(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流れに応じて回転する回転体とともに回転する磁石の回転を検出して方形波信号として出力し、その出力が互いに位相差を有するように配置された第１の磁気センサと第２の磁気センサと、
前記２つの磁気センサに間欠的に所定時間ずつ電源を供給して駆動させる駆動回路と、
前記駆動回路から磁気センサへの電源供給時における前記第１の磁気センサの出力を記憶する第１記憶部と、前記駆動回路から磁気センサへの電源供給時における前記第２の磁気センサの出力を記憶する第２記憶部と、
第１記憶部からの出力をカウント信号、第２記憶部からの出力を回転方向信号とする第１の状態と、第２記憶部からの出力をカウント信号、第１記憶部からの出力を回転方向信号とする第２の状態とを切替える切替部と、
前記カウント信号の立上がりエッジ、又は／及び、カウント信号の立下がりエッジの際の前記回転方向信号の状態により、加算動作又は減算動作を行なう演算部と、を有し、
前記演算部からの切替信号により、前記第１の状態と第２の状態とを切替えるようにしたことを特徴とする流量計。
【請求項２】
流体の流れに応じて回転する回転体とともに回転する磁石の回転を検出して方形波信号として出力し、その出力が互いに位相差を有するように配置された第１の磁気センサと第２の磁気センサと、
前記２つの磁気センサに間欠的に所定時間ずつ電源を供給して駆動する駆動回路と、
前記駆動回路から磁気センサへの電源供給時における前記２つの磁気センサの一方の出力を記憶する第１記憶部と、他方の出力を記憶する第２記憶部と、
第１の磁気センサからの出力を第１記憶部へ入力し、第２の磁気センサからの出力を第２記憶部へ入力する第１の状態と、第１の磁気センサからの出力を第２記憶部へ入力し、第２の磁気センサからの出力を第１記憶部へ入力する第２の状態とを切替える切替部と、
第１記憶部からの出力と第２記憶部からの出力のうち一方をカウント信号とし、他方を回転方向信号として、前記カウント信号の立上がりエッジ、又は／及び、カウント信号の立下がりエッジの際の前記回転方向信号の状態により、加算動作又は減算動作を行なう演算部と、を有し、
前記演算部からの切替信号により、前記第１の状態と第２の状態とを切替えるようにしたことを特徴とする流量計。
【請求項３】
カウント信号の立上がりエッジ、又は／及び、カウント信号の立下がりエッジの際の前記回転方向信号の状態により、回転体の回転方向の判別を行い、
回転体の回転数が所定値以上の場合において、回転体の回転方向の判別で、正転と逆転が混在しているときに、前記第１の状態と第２の状態とを切替えるようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の流量計。
【請求項４】
カウント信号の立上がりエッジ、又は／及び、カウント信号の立下がりエッジの際の前記回転方向信号の状態により、回転体の回転方向の判別を行い、
回転体の回転数が、所定値以上の場合において、回転体の回転方向の判別が、直前の判別と異なるときに、前記第１の状態と第２の状態とを切替えるようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の流量計。
【請求項５】
流体の流れに応じて回転する回転体とともに回転する磁石の回転を検出し、その出力信号が互いに位相差を有するように配置された第１の磁気センサと第２の磁気センサと、
前記２つの磁気センサに間欠的に所定時間ずつ電源を供給して駆動する駆動回路と、
第１の磁気センサからの出力信号と、第２の磁気センサからの出力信号から回転体の回転方向の判別を行って、加算動作又は減算動作を行なう演算部と、を有し、
前記駆動回路は、前記磁気センサへ第１駆動間隔で電源を供給し、所定間隔で所定の時間の間は、該第１駆動間隔より短い第２駆動間隔で磁気センサへ電源を供給し、
前記回転体の単位時間当りの回転数が、所定値より大きい場合には、前記第２駆動間隔時のみ回転体の回転方向の判別を行い、第１駆動間隔時の場合は回転体の回転方向の判別を行わず、直前に判別した回転方向に基づいて、前記加算動作又は減算動作を行なうことを特徴とする流量計。
【請求項６】
流体の流れに応じて回転する回転体とともに回転する磁石の回転を検出し、その出力信号が互いに位相差を有するように配置された第１の磁気センサと第２の磁気センサと、
前記２つの磁気センサに間欠的に所定時間ずつ電源を供給して駆動する駆動回路と、
第１の磁気センサからの出力信号と、第２の磁気センサからの出力信号から回転体の回転方向の判別を行って、加算動作又は減算動作を行なう演算部と、を有し、
前記駆動回路は、前記磁気センサへ第１駆動間隔で電源を供給し、前記回転体の単位時間当りの回転数が、所定値より大きい場合には、所定間隔で所定の時間の間は、該第１駆動間隔より短い第２駆動間隔で磁気センサへ電源を供給し、
前記回転体の単位時間当りの回転数が、所定値より大きい場合には、前記第２駆動間隔時のみ回転体の回転方向の判別を行い、第１駆動間隔時の場合は回転体の回転方向の判別を行わず、直前に判別した回転方向に基づいて、前記加算動作又は減算動作を行なうことを特徴とする流量計。
【請求項７】
流体の流れに応じて回転する回転体とともに回転する磁石の回転を検出し、その出力信号が互いに位相差を有するように配置された第１の磁気センサと第２の磁気センサと、
前記２つの磁気センサに間欠的に所定時間ずつ電源を供給して駆動する駆動回路と、
第１の磁気センサからの出力信号と、第２の磁気センサからの出力信号から回転体の回転方向の判別を行って、加算動作又は減算動作を行なう演算部と、を有し、
