JP2001188983A - 物理量データの伝送方法および物理量データの伝送装置、並びに、流量測定システムおよび流量測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 瞬時流量値などの物理量データを簡単な構成
で、信頼性高く正確に伝送する。 【解決手段】 カルマン渦の渦信号等の入力パルス信号
（ａ）の立上がりから基準クロック（ｂ）を計数する。
次の立上がりまでの計数値からパルスの周期ｔ1を検出
する。周期ｔ1 から瞬時流量値ｑ1 を求める。瞬時流量
値ｑ1 、ｑ2 、…を累算して累算値Σｑn を求める。累
算値Σｑn が設定値ｑｓ以上となったら伝送パルス信号
を出力する。監視装置等の受信側では、伝送パルス信号
の周波数等を検出し、設定値ｑｓから瞬時流量値を求め
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、時系列に変動しう
る物理量のデータを発信側から受信側に伝送するため
の、物理量データの伝送方法および物理量データの伝送
装置、並びに、流体の流量を計測して集中管理装置等に
伝送する流量測定システムおよび流量測定装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、被測定物理量を検出してパルス信
号を発するセンサからの信号を測定する装置として、周
波数計、回転数計、パルスカウンタ等が知られている。
例えば、静電容量式圧力センサは発振器を構成し、圧力
に対応する周波数の信号を発生する。そこで、この圧力
センサからの信号の周波数を測定することにより圧力を
測定することができる。また、羽根車式流量センサにお
いては、着磁された羽根車が流れによって回転し、固定
されたホール素子がその磁気を検出して流量に対応する
周波数を有するパルス信号を出力する。このパルス信号
の周波数を測定することにより流量を測定することがで
きる。

【０００３】このような物理量測定装置の一つとして、
カルマン渦式流量センサがある。このカルマン渦式流量
センサは、流路中に設けられた柱状の渦発生体の両側か
ら交互に発生するカルマン渦列を超音波センサや圧電素
子センサによりパルス信号（渦信号）として検出し、こ
のパルス信号の周波数からカルマン渦列の周波数を求め
て、気体や液体など流体の流量を測定するものである。

【０００４】ここで、一般に、パルス信号の周波数を測
定する場合には、所定期間（ゲートタイム）内に入力さ
れるパルス信号の数を計数すること、あるいは、入力パ
ルス信号の周期を測定し、その逆数から周波数を算出す
ることが行われている。しかしながら、流量測定におい
ては、大流量時には発生するパルス信号の周波数は高く
（周期は短く）なり、小流量時には低く（周期は長く）
なる。したがって、大流量時および小流量時のいずれに
おいても所定の測定精度が得られるように、パルス信号
の周波数の変化に対応して測定を行うことが要求され
る。

【０００５】そこで、特開平５−２９７０３６号公報に
おいて、一定時間のタイマ、クロック発生器、クロック
計数用カウンタ、クロックによる計数動作を制御するカ
ウンタ制御手段、パルス信号の検出と計数と所定の演算
制御を行う処理手段とを備える周波数測定装置が提案さ
れている。

【０００６】この周波数測定装置によれば、前記タイマ
に測定下限周波数の周期の２倍以上の時間を設定して、
パルス信号の検出と計数とを開始する。そして、パルス
信号を検出したときは、前記クロック計数用カウンタが
前記クロック発生器からのクロックの計数を開始するよ
うに前記カウンタ制御手段を制御し、パルス信号を検出
するごとにクロック計数用カウンタの計数値を確認す
る。そして、前記計数値が所定値に達しないときは、検
出と計数とを継続する。一方、前記計数値が所定値に達
したときは、前記検出と計数とを停止し、前記カウンタ
制御手段を制御して前記クロック計数用カウンタの計数
値から周波数測定値を演算により算出する。また、前記
タイマの計時終了時に、クロックの計数が終了していな
いときはパルス信号の検出と計数とを停止し、さらに前
記カウンタ制御手段を制御してクロック計数用カウンタ
による計数を終了する。これにより、パルス信号のＮ回
分の周期をクロック計数用カウンタで計数し、計数値が
所望の分解能を確保しうるまで周期の積算を続けること
により、パルス信号の周波数値によらずに一定値以上の
測定分解能を得るようにしている。

【０００７】また、特公平５−７００８６号公報には、
大流量時における平均周期の算出精度を高め、且つ小流
量時における応答性をも向上させることを目的とするカ
ルマン渦式空気流量センサ出力パルスの平均周期算出装
置も提案されている。

【０００８】この平均周期算出装置は、パルス数計数手
段、パルス周期計測手段、計測周期と第１の所定時間と
を比較するパルス周期比較手段と、前回の平均算出終了
時から前記パルス数計数手段で第１の所定値に相当する
パルス数が計数されたとき、前記パルス周期比較手段か
ら大なる比較結果が第２の所定値に相当する回数だけ出
力されたとき、および、前記パルス周期比較手段から小
なる比較結果に続いて大なる比較結果が出力される状態
が第３の所定値に相当する回数だけ現れたときの各条件
のいずれかが成立するごとにパルス信号の周期の平均を
算出する平均周期算出手段とを備えたものである。さら
に、前記第２の所定値と前記パルス周期比較手段との比
較結果により平均周期を算出する第２の平均周期算出手
段、あるいは、前記計測周期と第２の所定時間とを比較
する第２のパルス周期比較手段および前記第２のパルス
周期比較手段の出力により平均周期を算出する第２の平
均周期算出手段をさらに備えたものである。これらの構
成により、小流量時、中流量時、大流量時に亘って、セ
ンサから入力されるパルス信号の平均周期を速やかに算
出することができる。

【０００９】さらに、特開平９−８９６１３号公報に
は、流量計の応用例として、流路を流れる流体の流量と
予め設定された基準流量値（設定流量値）とを比較し、
この比較結果によって外部機器を制御する信号を出力す
る流量検出スイッチが提案されている。

【００１０】この提案されている流量検出スイッチにお
いては、カルマン渦の発生周期に対応する周波数を有す
るパルス信号の周期を計測し、該計測した周期に基づい
てテーブル参照により当該流量値を求めるようにしてい
る。また、測定精度を向上するために、複数のパルスの
周期を測定して平均化するようにしている。そして、予
め設定されたしきい値と前記測定した流量とを比較し、
この比較結果をＬＥＤにより表示するとともに、コレク
タが出力端子に接続されたトランジスタのベースに印加
し、該出力端子に接続された負荷への電源供給などを制
御するようにしている。

【００１１】他方、このような流量センサ（流量計）で
計測した流量の計測値を出力する技術として、特開平５
−３３２７９８号公報には、４〜２０ｍＡのアナログ出
力、あるいはパルス出力にて測定した流量値を送出する
渦流量計変換器が提案されている。

【００１２】また、特開平５−２７３００８号公報に
は、倍周回路、スケーラ回路、デバイダ回路、１／２分
周回路から構成された流量計用パルス出力回路が提案さ
れている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】特開平９−８９６１３
号公報の流量検出スイッチでは、離れた場所に設置され
た監視装置（リモート側）に流量計（ローカル側）の測
定値を送出することができず、システムの集中監視がで
きないという問題があった。

【００１４】また、特開平５−３３２７９８号公報の渦
流量計変換器では、感度流量以下の測定値も４〜２０ｍ
Ａのアナログ信号、あるいはパルス信号に変換して送出
している。このような場合、測定可能な感度流量範囲の
流量計を用いれば良く、あえて、ＳＮ比の悪い流量域を
測定するのに回路を切り替えて測定する意味はなく、コ
ストアンプの要因となっている。また、４〜２０ｍＡの
出力はともかくとして、パルス信号の出力は渦信号に対
応する生のパルス出力（あるいは未補正パルス出力）で
あり、流量計の個々の器差をそのまま伝送出力するの
で、測定誤差が大きいという問題がある。

