(57)【要約】【課題】瞬時流量値と積算流量値とを測定周期毎に不揮発性メモリに格納する流量計を提供する。【解決手段】  実施形態によれば、流量計は、検出部と、第１算出部と、第２算出部と、第１記憶部と、を備える。検出部は、流体の流速を測定する。第１算出部は、前記検出部が測定した前記流速に基づいて、瞬時流量値を算出する。第２算出部は、前記第１算出部が算出した前記瞬時流量値に基づいて、積算流量値を算出する。第１記憶部は、前記第１算出部が算出した前記瞬時流量値と、前記第２算出部が算出した前記積算流量値と、を記憶する。【選択図】図１
2016050773.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流速を測定する検出部と、
前記検出部が測定した前記流速に基づいて、瞬時流量値を算出する第１算出部と、
前記第１算出部が算出した前記瞬時流量値に基づいて、積算流量値を算出する第２算出部と、
前記第１算出部が算出した前記瞬時流量値と、前記第２算出部が算出した前記積算流量値と、を記憶する第１記憶部と、
を備える流量計。
【請求項２】
前記第１算出部は、所定の測定周期で、前記瞬時流量値を算出し、
前記第１記憶部は、前記第１算出部及び前記第２算出部がそれぞれ前記瞬時流量値及び前記積算流量値を算出する毎に、前記瞬時流量値及び前記積算流量値を記憶する、
前記請求項１に記載の流量計。
【請求項３】
さらに、設定情報を格納する第２記憶部を備え、
前記第１記憶部は、前記第２記憶部よりも書込寿命回数が多いメモリである、
前記請求項１又は２に記載の流量計。
【請求項４】
前記第１記憶部は、強誘電体メモリである、
前記請求項１乃至３の何れか１項に記載の流量計。
【請求項５】
前記第２記憶部は、ＥＥＰＲＯＭである、
前記請求項３に記載の流量計。
【請求項６】
前記検出部は、前記流体が流れる測定管内に生じる誘導起電力を検知する、
前記請求項１乃至５の何れか１項に記載に流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、流量計に関する。
【背景技術】
【０００２】
流量計には、管内を流れる流体の流速を測定し、瞬時流量値と積算流量値とを算出するものがある。流量計は、所定の測定周期で瞬時流量値を算出し、算出された瞬時流量値に基づいて積算流量値を算出する。流量計は、電源切断時などに、積算流量値を不揮発性メモリなどに格納する。従来、流量計は、測定周期毎に瞬時流量値と積算流量値とを不揮発性メモリに格納することができないという課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１６０５３４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の課題を解決するために、瞬時流量値と積算流量値とを測定周期毎に不揮発性メモリに格納する流量計を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態によれば、流量計は、検出部と、第１算出部と、第２算出部と、第１記憶部と、を備える。検出部は、流体の流速を測定する。第１算出部は、前記検出部が測定した前記流速に基づいて、瞬時流量値を算出する。第２算出部は、前記第１算出部が算出した前記瞬時流量値に基づいて、積算流量値を算出する。第１記憶部は、前記第１算出部が算出した前記瞬時流量値と、前記第２算出部が算出した前記積算流量値と、を記憶する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、第１実施形態に係る流量計の構成例を示すブロック図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る流量計の動作例を示すフローチャートである。
【図３】図３は、第２実施形態に係る流量計の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
（第１実施形態）
まず、第１実施形態について説明する。  
実施形態に係る流量計は、ファラデーの電磁誘導の法則を利用して、測定管などに流れる流体の瞬時流量値及び積算流量値などを測定する。瞬時流量値は、測定管などに流れる流体の単位時間あたりの体積である。即ち、瞬時流量値は、流体の流速に測定管の断面積を積算した値である。また、積算流量値は、測定管を流れた流体の体積である。即ち、積算流量値は、瞬時流量値に時間を積算した値（瞬時流量値を時間で積分した値）である。
【０００８】
