(57)【要約】【課題】ポンプの吐出サイクルの変動が大きくても対応でき、かつ構成が簡単で扱いやすい流量センサーを提供することを課題とする。【解決手段】流量センサーとして、パイプ状の本体と、前記本体の内部に、前記本体の長手方向に移動可能に支持される磁性体を含む移動子と、前記移動子の一方向側の移動に対して反発する力を付与する反発力付加手段と、前記本体の内部が中心に存するように、前記本体の長手方向に沿って配置されるコイルからなる検知手段とから構成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプ状の本体と、
前記本体の内部に、前記本体の長手方向に移動可能に支持される磁性体を含む移動子と、
前記移動子の一方向側の移動に対して反発する力を付与する反発力付加手段と、
前記本体の内部が中心に存するように、前記本体の長手方向に沿って配置されるコイルからなる検知手段と
を有する流量センサー。
【請求項２】
前記反発力付加手段は、前記本体内部に前記移動子と並列して配置されるバネにより形成される請求項１に記載の流量センサー。
【請求項３】
前記検知手段は２つのコイルが逆向きに直列に配列されることにより形成される請求項１又は２に記載の流量センサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプ、チューブ内などにポンプによって流れる流体の流量を測定するためのセンサーに関する。
【背景技術】
【０００２】
ポンプによってパイプやチューブに流体を流れる流量を測定するセンサは、ポンプにより生じる脈動を利用することが一般的である。図５にこのような脈動を検知する従来の流量センサーPの縦断面図を示す。従来の流量センサーはパイプ状の本体Ｐ１内に移動子Ｐ２を配し、移動子Ｐ２を一方側から圧縮バネＰ３で支持するとともに、移動子Ｐ２を挟むように投光素子Ｐ４ａと受光素子Ｐ４ｂを設けている。このような構成により、流体内で流れに対して移動子側Ｐ２を向けて本体Ｐ１を配置すると、脈動による水圧の変化に応じて移動子Ｐ２が振動し、投光素子Ｐ４ａと受光素子Ｐ４ｂとの間を横切るので、この動きを受光素子Ｐ４ｂにより光学的に検知することで流量を測定することができる。このほかにも、流量センサーとしてギア式のものや、滴下式のものがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、従来の流量センサーではポンプの吐出サイクルが長い場合には移動子の位置が極端に変化しないので流量を測定することができたが、吐出サイクルが短い場合には、移動子の位置が大きく変化するので、受光素子の検知範囲から大きくずれてしまい測定をすることができない。また、ギア式の流量センサーは構成が複雑であるために製造コストがかかり、また、故障が生じやすく、さらに、滴下式の流量センサーは取付方向に指定があり扱いづらいという問題がある。
本発明は、このような問題に鑑みて、吐出サイクルの変動が大きくても対応でき、かつ構成が簡単で扱いやすい流量センサーを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明は次のような構成を有する。
請求項１に記載の発明は、パイプ状の本体と、前記本体の内部に、前記本体の長手方向に移動可能に支持される磁性体を含む移動子と、前記移動子の一方向側の移動に対して反発する力を付与する反発力付加手段と、前記本体の内部が中心に存するように、前記本体の長手方向に沿って配置されるコイルからなる検知手段とを有する流量センサーである。このような構成により、移動子が流体により前記一方向側に移動するように配すると、流体からの圧力が高い場合は反発力付加手段に反して移動子は当該一方向へ移動し、圧力が弱くなると反発力付加手段に押されて逆側に移動子が移動する。移動子には磁性体が含まれるので、移動子が移動すると検知手段のコイルに起電力が発生するので、これを検知することで流量を測定する。
請求項２に記載の発明は、前記流量センサーにおいて、前記反発力付加手段は、前記本体内部に前記移動子と並列して配置されるバネにより形成されるものである。
請求項３に記載の発明は、前記流量センサーにおいて、前記検知手段は２つのコイルが逆向きに直列に配列されることにより形成されるものである。
【発明の効果】
【０００５】
上記構成により本発明は次のような効果を奏する。
請求項１に記載の発明は、移動子の動きをコイルに生じる起電力として検知するので、移動子が大きく動いても必ず起電力が発生し、どのようなポンプのサイクルにでも対応することができる。また、構成も簡易であり扱いも容易である。
