량이 적은 시각에 이득을 보정함으로써 계측 수단(15)의 정밀도를 최적 시각으로 조절하는 것이 가능해진다. 더욱이 미리 정하는 시각은 통계적으로 정해도 되고, 가정용 가스 유량 수단이면 아침, 점심 식사시나 저녁에서 밤에 이르기까지의 목욕, 샤워 사용시를 제외한 시각으로 설정해 두면, 피검출 유체인 가스가 거의 유동하지 않는 시간이라, 그 회수와 시각을 미리 설정해 둠으로써, 이득 보정 오차도 적어 조정하는 것이 가능해진다.
또한, 제어 수단(17)은 계시 수단(34)과 기억 수단(35)을 가짐으로써, 계시 수단(34)에 의해 일정 유량 이하의 안정된 유량(Q)이 계속하여 존재하는 시각을 기억 수단(35)에 기억해 두고, 폐쇄되어 있는 유로에 있어서의 계측 수단(5)의 이득을 보정하는 동작을 기억 수단(35)에 기억한 시각에 행함으로써, 그 시스템이 설치된 고유의 사용 조건, 상태를 미리 기억해 두고, 안정된 상태의 시간에 계측 수단(15)의 이득 상태를 조사함으로써 보다 양호한 정밀도로 계측 수단(15) 조절하는 것이 가능해진다.
예를 들면, 가정용 가스 유량계에 이용하면 아침, 점심 식사시, 저녁에서 밤중에 이르기까지의 목욕 이용시, 또 난방 사용 시각 등은 각 가정의 생활 양식에 따라 일정하지 않다. 이것을 계측 수단(15)에 의해 유량이 미리 정한 값 이하가 되는 시각을 측정하고, 그것을 반복하고 기억하면서 학습함으로써, 계시 수단(34)을 사용하여 제어 수단(17)은 계측 수단(15)의 이득을 보정하는 시각을 판단한다. 또한 카렌더 기능을 가지면 평일과 주말에는 가스의 사용 시간이 크게 다른 경우가 있어, 그것도 기억 수단으로 판정 재료로서 조립하는 것이 가능해진다.
(제 6 실시예)
이하, 본 발명의 제 6 실시예의 유량 계측 장치를 설명한다. 본 실시예의 구성을 도시하는 블록도는 제 1 실시예와 동일한 도 1a 및 도 1b를 사용한다. 도 10은 제어 수단(17)의 구성을 도시하는 블록도이다. 제 6 실시예는 제어 수단(17)이 통신 수단(26)을 구비하고 있는 점이 제 1 실시예, 제 2 실시예, 제 3 실시예, 제 4 실시예 및 제 5 실시예와는 다르다.
본 실시예에서는 제어 수단(17)은 통신 수단(36)을 구비하고 있다. 통상, 제어 수단(17)은 복수의 개폐 수단(14)을 개방하여 유체를 유동시키고 있다. 그리고 그 때, 폐쇄되어 있는 개폐 수단(14)을 갖는 유로의 계측 수단(15)의 이득을 보정하고 있다. 이러한 이득을 보정하는 타이밍은 예를 들면 제어 수단(17) 내부의 제 2 타이머 수단(33)(도 7) 등을 사용하여 자동 제어해도 되지만 이용자나 외부의 기관이 임의의 시간에 확인 동작을 행하고 싶은 경우가 있다. 그 때를 위해 도 10의 통신 수단(36)을 사용하여 유량 계측 장치는 외부와 통신을 할 수 있도록 해 둔다. 이용자는 외부로부터 예를 들면 스위치나 리모콘, 설정 수단을 사용하여 확인 동작 개시를 지시하여, 제어 수단(17)은 이 신호에 의해 폐쇄되어 있는 개폐 수단(14)을 갖는 유로의 계측 수단(5)의 이득을 보정한다. 이로써, 임의의 시간에 외부로부터 이용자가 계측 수단의 이득을 보정할 수 있어, 돌발적인 외란 등에 의한 시스템 불안정 현상이 발생했다 해도 이용자가 수동으로 이득을 보정하는 신호를 송출하는 것이 가능해진다.
더욱이, 이득을 보정하도록 요구하는 신호를 발생하는 외부 신호원으로서는유출로의 하류측에 설치되어 있는 기기, 예를 들면 가스 기구이면 가스 급탕기(37) 등을 사용하는 것도 가능하다. 가스 급탕기에 있는 가스 유량 계측 수단 등으로 가스 유량을 추정하여, 일정 이하의 유동이라 판정한 경우에 유량 계측 장치의 제어 수단(17)에 통신 수단(36)을 통해 이득 보정을 요구한다. 이로써 확실하게 유체 유량이 적은 경우에 외부로부터의 신호로 이득 보정을 검정하는 것이 가능해진다. 마찬가지로 외부 신호원으로서는 유입로(11)의 상류측에 설치하고 있는 기기, 예를 들면 대형 공급 시설에 있어서의 출력부의 유량 계측 수단(38) 등으로 해도 된다. 이 유량 계측 수단은 그 자체가 일정 이하의 유체가 유동하고 있다고 판정한 경우에 통신 수단(36)을 통해 유량 계측 장치의 제어 수단(17)에 이득 보정 동작을 요구한다. 이로써 확실하게 유체 유체가 적은 경우에 외부로부터의 신호로 이득 보정을 검정하는 것이 가능해진다. 또한, 외부 신호는 그 자체 내부에 있어서 계시 수단을 갖는 기기나 기기 집중 검침반으로 해도 된다. 이로써, 외부로부터 일정 시간 이내에 이득 보정을 요구하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 제 1 실시예 내지 제 6 실시예에 걸쳐 설명했지만, 이들 실시예는 복수 조합할 수 있는 말할 필요도 없다. 또한, 유량 연산 수단 값이 이상치를 도시한 것이라 판단했을 때만 이득을 보정하고, 불필요한 이득 보정을 행하지 않도록 함으로써, 소비 전력을 저감할 수 있다. 그리고 소정의 유량치 이하인 경우에는 이득 변화라 판단하여 이득 보정을 행하여 미소한 유체 누설시에 대응하는 실시예도 당업자이면 용이하게 실현할 수 있는 것이다. 그리고, 복수의 유로를 사용함으로써 미소 유량으로부터 대유량까지 유량을 계측함과 동시에, 폐쇄되어 있는유로에 있어서의 계측 수단의 이득을 보정함으로써 항상 양호한 정밀도로 유량 계측을 행하는 것이 가능해지는 것이다. 또한, 정기적으로 개폐 수단을 동작하는 것은 개폐 수단의 유로에의 고착 등을 방지할 수 있어, 더욱 신뢰성도 향상할 수 있다.