図１は、実施形態に係る流量計の構成例を示す。  
図１が示すように、流量計１０は、検出部１及び変換部２などを備える。  
検出部１は、測定管などを流れる流体の流速を測定する。ここでは、検出部１は、測定管などに流れる流体の流速を測定するための誘導起電力を検知する。たとえば、検出部１は、測定管と垂直な方向に磁場を発生させるように、測定管の側面にコイルを備える。また、検出部１は、測定管の内壁に、磁場の方向と垂直な方向に２つの測定電極を備える。検出部１は、測定電極を用いて、コイルから生じる磁場と、測定管内を流れる流体とが発生させる誘導起電力を検出する。
【０００９】
検出部１は、変換部２と電気的に接続する。検出部１は、変換部２から励磁のための電力を供給される。即ち、検出部１のコイルは、変換部２からの電力に応じて磁場を発生する。また、検出部１は、測定された誘導起電力を変換部２へ供給する。即ち、検出部１の測定電極は、発生した誘導起電力を変換部２へ供給する。
【００１０】
変換部２は、検出部１へ励磁のための電力を供給し、検出部１が検出した誘導起電力を取得する。変換部２は、検出部１が検出した誘導起電力に基づいて、瞬時流量値及び積算流量値を計算する。
【００１１】
図１が示すように、変換部２は、ＣＰＵ１１、アンプ部１２、ＡＤＣ部１３、励磁部１４、第１不揮発性メモリ１５、表示部１６、操作部１７、入出力部１８及び通信部１９などを備える。
【００１２】
ＣＰＵ１１は、変換部２全体の動作を制御する機能を有する。ＣＰＵ１１は、内部キャッシュおよび各種のインターフェースなどを備えても良い。ＣＰＵ１１は、内部メモリ、ＲＯＭあるいは第１不揮発性メモリ１５に予め記憶したプログラムを実行することにより種々の処理を実現する。
【００１３】
アンプ部１２は、検出部１が検出した誘導起電力を増幅する。アンプ部１２は、増幅された誘導起電力をＡＤＣ部１３へ供給する。
【００１４】
ＡＤＣ部は、アンプ部１２が増幅した誘導起電力をデジタル信号に変換する。ＡＤＣ部は、デジタル信号をＣＰＵ１１へ供給する。
【００１５】
励磁部１４は、ＣＰＵ１１からの信号に基づいて、検出部１へ励磁のための電力を供給する。
【００１６】
第１不揮発性メモリ１５（第１記憶部に対応）は、データの書き込み及び書き換えが可能な不揮発性のメモリである。第１不揮発性メモリは、変換部２の運用用途に応じて制御プログラム、アプリケーション、及び種々のデータを格納する。また、第１不揮発性メモリ１５は、流量計のパラメータなどの設定情報を格納する。
【００１７】
第１不揮発性メモリ１５は、瞬時流量値を格納する記憶領域１５ａ、及び、積算流量値を格納する記憶領域１５ｂなどを備える。瞬時流量値及び積算流量値は、前述の通りである。
【００１８】
ＣＰＵ１１は、瞬時流量値を測定する度に、瞬時流量値及び積算流量値をそれぞれ記憶領域１５ａ及び記憶領域１５ｂに格納する。たとえば、５０ｍｓの周期で瞬時流量値を測定する場合、ＣＰＵ１１は、５０ｍｓの周期で、瞬時流量値及び積算流量値をそれぞれ記憶領域１５ａ及び記憶領域１５ｂに格納する。そのため、第１不揮発性メモリ１５は、所定の期間（たとえば、１年間）に、測定周期（たとえば、５０ｍｓ）でデータが書き込まれても、書込寿命回数に達しないメモリである。
【００１９】
たとえば、第１不揮発性メモリ１５は、強誘電体メモリ（ＦｅＲＡＭ）である。ＦｅＲＡＭの書込寿命回数は、１０兆回程度である。そのため、測定周期が５０ｍｓであっても、半永久的に書込回数が書込寿命回数に達することはない。
【００２０】
また、ＦｅＲＡＭがデータを書き込むために必要な時間は、２μｓ程度である。そのため、ＦｅＲＡＭは、書込処理時間が流量計１０の測定周期のタイミング管理に影響を及ぼす危険が少ない。
【００２１】
停電などが生じた場合に、流量計１０は、バックアップコンデンサーに蓄えられた電力を用いて瞬時流量値及び積算流量値をそれぞれ記憶領域１５ａ及び記憶領域１５ｂに格納する。ＦｅＲＡＭは２μｓの間駆動できればよいため、流量計１０は、バックアップコンデンサーの容量を小さくすることができる。
【００２２】
表示部１６は、ＣＰＵ１１からの信号に基づいて、種々の情報を表示する。たとえば、表示部１６は、算出された瞬時流量値及び積算流量値などを表示する。たとえば、表示部１６は、液晶パネルなどである。
【００２３】
操作部１７は、オペレータなどが入力する操作を電気信号などに変換し、ＣＰＵ１１へ送信する。操作部１７は、キーボード、テンキー、マウス、タッチパネル、又は、赤外線スイッチなどである。操作部１７がタッチパネルで形成される場合、操作部１７は、表示部１６と一体的に形成されてもよい。
