KR20080071161A - 유량계 - Google Patents

Abstract

본 발명의 유량계는 유체의 정류 및 역류의 순시 유량을 계측가능한 유량 센서와, 계측된 순시 유량을 평활화하는 평활화 수단과, 상기 평활화 유량을 적산해서 출력하는 적산 카운터와, 상기 평활화 유량을 감시해서 상기 유체의 요동의 유무를 판정하는 판정 수단과, 이 판정 수단에 있어서 요동 판정이 행해지고 있는 사이 및 요동 흐름인 것으로 판정되었을 때 상기 적산 카운터를 대신해서 상기 평활화 유량을 적산하는 보조 카운터와, 상기 판정 수단에 있어서 통상 흐름이라고 판정되었을 때, 상기 보조 카운터에 의한 적산 유량을 상기 적산 카운터에 가산해서 해당 적산 카운터에 의한 상기 평활화 유량의 적산을 재개시키는 제어 수단을 구비한다.

유량계, 유량센서, 평활화 수단, 판정수단, 보조카운터, 제어수단

Description

유량계{FLOWMETER}

본 발명은 유체의 통류(通流) 방향으로의 요동에 기인하는 계측 유량의 오적산을 방지한 유량계에 관한 것이다.

유체(가스)의 공급로에 설치되어 상기 유체의 공급량을 계측하는 유량계는, 오로지 유량 센서를 이용해서 순시(瞬時) 유량을 계측하고, 이 계측 유량을 적산하도록 구성된다. 그리고, 유량계에서 계측된 적산 유량은, 유체의 공급량으로서, 소위 유체(가스)의 사용료로서의 요금 부과를 행하기 위한 정보로서 이용될 수 있다. 따라서, 유량계에 있어서는 유체의 공급량을 정확하게 계측하는 것이 매우 중요하다.

그런데, 실제의 유량계의 설치 현장에 있어서는, 유체(가스)를 사용하지 않고 있는데도 불구하고, 예를 들어 통상 흐름과 같이 유체(가스)가 일 방향으로 흐른 후, 역방향으로 완만하게 되돌아간다고 하는 유체의 요동이 생기는 일이 있다. 이러한 유체의 요동은, 다른 계통에서의 유체(가스)의 사용 상황에 의해서 유량계의 전후에 있어서의 압력 밸런스가 붕괴되는 것에 의해, 혹은 배관내 온도분포의 치우침 등에 기인해서 발생한다. 그렇지만, 유량계는, 오로지 유량 센서에서 계측된 순시 유량을 적산하도록 구성되어 있을 뿐이므로, 요동에 따라 계측되는 유량이 반복해서 적산된다고 하는 문제가 있다.

그래서, 종래에 있어서는, 예를 들어, 유량계의 전후에 역류 방지 밸브를 설치해 넣는 등의 대책을 강구하고 있다. 그러나, 그 구성이 복잡화하는 데다가, 제조비가 높아진다고 하는 문제가 있었다. 또, 유체의 요동이 생기는 저유량 영역에서의 계측 유량의 적산을 금지하는 것도 제창되어 있다. 그러나, 반대로 요동이 없고, 그 유량이 미소한 경우에는 유량 계측을 행하지 않으므로, 도리어 계측 오차가 증대한다고 하는 문제가 있다.

이에 대해서, 유체의 통류의 방향에 따라서 유량 센서에서 계측되는 순시 유량을 소정 시간에 걸쳐서 가산 또는 감산하고, 그 가산치가 미리 설정한 역치를 초과할 때에만 상기 가산치를 전체의 적산 유량에 가산하고, 또 감산치가 미리 설정한 역치를 초과하였을 때에는 그 감산치를 리셋(reset)하는 것이 제창되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).

특허문헌 1: 일본국 공개 특허 제2002-81978호 공보.