(제 7 실시예)
도 11a는 본 발명의 제 7 실시예의 유량 계측 장치의 구성 블록도이고, 도 11b는 도 11a에 도시된 계측 수단의 구성을 모식적으로 도시하는 도면이며, 도 12는 도 11a에 도시된 계측 수단의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 11a 및 도11b에 있어서, 도 1a 및 도 1b에 도시되는 구성 요소와 동일한 구성 요소에는 동일 번호를 부여하여 상세한 설명을 생략한다. 도 11a에 도시되는 제어 수단(17)은 제로점 검정 수단(40)을 포함한다.
도 1a 및 도 1b를 참조하여 설명한 유량 연산과 동일한 유량 연산을 행하면서 제어 수단(17)은 개폐 수단(14a 내지 14c) 개폐를 제어한다. 개폐 수단(14a)이 폐쇄되어 있는 경우에는 유로(13a)에는 유체가 유동하고 있지 않다. 이 경우, 계측 수단(15a)에 의해 계측되는 유량은 0일 것이다. 그러나, 온도 등의 외부로부터의 영향이나 유량 연산 수단(27)의 온도 변화, 시간 경과 변화 등에 의해 계측 수단(15a)의 제로점이 어긋나 있는 경우도 있다. 이 경우에는 계측 수단(15a)에 의해 계측되는 유량은 반드시 0으로는 되지 않는다. 제어 수단(17) 내의 제로점 검정 수단(40)은 유량 연산 수단(27) 값에 기초하여 개폐 수단(14a)이 폐쇄되어 있는유로(13a)에 설치되어 있는 계측 수단(15a)의 제로값을 검출하여 제로값 보정을 행한다. 이 제로값 보정은 예를 들면, 개폐 수단(14a)을 폐쇄한 상태에 있어서 계측 수단(15a)에 의해 계측된 값을 기본값(유량 제로인 경우의 값, 즉, 제로값)으로 하여, 개폐 수단(14a)이 다음에 개방했을 때에 계측 수단(15a)에 의해 계측된 값에 대해 그 기본값을 증감함으로써 달성된다. 이 제로값 보정은 폐쇄되어 있는 개폐 수단(14)을 갖는 유로(13)에 설치되어 있는 계측 수단(15)으로 각각 행할 수 있다.
이 때, 제로점이 크게 어긋나버려 있는 경우 등은 통지 수단 등을 사용하여 사용자에게 그 이상을 알리는 것도 유효하다. 더욱이 통신 수단 등을 이용하여 외부의 관리자에게 통지하면 더욱 이상 상태 복구를 일찍 행하는 것이 가능해져 유용하다.
또한, 유로(13)는 균등한 단면적의 유로를 복수개 조합함으로써 범용성을 높여 유지 보수를 용이하게 해도 되고, 또한 단면적을 상이하게 하여 유량 등에 의해 그 유로의 최적 선택을 행하는 구성으로 해도 된다. 본 발명에서는 유로를 3개로 하고 있지만 특별히 갯수에 의미가 있는 것도 아니다. 2개 이상이면 몇개라도 된다.
도 11b는 도 11a에 도시된 유로(13a)에 설치되어 있는 계측 수단(15a)의 일부 구성을 도시한다. 또한, 계측 수단(15b, 15c)도 계측 수단(15a)과 동일한 구성을 갖고 있다.
도 11b에 도시되는 백색 화살표(A)는 유로(13a)에 있어서 유체가 유동하는 방향을 도시한다. 계측 수단(15a)은 유로(13a)에 설치된 제 1 진동자(21)와 제 2진동자(22)를 포함한다. 제 1 진동자(21)와 제 2 진동자(22)는 유로(13a)를 유동하는 유체를 통해 마주 대하도록 배치되어 있다. 제 1 진동자(21) 및 제 2 진동자(22)는 초음파 신호를 송수신한다.
도 12는 도 11a에 도시되는 유로(13a)에 설치되어 있는 계측 수단(15a)의 구성을 더욱 상세하게 도시한다. 또한, 계측 수단(15b, 15c)도 계측 수단(15a)과 동일한 구성을 갖고 있다.
도 12에 도시되는 바와 같이, 계측 수단(15a)은, 제 1 진동자(21)와 제 2 진동자(22)와 주기적인 구동 신호를 송출하는 송신 수단(23)과, 수신된 초음파 신호를 증폭하는 증폭 수단(24)과, 증폭 수단(24)으로부터 출력되는 신호와 기준 신호를 비교하는 비교 수단(29)과, 비교 수단(29)으로부터 출력되는 신호를 수신하며, 기준 신호 이상의 신호가 검출되었을 때 반복 회수를 설정하여, 그 설정된 반복 회수만큼 제 1 진동자(21)와 제 2 진동자(22) 사이에서 초음파 전달을 반복하는 반복 수단(46)과, 그 반복 시에 초음파 전달을 지연시키는 지연 수단(10)을 포함한다.
제로점 검정 수단(40)은 예를 들면, 기억 수단(도시하지 않음)과 증감 수단(도시하지 않음)을 포함한다. 개폐 수단(14a)을 폐쇄한 상태에 있어서 계측 수단(15a)에 의해 계측된 값이 기본값(유량 제로인 경우의 값, 즉, 제로값)으로서 기억 수단에 기억된다. 증감 수단은 개폐 수단(14a)이 다음에 개방하여, 유로(13a)에 유체가 실제로 유동하였을 때에 계측 수단(15a)에 의해 계측된 값에 대해 기억 수단에 기억된 기본값을 증감한다.
예를 들면, 개폐 수단(14a)을 폐쇄한 상태에 있어서 계측 수단(15a)에 의해계측된 값(제로값)이 5리터이고, 또한, 개폐 수단(14a)이 다음에 개방하여, 유로(13a)에 유체가 실제로 유동하였을 때에 계측 수단(15a)에 의해 계측된 값이 15리터인 경우에는 증감 수단은 15-5=10이라는 감산을 실행한다. 또한, 예를 들면, 개폐 수단(14a)을 폐쇄한 상태에 있어서 계측 수단(15a)에 의해 계측된 값(제로값)이 -5리터이고, 또한, 개폐 수단(14a)이 다음에 개방하여, 유로(13a)에 유체가 실제로 유동하였을 때에 계측 수단(15a)에 의해 계측된 값이 15리터인 경우에는 증감 수단은 15-(-5)=15+5=20이라는 가산을 실행한다.
이렇게 하여, 제로점 검정 수단(40)은 계측 수단(15)의 제로값을 검출하여, 검출된 제로값에 기초하여 계측 수단(15)에 의해 계측된 값을 보정하는 제로값 보정을 행한다.
