JPH0645210Y2 - Flowmeter - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の目的］ 〈産業上の利用分野〉 本考案は流量に比例して回転する回転子を備える流量計
に関し、特に流量に比例して単位時間内に発生するパル
ス数を計数して流量を算出する容積型流量計に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Purpose of Invention] <Industrial Application Field> The present invention relates to a flow meter provided with a rotor that rotates in proportion to a flow rate, and particularly to a pulse generated in a unit time in proportion to a flow rate. The present invention relates to a positive displacement flow meter that counts numbers to calculate a flow rate.

〈従来の技術〉 従来より１対の回転子の回転数に対応して単位流量当た
り任意の一定パルス数を発生する流量センサと、該流量
センサの出力を計数するカウンタとを備えた流量計が広
く使用されている。この種の流量センサとしては、例え
ば本願出願人による特開昭62-47519号公報に開示される
ように回転子からの反射光を光センサにより検出して電
気的パルス信号に変換する型式のものがある。しかし、
有色流体や流体中の微小なごみ等が回転子に付着した場
合には、光の反射率が変化して正常に流量信号が発生せ
ず、流量を正確に測定できなくなるという問題があっ
た。また、流体の脈動等による逆流が生じると、回転子
が逆転して流量信号が二重に計数され、測定流量に誤差
を生じる虞れがある。このため、例えば位相を90度ずら
してパルス信号を出力させる等の逆流補正機能を付加す
ることがあるが、パルスの位相差設定が困難であり、か
つ構造が複雑化するという不都合がある。<Prior Art> Conventionally, a flow meter provided with a flow rate sensor that generates an arbitrary constant number of pulses per unit flow rate corresponding to the number of rotations of a pair of rotors and a counter that counts the output of the flow rate sensor is provided. Widely used. As a flow sensor of this type, for example, as disclosed in JP-A-62-47519 by the applicant of the present application, a type in which reflected light from a rotor is detected by an optical sensor and converted into an electric pulse signal There is. But,
When a colored fluid or minute dust in the fluid adheres to the rotor, there is a problem that the reflectance of light changes and a flow rate signal is not normally generated, and the flow rate cannot be accurately measured. Further, when a backflow occurs due to pulsation of fluid, the rotor reverses, the flow rate signal is double counted, and an error may occur in the measured flow rate. Therefore, for example, a backflow correction function such as outputting a pulse signal with a 90-degree phase shift may be added, but it is difficult to set the phase difference between the pulses and the structure becomes complicated.

また、別の型式の流量センサとして、回転子に埋設され
た磁石を電磁ピックアップ等の磁気センサにより感知す
る磁気式のものがある。この流量センサは、有色流体や
微小なごみ等の付着による影響を受けないが、一般に低
分解能であるために流量測定に要する時間が長いという
不都合があり、かつ同様に逆流補正の問題を解消できな
い。Further, as another type of flow rate sensor, there is a magnetic type sensor in which a magnet embedded in a rotor is detected by a magnetic sensor such as an electromagnetic pickup. This flow rate sensor is not affected by the adherence of colored fluid or minute dust, but it generally has a low resolution, so that it takes a long time to measure the flow rate, and similarly, the problem of backflow correction cannot be solved.

〈考案が解決しようとする課題〉 そこで、本考案の目的は、逆流補正機能を付加すること
なく比較的簡単な構造によって流量測定の異常を容易に
検出して有効に対処できるようにした流量計を提供する
ことにある。<Problems to be Solved by the Invention> Therefore, an object of the present invention is to provide a flowmeter capable of easily detecting an abnormality in flow rate measurement and effectively dealing with it by a relatively simple structure without adding a backflow correction function. To provide.