그러나, 상기 공보에 개시된 처리 수법에 있어서는, 소정의 시간에 걸쳐서 정·역방향으로 흐르는 미소한 유량의 변화를 상쇄하기 위해, 유량 센서에서 계측되는 순시 유량의 누적 가산치가 미리 설정한 역치를 초과할 때까지 그 누적 가산치를 전체의 적산 유량에 가산하지 않으므로, 적산 유량의 최소 계량 단위(적산 단위)가 상기 역치에 의해 규정된다고 하는 문제가 있다. 게다가, 전술한 유체의 요동과 같이 정·역의 유량변동이 크고, 또한 그 변동의 주기가 긴 것 같은 경우에는, 전술한 역치를 어느 정도 크게 설정하는 것이 필요하여, 점점 그 최소계량 단 위가 커진다. 더욱이, 요동의 주기를 예상한 긴 기간에 걸쳐서 정·역의 유량변동을 상쇄하는 것이 필요하므로, 유량의 적산주기가 길어진다고 하는 문제가 있다.

발명의 개시

본 발명은 전술한 문제를 해소하는 것으로, 유량계의 전후에 있어서의 압력 밸런스의 붕괴나, 배관 내 온도분포의 치우침 등에 기인해서 생기는 유체의 요동의 영향을 받는 일 없이, 간이하게 해서 정밀도 좋게 유량 계측을 행하여 그 적산 유량을 구하는 것이 가능한 유량계를 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 관한 유량계는,

<a> 유체의 통류로에 설치된 유량 센서로서, 상기 유체의 정류 및 역류의 순시 유량을 계측가능한 유량 센서와,

<b> 이 유량 센서에서 계측된 순시 유량을 평활화하는 평활화 수단과,

<c> 이 평활화 수단에서 구해진 평활화 유량을 적산해서 출력하는 적산 카운터와,

<d> 상기 평활화 유량을 감시해서 상기 유체의 요동의 유무를 판정하는 판정 수단과,

<e> 이 판정 수단에 있어서 요동 판정이 행해지고 있는 동안 및 요동 흐름인 것으로 판정되었을 때 상기 적산 카운터를 대신해서 상기 평활화 유량을 적산하는 보조 카운터와,

<f> 상기 판정 수단에 있어서 통상 흐름인 것으로 판정되었을 때, 상기 보조 카운터에 의한 적산 유량을 상기 적산 카운터에 가산해서 해당 적산 카운터에 의한 상기 평활화 유량의 적산을 재개시키는 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하고 있다.

바람직하게는, 상기 판정 수단에 있어서는, 상기 평활화 유량으로부터 역류가 검출되었을 때에 요동 있음이라고 판정하고, 상기 평활화 유량이 미리 정해진 기간에 걸쳐서 정류인 것을 나타낼 때, 환언하면 소정 기간에 걸쳐서 역류가 검출되지 않을 때, 그 상태를 통상 흐름이라고 판정하도록 하면 된다. 또한, 정류의 상기 평활화 유량이 미리 설정한 역치를 초과했을 때, 즉시 통상 흐름이라고 판정하도록 하는 것도 바람직하다.

또, 상기 보조 카운터에 대해서는, 상기 평활화 유량으로부터 역류가 검출될 때마다, 그 적산치가 리셋되도록 해두면 된다. 또한, 상기 유량 센서로서는, 예를 들어, 히터 소자를 사이에 삽입해서 유체의 통류 방향에 설치된 1쌍의 감열저항소자를 구비하고, 이들 감열저항소자에 의해 각각 검출되는 온도의 차이로부터 유체의 질량 유량과 그 통류 방향을 구하는 열식(熱式) 유량 센서를 이용하도록 하면 된다. 이 경우, 유량 센서의 기능으로서는, 유체가 역류하고 있는 것을 검출할 수 있는 것이면 되고, 반드시 역류의 질량 유량을 정밀도 양호하게 구할 수 있는 기능(성능)을 갖출 필요는 없다.

전술한 바와 같이 구성된 유량계에 따르면, 유량 센서에서 계측된 순시 유량을 평활화한 평활화 유량으로부터 역류가 검출되었을 때, 이것을 유체의 요동으로서 판정한다. 그리고, 요동이 검출될 때까지의 사이는 유체가 정방향으로 흐르고 있는 통상 흐름이라고 판정하고, 상기 유량 센서에서 계측된 순시 유량의 평활화 유량을 적산 카운터에서 적산하므로, 유량 센서에 있어서의 유량 검출 정밀도로 그 적산 유량을 고정밀도로 구할 수 있다.

