JP2002022519A

JP2002022519A - 流量計

Info

Publication number: JP2002022519A
Application number: JP2000209634A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Nabeshima; 徳行鍋島
Original assignee: Aichi Tokei Denki Co Ltd
Current assignee: Aichi Tokei Denki Co Ltd
Priority date: 2000-07-11
Filing date: 2000-07-11
Publication date: 2002-01-23
Anticipated expiration: 2020-07-11
Also published as: JP4763882B2

Abstract

(57)【要約】【課題】積算表示の数値飛びをなくす。定期的に測定
した瞬間流量を周期に反映したパルスを出力する。マイ
コンの処理時間を短くし、流速が遅いときの処理頻度を
少なくする。消費電力を減らして電池駆動の流量計を実
現する。【解決手段】図示してない瞬間流量検知部をマイコン
１１で制御して１秒毎に瞬間流量を検知する。流量が１
００ｍ³／ｈなら単位量１Ｌの通過時間０．０３６秒を
マイコンで算出し、通過時間×クロック周波数の１１８
０をカウント値１として出力する。ダウンカウンタ１３
はカウント値１をセットし、３２７６８Ｈｚのクロック
をダウンカウントし、カウント値ゼロで再セットする。
カウント値ゼロでマイコンに割込１を掛ける。マイコン
はその都度１Ｌの積算と出力ポートのレベルの反転を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は定期的に瞬間流量を
測定し、その値に基づいて流量を積算する流量計の改良
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一定時間間隔（周期）で定期的に瞬間流
量を測定し、瞬間流量を前記一定時間（即ち単位時間）
の通過量として求め或いは換算して、それを積算値に加
算する積算流量計（以下単に流量計という）が公知であ
る。これを第１の従来技術という。

【０００３】この種の流量計では、流量計から離れた遠
隔地に設置された別の機器へ流量計で計測した流量情報
を伝送して瞬間流量を表示したり、積算流量を算出した
りすることも公知で、そのための流量情報として、流量
計からいわゆる単位流量パルスを出力して伝送してい
る。単位流量パルスは、流量積算値の桁上り時に出力す
るようにしている。これも第１の従来技術の内に入る。

【０００４】上記第１の従来技術では、流体の流速が大
きくなって、前記一定時間（単位時間）当りの通過量が
積算表示の最小桁より大きくなると、表示の数字が１ず
つ増えずに、一気に２とか３増える数値飛びの現象が起
こるという不都合があった。

【０００５】また、出力パルスの周期（間隔）が前記一
定時間（単位時間）の整数倍にしかならないため、パル
スを受信する側でパルス周期から瞬間流量を逆算するこ
とができないばかりでなく、前記一定時間（単位時間）
に流れる可能性のある最大通過量未満の小さい単位流量
パルスを出力することが不可能であるという不都合があ
った。

【０００６】このような不都合に対処するために、以下
このような第２の従来技術が行われている。即ち測定し
た瞬間流量を前記一定時間（単位時間）より短い第２の
一定時間に相当する通過量に表現あるいは換算し、その
第２の一定時間毎に、その一定時間に相当する通過量を
積算値に足して加算する方式である。こうすれば、１回
当りの加算量を積算表示の最小桁より小さくできる。ま
た、パルス出力についても、その周期を前記単位時間よ
り小さい第２の一定時間の整数倍で表現できるため、パ
ルス周期から瞬間流量を正しく表現できる。

【０００７】例えば、４秒毎に１回ずつ瞬間流量を測定
する最大流量が１００ｍ³／ｈの流量計の場合、最大流
量時には４秒間に１１１．１リットル流れることにな
る。なお、リットルを、以下では文字Ｌを使って１１
１．１Ｌと表現することにする。これは文字Ｌの小文字
をリットルに使うと数字の１と見間違う虞れがあるのを
避けるためである。