기준 신호 이상의 신호가 증폭 수단(24)으로부터 출력된 것이 비교 수단(29)에 의해 검출된 경우에는 비교 수단(29)은 수신 신호가 도달한 것을 도시하는 신호를 반복 수단(46)에 출력한다. 반복 수단(46)은 비교 수단(29)으로부터 출력된 신호를 수신하며, 이 신호를 받은 회수가 미리 설정된 반복 회수에 도달했는지의 여부를 판정한다. 이 신호를 받은 회수가 미리 설정된 반복 회수에 도달한 경우에는 반복 수단(46)은 신호를 일정 시간만큼 지연시키는 지연 수단(10)을 통해, 송신 수단(23)으로부터 초음파 신호가 송신되도록 송신 수단(23)을 제어한다. 이렇게 하여, 송신 수단(23)으로부터 초음파 신호가 반복하여 송신된다.
전환 수단(26)은 제 1 진동자(21) 및 제 2 진동자(22)의 송수신을 전환한다. 즉, 상류측 제 1 진동자(21)가 초음파 신호를 송신하고, 하류측 제 2 진동자(22)가그 초음파 신호를 수신하는 초음파 전달이 설정된 회수만큼 반복된 후, 하류측 제 2 진동자(22)가 초음파 신호를 송신하고, 상류측 제 1 진동자(21)가 그 초음파 신호를 수신하는 초음파 전달이 설정된 회수만큼 반복된다.
계시 수단(25)은 제 1 진동자(21)로부터 제 2 진동자(22)에의 초음파 전달을 설정된 회수만큼 반복하는데 필요한 시간(제 1 전달 시간)과, 제 2 진동자(22)로부터 제 1 진동자(21)로의 초음파 전달을 설정된 회수만큼 반복하는데 필요한 시간(제 2 전달 시간)을 구한다.
계시 수단(25)은 예를 들면, 타이머 카운터이다.
유량 연산 수단(27)은 제 1 전달 시간과 제 2 전달 시간의 시간차에 기초하여 유체 속도를 구하여, 유로(13) 단면적과 유체 속도에 기초하여 유량을 구한다.
이와 같이 계측 수단에 초음파를 사용함으로써 유체의 유동을 난류화하지 않고 유량을 측정함과 동시에, 복수의 유로를 조합함으로써 넓은 범위에서 순식간에 유량을 양호한 정밀도로 측정할 수 있다.
그러나, 제 1 진동자(21), 제 2 진동자(22) 또는 제어 수단(17)은 온도 등의 외부로부터의 영향이나 시간 경과 변화 등으로 편차가 발생하는 경우가 있다. 이 때문에 유체가 유동하고 있지 않아도 수신 신호에 따라서는 유동하고 있다고 잘못 검출하는 경우도 고려된다.
이러한 현상을 방지하기 위해 제로점 검정 수단(40)이 유량이 없을 때에 계측 수단(15)의 제로점을 보정해 둔다.
이 조작을 행함으로써 다음에 개폐 수단(14a)이 개방했을 때에 계측수단(15a)에서는 바로 계측 조작을 행할 수 있으며, 더욱이 편차가 회복되지 않는 진동자 또는 계측 수단, 제어 수단 등이 존재하면 그 유로를 제외하고 다른 유로를 개방함으로써 계측을 계속하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 설명에서는 계측 수단으로 초음파 소자를 사용하고 있지만, 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들면 계측 수단으로서, 유로에 설치된 전력을 구동원으로 하는 발열부와 유량에 의해 생기는 온도 변화를 검출하는 적어도 하나 이상의 감온 수단과, 상기 감온 수단의 신호 변화에 기초하여 유량을 산출하는 유량 연산 수단을 구비하도록 해도 동일한 유량 계측이 가능하다.
그러나, 상기 발열부나 감온 수단에 대해서도 온도 등의 외부로부터의 영향이나 시간 경과 변화 등으로 감도가 변해버리는 경우가 있다. 이 때문에 수신된 신호를 증폭하는 증폭 수단(24)에서 이득이 부족하여 유량을 측정할 수 없게 되는 경우도 고려된다. 이러한 현상을 방지하기 위해 이득 조정 수단(16)이 유량이 없을 때에 증폭 수단(24)의 이득을 보정하여, 정확하게 비교 수단(29)으로 판정될 수 있는 진폭까지 신호를 조정해 둔다. 이 조작을 행함으로써 다음에 개폐 수단(14a)이 개방했을 때에 계측 수단(15a)에서는 바로 계측 조작을 행할 수 있으며, 더욱이 감도가 회복되지 않는 발열부나 감온 수단이 존재하면 그 유로를 제외하고 다른 유로를 개방함으로써 계측을 계속하는 것이 가능해진다. 또한, 발열부에 공급하는 전력을 조정함으로써 동일한 효과를 얻을 수 있다.
(제 8 실시예)
이하, 본 발명의 제 8 실시예의 유량 계측 장치를 설명한다. 본 실시예의구성을 도시하는 블록도는 제 7 실시예와 동일한 도 11a 및 도 11b를 사용한다. 또한, 제 7 실시예와 동일한 구성 요소에는 동일 번호를 부여하여 상세한 설명을 생략한다. 도 13은 제어 수단(17)의 구성을 도시하는 블록도이고, 도 14는 제어 수단(17)의 동작을 도시하는 타이밍 챠트이다.
제 8 실시예는 제어 수단(17)이 개폐 수단(14)을 일정 시간 간격으로 전환하도록 시간 관리를 하는 제 3 타이머 수단(41)을 구비하고 있는 점이 제 7 실시예와는 다르다.
도 14에서, (a)는 개폐 수단(14a)의 동작을 도시하며, (b)는 개폐 수단(14b)의 동작을 도시하며, (c)는 개폐 수단(14c)의 동작을 도시하며, (d)는 제 3 타이머 수단(41)의 동작을 도시한다.
제 3 타이머 수단(41)은 개폐 수단(14a)을 개방함과 동시에 동작을 개시한다. 제 3 타이머 수단(41)은 일정 시간(여기서는 T1) 경과마다 펄스 신호를 제어 수단(17)에 송출한다. 제어 수단(17)은 제 3 타이머 수단(41)으로부터의 펄스 신호에 응답하여 개방하는 개폐 수단을 전환한다. 최초의 기간(T1)(시각 t0내지 시각 t1)에 있어서 제어 수단(17)은 개폐 수단(14a)을 개방한다. 이로써, 유로(13a)에 유체가 유동하게 된다. 다음 기간(T1)(시각 t1내지 시각 t2)에 있어서 제어 수단(17)은 개폐 수단(14b)을 개방하고, 그 후 개폐 수단(14a)을 폐쇄한다. 이로써, 유로(13b)에 유체가 유동하게 된다. 또한, 개폐 수단(14b)을 개방하기 전에 계측 수단(15b)의 제로점 보정을 끝내고 있는 것으로 한다. 다음 기간(T1)(시각 t2내지시각 t3)에 있어서 제어 수단(17)은 개폐 수단(14c)을 개방하고, 그 후 개폐 수단(14b)을 폐쇄한다. 이로써, 유로(13c)에 유체가 유동하게 된다. 또한, 개폐 수단(14c)을 개방하기 전에 계측 수단(15c)의 제로점 보정을 끝내고 있는 것으로 한다.