또, 유체의 요동이 검출되었을 때에는, 적산 카운터 대신에 보조 카운터에 의해 상기 평활화 유량을 적산한다. 그리고, 통상 흐름으로 되돌아온 것이 확인되었을 때에 상기 보조 카운터에 의해 적산된 유량을 상기 적산 카운터에 가하므로, 유체의 요동에 따라서 반복해서 검출되는 정류의 유량을 다중으로 적산하는 일이 없어진다. 특히 역류가 검출될 때마다, 예를 들어, 상기 보조 카운터를 리셋하면서 정류의 유량만을 적산하므로, 최종적으로는 그 정류의 성분을 1회만 적산하는 것으로 된다. 따라서, 이 보조 카운터에 의한 적산치를 적산 카운터에 가함으로써, 유체의 요동 기간에 흐른 정방향의 유량을 정확하게 더해서 그 적산 유량을 구하는 것이 가능해진다.

특히 요동 검출을 행하고 있는 기간에 소정 시간에 걸쳐서 역류가 검출되지 않을 때, 또 정방향의 유량이 급격히 많아진 것과 같은 경우, 이것을 통상 흐름으로서 판정해서 즉시 상기 적산 카운터에 의한 평활화 유량의 적산 처리를 재개하므로, 그 본래의 유량 계측 기능이 손상되는 일이 없다. 그러므로, 정·역의 유량변동의 주기가 길고, 그 변화가 완만해서 변동량이 큰 요동이 생길 경우더라도, 그 요동에 구애되는 일 없이 고정밀도의 유량 계측이 가능해지는 등의 실용상 커다란 효과를 거둘 수 있다.

즉, 본 발명에 관한 유량계에 따르면, 유체의 역류로부터 요동이 검출되었을 때, 요동에 수반되는 정류 유량을 보조 카운터를 이용해서 적산하는 동시에, 그 요동 기간에 역류가 검출되었을 때에는 그 적산치를 리셋하므로, 결국, 요동이 반복되었다고 해도 상기 보조 카운터는 최신의 정류 유량의 적산치만을 구하게 된다. 그래서, 요동이 수습되어, 통상 흐름으로 되었을 때에는 상기 보조 카운터의 적산치를 적산 카운터에 가산하므로, 그 요동 기간에 있어서의 정류 유량을 더한 항상 옳은 적산 유량을 구하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 유량계의 개략구성을, 그 일부를 단면도로서 표시한 정면도;

도 2는 도 1에 나타낸 유량계의 일부를 단면도로서 표시한 측면도;

도 3은 유량계에 구비되는 유량 센서의 개략구조를 나타내는 사시도;

도 4는 유량계에 구비되는 유량 센서의 개략구조를 나타낸 단면도;

도 5는 고속 유량 센서와 저속 유량 센서의 동작 특성과, 그 계측 유량 영역의 절환 제어예를 나타낸 도면;

도 6은 본 발명의 일 실시형태에 관한 유량계가 구비하는 유량 적산 기능의 개략구성을 나타낸 도면;

도 7은 요동시 유량 센서에 의해 검출되는 맥류를 포함하는 유량의 변화와 그 평활화 유량과의 관계를 나타낸 도면;

도 8은 도 6에 나타낸 유량계에 있어서의 유량 적산 처리 수순의 일례를 나타낸 도면;

도 9는 도 6에 나타낸 유량계의 동작을 나타내는 도면으로, 유량의 변화에 대한 보조 카운터 및 적산 카운터의 적산 동작 상태를 나타낸 도면.

이하, 도면을 참조해서 본 발명의 일 실시형태에 관한 유량계에 대해서, 소위 가스 메터를 예로 설명한다.

도 1 및 도 2는 이 실시형태에 관한 유량계(가스 메터)의 개략 구성을 나타낸 것으로, 도 1은 그 일부를 단면화해서 표시한 정면도, 도 2는 그 일부를 단면화해서 표시한 측면도이다. 이 유량계는, 유체(가스)의 배관(도시 생략)에 결합되는 1쌍의 플랜지(flange) 이음관(11), (12) 사이에 그 벽면에 복수의 열식 유량 센서(13)을 장착한 유로관(14)를 연결해서 상기 유체(가스)의 통류로를 형성한 유로 유닛(15)을 주체로 해서 구성된다. 이 유로 유닛(15)에는, 상기 유로관(14)을 덮어서 커버체(16)가 장착되고, 이 커버체(16)에 상자형의 유량계 본체(17)가 장착되어 있다.