【００１５】また、特開平５−２９７０３６号公報の周
波数測定装置においては、測定下限周波数の周期の２倍
以上の時間が設定されたタイマを用いているために、測
定下限周波数付近の周波数を測定する場合には、その周
期の２倍以上の測定時間を必要としている。また、タイ
マの計時時間の終了前に、パルス信号のＮ回分の周期を
クロック計数用カウンタで計数し、前記計数値が所定値
に達したときは、検出と計数とを停止し、前記計数値か
ら周波数測定値を演算するようにしている。この場合、
タイマの設定時間内をすべて測定していないため、入力
されるパルス信号の真の周波数測定を行なっていること
にはならないという問題がある。

【００１６】また、特開平５−２７３００８号公報の流
量計用パルス出力回路は、計測器用パルス信号を生成す
るために、倍周回路、１／２分周回路を必要とする分、
コストアンプとなるという問題がある。

【００１７】また、特公平５−７００８６号公報の平均
周期算出装置によれば、４〜５つのパラメータの設定に
より、小流量時、中流量時および大流量時にわたってセ
ンサから入力されるパルス信号の平均周期を速やかに算
出することができるが、パルス数計数手段、パルス周期
計測手段、第１および第２のパルス周期比較手段、第１
および第２の平均周期算出手段を用いているため、複雑
な構成となってしまう。また、これらの各手段による処
理をマイクロコンピュータなどにより実行させる場合に
は、プログラムに膨大なメモリを必要とし、また、処理
に要する時間も長くなり、平均周期算出処理に占有する
割合が多く、他の処理を実行する余裕がなくなってしま
うという問題があった。

【００１８】本発明は、測定処理に要する時間が短く、
かつ測定誤差の小さな流量計、また伝送出力を備えた安
価な流量計、並びに流量測定システムを提供することを
課題とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】請求項１の物理量データ
の伝送方法は、時系列に変動しうる物理量のデータを発
信側から受信側に伝送する際に、前記発信側で、前記時
系列な物理量を累算し、該累算値が予め設定された設定
量を越える毎に前記受信側に伝送パルス信号を出力する
とともに前記累算値から前記設定量を減算して新たな累
算値とするようにし、前記受信側で、前記伝送パルス信
号を受信して少なくとも該伝送パルス信号の受信状態を
監視するようにしたことを特徴とする。

【００２０】請求項２の物理量データの伝送装置は、時
系列に変動しうる物理量のデータを受信側に伝送する物
理量データの伝送装置であって、前記時系列な物理量を
累算し、該累算値が予め設定された設定量を越える毎に
前記受信側に伝送パルス信号を出力するとともに前記累
算値から前記設定量を減算して新たな累算値とするよう
にしたことを特徴とする。

【００２１】請求項３の物理量データの伝送装置は、請
求項２の構成を備え、前記設定量を選択的に設定する選
択設定手段を備えたことを特徴とする。

【００２２】請求項４の物理量データの伝送装置は、請
求項２の構成を備え、前記物理量に対応する周波数を有
するパルス信号を出力する物理量検出手段と、前記パル
ス信号を計数して前記時系列な物理量を測定する測定手
段と、を備えたことを特徴とする。

【００２３】請求項５の物理量データの伝送装置は、請
求項４の構成を備え、前記パルス信号を計数する測定手
段は、一定の周期を有する第１の信号を発生する第１の
信号発生手段と、前記一定の周期間の前記パルス信号の
数を計数する第１の手段と、前記第１の信号をその周期
中に含む前記パルス信号の１のパルスについて、該１の
パルスの周期中における前記第１の信号の位置を測定す
る第２の手段と、前記第１の手段による計数データと前
記第２の手段による測定データとに基づいて、前記パル
ス信号の周波数を算出する第３の手段と、を備えること
を特徴とする。

【００２４】請求項６の流量測定システムは、被測定流
体の流量に対応する周波数を有するパルス信号を出力す
るセンサ部と、前記パルス信号を計数して前記流量を測
定する測定部と、該測定した流量を累算し、該累算値が
予め設定された設定量を越える毎に、伝送パルス信号を
出力するとともに前記累算値から前記設定量を減算して
新たな累算値とする流量測定装置と、前記流量測定装置
からの前記伝送パルス信号を受信して少なくとも該伝送
パルス信号の受信状態を監視する流量監視装置と、を備
えたことを特徴とする。

【００２５】請求項７の流量測定システムは、請求項６
の構成を備え、前記流量測定装置を複数備え、前記流量
監視装置で該複数の流量測定装置からの伝送パルス信号
の受信状態を監視するようにしたことを特徴とする。

【００２６】請求項８の流量測定装置は、被測定流体の
流量に対応する周波数を有するパルス信号を出力するセ
ンサ部と、前記パルス信号を計数して前記流量を測定す
る測定部とを備え、該測定した流量を累算し、該累算値
が予め設定された設定量を越える毎に、伝送パルス信号
を出力するとともに前記累算値から前記設定量を減算し
て新たな累算値とすることを特徴とする。

【００２７】請求項９の流量測定装置は、請求項８の構
成を備え、前記設定量を選択的に設定する選択設定手段
を備えたことを特徴とする。

【００２８】請求項１の物理量データの伝送方法によれ
ば、流体の流量などの時系列に変動しうる物理量のデー
タを発信側から受信側に伝送する際に、発信側では、検
出された物理量を記憶手段等により累算し、この累算値
が予め設定された設定量を越える毎に受信側に伝送パル
ス信号を出力するとともに前記累算値から前記設定量を
減算して新たな累算値とする。一方、受信側では、前記
伝送パルス信号を受信して少なくとも該伝送パルス信号
の受信状態を監視する。したがって、受信側では、伝送
パルス信号のパルス数を加算して積算流量等の積算物理
量が得られ、単位時間当たりのパルス数を計測すること
で瞬時流量値等を得ることができる。

【００２９】また、伝送パルス信号は物理量のデータ自
体を伝送するものではなく、伝送される物理量のデータ
は、伝送パルス信号のタイミングおよび予め設定された
設定量によって決まるので、伝送の精度が良くなる。ま
た、設定量を小さな値に設定できるので、リアルタイム
な物理量を伝送でき、集中監視装置等の受信側で流量等
を監視できるので処理応答性が良くなる。

【００３０】請求項２の物理量データの伝送装置によれ
ば、上記請求項１の物理量データの伝送方法を適用し、
例えば測定誤差の小さな流量計、また伝送出力を備えた
安価な流量例を構成することができる。

【００３１】請求項３の物理量データの伝送装置によれ
ば、請求項２と同様な作用効果が得られるとともに、前
記設定量を選択的に設定することができ、測定対象とな
る流量などの物理量の範囲に適応することができる。

【００３２】請求項４の物理量データの伝送装置によれ
ば、請求項２と同様な作用効果が得られるとともに、流
量に対応する周波数を有する渦信号を利用したカルマン
渦式流量計を構成して、請求項１の物理量データの伝送
方法を適用することができる。

【００３３】請求項５の物理量データの伝送装置によれ
ば、請求項４と同様な作用効果が得られる。また、第１
の信号発生手段が発生する第１の信号の一定の周期間
の、前記パルス信号の数が第１の手段により計数され
る。また、前記パルス信号の各周期中の内、第１の信号
が発生された周期のパルス信号の１のパルスについて、
該１のパルスの周期中における第１の信号の位置（タイ
ミング）が第２の手段により測定される。そして、第３
の手段により、第１の手段による計数データと第２の手
段による測定データとに基づいて前記パルス信号の周波
数が算出される。

【００３４】請求項６の流量測定システムによれば、請
求項１の物理量データの伝送方法を適用した流量測定シ
ステムを構成でき、流量データの測定、伝送および監視
について請求項１と同様な作用効果が得られる。

【００３５】請求項７の流量測定システムによれば、請
求項６と同様な作用効果が得られるとともに、複数の流
量測定装置を流量監視装置で集中管理することができ
る。

【００３６】請求項８の流量測定装置によれば、請求項
６の流量測定システムに適用でき、測定誤差の小さな流
量計、また伝送出力を備えた安価な流量計を構成するこ
とができる。