［考案の構成］ 〈課題を解決するための手段〉 上述の目的は、本考案によれば、流量に比例して回転す
る一対の回転子と、前記回転子の１回転につき２以上の
一定数の流量信号を発生する流量検出手段と、前記流量
信号の数を計数して流量を算出するカウンタ手段と、前
記回転子の１回転についての流量信号に対してn:1の割
合で少ない数の監視信号を発生する監視手段と、前記監
視信号の１サイクル中に実際に前記流量検出手段から発
生した前記流量信号の数をｎと比較して正常・異常を判
断する異常検出手段とを備える流量計であって、前記流
量検出手段が、前記一対の回転子の一方の端面に配置さ
れた複数の反射板及び該反射板からの反射光を感知する
光センサからなる光学式回転センサであり、前記監視手
段が、他方の回転子の端面に配置された磁石及び該磁石
の磁気を感知する磁気センサからなる磁気式回転センサ
であることを特徴とする流量計を提供することにより達
成される。[Means for Solving the Problems] <Means for Solving the Problems> According to the present invention, the above-described object is to provide a pair of rotors that rotate in proportion to a flow rate and a constant number of 2 or more per one rotation of the rotor. Flow rate detecting means for generating the flow rate signal, counter means for counting the number of the flow rate signals to calculate the flow rate, and a small number of n: 1 with respect to the flow rate signal for one rotation of the rotor. A flow rate provided with a monitoring means for generating a monitoring signal and an abnormality detecting means for comparing the number of the flow rate signals actually generated from the flow rate detecting means with n during one cycle of the monitoring signal to judge normality / abnormality. In the meter, the flow rate detection means is an optical rotation sensor including a plurality of reflectors arranged on one end surface of the pair of rotors and an optical sensor for sensing reflected light from the reflectors. The monitoring means is the end face of the other rotor. It is accomplished by providing a flow meter which is a magnetic rotation sensor comprising a magnetic sensor that senses arranged magnets and magnet magnetic.

〈作用〉 このようにすれば、構造が比較的簡単であり、かつ有色
流体や微小なごみ等の付着による影響または逆流が生じ
ると監視信号１サイクル中の流量信号の数が所定値ｎよ
り大きくまたは小さく変化するので、これらを比較する
ことによって流量測定の異常を容易に検出することがで
きる。特に、流量パルスを光学式回転センサで得るもの
とすることにより、高い分解能が得られ、監視パルスを
磁気式回転センサで得るものとすることにより、有色流
体や微小なごみ等の付着による影響を受けることのない
確実な異常検出が可能となる。<Operation> In this way, the structure is relatively simple, and the number of flow rate signals in one cycle of the monitoring signal is larger than the predetermined value n when the influence of the adherence of colored fluid or minute dust or the like or the backflow occurs. Since there is a small change, an abnormality in the flow rate measurement can be easily detected by comparing these. In particular, when the flow rate pulse is obtained by an optical rotation sensor, high resolution is obtained, and when the monitoring pulse is obtained by a magnetic rotation sensor, it is affected by adhesion of colored fluid or minute dust. It is possible to detect abnormalities without fail.

〈実施例〉 以下に添付の図面を参照して本考案を特定の実施例につ
いて詳細に説明する。<Embodiment> Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第１図には、本考案を適用した非円形歯車式流量計に使
用される流量センサ１が示されている。ハウジング２の
内部には、１対の楕円形歯車３、４がそれぞれ枢軸５、
６に回動自在に軸支されている。両歯車３、４は互いに
歯合し、かつハウジング２の内周面７に摺接して、周知
のように流入側と流出側との圧力差によって流量センサ
１を通過する流量に比例した速度で回転する。FIG. 1 shows a flow sensor 1 used in a non-circular gear type flow meter to which the present invention is applied. Inside the housing 2, a pair of elliptical gears 3, 4 are respectively provided with pivots 5,
It is rotatably supported on the shaft 6. The two gears 3 and 4 mesh with each other and are in sliding contact with the inner peripheral surface 7 of the housing 2, and at a speed proportional to the flow rate passing through the flow rate sensor 1 due to the pressure difference between the inflow side and the outflow side as is well known. Rotate.

第２図に併せて示されるように、一方の歯車３の端面８
には、枢軸５を中心とした或る円周上に一定間隔で複数
の、本実施例では８個のスリット反射板９が配置されて
いる。流量センサ１のハウジング２側には例えばフォト
インタラプタからなる光センサ10が固定されている。こ
のスリット反射板９と光センサ10とにより流量信号を出
力する流量検出手段11が構成され、発光部10aからの光
が反射板９により反射されて受光部10bにより感知され
ると電気的パルス信号に変換して出力される。従って、
本実施例では歯車３が１回転すると流量検出手段11から
８個の計測用パルス信号Cp1が出力される。As also shown in FIG. 2, the end surface 8 of one gear 3 is
In this embodiment, a plurality of slit reflectors 9 (in this embodiment, eight slit reflectors 9) are arranged at a constant interval on a certain circumference around the axis 5. An optical sensor 10 made of, for example, a photo interrupter is fixed to the housing 2 side of the flow rate sensor 1. The slit reflector 9 and the optical sensor 10 constitute a flow rate detecting means 11 for outputting a flow rate signal. When the light from the light emitting portion 10a is reflected by the reflector 9 and detected by the light receiving portion 10b, an electrical pulse signal is generated. Is converted to and output. Therefore,
In this embodiment, when the gear 3 makes one revolution, the flow rate detecting means 11 outputs eight measuring pulse signals Cp1.

