JP2005345427A - Measuring device of flow rate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流量計測装置に関する。 The present invention relates to a flow rate measuring device.
従来より、液体、気体などの流体の流量を計測する流量計測装置がある（特許文献１参照）。この種の流量計測装置は、例えば工場エアを利用する生産設備として、エア供給源からエア消費設備へエアを導く供給経路に設けられ、供給されるエア流量を計測している。一つのエア供給源から複数のエア消費設備へ供給するため、エア供給源から供給されるエア流量の大きさは広範囲に調整されている。 Conventionally, there is a flow rate measuring device that measures the flow rate of fluid such as liquid and gas (see Patent Document 1). This type of flow rate measuring device is provided in a supply path that leads air from an air supply source to an air consuming facility, for example, as a production facility that uses factory air, and measures the supplied air flow rate. In order to supply a plurality of air consuming equipment from one air supply source, the magnitude of the air flow rate supplied from the air supply source is adjusted over a wide range.
特許文献１では、広範囲の流量を測定する技術が開示されている。流量計測装置は、流量範囲の異なる二つの流量に係わる例えば流速センサ等の流量計を備え、供給経路に直列に配置されている。両センサは、流量の大きさに応じて電圧等の出力を変化させるものが使われており、流量表示するための流量データとして、どちらが一方の出力が選択されている。
従来技術の流量計測装置は、流量の大きさに応じて出力を変化させるいわゆるアナログ信号を出力する流量計を用いているため、流量計自体から実際に出力されるアナログ信号の出力変化と、流量の変化とに直線性が無い場合がある。そのため、出力特性を直線性のあるものに校正する校正回路などのオペアンプが必要となり、構成が複雑となる問題がある。 Since the flow measurement device of the prior art uses a flow meter that outputs a so-called analog signal that changes the output according to the magnitude of the flow rate, the output change of the analog signal actually output from the flow meter itself, and the flow rate There is a case where there is no linearity in the change of. For this reason, an operational amplifier such as a calibration circuit that calibrates the output characteristics to those having linearity is required, and there is a problem that the configuration becomes complicated.
出願人は、二つの流量計から出力される信号を切換える装置としてマイクロコンピュータなどの制御装置を利用する利便性から、流量計の出力する信号が、パルス信号などのデジタル信号であるものを使用することを検討している。 For the convenience of using a control device such as a microcomputer as a device for switching the signals output from the two flow meters, the applicant uses a signal output from the flow meter that is a digital signal such as a pulse signal. I am considering that.
しかしながら、このようなものに特許文献１の技術を適用すると、両流量計から例えばパルス信号を出力するものを使用し、流量データとして、どちらか一方の流量計から出力されるパルス信号を選択することは可能であるが、選択する流量計における１パルス信号が表す流量の大きさによって流量計測装置の分解能が左右されるという問題がある。 However, when the technique of Patent Document 1 is applied to such a device, for example, a device that outputs a pulse signal from both flow meters is used, and a pulse signal output from one of the flow meters is selected as flow data. Although it is possible, there is a problem that the resolution of the flow rate measuring device depends on the magnitude of the flow rate represented by one pulse signal in the flow meter to be selected.
例えば、小流量を計測する汎用の小流量用流量計は、計測可能範囲が３０Ｌ〜７００Ｌと小さく、１０Ｌごとに１パルスを出力する。一方、汎用の大流量用流量計は、計測可能範囲が６００Ｌ〜１２０００Ｌと大きく、１００Ｌごとに１パルスを出力するため、流量計測範囲が小さい小流量用流量計に比べて分解能が低い。 For example, a general-purpose small flow meter for measuring a small flow rate has a measurable range as small as 30L to 700L, and outputs one pulse every 10L. On the other hand, the general-purpose flow meter for large flow rate has a large measurable range of 600L to 12000L, and outputs one pulse for every 100L. Therefore, the resolution is lower than that of a small flow rate flow meter with a small flow rate measurement range.
これに対して、計測可能な範囲が比較的大きい流量計に比較的高い分解能を備えさせようとすると、流量計自体を専用品として開発する必要があり、流量計自体の製品コストあるいは製造コストが増加するおそれがある。結果として流量計測装置が高価となるおそれがある。 In contrast, if a flow meter with a relatively large measurable range is to have a relatively high resolution, the flow meter itself needs to be developed as a dedicated product, and the product cost or manufacturing cost of the flow meter itself is reduced. May increase. As a result, the flow rate measuring device may be expensive.
本発明は、このような事情を考慮されたものであり、その目的は、分解能を確保し、安価であるとともに、広範囲の流量が計測できる流量計測装置を提供することにある。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a flow rate measuring device that can secure a resolution, is inexpensive, and can measure a wide range of flow rates.