【００３７】請求項９の流量測定装置によれば、請求項
８と同様な作用効果が得られるとともに、前記設定量を
選択的に設定することができ、測定対象となる流量の範
囲に適応することができる。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態について説明する。図２は本発明請求項１の物
理量データの伝送方法を適用した物理量データの伝送シ
ステムのブロック図である。なお、この物理量データの
伝送システムの実施形態として物理量の一例として流量
を対称とした流量測定システムについて後述説明する。
伝送装置１００は発信側であり後述説明する流量計等に
対応し、外部装置２００は受信側であり流量監視装置等
に対応している。伝送装置１００は外部装置２００から
供給されるＤＣ電源（１２〜２４Ｖ）で動作し、流量な
どの時系列に変動しうる物理量を検出し、その検出した
物理量をメモリ等に累算する。そして、累算値が予め設
定された設定量を越える毎に外部装置Ｂに対して伝送パ
ルス信号を出力し、この伝送パルス信号を出力すると累
算値から設定量を減算して新たな累算値としてメモリの
内容を更新する。

【００３９】外部装置２００は伝送装置１００からの伝
送パルス信号を受信し、周波数測定部２１０で伝送パル
ス信号の周波数（１秒間のパルス数）を測定し、測定値
をマイコン等の制御部２２０に出力する。制御部２２０
は測定された周波数から例えば瞬時流量等の検出された
物理量を演算し、その演算結果を表示部２３０に表示す
る。なお、伝送装置１００からはＨレベル（またはＬレ
ベル）の電圧信号が出力され、この電圧信号はレベル変
換器２４０でレベル変換されて制御部２２０に入力され
る。そして、制御部２２０はこのレベル変換された電圧
信号に基づいて判断し処理する。

【００４０】例えば、流量測定システムの場合に、伝送
装置１００で流量を検出し、１ｍＬ（ミリリットル）の
流量を検出する毎に伝送パルス信号を出力するように設
定されているとする。そして、外部装置２００におい
て、周波数測定部２１０で１秒間に例えば４．７個の伝
送パルス信号が検出されたとすると、制御部２２０で、
流量は４．７ｍＬ／ｓｅｃ＝０．２８２Ｌ／ｍｉｎと演
算される。

【００４１】図３は本発明請求項７に対応する流量測定
システムのブロック図であり、伝送装置として複数の流
量測定装置１００を備えている。各流量測定装置１００
は、図２の伝送装置１００と同様であり、流量を検出し
てメモリ等に累算し、累算値が予め設定された設定流路
量を越える毎に外部装置２００′に対して伝送パルス信
号を出力するとともに、累算値から設定量を減算して新
たな累算値としてメモリの内容を更新する。

【００４２】外部装置２００′は各流量測定装置１００
からの伝送パルス信号を受信し、制御部２２０′でチャ
ンネル選択される多チャンネル周波数測定部２１０′で
伝送パルス信号の周波数を測定し、測定値を制御部２２
０′に出力する。制御部２２０′は測定された周波数か
ら流量を演算し、演算結果をディスプレイタッチパネル
２３０′に表示する。

【００４３】図４は伝送装置１００の第１実施形態の機
能ブロック図であり、この伝送装置１００はカルマン渦
流式流量計等に適用できる構成となっている。図におい
て、１はカルマン渦の渦信号などのパルス信号を検出し
て波形整形されたパルス信号を出力するパルス検出部、
２は第１カウンタ、３は基準クロック（例えば３．２５
５２μｓｅｃ）を発生する基準クロック発生部、４は第
２カウンタ、５は一回の測定開始および終了時点を規定
する第１の信号を発生する第１タイマである。

【００４４】ここで、図中一点鎖線で囲んだ第１カウン
タ２、基準クロック発生部３、第２カウンタ４、第１タ
イマ５、演算処理部６および制御部７は、例えば、シン
グルチップマイクロコンピュータにより構成されてお
り、各ブロック間の信号処理の一部は後述のプログラム
をマイコンが実行することにより実現される。例えば、
基準クロック発生部３からの基準クロックは第１カウン
タ２に入力され、パルス検出部１からのパルス信号は第
２カウンタ４に入力されるようにそれぞれハードウエア
により構成されているが、図に破線の矢印で示したよう
に、第１カウンタ２および第２カウンタによる計数の開
始等は、パルス検出部１からのパルスの検出あるいは第
１タイマ５からの第１の信号の検出による割り込み処理
（ソフトウエア）により機能する。

【００４５】第１カウンタ２は、後述の割り込み処理に
より、パルス検出部１からの入力パルスの立上がりエッ
ジから次の入力パルスの立上がりエッジまでの期間に前
記基準クロック発生部３から入力される基準クロックを
計数する。そして、この第１カウンタ２の計数値によ
り、入力パルスの周期を計測する。なお、立下がりエッ
ジで計数するようにしてもよい。また、図示するよう
に、第１タイマ５からの第１の信号の発生により、この
第１の信号の発生タイミングにおける計数値を第１カウ
ンタ２から得ることもできる。

【００４６】一方、第２カウンタ４は、第１タイマ５か
らの第１の信号により規定される測定開始時点から測定
終了時点までの期間（例えば１秒間）にパルス検出部１
から入力される入力パルスの個数を計数する。なお、こ
の測定開始時点から測定終了時点までの期間を、以後
「測定期間」という。

【００４７】また、６は演算処理部であり、第１カウン
タ２からの計数出力に基づいて入力パルス信号の周期を
算出し、この周期から１パルス毎の物理量（後述の実施
形態では瞬時流量値）を算出する。８は演算処理部６に
より算出された物理量を表示する表示部、９は後述の監
視装置等に信号を出力する信号出力部、７は各構成要素
の動作を制御する制御部である。そして、演算処理部６
は、入力パルス毎の物理量を累算し、累算値が設定物理
量を超える毎に信号出力部９に伝送パルス信号の送出指
示を出力する。これにより、信号出力部９から監視装置
等の受信側に伝送パルス信号が出力される。

【００４８】次に、図１を参照して上記伝送装置１００
における物理量データの伝送方法の具体例について説明
する。図において、（ａ）は前記パルス検出部１からの
入力パルス信号の一例、（ｂ）は基準クロック発生部３
から発生される基準クロックを示している。なお、この
実施形態では基準クロックの周期を３．２５５２μｓｅ
ｃ周期のクロック信号としている。（ｃ）は入力パルス
信号の立上がり時に第２カウンタ４で計数されるパルス
数、（ｄ）は基準クロックで計測される入力パルス信号
の周期、（ｅ）は入力パルス信号の各周期から求められ
るパルス１個当たりの物理量（後述の実施形態では瞬時
流量値）、（ｆ）は上記物理量の累算値を示している。
さらに、（ｇ）は伝送パルス信号の出力／非出力の状態
を示し、（ｈ）は入力パルス信号の検出および伝送パル
ス信号の出力による、物理量の新たな累算値をそれぞれ
示している。

【００４９】まず、第１タイマ５からの第１の信号によ
り測定が開始され、入力パルス信号の立上がりの検出に
より基準クロックが第１カウンタ２により計数され、周
期測定が開始される。第１カウンタ２の計数値は入力パ
ルス信号の立上がりを検出する毎に参照するとともに、
計数値を“０”にリセットして再度計数を開始する。こ
れにより、各パルス毎に第１カウンタ２の計数値Ａｉ
（ｉはｉ番目のパルスに対応することを示す。以下同
様。）が得られる。そして、この第１カウンタ２の計数
値Ａｉからｉ番目のパルスの周期ｔｉを求める。なお、
周期ｔｉは、ｔｉ＝Ａｉ×３．２５５［μｓｅｃ］とし
て得られることはいうまでもない。

【００５０】周期ｔｉが得られると、この周期ｔｉに対
応する物理量ｑｉを求める。この物理量ｑｉはｉ番目の
パルスの期間に対応するものである、各パルス列に対応
する時系列に変動しうる物理量である。なお、後述の実
施形態ではこの物理量ｑｉとして、流量センサで得られ
るパルス信号の周波数に対応する瞬時流量値について説
明する。一方、上記の物理量ｑｉが求められると、この
物理量ｑｉを各パルスが検出される毎に所定のレジスタ
によって累算し、この累算値Σｑｉ（ｉ番目までの累算
値）と予め設定された設定流量値ｑｓとを比較し、累算
値Σｑｉが設定値ｑｓ以上になると伝送パルス信号を出
力するとともに、累算値Σｑｉから設定値ｑｓを減算し
てその結果Σｑｉ−ｑｓを新たな累算値として上記レジ
スタを書き換える。図１の例では、ｎ番目のパルスの検
出時に累算値Σｑｉが設定値ｑｓ以上となった場合を示
している。

