WO2006035888A1

WO2006035888A1 - 流量計測装置

Info

Publication number: WO2006035888A1
Application number: PCT/JP2005/017985
Authority: WO
Inventors: Yasuo Koba; Hirozumi Nakamura; Takuhisa Ootani; Kazunori Ueyama
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2004-09-29
Filing date: 2005-09-29
Publication date: 2006-04-06
Also published as: US7340950B2; KR20070057215A; US20070272031A1; EP1772708A1; EP1772708A4

Abstract

　測定分解能を向上して正確な計量を行うことのできる流量計測装置を提供する。　計量室４へ流量を計測する流体を給排すると、計量室４に設けられている膜１１が往復移動し、この膜１１の往復移動に伴って周回部Ｒ１が周回運動をする。このとき、周回部Ｒ１に磁石５または方位センサ６が設けられているので、磁石５または方位センサ６も周回運動することになる。この周回運動を方位センサ６が検知して、両者の相対的位置を求めることにより、膜１１の位置を検知することができるので、測定分解能を向上して正確な計量を行うことができることとなる。

Description

明細書

流量計測装置

技術分野

[0001] 本発明は、気体、液体等の流体の流量を測定する流量計測装置に関し、特に膜式の流量計測装置に関する。

背景技術

[0002] 従来よりガス等の流体の流量を測定する流量計測装置として、計量室への所定量の流体の給排に伴って一往復する膜を有する膜式のものが開示されている（例えば特開 2004— 93497号公報参照)。

[0003] 図 20に示すように、このような流量計測装置 100では、計量室へのガスの給排により往復運動する膜部（図示省略)が設けられており、この膜部の往復移動に伴って揺動する翼軸にリンク機構 101が接続されている。リンク機構 101は、一対の長めの大肘金 101aと、一対の短めの小肘金 101bを組み合わせて構成されている。また、回転体 102の周縁部には、中心に対して対称位置に一対の磁石 103が設けられており、この磁石 103が特定回転位相に回転したときに動作するリードスィッチ 104が設けられている。さらに、このリードスィッチ 104からの信号に基づいて流量を求めると共に求めた流量を表示部 106に表示するコントローラ 105が設けられている。

[0004] また、回転体 102は、ケーシング（図示省略)の上部に設けられている支持台 107 に回転自在に設けられて、るクランク軸 102aと、このクランク軸 102aに取り付けられた回転円板 102bとから構成されており、クランク軸 102aにはクランクアーム 108が取り付けられている。クランクアーム 108には、一対のクランクロッド 109、 109を介して、ガス給排ロ 110およびガス排出口 111を開閉する揺動バルブ 112が設けられている

[0005] 従って、計量室へのガスの給排により膜が 1往復すると回転円板 102bが 1回転するので、回転円板 102bに取り付けられている 1対の磁石 103、 103も同様に回転する。この磁石 103、 103の回転をリードスィッチ 104が検知して信号をコントローラ 10 5に送り、流量を計算すると共に表示部 106に表示する。なお、回転円板 102bの回転に伴って一対の揺動バルブ 112が揺動して、適宜ガス給排ロ 110およびガス排出口 111を開閉して、ガスの供給および排出を行うようになっている。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] ところで、前述した流量計測装置 100においては、磁石 103が特定回転位相に達したときに動作するリードスィッチ 104を用いて回転円板 112bの回転を検知しており

、分解能を高めるために複数の磁石 103を用いている。

[0007] し力しながら、磁石 103が特定回転位相以外の位相にある状態ではリードスィッチ

104は動作せず、途中の状態を検知することができな、ため正確な計測ができな!/、という問題があった。

[0008] また、前述したような流量計測装置 100を多数の家庭に並列配管している都市ガスに用いた場合には、大量にガスを使用している家庭における流量計測装置 100の直前でガスが往復する脈動が、他の家庭の流量計測装置 100に伝わる場合がある。このような場合に、磁石 103を複数用いていると、磁石 103が往復してリードスィッチ 10 4がオン'オフ動作し、あた力もガスを使用しているようにカウントしてしまうので、正確な計量ができな、おそれがあると、う問題があった。

[0009] また、上述したような流量計測装置においては、膜の往復運動を回転運動に変換する過程が不可避的に要求されるため、結果的に回転円板 102bの如き回転部材の回転運動の角速度を、周回上のあらゆる地点で一定にすることが難しい。結果的に軌道上での磁石の移動速度は変動することとなる (非等速度運動)。従って、たとえ複数の磁石を設けたとしても、適宜正確な流量を反映した計測を達成するのは難しい。

[0010] し力しながら、近年、リアルタイムにて流量を正確に測定する要望が高まっている。

すなわち、 1サイクル中の流量の変動を正確に監視し得る測定精度、分解能が求められている。

[0011] 本発明は、測定分解能を向上しつつ正確な計量を行うことのできる流量計測装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 [0012] 本発明の流量計測装置は、本体と、前記本体に固定され、流体を収容し排出する計量室を定義する膜部と、前記膜部の往復運動に連動して周回運動する周回部と、前記本体及び前記周回部の!ヽずれか一方に配置された被検知体と、前記本体及び前記周回部の他方に配置され、前記周回部の周回運動に伴う前記被検知体の移動及びその位置を検知する方位センサと、前記方位センサの検知信号により前記被検知体の位置を検出し、前記流体の流量を演算する流量演算部と、を備える。

[0013] ここで、周回運動とは、真円、楕円、長円等のみならず、閉曲線を一方向に移動する運動をいう。この構成により、計量室へ流量を計測する流体を給排すると、計量室に設けられている膜が往復移動し、この膜の往復移動に伴って周回部が周回運動をする。このとき、周回部に磁石または方位センサが設けられているので、磁石または方位センサも周回運動することになる。この周回運動を方位センサが検知して、両者の相対的位置を求めることにより、膜の位置を検知することができるので、測定分解能を向上して正確な計量を行うことができることとなる。

[0014] 上述において、前記被検知体が前記周回部に配置され、前記方位センサが前記被検知体の周回運動の中心に配置されるよう構成され得る。

[0015] この構成により、方位センサの位置が被検知体に対して規則的なので、方位センサは方位センサを中心として周回する被検知体の相対位置を正確に検知することができ、これに基づ、て正確な計量を行うことができる。

[0016] また、前記被検知体を磁石で構成し、前記方位センサを磁気方位センサにより構成することができる。この場合、前記磁石は、前記磁気方位センサに対して常時同じ磁極を向けて周回するよう構成することができる。

[0017] この構成により、磁気方位センサを中心として磁束の向きが変化し、磁石が 1周すると方位も変ィ匕も 1周りするので、磁気方位センサの位置を中心として周回する磁石の座標を明確に検知することができる。

[0018] さらに本発明の流量計測装置は、本体と、前記本体に固定され、流体を収容し排出する計量室を定義する膜部と、前記膜部の往復運動を周回運動に変換する運動変換部と、前記膜部と前記運動変換部からなる機構部及び前記本体の!/、ずれか一方に固定された被検知体と、前記機構部及び前記本体の他方に固定され、前記被検知体に対する相対位置を検知する方位センサと、前記方位センサの検知信号により前記被検知体の位置を検出し、前記流体の流量を演算する流量演算部と、を備える。

[0019] この構成により、磁石および方位センサの一方を本体に設け、他方を膜および膜の往復移動を周回運動に変換する運動変換部から構成される機構部に設けたので、流体の移動を直接的に検知することができる。これにより、測定分解能を向上して正確な計量を行うことができる。

