(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通過流体によって回転磁界を発生させ、当該回転磁界によってオンオフするリードスイッチの出力パルス信号に基づき流量を計測するように構成されたリードスイッチを備えた流量計において、前記リードスイッチの出力パルス信号のオンオフを所定の時定数を有するＣＲ回路を介して検出し、当該出力パルス信号のオン検出の時点から、予め定めたサンプリングパルス信号に基づき、Ｎ回（Ｎは２以上の整数）連続して前記リードスイッチの出力パルス信号をサンプリングし、Ｎ回連続して当該出力パルス信号のオン検出が行なわれた場合には、当該出力パルス信号のオフ検出の時点において前記リードスイッチから１パルス分の出力パルス信号が出力されたものと判断して流量の積算を行い、Ｎ回連続して前記リードスイッチの出力パルス信号のオン検出がなされない場合には、当該リードスイッチの出力パルス信号のオン検出をキャンセルすることを特徴とするリードスイッチを備えた流量計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流量センサとしてリードスイッチを備えた流量計に関し、電気的、磁気的なノイズやチャタリングに起因してリードスイッチの検出出力に基づく流量計測に誤差が含まれるてしまうことを抑制する機構を備えた流量計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
流量計、例えば、ガスメータ等においては、メータ本体のガス通路部分に形成した流量室を規定するダイヤフラムの膨張収縮運動に基づき機械式のカウンタを駆動してガス流量を計測している。マイコンシステムが搭載されたガスメータでは、このような機械式カウンタに加えて、電話回線等を介して集中監視システムに流量計測結果を報知するための電子カウンタを備えている。この電子カウンタとしては、一般には、ガス流量によって回転する回転体に取り付けた磁石が発生する回転磁界によりオンオフするリードスイッチからなる流量センサを備えたものが知られている。この流量センサからは、一定流量、例えば、０．７リットル毎にパルスが出力される。従って受信側では、受け取ったパルス数を計数することによって、ガス流量を積算することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、リードスイッチからなる流量センサの出力に基づく流量計測は、機械式カウンタによる計測値に比べて過進する場合がある。すなわち、リードスイッチのチャタリング、リードスイッチへの衝撃印加、リードスイッチの出力を取り込むパルス入力回路部分へのノイズの侵入等が原因となって、リードスイッチの出力パルス信号には、流量計測に基づく流量パルス以外のパルスが含まれてしまう。このようなパルスを拾ってしまうと、実際の流量以上の流量計測が行なわれてしまう。この結果、機械式カウンタによる流量の積算値よりも、リードスイッチからなる電子カウンタの流量積算値の方が大きくなってしまう。
【０００４】
図３（Ａ）には、リードスイットの出力パルス信号の例を示してある。この信号波形において、正常な流量パルスは▲２▼だけである。この流量パルス▲２▼の前後に現れるパルス▲１▼、▲３▼はリードスイッチのチャタリングに起因して発生するパルスである。また、流量パルス▲２▼とは独立に発生しているパルス▲４▼、▲５▼はノイズ侵入、衝撃印加等の原因によるものである。
【０００５】
従来の電子カウンタでは、図３（Ｂ）に示すように、オン時間が例えば３ｍｓを越えるパルスＰは全て流量パルスであると判定して流量計測を行なっている。このために、上記のような波形が得られる場合には、合計５パルス分の流量パルスが得られたものとされてしまう。
【０００６】
本発明の課題は、このような弊害を解消可能なリードスイッチを備えた流量計を実現することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の流量計では、リードスイッチの出力パルス信号を取り込む入力回路部分をノイズおよびチャタリングを吸収できるようにＣおよびＲを含む回路構成とすると共に、出力パルス信号から流量パルスの部分のみを識別して取り出して計数できるようにしている。
【０００８】