【０００８】積算表示の最小桁が１０Ｌであるとする
と、瞬間流量を４秒の１／２０の０．２秒間に流れる通
過量に表現（換算）して、この通過量を０．２秒毎に積
算値に加算して表示する。最大流量の１００ｍ³／ｈの
ときでは、４秒毎に測定する瞬間流量が１００ｍ³／ｈ
となり、０．２秒間の通過量は前記１１１．１Ｌの１／
２０の５．５５６Ｌとなり、この値を積算値に加算して
表示する。従って、最大流量時でも０．２秒毎に５．５
５６Ｌの加算であり、最小桁の１０Ｌ表示が一気に２増
えることはない。

【０００９】ところが、積算値の１０Ｌへの桁上げがあ
ると、このときに１０Ｌ／Ｐの単位流量パルスを出力す
ることになるが、最大流量の１００ｍ³／ｈ時を考える
と、０．２秒毎に行う積算値への加算量は５．５５６Ｌ
のため、パルス間隔（周期）は０．２秒あるいは０．４
秒となり、パルスを受信する受信側で、パルス周期から
瞬間流量を逆算することは不可能である。

【００１０】結局、パルスの受信側でパルス周期（間
隔）から瞬間流量を逆算することができるように、瞬間
流量を周期に反映したパルスを出力するためには、前記
０．２秒をもっと小さな値にする必要がある。最大流量
１００ｍ³／ｈのときでは、０．３６秒毎に１０Ｌずつ
の通過量が流れるので、出力パルスの周期レベルで、例
えば１％以内の誤差とするには、前記０．２秒を０．３
６／１００＝０．００３６秒より短い時間に定める必要
がある。そのため、積算動作を行うマイコンでの加算処
理の回数が、前記０．２秒毎の場合に比較して、０．２
／０．００３６倍となり、約５６倍の処理回数に増加す
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】近時、瞬間流量を計測
し、計測した瞬間流量に基づいて積算流量を求めて表示
すると共に、単位流量パルスを出力する機能を備えた電
池駆動の流量計の実現が望まれているが、前記従来の技
術で説明したように、第２の従来技術でも、瞬間流量を
精度良くその周期に反映したパルスを出力する機能を備
えた瞬間流量計測方式の流量計は、積算動作の回数が多
くなり、しかも流速が小さい零のときでも流速が最大の
ときと同じ短い時間毎（例えば前記の例では０．００３
６秒毎）に積算動作をマイコンが行うことになる。

【００１２】そのため、流速に関係なく全流量域でマイ
コンの処理が増大して消費電力が増加する結果、この種
の流量計を電池駆動で実現することが困難であるという
問題点があった。

【００１３】そこで、本発明はかかる問題点を解消でき
る流量計を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、定期的に瞬間流量を測定し、そ
の瞬間流量に基づいて積算を行う流量計であって、測定
した瞬間流量から積算単位量の通過時間を求め、求めた
通過時間毎に前記積算単位量の積算を行うようにしたこ
とを特徴とする流量計である。

【００１５】この発明では、積算表示の最小桁に合わせ
て単位量を決め、測定した瞬間流量から単位量が流れる
に要する通過時間を算出し、算出した通過時間毎に単位
量ずつ積算する。

【００１６】請求項２記載の発明は、請求項１の流量計
において、前記積算単位量を積算する都度あるいは積算
の一定回数の都度に、パルスを出力するようにしたこと
を特徴とするものである。

【００１７】この発明では、請求項１の作用に加え、毎
回の積算毎あるいは積算の一定回数毎にパルス出力を行
う。

【００１８】例えば、積算表示の最小桁が１０Ｌである
とすると、測定した瞬間流量から、１０Ｌという単位量
が流れるに要する通過時間を算出して、その通過時間毎
に１０Ｌを加算し積算する。こうすることで、最小桁の
１０Ｌずつ確実に１ずつ歩進する。また、マイコンの動
作も１０Ｌ流れるに要する通過時間毎に＋１演算を行う
だけで良いため、マイコンでの処理時間が短くて済み、
かつ流速が遅いときは処理頻度が少なくなり、合理的に
低消費電力化が実現できる。