이와 같이, 일정 시간이 경과할 때마다 유체를 계측하는 유로를 전환한다.
이로써, 유체의 유동이 있는 유량을 계측하고 있는 경우라도, 개폐 수단(14)이 폐쇄되어 있는 유로(13)의 계측 수단(15)의 제로점 보정을 행함으로써 제로점 보정을 끝내 두고, 계측 중인 유로가 시간 경과 변화에 의한 제로점 변화가 생기고 있어도 개폐 수단(14)을 통해 유로(13)를 전환함으로써 일정 시간 간격 이내에 안정도가 양호하여, 제로점의 편차가 없는 계측을 가능하게 하여, 정밀도가 불안정해지는 것을 방지할 수 있다.
(제 9 실시예)
이하, 본 발명의 제 9 실시예의 유량 계측 장치를 설명한다. 본 실시예의 구성을 도시하는 블록도는 제 7 실시예와 동일한 도 11a 및 도 11b를 사용한다. 또한, 제 7 실시예와 동일한 구성 요소에는 동일 번호를 부여하여 상세한 설명을 생략한다. 도 15는 제어 수단(17)의 구성을 도시하는 블록도이고, 도 16은 제어 수단(17)의 동작을 도시하는 타이밍 챠트이다. 제 9 실시예는 계측한 유체 유량이 미리 정해진 유량보다 적은 경우에 계측 수단(15)의 제로값 보정을 개시하는 신호를 제로점 검정 수단(40)에 송출하며, 계측한 유체 유량이 미리 정해진 유량보다많은 경우에 계측 수단(15)의 제로값 보정을 정지시키는 신호를 제로점 검정 수단(40)에 송출하는 유량 판정 수단(32)을 구비하고 있는 점이 제 7 실시예 및 제 8 실시예와는 다르다.
제어 수단(17)은 도 16에 도시되는 시각(t1)에서 개폐 수단(14a)을 개방한다. 그 결과, 유로(13a)에 유체가 유동한다. 유량 연산 수단(27)은 계측 수단(15a)의 출력에 기초하여 유로(13a)에 유동하는 유체의 유량을 구한다. 유량 판정 수단(32)은 유량 연산 수단(27)으로 구한 유량이 미리 정해진 값(도 16에 도시되는 Q1)보다 적어지면{도 16에 도시되는 시각(t2)}, 제어 수단(17)에 신호를 송출하여 폐쇄되어 있는 개폐 수단(14b, 14c)이 설치되어 있는 유로의 계측 수단(15b, 15c)의 제로점을 보정한다. 이것은 유량이 적어짐으로써, 개폐 수단(14)을 개방하여 다른 유로(13b)에 유체를 유동시켜 복수의 유로를 사용하여 유량 계측을 하는 가능성이 적어지기 때문이다. 더욱이 유량이 적기 때문에 개폐 수단(14)이 폐쇄되어 있는 유로(13)에 있어서도 유체의 유동이 적고 하류로부터 외란에 의한 오차를 포함하지 않는 경우에 제로점 검정을 행할 수 있기 때문이다. 본 실시예에서는 유량이 Q1보다 적어지자마자 제로점 검정을 행하도록 하고 있지만 유량 신호에도 잡음이 중첩되거나, 유량 자체도 변동하기 때문에 유량이 Q1이하로 되고나서 일정 시간 경과 후에 제로점 검정을 행하도록 하면 더욱 안정되게 보정을 할 수 있게 된다.
또한, 유량 판정 수단(32)은 유량 연산 수단(27)에서 구한 유량이 미리 정해진 값(도 16에 도시되는 Q2)보다 많아지면{도 16에 도시되는 시각(t3)}, 제어 수단(17)에 신호를 송출하여 폐쇄되어 있는 개폐 수단(14b, 14c)이 설치되어 있는 유로의 계측 수단(15b, 15c)의 제로점을 보정하는 동작을 정지시키도록 한다. 이것은 유량이 많아졌기 때문에 개폐 수단(14)이 폐쇄되어 있는 유로(13)의 하류로부터 대유량에 의한 외란에 의해, 행하고 있는 계측 수단(15)의 제로점 보정에 영향이 생기거나, 또 대유량을 계측하기 위해 개폐 수단을 개방하여 유로에 유체를 유동시킬 필요가 있을 가능성이 높기 때문에 제로점 검정을 정지해 둠으로써, 바로 유량 계측에 관련되는 준비를 해 두기 위함이다.
(제 10 실시예)
이하, 본 발명의 제 10 실시예의 유량 계측 장치를 설명한다. 본 실시예의 구성을 도시하는 블록도는 제 7 실시예와 동일한 도 11a 및 도 11b를 사용한다. 또한, 제 7 실시예와 동일한 구성 요소에는 동일 번호를 부여하여 상세한 설명을 생략한다. 도 17은 제어 수단(17)의 구성을 도시하는 블록도이고, 도 18은 제어 수단(17)의 동작을 도시하는 타이밍 챠트이다. 제 10 실시예는 제어 수단(17)이 일정 시간마다 폐쇄되어 있는 유로의 계측 수단의 제로점을 보정하도록 시간 관리를 하는 제 4 타이머 수단(42)을 구비하고 있는 점이 제 7 실시예, 제 8 실시예 및 제 9 실시예와는 다르다.
도 18에서, (a)는 개폐 수단(14a)의 동작을 도시하며, (b)는 개폐 수단(14b)의 동작을 도시하며, (c)는 제 4 타이머 수단(42)의 동작을 도시한다.
제 4 타이머 수단(42)은 도 18에 도시되는 시각(t1)에 동작을 개시한다. 제 4 타이머 수단(42)은 개폐 수단(14a 내지 14c)이 개방되어 있는 기간보다 짧은 일정 시간(여기서는 T2) 경과마다 펄스 신호를 제어 수단(17)에 송출한다. 제어 수단(17) 내의 제로점 검정 수단(40)은 제 4 타이머 수단(42)으로부터의 펄스 신호에 응답하여 폐쇄되어 있는 유로에 설치되어 있는 계측 수단의 제로점을 검정한다.
도 18에 도시되는 예에서는 시각(t1내지 t2)의 기간 중, 개폐 수단(14a)은 개방되어 있으며, 개폐 수단(14b, 14c)은 폐쇄되어 있다. 제어 수단(17) 내의 제로점 검정 수단(40)은 시각(t1내지 t2)의 기간 중, 제 4 타이머 수단(42)으로부터의 펄스 신호에 응답하여 폐쇄되어 있는 유로(13b)에 설치되어 있는 계측 수단(15b)의 제로점을 검정한다. 마찬가지로, 제어 수단(17) 내의 제로점 검정 수단(40)은 시각(t1내지 t2)의 기간 중, 제 4 타이머 수단(42)으로부터의 펄스 신호에 응답하여 폐쇄되어 있는 유로(13c)에 설치되어 있는 계측 수단(15c)의 제로점을 검정하도록 해도 된다.