【００５１】なお、図１には図示していないが、第１タ
イマ５から出力される第１の信号は例えば１秒周期で出
力され、この１秒周期の間の入力パルス信号のパルス数
を第２カウンタ４で計数している。これにより、入力パ
ルス信号の周波数を検出することができ、この周波数か
ら補助的に物理量の変化（流量等）を検出することがで
きる。

【００５２】以上のように伝送パルス信号を出力するこ
とにより、例えば監視装置等の受信側において、伝送パ
ルス信号を受信する毎に、物理量の累算値が設定値に達
したことを検出することができる。また、受信側におい
て、伝送パルス信号の周期（伝送パルス信号間の間隔）
を計測することで、物理量の累算値が設定値に達する頻
度を検出することができ、時系列な物理量の変化の度合
（例えば瞬時流量）を検出することができる。例えば、
伝送パルス信号の周期が短いときは、入力パルス信号
（ａ）のパルスの計数値Ａｉが少ない段階で設定値に達
したことになるので、各パルス毎の物理量ｑｉが大きい
ことになる。また、伝送パルス信号の周期が長いとき
は、入力パルス信号（ａ）のパルスの計数値Ａｉが大き
くなって設定値に達したことになるので、各パルス毎の
物理量ｑｉが小さいことになる。

【００５３】また、上記の伝送方法は、物理量の値自体
のデータを伝送するものではなく、伝送パルス信号とい
うパルス信号を伝送するだけでよいので、送受信の信頼
性が高くなり、送受信の処理も簡単になる。

【００５４】ここで、以上の図１の説明では、入力パル
ス信号（ａ）の１個のパルス毎に物理量ｑｉを求めるよ
うにしているが、本発明は、この入力パルス信号から物
理量を検出するタイミング等は上記の例に限らない。後
述の、請求項５に対応する実施形態において説明するよ
うに、入力パルス信号の周波数を検出し、その周波数を
検出する毎に物理量を求め、これを累算して所定の設置
値以上となる毎に伝送パルス信号を出力するようにして
もよい。なお、この場合の設定値は上記図１の場合の設
定値ｑｓより大きな値となる。

【００５５】次に、図４の伝送装置１００の動作につい
て図５〜図８に基づいて説明する。なお、この例では、
演算許可フラグＩ、演算許可フラグII、パルス出力許可
フラグ、レジスタＲ１、レジスタＲ２、レジスタＲ３、
レジスタＲ４およびレジスタＲ５を使用しているが、こ
れらのフラグおよびレジスタは図４の演算処理部６およ
び制御部７が利用する図示しないＲＡＭ等に予め設定さ
れている。

【００５６】先ず、図５のメインルーチンを開始する
と、ステップＳ１で、レジスタを初期化するなどの各種
初期化処理を行い、ステップＳ２で、伝送パルス信号の
１出力に対応する設定値（図１の場合の設定値ｑｓ）を
読み込み、所定のレジスタに記憶する。次に、ステップ
Ｓ３で各種のフラグをリセットし、ステップＳ４で第１
タイマ５を動作させる。次に、ステップＳ５で第１カウ
ンタ２の割り込みを許可し、ステップＳ６で第２カウン
タの計数を開始してステップＳ７に進む。

【００５７】ステップＳ７では、後述する図８の物理量
演算の処理を行い、ステップＳ８に進む。ステップＳ８
では、パルス出力許可フラグがセットされているか否か
を判定し、セットされていなければステップＳ１２に進
み、セットされていればステップＳ９で伝送パルス信号
を１パルス出力し、ステップＳ１０でレジスタＲ３から
設定値ｑｓを減算し、新たな累算値Σｑｉとしてレジス
タＲ３に格納する。さらに、ステップＳ１１でパルス出
力許可フラグをリセットし、ステップＳ１２に進む。な
お、パルス出力許可フラグは、後述する割り込み処理に
おいて物理量の累算値が設定値以上になるとセットされ
る。ステップＳ１２では、その他の信号を出力する処理
を行い、ステップＳ１３でレジスタＲ５の物理量を表示
部８に表示し、ステップＳ１４で他の表示処理を行い、
ステップＳ１５でその他の処理を行なってステップＳ７
に戻る。

【００５８】図６の割り込み処理は入力パルス信号
（ａ）の立上がりが検出される毎に起動され、入力パル
ス信号の１パルスの周期を計測する処理である。まず、
ステップＳ２１で第１カウンタ２の計数値をレジスタＲ
１に格納し、ステップＳ２２で第１カウンタ２を“０”
にリセットしてステップＳ２３に進む。ステップＳ２３
では、レジスタＲ１の値は所定の範囲であるか否かを判
定し、所定の範囲であればステップＳ２４で演算許可フ
ラグＩをセットし、所定の範囲でなければステップＳ２
５で演算許可フラグＩをリセットし、それぞれステップ
Ｓ２６に進む。そして、ステップＳ２６で第１カウンタ
２の計数動作を開始し、元のルーチンに復帰する。ここ
で、上記の所定の範囲とは、測定対象としている物理量
の管理基準などにより設定される物理量の範囲であり、
例えば計測値として有効となるような範囲内であれば演
算許可フラグＩをセットして、後述の物理量の演算処理
で演算を行うようにし、範囲外であれば演算許可フラグ
IIをリセットして演算を行わないようにする。

【００５９】図７の割り込み処理は第１タイマ５から第
１の信号が出力される毎（例えば１秒毎）に起動され、
入力パルス信号（ａ）の周波数を計測する処理である。
まず、ステップＳ３１で第１タイマ５を次回の割り込み
のために計時を開始し、ステップＳ３２で第２カウンタ
４の計数値をレジスタＲ２に格納し、ステップＳ３３で
第２カウンタ４を“０”にリセットして計数を再開し、
ステップＳ３４に進む。ステップＳ３４では、レジスタ
Ｒ２の値は所定の範囲であるか否かを判定し、所定の範
囲であればステップＳ３５で演算許可フラグIIをセット
し、所定の範囲でなければステップＳ３６で演算許可フ
ラグIIをリセットし、それぞれ元のルーチンに復帰す
る。なお、ステップＳ３４での判定の基準となる所定の
範囲も測定対象としている物理量の管理基準などにより
設定される物理量の範囲であるが、図６の処理とは異な
る値である。

【００６０】図８の物理量の演算の処理は、まず、ステ
ップＳ４１で演算許可フラグＩがセットされているか否
かを判定し、セットされていなければ元のルーチン（メ
インルーチン）に復帰し、セットされていればステップ
Ｓ４２以降の処理を行う。なお、この図８のサブルーチ
ンは、後述の実施形態の流量計における流量算出処理と
同様である。

【００６１】次に、ステップＳ４２で、周期計測の割り
込み処理で格納されたレジスタＲ１の値から周期（図１
のｔｉ）を演算し、ステップＳ４３で、演算した周期ｔ
ｉより物理量（図１のｑｉ）を演算する。次に、ステッ
プＳ４４で、演算した物理量ｑｉをレジスタＲ３に累算
（レジスタ３に格納された値と加算した値でレジスタ３
を書き換える処理）し、ステップＳ４５で、演算した物
理量ｑｉをレジスタＲ４に積算（レジスタ４に格納され
た値と加算した値でレジスタ４を書き換える処理）し、
ステップＳ４６に進む。

【００６２】ステップＳ４６では、レジスタ３の累算値
Σｑｉが設定値ｑｓ以上であるか否かを判定し、判定結
果がＮＯであればステップＳ４８に進み、判定結果がＹ
ＥＳであれば、ステップＳ４７でパルス出力許可フラグ
をセットしてステップＳ４８に進む。ステップＳ４８で
は、演算許可フラグIIがセットされているか否かを判定
し、セットされていなければステップＳ４０２に進み、
セットされていればステップＳ４９以降の処理を行う。
ステップＳ４９では、周波数計測の割り込み処理で格納
されたレジスタＲ２の値から物理量を演算し、次に、ス
テップＳ４０１で、演算した物理量をレジスタＲ５に格
納し、ステップＳ４０２に進む。そして、ステップＳ４
０２で演算許可フラグIIをリセットし、ステップＳ４０
３で演算許可フラグＩをリセットして元のルーチンに復
帰する。