【００１９】そして、正しく１０Ｌ毎にパルスを出力で
きるため、受信側でパルス間隔（周期）から瞬間流量を
正確に逆算するのに役立つ。

【００２０】請求項３の発明は、定期的に瞬間流量を測
定し、その瞬間流量に基づいてパルスを出力する流量計
であって、測定した瞬間流量から、そのときの出力パル
ス単位に相当する流量の通過時間を求め、その通過時間
毎にパルスを出力するようにしたことを特徴とするもの
である。

【００２１】この発明では、出力パルス単位を単位量と
し、この単位量の流体が流れるのに要する通過時間を測
定した瞬間流量から算出し、算出した通過時間毎にパル
スを出力する。

【００２２】請求項４の発明は請求項３の発明におい
て、前記パルスを出力する都度に前記出力パルス単位に
相当する流量を積算するか、あるいは前記パルスを一定
の複数回出力する都度に前記出力パルス単位に相当する
一定の複数倍−この複数は前記一定の複数回でいう複数
と同じである−を積算するようにしたことを特徴とする
ものである。

【００２３】この発明では、前記請求項３の発明の作用
に加えて、更に前記出力パルス毎に前記出力パルス単位
相当量を積算するか、あるいは前記出力パルスの一定回
数毎に前記出力パルス単位相当量の一定回数倍を積算す
る。この一定回数倍の一定回数は前記一定回数毎の一定
回数と同じ回数である。

【００２４】請求項５の発明は、請求項１，２，３又は
４の流量計において、基準クロック発生器と、その出力
の基準クロックをアップカウントし、そのカウント値が
一定値以上になると信号を出力し再び零からカウントを
再開するアップカウンタを設け、瞬間流量を測定する都
度、前記一定値を前記通過時間／基準クロック周期にセ
ットすると共に、前記信号により前記通過時間を検知す
るようにしたことを特徴とするものである。

【００２５】請求項６の発明は、請求項１，２，３又は
４の流量計において、基準クロック発生器と、その出力
の基準クロックをダウンカウントし、そのカウント値が
零になると信号を出力するとともに再び一定値からダウ
ンカウントするダウンカウンタを設け、瞬間流量を測定
する都度、前記一定値を前記通過時間／基準クロック周
期として用意すると共に、前記信号により前記通過時間
を検知するようにしたことを特徴とするものである。

【００２６】請求項７の発明は、請求項５の流量計にお
いて、瞬間流量を測定する都度、最近の前記通過時間検
知以後の瞬間流量を平均し、その結果の平均瞬間流量か
ら前記一定値を求めてセットすることを特徴とするもの
である。

【００２７】請求項８の発明は、請求項２〜７のいずれ
かの流量計において、その都度、パルスを出力する代り
に出力のレベルを反転することを特徴とするものであ
る。

【００２８】

【発明の実施の形態】次に本発明の好ましい実施の形態
を図面の実施例に従って説明する。

【００２９】図１の実施例は、１Ｌを単位量とし、１Ｌ
流れるに要する通過時間毎に１Ｌの積算を行い、同時に
積算表示の更新も行うと共に、パルスを出力するもので
ある。パルスの出力は１Ｌの通過時間毎にマイコン１１
の出力ポートのレベルを反転することで行う。従って、
出力パルス単位は２Ｌ／Ｐである。マイコン１１の制御
により図示されてない瞬間流量検知部が１秒毎に動作
し、その出力からマイコン１１は瞬間流量を知ることが
できるように構成されている。図１は流量積算とパルス
出力のタイミングをいかにマイコン１１が検知するかに
係る構成のみを示す。