前記駆動回路は、前記磁気センサへ第１駆動間隔で電源を供給し、
前記回転体の単位時間当りの回転数が、所定値より大きくなった場合には、回転体の回転方向の判別結果において、その判別した回転方向が、所定の回数以上同じとなるまでの間は、該第１駆動間隔より短い第２駆動間隔で磁気センサへ電源を供給し、それ以後、前記回転体の単位時間当りの回転数が、所定値以下となるまで、回転体の回転方向の判別を行わず、直前に判別した回転方向に基づいて、前記加算動作又は減算動作を行なうことを特徴とする流量計。
【請求項８】
流体の流れに応じて回転する回転体とともに回転する磁石の回転を検出し、その出力信号が互いに位相差を有するように配置された第１の磁気センサと第２の磁気センサと、
前記２つの磁気センサに間欠的に所定時間ずつ電源を供給して駆動する駆動回路と、
第１の磁気センサからの出力信号と、第２の磁気センサからの出力信号から回転体の回転方向の判別を行って、加算動作又は減算動作を行なう演算部と、を有し、
前記駆動回路は、前記磁気センサへ第１駆動間隔で電源を供給し、
前記回転体の単位時間当りの回転数が、所定値より大きくなった場合には、所定時間、該第１駆動間隔より短い第２駆動間隔で磁気センサへ電源を供給し、それ以後、前記回転体の単位時間当りの回転数が、所定値以下となるまで、回転体の回転方向の判別を行わず、直前に判別した回転方向に基づいて、前記加算動作又は減算動作を行なうことを特徴とする流量計。
【請求項９】
一方の磁気センサからの出力をカウント信号とし、他方の磁気センサからの出力を回転方向信号として回転体の回転方向の判別を行い、
前記回転体の回転方向の判別を行わない場合には、回転方向信号として用いる磁気センサへの電源を供給しないことを特徴とする請求項５乃至８の何れか１項に記載の流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流量計に関する。
【背景技術】
【０００２】
水道水の流れに応じて回転する羽根車等の回転体の上部に磁石を固設し、この磁石の回転を検出して出力信号を出力するとともに、互いに出力する信号の位相が異なる２つの磁気センサが設けられ、この２つの磁気センサからの出力信号に基づいて、水道水の流量を測定する電子式水道メータがある。
【０００３】
磁気抵抗素子を用いた磁気センサを使用した場合、前記磁石が１回転する間に２パルス出力される。この磁気センサを、その出力の位相差が９０°となるように配置し、その２つの磁気センサの出力信号のデューティ比が５０：５０の場合、２つの磁気センサの出力信号は図７のようになる。
【０００４】
この図７の一方の磁気センサからの出力信号（Ａ相）の立上がりエッジ、又は／及び、立下りエッジにおいて、他方の磁気センサからの出力信号（Ｂ相）の状態（ＨｉｇｈレベルかＬｏｗレベル）から回転方向を判断するとともに、演算動作が行われる。Ａ相の立上がりエッジにおいてＢ相がＨｉｇｈレベル、又は、Ａ相の立ち下がりエッジにおいてＢ相がＬｏｗレベルならば正転、Ａ相の立上がりエッジにおいてＢ相がＬｏｗレベル、又は、Ａ相の立ち下がりエッジにおいてＢ相がＨｉｇｈレベルならば逆転と判断するように構成されている。なおこの正転、逆転の判断は、電子式水道メータの構成等により、逆となる場合もある。
【０００５】
サンプリング方式（時分割方式）の場合には、回転体の回転方向を正しく検知するには、図７におけるＡ相の立上がりからＢ相の立下りまでの時間（Ｔ１）と、Ａ相の立下りからＢ相の立上がりまでの時間（Ｔ３）内に、夫々少なくとも１回ずつサンプリングを行う必要がある。そのため、最低、サンプリングパルスの周波数（単位時間当りのサンプリング回数）は、磁気センサからの出力信号の最大周波数の４倍（単位時間当りの回転体の最大回転数の８倍）とする必要がある。
【０００６】
しかし、前記電子式水道メータに用いる磁気センサは、その出力信号（方形信号）のデューティ比が５０：５０であることが望ましいが、製造された磁気センサのデューティ比にはバラつきがある。電子式水道メータに用いることができる磁気センサのデューティ比の範囲を広くすることができれば、磁気センサの歩留まりを上げ、コストを低減することができる。
【０００７】
仮に、磁気センサを、その出力の位相差が９０°となるように配置し、その２つの磁気センサの出力信号のデューティ比が３０：７０の場合には、２つの磁気センサの出力信号は図８のようになる。この図８において、Ｔ１：Ｔ２：Ｔ３：Ｔ４＝０．５：２．５：４．５：２．５となる。前述のように、サンプリング方式の場合には、図８のＴ１とＴ３の時間内に、少なくとも１回ずつサンプリングする必要がある。そのためには、サンプリングパルスの周波数を、最低、磁気センサからの出力信号の最大周波数の２０倍（単位時間当りの回転体の最大回転数の４０倍）とする必要がある。このように、使用できる磁気センサのデューティ比の範囲を広くするほど、そのデューティ比においても、回転方向を正確に検知するには、サンプリングパルスの周波数を高くする必要が生じ、それとともに消費電力も大きくなってしまうという問題がある。
【０００８】
この消費電力を減らす方法として、回転体の回転数が一定以上となった場合には、回転方向が変化せず継続しているものとして、回転方向の判別を行わず、直前に判別した回転方向を用いて流量等を演算するようにした流量計が知られている（特許文献１参照）。
【０００９】