他方の歯車４の端面12には、枢軸６を中心とした対称位
置に複数の、本実施例では180度間隔で２個の磁石13が
埋設されている。同様に、ハウジング２側には磁気素子
等からなる磁気センサ14が固定されている。この磁石13
と磁気センサ14とにより監視信号を出力する監視手段15
が構成され、磁気センサ14の近傍を磁石13が通過すると
パルス信号が出力される。従って、本実施例では歯車４
が１回転すると監視手段15から２個の監視用パルス信号
Cp2が出力される。この監視用パルス信号Cp2は、上述し
た計測用パルス信号Cp1と異なる位相を有するように設
定されている。In the end face 12 of the other gear 4, a plurality of magnets 13, two magnets 13 at 180-degree intervals in this embodiment, are embedded at symmetrical positions about the pivot 6. Similarly, a magnetic sensor 14 including a magnetic element is fixed to the housing 2 side. This magnet 13
And a magnetic sensor 14 for outputting a monitor signal to monitor means 15
When the magnet 13 passes near the magnetic sensor 14, a pulse signal is output. Therefore, in this embodiment, the gear 4
When the monitor makes one revolution, the monitoring means 15 outputs two monitoring pulse signals.
Cp2 is output. The monitoring pulse signal Cp2 is set to have a phase different from that of the above-described measurement pulse signal Cp1.

計測用パルス信号Cp1を出力する流量検出手段11からの
信号線16は、第３図に示されるように計測用カウンタ17
に接続されている。計測用カウンタ17には、歯車３の回
転即ち流量センサ１を通過する流量に比例した数の計測
用パルス信号Cp1が入力し、計測用カウンタ17が計数し
たパルス数に基づいて周知のように単位時間当たりの流
量が計算される。The signal line 16 from the flow rate detecting means 11 which outputs the measuring pulse signal Cp1 is connected to the measuring counter 17 as shown in FIG.
It is connected to the. A measurement pulse signal Cp1 of a number proportional to the rotation of the gear 3, that is, the flow rate passing through the flow rate sensor 1 is input to the measurement counter 17, and the unit is based on the number of pulses counted by the measurement counter 17 as is well known. The flow rate per hour is calculated.

また、計測用パルス信号Cp1の信号線16は、計測用カウ
ンタ17より手前で分岐して異常検出手段18を構成するカ
ウンタ19のクロックに接続されている。同様に、歯車４
の回転に比例した数の監視用パルス信号Cp2を出力する
監視手段15からの信号線20は、安定マルチバイブレータ
21を介してカウンタ19のリセットに接続されている。カ
ウンタ19の出力はコンパレータ22に接続され、かつコン
パレータ22には、更に所定のパルス数ｎ、即ち正常に歯
車３、４が回転してパルス信号が出力された場合に於け
る監視用パルス信号Cp2の１サイクルに対応する計測用
パルス信号Cp1の数を入力するための入力装置23が接続
されている。そして、コンパレータ22の出力は安定マル
チバイブレータ21の出力と共にラッチ24に接続されてい
る。Further, the signal line 16 of the measurement pulse signal Cp1 is connected to the clock of the counter 19 which branches before the measurement counter 17 and constitutes the abnormality detection means 18. Similarly, gear 4
The signal line 20 from the monitoring means 15 that outputs the monitoring pulse signal Cp2 in a number proportional to the rotation of the stable multivibrator
It is connected via 21 to the reset of the counter 19. The output of the counter 19 is connected to the comparator 22, and the comparator 22 outputs a pulse signal Cp2 for monitoring when a predetermined pulse number n, that is, when the gears 3 and 4 are normally rotated and a pulse signal is output. An input device 23 for inputting the number of measurement pulse signals Cp1 corresponding to one cycle of is connected. The output of the comparator 22 is connected to the latch 24 together with the output of the stable multivibrator 21.

