(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
定期的に瞬間流量を測定し、その瞬間流量に基づいて積算を行う流量計であって、
測定した瞬間流量から積算単位量の通過時間を求め、求めた通過時間毎に前記積算単位量の積算を行うようにし、
基準クロック発生器と、その出力の基準クロックをアップカウントし、そのカウント値が一定値以上になると信号を出力し再び零からカウントを再開するアップカウンタを設け、瞬間流量を測定する都度、前記一定値を前記通過時間／基準クロック周期にセットすると共に、前記信号により前記通過時間を検知するようにしたことを特徴とする流量計。
【請求項２】
定期的に瞬間流量を測定し、その瞬間流量に基づいて積算を行う流量計であって、
測定した瞬間流量から積算単位量の通過時間を求め、求めた通過時間毎に前記積算単位量の積算を行うようにし、
基準クロック発生器と、その出力の基準クロックをダウンカウントし、そのカウント値が零になると信号を出力するとともに再び一定値からダウンカウントするダウンカウンタを設け、瞬間流量を測定する都度、前記一定値を前記通過時間／基準クロック周期として用意すると共に、前記信号により前記通過時間を検知するようにしたことを特徴とする流量計。
【請求項３】
前記積算単位量を積算する都度あるいは積算の一定回数の都度に、パルスを出力す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】
定期的に瞬間流量を測定し、その瞬間流量に基づいてパルスを出力する流量計であって、
測定した瞬間流量から、そのときの出力パルス単位に相当する流量の通過時間を求め、その通過時間毎にパルスを出力するようにし、
基準クロック発生器と、その出力の基準クロックをアップカウントし、そのカウント値が一定値以上になると信号を出力し再び零からカウントを再開するアップカウンタを設け、瞬間流量を測定する都度、前記一定値を前記通過時間／基準クロック周期にセットすると共に、前記信号により前記通過時間を検知するようにしたことを特徴とする流量計。
【請求項５】
定期的に瞬間流量を測定し、その瞬間流量に基づいてパルスを出力する流量計であって、
測定した瞬間流量から、そのときの出力パルス単位に相当する流量の通過時間を求め、その通過時間毎にパルスを出力するようにし、
基準クロック発生器と、その出力の基準クロックをダウンカウントし、そのカウント値が零になると信号を出力するとともに再び一定値からダウンカウントするダウンカウンタを設け、瞬間流量を測定する都度、前記一定値を前記通過時間／基準クロック周期として用意すると共に、前記信号により前記通過時間を検知するようにしたことを特徴とする流量計。
【請求項６】
前記パルスを出力する都度に前記出力パルス単位に相当する流量を積算するか、あるいは前記パルスを一定の複数回出力する都度に前記出力パルス単位に相当する一定の複数倍−この複数は前記一定の複数回でいう複数と同じである−を積算するようにしたことを特徴とする請求項４又は５記載の流量計。
【請求項７】
瞬間流量を測定する都度、最近の前記通過時間検知以後の瞬間流量を平均し、その結果の平均瞬間流量から前記一定値を求めてセットすることを特徴とする請求項１又は４記載の流量計。
【請求項８】
前記積算単位量を積算する都度あるいは積算の一定回数の都度に、パルスを出力するようにし、
瞬間流量を測定する都度、最近の前記通過時間検知以後の瞬間流量を平均し、その結果の平均瞬間流量から前記一定値を求めてセットすることを特徴とする請求項１記載の流量計。
【請求項９】
前記パルスを出力する都度に前記出力パルス単位に相当する流量を積算するか、あるいは前記パルスを一定の複数回出力する都度に前記出力パルス単位に相当する一定の複数倍−この複数は前記一定の複数回でいう複数と同じである−を積算するようにし、
瞬間流量を測定する都度、最近の前記通過時間検知以後の瞬間流量を平均し、その結果の平均瞬間流量から前記一定値を求めてセットすることを特徴とする請求項４記載の流量計。
【請求項１０】