この特許文献１においては、高速回転時においては、一方の磁気センサからの出力信号のレベルの変化を検知できればよく、全ての回転域において、回転体の回転方向の判別を行う場合と比較して、サンプリング周波数を低くすることができ消費電力を低く抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平３−２０６９１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前記特許文献１の流量計において、サンプリングを行った直後に、回転体が直前のサンプリング時の回転方向とは逆方向に回転するとともに、一気に回転体の回転数が、所定値以上となってしまった場合には、その後、回転体の回転数が所定値以下となるまでの間は、回転体の回転方向の判別を行わないため、高速回転時の回転方向と、流量等の算出に使用している回転方向とは異なってしまい、正確な流量を測定できない虞がある。
【００１２】
そこで、本発明は、使用できる磁気センサのデューティ比の範囲を広くした場合においても消費電力を低く抑えるとともに、高速回転時においても回転体の回転方向を正しく判別できる流量計を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、流体の流れに応じて回転する回転体とともに回転する磁石の回転を検出して方形波信号として出力し、その出力が互いに位相差を有するように配置された第１の磁気センサと第２の磁気センサと、
前記２つの磁気センサに間欠的に所定時間ずつ電源を供給して駆動させる駆動回路と、
前記駆動回路から磁気センサへの電源供給時における前記第１の磁気センサの出力を記憶する第１記憶部と、前記駆動回路から磁気センサへの電源供給時における前記第２の磁気センサの出力を記憶する第２記憶部と、
第１記憶部からの出力をカウント信号、第２記憶部からの出力を回転方向信号とする第１の状態と、第２記憶部からの出力をカウント信号、第１記憶部からの出力を回転方向信号とする第２の状態とを切替える切替部と、
前記カウント信号の立上がりエッジ、又は／及び、カウント信号の立下がりエッジの際の前記回転方向信号の状態により、加算動作又は減算動作を行なう演算部と、を有し、
前記演算部からの切替信号により、前記第１の状態と第２の状態とを切替えるようにしたことを特徴とする流量計である。
【００１４】
請求項２記載の発明は、流体の流れに応じて回転する回転体とともに回転する磁石の回転を検出して方形波信号として出力し、その出力が互いに位相差を有するように配置された第１の磁気センサと第２の磁気センサと、
前記２つの磁気センサに間欠的に所定時間ずつ電源を供給して駆動する駆動回路と、
前記駆動回路から磁気センサへの電源供給時における前記２つの磁気センサの一方の出力を記憶する第１記憶部と、他方の出力を記憶する第２記憶部と、
第１の磁気センサからの出力を第１記憶部へ入力し、第２の磁気センサからの出力を第２記憶部へ入力する第１の状態と、第１の磁気センサからの出力を第２記憶部へ入力し、第２の磁気センサからの出力を第１記憶部へ入力する第２の状態とを切替える切替部と、
第１記憶部からの出力と第２記憶部からの出力のうち一方をカウント信号とし、他方を回転方向信号として、前記カウント信号の立上がりエッジ、又は／及び、カウント信号の立下がりエッジの際の前記回転方向信号の状態により、加算動作又は減算動作を行なう演算部と、を有し、
前記演算部からの切替信号により、前記第１の状態と第２の状態とを切替えるようにしたことを特徴とする流量計である。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の流量計において、カウント信号の立上がりエッジ、又は／及び、カウント信号の立下がりエッジの際の前記回転方向信号の状態により、回転体の回転方向の判別を行い、
回転体の回転数が所定値以上の場合において、回転体の回転方向の判別で、正転と逆転が混在しているときに、前記第１の状態と第２の状態とを切替えるようにしたことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項１又は２記載の流量計において、カウント信号の立上がりエッジ、又は／及び、カウント信号の立下がりエッジの際の前記回転方向信号の状態により、回転体の回転方向の判別を行い、
回転体の回転数が、所定値以上の場合において、回転体の回転方向の判別が、直前の判別と異なるときに、前記第１の状態と第２の状態とを切替えるようにしたことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項５記載の発明は、流体の流れに応じて回転する回転体とともに回転する磁石の回転を検出し、その出力信号が互いに位相差を有するように配置された第１の磁気センサと第２の磁気センサと、
前記２つの磁気センサに間欠的に所定時間ずつ電源を供給して駆動する駆動回路と、
第１の磁気センサからの出力信号と、第２の磁気センサからの出力信号から回転体の回転方向の判別を行って、加算動作又は減算動作を行なう演算部と、を有し、
前記駆動回路は、前記磁気センサへ第１駆動間隔で電源を供給し、所定間隔で所定の時間の間は、該第１駆動間隔より短い第２駆動間隔で磁気センサへ電源を供給し、
前記回転体の単位時間当りの回転数が、所定値より大きい場合には、前記第２駆動間隔時のみ回転体の回転方向の判別を行い、第１駆動間隔時の場合は回転体の回転方向の判別を行わず、直前に判別した回転方向に基づいて、前記加算動作又は減算動作を行なうことを特徴とする流量計である。
【００１８】
請求項６記載の発明は、流体の流れに応じて回転する回転体とともに回転する磁石の回転を検出し、その出力信号が互いに位相差を有するように配置された第１の磁気センサと第２の磁気センサと、
前記２つの磁気センサに間欠的に所定時間ずつ電源を供給して駆動する駆動回路と、