すなわち、本発明は、通過流体によって回転磁界を発生させ、当該回転磁界によってオンオフするリードスイッチの出力パルス信号に基づき流量を計測するように構成されたリードスイッチを備えた流量計において、前記リードスイッチの出力パルス信号のオンオフを所定の時定数を有するＣＲ回路を介して検出し、当該出力パルス信号のオン検出の時点から、予め定めたサンプリングパルス信号に基づき、Ｎ回（Ｎは２以上の整数）連続して前記リードスイッチの出力パルス信号をサンプリングし、Ｎ回連続して当該出力パルス信号のオン検出が行なわれた場合には、当該出力パルス信号のオフ検出の時点において前記リードスイッチから１パルス分の出力パルス信号が出力されたものと判断して流量の積算を行い、Ｎ回連続して前記リードスイッチの出力パルス信号のオン検出がなされない場合には、当該リードスイッチの出力パルス信号のオン検出をキャンセルするようにしている。
【０００９】
このように構成した本発明の流量計では、ＣＲ回路を介してリードスイッチの出力パルス信号を検出するようにしているので、リードスイッチのチャタリング、ノイズの侵入等が原因のパルスが出力パルス信号に乗ってしまうことを抑制することができる。
【００１０】
また、出力パルス信号のオン検出がなされても、そのオン状態が短い場合にはオン検出がキャンセルされる。従って、ノイズ侵入等により現れるパルスを無視することができる。さらに、ノイズ等によって流量パルスが一時的にオフ状態に切り換わったとしても、ＣＲ回路の時定数に基づく放電作用によって、そのような一時的なオフ状態はキャンセルされて、オフ検出は行なわれない。
【００１１】
このように、本発明では、出力パルス信号に現れるノイズ等に起因する一時的なパルス変動を無視して、流量パルスのみを検出できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明を適用したリードスイッチを備えたガスメータについて説明する。
【００１３】
図１（Ａ）には、ガスメータにおける本発明に関連のある回路部分のみを示してある。図示以外の回路部分、および機械的な構成は一般的に使用されているガスメータと同一であるので、それらの説明は省略する。
【００１４】
図１（Ａ）において、１は流量センサを構成しているリードスイッチであり、２はガスメータ本体（図示せず）に組み込まれているマイクロコンピュータから構成される制御回路である。リードスイッチ１は、仕切り壁等を挟み、ガスメータ本体に形成したガス通路に配置した回転体に取り付けた磁石に対峙している。ガスが流れると回転体が回転するので、一体となって回転する磁石により回転磁界が発生して、リードスイッチ１が回転体の回転に伴ってオンオフする。
【００１５】
リードスイッチ１の出力Ｓ０は、ＣＲ回路を備えた入力回路部分３を介して割り込みパルス信号Ｓ１となって制御回路２の割り込み入力ポートＩＮＴ２に入力される。入力回路部分３は、リードスイッチ１と入力ピートＩＮＴ２の間に直列接続された抵抗Ｒ２およびＲ３と、これらの間の位置に一端が接続されていると共に、リードスイッチ１と並列接続状態となっているコンデンサＣ１と、抵抗Ｒ２およびＲ３の間の位置に一端が接続されたプルアップ抵抗Ｒ１を備えている。抵抗Ｒ２はリードスイッチ１の保護およびノイズ除去用の抵抗であり、抵抗Ｒ３は制御回路２の入力回路部分を保護するための抵抗である。また、コンデンサＣ１はリードスイッチのチャタリングおよびノイズ除去用のコンデンサである。
【００１６】
一方、制御回路２は、リードスイッチ１の出力パルス信号Ｓ０をサンプリングするための周期を規定するサンプリングパルス信号Ｓ２を出力するための出力ポートＰｏｕｔを備えており、ここから出力されるサンプリングパルス信号Ｓ２は割り込み信号とて、割り込み入力ポートＩＮＴ３に入力される。
【００１７】
制御回路２は上記のようにマイクロコンピュータを中心に構成されており、制御プログラム等を格納したＲＯＭ、作業領域として利用されるＲＡＭ等の記憶部を備えている。本例の制御回路２では、割り込み入力ポートＩＮＴ２、ＩＮＴ３を介して入力される信号に基づき、以下に説明するような出力パルス信号のオンオフ検出処理を実行して、出力パルス信号Ｓ０から流量パルスのみを識別して流量計測を行なうようにしている。
【００１８】
まず、本例におけるリードスイッチ１による流量パルスの出力条件は次の通りである。下記条件による流量パルス波形Ｐを図１（Ｂ）に示してある。
【００１９】
１パルス当たりの流量：０．３５リットル
パルス周期          ：１２５ｍｓ（＝８Ｈｚ）（１０．０８ｍ3 ／ｈ）