[0020] 前記被検知体及び前記方位センサの!/ヽずれか一方を前記膜部に固定することができる。

[0021] この構成により、流体の移動の影響を直接受ける膜部に被検知体および方位センサのうちの一方を設けたので、流量測定の精度を向上させることができる。

[0022] また、前記被検知体を磁石より構成し、前記膜部に固定することができる。この場合、方位センサは磁気方位センサより構成される。

[0023] この構成により、方位センサを膜部に設けると配線が必要となり煩雑になるが、配線が不要な磁石を膜部に固定したので、構造が簡易となる。

[0024] 本発明の流量計測装置は、本体と、本体に固定され、流体を収容し排出する計量室を定義する膜部と、膜部の往復運動に連動して回転する回転部材と、回転部材に配置された被検知体と、記回転部材の回転に伴う前記被検知体の移動及びその位置を検知する方位センサと、方位センサの検知信号より回転部材の回転変動を検出し、当該回転部材の周方向における任意の位置の角速度及び当該角速度に対応した重み係数を演算する重み係数演算部と、方位センサによる検知信号により被検知体の位置を検出し、当該被検知体の位置及び重み係数を参照し、任意の位置における流体の流量を演算する流量演算部とを備える。

[0025] この構成により、得られた重み係数を用いて回転部材の回転変動を検出することができるため、正確な瞬時流量を常に監視することができるようになる。

[0026] 上述において、重み係数演算部は、方位センサによる検知信号を参照して、回転部材の回転方向における複数の基準点で、回転部材の 1回転に要する時間を計測し、回転部材の回転方向における複数の位置で角速度を検出し、計測された時間が所定の差内である回転部材の周方向の所定領域においては、所定差内に収まっている時間より決定される基準時間及び角速度を参照して当該角速度が検出された位置における重み係数を演算するように構成され得る。

[0027] この構成により、得られた重み係数を用いて周方向の特定位置の流量が計算され、瞬時方向の流量も把握される。従って、正確な瞬時流量を常に監視することができ、異常な流量の増大にもより早く対応することが可能となる。

[0028] 一方、重み係数演算部は、方位センサによる検知信号を参照して、回転部材の回転方向における複数の基準点で、回転部材の 1回転に要する時間を計測し、回転部材の前記基準点での角速度を検出し、各基準点から前記回転部材の周方向の所定領域にお 1、ては、前記時間及び角速度を参照して演算された重み係数を付与するように構成され得る。

[0029] この構成により、計算量をより減らすことができるため、重み係数演算部、流量演算部の負担を減らしつつ、コスト削減も可能となる。

[0030] また、本発明の他の流量計測装置は、本体と、本体に固定され、流体を収容し排出する計量室を定義する膜部と、膜部の往復運動に連動して回転する回転部材と、回転部材に配置された被検知体と、回転部材の回転に伴う被検知体の移動及びその位置を検知する方位センサと、方位センサの検知信号より回転部材の回転変動及び被検知体の位置を検出し、流体の流量を演算する流量演算部とを備える。この流量演算部は、回転部材の回転方向における複数の位置で、回転部材の 1回転に要する時間を計測し、最新の計測された時間に基づき当該位置における流量を演算する

[0031] この構成により、計算量をより減らすことができるため、重み係数演算部、流量演算部の負担を減らしつつ、コスト削減も可能となる。

[0032] 上述の流量計測装置においては、方位センサが、実質的に回転部材の回転中心軸上に配置されるのが好ましい。また、被検知体が、回転部材の外周縁部上に配置され、方位センサ及び被検知体の間の距離が、回転部材の回転方向に渡って略等しくなるよう構成するのが好ましい。また、被検知体を磁石により構成し、方位センサを磁気方位センサにより構成することができる。 [0033] 上述の構成により、簡易かつ低コストな流量計測装置は提供される。

[0034] 更に本発明の他の流量計測装置は、本体と、本体に固定され、流体を収容し排出する計量室を定義する膜部と、膜部の往復運動に連動して回転する回転部材と、回転部材に配置された磁石と、回転部材の回転に伴う磁石の移動を検知する複数のリ一ドスイッチと、当該複数のリードスィッチによる検知信号より回転部材の回転変動及び磁石の位置を検出し、流体の流量を演算する流量演算部とを備える。この流量演算部は、複数のリードスィッチの位置において、回転部材の 1回転に要する時間を計測し、最新の計測された時間に基づき当該位置における流量を演算する。この流量計測装置においては、磁石が回転部材の外周縁部上に配置され、複数のリードスィツチ力前記外周縁部付近に配置されている構成とするのが好ましい。

[0035] 上述の構成においては、これまで広く使用されている磁石とリードスィッチの組み合わせを使用することが可能となる。

発明の効果

[0036] 本発明の流量計測装置によれば、流体の流量の測定分解能を向上しつつ、正確な計量を行うことができる。

[0037] 本発明に係る流量計測装置においては、被検知体と方位センサを使用し、両者の相対的位置を求めることにより、流体の流量を測定する。したがって、測定分解能を向上しつつ正確な計量を行うことができる。

[0038] また、被検知体が回転運動する場合、回転運動における速度変動を検知することにより、流量測定の分解能を向上させつつ、測定精度を高めることができる。

図面の簡単な説明

[0039] [図 1]第 1実施形態に係る流量計測装置である膜式ガスメータの全体を示す斜視図。

[図 2]第 1実施形態に係る膜式ガスメータの要部の縦断面図。

[図 3]第 1実施形態に係る膜式ガスメータの要部の分解斜視図。

[図 4]膜式ガスメータの要部の平面図。

[図 5]回転板に設けられている磁石の位置と方位センサの位置との関係を示す分解斜視図。

[図 6] (A)方位センサの周りを周回する磁石の状態を示す平面図、（B)方位センサによって検知される磁束の方向の変化を示すグラフ。

圆 7]リンク機構に設けられている磁石の位置と方位センサの位置との関係を示す分解斜視図。

圆 8] (A)方位センサの周りを周回する磁石の状態を示す平面図、（B)方位センサによって検知される磁束の方向の変化を示すグラフ。

圆 9]第 2実施形態に力かる膜式ガスメータの要部の縦断面図。

圆 10]第 2実施形態にカゝかる膜式ガスメータの要部の分解斜視図。

圆 11]実施の形態における膜式ガスメータの斜視図。

[図 12]膜式ガスメータの下ケーシングの断面図。

圆 13]膜式ガスメータの分解斜視図。

[図 14]膜式ガスメータの下ケーシング部内のリンク機構、回転部材及び弁部の平面図。

圆 15]膜式ガスメータの回転部材近傍の拡大斜視図。

[図 16]各計量室に対するガス供給 ·排気制御の説明図。

圆 17]回転方向における各部分の重み付けの説明図。

[図 18]回転方向における各部分の重み付けの説明図。

圆 19]他の実施形態における膜式ガスメータの回転部材近傍の拡大斜視図。

圆 20]従来の膜式ガスメータの要部平面図。

符号の説明

4 計量室

5、 5b 磁石

6、 6b 方位センサ

6A、 6B、 6C、 6D ジ一ドスイッチ

7 コントローラ

11 膜

C、 50 ケーシング（本体）

51 弁部

52 膜部 53 リンク機構

54 回転部材

100 膜式ガスメータ (流量計測装置）

MO 機構部

Ml 運動変換部

発明を実施するための最良の形態

[0041] 以下、本発明の実施の形態の流量計測装置について、図面を用いて説明する。

[0042] (第 1の実施形態）

図 1は本発明の実施の形態に係る流量計測装置である膜式ガスメータの全体を示す斜視図、図 2は膜式ガスメータの要部の縦断面図、図 3は膜式ガスメータの要部の分解斜視図、図 4は実施形態に係る膜式ガスメータの要部の平面図である。