第１の磁気センサからの出力信号と、第２の磁気センサからの出力信号から回転体の回転方向の判別を行って、加算動作又は減算動作を行なう演算部と、を有し、
前記駆動回路は、前記磁気センサへ第１駆動間隔で電源を供給し、前記回転体の単位時間当りの回転数が、所定値より大きい場合には、所定間隔で所定の時間の間は、該第１駆動間隔より短い第２駆動間隔で磁気センサへ電源を供給し、
前記回転体の単位時間当りの回転数が、所定値より大きい場合には、前記第２駆動間隔時のみ回転体の回転方向の判別を行い、第１駆動間隔時の場合は回転体の回転方向の判別を行わず、直前に判別した回転方向に基づいて、前記加算動作又は減算動作を行なうことを特徴とする流量計である。
【００１９】
請求項７記載の発明は、流体の流れに応じて回転する回転体とともに回転する磁石の回転を検出し、その出力信号が互いに位相差を有するように配置された第１の磁気センサと第２の磁気センサと、
前記２つの磁気センサに間欠的に所定時間ずつ電源を供給して駆動する駆動回路と、
第１の磁気センサからの出力信号と、第２の磁気センサからの出力信号から回転体の回転方向の判別を行って、加算動作又は減算動作を行なう演算部と、を有し、
前記駆動回路は、前記磁気センサへ第１駆動間隔で電源を供給し、
前記回転体の単位時間当りの回転数が、所定値より大きくなった場合には、回転体の回転方向の判別結果において、その判別した回転方向が、所定の回数以上同じとなるまでの間は、該第１駆動間隔より短い第２駆動間隔で磁気センサへ電源を供給し、それ以後、前記回転体の単位時間当りの回転数が、所定値以下となるまで、回転体の回転方向の判別を行わず、直前に判別した回転方向に基づいて、前記加算動作又は減算動作を行なうことを特徴とする流量計である。
【００２０】
請求項８記載の発明は、流体の流れに応じて回転する回転体とともに回転する磁石の回転を検出し、その出力信号が互いに位相差を有するように配置された第１の磁気センサと第２の磁気センサと、
前記２つの磁気センサに間欠的に所定時間ずつ電源を供給して駆動する駆動回路と、
第１の磁気センサからの出力信号と、第２の磁気センサからの出力信号から回転体の回転方向の判別を行って、加算動作又は減算動作を行なう演算部と、を有し、
前記駆動回路は、前記磁気センサへ第１駆動間隔で電源を供給し、
前記回転体の単位時間当りの回転数が、所定値より大きくなった場合には、所定時間、該第１駆動間隔より短い第２駆動間隔で磁気センサへ電源を供給し、それ以後、前記回転体の単位時間当りの回転数が、所定値以下となるまで、回転体の回転方向の判別を行わず、直前に判別した回転方向に基づいて、前記加算動作又は減算動作を行なうことを特徴とする流量計である。
【００２１】
請求項９記載の発明は、請求項５乃至８の何れか１項に記載の流量計において、一方の磁気センサからの出力をカウント信号とし、他方の磁気センサからの出力を回転方向信号として回転体の回転方向の判別を行い、
前記回転体の回転方向の判別を行わない場合には、回転方向信号として用いる磁気センサへの電源を供給しないことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１乃至４記載の発明によれば、切替部により、カウント信号又は回転方向信号として用いる、第１と第２の磁気センサからの出力を入れ替えることできるようにしたことにより、サンプリングパルスの周波数をそれほど上げることなく、回転体の回転方向の判別を精度良く行え、低消費電力とすることができる。
【００２３】
また、磁気センサの出力信号のデューティ比が悪い場合にも、前記従来技術のように、サンプリングパルスの周波数を大幅に上げることなく、デューティ比が５０：５０の場合とほぼ同じサンプリングパルスの周波数で対応することができるため、消費電力をほとんど上げることなく、広範囲の磁気センサを使用することができるため、磁気センサの歩留まりを上げ、コスト低減を図ることができる。
【００２４】
請求項５乃至９記載の発明によれば、回転体の単位時間当りの回転数が、所定値より大きくなった場合に、第１駆動間隔より短い第２駆動間隔で、所定間隔、又は、所定時間、又は、所定回数の回転方向の判別を行うことにより、前記特許文献１のような回転方向の誤検知を防止し、消費電力をそれほど増加することなく、回転体の回転方向の判別を精度良く行える。
【００２５】
また、磁気センサの出力信号のデューティ比が悪い場合にも、前記従来技術と比較して、高周波数のサンプリングパルスで磁気センサに電源を供給する時間を減らし、消費電力をあまり増加することなく、広範囲の磁気センサを使用することができ、磁気センサの歩留まりを上げ、コスト低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施例１の流量計における回転体と計測部との関係を示す図。
【図２】本発明の実施例１の流量計の全体構成を示すブロック図。
【図３】本実施例１を説明するための磁気センサからの出力波形。
【図４】本実施例１を説明するための磁気センサからの出力波形。
【図５】本発明の実施例２の流量計の全体構成を示すブロック図。
【図６】本発明の実施例３の流量計の全体構成を示すブロック図。
【図７】２つの磁気センサの出力信号のデューティ比が５０：５０の場合の出力波形。