이 상자형의 유량계 본체(17)는, 예를 들어, 마이크로 컴퓨터를 주체로 해서 구성되어서 전술한 복수의 열식 유량 센서(13)를 이용해서 상기 유로 유닛(15)을 통류하는 유체(가스)의 유량을, 나아가서는 그 적산 유량을 구하는 전자회로 유닛(도시 생략)을 내장한 것이다. 또한, 이 유량계 본체(17)의 앞면에는 상기 전자회로 유닛에서 구해진 적산 유량값 등을 표시하는 표시기(17a)나, 표시 절환 스위치(17b) 등이 설치되어 있다. 또, 유량계 본체(17)의 측부에는, 그 구동원인 전지 유닛(17c) 및 신호선이 접속되는 단자 박스(17d)가 설치되어 있다.

또한, 상기 유로 유닛(15)(플랜지 이음관(11))에는, 유체의 입구부에 위치해서 먼지의 진입을 방지하는 필터(18)가 설치되어 있다. 또, 1쌍의 플랜지 이음관(11), (12) 사이에 삽입되어 일체화되는 상기 유로관(14)에는, 그 관로 중앙에 구비된 상기 열식 유량 센서(13)의 상류측에 위치해서 복수매의 정류용의 철망(19)과 벌집형상 구조체(20)가 설치되어 있고, 또한, 상기 열식 유량 센서(13)의 하류측에 위치해서 보호용의 철망(21)이 설치되어 있다. 또, 상기 유로관(14)에는, 유로 유닛(15)을 통류하는 유체의 압력을 검출하는 압력 센서(22)와, 해당 유체의 온도를 검출하는 써미스터(thermistor)(23)가 설치되어 있다.

그런데, 복수의 열식 유량 센서(13)는, 예를 들어 도 3에 사시도를 나타내고, 또 도 4에 그 단면구조를 나타낸 바와 같이 기체(基體)(실리콘 칩)(13a)에 형성된 두께가 얇은 격막(diaphragm)(13b) 위에 형성된 백금(Pt) 등으로 이루어지는 발열 소자(13h)와, 이 발열 소자(13h)를 사이로 해서 유체의 통류 방향으로 나열되어 설치된 1쌍의 감온(感溫) 저항 소자(온도 센서)(13u), (13d)를 구비한 것으로 이루어진다. 상기 두께가 얇은 격막(13b)은, 기체(실리콘 칩)(13a)에 형성된 오목 형상의 공동(cavity)(13c)의 상부면을 유체의 통류 방향(F)과 직교하는 방향으로 교가(橋架)해서 설치되어 있다. 이 두께가 얇은 격막(13b)은 전술한 발열 소자(13h) 및 1쌍의 감온 저항 소자(온도 센서)(13u), (13d)를 유체(가스)의 흐름 중에 위치를 부여하는 역할을 담당한다.

이러한 소자 구조를 가지는 열식 유량 센서(13)는, 상기 1쌍의 감온 저항 소자(온도 센서)(13u), (13d)의 저항치의 변화로서 각각 계측되는 온도의 차이로부터 상기 유체의 유속(유량)을 구하는 것이다. 구체적으로는, 상기 열식 유량 센서(13)는, 발열 소자(히터)(13h)의 발열에 따르는 주위 온도의 분포가 센서면을 따라서 흐르는 유체(가스)에 의해 변화되고, 상류측의 온도와 비교해서 하류측의 온도가 높아지는 것, 그리고 그 온도분포가 유체의 유속(유량)에 의해서 변화되는 것을 이용해서, 상기 1쌍의 감온 저항 소자(온도 센서)(13u), (13d)에 의해 계측되는 온도의 차이로부터 상기 유체의 유속(유량)을 구한다. 또한, 상기 소자 구조의 유량 센서(13)의 출력으로부터는, 예를 들어 감온 저항 소자(온도 센서)(13u)에 의해 검출되는 온도에 비해서 감온 저항 소자(13d)에 의해 검출되는 온도가 높을 경우에는, 유체의 흐름이 정류인 것으로 판정할 수 있다. 반대로, 감온 저항 소자(13u)에 의해 검출되는 온도 쪽이 높을 경우에는, 유체가 역류하고 있는 것으로 판정할 수 있다.