[0043] 図 1〜図 4に示すように、流量計測装置を構成する膜式ガスメータ 100は、本体 (ケ一シング) C内部の計量室 4への所定量のガスの給排に伴って一往復する膜 11と、この膜 11の往復移動を周回運動に変換する運動変換部 Mlとを備えている。そして、前記膜 11 (又は後述する膜部 F)および前記運動変換部 Mlからなる機構部 MOと前記本体 Cとのうちの一方に固定された磁石 5と、前記機構部 MOと前記本体 Cとのうちの他方に固定されて前記磁石 5との相対位置 (方位)を検知する方位センサ 6とを有している。尚、本実施の形態においては、磁石 5は、膜 11の往復移動に対応して周回運動する周回部としての回転板 20上に配置されている。回転板 20は運動変換部 Mlの一部を構成する。磁石 5の方位を検出する方位センサ 6は、後述するように本体の一部を構成する上ケーシング部 C2内に設けられ、本体に固定されている。

[0044] さらに、詳細に説明する。図 1に示すように、この発明の実施形態にかかる流量計測装置としての膜式ガスメータ 100は、ガス供給口 2a及びガス排出口 2bを備えたケ一シング Cを用いて組み付けて構成してあり、ガス供給口 2a及びガス排出口 2bにより、住宅等のガス需要先にガスを供給するガス供給管（図示省略)の途中に接続して、ガス供給管を流れるガスの流量を計測して、ケーシング Cの外部に設けた表示部 3 に計測したガス流量を表示するように構成してある。ケーシング Cは、下ケーシング部 C 1及び上ケーシング部 C2から成り、本体を構成する。 [0045] 図 3に示すように、膜式ガスメータ 100は、計量室 4へのガスの給排を制御する弁部 V、計量室 4へのガスの給排により往復動する膜部 F、その膜部 Fの 1往復で 1回転するように、膜部 Fにリンク機構 Lにて連動連結された周回部 Rl、及び流量を求めると共に求めた流量を上述の表示部 3に表示させる演算部としてのコントローラ 7を、ケーシング C内に組み付けて構成してある。

[0046] 周知であるので詳細な説明並びに図示は省略する力上ケーシング部 C2内には、上述のコントローラ 7の他に、後述する磁石 5 (図 4参照）の方位を検知する方位センサ 6 (図 5参照）が設けられている。さらに、図示はしないが、膜式ガスメータ 100に供給されるガス圧力を検出する圧力センサ、地震の震動を検出する感震器、及び、ガス供給遮断弁を設けて、前記圧力センサが異常圧力を検出したときや前記感震器が地震を検出したとき等、異常が発生したときに、上述のコントローラ 7により、前記ガス供給遮断弁を遮断制御すると共に、異常情報を前記表示部に表示するように構成してあり、図 1において、 8は、前記ガス供給遮断弁の遮断状態を解除するための復帰軸（図示せず)の操作部を覆う復帰軸キャップである。

[0047] 図 2及び図 3に示すように、下ケーシング部 C1は、その中央を仕切り壁 9にて仕切り、その仕切り壁 9の両側それぞれに仕切り壁 9を底部とする概ね円筒形状の計量室形成用空間を備え、各計量室形成用空間の中央部を膜部 Fにて仕切ると共に、各計量室形成用空間の開口部を蓋 10にて閉じて、各膜部 Fの両側夫々に計量室 4を形成してある。即ち、膜部 Fは 1対設け、計量室 4は 4室形成してある。

[0048] 図 2及び図 3に基づいて、膜部 Fについて説明を加えると、膜部 Fは、膜 11と、その膜 11の両面夫々の中央部に保持した円形の膜板 12と、外側の膜板 12の中央に保持した丁番台 13にて構成してあり、その膜部 Fを、膜 11の周縁部を枠状の整膜板 14 にて下ケーシング部 C1に保持した状態で、設けてある。

[0049] 各膜部 Fの丁番台 13夫々に翼 15の一端を枢支し、翼軸 16を、その軸心を上下方向に向けて上端側を下ケーシング部 C1の上部壁に形成した穴に気密状に貫通させた状態で、回動自在に支承、その翼軸 16の下端と、翼 15における枢支支持側とは反対側とを連結してある。

[0050] 図 3及び図 4に示すように、リンク機構 Lは、端部同士を互いに枢支連結した大肘金 17と小肘金 18との組を 2組備えて構成してある。そして、各翼軸 16の上端部に、各大肘金 17の一端を枢支連結してある。

[0051] 図 3及び図 4に示すように、弁部 Vは、上記の 4室の計量室 4のガスの給排を制御するように下ケーシング部 C1の上部壁に設け、弁部 Vが膜部 Fの往復動にて開閉操作されるように設けてある。

[0052] 図 4に基づいて弁部 Vについて説明を加えると、下ケーシング部 C1の上部壁には、膜 11を介して対向する 2室の計量室 4に各別に連通する 2個のガス給排ロ Xを間隔を隔てて並べて設けることにより、 2個のガス給排ロ Xが並ぶガス給排ロ Xの組を 2 組設けると共に、各組のガス給排ロ Xの間にはガス排出口 Yを設けてある。つまり、ガス排出口 Yの両側に 2個のガス給排ロ Xが並ぶ給排用開口部列を 2列形成してある

[0053] 各給排用開口部列のガス排出口 Yは、下ケーシング部 C1の上部壁に設けたガス排出用接続口 Zに対して、ガス排出路（図示省略）にて接続し、このガス排出用接続口 Zは、下ケーシング部 C1上に上ケーシング部 C2を設けた状態で、上ケーシング部 C2内に設けたガス排出路（図示省略）にてガス排出口 2bに接続されるようになっている。

[0054] 各給排用開口部列の上部に、揺動バルブ 23を上下方向の軸部にて給排用開口部列の開口部並び方向に揺動自在に支持して設けてあり、揺動バルブ 23は後述する回転板 20と一対のアーム 21、 25によって連結されている。

[0055] 揺動バルブ 23の裏面には連通用凹部（図示省略)を設けてあり、揺動バルブ 23は、各揺動端に位置する状態で、揺動端側のガス給排ロ Xとガス排出口 Yとを前記連通用凹部にて接続し且つ揺動端と反対側のガス給排ロ Xを開口し、揺動方向の中央に位置する状態で、両方のガス給排ロ Xを閉じるように構成してある。

[0056] 図 4に示すように、周回部 R1は、小肘金 18の一端が回動自在に取り付けられると共に、一端が揺動ノレブ 23に接続されたアーム 21の他端が回動自在に支持された回転板 20を有している。

[0057] 運動変換部 Ml、ひいては機構部 MOの一部を構成する回転板 20の上には磁石 5 が取り付けられており、回転板 20の回転に伴って周回運動を行うようになっている。また、回転板 20の下方にはカウンター 19が設けられており、回転板 20の回転数を力ゥントするようになつている。

[0058] 前述した回転板 20およびリンク機構 Lにより、膜 11の往復移動を回転移動に変換する運動変換部 Mlが構成されている。そして、運動変換部 Mlと膜 11とで機構部 M 0を構成することになる。従って、磁石 5は機構部 MOと本体 Cとのうちの一方としての回転板 20に取り付けられ、方位センサ 6は機構部 M0と本体 Cとのうちの他方である本体 Cに取り付けられたことになる。

