(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】入射手段５は発光手段４からの透過あるいは反射された光線２０が入射され反射され、第１の反射手段６は光線２０が入射手段５から入射され反射され、第２の反射手段７は、第１の反射手段６と対向して設けられ、第１の反射手段６から反射される光線２０を第１の反射手段６へ少なくとも１回反射し、第１の反射手段６により光線２０を複数回反射させる。出射手段８は、第１の反射手段６あるいは第２の反射手段７から反射される光線２０を入射し出射し、画像センサ９は、出射手段８から光線２０が入射され、テーパ状の管１内におけるフロート３の画像を出力し、制御部は、画像を入力処理し、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２
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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入射手段と、
前記光線が前記入射手段から入射され反射される第１の反射手段と、
前記第１の反射手段と対向して設けられ、前記第１の反射手段から反射される前記光線を前記第１の反射手段へ少なくとも１回反射し、前記第１の反射手段により前記光線を複数回反射させる第２の反射手段と、
前記第１の反射手段あるいは前記第２の反射手段から反射される前記光線を入射し出射する出射手段と、
前記出射手段から前記光線が入射され、前記テーパ状の管内における前記フロートの画像を出力する画像センサと、
前記画像を入力処理し、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】
前記光線の所定の範囲のみの光路に絞るように孔部を有し、前記第１の反射手段および／または前記第２の反射手段の表面に少なくとも１つ以上設けられるマスク手段を有する請求項１記載の流量計。
【請求項３】
前記光線の所定の範囲のみの光路に絞るように複数枚の仕切り板状に構成され、前記第１の反射手段および／または前記第２の反射手段の表面に少なくとも１つ以上設けられるマスク手段を有する請求項１記載の流量計。
【請求項４】
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、あるいは、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から３のいずれかに記載の流量計。
【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、テーパ状の管及びフロートと画像センサとの間の光路長を確保しつつ、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入射手段と、
前記光線が前記入射手段から入射され反射される第１の反射手段と、
前記第１の反射手段と対向して設けられ、前記第１の反射手段から反射される前記光線を前記第１の反射手段へ少なくとも１回反射し、前記第１の反射手段により前記光線を複数回反射させる第２の反射手段と、
前記第１の反射手段あるいは前記第２の反射手段から反射される前記光線を入射し出射する出射手段と、
前記出射手段から前記光線が入射され、前記テーパ状の管内における前記フロートの画像を出力する画像センサと、
前記画像を入力処理し、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。
さらに、本発明の流量計は、前記光線の所定の範囲のみの光路に絞るように孔部を有し、前記第１の反射手段および／または前記第２の反射手段の表面に少なくとも１つ以上設けられるマスク手段を有する。
さらに、本発明の流量計は、前記光線の所定の範囲のみの光路に絞るように複数枚の仕切り板状に構成され、前記第１の反射手段および／または前記第２の反射手段の表面に少なくとも１つ以上設けられるマスク手段を有する。
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、あるいは、均一に前記光線を発光照射する発光体から成る。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の流量計によれば、テーパ状の管及びフロートに照射された光線が、透過あるいは反射後、順次、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入射手段、前記光線が前記入射手段から入射され反射される第１の反射手段、前記第１の反射手段と対向して設けられ、前記第１の反射手段から反射される前記光線を前記第１の反射手段へ少なくとも１回反射し、前記第１の反射手段により前記光線を複数回反射させる第２の反射手段、前記第１の反射手段あるいは前記第２の反射手段から反射される前記光線を入射し出射する出射手段、前記出射手段から前記光線が入射され、前記テーパ状の管内における前記フロートの画像を出力する画像センサへ入射される。
このため、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、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。  
さらに、本発明の流量計によれば、光線の所定の範囲のみの光路に絞るように孔部を有し、第１の反射手段および／または第２の反射手段の表面に少なくとも１つ以上設けられるマスク手段を有する。
このため、不必要な光路が遮断され、必要な所定のデジタル画像のみが画像センサに入射し、デジタル画像を入力処理する制御部におけるフロート位置の検出処理が正確にかつ確実に行われ、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確実に出力できる。