【図８】２つの磁気センサの出力信号のデューティ比が３０：７０の場合の出力波形。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の流量計は、水道水等の液体や、ガス等の気体の被計測流体の流れに応じて、羽根車等の回転体が回転し、この回転体の回転を磁気センサで検出し、該磁気センサからの出力信号に基づいて流量を計測する流量計である。この流量計は、水道メータやガスメータに用いることができ、以下の実施例においては、水道メータに適用した実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２８】
図１乃至図４は本発明の実施例１を示す。
図２は、本実施例１の流量計の全体構成を示すブロック図である。
【００２９】
水道メータは、内部に図１に示すような回転体である羽根車１を備え、該羽根車１の上端部には、磁石２が固設されている。該磁石２は、羽根車１の軸方向と直交する方向に磁化され、すなわち、１つのＮ極と１つのＳ極とが、羽根車１の軸の周方向において１８０度離れて設けられている。
【００３０】
前記羽根車１の上方近傍には、計測部３が設けられている。該計測部３内には、第１の磁気センサ４と，第２の磁気センサ５が備えられている。２つの磁気センサ４，５は、磁気抵抗素子を用いた磁気センサであり、前記磁石２が羽根車１とともに回転する際の磁界の変化を磁気抵抗素子で検出して、例えば図３に示すような、方形波信号として出力する。また、磁気センサ４，５は、羽根車１が１回転する間に、２周期（２パルス）の方形波信号を出力する。２つの磁気センサ４，５からの出力信号が、互いに電気的に９０度位相がずれるように、２つの磁気センサ４，５は配設されている。
【００３１】
駆動回路６は、２つの磁気センサ４，５に、所定の間隔で間欠的に所定の短時間ずつ電源を供給して、磁気センサ４，５を駆動する。本実施例においては、駆動回路６から、周波数５１２Ｈｚ、パルス幅が、その周期より大幅に短い（実施例では、２０μＳ）のサンプリングパルスを出力し、該サンプリングパルスが磁気センサ４，５の電源電圧として印加されて磁気センサ４，５を駆動する。
【００３２】
前記第１の磁気センサ４からの出力が、第１記憶部７に入力され、第２の磁気センサ５からの出力が、第２記憶部８に入力されている。２つの記憶部７，８には、駆動回路６から磁気センサ４，５への電源供給と同じタイミングで記憶タイミング信号が入力され、記憶部７，８は、記憶タイミング信号の入力の際の磁気センサ４，５の出力の状態（ＨｉｇｈレベルかＬｏｗレベル）を記憶し、記憶した状態を切替部９へ出力する。
【００３３】
前記切替部９は、第１記憶部７からの出力をカウント信号、第２記憶部８からの出力を回転方向信号として演算部１０へ入力する第１の状態と、第１記憶部７からの出力を回転方向信号、第２記憶部８からの出力をカウント信号として演算部１０へ入力する第２の状態とに切替えることができるようになっている。
【００３４】
前記演算部１０は、カウント信号の立上がりエッジ（ＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルへの反転時）と、立下がりエッジ（ＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルへの反転時）における回転方向信号の状態（Ｈｉｇｈレベル又はＬｏｗレベル）から、羽根車１の回転方向を判別して、羽根車１の回転方向が正転と判別した場合は、羽根車１／４回転に相当する値を記憶していた直前の積算値に加算し、羽根車１の回転方向が逆転と判別した場合は、羽根車１／４回転に相当する値を、記憶していた直前の積算値から減算し、新しい積算値を記憶するとともに、図示しない表示部に新しい積算値から流量等を演算し更新表示する。
【００３５】
前記演算部１０は、所定時間（本実施例では３．６秒間）における前記積算値の変化から羽根車１の単位時間当りの回転数を演算するようになっている。この単位時間当りの回転数が、所定値（本実施例においては、カウント信号の周波数が２０Ｈｚ、すなわち、羽根車１の回転数が１０回転／ｓ）より大きいときに、羽根車１の回転方向の判別が、直前に行った回転方向の判別結果と異なる場合には、羽根車１の回転方向が安定しないとして、切替え信号を前記切替部９に出力し、切替部９は他方の状態へと切替える。すなわち、第１の状態の場合には第２の状態に、第２の状態の場合には第１の状態に切替えるようになっている。
【００３６】
図３は、２つの磁気センサ４，５の出力信号のデューティ比が３０：７０で、第１記憶部７からの出力信号をカウント信号と、第２記憶部８からの出力信号を回転方向信号として用い、［１］〜［１０］のときに、演算部１０からタイミング信号が入力されてサンプリングを行った場合を示す。羽根車１の回転方向の判別は、カウント信号におけるレベルが反転した際、この図３においては、［３］、［５］、［８］、［１０］において行われ、その判別結果は、［３］は逆転、［５］は正転、［８］は正転、［１０］は正転と判別される。しかし、［２］〜［３］の間における第１磁気センサ４からの出力信号における立上がりエッジの際、回転方向信号はＨｉｇｈレベルであり、羽根車１の正しい回転方向は正転であり、［３］においては、羽根車１の回転方向が正しく判別されていないことが分る。なお、羽根車１の回転方向の判別としては、カウント信号の立上がりエッジにおいて回転方向信号がＨｉｇｈレベル、又は、カウント信号の立ち下がりにおいて回転方向信号がＬｏｗレベルならば正転と判別し、カウント信号の立上がりエッジにおいて回転方向信号がＬｏｗレベル、又は、カウント信号の立ち下がりエッジにおいて回転方向信号がＨｉｇｈレベルならば逆転と判別するようになっている。
【００３７】