請求項１に記載の流量計測装置は、流量計測可能な第１の所定範囲を有する第１の流量計と、流量計測可能な第２の所定範囲を有する第２の流量計とを備え、前記第１の所定範囲と前記第２の所定範囲とを組み合わせて流量を広範囲に計測する流量計測装置において、前記第１の所定範囲および前記第２の所定範囲のうち、範囲の大きい一方の流量計は、流体の流量に応じたアナログ信号を出力し、他方の流量計は、流体の流量に応じたパルス信号を出力し、前記アナログ信号または前記パルス信号に基づいて積算可能な流量信号を出力する信号変換手段を備えることを特徴とする。 The flow rate measuring device according to claim 1 includes a first flow meter having a first predetermined range capable of measuring a flow rate, and a second flow meter having a second predetermined range capable of measuring a flow rate, In the flow rate measuring apparatus for measuring the flow rate over a wide range by combining the first predetermined range and the second predetermined range, one of the first predetermined range and the second predetermined range having the larger range. Outputs an analog signal corresponding to the flow rate of the fluid, and the other flow meter outputs a pulse signal corresponding to the flow rate of the fluid, and outputs a flow signal that can be integrated based on the analog signal or the pulse signal. Signal conversion means is provided.
これによると、二つの流量計の組合せにより流量を広範囲に計測するものにおいて、第１の所定範囲および第２の所定範囲のうち、範囲の大きい一方の流量計は、流体の流量に応じたアナログ信号を出力し、他方の流量計は、流体の流量に応じたパルス信号を出力し、アナログ信号またはパルス信号に基づいて積算可能な流量信号を出力する信号変換手段を備えている。 According to this, in the one that measures the flow rate in a wide range by the combination of two flow meters, one of the first predetermined range and the second predetermined range that has a larger range is an analog corresponding to the flow rate of the fluid. The other flow meter includes a signal conversion unit that outputs a pulse signal corresponding to the flow rate of the fluid, and outputs an analog signal or a flow rate signal that can be integrated based on the pulse signal.
これにより、他方のパルス信号を出力する流量計は流量可能な範囲を小さく形成できるので、その範囲に応じて比較的高い分解能を確保することができる。一方の範囲が大きい流量計は、分解能の左右され易いパルス信号ではなく、アナログ信号を出力し、信号変換手段は、アナログ信号に基づいて積算可能な例えばパルス信号などデジタル信号等の流量信号を出力するので、例えばアナログ信号に基づいて変換される流量信号の流量の大きさに対応して分解能を比較的高く形成することが可能である。 Thereby, since the flowmeter which outputs the other pulse signal can form the range which can be flowed small, it can ensure comparatively high resolution according to the range. On the other hand, the flow meter with a large range outputs an analog signal instead of a pulse signal whose resolution is easily influenced, and the signal conversion means outputs a flow signal such as a digital signal such as a pulse signal that can be integrated based on the analog signal. Therefore, for example, it is possible to form a relatively high resolution corresponding to the magnitude of the flow rate of the flow rate signal converted based on the analog signal.
例えば他方の流量計に汎用のパルス信号を出力する小流量用流量計を用い、一方の範囲の大きい流量計はアナログ信号を出力するものを用いるので、汎用流量計に代えて高価な専用品を開発することなく、分解能を確保し、安価な流量計測装置ができる。さらに、これら二つの流量計から出力されるアナログ信号またはパルス信号に基づいて流量信号を出力するので、二つの流量計を組み合わせて広範囲の流量を計測することができる。 For example, a flow meter for small flow rate that outputs a general-purpose pulse signal is used for the other flow meter, and a flow meter with a large range is used that outputs an analog signal. Without development, it is possible to secure a resolution and to produce an inexpensive flow rate measuring device. Furthermore, since the flow rate signal is output based on the analog signal or pulse signal output from these two flow meters, a wide range of flow rates can be measured by combining the two flow meters.
請求項２に記載するように、前記信号変換手段は、前記アナログ信号を受信する場合は、所定間隔の基準パルス信号に基づいて前記アナログ信号の大きさに応じた仮想パルス信号を生成することを特徴とする。これによると、信号変換手段は、アナログ信号に基づいて流量信号を出力する場合には、アナログ信号を受信すると、所定間隔の基準パルス信号に基づいてアナログ信号の大きさに応じた仮想パルス信号を出力する。 According to a second aspect of the present invention, when the signal conversion unit receives the analog signal, the signal conversion unit generates a virtual pulse signal corresponding to the magnitude of the analog signal based on a reference pulse signal at a predetermined interval. Features. According to this, when the signal conversion means outputs the flow rate signal based on the analog signal, upon receiving the analog signal, the signal conversion means generates a virtual pulse signal corresponding to the magnitude of the analog signal based on the reference pulse signal at a predetermined interval. Output.