이 유량계에 있어서는, 열식 유량 센서(13)로서, 고속류 영역 계측용의 2개의 유량 센서(고속 유량 센서)(13HA), (13HB) 및 저속류 영역 계측용의 2개의 유량 센서(저속 유량 센서)(13LA), (13LB)를 구비하고 있다. 이들 유량 센서(13HA), (13HB), (13LA), (13LB)는, 그 계측 유량 영역을 같이하는 것끼리를 서로 대향시켜, 도 2에 나타낸 바와 같이 유로관(14)의 벽면에 대각 배치되어 있다.

덧붙여서, 고속 유량 센서(13HA), (13HB)는, 저속 유량 센서(13LA), (13LB)에 비교해서 전술한 발열 소자(히터)(13h)의 발열량을 많게 하고, 저속 유량 영역에서의 계측 정밀도를 다소 희생해서 그 계측 유량 영역을 고속 유량 영역까지 확대한 것이다. 이것에 대하여, 저속 유량 센서(13LA), (13LB)는, 고속 유량 센 서(13HA), (13HB)에 비교해서 저속 유량 영역에서의 검출 감도를 높게 한 것이다. 그래서, 이들 2종류의 유량 센서(13HA), (13HB), (13LA), (13LB)는, 예를 들어 도 5에 나타낸 바와 같이 미리 설정된 2개의 유량 역치(QH), (QL)를 절환점으로 해서 유체의 유량에 따라서 히스테리시스(hysteresis)적으로 절환 제어되어서 그 유량 계측에 제공된다.

그리고, 기본적으로는 상술한 바와 같이 구성된 유량계에 있어서, 본 발명이 특징으로 하는 바는, 기본적으로는 도 6에 나타낸 바와 같이 유량 센서(13)의 출력으로부터 그 순시 유량을 계측하는 순시 유량 계측부(31)와, 계측된 순시 유량을 평활화하는 순시 유량 평활화부(32)를 구비한다. 이 순시 유량 평활화부(32)는, 도 7에 나타낸 바와 같은 계측 주기에 기인하는 단주기의 맥동이나, 유체 밸브의 완전 폐쇄 시에 있어서의 반동에 기인하는 역류 등과 같은 외란 성분을 제거하고, 그 장기적인 변동 성분만을 요동 성분으로서 추출하는 처리를 실행한다. 이 평활화 처리는, 예를 들어 상기 순시 유량 계측부(31)에서 소정의 계측 주기마다 구해지는 순시 유량의 이동 평균을 구하는 것에 의해서 이루어진다.

요동 판정부(33)는 전술한 바와 같이 구해진 평활화 유량으로부터 그 역류 성분을 검출함으로써 요동의 발생을 검출한다. 또한, 이 요동 판정부(33)는, 요동의 검출 후에는 미리 설정한 기간에 걸쳐서 정류가 계속되는지의 여부, 또한 미리 설정한 역치 이상의 정류의 유량이 검출되는지의 여부를 감시함으로써, 통상 흐름으로의 복귀를 검출한다. 특히 요동 판정부(33)는, 유량 센서(13)를 개재해서 유체의 흐름이 통상 흐름이라고 판정하고 있는 기간에는, 전술한 평활화 유량을 그대 로 적산 카운터부(34)에 출력함으로써, 해당 적산 카운터부(34)에서 평활화 유량의 적산치(적산 유량)를 구하도록 제어하고 있다.

또, 요동 판정부(33)는, 요동을 검출했을 때, 상기 평활화 유량의 적산 카운터부(34)에의 출력을 정지하는 동시에, 보조 카운터(35)를 이용해서 상기 평활화 유량을 적산하도록 제어한다. 특히 요동 판정부(33)는 역류가 검출될 때마다 보조 카운터(35)를 리셋(클리어)한다. 또한, 요동 판정부(33)는, 전술한 바와 같이 통상 흐름으로의 복귀를 검출했을 때, 보조 카운터(35)에서 적산된 유량을 상기 적산 카운터(34)에 가산한 후, 전술한 평활화 유량의 적산 카운터(34)에 의한 적산 처리를 재개시킨다.