[0059] 従って、計量室 4へのガスの給排が行われると、膜 11が往復移動して翼軸 16が回動する。この翼軸 19の回動によりリンク機構 Lの大肘金 17が揺動され、小肘金 18を介して回転板 20を回転させる。この回転板 20の回転により、アーム 21を揺動させて、揺動バルブ 23を作動させる。

[0060] 図 5には、回転板 20に取り付けられている磁石 5と、上ケーシング部 C2の下面に設けられて、る方位センサ 6との位置関係が示されて!/、る。

[0061] なお、方位センサ 6は、すでによく知られているので詳細な説明は省略する力 MR 素子、薄膜コイル、駆動回路等を一体にした 2軸磁気方位センサ等が一般的であり、磁束の方向を検知することができるものである。また、方位センサ 6としては、ホイートスンブリッジ等の 3次元センサを採用してもよい。

[0062] 図 5に示すように、回転運動をする回転板 20の上に取り付けられている磁石 5は、膜 11の往復移動に伴い、リンク機構 Lが作動して回転板 20を回転させるので、例えば、真円、楕円、長円、閉鎖曲線等の周回運動を行う。そこで、方位センサ 6は、この周回運動の内側に対応するように、上ケーシング C2の下面に取り付ける。なお、方位センサ 6を、周回運動の中心に対応するように設けるのが望ましい。

[0063] 図 5に示したように、リンク機構 Lによって回転板 20が回転すると、回転板 20に設けられている磁石 5も回転する力図 6 (A)に示すように、方位センサ 6側に位置する磁極 (例えば S極）は常に一定である。

[0064] すなわち、図 6 (A)に示すように、同じ磁極を方位センサ 6側に向けて、方位センサ 6を中心として磁石 5が周回運動をすると、方位センサ 6は、図 6 (B)に示すように、磁石 5の周回運動に伴って磁束の向きが変化するので、磁束の向き力磁石 5の位置を検知することができる。

[0065] これにより、回転板 20の回転角度を知ることができ、さらに、膜部 Fの往復移動の状態を検知することができるので、流量の測定分解能を向上させることができる。なお、回転板 20の回転状態を常時検知することが可能であるが、流量計測装置 1に設けられている電池の消耗を少なくするために、任意間隔で検知するようにするのが望ましい。

[0066] なお、上述した流量計測装置 1においては、磁石 5が周回運動を行い、方位センサ 6を周回運動の中心位置に設けた場合について説明したが、方位センサ 6が中心ではなヽが周回運動の内側に位置する場合も同様である。

[0067] また、上述した流量計測装置 1においては、磁石 5を回転板 20の上に設けて、常に方位センサ 6に同じ側の磁極が向くようにした力これに限らない。すなわち、図 7に示すように、リンク機構 Lの小肘金 18の上に磁石 5をおいても、磁石 5は閉曲線を描くため、検知可能である。この場合には、磁石 5が平行移動を行いながら周回するので、方位センサ 6側に位置する磁極が周回と共に変化する。すなわち、図 8 (A)に示すように、例えば磁石 5の N極を図 8において上側にして周回すると、方位センサ 6の上側に位置しているときには S極が方位センサ 6側となり、磁石 5が方位センサ 6の下方に位置したときには N極が方位センサ 6側となる。この場合、方位センサ 6は、図 8 (B) に示すように磁束の方向を検知することになる。

[0068] さらに、方位センサ 6を、周回運動する磁石 5の外側に配置することも可能である。

また、磁石 5を周回運動の中心に配置し、方位センサ 6を周回させることも可能である

[0069] (第 2の実施形態）

次に、本発明の第 2実施形態について説明する。なお、前述した第 1実施形態と共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。

[0070] 図 9および図 10には、第 2実施形態に係る流量計測装置である膜式ガスメータ 100 が示されている。この膜式ガスメータ 100においては、磁石 5bを、機構部 MOとケーシング Cとのうちの一方として膜 11あるいは膜 11と一体で往復移動する個所に設けている。一方、方位センサ 6bは、機構部 MOとケーシング Cとのうちの他方としてケーシング C (例えば図 2においては下ケーシング CIの上面）に設けてある。

[0071] 以上の構成により、計量室 4へのガスの給排が行われると、膜 11が往復移動するので、磁石 5bも一体で往復移動する。この磁石 5bの往復移動を、定位置に設けられている方位センサ 6bが検知して、膜 11の位置力流量を計測する。

[0072] この場合には、膜 11に取り付けてある磁石 5bには配線が必要でないので、容易に磁石 5bを膜 11に取り付けることができ、構造も簡単である。

[0073] (第 3の実施形態）

図 11は、本発明の流量計測装置をガスメータに応用した第 3の実施形態を示す。ガスメータ 100の本体を構成するケーシング 50は、上ケーシング 50aと下ケーシング 50b〖こ分けられる。上ケーシング 50aにはガス供給口 1及びガス排出口 2が設けられている。ガスメータ 100は、ガス供給口 1及びガス排出口 2により、住宅等にガスを供給するガス管の途中に接続され、ガス管を流れるガスの流量を計測する。そして、本体 50に設けたカウンタ 3に、計測したガス流量が表示される。

[0074] 図 13に示すように、ガスメータ 100は、下ケーシング 50b内に形成された計量室 4 へのガスの供給 ·排出を制御する弁部 51と、計量室 4へのガスの供給 '排出により往復動する膜部 52と、膜部 52の 1往復で 1回転するように、膜部 52にリンク機構 53〖こて連動連結された回転部材 54とを備える。ガスメータ 100は膜部 52を有するいわゆる膜式ガスメータである。膜部 52は、下ケーシング 50b内において、計量室 4の形状、体積を定義する。

[0075] 回転部材 54上には、その回転軸力径方向に離れた位置に磁石 5が配置されており、膜部 52の往復運動に追従して、回転部材 54とともに回転部材 54の軸を中心とした循環軌道上を循環移動する。

[0076] 上ケーシング 50a内には、上述のコントローラ 7の他に、ガス圧力を検出する圧力センサ、地震の震動を検出する感震器、ガス供給遮断弁等が設けられる。これらの構成は周知のものを採用することができる。

[0077] 図 12及び図 13に示すように、下ケーシング 50bは、その中央が仕切り壁 9にて仕切られ、その仕切り壁 9の両側それぞれに仕切り壁 9を底部とする概ね円筒形状の計量室形成用空間が形成されている。各計量室形成用空間の中央部がさらに膜部 52 にて仕切られ、各計量室形成用空間の開口部を蓋 10にて閉じることにおり、各膜部 52の両側各々に計量室 4が形成される。即ち、膜部 52は 1対設け、計量室 4は 4つ形成されている。

[0078] 図 12及び図 13に示すように、膜部 52は、膜体 11と、その膜体 11の両面各々の中央部に保持した円形の膜板 12と、外側の膜板 12の中央に保持したヒンジ基部 13とを備える。そして、膜体 11の周縁部が枠板 14を介して下ケーシング 50bに保持されている。

[0079] さらに各膜部 52のヒンジ基部 13に連結板 15の一端が枢支されている。そして、軸 16の下端が連結板 15の他端に連結され、軸 16の上端が下ケーシング 50bの上部壁に形成した穴を通過して上ケーシング 50a内まで貫通している。

[0080] 図 13及び図 14に示すように、リンク機構 53は、端部同士を互いに枢支連結した大アーム 17と小アーム 18との組を 2組備える。そして、各軸 16の上端部に、各大ァーム 17の一端を枢支連結してある。