これにより、他方の範囲の大きさに係わらず基準パルス信号の所定間隔を比較的小さくすることで、仮想パルス信号における１パルス信号の流量の大きさを小さく形成できるので、分解能の向上が図れる。 Accordingly, by reducing the predetermined interval of the reference pulse signal regardless of the size of the other range, the flow rate of one pulse signal in the virtual pulse signal can be formed small, so that the resolution can be improved.
請求項３に記載するように、前記他方の流量計は、前記パルス信号の間隔が所定間隔以下となると、上限出力信号を出力し、前記信号変換手段は、この上限出力信号を受信すると、前記アナログ信号に基づいて前記流量信号を出力することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, the other flowmeter outputs an upper limit output signal when the interval between the pulse signals is equal to or less than a predetermined interval, and the signal conversion means receives the upper limit output signal, The flow rate signal is output based on an analog signal.
これによると、前記他方の流量計は、前記パルス信号の間隔が所定間隔以下となると、上限出力信号を出力し、前記信号変換手段は、この上限出力信号を受信すると、前記アナログ信号に基づいて前記流量信号を出力することが好ましい。 According to this, the other flow meter outputs an upper limit output signal when the interval between the pulse signals is equal to or less than a predetermined interval, and the signal conversion means receives the upper limit output signal and then based on the analog signal. It is preferable to output the flow rate signal.
他方の流量計のパルス信号は、観測する流体の流量が増加すると、パルス信号の間隔が小さくなる。パルス信号が、信号変換手段が受信しても、パルス信号間の個々のパルス信号を判別できないほどの所定の間隔になると、信号変換手段はパルス信号に基づいて流量信号を出力できなくなるおそれがある。 In the pulse signal of the other flowmeter, the interval between the pulse signals becomes smaller as the flow rate of the fluid to be observed increases. Even if the pulse signal is received by the signal conversion means, the signal conversion means may not be able to output a flow rate signal based on the pulse signal if the predetermined interval is such that individual pulse signals between the pulse signals cannot be discriminated. .
これに対して、請求項３に記載の流量計測装置は、他方の流量計は、自身が出力するパルス信号の間隔が所定間隔以下となると、上限出力信号を出力する。その信号を受信した信号変換手段は、流量信号として、一方の流量計から出力されるアナログ信号に基づいた信号を出力する。これにより、他方の流量計のパルス信号の間隔が所定間隔以下となると、信号変換手段は、パルス信号からアナログ信号に切換える時期を認識し、確実に積算できる流量信号を出力できる。 On the other hand, in the flow rate measuring device according to the third aspect, the other flow meter outputs the upper limit output signal when the interval of the pulse signal output by itself is equal to or less than the predetermined interval. The signal conversion means that has received the signal outputs a signal based on the analog signal output from one of the flow meters as the flow signal. Thereby, when the interval of the pulse signal of the other flow meter becomes equal to or less than the predetermined interval, the signal conversion means can recognize the timing of switching from the pulse signal to the analog signal and output a flow rate signal that can be reliably integrated.
請求項４に記載するように、前記信号変換手段は、前記パルス信号の間隔を認識する判断手段を備え、判断手段により前記間隔が所定間隔以下と判断されると、前記アナログ信号に基づいて前記流量信号を出力することを特徴する。 According to a fourth aspect of the present invention, the signal conversion unit includes a determination unit that recognizes an interval of the pulse signal. When the determination unit determines that the interval is equal to or less than a predetermined interval, the signal conversion unit It is characterized by outputting a flow rate signal.
これによると、前記信号変換手段は、前記パルス信号の間隔を認識する判断手段を備え、判断手段により前記間隔が所定間隔以下と判断されると、前記アナログ信号に基づいて前記流量信号を出力することが好ましい。 According to this, the signal conversion means includes a determination means for recognizing the interval of the pulse signal, and outputs the flow rate signal based on the analog signal when the determination means determines that the interval is equal to or less than a predetermined interval. It is preferable.
これにより、他方の流量計のパルス信号の間隔が所定間隔以下となると他方の流量計自身から上限出力信号を出力する代わりに、信号変換手段が、受信するパルス信号の間隔を自ら判断し、所定間隔以下となったと判断すると、アナログ信号に基づいて流量信号を出力する。したがって、他方の流量計から信号変換手段への上限出力信号を送信する機能および信号線を廃止することが可能であり、構成の簡素化が図れる。 As a result, when the interval between the pulse signals of the other flow meter is equal to or less than the predetermined interval, instead of outputting the upper limit output signal from the other flow meter itself, the signal conversion means determines the interval of the received pulse signal by itself, When it is determined that the interval is less than or equal to the interval, a flow rate signal is output based on the analog signal. Therefore, the function and signal line for transmitting the upper limit output signal from the other flow meter to the signal conversion means can be eliminated, and the configuration can be simplified.