さらに、本発明の流量計によれば、前記光線の所定の範囲のみの光路に絞るように複数枚の仕切り板状に構成され、前記第１の反射手段および／または前記第２の反射手段の表面に少なくとも１つ以上設けられるマスク手段を有する。
このため、不必要な光路が遮断され、必要な所定のデジタル画像のみが画像センサに入射し、デジタル画像を入力処理する制御部におけるフロート位置の検出処理が正確にかつ確実に行われ、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確実に出力できる。
また、さらに、本発明の流量計によれば、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】
【０００６】
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】
【０００７】
図１は、本発明の実施例１のＡ−Ａ矢視図を含む部分構成図、図２は、本発明の実施例１の平面図である。
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。
発光手段４は、ＬＥＤ、液晶等から成り、テーパ状の管１に沿って複数個配置され、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。
【０００８】
入射手段５は、透過あるいは反射された光線２０が入射され反射され、通常プリズムから成るが、ミラーから成る場合も有る。
第１の反射手段６は、光線２０が入射手段５から入射され反射され、通常ミラーから成るが、プリズムから成る場合も有る。
第２の反射手段７は、第１の反射手段６と対向して設けられ、第１の反射手段６から反射される光線２０を第１の反射手段６へ少なくとも１回反射し、第１の反射手段６により光線２０を複数回反射させ、通常ミラーから成るが、プリズムから成る場合も有る。
ミラー、プリズムから成る出射手段８は、図３に示される本発明の実施例２のように第１の反射手段６あるいは図２に示される本発明の実施例１のように第２の反射手段７から反射される光線２０を入射し出射する。
画像センサ９は、出射手段８から光線２０が入射され、テーパ状の管１内におけるフロート３のデジタル画像あるいはアナログ画像を出力する。
【０００９】
次に、図４、図５、図６を参照して、本発明の実施例３，４，５を説明する。
図４、図５、図６に示される本発明の実施例３，４，５においては、光線２０の所定の範囲のみの光路２１に絞るように孔部１０ｂを有し、第１の反射手段６および／または第２の反射手段７の表面に少なくとも１つ以上設けられるマスク手段１０を有する。  マスク手段１０は、光線２０の所定の範囲のみの光路２１に絞るように孔部１０ｂを有し、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂等から成る。
このため、不必要な光路が遮断され、必要な所定のデジタル画像のみが画像センサに入射し、デジタル画像を入力処理する図示されない制御部におけるフロート３の位置の検出処理が正確にかつ確実に行われ、高精度にテーパ状の管１内におけるフロート３の位置の電気信号Ｓ１を確実に出力できる。
【００１０】
次に、図７を参照して、本発明の実施例６を説明する。
図７に示される本発明の実施例６においては、光線２０の所定の範囲のみの光路２１に絞るように第１の反射手段６および／または第２の反射手段７の表面に少なくとも１つ以上設けられるマスク手段１０ａを有する。  マスク手段１０ａは、光線２０の所定の範囲のみの光路２１に絞るように、複数枚の仕切り板状に構成され、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂等から成る。
このため、不必要な光路が遮断され、必要な所定のデジタル画像のみが画像センサに入射し、デジタル画像を入力処理する図示されない制御部におけるフロート３の位置の検出処理が正確にかつ確実に行われ、高精度にテーパ状の管１内におけるフロート３の位置の電気信号Ｓ１を確実に出力できる。
【００１１】
図１、図２に示される本発明の実施例１において、ＣＣＤ式、ＣＭＯＳ式、ＰＯＣ式等の画像センサ９は、透過された光線２０がミラー、プリズムから成る出射手段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に示される画像を出力する。  
図示されない制御部は、図８に示される画像を入力処理し、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。
受光素子アレイではなく画像センサ９を用いるため分解能が高く、高精度にテーパ状の管１内のフロート３の位置の電気信号Ｓ１を出力できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例１の部分構成図である。
【図２】本発明の実施例１の平面図である。
【図３】本発明の実施例２の平面図である。
【図４】本発明の実施例３の平面図である。
【図５】本発明の実施例４の平面図である。
【図６】本発明の実施例５の平面図である。
【図７】本発明の実施例６の平面図である。
【図８】本発明の実施例１における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】
【００１３】
１  テーパ状の管  ２  流体        ３  フロート
４  発光手段      ５  入射手段    ６  第１の反射手段  
７  第２の反射手段  ８  出射手段  ９  画像センサ
１０，１０ａ  マスク手段  ２０  透過あるいは反射された光線
２１  光路          Ｓ１  電気信号  
【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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