デューティ比        ：７：３〜３：７
最小オン時間幅      ：３７ｍｓ
最小オフ時間幅      ：３７ｍｓ
図２の信号波形を参照して、リードスイッチの出力パルス信号のオンオフ検出処理を説明する。まず、リードスイッチ１がオンしてその出力パルス信号Ｓ０が立ち上がると、入力回路部分３を介して制御回路２の割り込み入力ポートＩＮＴ２に供給される割り込み信号Ｓ１が立ち下がる（時点Ｔ１）。この信号Ｓ１の立ち下がりによって割り込み処理が開始される。
【００２０】
すなわち、この時点Ｔ１の後に、割り込み入力ポートＩＮＴ３に入力されるサンプリングパルス信号Ｓ２を読み込み、その立ち上がり時点Ｔ２、Ｔ３において信号Ｓ１のサンプリングを行なう。図示のサンプリングパルス信号Ｓ２の周期は例えば２５ｍｓに設定されている。連続した２回のサンプリングによって、信号Ｓ１がオン状態に保持されている場合には、リードスイッチ１がオン状態に切り換わり、出力パルス信号Ｓ０が立ち上がったものと判別する。
【００２１】
この後は、リードスイッチ１のオフ検出を行なう。リードスイッチ１がオフして出力パルス信号Ｓ０が立ち下がると、割り込み信号Ｓ１は、入力回路部分のＣＲ回路の時定数によって規定される速度で立ち上がる。この信号Ｓ１が例えば８０パーセント立ち上がると、オフ検出が行なわれる（時点Ｔ４）。このようにして、オン検出およびオフ検出が行なわれると、制御回路２では、流量パルスＰが１パルス分出力されたものと判断して、対応するガス流量の積算処理を行なうことになる。以後、上記の時点Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３に対応する検出動作（時点Ｔ１Ａ乃至Ｔ３Ａ、時点Ｔ１Ｂ・・・）が繰り替えされる。
【００２２】
図示の例において、次の検出サイクルである時点Ｔ１Ａ、Ｔ２ＡおよびＴ３Ａの区間におけるような信号波形Ｂが現れた場合には、リードスイッチ１のオン検出がなされた後に、２回連続してオン検出がなされない。この場合には、時点Ｔ３Ａでのオン検出がキャンセルされて、次のオン検出を待つことになる。例えば、この処理により、１７．５乃至３０．０ｍｓ以上に亘るオン期間を備えたパルスのみが有効とされ、その場合にのみオン検出が有効とされる。
【００２３】
なお、時点Ｔ３の直後の区間におけるような信号波形Ａが現れた場合に、リードスイッチの出力パルス信号Ｓ０にノイズが乗って一時的にパルスがオフ状態になったとしても、入力回路部分のＣＲ回路の充電によって、信号Ｓ１の立ち上がりに応答遅れが発生する。従って、ＣＲ回路の時定数を適切に設定しておけば、このようなノイズに起因したパルスを拾ってしまうことを回避できる。例えば、２０ｍｓ以上の期間に亘るオフ期間を備えたパルスのみが有効とされ、その場合にのみオフ検出が有効とされる。
【００２４】
なお、以上の説明は、本発明をガスメータに適用した例であるが、勿論、ガス以外の流体を計測するための流量計に適用できることは勿論である。
【００２５】
また、サンプリング周期、サンプリング回数等は、上記の例に限定されるものではない。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のリードスイッチを備えた流量計においては、リードスイッチのチャタリング、ノイス侵入等によって、その出力パルス信号に現れるパルスを無効として、正常な流量パルスのみを検出して計数することができる。従って、精度良く流量の積算を行なうことができ、従来のように、機械式カウンタによる積算値との間に狂いが発生することを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明を適用したリードスイッチを備えたガスメータにおける流量パルス検出のための構成を示す概略構成図、（Ｂ）は正常な流量パルスを示す信号波形図である。
【図２】本発明によるリードスイッチのオンオフ検出動作を説明するための信号波形図である。
【図３】従来におけるリードスイッチを用いた流量計における弊害を説明するための信号波形図である。
【符号の説明】
１  リードスイッチ
２  制御回路
３  入力回路部分
Ｓ０  リードスイッチの出力パルス信号
Ｓ１  割り込み信号
Ｓ２  サンプリングパルス信号
【図１】
0003636398.tif 000002
【図２】
0003636398.tif 000003
【図３】
0003636398.tif 000004