その都度、パルスを出力する代りに出力のレベルを反転することを特徴とする請求項１〜５，６〜９のいずれか１項に記載の流量計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は定期的に瞬間流量を測定し、その値に基づいて流量を積算する流量計の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一定時間間隔（周期）で定期的に瞬間流量を測定し、瞬間流量を前記一定時間（即ち単位時間）の通過量として求め或いは換算して、それを積算値に加算する積算流量計（以下単に流量計という）が公知である。これを第１の従来技術という。
【０００３】
この種の流量計では、流量計から離れた遠隔地に設置された別の機器へ流量計で計測した流量情報を伝送して瞬間流量を表示したり、積算流量を算出したりすることも公知で、そのための流量情報として、流量計からいわゆる単位流量パルスを出力して伝送している。単位流量パルスは、流量積算値の桁上り時に出力するようにしている。これも第１の従来技術の内に入る。
【０００４】
上記第１の従来技術では、流体の流速が大きくなって、前記一定時間（単位時間）当りの通過量が積算表示の最小桁より大きくなると、表示の数字が１ずつ増えずに、一気に２とか３増える数値飛びの現象が起こるという不都合があった。
【０００５】
また、出力パルスの周期（間隔）が前記一定時間（単位時間）の整数倍にしかならないため、パルスを受信する側でパルス周期から瞬間流量を逆算することができないばかりでなく、前記一定時間（単位時間）に流れる可能性のある最大通過量未満の小さい単位流量パルスを出力することが不可能であるという不都合があった。
【０００６】
このような不都合に対処するために、以下このような第２の従来技術が行われている。即ち測定した瞬間流量を前記一定時間（単位時間）より短い第２の一定時間に相当する通過量に表現あるいは換算し、その第２の一定時間毎に、その一定時間に相当する通過量を積算値に足して加算する方式である。こうすれば、１回当りの加算量を積算表示の最小桁より小さくできる。また、パルス出力についても、その周期を前記単位時間より小さい第２の一定時間の整数倍で表現できるため、パルス周期から瞬間流量を正しく表現できる。
【０００７】
例えば、４秒毎に１回ずつ瞬間流量を測定する最大流量が１００ｍ3 ／ｈの流量計の場合、最大流量時には４秒間に１１１．１リットル流れることになる。なお、リットルを、以下では文字Ｌを使って１１１．１Ｌと表現することにする。これは文字Ｌの小文字をリットルに使うと数字の１と見間違う虞れがあるのを避けるためである。
【０００８】
積算表示の最小桁が１０Ｌであるとすると、瞬間流量を４秒の１／２０の０．２秒間に流れる通過量に表現（換算）して、この通過量を０．２秒毎に積算値に加算して表示する。最大流量の１００ｍ3 ／ｈのときでは、４秒毎に測定する瞬間流量が１００ｍ3 ／ｈとなり、０．２秒間の通過量は前記１１１．１Ｌの１／２０の５．５５６Ｌとなり、この値を積算値に加算して表示する。従って、最大流量時でも０．２秒毎に５．５５６Ｌの加算であり、最小桁の１０Ｌ表示が一気に２増えることはない。
【０００９】
ところが、積算値の１０Ｌへの桁上げがあると、このときに１０Ｌ／Ｐの単位流量パルスを出力することになるが、最大流量の１００ｍ3 ／ｈ時を考えると、０．２秒毎に行う積算値への加算量は５．５５６Ｌのため、パルス間隔（周期）は０．２秒あるいは０．４秒となり、パルスを受信する受信側で、パルス周期から瞬間流量を逆算することは不可能である。
【００１０】
結局、パルスの受信側でパルス周期（間隔）から瞬間流量を逆算することができるように、瞬間流量を周期に反映したパルスを出力するためには、前記０．２秒をもっと小さな値にする必要がある。最大流量１００ｍ3 ／ｈのときでは、０．３６秒毎に１０Ｌずつの通過量が流れるので、出力パルスの周期レベルで、例えば１％以内の誤差とするには、前記０．２秒を０．３６／１００＝０．００３６秒より短い時間に定める必要がある。そのため、積算動作を行うマイコンでの加算処理の回数が、前記０．２秒毎の場合に比較して、０．２／０．００３６倍となり、約５６倍の処理回数に増加する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
近時、瞬間流量を計測し、計測した瞬間流量に基づいて積算流量を求めて表示すると共に、単位流量パルスを出力する機能を備えた電池駆動の流量計の実現が望まれているが、前記従来の技術で説明したように、第２の従来技術でも、瞬間流量を精度良くその周期に反映したパルスを出力する機能を備えた瞬間流量計測方式の流量計は、積算動作の回数が多くなり、しかも流速が小さい零のときでも流速が最大のときと同じ短い時間毎（例えば前記の例では０．００３６秒毎）に積算動作をマイコンが行うことになる。