【００６３】以上の処理により、演算許可フラグＩがセ
ットされていれば、物理量ｑｉが演算され、それまでの
物理量ｑ１〜ｑｉ−１の累算値にこの物理量ｑｉを累算
した累算値Σｑｉと設定値ｑｓとの比較が行われ、Σｑ
ｉ≧ｑｓであれば、メインルーチンのステップＳ９にお
いて伝送パルス信号が出力されることとなる。なお、演
算許可フラグＩと演算許可フラグIIがともにセットされ
ていれば、入力パルス信号の周波数に対応する物理量も
演算されてレジスタＲ５に格納される。

【００６４】次に、本発明の流量測定システムおよび流
量測定装置の実施形態について説明する。なお、以下の
実施形態において前記の物理量データの伝送装置Ａにお
ける物理量と対応する物理量（瞬時流量等）には前記の
説明と同記号を用いる。

【００６５】図９は実施形態の流量システムおよび流量
測定装置の基本構成の一例を示すブロック図であり、流
量測定装置（以後、「流量計」という。）１００、大別
すると、流体の流量に対応する周波数のパルス信号を出
力するセンサ部１１と、この流量計１００の機能を選択
するための機能選択部１２と、各種指示および各種デー
タを手動で入力するための手動操作部１３と、電源のオ
ン／オフを検出してリセット信号を出力するリセット部
１４と、コントロール部２０が正常に動作しているか否
かを判定し、異常時に割り込み信号を出力するウォッチ
ドッグタイマ１５と、電源電圧を監視し、電源電圧の低
下を検出したときに割り込み信号を出力する電源低下検
出部１６と、この流量計１００の全体の制御を行うコン
トロール部２０と、各種データを保持する不揮発性記憶
部１７と、計測した流量値等の各種表示を行う表示部３
０と、集中監視装置などの外部装置ＥＸＣＴに信号の出
力を行う信号出力部４０と、電源部４５とを備えてい
る。

【００６６】コントロール部２０は、各種比較を行うた
めの比較ユニット２１と、比較ユニット２１における比
較結果に基づいて各種判断を行う判断ユニット２２と、
各種演算を行うための演算ユニット２３と、コントロー
ル部２０の全体を制御するための制御ユニット２４と、
各種タイマ割り込みを発生させるためなどに用いられる
タイマユニット２５と、制御プログラムや各種のデータ
を記憶するためのＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成された記憶
ユニット２６とを備えている。なお、このコントロール
部２０は、例えば、シングルチップマイクロコンピュー
タにより構成される。

【００６７】表示部３０は、計測した流量値を表示する
データ表示ユニット３１と、該データ表示ユニット３１
で表示される流量の単位を表示する単位表示ユニット３
２と、後述する信号出力時などに点灯制御される出力１
表示ユニット３３および出力２表示ユニット３４とを備
えている。なお、流量の表示単位が固定されているとき
には、単位表示ユニット３２はあえて設けなくてもよ
い。

【００６８】信号出力部４０は、前記物理量データの伝
送装置１００と同様に、測定した流量値に応じて前記伝
送パルス信号を出力し、集中監視装置などの外部装置Ｅ
ＸＣＴの第１のデータ入力端子ＤＩＮ１に出力するパル
ス信号出力ユニット４０−１、測定流量値が第１の所定
の値以下（あるいは以上）になったときに、そのことを
示す出力１を外部装置ＥＸＣＴのスイッチ１入力ＳＷ１
に出力するスイッチ出力１出力ユニット４０−２、およ
び、測定流量値が第２の所定の値以上（あるいは以下）
になったときにそのことを示す出力２を外部装置ＥＸＣ
Ｔのスイッチ２入力ＳＷ２に出力するスイッチ出力２出
力ユニット４０−３を備えている。なお、電源部４５
は、外部装置ＥＸＣＴから供給される直流１２〜２４
［Ｖ］の電源をこの流量計Ａの動作電圧に変換して供給
する。また、電源として電池を使用するようにしてもよ
い。

【００６９】次に、流量計１００の動作の概略について
説明する。この流量計１００が起動されると、制御ユニ
ット２４は、まず、この流量計１００初期設定を行う。
そして、機能選択部１２の設定状態を読み込み、この流
量計１００の動作モードを判定する。ここでは、瞬時流
量計モードが設定されているものとする。次に、機能選
択部１２により設定されている流路の口径および材質、
制御プログラムのバージョンなどの各種設定状態を表示
部３０に表示し、センサ部１１から入力される被測定流
量に対応する周波数を有するパルス信号の周期と周波数
の測定を開始する。

【００７０】このパルス信号の周期と周波数の測定処理
は、前記物理量データの伝送装置１００と同様の処理で
ある。すなわち、周期の測定は、パルス信号の立上がり
の検出により起動される割り込み処理により、基準クロ
ック（例えば３．２５５２μｓｅｃ）を第１カウンタで
計数して１パルスの周期を測定する。また、周波数の測
定は、第１タイマ５（１秒タイマ）が出力する第１の信
号により起動される割り込み処理により、１秒間の入力
パルスの数を計数し、周波数を求める。

【００７１】そして、演算ユニット２３により、測定し
た周期から前記物理量ｑｉに対応する瞬時流量ｑｉを演
算するとともにこの瞬時流量ｑｉを累算し、比較ユニッ
ト２１により、予め設定された前記設定値ｑｓに対応す
る設定瞬時流量値ｑｓと累算値Σｑｉとを比較し、判断
ユニット２２によりΣｑｉ≧ｑｓと判定されれば、瞬時
流量ｑｉの累算値Σｑｉから設定瞬時流量値ｑｓを減算
した値を新たな累算値Σｑｉとし、信号出力部４０から
伝送パルス信号を外部装置ＥＸＣＴに出力する。

【００７２】なお、測定した周波数からも瞬時流量を演
算し、上記周期測定による瞬時流量、または周波数測定
による瞬時流量のいずれかを表示モードに応じて表示部
３０に表示する。また、瞬時流量値を積算し、この積算
流量値も表示部３０に表示する。

【００７３】次に、流量計１００のより具体的な実施形
態について説明する。図１０は、流量計１００の一実施
形態の構造を示す図であり、同図(a) は表示および操作
パルス面を示す上面図、同図(b) は内部構造を示す断面
図、同図(c)は一部を破断して示す側面図である。この
図において、流量計は、流量を計測すべき流体が流れる
流路の途中に接続される計量部本体５０と、この計量部
本体５０の上方に任意の角度に位置出し可能に取付られ
た計測表示部とからなっている。ここで、計量部本体５
０はそれが接続される配管に合わせたサイズとされてお
り、計測表示部は多種類（例えば、６４種類）の配管の
材質や口径に共通に適用することができるものとされて
いる。すなわち、計測表示部は多数の機種に共通に使用
可能で、後述するように、手動操作部（キー入力部）の
操作により配管の口径や材質を選択設定することができ
るようになっている。

【００７４】計量部本体５０は、その入口が上流側に、
出口が下流側にそれぞれ接続され、流れの中に置かれた
柱状物体５１の下流側に形成されるカルマン渦の発生周
波数が広いレイノルズ数において流速に比例しているこ
とを利用し、この渦流の発生周波数を計測することによ
り、流速あるいは流量をしることができるカルマン渦流
式のものとして構成されている。このカルマン渦流式の
ものは、摺動部がなくシンプルな構造で、信頼性、耐久
性が優れているほか、流体流路には渦発生体と渦検出器
があるだけで、流路の絞りが小さいので、圧力損失が小
さくなっているという特徴を有している。

【００７５】そして、計量部本体５０には、渦流の発生
によって変化する流路中の圧力を検出するためホルダの
内部にセンタとして圧電素子５２が取付られている。該
圧電素子５２は渦流の発生周波数に等しい周波数で変化
する電気信号からなる流量信号を出力し、これをリード
線を介して計測表示部内に設けられた電子回路に供給す
る。