この、図３におけるカウント信号と回転方向信号を入れ替えると、すなわち、第２記憶部８からの出力信号をカウント信号、第１記憶部７からの出力信号を回転方向信号とすると、図４に示す状態となる。この図４においては、［２］、［３］、［７］、［９］全てにおいて正転と判別される。なお、羽根車１の回転方向の判別としては、図３とは逆に、カウント信号の立上がりエッジにおいて回転方向信号がＬｏｗレベル、又は、カウント信号の立ち下がりエッジにおいて回転方向信号がＨｉｇｈレベルならば正転と判別し、カウント信号の立上がりエッジにおいて回転方向信号がＨｉｇｈレベル、又は、カウント信号の立ち下がりエッジにおいて回転方向信号がＬｏｗレベルならば逆転と判別するようになっている。
【００３８】
本実施例では、羽根車１の単位時間当りの回転数が、所定値以上の高回転において、羽根車１の回転方向が変わることがないため、演算部１０は、高回転において、図３のように、正転と逆転が混在している場合には、羽根車１の回転方向の判別が安定しないとして判別し、切替部９により第１と第２の状態を切替えるようになっている。これにより、回転方向の誤検知を防止することができる。
【００３９】
従来であれば、図３の［３］の誤検知を無くすためには、サンプリング間隔をより短くする（サンプリングパルスの周波数を上げる）必要があるが、本実施例は、サンプリングパルスの周波数を上げることなく、カウント信号と回転方向信号に用いる信号を、一方の記憶部７（８）からの出力信号を、他方の記憶部８（７）からの出力信号に入れ替えるのみで、回転方向の誤検知を防止することができる。
【００４０】
前記従来技術では、図８のＴ１、と、Ｔ３の間に、夫々少なくとも１回サンプリングをする必要があるが、本実施例は、第１と２記憶部７，８からの出力信号を入れ替えるようにしたことにより、Ｔ１又はＴ２、と、Ｔ３又はＴ４の夫々の間に少なくとも１回サンプリングすればよくなり、サンプリングパルスの周波数を、最低、磁気センサ４，５からの出力信号における最大周波数の４倍（単位時間当りの回転体の最大回転数の８倍）とすればよい。本実施例においては、羽根車１の最大回転数を５０回転／ｓ、磁気センサ４，５からの出力信号の最大周波数では１００Ｈｚとし、そのサンプリングパルスの周波数を５１２Ｈｚとした。このように、従来であれば、２つの磁気センサの出力信号のデューティ比が３０：７０の場合には、サンプリングパルスの周波数を最低２０００Ｈｚに設定する必要があるところを、本実施例では、羽根車１の回転方向の誤検知をすることなく、サンプリングパルスの周波数を５１２Ｈｚとすることができ、消費電力を大幅に減らし、電池寿命をのばすことができる。また、全ての回転域において、羽根車１の回転方向の判別を行うため、前記特許文献１のような回転方向の誤検知を防止することができる。
【００４１】
このように、磁気センサ４，５からの出力信号におけるデューティ比が３０：７０と悪い場合においても、デューティ比５０：５０の場合とほぼ同じサンプリングパルスの周波数で対応することができ、消費電力をあまり増加することなく、広範囲の磁気センサを使用することができ、磁気センサの歩留まりを上げ、コスト低減を図ることができる。
【００４２】
なお、前記実施例１においては、羽根車１の単位時間当りの回転数が、一定以上の高回転において、羽根車１の回転方向の判別が安定しないときに、切替部９は、演算部１０からの切替え信号により、第１と第２の状態を切替えたが、羽根車１の回転数に関係なく、羽根車１の回転方向の判別が安定しないときに、切替部９により第１と第２の状態を切替えるようにしてもよい。
【００４３】
また、カウント信号の立上がりエッジと、立下がりエッジの双方で、羽根車１の正逆方向の判別を行ったが、カウント信号の立上がりエッジ又は立下がりエッジの何れか一方のみで羽根車１の回転方向の判別を行うようにしても良い。
【実施例２】
【００４４】
図５は実施例２を示す。
図５は、本実施例２の流量計の全体構成を示すブロック図である。
【００４５】
磁気センサ４，５、駆動回路６、記憶部７，８、演算部１０は、前記実施例１と同様であり、本実施例２は、前記実施例１の切替部９の位置が異なる。
【００４６】
本実施例２は、２つの磁気センサ４，５からの出力信号を、切替部１１に入力し、該切替部１１は、第１の磁気センサ４からの出力を第１記憶部７へ、第２の磁気センサ５からの出力を第２記憶部８へ入力する第１の状態と、第１の磁気センサ４からの出力を第２記憶部８へ、第２の磁気センサ５からの出力を第１記憶部７へ入力する第２の状態とに切替えることができるようになっている。この第１状態と第２状態の切替るタイミングは、前記実施例１と同様に行なわれる。
【００４７】
前記第１記憶部７はカウント信号と、第２記憶部８は回転方向信号として演算部１０へ出力する。
【００４８】
その他の構成は、前記実施例１と同様に構成されている。
本実施例２においても、前記実施例１と同様の効果を奏する。
【実施例３】
【００４９】
図６は実施例３を示す。
図６は、本実施例３の流量計の全体構成を示すブロック図である。
【００５０】
磁気センサ４，５は、前記実施例１と同様である。駆動回路１６は、２つの磁気センサ４，５に、所定の間隔で間欠的に所定の短時間ずつ電源を供給して、磁気センサ４，５を駆動する。駆動回路１６は、所定の第１駆動間隔と、該第１駆動間隔よりも短い第２駆動間隔の２種類の間隔（周期）で電源を供給できるようになっている。駆動回路１６は、演算部１７からの選択信号により、第１駆動間隔か第２駆動間隔のいずれか一方を選択して、選択した駆動間隔で磁気センサ４，５に電源を供給するようになっている。
【００５１】
本実施例３においては、駆動回路１６はサンプリングパルスを、第１駆動間隔における周波数：５１２Ｈｚ、第２駆動間隔における周波数：２０４８Ｈｚ、そのパルス幅は、その周期より大幅に短い時間（実施例では、２０μＳ）出力し、該サンプリングパルスが磁気センサ４，５の電源電圧として印加されて磁気センサ４，５を駆動する。