이 요동 판정부(33)에 의한 요동 판정 처리와, 요동기간에 있어서의 보조 카운터(25)를 이용한 유량 검출 처리에 대해서 이하 약간 자세하게 설명한다. 이 유량계는, 예를 들어 도 8에 나타낸 개략적인 처리 수순을 따라서 유량 계측 처리를 실행한다. 즉, 순시 유량 계측부(31)가 유량 센서(13)의 출력으로부터 순시 유량 Qx를 검출하면[스텝 S1], 순시 유량 평활화부(32)는 상기 순시 유량 Qx를 평활화 처리하여, 단기의 변동 성분을 제거해서, 유량의 긴 주기에 걸친 변동 성분을 구한다[스텝 S2]. 그러면, 요동 판정부(33)에서는, 우선 평활화된 유량 Qx가 영(0) 또는 양의 값인지를 판정함으로써, 역류가 생기고 있는지의 여부를 판정한다[스텝 S3]. 그리고, 역류가 발생하지 않고 있을 경우에는, 요동 판정부(33)는 유체의 흐름이 통상 흐름인 것을 나타내는 통상 흐름 플래그 F가 온(ON)인지의 여부를 판정해서[스텝 S4], 통상 흐름인 것을 확인한 뒤 전술한 적산 카운터(34)에서 상기 유 량 Qx를 적산시킨다[스텝 S5].

이것에 대해서 유체(가스)의 공급이 정지되어, 도 9에 타이밍 t1로서 나타낸 바와 같이 평활화된 유량 Qx가 음의 값으로 되었을 경우, 유체(가스)가 역류하고 있는 것을 나타내므로, 요동 판정부(33)는 이것을 요동이 생긴 것으로 판정한다[스텝 S4]. 이 경우에는, 요동 판정부(33)는 요동 시에 있어서의 정류의 계속 시간을 감시하기 위한 타이머 t를 영(0)으로 클리어하는 동시에[스텝 S6], 전술한 보조 카운터(35)를 영(0)으로 클리어한다[스텝 S7]. 다음에, 요동 판정부(33)는 상기 플래그 F를 오프 상태로 하고[스텝 S8], 다음의 계측 타이밍에서의 순시 유량의 입력으로 구비한다. 그리고, 요동 판정부(33)는 순시 유량 Qx가 영(0) 또는 양의 값으로 될 때까지 전술한 처리를 반복한다.

그 후, 순시 유량 Qx가 영(0) 또는 양의 값으로 되고, 정방향으로 흐르는 유량(정류)이 검출되었을 경우에는, 상기 요동 판정부(33)는 전술한 플래그 F가 온인지의 여부를 판정한다[스텝 S4]. 그리고, 플래그 F가 오프 상태이며, 후술하는 바와 같이 통상 흐름에의 복귀가 검출되지 않을 경우에는, 상기 요동 판정부(33)는 통상 흐름에의 복귀 판정을 계속하고, 그동안, 아직도 유체가 요동중이라고 판정한다. 그리고, 그때에 검출되는 유량 Qx는 상기 보조 카운터(35)에서 그대로 적산된다[스텝 S9].

그 후, 상기 요동 판정부(33)는 전술한 타이머 t에 의해 계시된 시간이 미리 설정한 시간 △T를 초과하였는지의 여부를, 즉 유체(가스)가 정방향으로 흐르고 있는 계속 시간이 상기 설정 시간 △T를 초과하였는지의 여부를 판정한다[스텝 S10]. 또, 유체가 정방향으로 흐르고 있는 계속 시간이 설정 시간 △T를 채우지 못한 경우에는, 상기 요동 판정부(33)는 상기 유량 Qx가 미리 설정한 역치 TH를 초월해서 급격히 증대하고 있는지의 여부를 판정한다[스텝 S11]. 이들 2종류의 판정에 의해, 전술한 요동 상태로부터 통상 흐름으로의 복귀가 판정된다.