[0081] 図 14及び図 15に示すように、回転部材 54は、下ケーシング 50bの上部壁上に取り付けられた支持台 19に、上下方向に延びた軸の周りで回転自在に支持されたクランク軸 54aと、そのクランク軸 54aの上端に、クランク軸 54aと同心状に取り付けられた平面視円形状の回転円板 54bとを備える。クランク軸 54aには、その径方向外方に突出する状態でクランクアーム 22を取り付けてある。

[0082] そして、本実施形態おいては、単一の磁石 5が、回転部材 54の回転軸カも径方向に離れた位置に配置されている。磁石 5は回転部材 54の回転円板 54bの外周縁部上に配置されている。更に回転部材 54の平面中心上方には、磁気方位センサ 6が配置されている。磁気方位センサ 6は、回転部材 54の回転中心軸上に配置されている。従って、磁気方位センサ 6と磁石 5の間の距離は、回転部材 54の回転方向（周方向）総てに渡って等しい。

[0083] また、図 13及び図 14に示すように、弁部 51は、上記 4つの計量室 4のガスの給排を制御するように下ケーシング 50bの上部壁に設けられ、膜部 52の往復動にて開閉操作されるように設けられて、る。

[0084] 図 14に示すように、下ケーシング 50bの上部壁には、膜体 11を介して対向する 2室の計量室 4に各々連通する 2個のガス給排孔 XI, X2が、互いに間隔を隔てて形成されている。ガス給排孔 XIと X2の間にはガス排出孔 Yが形成されている。つまり、ガス排出孔 Yの両側に 2個のガス給排孔 XI, X2が並んだ状態で形成されている。ガス給排孔 XI, X2とガス排出孔 Yより孔列が構成され、 2つの孔列が、下ケーシング 50bの上部壁に形成してある。

[0085] ガス排出孔 Yは、下ケーシング 50bの上部壁に設けられたガス排出用接続孔 Zに対して、ガス排出路（図示省略）にて接続され、このガス排出用接続孔 Zは、上ケーシング 50a内に設けたガス排出路（図示省略)を介してガス排出口 2に接続される。

[0086] 各孔列の上側には、揺動バルブ 23が上下方向に延びた軸部を中心に、孔の並び方向に揺動自在に支持された状態で配置されている。揺動バルブ 23の裏面には連通用凹部（図示省略)が設けられている。揺動バルブ 23は、各揺動端に位置する状態で、揺動端側のガス給排孔 Xとガス排出孔 Yとを前記連通用凹部にて接続し、且つ揺動端と反対側のガス給排孔 Xを開口し、揺動方向の中央に位置する状態で、両方のガス給排孔 Xを閉じるように構成されて！、る。

[0087] 図 14及び図 15に示すように、回転部材 54のクランク軸 54aに取り付けられたクランクアーム 22の下方にはクランク台 24が設けられている。クランク台 24の一端は、クランクアーム 22の先端に軸心が上下方向を向くように設けた軸部 22aに枢支されて、る。

[0088] 一方、軸 16の上端部が、各大アーム 17の一端に枢支され、両方の小アーム 18の一端力クランク台 24におけるクランクアーム 22に対する枢支軸芯力も偏芯させた位置に枢支されている。この構成により、膜部 52と回転部材 54とが連動連結される。

[0089] 更に、クランクアーム 22の軸部 22aに連結した 2本のクランクロッド 25各々が各揺動バルブ 23に連結されている。そして、 1対の膜部 52が 1往復すると、各軸 16が所定角度で回動し、その回動に伴って、リンク機構 53により回転部材 54が 1回転して、各揺動バルブ 23が揺動し、 4個の計量室 4に対するガスの給排を制御するように構成してある。

[0090] つまり、弁部 51は、 2つの揺動バルブ 23と、当該陽動バルブに対応する 2つの孔列を備えて構成され、 2個の揺動バルブ 23各々の揺動によって 4つの計量室 4へのガスの供給'排出を行う。弁部 51が膜部 52の往復動にて開閉操作されるように、軸 16 と弁部 51とを、リンク機構 53及びクランク軸 20とクランクアーム 22とから構成されるクランク機構にて連結してある。

[0091] 次に、図 16に基づいて、 4つの計量室 4に対するガスの給排制御について説明を加える。尚、 4つの計量室 4は左側から右側に向けて、 4a, 4b, 4c, 4dと表示し、同様に、 4個のガス給排ロ Xも左側から右側に向けて、 Xa, Xb, Xc, Xdと表示した。

[0092] 図 16の（a)は、左側の揺動バルブ 23aが停止し、右側の揺動バルブ 23bがガス給排孔 Xdを開き、ガス給排孔 Xcをガス排出口 Yに連通させた状態を示す。この状態においては、計量室 4dに入るガスの圧力により膜部 52が計量室 4c側に押されるので、計量室 4c内のガスはガス排出孔 Yを通じて排出される。この膜部 52の動きにより、回転部材 54が回転して左側の揺動バルブ 23aが右側に動き、ガス給排孔 Xaが開き、計量室 4aにガスが流入し始めると共に、計量室 4b内に充満していたガスが排出され始める（図 16 (b) )。

[0093] このときの膜部 52の動きにより、右側の揺動バルブ 23bが作動して右側に動き、ガス給排孔 Xcが開き、計量室 4cにガスが流入し始めると共に、計量室 4d内に充満していたガスが排出され始める（図 16 (c) )。以降、図 16の（d)、 (a)、（b)、（c)の順に連続して繰り返される。

[0094] 従って 1対の膜部 52それぞれが 1往復すると、回転部材 54が 1回転し、その回転部材 54上の磁石 5が回転部材 54の中心周囲、及び磁気方位センサ 6の周囲を円周運動する。尚、図 16の動きは、第 1の実施形態、第 2の実施形態においても同様である

[0095] 磁気方位センサ 6は、回転部材 54の回転円板 54b上方、特に回転円板 54bの回転中心上方に配置されている（図 15)。本実施形態では、磁気方位センサ 6は、上ケ一シング 50aの上部内壁力も延設された柱 55の先端に固定されている。磁気方位センサ 6の回転円板 54bからの距離は、磁石 5による磁界の変化を感知できる限り、自由に設定することが可能である。そして、磁気方位センサ 6からの信号に基づいて、流量を求めると共に求めた流量を、カウンタ 3に表示させる流量演算部を含むコント口ーラ 7 (図 14)が、上ケーシング 50a内に収納される。 [0096] 磁気方位センサ 6の固定方法は実施形態のものに限られず、種々の形態を採用することができる。例えば、コントローラ 7等の電子部品を実装する回路基板が回転部材 54の上方に配置される場合、当該回路基板の下面に、回転円板 54bの中心上方に位置するように、磁気方位センサ 6を固定することができる。

[0097] 回転部材 54上方に配置された磁気方位センサ 6は、 MR素子 (磁気抵抗効果素子 )で構成したホイートストンブリッジと薄膜コイル力も構成されている。また、ホイートストンブリッジは、その感磁軸方向が直交するよう 2個配置されている。つまり、磁気方位センサ 6は X軸と Y軸をもった 2軸の磁界センサとなっており、磁界の X軸成分、 Y軸成分が各ブリッジの電位差 Vx、 Vyとして出力され、その比を取ることで、 2次元での磁界方向を検出することができる。また、薄膜コイルは MR素子の感度を上げるバイァス磁界を印加するものである。もちろん、磁気方位センサ 6の構成は上述のものには限定されない。ホイートストンブリッジを更に追カ卩した 3次元センサを用いることもできる。