【００５２】
演算部１７は、所定間隔で所定の時間の間（本実施例においては、５秒間隔で０．５秒間）第２駆動間隔を選択する選択信号を、駆動回路１６へ出力している。すなわち、駆動回路１６は、通常は第１駆動間隔で、磁気センサ４，５に電源を供給し、所定間隔で所定の時間の間（本実施例においては、５秒間隔で０．５秒間）は、第１駆動間隔から第２駆動間隔へと切替えて、第２駆動間隔で、磁気センサ４，５に電源を供給するようになっている。
【００５３】
前記第１の磁気センサ４からの出力が、第１記憶部１８に入力され、第２の磁気センサ５からの出力が、第２記憶部１９に入力されている。２つの記憶部１８，１９には、駆動回路１６から磁気センサ４，５への電源供給と同じタイミングで記憶タイミング信号が入力され、記憶部１８，１９は、記憶タイミング信号の入力の際の磁気センサ４，５の出力の状態（ＨｉｇｈレベルかＬｏｗレベル）を記憶する。
【００５４】
第１記憶部１８は、記憶した状態をカウント信号として、第２記憶部１９は、記憶した状態を回転方向信号して演算部１７へ出力する。前記演算部１７は、前記実施例１の演算部１０と同様に、羽根車１の回転方向を判別して、羽根車１の１／４回転に相当する値を記憶していた直前の積算値に加算又は減算し、新しい積算値を記憶するとともに、図示しない表示部に新しい積算値から流量等を演算し更新表示する。
【００５５】
第１記憶部１８は、記憶した状態をカウント信号として、回転数判別部２０へ出力する。該回転数判別部２０は、カウント信号の１周期の時間を測定し、その時間より羽根車１の単位時間当りの回転数を演算し、その回転数が、所定値（本実施例においては１０回転／ｓ）より大きいか否かを判別するようになっている。
【００５６】
前記回転数判別部２０が、羽根車１の単位時間当りの回転数が所定値より大きいと判別したときは、回転数信号を演算部１７へ出力する。演算部１７は、回転数信号が入力されると、第２駆動間隔のみで羽根車１の回転方向を判別し、第１駆動間隔では羽根車１の回転方向の判別を行わないようし、第１駆動間隔における羽根車１の回転方向は、直前に判別した回転方向を採用して、加算又は減算するようになっている。すなわち、回転数判別部２０が、羽根車１の単位時間当りの回転数が所定値より大きいと判別したときは、第２駆動間隔のみで羽根車１の回転方向の判別を行い、回転数判別部２０が、羽根車１の単位時間当りの回転数が所定値以下と判別したときは、第１駆動間隔と第２駆動間隔の両方で羽根車１の回転方向の判別を行うようになっている。
【００５７】
磁気センサ４，５のデューティ比が３０：７０の場合で、羽根車１の全ての回転域において、羽根車１の回転方向を精度良く判別するには、羽根車１の最大回転数を５０回転／ｓとした場合には、前述のように、サンプリングパルスを２０００Ｈｚ以上にする必要がある。しかし、本実施例においては、サンプリングパルスを、４．５秒間：５１２Ｈｚ、０．５秒間：２０４８Ｈｚとなるように、５１２Ｈｚと２０４８Ｈｚを交互に切替えることにより、消費電力を、常に、サンプリングパルスの周波数を２０００Ｈｚにした場合の約１／３とすることができる。
【００５８】
また、羽根車１の高回転域では、羽根車１の回転方向が変化することは殆どないため、前記特許文献１では、高回転域では羽根車１の回転方向の判別を行わないようにしている。しかし、前述のように、羽根車１の回転方向の判別を行った直後に、羽根車１が直前の判別方向とは逆方向に回転するとともに、一気に回転数が、所定値以上となってしまった場合には、羽根車１の回転方向の誤検知をしてしまい、その回転方向の誤検知は、回転数が下がるまで訂正することが出来ない虞がある。しかし、本実施例では、高回転域において、判別精度の低い第１駆動間隔では羽根車１の回転方向を判別せず、時々、判別精度の高い第２駆動間隔で、羽根車１の回転方向を判別するようにしたことにより、前記特許文献１のような問題点を解消することができる。
【００５９】
なお、前記実施例３においては、第１記憶部１８からの出力を、カウント信号とし、第２記憶部１９からの出力を回転方向信号としたが、第２記憶部１９からの出力を、カウント信号とし、第１記憶部１８からの出力を回転方向信号としてもよい。
【００６０】
また、第１駆動間隔と第２駆動間隔における、夫々のサンプリングパルスの周波数を５１２Ｈｚ、２０４８Ｈｚ以外にも、羽根車１の回転方向の判別が精度良く行えれば任意の周波数に設定することができる。
【実施例４】
【００６１】
前記実施例３においては、羽根車１の全ての回転域において、所定間隔で所定の時間の間、第１駆動間隔から第２駆動間隔へと切替えて、磁気センサ４，５に電源供給を行うようにしたが、回転数判別部２０で羽根車１の単位時間当りの回転数が所定値以下と判別したときは、第２駆動間隔へ切替えることなく、常に第１駆動間隔で磁気センサ４，５に電源供給を行い、回転数判別部２０が、羽根車１の単位時間当りの回転数が所定値より大きいと判別したときに、所定間隔で所定の時間の間は、第１駆動間隔から第２駆動間隔へと切替えて磁気センサ４，５に電源供給を行うようにしてもよい。
【００６２】
回転数判別部２０が、羽根車１の単位時間当りの回転数が所定値より大きいと判別した場合は、前記実施例３と同様に、第２駆動間隔のみで羽根車１の回転方向を判別し、第１駆動間隔では羽根車１の回転方向の判別を行わないようし、第１駆動間隔における羽根車１の回転方向は、直前に判別した回転方向を採用するようになっている。なお、回転数判別部２０が、羽根車１の単位時間当りの回転数が所定値以下と判別した場合は、第１駆動間隔で羽根車１の回転方向の判別を行う。