【００３０】瞬間流量が大きいときは次のように働く。

【００３１】基準クロック発生器１２は３２７６８Ｈｚ
の基準クロックを出力する。この基準クロックはダウン
カウンタ１３のクロック入力ＣＫに入力され、ダウンカ
ウンタ１３はその基準クロックをダウンカウントし、そ
のカウント値が零になるとカウント値ゼロ信号を出力す
る。このカウント値ゼロ信号はダウンカウンタ１３自身
のラッチ入力に入力されている。従ってカウント値が零
になるとその瞬間のラッチデータ入力に入力されている
マイコン１１のカウント値１がダウンカウンタ１３に再
セットされ、その値からダウンカウントを続けるように
構成されている。

【００３２】また、カウント値ゼロ信号は割込１として
マイコン１１にも入力されている。マイコン１１は割込
１が掛かる度に１Ｌの積算と出力ポートのレベルの反転
を行う。また、マイコン１１は瞬間流量を測定（検知）
する度に、１Ｌの周期、即ち通過時間を計算し、１Ｌの
周期÷基準クロックの周期（＝１Ｌの周期×基準クロッ
クの周波数）をカウント値１として出力していて、結
局、ダウンカウンタ１３はカウント値１×基準クロック
周期、即ち１Ｌの周期（通過時間）毎に割込１を掛け
る。例えば、流量が１００ｍ³／ｈなら１Ｌの周期、即
ち通過時間は０．０３６秒となり、マイコン１１は０．
０３６×３２７６８＝１１８０をカウント値１として出
力する。

【００３３】瞬間流量が小さいときは次のようになる。

【００３４】基準クロック発生器１２から出力される３
２７６８Ｈｚの基準クロックは分周器１４で１２８Ｈｚ
に分周されてアップカウンタ１５のクロック入力ＣＫに
入力されカウントされる。アップカウンタ１５のカウン
タ値は比較器１６のＡ入力に入力され、マイコン１１の
カウント値２はＢ入力に入力されている。比較器１６は
これらのＡ入力とＢ入力を比較してＡ入力がＢ入力以上
のＡ≧Ｂのときに信号を出力する。この出力信号はアッ
プカウンタ１５のリセット信号になっていて、アップカ
ウンタ１５のカウント値がマイコン１１が出力している
カウント値２以上になるとアップカウンタ１５はリセッ
トされ、再び零からアップカウントする。

【００３５】また、前記Ａ≧Ｂの出力信号はマイコン１
１へ割込２として入力されていて、マイコン１１は割込
２が掛かると、１Ｌの積算（加算）と出力ポートのレベ
ルの反転を行う。

【００３６】マイコン１１は瞬間流量を検知する度に瞬
間流量の平均値を計算し、その結果から１Ｌの周期、即
ち通過時間を求め、１Ｌの周期×１２８＝カウント値２
としてカウント値２の値を算出して出力する。こうして
１Ｌの周期、即ち通過時間毎に割込２が掛かることにな
る。

【００３７】例えば、流量が１００Ｌ／ｈなら、１Ｌの
周期、即ち通過時間は３６秒となるが、この場合マイコ
ン１１は３６×１２８＝４６０８をカウント値２として
出力する。また、このように１Ｌの周期、即ち通過時間
が長い時では、その間に瞬間流量が変化することもある
が、瞬間流量を検知する度に平均を取り、その結果に基
づきカウント値２をセットし直すようにしている。

【００３８】図２は瞬間流量が小さいときのタイミング
図で、符号Ａの時点ではマイコン１１の前記カウント値
２は変化しない。の瞬間流量検知時点で、の測定結
果に基づきカウント値２をセットし、の時点ではと
の測定結果の平均をとり、この平均からカウント値２
を求めてセットする。結局の時点では〜の測定結
果の平均から求めたカウント値２がセットされることに
なり、符号Ｂの時点でアップカウンタ１５の値がそのカ
ウント値２と等しくなり、１Ｌの積算と出力パルスのレ
ベルの反転が行われるが、その１Ｌの周期は同図に示す
ようにその間の〜の全ての瞬間流量測定結果の平均
から求まった値となり、正に流れた量を反映した出力パ
ルスとなる。