【００７６】計測表示部は、防水パッキンを介して突き
合わされた上ケース５４と下ケース５５とからなる検出
５３、このケース５３内に収容された表示基板６１、Ｃ
ＰＵ基板６２、センサ基板６３、上ケース５４の上面に
配置されたＬＥＤ３３、３４、例えば３桁の７セグメン
トＬＥＤ表示器により構成されたデータ表示ユニット３
１および操作キー４１、４２および４３などにより構成
されている。計量部本体５０の上にはネジ５９により中
空の回転軸５６が固定され、この回転軸５６が下ケース
５５の底部にあけられた孔に防水パッキンを介して回転
自在に嵌合されている。そして、計測表示部は、計量部
本体５０に対して任意の角度に位置出し可能に調整でき
るようになっている。前記圧電素子５２からのリード線
は回転軸５６の中空部を通ってセンサ基板６３上に形成
された電子回路まで導かれている。なお、６０は外部装
置に接続するためのシールド線からなる信号線である。

【００７７】また、表示基板６１およびＣＰＵ基板６２
は、金属スペーサを介して取付ネジ５８により上ケース
５４に取り付けられており、センサ基板６３は金属スペ
ーサを介して取付ネジ５８により下ケース５５に取り付
けられている。ここで、上ケース５４と下ケース５５
は、例えば、内部に導電性シールド材が塗布された樹脂
製とされており、プリント基板６１〜６３におけるネジ
５８および金属スペーサが当接する箇所に設けられた金
属部を介して、前記ケース５３とプリント基板６１〜６
３との電気的接続がとられるようになされている。な
お、上ケース５４は下ケース５５に対してネジ５７によ
って開閉自在に取り付けられ、各種の設定操作を行うと
きに開けられるようになっている。

【００７８】なお、上述した例においては、上ケース５
４上に表示部として、２つのＬＥＤ３３および３４と前
記データ表示ユニットとしての３桁の７セグメント表示
器３１が設けられている例を示したが、これに限られる
ことはない。図１１は表示部の他の例を示す図であり、
この図に示した例においては、前記ＬＥＤ３３および３
４、３桁の表示器３１の他に、表示単位を示す２つのＬ
ＥＤ３５および３６を有し、ＬＥＤ３５の右方には「ｍ
³ 」、ＬＥＤ３６の右方には「Ｌ」の表示がなされてい
る。これにより、図１１に示した例においては、ＬＥＤ
３５が点灯することにより、３桁の表示器３１において
表示されている数値の単位が立方メートルであることを
示し、また、ＬＥＤ３６が点灯することにより表示器３
１において表示されている数値の単位がリットルである
ことを示すことができる。また、ＬＥＤ３３およびＬＥ
Ｄ３４は、後述するように、第１の出力および第２の出
力が外部装置ＥＸＣＴに出力されているときに点灯制御
されるものである。なお、ＬＥＤ３３として赤色のＬＥ
Ｄを用い、ＬＥＤ３４として緑色のものを用いるといっ
たように、ＬＥＤの色を変更するようにしてもよい。

【００７９】図１２は、前記３つのプリント基板、すな
わち、表示基板６１、ＣＰＵ基板６２およびセンサ基板
６３上における各回路部品の配置の一例を示す図であ
る。同図(a) はプリント基板６１〜６３がケース５３内
に組み上げられている状態を示す図、同図(b) は表示基
板６１の表面図、同図(c) はＣＰＵ基板６２の裏面図、
同図(d) はセンサ基板６３の表面図、同図(e) はセンサ
基板６３の裏面図である。

【００８０】図１２(a) に示すように、表示基板６１と
ＣＰＵ基板６２はコネクタ６４を介して電気的に接続さ
れており、ＣＰＵ基板６２とセンサ基板６３はフラット
ケーブル６５を介して電気的に接続されている。また、
ＣＰＵ基板６２上には、コントロール部として動作する
マイクロコンピュータ２０が設けられ、その裏面に前記
不揮発性記憶素子１７として動作するＥＥＰＲＯＭが設
けられている。また、図１２(b) に示すように、表示基
板６１の表面には、２つのピンからなる検査モード設定
ピン１８が設けられており、この検査モード設定ピン１
８を短絡することにより、後述する検査モードとするこ
とができるようになっている。

【００８１】さらに、図１２(c) に示すように、ＣＰＵ
基板６２の裏面には機能選択部１２を構成する２組のジ
ャンパーピンＪ１およびＪ２が設けられている。ジャン
パーピンＪ１は、この流量計Ａを瞬時流量計として動作
させるかあるいは積算バッチ流量計として動作させるか
を選択するためのでのであり、ジャンパー線によりジャ
ンパーピンＪ１を短絡したときには瞬時流量計として動
作し、開放されているときには積算バッチ流量計として
動作するように設定されている。また、ジャンパーピン
Ｊ２は、入力パルス信号の１パルス当たりの流量を１０
０ｍＬ／パルスに設定するか１０ｍＬ／パルスに設定す
るかを選択するためのものであり、ジャンパー線により
短絡したときには１００ｍＬ／パルス、開放されている
ときには１０ｍＬ／パルスに設定される。

【００８２】図１２(d) に示すように、センサ基板６３
の表面には圧電素子５２からのリード線が接続される端
子Ｓ＋およびＳ−が設けられており、さらに、調整用の
トリマＶＲ、各種のオペアンプ、ダイオード、バリスタ
やコンデンサなどの各種の電子部品が配置されている。
また、６６は外部装置との接続ケーブル６０が接続され
る端子である。さらに、図１２(e) に示すように、セン
サ基板６３の裏面には、各種出力トランジスタや電源部
４５として動作する３端子安定化電源回路７８などの各
種の電子部品が設けられている。

【００８３】図１３および図１４は上記流量計１００の
回路構成の一例を示すブロック図である。図１３におい
て、２０はこの流量計１００の全体の制御を行うマイコ
ンであり、その内部には、第１カウンタ２、第２カウン
タ４、タイマ１〜タイマｎの複数個のタイマからなるタ
イマレジスタ群８３、制御プログラムおよび後述する演
算係数テーブル等を格納したＲＡＭ８４、各種のデータ
を格納するデータエリアおよびワークエリアなどとして
使用されるＲＡＭ８５、および表示部３０を駆動するた
めの表示ドライバ等が搭載されている。

【００８４】なお、タイマレジスタ群８３の中は、前記
第１タイマ５を備えている。また、第２カウンタ４は、
センサ部１１からの入力パルス信号が印加される入力ポ
ート（カウント信号入力ポート）に接続されており、第
２カウンタ４は１秒間（第１タイマの第１の信号の周
期）に入力される入力パルスの個数を計数する。

【００８５】１１は、圧電素子５２、この圧電素子５２
からの電気信号を増幅する増幅器６７およびこの増幅器
６７の出力信号を波形整形してパルス信号として出力す
る波形整形回路６８からなるセンサ部であり、このセン
サ部１１の出力βは、マイコン２０のカウント信号入力
ポートに入力される。また、このセンサ部１１の出力β
は、図１４に示した信号出力部にも印加されており、出
力トランジスタ７７をを介して、外部装置ＥＸＣＴに直
接出力することができるようになされている。１２は機
能選択部であり、前記のように機能を選択するジャンパ
ーピンＪ１およびＪ２が設けられ、各ジャンパーピンＪ
１およびＪ２はマイコン２０の入力ポートに接続されて
いる。また、１８は検査モード設定ピンであり、この検
査モードピンを短絡することにより、この流量計１００
を検査モードとすることができる。工場出荷前の検査時
にこの検査モード設定ピン１８により検査モードとし、
後述するように、外部装置ＥＸＣＴとして調整検査装置
を接続して検査を実行する。この検査モード設定ピン１
８の出力はマイコン２０の入力ポートに接続される。