[0098] そして磁気方位センサ 6が、その周囲を周回する磁石 5の磁界変化を捕らえることにより、磁石 5の円周上の位置が検知される。これを常にモニタすることにより、磁石の角速度 ωをアナログ的に把握できるため、瞬時流量の変化を捉えることができる。また、省電力の見地から、所定のサンプリング間隔で 2点時刻間（1秒等）の磁石の角速度を監視し、当該所定のサンプリング間隔で流量を監視するようにしてもよい。従来のような磁石とリードスィッチの組み合わせでは、磁石がリードスィッチ付近を通り過ぎる際のスィッチのオン'オフにより流量を検知するため、モニタの頻度は磁石及び Ζ又はリードスィッチの数に制約されがちとなり、数を増やすとコスト、スペースの問題も生じるが、磁気方位センサを用いた場合はこのような懸念は生じない。

[0099] また、時間帯など所定の条件に応じて上述のサンプリング間隔を変化させてもよい。例えば低速回転中はサンプリング間隔を長ぐ高速回転中はサンプリング間隔を短くすることが考免られる。

[0100] 磁石 5は、好ましくは常に同極が磁気方位センサ 6の方を向くよう、回転円板 54b上に固定され、配置されている。

[0101] コントローラ 7に含まれる流量演算部は、磁気方位センサ 6からの信号に基づいて流量を求めると共に、求めた流量をカウンタ 3に表示させるように構成されている。また、コントローラ 7には、後述する重み係数を演算する重み係数演算部も含まれている。流量演算部、重み係数演算部は図示していないが、通常の演算回路により構成され得る。

[0102] 以下、磁気方位センサ 6からの信号に基づき、流量を求めるときのコントローラ 7の、流量演算部、重み係数演算部の作用について、図を参照して説明する。

[0103] 上述したように、往復運動力円運動への変換を伴う機構においては、円運動を理想的な等速円運動にすることは難しい。従って、周回軌道上の任意の各点において、磁石の移動速度は異なり、磁気方位センサ 6により得られた信号を検出するだけでは各点における正確な磁石の移動速度、ひいては正確な流量値を検出しているとは言い難い。

[0104] そこで、本実施形態では、軌道上の位置、すなわち回転部材の周方向における位置に応じた磁石の移動速度、ひいては回転部材の角速度に応じ、位置毎に重み係数を設定し付与する。この重み係数を用いて位置毎の流量を求めることとする。具体的には以下の操作を行う。

[0105] (1)複数の基準点で回転部材 54の 1回転に要する時間 tを計測する。図 17 (a)の例においては、 A力も Hの 8地点（周方向に 45° おきに配置されている）の各々において、回転部材 54の 1回転に要する時間 tを計測する。磁気方位センサ 6にて、最初に磁石 5が A地点を通過した時点と、次に磁石 5が A地点を通過した時点の間の時間 tを計測し、これを他の地点にっ、ても行う。

[0106] (2)次に、任意の地点で角速度 ωを求める。任意の地点は Αから Ηの 8地点に限らず、各々の間の地点であってもよい。磁気方位センサ 6は、周回上のあらゆる地点の磁石の位置を検出することができる。正確に言えば、所定のサンプリング時間 A tにおいて円周上近接した 2地点 PI, P2の磁石の位置（方位）を求め（図 17 (a) )、その変化とサンプリング時間の関係力も角速度 ω ΐを算出することができる。

[0107] (3)そして、（1)で求めた、複数の基準点に対応した tのうち、所定範囲内の差に収まっている地点から、所定内の円周上の任意の地点において、（2)で測定された角速度 ωに応じ、範囲を区切って、各範囲の重み係数 kを算出する。 [0108] 上述の演算にあたって、任意の地点における角速度から流量値を求める場合、以下の関係が成立する。

Q=k X V X ( Θ /360) X 3600/t

=k X V X 10 X ω (式 1)

[0109] 一方、回転部材 54の 1回転の時間から流量値を求める場合は、以下の関係が成立する。

Q = V X 3600/t (式 2)

[0110]

、て、各記号は以下の物理量を表わす。回転部材 54の 1回転により、 Vリットルのガス力計量室に供給され、かつ計量室力排出される。すなわち Vリツトル分のガス力メータを通過する。

V：単位計量体積 =計量室の体積 (リットル： L)

Θ：角度（度： deg)

t:時間 (秒: s)

Q：流量値（リットル Z時： LZh)

ω：角速度 (度 Z s:deg, s)

k:重み係数 (定数）

[0111] すなわち、上述の（1)のステップにあたっては、（式 2)を用いた A力 Hの各地点での流量値 Q(Q , Q , Q , Q , Q , Q , Q , Q )

A B C D E F G Hが算出される。そして、これらのうち、所定の差に収まっているもの（例えば Q , Q

A Bの 2点）が含まれる円周上の点については、あまり角速度の変動がないと考えられるので、これらの点力求められた基準値 Q' (例えば Q , Qの平均値）を用いて、（式 1)の Qとし、（2)のステップにより求

A B

められた任意の地点での ωを用いて、各 ωを測定した地点に対応する領域ごとに重み係数 kを決定する。

[0112] 各地点力も求められた Q'に基づき、重み定数 kが決定されるので、図 17(b)に示すように、地点 P1と P2間で求められた ω 1に対応した klのみならず、他の角速度測定地点地点 ω 2〜 ω 9にお!/、ても、次の式より k2〜k7が求められる。

[0113] Q，=kl X V X 10 X ωΐ

Q' =k2 x V x 10 x ω2 Q， =k3 X V X 10 X ω 3

Q， =k4 X V X 10 X ω 4

Q， =k5 X V X 10 X ω 5

Q， =k6 X V X 10 X ω 6

Q， =k7 X V X 10 X ω 7 (式 3)

[0114] 重み定数 kは、 ωによっては非線形にとることも考えられるため、小流量時、中流量時、大流量時にそれぞれの重み定数 kを持たせる。

[0115] 上述において、重み係数演算部と流量演算部の構成的な境界は一義的なものではなぐ例えば一つの回路により両者の機能を有するものを構成することができる。機能的側面から、重み係数演算部は、磁気方位センサ 6の検知信号より回転部材 54の回転変動を検出し、回転部材 54の周方向における任意の位置の角速度 ω及び角速度 ωに対応した重み係数を演算する。一方流量演算部は、磁気方位センサ 6よる検知信号により磁石 5位置を検出し、磁石 5位置及び重み係数を参照し、任意の位置におけるガスの流量を演算する。

[0116] 特に重み係数演算部は、磁気方位センサ 6による検知信号を参照して、回転部材 5 4の回転方向における複数の基準点 Α〜Ηで、回転部材 54の 1回転に要する時間を計測し、回転部材 54の回転方向における複数の位置で角速度を検出する。そして、計測された時間が所定の差内である回転部材 54の周方向の所定領域（図 17 (b)の kl〜k7で表わされた領域）においては、所定差内に収まっている時間より決定される基準時間及び角速度を参照して角速度が検出された位置（ _ω 1〜 _ω 7)における重み係数 (kl〜k7)を演算する。他の領域 (D〜H)についても同様にして kを算出する

[0117] このようにして得られた kを用いて周方向の特定位置の流量が計算され、瞬時方向の流量も把握される。従って、正確な瞬時流量を常に監視することができ、異常な流量の増大にもより早く対応することが可能となる。

[0118] (第 4の実施形態）

また、流量演算部の演算を以下の様に設定することもできる。

[0119] (1)複数の基準点で回転部材 54の 1回転に要する時間 tを計測する。図 17 (a)と同様、 Aから Hの 8地点に各々において、回転部材 54の 1回転に要する時間 tを計測する。磁気方位センサ 6にて、最初に磁石 5が A地点を通過した時点と、次に磁石 5が A 地点を通過した時点の間の時間を計測し、これを他の地点についても行う。そして第 1の実施形態と同様、（式 2)より各基準点ごとの Q(Q , Q , Q , Q , Q , Q , Q ,