【００３９】１Ｌの周期、即ち経過時間を３２７６８Ｈ
ｚという十分高い周波数の基準クロックを計数すること
で求めているので、１Ｌの周期の精度は十分なものとな
る。また、マイコン１１は１Ｌの周期毎に動作すればよ
い。また、その動作も単純なパルスレベルの反転と積算
値の＋１というもので、マイコンの演算時間が短くて済
むため、低消費電流化が可能である。

【００４０】なお、上記実施例では、マイコンに割込を
掛け割込処理の中でパルス出力をするようにしたが、例
えばダウンカウンタ１３のカウント値ゼロ出力をワンシ
ョット回路又は１／２分周期を介することでそのままパ
ルス出力とすることも可能である。

【００４１】

【発明の効果】本発明の流量計は上述のように構成され
ているので、積算表示の飛びが発生することもなく、マ
イコンの処理時間が短くなり、流速が遅いときは処理頻
度が少なくなるため、合理的に消費電力となって、電池
駆動の流量計の実現に寄与する。

【００４２】また、単位流量毎に正しくパルスを出力す
ることができるので、このパルスを受信する受信側でパ
ルスの間隔（周期）から瞬間流量を精度良く逆算するこ
とができる。

【００４３】そして、請求項７の発明では、流速が小さ
いときに、通過時間の間に行われる複数回の瞬間流量測
定値を平均して活用するので、通過時間は平均を反映し
た値になり、実際の流量に合致したものになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の要部を示すブロック図であ
る。

【図２】本発明の実施例のタイミング図である。

【符号の説明】

１１マイコン１２基準クロック発生器１３ダウンカウンタ１５アップカウンタ１６比較器Ａ，Ｂ出力パルスのレベルの反転時点〜瞬間流量検知時点

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】定期的に瞬間流量を測定し、その瞬間流
量に基づいて積算を行う流量計であって、測定した瞬間流量から積算単位量の通過時間を求め、求
めた通過時間毎に前記積算単位量の積算を行うようにし
たことを特徴とする流量計。
【請求項２】前記積算単位量を積算する都度あるいは
積算の一定回数の都度に、パルスを出力するようにした
ことを特徴とする請求項１記載の流量計。
【請求項３】定期的に瞬間流量を測定し、その瞬間流
量に基づいてパルスを出力する流量計であって、測定した瞬間流量から、そのときの出力パルス単位に相
当する流量の通過時間を求め、その通過時間毎にパルス
を出力するようにしたことを特徴とする流量計。
【請求項４】前記パルスを出力する都度に前記出力パ
ルス単位に相当する流量を積算するか、あるいは前記パ
ルスを一定の複数回出力する都度に前記出力パルス単位
に相当する一定の複数倍−この複数は前記一定の複数回
でいう複数と同じである−を積算するようにしたことを
特徴とする請求項３記載の流量計。
【請求項５】基準クロック発生器と、その出力の基準
クロックをアップカウントし、そのカウント値が一定値
以上になると信号を出力し再び零からカウントを再開す
るアップカウンタを設け、瞬間流量を測定する都度、前
記一定値を前記通過時間／基準クロック周期にセットす
ると共に、前記信号により前記通過時間を検知するよう
にしたことを特徴とする請求項１，２，３又は４記載の
流量計。
【請求項６】基準クロック発生器と、その出力の基準
クロックをダウンカウントし、そのカウント値が零にな
ると信号を出力するとともに再び一定値からダウンカウ
ントするダウンカウンタを設け、瞬間流量を測定する都
度、前記一定値を前記通過時間／基準クロック周期とし
て用意すると共に、前記信号により前記通過時間を検知
するようにしたことを特徴とする請求項１，２，３又は
４記載の流量計。
【請求項７】瞬間流量を測定する都度、最近の前記通
過時間検知以後の瞬間流量を平均し、その結果の平均瞬
間流量から前記一定値を求めてセットすることを特徴と
する請求項５記載の流量計。
【請求項８】その都度、パルスを出力する代りに出力
のレベルを反転することを特徴とする請求項２〜７のい
ずれかに記載の流量計。