【００１２】
そのため、流速に関係なく全流量域でマイコンの処理が増大して消費電力が増加する結果、この種の流量計を電池駆動で実現することが困難であるという問題点があった。
【００１３】
そこで、本発明はかかる問題点を解消できる流量計を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、定期的に瞬間流量を測定し、その瞬間流量に基づいて積算を行う流量計であって、
測定した瞬間流量から積算単位量の通過時間を求め、求めた通過時間毎に前記積算単位量の積算を行うようにし、
基準クロック発生器と、その出力の基準クロックをアップカウントし、そのカウント値が一定値以上になると信号を出力し再び零からカウントを再開するアップカウンタを設け、瞬間流量を測定する都度、前記一定値を前記通過時間／基準クロック周期にセットすると共に、前記信号により前記通過時間を検知するようにしたことを特徴とする流量計である。
請求項２の発明は、定期的に瞬間流量を測定し、その瞬間流量に基づいて積算を行う流量計であって、
測定した瞬間流量から積算単位量の通過時間を求め、求めた通過時間毎に前記積算単位量の積算を行うようにし、
基準クロック発生器と、その出力の基準クロックをダウンカウントし、そのカウント値が零になると信号を出力するとともに再び一定値からダウンカウントするダウンカウンタを設け、瞬間流量を測定する都度、前記一定値を前記通過時間／基準クロック周期として用意すると共に、前記信号により前記通過時間を検知するようにしたことを特徴とする流量計である。
【００１５】
請求項１，２の発明では、積算表示の最小桁に合わせて単位量を決め、測定した瞬間流量から単位量が流れるに要する通過時間を算出し、算出した通過時間毎に単位量ずつ積算する。
【００１６】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２の流量計において、前記積算単位量を積算する都度あるいは積算の一定回数の都度に、パルスを出力するようにしたことを特徴とするものである。
【００１７】
この発明では、請求項１，２の作用に加え、毎回の積算毎あるいは積算の一定回数毎にパルス出力を行う。
【００１８】
例えば、積算表示の最小桁が１０Ｌであるとすると、測定した瞬間流量から、１０Ｌという単位量が流れるに要する通過時間を算出して、その通過時間毎に１０Ｌを加算し積算する。こうすることで、最小桁の１０Ｌずつ確実に１ずつ歩進する。また、マイコンの動作も１０Ｌ流れるに要する通過時間毎に＋１演算を行うだけで良いため、マイコンでの処理時間が短くて済み、かつ流速が遅いときは処理頻度が少なくなり、合理的に低消費電力化が実現できる。
【００１９】
そして、正しく１０Ｌ毎にパルスを出力できるため、受信側でパルス間隔（周期）から瞬間流量を正確に逆算するのに役立つ。
【００２０】
請求項４の発明は、定期的に瞬間流量を測定し、その瞬間流量に基づいてパルスを出力する流量計であって、
測定した瞬間流量から、そのときの出力パルス単位に相当する流量の通過時間を求め、その通過時間毎にパルスを出力するようにし、
基準クロック発生器と、その出力の基準クロックをアップカウントし、そのカウント値が一定値以上になると信号を出力し再び零からカウントを再開するアップカウンタを設け、瞬間流量を測定する都度、前記一定値を前記通過時間／基準クロック周期にセットすると共に、前記信号により前記通過時間を検知するようにしたことを特徴とする流量計である。
請求項５の発明は、定期的に瞬間流量を測定し、その瞬間流量に基づいてパルスを出力する流量計であって、
測定した瞬間流量から、そのときの出力パルス単位に相当する流量の通過時間を求め、その通過時間毎にパルスを出力するようにし、
基準クロック発生器と、その出力の基準クロックをダウンカウントし、そのカウント値が零になると信号を出力するとともに再び一定値からダウンカウントするダウンカウンタを設け、瞬間流量を測定する都度、前記一定値を前記通過時間／基準クロック周期として用意すると共に、前記信号により前記通過時間を検知するようにしたことを特徴とする流量計である。