그리고, 유체의 요동 상태가 계속되고 있을 경우에는, 정방향의 미소한 유량 Qx가 검출될 때마다, 보조 카운터(35)는 상기 미소 유량 Qx를 적산한다[스텝 S9]. 또, 이러한 통상 흐름으로의 복귀 판정 기간에 있어서 역류가 검출되었을 경우에는, 상기 요동 판정부(33)는 도 9에 나타낸 바와 같이 상기 보조 카운터(35)에 의한 적산치를 리셋(클리어)하고, 동시에 타이머 t도 클리어한다[스텝 S6, S7]. 따라서, 플래그 F도 오프 상태로 유지되고, 이 플래그 F가 오프 상태로 유지되고 있는 한 전술한 처리가 반복해서 실행된다. 이 결과, 정류가 계속되고 있는 기간에 있어서의 유량 Qx가 상기 보조 카운터(35)에 의해 적산된다.

그런데, 상술한 통상 흐름의 판정 기간에 있어서 유체가 정방향으로 흐르고 있는 계속 시간이 설정 시간 △T를 초과했을 때[스텝 S10], 혹은 유량 Qx가 미리 설정한 역치 TH를 초과한 경우[스텝 S11], 상기 요동 판정부(33)는 유체의 요동이 없어져서 통상 흐름으로 복귀한 것으로 판정한다. 그리고, 상기 요동 판정부(33)는, 전술한 플래그 F를 온 상태로 설정한다[스텝 S12]. 그리고, 이 경우에는, 상기 요동 판정부(33)는 우선 상기 보조 카운터(35)에 의해 적산되어 있는 정방향으로 흐른 유체의 유량 Qx의 적산치 Mx를 상기 적산 카운터(34)에 가산하고[스텝 S13], 이것에 의해 통상 흐름의 판정 기간(요동 기간)에 흐른 유량을 그 적산 유량 값에 더한다. 그 후, 상기 요동 판정부(33)는, 현시점에서 계측되고 있는 유량 Qx의 상기 적산 카운터(34)에 의한 적산을 재개시키고[스텝 S5], 이후, 전술한 처리 수순을 반복해서 실행한다.

이상과 같이 본 발명에 관한 유량계는, 요동시에 있어서의 유량을 보조 카운터(35)를 이용해서 적산하고, 통상 흐름으로 되돌아왔을 때에 상기 보조 카운터(35)에 의한 적산 유량을 적산 카운터(34)에 가산해서 해당 적산 카운터(34)에 의한 유량 Qx의 적산을 재개하는 기능을 갖춘다. 따라서, 이 유량계에 따르면, 기본적으로 요동이 검출되었을 때에만 보조 카운터(35)를 이용해서 그 요동 기간에 정방향으로 흐르는 유체의 유량을 계측하고, 통상 흐름의 경우에는 유량 센서(13)에서 구해진 유량(평활화한 유량) Qx를 그대로 적산한다. 따라서, 유량 센서(13)의 계측 정밀도에 따른 정밀도로 그 적산 유량을 구할 수 있다.

또, 본 발명에 관한 유량계는, 요동시에는 역류가 검출될 때마다, 보조 카운터(35)를 클리어하면서 해당 보조 카운터(35)에서 그 계속적인 정류의 유량을 적산한다. 따라서, 요동이 되풀이될 경우여도, 항상 최신의 정류의 적산유량만을 구할 수 있다. 즉, 유체의 요동에 따르는 역류가 생겼을 때, 본 발명에 관한 유량계에 있어서는, 그때까지 적산한 유량을 클리어하므로, 그 역류 분을 확실하게 소거해서 실질적으로 정방향으로 흐른 유체의 유량만을 계측할 수 있다. 그리고, 이 보조 카운터(35)에 의한 적산 유량을 적산 카운터(35)에 가하므로, 도 9에 나타낸 바와 같이 적산 카운터(35)에 의한 유량 적산을 중지하고 있는 기간에 흐른 유량을 그 적산 유량에 확실하게 가산할 수 있다.

게다가, 요동 판정부(33)에 있어서는, 미소하면서도 정방향으로 유체가 계속해서 흐르고 있을 경우에는, 이것을 통상 흐름으로서 판정해서 적산 카운터(34)에 의한 유량 적산을 재개시킨다. 또, 상기 요동 판정부(33)는, 정방향의 유량이 급격하게 커진 것 같을 경우에는, 이것을 유체(가스)의 공급 개시에 따른 통상 흐름의 개시라고 판정해서 상기 적산 카운터(34)에 의한 유량 적산을 재개시킨다. 따라서, 신속하게 상기 적산 카운터(34)에 의한 통상의 유량 적산 동작으로 복귀시킬 수 있다. 그러므로, 유량계가 가지는 본래의 기능을 손상시키는 일 없이, 밸브를 닫았을 때에 생기는 요동의 영향을 회피하는 것이 가능해진다.