請求項５に記載するように、前記第１の所定範囲と、前記第２の所定範囲は、一部重複していることが好ましい。他方の流量計のパルス信号から一方の流量計のアナログ信号に切換える場合、例えば切換え時に他方の流量計のパルス信号を出力しようとしていると、そのパルス信号は出力されなくなるか、出力されても流量信号としてカウントされない等のいわゆるパルス信号抜けが発生するおそれがある。 Preferably, the first predetermined range and the second predetermined range partially overlap each other. When switching from the pulse signal of the other flow meter to the analog signal of one flow meter, for example, when trying to output the pulse signal of the other flow meter at the time of switching, the pulse signal will not be output or even if it is output, There is a possibility that so-called pulse signal omission such as not being counted as a signal may occur.
これに対して、請求項５に記載の流量計測装置では、第１の所定範囲と前記第２の所定範囲は一部重複しているので、観測される流体の流量が重複する部分にあるとき、信号変換手段は、積算可能な流量信号に変換可能なアナログ信号およびパルス信号を受信できる。したがって、パルス信号抜け等の計測抜けを防止し信頼性の向上が図れる。
On the other hand, in the flow rate measuring device according to
請求項６に記載するように、前記信号変換手段は、前記パルス信号に基づいて前記流量信号を出力する場合、前記流量信号は前記パルス信号であることが好ましい。このように、パルス信号に基づいて流量信号を出力する場合、パルス信号をそのまま流量信号として出力するので、パルス信号を処理する回路が省略できる。 According to a sixth aspect of the present invention, when the signal conversion unit outputs the flow rate signal based on the pulse signal, the flow rate signal is preferably the pulse signal. As described above, when the flow signal is output based on the pulse signal, the pulse signal is output as it is as the flow signal, so that a circuit for processing the pulse signal can be omitted.
請求項７に記載の流量管理システムは、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の流量計測装置は、流体供給設備から消費設備へ流体を導く経路の途中に設けられ、前記流量計測装置から出力される前記流量信号を取得し、その流量信号に基づいて所定時間ごとの積算流量を算出するデータ蓄積装置を備えたことを特徴とする。 A flow rate management system according to a seventh aspect of the present invention is the flow rate measurement device according to any one of the first to sixth aspects, wherein the flow rate measurement device is provided in the middle of a path that leads a fluid from a fluid supply facility to a consumption facility. And a data storage device that obtains the flow rate signal output from the computer and calculates an integrated flow rate for each predetermined time based on the flow rate signal.
このように本発明の流量計測装置を流体供給設備と消費設備との経路途中に設け、流量信号を積算処理するデータ蓄積装置に送信することで、消費設備の流体の使用量の管理や、消費設備からの微少な流体漏れを検出することができる。 In this way, the flow measuring device of the present invention is provided in the middle of the path between the fluid supply facility and the consumption facility, and the flow rate signal is transmitted to the data storage device that performs integration processing, thereby managing the amount of fluid used in the consumption facility and the consumption A minute fluid leak from the facility can be detected.
さらに請求項８に記載するように、前記流量計測装置と、前記消費設備との間には、流体の流れを流通、遮断する手元バルブが設けられていることを特徴とする。このように手元バルブの配置位置を流量計測装置と消費設備との間とすることにより、消費設備からの流体漏ればかりでなく、手元バルブが閉じているときの流体漏れも検出できる。
Furthermore, as described in
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する流量計測装置は、工場における圧縮空気を利用した生産設備に適用された例について説明する。よって、本発明の流量計測装置の適用対象は、上記生産設備に使用されることに限定されるものではなく、単に流体の流量を計測する装置として他の用途に使用することも可能である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the flow volume measuring apparatus demonstrated below demonstrates the example applied to the production facility using the compressed air in a factory. Therefore, the application target of the flow rate measuring device of the present invention is not limited to being used in the production facility, but can be used for other purposes as a device that simply measures the flow rate of fluid.