【００２４】
入出力部１８は、算出された瞬時流量値及び積算流量値などを外部装置へ送信するインターフェースである。入出力部１８は、たとえば、予め設定された測定レンジに対する瞬時流量値の割合をパーセント換算した結果を４〜２０ｍＡの電流値で出力したり、積算流量値を予め設定されたパルスレートに則りパルス信号で出力したり、あるいは流量計の動作を制御するための電圧信号を入力したりするインターフェースである。
【００２５】
通信部１９は、外部装置と通信するためのインターフェースである。通信部１９は、たとえば、ＨＡＲＴ通信やＰＲＯＦＩＢＵＳ通信、Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ  Ｆｉｅｌｄｂｕｓ通信、Ｍｏｄｂｕｓ通信等の産業用通信規格のためのインターフェースである。
【００２６】
次に、ＣＰＵ１１が実現する機能について説明する。  
ＣＰＵ１１は、検出部１が検出した誘導起電力に基づいて、測定管内を流れる流体の流速を算出する機能を有する。即ち、ＣＰＵ１１は、ＡＤＣ部からのデジタル信号に基づいて、流速を算出する。
【００２７】
たとえば、ＣＰＵ１１は、励磁部１４が検出部１のコイルに流している電流から、当該コイルが測定管内に形成している磁場の強度を算出する。ＣＰＵ１１は、磁場の強度と、誘導起電力と、流速との関係に基づいて、流速を算出する。
【００２８】
また、ＣＰＵ１１は、検出部１が検出した流速に基づいて、瞬時流量値を算出する機能を有する（第１算出部に対応）。たとえば、ＣＰＵ１１は、流体の流速に、測定管の断面積を積算して、瞬時流量値を算出する。測定管の断面積は、オペレータなどの操作によって、第１不揮発性メモリ１５などに予め格納されてもよい。
【００２９】
また、ＣＰＵ１１は、瞬時流量値に基づいて、積算流量値を算出する機能を有する（第２算出部に対応）。ＣＰＵ１１は、測定周期毎に積算流量値を算出する。たとえば、ＣＰＵ１１は、直前の積算流量値に、算出された瞬時流量値に測定周期の時間（たとえば、５０ｍｓ）を積算した値を加算して、現在の積算流量値を計算する。
【００３０】
なお、ＣＰＵ１１は、所定の測定周期分（たとえば、１０回分）の瞬時流量値を平均した平均瞬時流量値を用いて、積算流量値を算出してもよい。たとえば、ＣＰＵ１１は、直前の積算流量値に、算出された平均瞬時流量値に測定周期の時間（たとえば、５０ｍｓ）を積算した値を加算して、現在の積算流量値を計算する。また、ＣＰＵ１１は、瞬時流量値にフィルタ処理をした値に基づいて、積算流量値を算出してもよい。
【００３１】
また、ＣＰＵ１１は、前述の通り、所定の測定周期で瞬時流量値及び積算流量値をそれぞれ記憶領域１５ａ及び記憶領域１５ｂに格納する機能を有する。ＣＰＵ１１は、記憶領域１５ａに瞬時流量値を所定の個数（たとえば、２００個）格納すると、最も古い瞬時流量値に新しい瞬時流量値を上書きしてもよい。また、ＣＰＵ１１は、直前の積算流量値に新しい積算流量値を上書きしてもよい。
【００３２】
次に、流量計１０の動作例について説明する。  
図２は、流量計１０の動作例を説明するためのフローチャートである。  
まず、ＣＰＵ１１は、検出部１が検出した誘導起電力に基づいて、測定管内を流れる流体の流速を算出する（ステップＳ１１）。即ち、検出部１は、検出された誘導起電力を変換部２へ供給する。変換部２が誘導起電力を供給されると、変換部２のアンプ部１２は、供給された誘導起電力を増幅する。アンプ部１２が誘導起電力を増幅すると、ＡＤＣ部１３は、増幅された誘導起電力をデジタル信号に変換する。ＡＤＣ部１３が誘導起電力をデジタル信号に変換すると、ＣＰＵ１１は、当該デジタル信号に基づいて、測定管内を流れる流体の流速を算出する。
【００３３】
流速を算出すると、ＣＰＵ１１は、算出された流速に基づいて、瞬時流量値を算出する（ステップＳ１２）。
【００３４】
瞬時流量値を算出すると、ＣＰＵ１１は、算出された瞬時流量値に基づいて、積算流量値を算出する（ステップＳ１３）。
【００３５】
積算流量値を算出すると、ＣＰＵ１１は、瞬時流量値及び積算流量値をそれぞれ記憶領域１５ａ及び記憶領域１５ｂに格納する（ステップＳ１４）。
【００３６】
瞬時流量値及び積算流量値を格納すると、ＣＰＵ１１は、測定周期ごとにステップＳ１１−１４を実行するために、所定の時間待機する（ステップＳ１５）。たとえば、測定周期が５０ｍｓである場合、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１１−１４を実行するために必要な時間を測定周期である５０ｍｓから減算した時間待機する。