次に第４図のタイムチャートを用いて第３図の異常検出
手段18の動作を説明する。計測用パルス信号Cp1がその
ままカウンタ19に入力されるのに対して、監視用パルス
信号Cp2は単安定マルチバイブレータ21に於て波形整形
した後にリセット信号Cp2′としてカウンタ19に入力さ
れる。カウンタ19はリセット信号Cp2′に基づいて入力
する計測用パルス信号Cp1のパルス数ｍを計数し、コン
パレータ22に出力する。コンパレータ22は、入力装置23
から印加される所定のパルス数設定値ｎ、本実施例では
ｎ＝４と実際のパルス数ｍとを比較してその結果をパル
ス信号Coutとしてラッチ24に出力する。Next, the operation of the abnormality detecting means 18 of FIG. 3 will be described with reference to the time chart of FIG. The measurement pulse signal Cp1 is input to the counter 19 as it is, whereas the monitoring pulse signal Cp2 is input to the counter 19 as a reset signal Cp2 ′ after waveform shaping in the monostable multivibrator 21. The counter 19 counts the number of pulses m of the measurement pulse signal Cp1 that is input based on the reset signal Cp2 ', and outputs it to the comparator 22. The comparator 22 is an input device 23.
A predetermined pulse number set value n applied from the above, n = 4 in this embodiment, and the actual pulse number m are compared, and the result is output to the latch 24 as a pulse signal Cout.

流量測定が正常な場合には、監視用信号１サイクル中に
流量検出手段11から４個の計測用パルス信号が出力され
ているのでｍ＝ｎとなる。従って、第４図に示されるよ
うに、高レベルのパルス信号Coutがコンパレータ20から
ラッチ22へ出力される。そして、このパルス信号と監視
用パルス信号Cp2とのタイミングが一致してラッチ22か
ら流量測定の正常状態を表わす信号が出力される。When the flow rate measurement is normal, m = n because four measurement pulse signals are output from the flow rate detection means 11 during one cycle of the monitoring signal. Therefore, as shown in FIG. 4, the high-level pulse signal Cout is output from the comparator 20 to the latch 22. Then, the timings of this pulse signal and the monitoring pulse signal Cp2 coincide with each other, and the latch 22 outputs a signal indicating a normal state of the flow rate measurement.

しかし、例えば有色流体や微小なごみ等の付着による影
響を受けた場合には監視用信号１サイクル中に出力され
る流量信号のパルス数ｍがｎより大きくなり、また逆流
を生じた場合には流量信号の数ｍがｎより小さくなる。
このような流量測定が異常状態の場合には、実際のパル
ス数ｍが設定値ｎと異なるので、監視用パルス信号Cp2
に対応する所定のタイミングにコンパレータ20からラッ
チ22に向けて正常時のような高レベルの信号が出力され
ない。このためラッチ22からの出力が変化し、それによ
って流量測定の異常を検出することができる。However, the number m of pulses of the flow rate signal output during one cycle of the monitoring signal becomes larger than n when it is affected by the adhesion of colored fluid or minute dust, and when the back flow occurs, the flow rate is increased. The number of signals m is smaller than n.
When such a flow rate measurement is in an abnormal state, the actual pulse number m differs from the set value n, so the monitoring pulse signal Cp2
At a predetermined timing corresponding to, the comparator 20 does not output a high level signal to the latch 22 as in the normal state. As a result, the output from the latch 22 changes, and thereby an abnormality in the flow rate measurement can be detected.

また、本考案は上述した一対の楕円形歯車からなる回転
子を有する流量センサに限定されるものではなく、他の
様々な回転子を有する流量センサについて適用すること
ができる。Further, the present invention is not limited to the flow rate sensor having the rotor including the pair of elliptical gears described above, but can be applied to flow rate sensors having various other rotors.