（一実施形態）
図１は、本発明に係る流量計測装置１０が、圧縮空気を利用した生産設備６に適用された例を示した流量管理システムの構成図である。この流量管理システムは、流体供給手段である圧縮空気供給源１と、この圧縮空気供給源１からの圧縮空気を消費する生産設備６と、圧縮空気供給源１と生産設備６とを接続する配管２と、この配管２途中に設置され生産設備６への圧縮空気の供給を制御する手元バルブ５と、手元バルブ５と圧縮空気供給源１との間に設置され、生産設備６への圧縮空気の流量を計測する流量計測装置１０と、流量計測装置１０からのデータを蓄積するデータ蓄積装置９とで構成されている。
(One embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram of a flow rate management system showing an example in which a flow
圧縮空気供給源１は、電動コンプレッサからなり、配管２を介して生産設備６に圧縮空気を供給している。この生産設備６は、複数の圧縮空気を消費する圧縮空気消費設備７を備えている。これらの圧縮空気消費設備は、例えば、製造物を載せた載置台を移動させるエアシリンダーや、その他圧縮空気で駆動する生産設備に必要な機械である。 The compressed air supply source 1 is composed of an electric compressor, and supplies compressed air to the production facility 6 via a pipe 2. The production facility 6 includes a compressed air consumption facility 7 that consumes a plurality of compressed air. These compressed air consumption facilities are, for example, machines necessary for an air cylinder that moves a mounting table on which a product is placed and other production facilities that are driven by compressed air.
手元バルブ５は、生産設備６への圧縮空気を制御するためのものである。生産設備を作動させるときには、手元バルブ５を開にし、作動を停止するときには、手元バルブ５を閉にする。
The
流量計測装置１０は、大流量を計測範囲とする大流量用流量計３と微小流量を計測範囲とする微小流量用流量計４と各流量計３，４からの信号を処理する信号変換装置８とからなる。信号変換装置８は、各流量計３，４からの形態の異なる信号（パルス信号Ａ，アナログ信号）を、配管２を流れる圧縮空気の流量に応じた所定のパルス信号Ｂに変換し、データ集積装置９に出力する装置である。本実施形態では、この所定のパルス信号Ｂを１０Ｌ毎に１パルス立ち上がる信号とし、パルス幅を４５ｍｓとしている。
The flow
図２は、流量計測装置１０の詳細を説明するためのブロック図である。本実施形態では、大流量用流量計３としては、ＳＭＣ株式会社製ＰＦＡ７０３型もしくはＰＦＡ７０６型シリーズを採用し、微小流量用流量計４としては、株式会社山武社製ＣＭＧ２５０型シリーズを採用している。
FIG. 2 is a block diagram for explaining details of the flow
大流量用流量計３は、６００Ｌ／分〜１２０００Ｌ／分の計測範囲を有し、流量に応じて１〜５Ｖのアナログ信号を発生する。一方、微小流量用流量計４は、３０Ｌ／分〜７００Ｌ／分の計測範囲を有し、流量に応じて１０Ｌ毎に１パルスのパルス信号Ａを出力する。そして、流量計４は、計測範囲の上限付近で上限アラーム信号を出力するようになっている。
The large flow
各流量計３，４の計測範囲は、一部重複している。計測範囲の一部を重複させることで、大流量用流量計３から微小流量用流量計４へ、もしくは、微小流量用流量計４から大流量用流量計３へ計測範囲が移るときの計測抜けを防止し、信頼度を向上させることができる。
The measurement ranges of the
なお、本実施例では、上記のような流量計を採用したが、大流量用流量計３からは流量に応じたアナログ信号が、微小流量用流量計４からは流量に応じたパルス信号が出力されるようなものであれば、どのような形式（超音波式、熱式、電磁式など）の流量計を採用してもよい。
In the present embodiment, the flow meter as described above is adopted, but an analog signal corresponding to the flow rate is output from the
また、本実施例では、流量を検出するセンサとして流量計を採用しているが、流量に関連する信号、例えば流速を表す信号を出力するセンサを採用してもよい。この場合は、信号変換装置にて、流速を流量に換算する。 In this embodiment, a flow meter is employed as a sensor for detecting a flow rate. However, a sensor that outputs a signal related to the flow rate, for example, a signal representing a flow velocity, may be employed. In this case, the flow rate is converted into the flow rate by the signal converter.