시각(t2)에 있어서 개폐 수단(14a)이 폐쇄되어, 개폐 수단(14b)이 개방된다. 제 4 타이머 수단(42)은 시각(t2)에 동작을 개시하여, 일정 시간(여기서는 T2) 경과마다 펄스 신호를 제어 수단(17)에 송출한다. 제어 수단(17) 내의 제로점 검정 수단(40)은 제 4 타이머 수단(42)으로부터의 펄스 신호에 응답하여 폐쇄되어 있는 유로(13a)에 설치되어 있는 계측 수단(15a)의 제로점을 검정한다.
이렇게, 본 실시예에 의하면, 개폐 수단(14)이 폐쇄되어 있는 유로(13)에 설치되어 있는 계측 수단(15)의 제로점을 일정 시간 간격(T2)으로 보정할 수 있다. 이 때문에, 온도나 습도 등의 외란에 의한 시간 경과 변화 등에 의한 제로점의 편차가 발생해도 일정 시간 이내에 수정하여 변동을 작게 하는 것이 가능해져, 돌발적으로 유량이 증가하여, 유로를 개방하여 사용해야 하는 것이 발생해도 충분히 대응할 수 있다.
(제 11 실시예)
이하, 본 발명의 제 11 실시예의 유량 계측 장치를 설명한다. 본 실시예의 구성을 도시하는 블록도는 제 7 실시예와 동일한 도 11a 및 도 11b를 사용한다. 또한, 제 7 실시예와 동일한 구성 요소에는 동일 번호를 부여하여 상세한 설명을 생략한다. 도 19는 제어 수단(17)의 구성을 도시하는 블록도이다. 제 11 실시예는 제어 수단(17)이 계시 수단(34)과 기억 수단(35)을 구비하고 있는 점이 제 7 실시예, 제 8 실시예, 제 9 실시예 및 제 10 실시예와는 다르다.
제어 수단(17)은 복수의 개폐 수단(14)을 개방하여 유체를 유동시키고 있다. 그리고 그 때, 폐쇄되어 있는 개폐 수단(14)을 갖는 유로의 계측 수단(15)의 제로점을 보정하고 있다.
여기서 제어 수단(17)은 계시 수단(34)을 가지며, 상기 계시 수단(34)이 미리 정한 시각에 있어서, 제로점 검정 수단(40)에 신호를 송출하여, 폐쇄되어 있는 유로(13)에 있어서의 계측 수단(15)의 제로점을 보정한다. 이로써, 유량 계측 장치가 설치된 시스템 특유의 유량 상태를 미리 측정하여, 예를 들면 유량이 적은 시각에 제로점을 보정함으로써 계측 수단(15)의 정밀도를 최적 시각으로 조절하는 것이 가능해진다. 더욱이 미리 정하는 시각은 통계적으로 정해도 되며, 가정용 가스 유량 수단이면 아침, 점심 식사시나 저녁에서 밤에 이르기까지의 목욕, 샤워 사용시를 제외하는 시각에 설정해 두면, 피검출 유체인 가스가 거의 유동하지 않는 시간이라, 그 회수와 시각을 미리 설정해 둠으로써, 제로점의 검정 오차도 적어 조정하는 것이 가능해진다.
또한, 제어 수단(17)은 계시 수단(34)과 기억 수단(35)을 가짐으로써, 계시 수단(34)에 의해 일정 유량 이하의 안정된 유량(Q)이 계속하여 존재하는 시각을 상기 기억 수단(35)에 기억해 두고, 폐쇄되어 있는 유로에 있어서의 계측 수단(15)의 제로점을 보정하는 동작을 기억 수단(35)에 기억한 시각에 행함으로써, 그 시스템이 설치된 고유의 사용 조건, 상태를 미리 기억해 두고, 안정된 상태의 시간에 계측 수단(15)의 제로점 상태를 조사함으로써 보다 양호한 정밀도로 계측 수단(15) 조절하는 것이 가능해진다.
예를 들면, 가정용 가스 유량계에 이용하면 아침, 점심 식사시, 저녁에서 밤중에 이르기까지의 목욕 이용시, 또 난방 사용 시각 등은 각 가정의 생활 양식에 의해 일정하지 않다. 이것을 계측 수단(15)에 의해 유량이 미리 정한 값 이하가 되는 시각을 측정하여, 그것을 반복하고 기억하면서 학습함으로써, 제어 수단(17)은 계측 수단(15)의 제로점을 검정하는 시각을 계시 수단(34)을 사용하여 판단한다. 또한 카렌더 기능을 가지면 평일과 주말에는 가스 사용 시간이 크게 다른 경우가 있어, 그것도 기억 수단으로 판정 재료로서 조립하는 것이 가능해진다.
(제 12 실시예)
이하, 본 발명의 제 12 실시예의 유량 계측 장치를 설명한다. 본 실시예의 구성을 도시하는 블록도는 제 7 실시예와 동일한 도 11a 및 도 11b를 사용한다. 또한, 제 7 실시예와 동일한 구성 요소에는 동일 번호를 부여하여 상세한 설명을 생략한다. 도 20은 제어 수단(17)의 구성을 도시하는 블록도이다. 제 12 실시예는 제어 수단(17)이 통신 수단(36)을 구비하고 있는 점이 제 7 실시예, 제 8 실시예, 제 9 실시예, 제 10 실시예 및 제 11 실시예와는 다르다.
본 실시예에서는 제어 수단(17)은 통신 수단(36)을 구비하고 있다. 통상, 제어 수단(17)은 복수의 개폐 수단(14)을 개방하여 유체를 유동시키고 있다. 그리고 그 때, 폐쇄되어 있는 개폐 수단(14)을 갖는 유로의 계측 수단(15)의 제로점을 보정하고 있다. 이 제로점을 보정하는 타이밍은 예를 들면 제어 수단(17) 내부의 제 4 타이머 수단(42)(도 17) 등을 사용하여 자동 제어해도 되지만 이용자나 외부 기관이 임의의 시간에 확인 동작을 행하고 싶은 경우가 있다. 그 때를 위해 도 20의 통신 수단(36)을 사용하여 유량 계측 장치는 외부와 통신을 할 수 있도록 해 둔다. 이용자는 외부로부터 예를 들면 스위치나 리모콘, 설정 수단을 사용하여 확인 동작 개시를 지시하여, 제어 수단(17)은 이 신호에 의해 폐쇄되어 있는 개폐 수단(14)을 갖는 유로의 계측 수단(15)의 제로점을 보정한다. 이로써, 임의의 시간에 외부로부터 이용자가 계측 수단의 제로점을 보정할 수 있으며, 돌발적인 외란등에 의한 시스템 불안정 현상이 발생했다 해도 이용자가 수동으로 제로점을 보정하는 신호를 송출하는 것이 가능해진다.