【００２１】
請求項４，５の発明では、出力パルス単位を単位量とし、この単位量の流体が流れるのに要する通過時間を測定した瞬間流量から算出し、算出した通過時間毎にパルスを出力する。
【００２２】
請求項６の発明は、請求項４又は５の発明において、前記パルスを出力する都度に前記出力パルス単位に相当する流量を積算するか、あるいは前記パルスを一定の複数回出力する都度に前記出力パルス単位に相当する一定の複数倍−この複数は前記一定の複数回でいう複数と同じである−を積算するようにしたことを特徴とするものである。
【００２３】
この発明では、前記請求項４，５の発明の作用に加えて、更に前記出力パルス毎に前記出力パルス単位相当量を積算するか、あるいは前記出力パルスの一定回数毎に前記出力パルス単位相当量の一定回数倍を積算する。この一定回数倍の一定回数は前記一定回数毎の一定回数と同じ回数である。
【００２６】
請求項７の発明は、請求項１又は４の流量計において、瞬間流量を測定する都度、最近の前記通過時間検知以後の瞬間流量を平均し、その結果の平均瞬間流量から前記一定値を求めてセットすることを特徴とするものである。
請求項８の発明は、請求項１の流量計において、前記積算単位量を積算する都度あるいは積算の一定回数の都度に、パルスを出力するようにし、
瞬間流量を測定する都度、最近の前記通過時間検知以後の瞬間流量を平均し、その結果の平均瞬間流量から前記一定値を求めてセットすることを特徴とするものである。
請求項９の発明は、請求項４の流量計において、前記パルスを出力する都度に前記出力パルス単位に相当する流量を積算するか、あるいは前記パルスを一定の複数回出力する都度に前記出力パルス単位に相当する一定の複数倍−この複数は前記一定の複数回でいう複数と同じである−を積算するようにし、
瞬間流量を測定する都度、最近の前記通過時間検知以後の瞬間流量を平均し、その結果の平均瞬間流量から前記一定値を求めてセットすることを特徴とするものである。
【００２７】
請求項１０の発明は、請求項１〜５，６〜９のいずれかの流量計において、その都度、パルスを出力する代りに出力のレベルを反転することを特徴とするものである。
【００２８】
【発明の実施の形態】
次に本発明の好ましい実施の形態を図面の実施例に従って説明する。
【００２９】
図１の実施例は、１Ｌを単位量とし、１Ｌ流れるに要する通過時間毎に１Ｌの積算を行い、同時に積算表示の更新も行うと共に、パルスを出力するものである。パルスの出力は１Ｌの通過時間毎にマイコン１１の出力ポートのレベルを反転することで行う。従って、出力パルス単位は２Ｌ／Ｐである。マイコン１１の制御により図示されてない瞬間流量検知部が１秒毎に動作し、その出力からマイコン１１は瞬間流量を知ることができるように構成されている。図１は流量積算とパルス出力のタイミングをいかにマイコン１１が検知するかに係る構成のみを示す。
【００３０】
瞬間流量が大きいときは次のように働く。
【００３１】
基準クロック発生器１２は３２７６８Ｈｚの基準クロックを出力する。この基準クロックはダウンカウンタ１３のクロック入力ＣＫに入力され、ダウンカウンタ１３はその基準クロックをダウンカウントし、そのカウント値が零になるとカウント値ゼロ信号を出力する。このカウント値ゼロ信号はダウンカウンタ１３自身のラッチ入力に入力されている。従ってカウント値が零になるとその瞬間のラッチデータ入力に入力されているマイコン１１のカウント値１がダウンカウンタ１３に再セットされ、その値からダウンカウントを続けるように構成されている。
【００３２】
また、カウント値ゼロ信号は割込１としてマイコン１１にも入力されている。マイコン１１は割込１が掛かる度に１Ｌの積算と出力ポートのレベルの反転を行う。また、マイコン１１は瞬間流量を測定（検知）する度に、１Ｌの周期、即ち通過時間を計算し、１Ｌの周期÷基準クロックの周期（＝１Ｌの周期×基準クロックの周波数）をカウント値１として出力していて、結局、ダウンカウンタ１３はカウント値１×基準クロック周期、即ち１Ｌの周期（通過時間）毎に割込１を掛ける。例えば、流量が１００ｍ3 ／ｈなら１Ｌの周期、即ち通過時間は０．０３６秒となり、マイコン１１は０．０３６×３２７６８＝１１８０をカウント値１として出力する。
【００３３】
瞬間流量が小さいときは次のようになる。
【００３４】