A B C D E F G

Q )を求める。

H

[0120] (2)更に、上記各基準点での角速度 ω ( ω

A， ω

B， ω

C， ω

D， ω

E， ω

F， ω

G， ω )を H

磁気方位センサ 6により検出する。

[0121] (3)そして、各基準点力も所定の範囲においては、（2)で検出された ωが保たれていると擬制し、当該範囲に含まれる各基準点での ωと、（1)でもとめた Qとから（1)の式における重み係数 kを求める。これを各範囲について行う。図 18の例では各基準点の中間地点までを同等の角速度であると擬制している。具体的には以下の様になる。

[0122] Q =k X V X 10 X ω

A A A

Q =k X V X 10 X ω

B B B

Q =k X V X 10 X ω

C C c

Q =k X V X 10 X ω

D D D

Q =k X V X 10 X ω

E E E

Q =k X V X 10 X ω

F F F

Q =k X V X 10 X ω

G G G

Q =k X V X 10 X ω (式 4)

H H H

[0123] 第 3の実施形態と同様、重み係数演算部と流量演算部の構成的な境界は一義的なものではない。特に重み係数演算部は、磁気方位センサ 6による検知信号を参照して、回転部材 54の回転方向における複数の基準点 A〜Hで、回転部材 54の 1回転に要する時間を計測し、回転部材 54の基準点 A〜Hでの角速度 ω

A〜ω を検出 H

する。そして、各基準点 A〜Hから回転部材 54の周方向の所定領域（図 18の k〜k

A

の

H 各領域)までごとに、当該領域に対応する 1回転に要する時間及び角速度を参照して演算された重み係数が付与される。

[0124] 本実施形態によれば、実施の形態 1に比べ、計算量を減らすことができ、重み係数演算部、流量演算部の負担を減らすことができる。また、コストの削減も可能となる。さらに、消費電流を軽減することができ、電池の小型化などによるコストの削減も可能である。

[0125] (第 5の実施形態）

更に流量演算部の演算を以下の様に設定することもできる。

[0126] (1)上述の実施の形態における（1)のステップと同様にして、任意の複数地点で回転部材 54の 1回転に要する時間 tを計測する。

(2)さらに同様に 1回転に要する時間を同じ地点で計測し続ける。そして任意の地点での流量値 Qは、最新の 1回転に要した時間はり、 VZtであると擬制することで、各地点での Qを求める。この場合重み係数 kを求めることはしない。また、 1回転するたびに前の回転の Qをリセットし、最新の Qを求めておく。

[0127] 本実施形態では重み係数と!/、う概念がな、ため、重み係数演算部は必要ではなく、流量演算部にて上述の演算を行う。

[0128] 本実施形態によっても、第 3の実施形態に比べ、計算量を減らすことができ、流量演算部の負担を減らすことができる。また、コストの削減も可能となる。

[0129] また、本実施形態において、計測地点を任意ではなぐ有限個の所定の基準点を、計測時間を基準として決めてもよい。最初は複数の基準点を等間隔に決めて測定する。そしてこれらが所定の差に収まったときの基準点 Aでの tを任意の値 Nで割り、基準点 Aから tZNの時間間隔の位置を再度複数 Nの基準として登録する。以上により、重み定数 kを使わず 1回転の周運動が等速運動をして、るように基準点を設定して計測することで、各基準点間の任意の時間の流量 Q 'については直前の基準点の Q を参照しても精度良く求めることができる。

[0130] (第 6の実施形態）

本実施の形態では、図 19に示すように、磁気方位センサ 6を用いずに 4個のリードスィッチ 6A〜6Dを用いている。リードスィッチ 6A〜6Dは、回転部材 54の回転円板 54bの外周縁部付近に等間隔に配置されている。

[0131] リードスィッチは、永久磁石と組み合わせて近接センサや開閉検知に使われる小型の電子部品である。ガラス管の内部に 2本のリード (磁性材料）が不活性ガスとともに封入されており、磁石を近づけると 2本のリードが磁化され引き合って接点が閉じる。磁石を離すと 2本のリードが離れる。この性質を応用して、リードスィッチは近接センサゃ回転検知などとして、自動車、 OA機器や医療機器、小型電子機器などに広く使われている。

[0132] この実施形態においては、リードスィッチとして、 4個のリードスィッチ 6A〜6Dを、回転部材 54の回転方向に位相を 90° ずらした位置にて設けてある。特に、リードスイッチ 6A〜6Dは、支持台 19上に形成された支持柱 56の上端に固定支持されており、回転部材 54の回転円板 54bの外周縁外側に位置し、かつ当該外縁に接触しな V、ように位置決めがなされて!/、る。

[0133] 本実施形態における、流量演算部の演算は上述の実施の形態 3の演算を用いると、以下の様に行われる。

[0134] (1)上述の実施の形態における（1)のステップと同様にして、 4個のリードスィッチにおいて、回転部材 54の 1回転に要する時間 tを計測する。

[0135] (2)さらに同様に 1回転に要する時間を各リードスィッチにて計測し続ける。そして各リードスィッチの任意の地点での流量値 Qは、最新の 1回転に要した時間はり、 V Ztであると擬制することで、各地点での Qを求める。この場合重み係数 kを求めることはしない。また、 1回転するたびに前の回転の Qをリセットし、最新の Qを求めておく。

[0136] 本実施形態においても実施の形態 3と同様、リードスィッチを配置する地点を、計測時間を基準として決めてもよい。最初は複数の基準点を等間隔に決めてリードスイツチを配置し、測定する。そしてこれらが所定の差に収まったときの基準点 Aでの tを任意の値 Nで割り、基準点 Aから tZNの時間間隔の位置を再度複数 Nの基準として登録し、リードスィッチを配置する。以上により、重み定数 kを使わず 1回転の周運動が等速運動をしているように基準点を設定して計測することで、各基準点間の任意の時間の流量 Q 'については直前の基準点の Qを参照しても精度良く求めることができる

[0137] (具体例）

以下、第 3の実施形態の方法により計測される具体的な数値例を挙げる。 Q (方位 0度） =30LZh Q (方位 45度） = 30. 5L/h

B

平均 Q ' = 30. 25L/h

誤差 0. 5L/h < lL/h (所定の範囲 lLZh内）

V=0. 6L

Q 〜Q 間の角速度 ω 0〜15度： ω = 5 k= l. 008

A B

15〜30度： ω = 5. 1 k=0. 988

30〜45度： ω =4. 9 k= l. 029

[0138] 上述の伊 [Jにお!/、て、 0〜15度： ω = 20のときは k= l. 008を適用し、 120. 96L/ hの流量が流れてヽると測定される。

[0139] 上述の実施形態では、回転部材 54は平面視円形状を呈しているが、形状は円形に限られず、略円形でも良ぐとにかく正しい瞬時流量を反映すベぐ回転部材 54の周速を重み係数 kを用いて修正できればよい。また、磁気方位センサ 6は、回転部材

54の回転中心軸上に配置されている力実質的に回転中心軸上でも良ぐ必ずしも中心に位置する必要はない。従って、磁気方位センサ 6と磁石 5の間の距離は、回転部材 54の回転方向総てに渡って等しくする必要もな!/、。