더욱이, 제로점을 보정하도록 요구하는 신호를 발생하는 외부 신호원으로서는 유출로의 하류측에 설치하고 있는 기기, 예를 들면 가스 기구이면 가스 급탕기(37) 등을 사용하는 것도 가능하다. 가스 급탕기에 있는 가스 유량 계측 수단 등으로 가스 유량을 추정하여, 일정 이하의 유체(여기서는 가스)가 유동하고 있다고 판정한 경우에 유량 계측 장치의 제어 수단(17)에 통신 수단(36)을 통해 제로점 보정을 요구한다. 이로써 확실하게 유체 유량이 적은 경우에 외부로부터의 신호로 제로점 보정을 행하는 것이 가능해진다. 마찬가지로 외부 신호원으로서는 유입로(11)의 상류측에 설치하고 있는 기기, 예를 들면 대형 공급 시설에 있어서의 출력부의 유량 계측 수단(38) 등으로 해도 된다. 그렇다면, 이 유량 계측 수단은 그 자체가 일정 이하의 유체가 유동하고 있다고 판정한 경우에 통신 수단(36)을 통해 유량 계측 장치의 제어 수단(17)에 제로점의 보정 동작을 요구한다. 이로써 확실하게 유체 유량이 적은 경우에 외부로부터의 신호로 제로점 보정을 행하는 것이 가능해진다. 또한, 외부 신호는 그 자체 내부에 있어서 계시 수단을 갖는 기기나 기기 집중 검침반으로 해도 된다. 이로써, 외부로부터 일정 시간 이내에 제로점 보정을 요구하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 제 7 실시예 내지 제 12 실시예에 걸쳐 설명했지만, 이들 실시예는 복수 조합할 수 있는 것은 말할 필요도 없다. 또한, 유량 연산 수단의 값이 이상치를 도시한 것이라 판단했을 때만 제로점을 보정하고, 불필요한 제로점보정을 행하지 않도록 함으로써, 소비 전력을 저감할 수 있다. 그리고 소정의 유량치 이하인 경우에는 제로값 변화라 판단하여 제로점 보정을 행하여 미소한 유체 누설시에 대응하는 실시예도 당업자이면 용이하게 실현할 수 있는 것이다.
그리고, 복수의 유로를 사용함으로써 미소 유량에서 대유량까지 유량을 계측함과 동시에, 폐쇄되어 있는 유로에 있어서의 계측 수단의 제로점을 검정함으로써 항상 양호한 정밀도로 유량 계측을 행하는 것이 가능해지는 것이다. 또한, 정기적으로 개폐 수단을 동작하는 것은 개폐 수단의 유로에의 고착 등을 방지할 수 있어, 더욱 신뢰성도 향상할 수 있다.
상기 실시예에서는 유체를 가스로서 설명하고 있는 부분이 있지만, 이에 한정하는 것은 아니다. 유체로서는 수도와 같은 액체나 다른 기체를 사용해도 동일한 효과가 얻어진다.
이상과 같이 본 발명의 유량 계측 장치에 의하면 다음의 효과가 얻어진다.
(1) 복수의 유로를 갖는 구성으로, 유량이 중단되지 않는 경우라도 유량 계측을 행하고 있지 않은 유로 이득을 보정해 두고, 개폐 수단을 전환함으로써, 이득 보정이 종료된 유로에서 유체 계측을 행하는 것이 가능해진다. 이 때문에 이 유로를 개방할 때에는 측정계의 안정도가 양호하여, 이득의 편차가 없는 계측을 가능하게 하며, 정밀도가 불안정해지는 것을 방지할 수 있다.
(2) 폐쇄중인 계측 수단은 이득 보정을 끝내 두고, 유량 계측중인 유로에 있어서의 계측 수단에 시간 경과 변화 등에 의한 이득 변화가 있었다 해도, 타이머수단에 의해 일정 시간 간격으로 유로를 전환함으로써, 일정 시간 이내에 안정도가 양호하게 이득의 편차가 없는 계측을 가능하게 하여 정밀도가 불안정해지는 것을 방지할 수 있다.
(3) 유체 유량이 유량 판정 수단에 있어서 미리 정한 유량 이하가 되었다고 판정하면, 유체의 유동이 적고 하류로부터의 외란이 적기 때문에 개폐 수단이 폐쇄되어 있는 유로에 있어서 하류로부터의 영향에 의한 오차를 포함하지 않고 이득 검정을 행하는 것이 가능해진다,
(4) 유체 유량이 유량 판정 수단에 있어서 미리 정한 유량보다 많아졌다 판정하면, 하류로부터 대유량에 의한 외란에 의해 폐쇄되어 있는 유로에 있어서의 계측 수단의 이득 보정 동작에 악영향을 미치게 하거나, 또한 대유량을 계측하기 위해 개폐 수단을 개방하여 유로에 유체를 유동시킬 필요가 있을 가능성이 높기 때문에 이득 검정을 정지함으로써, 감도의 정밀도를 떨어뜨리지 않고, 더욱 바로 유량 계측에 관련되는 준비를 하는 것이 가능해진다.
(5) 타이머 수단에 의해 개폐 수단이 폐쇄되어 있는 유로에 있어서의 계측 수단을 일정 시간 간격으로 이득 보정할 수 있어, 온도나 습도 등의 외란에 의한 시간 경과 변화 등에 의한 이득의 편차가 발생해도 일정 시간 이내에 수정하여 변동을 작게 하는 것이 가능해져, 돌발적으로 유량이 증가하여, 유로를 개방하여 사용해야 하는 일이 발생해도 충분히 대응할 수 있다.
(6) 유량 계측 장치가 설치된 시스템 특유의 유량 상태를 미리 측정하여, 예를 들면 계시 수단 설정을 유량이 적을 때에 정해 두고, 그 시각에 이득을 보정함으로써 계측 수단의 정밀도를 최적 시각으로 조절하는 것이 가능해진다.
(7) 계시 수단에 의해 일정 유량 이하의 안정된 유량이 계속하여 존재하는 시각을 기억 수단에 기억해 두고, 폐쇄되어 있는 유로에 있어서의 계측 수단의 이득을 보정하는 동작을 기억 수단에 기억한 시각에 행함으로써, 그 시스템이 설치된 고유의 사용 조건, 상태 등을 고려한 안정된 상태의 시간에 계측 수단의 이득 상태를 조사함으로써 보다 양호한 정밀도로 계측 수단 조절하는 것이 가능해진다.