データ集積装置９に、流量に応じたパルス信号Ｂを出力する信号変換装置８は、信号変換部８１と信号切換部８２とからなっている。この信号変換装置８には、各流量計３，４からの流量に応じた形態の異なる信号（アナログ信号、パルス信号Ａ）と流量計４からの上限アラーム信号とが入力されている。
The
信号変換部８１は、大流量用流量計３からの流量に応じたアナログ信号を入力する。そのアナログ信号は、一定の間隔をもつアナログ信号サンプリングパルスにて、このアナログ信号を所定のサンプリング間隔でデジタル化される。このデジタル化された信号に基づいてパルス信号Ａと同じ特性の仮想パルス信号（本実施形態では、１０Ｌ毎に１パルス立ち上がる。）が生成される。生成された仮想パルス信号は、信号切換部８２に出力される。
The
このように仮想パルス信号は、信号変換部８１にてアナログ信号を所定の特性を持ったパルス信号に変換するので、パルス信号を特性を自由にすることが可能である。本実施形態のように、仮想パルス信号をパルス信号Ａと同じ特性とすることとしたのは、データ集積装置９にてこれらのパルス信号を処理するのに都合がよいためである。
Thus, since the virtual pulse signal is converted into a pulse signal having a predetermined characteristic by the
信号切換部８２には、大流量用流量計３からは信号変換部８１で変換された仮想パルス信号が、そして微小流量用流量計４からは、パルス信号Ａとパルス信号Ａのパルス間隔が所定間隔以下となったことを検知すると出力される上限アラーム信号とが入力される。
The
信号切換部８２は、この上限アラーム信号に基づきいずれか一方のパルス信号をパルス信号Ｂとしてデータ集積装置９に出力する。すなわち、信号切換部８２は、アラーム信号がＯＦＦである場合は、微小流量用流量計４からのパルス信号Ａをそのままパルス信号Ｂとしてデータ集積装置９に出力し、アラーム信号がＯＮである場合は、信号変換部８１からの仮想パルス信号をパルス信号Ｂとしてデータ集積装置９に出力する。
Based on the upper limit alarm signal, the
微小流量用流量計４からのパルス信号Ａをそのままパルス信号Ｂとして、データ集積装置９に出力する理由は、パルス信号Ａは、微小流量用に適した信号であるので分解能が高く、信号変換装置８にそのパルス信号Ａを変換する回路を設けなくともよくなり、回路構成が簡素となるからである。
The reason why the pulse signal A from the
本実施形態では、信号変換装置８は、流量計４からの上限アラーム信号に基づきパルス信号Ａか仮想パルス信号を切換えて、パルス信号Ｂとしてデータ集積装置９に出力しているが、流量計３からの下限アラーム信号（流量計３の計測範囲の下限付近で出力される信号）に基づいて切換えてもよい。
In this embodiment, the
上限アラーム信号または下限アラーム信号は、元々汎用品に備わっている機能であるので、流量計測装置に切換時期を示す信号を発信する専用の装置が省略できる。また、各流量計３，４から出力されるアラーム信号に基づいて切換えるのではなく、信号変換装置が受信するパルス信号Ａのパルス間隔、またはアナログ信号の出力値に応じて、切換えてもよい。このようにすれば、各流量計３，４から信号変換装置８への信号線を廃止することができ、構成を簡素化できる。
Since the upper limit alarm signal or the lower limit alarm signal is a function originally provided in a general-purpose product, a dedicated device for transmitting a signal indicating the switching timing to the flow rate measuring device can be omitted. Instead of switching based on the alarm signal output from each
データ集積装置９は、信号変換装置８からのパルス信号Ｂを入力し、１０分毎の積算流量を算出し、その積算流量を保管、解析するものである。その利用方法についての詳細は、後ほど述べる。
The data accumulator 9 receives the pulse signal B from the
このように、従来技術の流量計ように専用設計とすること無く、汎用品を使うことができるのでより安価となる。そして、計測可能な所定の範囲が大きい方をアナログ信号とすることで、出願人が検討していたものよりも分解能が向上する。 In this way, a general-purpose product can be used without using a dedicated design like the flowmeter of the prior art, so that it becomes cheaper. And by making the one where the predetermined range which can be measured larger is an analog signal, the resolution improves rather than what the applicant examined.