請求項２に記載の発明は、反発力付加手段を本体内部に配置するバネにより形成することで、簡易かつ安価に流量センサーを製造することができる。
請求項３に記載の発明は、２つのコイルを逆向きに直列につなぐことで、外部ノイズをキャンセルすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１に本実施形態に係る流量センサーＸの縦断面図を示す。流量センサーＸは、本体１０と、移動子２０と、反発力付加部３０と、検知部４０とから構成される。
本体１０は合成樹脂からなるパイプ状の胴部１１と、胴部１１の両開口部に嵌合する同じく合成樹脂からなる蓋部１２、１２とから構成される蓋部１２は中心に穴が開いており、胴部１１と外部とが連通するようになっている。なお、本体１０は、ここでは合成樹脂により形成しているが、非磁性体であればどのような材料でも採用することができる。
移動子２０は本体１０の胴部１１内の内部空間を移動できるとともに、蓋体１２の穴を通ることができない外径を有する円筒体であり胴部１１の内壁により支持される。移動子２０は磁石を合成樹脂により覆うことによりにより形成される。
反発力付加部３０は、本体１０の胴部１１内に移動子２０に隣接して配される圧縮バネであり、外径は胴部１１の内径よりやや小さく、長さは、移動子２０の端部から反発力付加部３０側の蓋１２の端部までの長さにほぼ等しい。もっとも、この長さは用途に応じて適宜変更してよい。
検知部４０は、内径が本体１０の胴部１１の外径とほぼ等しいコイルにより形成され、胴部１１のほぼ中央に固定される。コイルは２つの巻き方向が反対のコイル４１、４２を直列に連結することにより形成されている。なお、コイルは胴部１１の外径とほぼ等しく形成しているが、胴部１１内部や壁面内に設けてもよく、また、胴部１１よりも大きな外径としてもよい。
【０００７】
次に、以上のような構成を有する流量センサーＸの使用方法について説明する。使用に際しては、まず、流量を測定するパイプやチューブ内に、流量センサーＸを移動子２０が存する側の蓋体１２が流れに向うように配置する。なお、流体はポンプにより流されるものであって脈動しているものとする。このような配置により、流体によって移動子２０は押されるが、移動子２０が移動すると反発力付加部材３０を構成するバネが縮み移動子２０を戻す力が生じるので、流体から受ける力と、反発力付加部３０から受ける力が釣り合うところで、移動子２０は静止する。図２に流体により移動子２０が移動した状態を示す流量センサーＸの縦断面図を示す。ところで、流体は脈動しているので、移動子２０に与える水圧もこれに応じて周期的に変化する。即ち、移動子２０が水圧により受ける力と反発力付加部３０とから受ける力が釣り合う位置が周期的に変化する結果、移動子２０は本体１０内部を長手方向に沿って振動することとなる。移動子２０は磁石により形成されているので、移動子２０が振動すると、これを取り巻く検知部４０のコイルに交流電流が発生する。この発生する交流の周期を測定することで、流体の流量を測定することができる。例えば、ポンプの吐出サイクルが長いときは、流量が少なくなるので、図３のグラフに示すように電流の周期が長くなり、ポンプの吐出サイクルが短いときは、流量が多くなるので、図４のグラフに示すように電流の周期は短くなる。
なお、上記実施形態においては、移動子として磁石を利用しているが、磁性体であればコイルに電流が発生するので、鉄、フェライト等種々の磁性体に変更することができる。また、移動子を磁石とする場合には、反発力付加部３０は、これに反発力を与えるような磁石により形成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る流量センサーの縦断面図である。
【図２】実施形態に係る流量センサーにおいて移動子が移動した状態を示す縦断面図である。
【図３】流量が少ない場合の検知結果例を示すグラフの図である。
【図４】流量が多い場合の検知結果例を示すグラフの図である。
【図５】従来の流量センサーを示す縦断面図である。
【符号の説明】
【０００９】
X    流量センサー
１０  本体
１１  胴部
１２  蓋体
２０  移動子
３０  反発力付加部
４０  検知部
【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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