(57)【要約】【課題】小型に構成され、かつ、高精度にテーパ状の管内におけるフロートの位置の電気信号を出力する流量計を提供する。【解決手段】テーパ状の管１は、ほぼ透明な材料から成り、ほぼ垂直に載置され、水等の流体２が流され、フロート３は、流体２の流量に対応して上下方向に変位するようにテーパ状の管１内に配置される。ＬＥＤ４は、光線をテーパ状の管１及びフロート３に照射し、テーパ状の管１を透過させ、透過された光線２０を発生させ、第１のミラー７は、透過された光線２０が入射され反射され、第２のミラー８は、透過された光線２０が第１のミラー７から入射され反射される。画像センサ９は、透過された光線２０が第２のミラー８から入射され、テーパ状の管１内におけるフロート３のデジタル画像１ａ，３ａを出力し、制御部１１は、デジタル画像１ａ，３ａを入力処理し、フロート３の位置を検知し流体２の流量を示す電気信号Ｓ１を出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ほぼ透明あるいは半透明な材料から成り、ほぼ垂直に載置され、流体が流されるテーパ状の管と、
前記流体の流量に対応して上下方向に変位するように前記テーパ状の管内に配置されるフロートと、
光線を前記テーパ状の管及び前記フロートに照射し、透過させ、あるいは、反射させる発光手段と、
透過あるいは反射された前記光線が入射され反射される第１のミラーと、
透過あるいは反射された前記光線が前記第１のミラーから入射され反射される第２のミラーと、
透過あるいは反射された前記光線が前記第２のミラーから入射され、前記テーパ状の管内における前記フロートのデジタル画像を出力する画像センサと、
前記デジタル画像を入力処理し、前記テーパ状の管内における前記フロートの位置を検知し前記流量を示す電気信号を出力する制御部と、から成ることを特徴とする流量計。
【請求項２】
前記第１のミラーと前記第２のミラーとの間に介在され、前記透過あるいは反射された前記光線が順次、入射され反射される１個以上の第３のミラーを有する請求項１記載の流量計。
【請求項３】
前記発光手段は、前記テーパ状の管に沿って複数個配置されるＬＥＤから成り、
前記ＬＥＤから照射される前記光線を均一化させ、前記光線の光路を屈折させて前記テーパ状の管及び前記フロートに照射する偏光プリズムを備える請求項１記載の流量計。
【請求項４】
前記発光手段は、均一に前記光線を発光照射する発光体から成る請求項１記載の流量計。
【請求項５】
透過あるいは反射された前記光線の光路長の相違を補正するためのレンズが前記画像センサの直前に設けられる請求項１記載の流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テーパ状の管内のフロートの位置を画像センサにより検出することにより流体の流量を計測する流量計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特開２００１−２２１６６６号公報（特許文献１）で、本出願人は、精度良く小型で安価なセンサ付面積式流量計を提案している。  この従来のセンサ付面積式流量計は、透光性を有するテーパ管内には流量により上下動するフロートが設けられており、被測定流体は下部の流入口から流入し、上部の流入口に向かい、テーパ管の片側の上下方向に沿って、光学レンズとイメージセンサにより構成された複数組の画像センサユニットが配列される。
【特許文献１】特開２００１−２２１６６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そこで、本発明は、小型に構成され、かつ、高精度にテーパ状の管内におけるフロートの位置の電気信号を出力する流量計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するための本発明の流量計は、ほぼ透明あるいは半透明な材料から成り、ほぼ垂直に載置され、流体が流されるテーパ状の管と、
前記流体の流量に対応して上下方向に変位するように前記テーパ状の管内に配置されるフロートと、
光線を前記テーパ状の管及び前記フロートに照射し、透過させ、あるいは、反射させる発光手段と、
透過あるいは反射された前記光線が入射され反射される第１のミラーと、
透過あるいは反射された前記光線が前記第１のミラーから入射され反射される第２のミラーと、
透過あるいは反射された前記光線が前記第２のミラーから入射され、前記テーパ状の管内における前記フロートのデジタル画像を出力する画像センサと、
前記デジタル画像を入力処理し、前記テーパ状の管内における前記フロートの位置を検知し前記流量を示す電気信号を出力する制御部と、から成る。
【０００５】
さらに、本発明の流量計は、前記第１のミラーと前記第２のミラーとの間に介在され、前記透過あるいは反射された前記光線が順次、入射され反射される１個以上の第３のミラーを有する。
さらに、本発明の流量計は、前記発光手段は、前記テーパ状の管に沿って複数個配置されるＬＥＤから成り、
前記ＬＥＤから照射される前記光線を均一化させ、前記光線の光路を屈折させて前記テーパ状の管及び前記フロートに照射する偏光プリズムを備える。
さらに、本発明の流量計は、前記発光手段は、均一に前記光線を発光照射する発光体から成る。