次に、流量計測装置１０の動作を説明する。図３は、流量計測装置１０のタイムチャートである。図３（ａ）は、微小流量用流量計４が出力するパルス信号Ａである。図３（ｂ）は、大流量用流量計３が出力するアナログ信号である。図３（ｃ）は、流量計３が出力するアナログ信号をパルス信号に変換するためのアナログ信号サンプリングパルスである。図３（ｄ）は、そのサンプリングパルスに基づいて出力される仮想パルス信号である。図３（ｅ）は、微小流量用流量計４から出力される上限アラーム信号である。図３（ｆ）は、信号切換部８２からデータ集積装置９へ出力するパルス信号Ｂである。
Next, the operation of the flow
配管２を流れる圧縮空気の流量が微小流量用流量計４の計測範囲内にあるとき、すなわち、上限アラーム信号がＯＦＦの状態であるとき、微小流量用流量計４が出力するパルス信号Ａ（１０Ｌ毎に１パルス）は、信号切換部８２へ入力される。信号切換部８２は、その信号をそのままパルス信号Ｂとしてデータ集積装置９へ出力する。
When the flow rate of the compressed air flowing through the pipe 2 is within the measurement range of the
次に、圧縮空気の流量が次第に多くなり微小流量用流量計４の計測範囲の上限付近までくると、流量計４の上限アラーム信号がＯＦＦからＯＮになり、そのアラーム信号は信号切換部８２に出力される。その信号を受けた信号切換部８２は、信号変換部８１において大流量用流量計３からのアナログ信号とアナログ信号サンプリングパルスとに基づいて形成される仮想パルス信号（１０Ｌ毎に１パルス）をパルス信号Ｂとしてデータ集積装置９へ出力する。
Next, when the flow rate of the compressed air gradually increases and reaches the vicinity of the upper limit of the measurement range of the minute
再び、配管２を流れる圧縮空気の流量が微小流量用流量計４の計測範囲に入ると、上限アラーム信号がＯＮからＯＦＦに変化し、信号切換部８２は、微小流量用流量計４のパルス信号Ａをパルス信号Ｂとしてデータ集積装置９に出力する。
When the flow rate of the compressed air flowing through the pipe 2 enters the measurement range of the minute flow
このように、信号切換部８２にて取り扱う信号を同じ特定のパルス信号（１０Ｌ毎に１パルス）としているので、もし、切換える場合にパルス信号の読み抜けが生じても誤差は１パルス分（１０Ｌ）となる。出願人が検討している両流量計から出力される信号がパルス信号のものでは、微小流量用流量計が発信するパルス信号の特性よりも、大流量用流量計が発信するパルス信号の特性の方が流量に対するパルス間隔が長いので（例えば、１００Ｌ毎に１パルス）、切換える場合にパルスの読み抜けが生じると、流量の誤差が本発明の流量計測装置１０よりも大きくなる。
Thus, since the signal handled by the
以上のことから、本発明の流量計測装置は、パルス信号の切換えに伴う計測誤差を抑えることができる。 From the above, the flow rate measuring device of the present invention can suppress measurement errors accompanying switching of pulse signals.
次に、この流量計測装置１０を、圧縮空気を利用した生産設備６に適用した、圧縮空気の流量管理システムについて説明する。近年、地球環境保全のためのＣＯ２排出量の減量への対応は、重要な問題となっている。このような状況から、工場圧縮空気も電気を利用したコンプレッサにより作り出されているため、工場圧縮空気の使用量を低減することが望まれている。
Next, a flow management system for compressed air, in which the flow
図４は、図１に示す生産設備６の圧縮空気の使用状況を示す図である。横軸は、時間を表し、縦軸は、生産設備６が使用した圧縮空気の１０分毎の積算流量を表している。この使用状況を示すグラフは、流量計測装置１０から送られてくるパルス信号Ｂをデータ集積装置９で収集、解析している。
FIG. 4 is a diagram showing a state of use of compressed air in the production facility 6 shown in FIG. The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the integrated flow rate of compressed air used by the production facility 6 every 10 minutes. In the graph showing the use state, the pulse signal B sent from the
この生産設備６では、前日の１９時から当日の８時までは生産設備６および圧縮空気供給源１を停止しており、８時から９時、１２時から１３時、そして１７時から１９時までは、圧縮空気供給源１を作動し、生産設備６は停止している。それ以外の時間帯は、生産設備６、圧縮空気供給源１は作動している。 In this production facility 6, the production facility 6 and the compressed air supply source 1 are stopped from 19:00 on the previous day to 8:00 on the same day, from 8 to 9 o'clock, 12 to 13 o'clock, and 17 o'clock to 19 o'clock Until then, the compressed air supply source 1 is operated and the production facility 6 is stopped. In other time zones, the production facility 6 and the compressed air supply source 1 are operating.
８時から９時、１２時から１３時、１７時から１９時の時間帯、圧縮空気供給源１が作動し、生産設備６は停止している状態の時（手元バルブ５は開）は、生産設備６にある圧縮空気消費設備７では微小ながら圧縮空気が消費されている。しかしながら、１７時から１９時の時間帯では、生産設備６が停止しているにもかかわらず、他の時間帯に比べ、圧縮空気消費設備７の消費量が多くなっており、生産設備６の圧縮空気漏れなどの異常があることが分かる。
When the compressed air supply source 1 is activated and the production facility 6 is stopped during the time period from 8 o'clock to 9 o'clock, 12 o'clock to 13 o'clock, and 17 o'clock to 19 o'clock (the
また、圧縮空気供給源１が作動し、手元バルブ５が閉の状態である場合は、データ集積装置９にて収集した流量データを解析することにより、手元バルブ５の圧縮空気漏れの異常が分かる。
Further, when the compressed air supply source 1 is activated and the
一方、生産設備６が作動している時間帯では、圧縮空気の使用量が停止時に比べ非常に多い。この生産設備６の管理者は、この流量積算値を集計して、圧縮空気を生産設備６に供給するコストを容易に管理できるようになり、現場の作業者への省エネ活動の促進を図ることができる。また、現場の作業者も、どの程度圧縮空気を使用しているのかが定量的に分かるので、圧縮空気の消費量を低減させるために行った圧縮空気消費設備の改善の成果を把握することができる。 On the other hand, in the time zone in which the production facility 6 is operating, the amount of compressed air used is much greater than when it is stopped. The manager of the production facility 6 can easily manage the cost of supplying compressed air to the production facility 6 by summing up the integrated flow rate, and promote energy-saving activities for workers on site. Can do. Also, workers on site can quantitatively understand how much compressed air is being used, so it is possible to grasp the results of improvements in compressed air consumption equipment that were made to reduce compressed air consumption. it can.