【００８６】１３は手動操作部であり、設定キー４１、
アップキー４２、ダウンキー４３の３つの操作キーが設
けられ、それぞれマイコン２０の入力ポートに接続され
ている。１５はウォッチドッグタイマであり、マイコン
２０の出力ポートからの信号が所定時間入力されなかっ
たときに、マイコン２０に割り込み信号を入力する。こ
の割り込み入力によりマイコン２０は後述する第１のス
タート処理を開始することとなる。なお、ウォッチドッ
グタイマ１５への定時出力は、例えば所定周期毎に実行
されるタイマ割り込み処理により実行される。さらに、
１４ｆはパワーオンリセット回路であり、電源電圧Ｖｃ
ｃが印加されたときに、これを検出してマイコン２０の
リセット端子にパルス信号を印加する。これにより、マ
イコン２０は後述する第１のスタート処理を実行するこ
ととなる。

【００８７】３０は前記表示部であり、図示するよう
に、データ表示ユニットとしての３桁の７セグメントＬ
ＥＤ表示器３１、第１の出力ＯＵＴ１（あるいは積算バ
ッチ流量計として使用される場合には出力信号ＯＵＴ）
の出力時に点灯されるＯＵＴ１ＬＥＤ３３、第２の出力
ＯＵＴ２（積算バッチ流量計として使用される場合には
入力ＩＮ）の出力（入力）時に点灯されるＯＵＴ２（Ｉ
Ｎ）ＬＥＤ３４、駆動桁選択回路３７およびＬＥＤ駆動
回路３８を有している。また、前掲の図１１に示した単
位表示部３２を有する実施形態の場合には、３桁の表示
器３１における数値がｍ³ （立方メートル）単位の数値
であることを表示するＬＥＤ３５およびＬ（リットル）
単位の数値であることを表示するＬＥＤ３６がさらに設
けられる。そして、マイコン２０に内蔵されている表示
駆動回路から、出力ポートを介して駆動桁選択回路３７
およびＬＥＤ駆動回路３８に当該表示を行うためのデー
タが出力され、所望の表示がなされる。なお、ここでは
表示素子としてＬＥＤを使用した例を示したが、これに
限らず液晶（ＬＣＤ）など他の表示素子を採用すること
ができる。また、表示器３１の桁数も３桁に限らず、例
えば８桁など任意の桁数としてもよい。

【００８８】１７は前記不揮発性記憶素子であるＥＥＰ
ＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）で
あり、積算流量値データ、各種設定値、後述する調整検
査時に補正された一次式傾きデータや切片データなどが
格納される。これにより、電源電圧低下時におけるデー
タの消失を防止することが可能となる。また、６９は電
源端子に並列に接続された大容量コンデンサであり、電
源電圧の一時的な低下時におけるバックアップに用いら
れる。さらに、１６は、電源電圧を監視し、所定電圧以
下になったときに電源チェック割り込みを行うための電
圧検出器である。

【００８９】前記マイコン２０の出力ポートから、第１
の出力ＯＵＴ１および第２の出力ＯＵＴ２が図１４に示
す信号出力部４０に供給される。ここで、第１の出力Ｏ
ＵＴ１は測定した瞬時流量値が第１の設定流量値（例え
ば、下限流量値）ＱＬよりも低くなったときに出力され
る信号であり、第２の出力ＯＵＴ２は計測した瞬時流量
値が第２の設定流量値（例えば、上限流量値）ＱＵより
も多くなったときに出力される信号である。この第１の
出力ＯＵＴ１および第２の出力ＯＵＴ２を外部装置ＥＸ
ＣＴに遅滞なく出力することにより、外部装置ＥＸＣＴ
に対する迅速な制御が可能となる。なお、この流量計１
００が積算バッチ流量計として使用される場合には、第
１の出力ＯＵＴ１は出力ＯＵＴとされ、第２の出力ＯＵ
Ｔ２に代えて、図１３に破線で示すように、信号出力部
４０／電源部４５を介して外部装置ＥＸＣＴからの入力
ＩＮがマイコン２０の入力ポートに入力されることとな
るが、ここでは、これ以上の説明は省略する。

【００９０】図１４において、７０は前記第１の比較結
果である第１の出力ＯＵＴ１がそのゲートに印可される
出力トランジスタ、７１は前記ダイオード２の比較結果
である第２の出力ＯＵＴ２がそのゲートに印加される出
力トランジスタである。これら各出力トランジスタ７０
および７１のドレインは、対応する出力端子から外部装
置ＥＸＣＴに出力される。これにより、外部装置ＥＸＣ
Ｔ側では、この出力ＯＵＴ１出力および出力ＯＵＴ２を
用いて迅速なスイッチ制御等を行うことができる。図示
するように、前記各出力端子と接地との間には、保護用
のツェナーダイオードＺＤが接続されている。また、前
述のように、積算バッチ流量計として使用される場合に
は、外部装置ＥＸＣＴからの入力信号ＩＮがしきい値回
路７２により整形されて入力されることとなる。なお、
入力信号ＩＮとしきい値回路７２との間には、保護用の
抵抗Ｒと保護用のダイオードＤとが接続されている。

【００９１】また、マイコン２０の出力ポートから出力
される伝送パルス信号は、図１４に示した出力トランジ
スタ７６のゲートに印加され、パルス出力端子を介して
外部装置ＥＸＣＴに出力される。なお、パルス出力端子
と接地との間には保護用のツェナーダイオードＺＤが接
続されている。さらに、前記センサ部１１の波形整形部
６８からの被測定パルス信号（入力パルス信号）βは信
号出力部４０の出力トランジスタ７７のゲートに印加さ
れており、この出力トランジスタ７７のドレインは、信
号出力部４０の検査用信号出力端子を介して、検査モー
ド時に接続される調整検査装置に接続される。

【００９２】なお、図１４においては、各出力トランジ
スタとしてＭＯＳトランジスタを使用しているが、バイ
ポーラトランジスタを用いるようにしてもよい。この場
合には、出力ＯＵＴ１およびＯＵＴ２はそれぞれバイポ
ーラトランジスタのベースに印加され、それらのコレク
タが前記出力端子に接続されることとなる。

【００９３】また、７８は直流安定化電源回路であり、
この実施形態においては、外部装置ＥＸＣＴから供給さ
れる１２〜２４Ｖの直流電圧を入力とし、この流量計１
００の駆動電圧に変換して出力する。また、図１４に示
すように、外部装置ＥＸＣＴから供給される電源ライン
（＋ＤＣ、−ＤＣおよびＧＮＤ）の各線間には、サージ
防止用のバリスタＶとノイズ除去用のコンデンサＣがそ
れぞれ並列に接続されている。また、電源ライン＋ＤＣ
と直流安定化電源７８との間に挿入されているダイオー
ドＤは、電源ラインの極性の逆接続に対して回路の破損
を防止する。

【００９４】次に、前記ＲＯＭ８４、ＲＡＭ８５とＥＥ
ＰＲＯＭ１７に格納される各種のデータについて説明す
る。図１５の(a) は、ＲＯＭ８４およびＲＡＭ８５のメ
モリマップの一例を示す図である。この図に示すよう
に、ＲＡＭ８５の領域には、各種のレジスタ領域、後述
する補正係数や各種フラグなどを格納する領域、ワーク
エリア、積算流量値データを格納する領域、新たな累算
値データを格納する領域などが設けられている。

【００９５】また、ＲＯＭ８４の領域には、制御プログ
ラム、口径設定データテーブル、割り込みベクトル等が
格納されている。ここで、口径設定データテーブルは、
前記配管の口径および材質にそれぞれ対応した係数デー
タであり、例えば６４種類の機種（口径および材質）に
対応するデータが格納されている。

【００９６】図１５の(b) は、前記口径設定データテー
ブルの構成を説明するための図である。この図に示すよ
うに、口径設定データテーブルは、それぞれ１６種類の
設定データを１ページとする４ページの構成とされてい
る。そして、各設定データとしては、図示するように当
該設定データを識別する設定コード（機種設定コー
ド）、口径を指定するコード、本体材質を指定する材質
コード、流れ有り周波数ｆ１〜定格流量の１１０％の瞬
時流量値に対応する周波数ｆ６までを５つの区間に対応
する折れ線で近似したときの一次式傾きデータａ１〜ａ
５および切片データｂ１〜ｂ５が格納されている。な
お、前記流れ有り周波数ｆ１は、当該機種、すなわち、
前記計量部本体５０（図１０）の口径および材質により
決定される測定下限周波数であり、例えば、５Ｈｚ程度
の値となる。