［考案の効果］ 上述したように本考案によれば、互いに歯合して回転す
る１対の回転子に設けられた光学式回転センサと磁気式
回転センサとからそれぞれ出力されるパルス信号に基づ
いて、監視用信号の１サイクル中に計数される実際の流
量信号のパルス数を所定の設定値と比較することによっ
て、逆流補正機能等を付加することなく比較的簡単な構
造を用いて流量測定の正常・異常を容易に判断し、異常
な場合に迅速かつ有効な対応を可能にすることができ
る。特に、流量パルスを光学式回転センサで得るものと
することにより、分解能を高める上に効果的であり、監
視パルスを磁気式回転センサで得るものとすることによ
り、有色流体や微小なごみ等の付着による影響を受ける
ことなく確実に異常を検出する上に効果的である。[Advantages of the Invention] As described above, according to the present invention, based on the pulse signals respectively output from the optical rotation sensor and the magnetic rotation sensor provided on the pair of rotors that mesh with each other and rotate. By comparing the number of pulses of the actual flow rate signal counted in one cycle of the monitoring signal with a predetermined set value, the flow rate can be measured using a relatively simple structure without adding a backflow correction function. It is possible to easily judge normality / abnormality, and to promptly and effectively deal with abnormalities. In particular, it is effective to increase the resolution by using the optical rotation sensor to obtain the flow rate pulse, and by using the magnetic rotation sensor to obtain the monitoring pulse, the adherence of colored fluid and minute dust, etc. It is effective for surely detecting an abnormality without being affected by.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第１図は、本考案に使用される流量センサを示す縦断面
図である。 第２図は、第１図の流量センサに使用される流量検出手
段及び監視手段の構造を概略的に示す断面図である。 第３図は、本考案に使用される異常検出手段の構成を示
すブロック図である。 第４図は、第３図の異常検出手段の動作を示すタイミン
グチャートである。 １……流量センサ、２……ハウジング ３、４……歯車、５、６……枢軸 ７……内周面、８……端面 ９……スリット反射板、10……光センサ 10a……発光部、10b……受光部 11……流量検出手段、12……端面 13……磁石、14……磁気センサ 15……監視手段、16……信号線 17……計測用カウンタ、18……異常検出手段 19……カウンタ、20……信号線 21……単安定マルチバイブレータ 22……コンパレータ、23……入力装置 24……ラッチFIG. 1 is a vertical sectional view showing a flow sensor used in the present invention. FIG. 2 is a sectional view schematically showing the structure of the flow rate detecting means and the monitoring means used in the flow rate sensor of FIG. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the abnormality detecting means used in the present invention. FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the abnormality detecting means shown in FIG. 1 ... Flow rate sensor, 2 ... Housing 3, 4 ... Gear, 5, 6 ... Axis 7 ... Inner peripheral surface, 8 ... End surface 9 ... Slit reflector, 10 ... Optical sensor 10a ... Light emission Part, 10b ... Light receiving part 11 ... Flow rate detecting means, 12 ... End face 13 ... Magnet, 14 ... Magnetic sensor 15 ... Monitoring means, 16 ... Signal line 17 ... Measuring counter, 18 ... Abnormal Detection means 19 …… Counter, 20 …… Signal line 21 …… Monostable multivibrator 22 …… Comparator, 23 …… Input device 24 …… Latch

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項１】流量に比例して回転する一対の回転子と、
前記回転子の１回転につき２以上の一定数の流量信号を
発生する流量検出手段と、前記流量信号の数を計数して
流量を算出するカウンタ手段と、前記回転子の１回転に
ついての流量信号に対してn:1の割合で少ない数の監視
信号を発生する監視手段と、前記監視信号の１サイクル
中に実際に前記流量検出手段から発生した前記流量信号
の数をｎと比較して正常・異常を判断する異常検出手段
とを備える流量計であって、 前記流量検出手段が、前記一対の回転子の一方の端面に
配置された複数の反射板及び該反射板からの反射光を感
知する光センサからなる光学式回転センサであり、 前記監視手段が、他方の回転子の端面に配置された磁石
及び該磁石の磁気を感知する磁気センサからなる磁気式
回転センサであることを特徴とする流量計。1. A pair of rotors that rotate in proportion to the flow rate,
A flow rate detecting means for generating a constant flow rate signal of two or more per one rotation of the rotor, a counter means for counting the number of the flow rate signals to calculate a flow rate, and a flow rate signal for one rotation of the rotor. In comparison with the monitoring means for generating a small number of monitoring signals at a ratio of n: 1, and the number of the flow rate signals actually generated from the flow rate detecting means during one cycle of the monitoring signal is compared with n. A flowmeter including an abnormality detecting unit for determining an abnormality, wherein the flow amount detecting unit senses a plurality of reflectors arranged on one end surface of the pair of rotors and light reflected from the reflectors. An optical rotation sensor including an optical sensor, wherein the monitoring unit is a magnetic rotation sensor including a magnet disposed on an end surface of the other rotor and a magnetic sensor that senses the magnetism of the magnet. A flow meter that does.