【００３７】
所定の時間待機すると、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１１に戻る。
【００３８】
なお、ＣＰＵ１１は、瞬時流量値を算出した後に、算出された瞬時流量値を記憶領域１５ａに格納してもよい。
【００３９】
また、流量計１０は、ファラデーの電磁誘導の法則を用いずに、測定管内の流体の流速を測定してもよい。たとえば、検出部１は、測定管内にスクリューなどを備えてもよい。この場合、変換部２は、スクリューから生じる電圧などに基づいて流体の流速を算出してもよい。
【００４０】
また、流量計１０が流速を測定する流体は、液体又は気体のいずれであってもよい。
【００４１】
以上のように構成される流量計は、測定周期毎に、積算流量値と同様に瞬時流量値を保存することができる。流量計が測定周期毎に瞬時流量値を保存できれば、測定系や機器に異常が生じた場合で電磁流量計の電源が切断された場合でも、オペレータなどは、後から異常が生じるまでの瞬時流量値のトレンドデータの解析することが可能となり、異常の原因を調査／解析することが容易になる。
【００４２】
また、流量計が平均瞬時流量値の下限警報値を設定している場合（即ち、流量計が、平均瞬時流量値が下限警報値を下回ると警報を出すように設定している場合）、流量計の電源が再投入された後に、流量計が余計な警報を出すことを防止することができる。即ち、流量計は、電源が再投入された後に、過去の瞬時流量値を参照し、平均瞬時流量値を算出することができるため、平均瞬時流量値が０である状態から測定を開始することを防止することできる。
【００４３】
また、空検知等の診断にも測定周期数回分の瞬時流量値が必要であり、流量計の電源が再投入された直後から、流量計は、空検知等の診断を再開することができる。
【００４４】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。  
第２実施形態に係る流量計１０は、変換部２が第２不揮発性メモリ２０（第２記憶部に対応）を備える点で、第１実施形態に係る流量計１０と異なる。従って、他の部位については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００４５】
図３は、第２実施形態に係る流量計１０の構成例を示す。  
図３が示すように、流量計１０は、さらに第２不揮発性メモリ２０を備える。  
第２不揮発性メモリ２０は、流量計１０のパラメータなどの設定情報を格納する。また、第２不揮発性メモリ２０は、変換部２の運用用途に応じて制御プログラム、アプリケーション、及び種々のデータを格納してもよい。
【００４６】
ＣＰＵ１１が、初期設定を行う場合、又は、設定情報を書き換える場合に、第２不揮発性メモリ２０にデータ格納し、又は、データを書き換える。そのため、第２不揮発性メモリ２０の書換え頻度は、第１不揮発性メモリ１５の書換え頻度よりも少ない。従って、第２不揮発性メモリ２０は、第１不揮発性メモリ１５よりも書込寿命回数が少ないメモリでよい。
【００４７】
たとえば、第２不揮発性メモリ２０は、ＥＥＰＲＯＭである。
【００４８】
第１不揮発性メモリ１５は、設定情報の少なくとも一部を格納しない。また、第１不揮発性メモリ１５は、変換部２の運用用途に応じて制御プログラム、アプリケーション、及び種々のデータの少なくとも一部を格納しなくともよい。
【００４９】
第１不揮発性メモリ１５は、第２不揮発性メモリ２０よりも書込寿命回数が多いメモリである。
【００５０】
第２実施形態に係る流量計１０の動作例は、第１実施形態に係る流量計の動作例と同様であるので説明を省略する。
【００５１】
以上のように構成された流量計は、第１不揮発性メモリの容量を小さくすることができる。第１不揮発性メモリは、第２不揮発性メモリよりも書込寿命回数が多く、コストが高い。そのため、実施形態に係る流量計は、コストを削減することができる。
【００５２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５３】
１…検出部、２…変換部、１０…流量計、１１…ＣＰＵ、１２…アンプ部、１３…ＡＤＣ部、１４…励磁部、１５…第１不揮発性メモリ、１５ａ及び１５ｂ…記憶領域、１６…表示部、１７…操作部、１８…入出力部、１９…通信部、２０…第２不揮発性メモリ。
【図１】
2016050773.tif 000003
【図２】
2016050773.tif 000004
【図３】
2016050773.tif 000005