(8) 통신 수단을 사용함으로써 임의의 시간에 외부로부터 이용자가 계측 수단의 이득을 보정할 수 있어, 돌발적인 외란 등에 의한 시스템 불안정 현상이 발생했다 해도 수동으로 이득을 보정하는 신호를 송출하는 것이 가능해진다.
(9) 복수의 유로를 갖는 구성으로, 유량이 중단되지 않는 경우라도 유량 계측을 행하고 있지 않은 유로의 제로점을 보정해 두고, 개폐 수단을 전환함으로써, 제로점 보정이 종료한 유로에서 유체 계측을 행하는 것이 가능해진다. 이 때문에 이 유로를 개방할 때에는 측정계의 안정도가 양호하고, 제로점의 편차가 없는 계측을 가능하게 하여, 정밀도가 불안정해지는 것을 방지할 수 있다.
(10) 폐쇄중인 계측 수단은 제로점 보정을 끝내 두고, 유량 계측중인 유로에 있어서의 계측 수단에 시간 경과 변화 등에 의한 제로점 변화가 있었다 해도, 타이머 수단에 의해 일정 시간 간격으로 유로를 전환함으로써, 일정 시간 이내에 안정도가 양호하여 제로점의 편차가 없는 계측을 가능하게 하여, 정밀도가 불안정해지는 것을 방지할 수 있다.
(11) 유체 유량이 유량 판정 수단에 있어서 미리 정한 유량 이하가 되었다고판정하면, 유체의 유동이 적고 하류로부터의 외란이 적기 때문에 개폐 수단이 폐쇄되어 있는 유로에 있어서 하류로부터의 영향에 의한 오차를 포함하지 않고 제로점 검정을 행하는 것이 가능해진다.
(12) 유체 유량이 유량 판정 수단에 있어서 미리 정한 유량보다 많아졌다고 판정하면, 하류로부터 대유량에 의한 외란에 의해 폐쇄되어 있는 유로에 있어서의 계측 수단의 제로점 보정 동작에 악영향을 미치게 하거나, 또 대유량을 계측하기 위해 개폐 수단을 개방하여 유로에 유체를 유동시킬 필요가 있을 가능성이 높기 때문에 제로점 검정을 정지함으로써, 제로점 정밀도를 떨어뜨리지 않고, 더욱 바로 유량 계측에 관련되는 준비를 하는 것이 가능해진다.
(13) 타이머 수단에 의해 개폐 수단이 폐쇄되어 있는 유로에 있어서의 계측 수단을 일정 시간 간격으로 제로점 보정할 수 있어, 온도나 습도 등의 외란에 의한 시간 경과 변화 등에 의한 제로점 편차가 발생해도 일정 시간 이내에 수정하여 변동을 작게 하는 것이 가능해지며, 돌발적으로 유량이 증가하여, 유로를 개방하여 사용해야 하는 일이 발생해도 충분히 대응할 수 있다.
(14) 유량 계측 장치가 설치된 시스템 특유의 유량 상태를 미리 측정하여, 예를 들면 계시 수단 설정을 유량이 적을 때에 정해 두고, 그 시각에 제로점을 보정함으로써 계측 수단의 정밀도를 최적 시각에 조절하는 것이 가능해진다.
(15) 계시 수단에 의해 일정 유량 이하의 안정된 유량이 계속하여 존재하는 시각을 기억 수단에 기억해 두고, 폐쇄되어 있는 유로에 있어서의 계측 수단의 제로점을 보정하는 동작을 기억 수단에 기억한 시각에 행함으로써, 그 시스템이 설치된 고유의 사용 조건, 상태 등을 고려한 안정된 상태의 시간에 계측 수단의 제로점 상태를 조사함으로써 보다 양호한 정밀도로 계측 수단 조절하는 것이 가능해진다.
(16) 통신 수단을 사용함으로써 임의의 시간에 외부로부터 이용자가 계측 수단의 제로점을 보정할 수 있어, 돌발적인 외란 등에 의한 시스템 불안정 현상이 발생했다 해도 수동으로 제로점을 보정하는 신호를 송출하는 것이 가능해진다.
(17) 계측 수단으로서 유로에 설치된 초음파 신호를 송수신하는 방식을 사용함으로써, 유체의 유동을 난류화시키지 않고 유량을 측정함과 동시에, 복수의 유로를 조합함으로써 넓은 범위에서 순식간에 유량을 양호한 정밀도로 측정할 수 있다.
(18) 계측 수단으로서 유로에 설치된 전력을 구동원으로 하는 발열부와 유량에 의해 생기는 온도 변화를 검출하는 적어도 하나 이상의 감온 수단과, 상기 감온 수단의 신호 변화에 기초하여 유량을 산출하는 유량 연산 수단을 사용함으로써, 간단한 제어 회로 구성으로, 또한 가동부가 없어 고장율이 적고 안정되게 유량을 측정할 수 있음과 동시에, 복수의 유로를 조합함으로써 넓은 범위에서 유량을 양호한 정밀도로 측정할 수 있다.

Claims (21)

  1. 유입구와 유출구 사이에 제공된 복수의 유로와,
    상기 복수의 유로를 개폐하는 개폐 수단과,
    상기 복수의 유로 중 적어도 하나를 통해 유동하는 유체의 유량을 계측하는 계측 수단 및,
    상기 개폐 수단 및 상기 계측 수단을 제어하는 제어 수단을 포함하며,
    상기 제어 수단은 상기 개폐 수단에 의해 폐쇄되어 있는 유로에서의 상기 계측 수단의 이득을 보정하는 이득 조정 수단을 포함하는 유량 계측 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 개폐 수단에 의해 폐쇄되어 있는 유로를 일정 시간 간격으로 전환하기 위한 제 1 타이머 수단을 포함하는 유량 계측 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 계측 수단의 출력에 기초하여 유량을 연산하는 유량 연산 수단과, 상기 유량 연산 수단에 의해 연산된 유량이 미리 정해진 유량 보다 적은 경우에 상기 계측 수단의 이득의 보정을 개시하는 신호를 상기 이득 조정 수단에 송출하는 유량 판정 수단을 포함하는 유량 계측 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 계측 수단의 출력에 기초하여 유량을 연산하는 유량 연산 수단과, 상기 계측 수단의 이득의 보정 중에 상기 유량 연산 수단에 의해 보정된 유량이 미리 정해진 유량 보다 많은 경우에 상기 계측 수단의 이득의 보정을 정지하는 신호를 상기 이득 조정 수단에 송출하는 유량 판정 수단을 포함하는 유량 계측 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제어 수단은 일정 시간 간격으로 상기 계측 수단의 이득의 보정을 개시하는 신호를 상기 이득 조정 수단에 송출하는 제 2 타이머 수단을 포함하는 유량 계측 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제어 수단은 일정 시간 간격으로 미리 정해진 시각에 상기 계측 수단의 이득의 보정을 개시하는 신호를 상기 이득 조정 수단에 송출하는 계시 수단을 포함하는 유량 계측 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제어 수단은, 유로를 통과하는 유체의 유량이 미리 정해진 유량 이하로 계속 유지되는 시각을 기억 수단에 기억하며, 상기 기억 수단에 기억된 시각에 상기 계측 수단의 이득의 보정을 개시하는 신호를 상기 이득 조정 수단에 송출하는 계시 수단을 포함하는 유량 계측 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 유량 계측 장치의 외부로부터의 신호를 수신하며, 상기 계측 수단의 이득의 보정을 개시하는 신호를 상기 이득 조정 수단에 송출하는 통신 수단을 포함하는 유량 계측 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 계측 수단은, 초음파 신호를 송수신하는 제 1 진동자 및 제 2 진동자와, 상기 제 1 진동자 및 상기 제 2 진동자에 주기적인 구동 신호를 송출하는 송신 수단 및, 상기 제 1 진동자와 상기 제 2 진동자 사이에서 상기 초음파 신호가 전파하는 전파 시간에 기초하여 유량을 연산하는 유량 연산 수단을 포함하는 유량 계측 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 계측 수단은, 유량의 변화에 의해 발생되는 온도 변화를 검출하는 감온 수단과, 상기 감온 수단의 출력에 기초하여 유량을 연산하는 유량 연산 수단을 포함하는 유량 계측 장치.