さらに、本発明の流量計は、透過あるいは反射された前記光線の光路長の相違を補正するためのレンズが前記画像センサの直前に設けられる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の流量計によれば、発光手段は、光線をテーパ状の管及びフロートに照射し、透過させ、あるいは、反射させ、透過あるいは反射された光線が順次、第１のミラー及び第２のミラーに入射され反射され、さらに、画像センサに入射される構成のため、透過あるいは反射された光線の必要な光路長は確保されるにもかかわらず、テーパ状の管及びフロートと画像センサとの距離が短く構成され、この結果、全体が小型に構成される。    
また、受光素子アレイではなく画像センサを用いるため分解能が高く、高精度にテーパ状の管内のフロートの位置の電気信号を出力できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を、その実施例に基づいて、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【０００８】
図１（ａ）は、本発明の実施例１の部分断面を含む平面図、図１（ｂ）は部分断面を含む正面図、図２は斜視図、図３（ａ）は本発明の実施例１を構成するテーパ状の管の部分断面を含む正面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ矢視図、図４は斜視図である。
テーパ状の管１は、ほぼ透明あるいは半透明な材料から成り、ほぼ垂直に載置され、水等の流体２が流されるものである。測定される流体２は下部の流入口１ａから流入し、上部の流出口１ｂから流出する。フロート３は、流体２の流量に対応して上下方向に変位するようにテーパ状の管１内に配置される。
図５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）、図６に示されるように発光手段は、ＬＥＤ４から成り、光線をテーパ状の管１及びフロート３に照射し、テーパ状の管１を透過させ、透過された光線２０となる。
ＬＥＤ４は、テーパ状の管１に沿って複数個配置され、偏光プリズム５は、ＬＥＤ４から照射される光線を均一化させ、光線の光路を屈折させてテーパ状の管１及びフロート３に照射する。  図５、図６に示されるようにＬＥＤ４及び偏光プリズム５は、プレート１４に固定され、図２に示されるようにプレート１５，１６により密閉される。
【０００９】
第１のミラー７は、透過された光線２０が入射され反射されるもので、第２のミラー８は、透過された光線２０が第１のミラー７から入射され反射されるものである。
ＣＣＤ式、ＣＭＯＳ式、ＰＯＣ式等の画像センサ９は、透過された光線２０が第２のミラー８から入射され、テーパ状の管１内におけるフロート３の図８に示されるデジタル画像１ａ，１ａ，３ａを出力する。  
本実施例１においては、透過された光線２０の光路長の相違を補正するためのレンズ１０が画像センサ９の直前に設けられる。  
制御部１１は、デジタル画像１ａ，１ａ，３ａを入力処理し、テーパ状の管１内におけるフロート３の位置を検知し流体２の流量を示す図９に示される電気信号Ｓ１を出力する。  この電気信号Ｓ１は図示されない表示計等により流体２の流量を表示する。
【実施例２】
【００１０】
図７に示される本発明の実施例２は、発光手段は、均一に光線を発光照射する発光体である液晶１２等から成る。
また、発光手段である幻灯機等の投光器１２は、光線をテーパ状の管１及びフロート３に反射させ、反射された光線２０となる。
また、１個以上の第３のミラー１３が第１のミラー７と第２のミラー８との間に介在され、透過あるいは反射された光線２０が順次、入射され反射される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１（ａ）は、本発明の実施例１の断面図を含む平面図、図１（ｂ）は断面図を含む正面図である。
【図２】本発明の実施例１の斜視図である。
【図３】図３（ａ）は本発明の実施例１を構成するテーパ状の管の部分断面を含む正面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。
【図４】本発明の実施例１を構成するテーパ状の管の斜視図である。
【図５】本発明の実施例１を構成するＬＥＤおよび偏光プリズムの構成図である。
【図６】本発明の実施例１を構成するＬＥＤおよび偏光プリズムの斜視図のである。
【図７】本発明の実施例２の概略構成図である。
【図８】本発明の実施例１の透過あるいは反射された光線を画像センサにより撮像したデジタル画像図である。
【図９】本発明の実施例１から出力される電気信号とフローとの位置の関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【００１２】
１  テーパ状の管  ２  流体          ３  フロート
４  ＬＥＤ        ５  偏光プリズム  １ａ，３ａ  デジタル画像
７  第１のミラー  ８  第２のミラー  ９  画像センサ
１０  レンズ        １１  制御部      １２  投光器  
１３  第３のミラー  Ｓ１  電気信号    ２０  透過あるいは反射された光線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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