また、生産設備６は、図２に示すように、複数（本実施例では３台）の消費設備７を有しており、消費設備７は、圧縮空気を送風利用、パージ（例えば可燃液体または気体を使用して製品の検査する検査装置内の掃気エア）利用、および圧縮空気を駆動力として利用する圧縮空気消費手段であればよい。例えば生産設備６は１台の消費設備７が稼動し、２台の消費設備が休止している場合において、稼動している消費設備７の消費する圧縮空気の積算量以上の過大な積算量が計測管理システムから認められるとき、休止中の２台のうち少なくとも一方に漏れ故障が発生していることを把握することができる。 Further, as shown in FIG. 2, the production facility 6 has a plurality (three in this embodiment) of consumption equipment 7, and the consumption equipment 7 uses compressed air for blowing and purging (for example, combustible liquid or Any means may be used as long as it is a compressed air consuming means that uses gas (scavenging air in an inspection apparatus for inspecting a product) and uses compressed air as a driving force. For example, in the production facility 6, when one consumption facility 7 is in operation and two consumption facilities are inactive, an excessive amount greater than the accumulated amount of compressed air consumed by the operating consumption facility 7 When recognized from the measurement management system, it is possible to grasp that a leakage failure has occurred in at least one of the two units that are not in operation.
３ 大流量用流量計
４ 微小流量用流量計
８ 信号変換装置
８１ 信号変換部
８２ 信号切換部
９ データ集積装置
１０ 流量計測装置
3 Flow meter for
Claims (8)
流量計測可能な第２の所定範囲を有する第２の流量計とを備え、
前記第１の所定範囲と前記第２の所定範囲とを組み合わせて流量を広範囲に計測する流量計測装置において、
前記第１の所定範囲および前記第２の所定範囲のうち、範囲の大きい一方の流量計は、流体の流量に応じたアナログ信号を出力し、
他方の流量計は、流体の流量に応じたパルス信号を出力し、
前記アナログ信号または前記パルス信号に基づいて積算可能な流量信号を出力する信号変換手段を備えることを特徴とする流量計測装置。 A first flow meter having a first predetermined range capable of measuring a flow rate;
A second flow meter having a second predetermined range capable of measuring a flow rate,
In the flow rate measuring device for measuring the flow rate in a wide range by combining the first predetermined range and the second predetermined range,
Of the first predetermined range and the second predetermined range, one of the flow meters having a larger range outputs an analog signal corresponding to the flow rate of the fluid,
The other flow meter outputs a pulse signal corresponding to the flow rate of the fluid,
A flow rate measuring device comprising signal conversion means for outputting a flow rate signal that can be integrated based on the analog signal or the pulse signal.
前記信号変換手段は、この上限出力信号を受信すると、前記アナログ信号に基づいて前記流量信号を出力することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の流量計測装置。 The other flow meter outputs an upper limit output signal when the interval between the pulse signals is equal to or less than a predetermined interval,
3. The flow rate measuring device according to claim 1, wherein when the upper limit output signal is received, the signal converting unit outputs the flow rate signal based on the analog signal. 4.
前記流量計測装置から出力される前記流量信号を取得し、その流量信号に基づいて所定時間ごとの積算流量を算出するデータ蓄積装置を備えたことを特徴とする流量管理システム。 The flow rate measuring device according to any one of claims 1 to 6 is provided in the middle of a path for guiding fluid from a fluid supply facility to a consumption facility,
A flow rate management system comprising a data storage device that acquires the flow rate signal output from the flow rate measuring device and calculates an integrated flow rate for each predetermined time based on the flow rate signal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004168719A JP2005345427A (en) | 2004-06-07 | 2004-06-07 | Measuring device of flow rate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2004168719A JP2005345427A (en) | 2004-06-07 | 2004-06-07 | Measuring device of flow rate |
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| JP (1) | JP2005345427A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113310660A (en) * | 2021-05-31 | 2021-08-27 | 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） | Automatic flow resistance control system for minimum flow |
-
2004
- 2004-06-07 JP JP2004168719A patent/JP2005345427A/en active Pending
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