  11. 유입구와 유출구 사이에 제공된 복수의 유로와,
    상기 복수의 유로를 개폐하는 개폐 수단과,
    상기 복수의 유로 중 적어도 하나를 통해 유동하는 유체의 유량을 계측하는 계측 수단 및,
    상기 개폐 수단 및 상기 계측 수단을 제어하는 제어 수단을 포함하며,
    상기 제어 수단은 상기 개폐 수단에 의해 폐쇄되어 있는 유로에서의 상기 계측 수단의 제로점을 검출 및 보정하는 제로점 검정 수단을 포함하는 유량 계측 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 개폐 수단에 의해 폐쇄되어 있는 유로를 일정 시간 간격으로 전환하는 제 3 타이머 수단을 포함하는 유량 계측 장치.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 계측 수단의 출력에 기초하여 유량을 연산하는 유량 연산 수단과, 상기 유량 연산 수단에 의해 연산된 유량이 미리 정해진 유량 보다 적은 경우에 상기 계측 수단의 제로점의 보정을 개시하는 신호를 상기 제로점 검정 수단에 송출하는 유량 판정 수단을 포함하는 유량 계측 장치.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 계측 수단의 출력에 기초하여 유량을 연산하는 유량 연산 수단과, 상기 계측 수단의 제로점의 보정 중에 상기 유량 연산 수단에 의해 연산된 유량이 미리 정해진 유량 보다 많은 경우에 상기 계측 수단의 제로점의 보정을 개시하는 신호를 상기 제로점 검정 수단에 송출하는 유량 판정 수단을 포함하는 유량 계측 장치.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 제어 수단은 미리 결정된 시간 간격으로 상기 계측 수단의 제로점의 보정을 개시하는 신호를 상기 제로점 검정 수단에 송출하는 제 4 타이머 수단을 포함하는 유량 계측 장치.
  16. 제 11 항에 있어서, 상기 제어 수단은 미리 결정된 시각에 미리 결정된 시간 간격으로 상기 계측 수단의 제로점의 보정을 개시하는 신호를 상기 제로점 검정 수단에 송출하는 계시 수단을 포함하는 유량 계측 장치.
  17. 제 11 항에 있어서, 상기 제어 수단은, 유로를 통해 유동하는 유체의 유량이 미리 결정된 유량 이하로 계속 유지되는 시각을 기억 수단에 기억하며, 상기 기억 수단에 기억된 시각에 상기 계측 수단의 제로점의 보정을 개시하는 신호를 상기 제로점 검정 수단에 송출하는 계시 수단을 포함하는 유량 계측 장치.
  18. 제 11 항에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 유량 계측 장치의 외부로부터 신호를 수신하며, 상기 계측 수단의 제로점의 보정을 개시하는 신호를 상기 제로점 검정 수단에 송출하는 통신 수단을 포함하는 유량 계측 장치.
  19. 제 11 항에 있어서, 상기 계측 수단은, 초음파 신호를 송수신하는 제 1 진동자 및 제 2 진동자와, 상기 제 1 진동자 및 상기 제 2 진동자에 주기적인 구동 신호를 송출하는 송신 수단 및, 상기 제 1 진동자와 상기 제 2 진동자 사이에 상기 초음파 신호가 전파되는 전파 시간에 기초하여 유량을 연산하는 유량 연산 수단을 포함하는 유량 계측 장치.
  20. 제 11 항에 있어서, 상기 계측 수단은, 유량 변화에 의해 발생되는 온도 변화를 검출하는 감온 수단과, 상기 감온 수단의 출력에 기초하여 유량을 연산하는 유량 연산 수단을 포함하는 유량 계측 장치.
  21. 유입구와 유출구 사이에 제공된 복수의 유로와,
    상기 복수의 유로를 개폐하는 개폐 수단과,
    상기 복수의 유로 중 적어도 하나를 통해 유동하는 유체의 유량을 계측하는 계측 수단 및,
    상기 개폐 수단 및 상기 계측 수단을 제어하는 제어 수단을 포함하며,
    상기 제어 수단은, 상기 개폐 수단에 의해 폐쇄되어 있는 유로에서의 상기 계측 수단의 제로점을 검출 및 보정하는 제로점 검정 수단과, 상기 개폐 수단에 의해 폐쇄되어 있는 유로에서의 상기 계측 수단의 이득을 보정하는 이득 조정 수단 및, 상기 유입구로부터 상기 유출구로 유동하는 유체의 총유량을 계측하는 총유량 계측 수단 중 적어도 하나를 포함하며,
    상기 계측 수단은, 초음파 신호를 송수신하는 제 1 진동자 및 제 2 진동자와, 상기 제 1 진동자 및 상기 제 2 진동자에 주기적인 구동 신호를 송출하는 송신 수단과, 상기 수신된 초음파 신호를 증폭하는 증폭 수단과, 상기 증폭 수단으로부터 출력된 신호를 기준 신호와 비교하는 비교 수단과, 상기 비교 수단의 출력에 따라 상기 제 1 진동자와 상기 제 2 진동자 사이에서의 초음파 전파를 복수회 반복하는 반복 수단과, 상기 초음파 전파를 반복하는 동안 상기 초음파 전파를 지연시키는 지연 수단 및, 상기 제 1 진동자와 상기 제 2 진동자 사이에 초음파가 전파되는 전파 시간에 기초하여 유량을 연산하는 유량 연산 수단을 포함하는 유량 계측 장치.
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