[0140] 第 3から第 6の実施形態では、被検知体の位置、移動をアナログ的に観測しながら

、回転部材の回転変動を、重み係数ないしその他の方法を用いて修正している。従つて、流体の正確な瞬時流量を常に監視することができ、異常な流量の増大にもより早く対応することが可能となる。

[0141] 本発明の流量計測装置は、上記の実施形態において例示した膜式ガスメータに限られず、その他種々のガスメータに適用することができる。

[0142] また、本発明の流量計測装置は、ガスメータに限られず、その他種々の気体、液体などの流体の流量を測定する装置として用いられ、用途は限定されない。

[0143] また、上述の実施形態うち単一の磁石を用いたものにおいて、複数の磁石を用いてもよい。この場合磁気方位センサ又はリードスィッチより得られる信号が多くなる。

[0144] また、上述の実施形態では、磁石と磁気方位センサの組み合わせが用いられたが

、任意の被検知体を配置し、当該被検知体の方位を検知できる方位センサを用いてちょい。 [0145] また、上記においては、揺動操作することにより 2つの計量室に対するガスの給排を制御する揺動バルブを 2個備えて弁部を構成した膜式ガスメータの例を示した。しカゝしながら、本発明は回転操作することにより 4つの計量室に対するガスの給排を制御するロータリーバルブを備えて弁部を構成した膜式ガスメータにも適用可能である

[0146] また、上記の実施形態にお!ヽては、計量室を 4つ設け、膜部を一対設けた膜式ガスメータ適用する場合について例示したが、計量室を 2つ設け、膜部を 1個設けた膜式ガスメータにも適用可能である。

[0147] 以上、本発明の各種実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態において示された事項に限定されず、特許請求の範囲及び明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者がその変更'応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。

[0148] 本出願は、 2004年 9月 29日出願の日本特許出願（特願 2004— 283472号、 200 4 283601号及び 2004— 283602号）【こ基づくちのであり、その内容 ίまここ【こ参照として取り込まれる。

産業上の利用可能性

[0149] 本発明に係る流量計測装置においては、被検知体と方位センサを使用し、両者の相対的位置を求めることにより、流体の流量を測定する。したがって、測定分解能を向上しつつ正確な計量を行うことができる。

Claims

請求の範囲

[1] 本体と、

前記本体に固定され、流体を収容し排出する計量室を定義する膜部と、前記膜部の往復運動に連動して周回運動する周回部と、

前記本体及び前記周回部の!/ヽずれか一方に配置された被検知体と、前記本体及び前記周回部の他方に配置され、前記周回部の周回運動に伴う前記被検知体の移動及びその位置を検知する方位センサと、

前記方位センサの検知信号により前記被検知体の位置を検出し、前記流体の流量を演算する流量演算部と、

を備える流量計測装置。

[2] 請求項 1記載の流量計測装置であって、

前記被検知体が前記周回部に配置され、

前記方位センサが前記被検知体の周回運動の中心に配置される流量計測装置。

[3] 請求項 1または 2記載の流量計測装置であって、

前記被検知体が磁石であり、

前記方位センサが磁気方位センサである流量計測装置。

[4] 請求項 3記載の流量計測装置であって、

前記磁石は、前記磁気方位センサに対して常時同じ磁極を向けて周回する流量計測装置。

[5] 本体と、

前記本体に固定され、流体を収容し排出する計量室を定義する膜部と、前記膜部の往復運動を周回運動に変換する運動変換部と、

前記膜部と前記運動変換部からなる機構部及び前記本体のいずれか一方に固定された被検知体と、

前記機構部及び前記本体の他方に固定され、前記被検知体に対する相対位置を検知する方位センサと、

前記方位センサの検知信号により前記被検知体の位置を検出し、前記流体の流量を演算する流量演算部と、を備える流量計測装置。

[6] 請求項 5記載の流量計測装置であって、

前記被検知体及び前記方位センサの!/ヽずれか一方が前記膜部に固定されてヽる流量計測装置。

[7] 請求項 6記載の流量計測装置であって、

前記被検知体が前記膜部に固定された磁石であり、

前記方位センサが磁気方位センサである流量計測装置。

[8] 本体と、

前記本体に固定され、流体を収容し排出する計量室を定義する膜部と、前記膜部の往復運動に連動して回転する回転部材と、

前記回転部材に配置された被検知体と、

前記回転部材の回転に伴う前記被検知体の移動及びその位置を検知する方位センサと、

前記方位センサの検知信号より前記回転部材の回転変動を検出し、当該回転部材の周方向における任意の位置の角速度及び当該角速度に対応した重み係数を演算する重み係数演算部と、

前記方位センサによる検知信号により前記被検知体の位置を検出し、当該被検知体の位置及び前記重み係数を参照し、前記任意の位置における前記流体の流量を演算する流量演算部と、を備える流量計測装置。

[9] 請求項 8記載の流量計測装置であって、

前記重み係数演算部は、前記方位センサによる検知信号を参照して、前記回転部材の回転方向における複数の基準点で、前記回転部材の 1回転に要する時間を計測し、

前記回転部材の回転方向における複数の位置で角速度を検出し、

前記計測された時間が所定の差内である前記回転部材の周方向の所定領域においては、前記所定差内に収まっている時間より決定される基準時間及び前記角速度を参照して当該角速度が検出された位置における重み係数を演算する、流量計測装置。

[10] 請求項 8記載の流量計測装置であって、

前記回転部材の前記基準点での角速度を検出し、

前記各基準点力前記回転部材の周方向の所定領域においては、前記時間及び前記角速度を参照して演算された重み係数を付与する、流量計測装置。

[11] 請求項 8ないし 10のいずれか 1項記載の流量計測装置であって、

前記方位センサは、実質的に前記回転部材の回転中心軸上に配置される、流量計測装置。

[12] 請求項 11記載の流量計測装置であって、

前記被検知体が、前記回転部材の外周縁部上に配置され、前記方位センサ及び前記被検知体の間の距離が、前記回転部材の回転方向に渡って略等しい、流量計測装置。

[13] 請求項 8ないし 12のいずれか 1項記載の流量計測装置であって、

前記被検知体が磁石であり、

前記方位センサが磁気方位センサである、流量計測装置。

[14] 本体と、

前記回転部材に配置された被検知体と、

前記方位センサの検知信号より前記回転部材の回転変動及び前記被検知体の位置を検出し、前記流体の流量を演算する流量演算部とを備え、

当該流量演算部は、

前記回転部材の回転方向における複数の位置で、前記回転部材の 1回転に要する時間を計測し、最新の計測された時間に基づき当該位置における流量を演算する、流量計測装置。

[15] 請求項 14記載の流量計測装置であって、

[16] 請求項 15記載の流量計測装置であって、

[17] 請求項 14ないし 16のいずれか 1項記載の流量計測装置であって、

前記被検知体が磁石であり、

前記方位センサが磁気方位センサである、流量計測装置。

[18] 本体と、

前記回転部材に配置された磁石と、

前記回転部材の回転に伴う前記磁石の移動を検知する複数のリードスィッチと、当該複数のリードスィッチによる検知信号より前記回転部材の回転変動及び前記磁石の位置を検出し、前記流体の流量を演算する流量演算部とを備え、

当該流量演算部は、

前記複数のリードスィッチの位置において、前記回転部材の 1回転に要する時間を計測し、最新の計測された時間に基づき当該位置における流量を演算する、流量計測装置。

[19] 請求項 18に記載の流量計測装置であって、

前記磁石が、前記回転部材の外周縁部上に配置され、前記複数のリードスィッチ力前記外周縁部付近に配置されて！ヽる流量計測装置。