또, 본 발명은 전술한 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 전술한 바와 같이 2개의 고속용 유량 센서(13HA), (13HB)와, 2개의 저속용 유량 센서(13LA), (13LB)를 구비할 경우에는, 이들 각각의 고속용 유량 센서(13HA), (13HB), 저속용 유량 센서(13LA), (13LB)의 출력의 평균치를 순시 유량 Qx로서 검출하는 것도 가능하다. 이때, 상기 각 유량 센서(13LA), (13LB), (13HA), (13HB)에서 각각 검출되는 유량차이가 클 경우에는, 적절하게 열화 판정을 행하여 신뢰성이 높은 유량값을 순시 유량 Qx로서 채용하도록 하면 된다.

또한, 각 고속용 유량 센서(13HA), (13HB)에서 유량 계측을 행하고 있을 경우에는 통상 흐름으로서 판정하고, 저속용 유량 센서(13LA), (13LB)를 이용해서 유량 계측을 행하고 있을 경우에만, 전술한 요동 검출을 행하도록 제어하는 것도 가능하다. 또, 상기 보조 카운터(35)를 가역 카운터에 의해 구성하고, 요동 판정 기간에 있어서의 정류 유량을 업 카운트하고, 역류 유량을 다운 카운트하는 것도 가 능하다. 그리고, 요동 판정 기간에 있어서 상기 보조 카운터(35)에서 계측되는, 정류 유량으로부터 역류 유량을 뺀 유량만을 적산 카운터(34)에 가산하면, 요동의 영향을 받지 않은 정미의 적산 유량을 정확하게 구하는 것이 가능해진다. 그 외, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변형해서 실시할 수 있다.

Claims (6)

1. 유체의 통류로에 설치되어, 상기 유체의 정류 및 역류의 순시 유량을 계측가능한 유량 센서;

   상기 유량 센서에서 계측된 순시 유량을 평활화하는 평활화 수단;

   상기 평활화 수단에서 구해진 평활화 유량을 적산해서 출력하는 적산 카운터;

   상기 평활화 유량을 감시해서 상기 유체의 요동의 유무를 판정하는 판정 수단;

   상기 판정 수단에 있어서 요동 판정이 행해지고 있는 동안 및 요동흐름인 것으로 판정되었을 때 상기 적산 카운터를 대신해서 상기 평활화 유량을 적산하는 보조 카운터; 및

   상기 판정 수단에 있어서 통상 흐름인 것으로 판정되었을 때, 상기 보조 카운터에 의한 적산 유량을 상기 적산 카운터에 가산해서 해당 적산 카운터에 의한 상기 평활화 유량의 적산을 재개시키는 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 유량계.
2. 제1항에 있어서, 상기 판정 수단은 상기 평활화 유량으로부터 역류가 검출되었을 때에 요동 있음이라고 판정하고, 상기 평활화 유량이 미리 정해진 기간에 걸쳐서 정류인 것을 나타낼 때에 통상 흐름이라고 판정하는 것인 유량계.
3. 제1항에 있어서, 상기 판정 수단은 상기 평활화 유량으로부터 역류가 검출되었을 때에 요동 있음이라고 판정하고, 정류의 상기 평활화 유량이 미리 설정한 역치를 초과했을 때에는, 즉시 통상 흐름이라고 판정하는 것인 유량계.
4. 제1항에 있어서, 상기 보조 카운터는 상기 평활화 유량으로부터 역류가 검출될 때마다 그 적산치가 리셋되는 것인 유량계.
5. 제1항에 있어서, 상기 보조 카운터는 가역 카운터인 유량계.
6. 제1항에 있어서, 상기 유량 센서는 히터 소자를 사이에 삽입해서 유체의 통류 방향에 설치된 1쌍의 감열저항소자를 구비하고, 이들 감열저항소자에 의해 각각 검출되는 온도의 차이로부터 유체의 질량 유량과 그 통류 방향을 구하는 열식 유량 센서인 유량계.

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