【００６３】
その他の構成は、前記実施例３と同様に構成されている。
本実施例４においても、前記実施例３と同様の効果を奏する。
【００６４】
更に、本実施例４は、羽根車１の低回転域においては、第１駆動間隔のみとしたことで、前記実施例３よりもより消費電力を抑えることができる。
【実施例５】
【００６５】
前記実施例４においては、回転数判別部２０が、羽根車１の単位時間当りの回転数が所定値以下と判別したときは、第２駆動間隔へ切替えることなく、常に第１駆動間隔で磁気センサ４，５に電源供給を行い、回転数判別部２０が、羽根車１の単位時間当りの回転数が所定値より大きいと判別したときに、所定間隔で所定の時間の間は、第１駆動間隔から第２駆動間隔へと切替えるようにしたが、回転数判別部２０が、羽根車１の単位時間当りの回転数が所定値より大きいと判別したときに、第２駆動間隔に切替えて所定の時間（本実施例においては０．５ｓ）第２駆動間隔で磁気センサ４，５に電源供給を行い、その後、回転数判別部２０が羽根車１の単位時間当りの回転数が所定値以下と判別するまでの間は、第２駆動間隔に切替えることなく、第１駆動間隔で磁気センサ４，５に電源を供給行うようにしてもよい。
【００６６】
回転数判別部２０が、羽根車１の単位時間当りの回転数が所定値より大きいと判別した場合は、前記実施例３と同様に、第２駆動間隔のみで羽根車１の回転方向を判別し、第１駆動間隔では羽根車１の回転方向の判別を行わないようし、第１駆動間隔における羽根車１の回転方向は、直前に判別した回転方向を採用するようになっている。なお、回転数判別部２０が、羽根車１の単位時間当りの回転数が所定値以下と判別した場合は、第１駆動間隔で羽根車１の回転方向の判別を行う。
【００６７】
その他の構成は、前記実施例４と同様に構成されている。
本実施例５においても、前記実施例４と同様の効果を奏する。
【００６８】
更に、本実施例５は、第２駆動間隔で磁気センサ４，５に電源を供給行う時間を前記実施例４よりも更に短くすることで、前記実施例４よりもより消費電力を抑えることができる。
【００６９】
羽根車１が、ある回転方向で高速回転をしている場合に、第１駆動間隔の間に、低速回転をへることなく反対方向へ高速回転に転じる可能性は極めて低いために、本実施例５でも羽根車１の回転方向を正確に判別することができる。
【実施例６】
【００７０】
前記実施例５においては、回転数判別部２０が、羽根車１の単位時間当りの回転数が所定値より大きいと判別したときに、所定の時間（本実施例においては０．５ｓ）第２駆動間隔で磁気センサ４，５に電源供給を行い、その後、羽根車１の単位時間当りの回転数が所定値以下と判別するまでの間は、第２駆動間隔に切替えることなく、第１駆動間隔で磁気センサ４，５に電源を供給行うようにしたが、回転数判別部２０が、羽根車１の単位時間当りの回転数が所定値より大きいと判別したときに、第２駆動間隔に切替えて磁気センサ４，５に電源供給を行い、第２駆動間隔に切替えた後の羽根車１の回転方向の判別で、回転方向の判別結果が、所定回数（本実施例においては２回）同じとなるまで第２駆動間隔で磁気センサ４，５に電源供給を行い、その後、回転数判別部２０が羽根車１の単位時間当りの回転数が所定値以下と判別するまでの間は、第２駆動間隔に切替えることなく、第１駆動間隔で磁気センサ４，５に電源を供給行うようにしてもよい。
【００７１】
回転数判別部２０が、羽根車１の単位時間当りの回転数が所定値より大きいと判別した場合は、前記実施例３と同様に、第２駆動間隔のみで羽根車１の回転方向を判別し、第１駆動間隔では羽根車１の回転方向の判別を行わないようし、第１駆動間隔における羽根車１の回転方向は、直前に判別した回転方向を採用するようになっている。なお、回転数判別部２０が、羽根車１の単位時間当りの回転数が所定値以下と判別した場合は、第１駆動間隔で羽根車１の回転方向の判別を行う。
【００７２】
その他の構成は、前記実施例５と同様に構成されている。
本実施例６においても、前記実施例５と同様の効果を奏する。
【００７３】
更に、本実施例６は、第２駆動間隔で磁気センサ４，５に電源を供給行う時間を前記実施例５よりも更に短くすることで、前記実施例５よりもより消費電力を抑えることができる。
【実施例７】
【００７４】
前記実施例３〜６においては、羽根車１の回転方向の判別を行わない際に、駆動回路１６から、その信号を回転方向信号として用いる磁気センサ５（４）も電源を供給していたが、羽根車１の回転方向の判別を行わない際には、駆動回路１６から、その信号を回転方向信号として用いる磁気センサ５（４）で電源を供給しないようにしてもよい。
【００７５】
その他の構成は、前記実施例３〜６と同様に構成されている。
本実施例７においても、前記実施例３〜６と同様の効果を奏する。
【符号の説明】
【００７６】
１  羽根車（回転体）
２  磁石
４  第１の磁気センサ
５  第２の磁気センサ
６，１６  駆動回路
７，１８  第１記憶部
８，１９  第２記憶部
９，１１  切替部
１０，１７  演算部
【図１】
0005513341.tif 000002
【図２】
0005513341.tif 000003
【図３】
0005513341.tif 000004
【図４】
0005513341.tif 000005
【図５】
0005513341.tif 000006
【図６】
0005513341.tif 000007
【図７】
0005513341.tif 000008
【図８】
0005513341.tif 000009