基準クロック発生器１２から出力される３２７６８Ｈｚの基準クロックは分周器１４で１２８Ｈｚに分周されてアップカウンタ１５のクロック入力ＣＫに入力されカウントされる。アップカウンタ１５のカウンタ値は比較器１６のＡ入力に入力され、マイコン１１のカウント値２はＢ入力に入力されている。比較器１６はこれらのＡ入力とＢ入力を比較してＡ入力がＢ入力以上のＡ≧Ｂのときに信号を出力する。この出力信号はアップカウンタ１５のリセット信号になっていて、アップカウンタ１５のカウント値がマイコン１１が出力しているカウント値２以上になるとアップカウンタ１５はリセットされ、再び零からアップカウントする。
【００３５】
また、前記Ａ≧Ｂの出力信号はマイコン１１へ割込２として入力されていて、マイコン１１は割込２が掛かると、１Ｌの積算（加算）と出力ポートのレベルの反転を行う。
【００３６】
マイコン１１は瞬間流量を検知する度に瞬間流量の平均値を計算し、その結果から１Ｌの周期、即ち通過時間を求め、１Ｌの周期×１２８＝カウント値２としてカウント値２の値を算出して出力する。こうして１Ｌの周期、即ち通過時間毎に割込２が掛かることになる。
【００３７】
例えば、流量が１００Ｌ／ｈなら、１Ｌの周期、即ち通過時間は３６秒となるが、この場合マイコン１１は３６×１２８＝４６０８をカウント値２として出力する。また、このように１Ｌの周期、即ち通過時間が長い時では、その間に瞬間流量が変化することもあるが、瞬間流量を検知する度に平均を取り、その結果に基づきカウント値２をセットし直すようにしている。
【００３８】
図２は瞬間流量が小さいときのタイミング図で、符号Ａの時点ではマイコン１１の前記カウント値２は変化しない。▲１▼の瞬間流量検知時点で、▲１▼の測定結果に基づきカウント値２をセットし、▲２▼の時点では▲１▼と▲２▼の測定結果の平均をとり、この平均からカウント値２を求めてセットする。結局▲６▼の時点では▲１▼〜▲６▼の測定結果の平均から求めたカウント値２がセットされることになり、符号Ｂの時点でアップカウンタ１５の値がそのカウント値２と等しくなり、１Ｌの積算と出力パルスのレベルの反転が行われるが、その１Ｌの周期は同図に示すようにその間の▲１▼〜▲６▼の全ての瞬間流量測定結果の平均から求まった値となり、正に流れた量を反映した出力パルスとなる。
【００３９】
１Ｌの周期、即ち経過時間を３２７６８Ｈｚという十分高い周波数の基準クロックを計数することで求めているので、１Ｌの周期の精度は十分なものとなる。また、マイコン１１は１Ｌの周期毎に動作すればよい。また、その動作も単純なパルスレベルの反転と積算値の＋１というもので、マイコンの演算時間が短くて済むため、低消費電流化が可能である。
【００４０】
なお、上記実施例では、マイコンに割込を掛け割込処理の中でパルス出力をするようにしたが、例えばダウンカウンタ１３のカウント値ゼロ出力をワンショット回路又は１／２分周期を介することでそのままパルス出力とすることも可能である。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の流量計は上述のように構成されているので、積算表示の飛びが発生することもなく、マイコンの処理時間が短くなり、流速が遅いときは処理頻度が少なくなるため、合理的に消費電力となって、電池駆動の流量計の実現に寄与する。
【００４２】
また、単位流量毎に正しくパルスを出力することができるので、このパルスを受信する受信側でパルスの間隔（周期）から瞬間流量を精度良く逆算することができる。
【００４３】
そして、請求項７〜９の発明では、流速が小さいときに、通過時間の間に行われる複数回の瞬間流量測定値を平均して活用するので、通過時間は平均を反映した値になり、実際の流量に合致したものになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の要部を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例のタイミング図である。
【符号の説明】
１１    マイコン
１２    基準クロック発生器
１３    ダウンカウンタ
１５    アップカウンタ
１６    比較器
Ａ，Ｂ  出力パルスのレベルの反転時点
▲１▼〜▲６▼  瞬間流量検知時点
【図１】
0004763882.tif 000002
【図２】
0004763882.tif 000003