【００９７】なお、このデータａ１〜ａ５およびｂ１〜
ｂ５は器差のバラツキの平均値であり、このデータをそ
のまま用いて流量を算出しても高精度の計測結果は期待
できない。そこで、本発明においても、後述する調整検
査工程において、１台毎に補正した一次式傾きデータＡ
１〜Ａ５および一次式切片データＢ１〜Ｂ５（以下、こ
れらをまとめて「補正係数」とよぶ）を求め、この補正
係数を用いて流量を算出している。これにより、非常に
精度の良い計測を行うことが可能となっている。

【００９８】図１５の(c) は、前記ＥＥＰＲＯＭ１７の
メモリマップの一例を示す図である。この図に示すよう
に、ＥＥＰＲＯＭ１７には、検査終了フラグ、前記補正
された一次式傾きデータＡ１〜Ａ５、前記補正された一
次式切片データＢ１〜Ｂ５、積算流量データ、機種設定
コード決定データ、積算表示方式決定データ、上限流量
値設定データおよび下限流量値設定データが格納され
る。なお、これらのデータの詳細については、後述する
フローチャートにおける対応する箇所で説明する。

【００９９】次に、この流量計１００の動作について説
明する。図１６はメインルーチンのフローチャートであ
り、このメインルーチンには、第１のスタート（スター
ト１）と第２のスタート（スタート２）の２つのスター
ト位置がある。ここで、前記パワーオンリセット回路１
４からのリセット信号が入力されたときにはスタート１
から動作が開始され、ウォッチドッグタイマ１５からの
割り込み入力があったときにはスタート２から動作が開
始される。

【０１００】外部装置ＥＸＣＴとこの流量計１００とが
接続されるなどにより、前記直流安定化電源回路７８か
ら電源の供給が開始されると、パワーオンリセット回路
１４からパワーオンリセットパルスが出力され、これに
よりスタート１から処理が開始される。まず、ステップ
Ｓ５１の第１の初期化処理では、この流量計１００の所
定の初期化処理を実行するとともに前記ＲＡＭ８５の内
容がすべてリセットされる。次に、ステップＳ５２に進
み、前記タイマ群８３の各タイマの計時動作を開始す
る。ただし、ここでは、前記第１タイマ５の動作は開始
されない。

【０１０１】続いて、ステップＳ５３でＥＥＰＲＯＭ１
７から前記検査終了フラグ、積算流量データを読み出し
て、ＲＡＭ８５の所定の領域に格納する。なお、最初の
状態すなわち工場出荷前に外部装置ＥＸＣＴとして調整
検査装置が接続された状態においては、検査フラグおよ
び積算流量データはいずれも初期値０とされている。次
に、ステップＳ５４で前記ダイオード１の出力ＯＵＴ１
を２秒だけオン状態にし、ステップＳ５７に進む。これ
により、外部装置ＥＸＣＴ（調整検査装置）に対して、
この流量計１００のパワーオンリセットによる起動（ス
タート１）を報知することができる。また、同時に、Ｏ
ＵＴ１ＬＥＤ３３が２秒間だけ点灯される。

【０１０２】一方、制御プログラムの暴走など何らかの
原因により所定期間内に前記ウォッチドッグタイマ１５
への定時信号が出力されなかった場合には、ウォッチド
ッグタイマ１５から割り込み信号が入力される。このと
きにはスタート２から開始され、ステップＳ５５の第２
の初期化処理が実行される。この第２の初期化処理にお
いては、第１の初期化処理とは異なり、ＲＡＭ８５中に
格納されている補正係数、積算流量値データ等のクリア
を行わない。そして、ステップＳ５６で各タイマの動作
を開始し、ステップＳ５７に進む。

【０１０３】ステップＳ５７では、機能選択部１２にお
けるジャンパーピンＪ２により１００ｍＬに設定されて
いるか否かを判定し、１００ｍＬに設定されていれば、
ステップＳ５８で、１パルス当たりの出力を１００ｍＬ
としてステップＳ５０１に進む。また、ステップＳ５７
の判定で１００ｍＬに設定されていなければ、ステップ
Ｓ５９で、１パルス当たりの出力を１０ｍＬとしてステ
ップＳ５０１に進む。ステップＳ５０１では、機能選択
部１２におけるジャンパーピンＪ１により瞬時流量計モ
ードに設定されているか否かを判定し、瞬時流量計モー
ドに設定されていれば、ステップＳ５０２で図１７の瞬
時流量計処理プログラムを実行する。一方、ステップＳ
５０１の判定で瞬時流量計モードに設定されていなけれ
ば、ステップＳ５０３で積算バッチ流量計処理プログラ
ムを実行する。なお、この積算バッチ流量計処理プログ
ラムの詳細については省略する。

【０１０４】図１７はステップＳ５０２の瞬時流量計処
理プログラムのフローチャートであり、この瞬時流量計
処理プログラムが開始されると、まず、ステップＳ６１
において、第２の出力ＯＵＴ２を有効とし、入力ＩＮを
無効とする。次に、ステップＳ６２で、検査終了フラグ
がセットされているか否かを判定する。この検査終了フ
ラグは、後述する調整検査工程においてこの流量計の検
査および係数データの補正処理が行われたときにセット
されるフラグであり、初期状態においては、この検査終
了フラグはセットされておらず、このステップＳ６２の
判定結果はＮＯとなる。このときには、ステップＳ６３
でこの流量計１００が用いられる流量の口径および材質
の設定などの手動操作部による設定の処理を行う。な
お、このようにステップＳ６３は検査終了フラグがセッ
トされていないときに実行されるものであり、実際には
メーカにおいて実行される。

【０１０５】一方、検査終了フラグがセットされている
ときには、ステップＳ６４で、ＥＥＰＲＯＭ１７に格納
されている各種データ（前記補正された一次式傾きデー
タＡ１〜Ａ５および一次式切片データＢ１〜Ｂ５など）
を読み出して、ＲＡＭ８５の所定の領域に格納する。な
お、調整検査工程が実施されていない場合には、ＲＯＭ
８４に格納されている標準的な一次式傾きデータａ１〜
ａ５および一次式切片データｂ１〜ｂ５が流量の算出に
用いられる。

【０１０６】ステップＳ６３あるいはステップＳ６４が
実行されるとステップＳ６５に進み、前記設定コードお
よびＥＥＰＲＯＭ１７から読み出された情報に基づき、
流路の口径、材質および当該制御プログラムのバージョ
ン情報を表示部３０に順次所定時間ずつ表示する。次
に、ステップＳ６６で、１秒タイマおよび１μｓｅｃク
ロックの計時を開始するとともに、第１カウンタ２およ
び第２カウンタ４の計時を開始し、ステップＳ６７に進
む。

【０１０７】ステップＳ６７では、検査モード設定ピン
１８が短絡されているか否かにより、検査モードに設定
されているか否かを判定し、検査モードに設定されてい
るときには、ステップＳ６８で検査終了フラグがセット
されているか否かを判定する。検査終了フラグがセット
されていないときにはステップＳ６９で調整・検査工程
の処理を行ってステップＳ６０１に進み、検査終了フラ
グがセットされているときにはステップＳ６０１に進
む。そして、以下、ステップＳ６０１の流量算出処理、
ステップＳ６０２の表示処理、ステップＳ６０３の外部
出力処理、ステップＳ６０４のスイッチ出力処理および
ステップＳ６０５のキー入力処理を順次実行し、ステッ
プＳ６７に戻る。なお、ステップＳ６０１の流量算出処
理、ステップＳ６０３の外部出力処理およびステップＳ
６０４のスイッチ出力処理については後述説明する。

【０１０８】ここで、この実施形態の流量計１００にお
いても、前記物理量データの伝送装置１００と同様に、
演算許可フラグＩ、演算許可フラグII、パルス出力許可
フラグ、レジスタＲ１、レジスタＲ２、レジスタＲ３、
レジスタＲ４およびレジスタＲ５を使用しており、これ
らのフラグおよびレジスタはＲＡＭ８５に設定される。
また、伝送装置１００と同様に、センサ部１１から入力
される入力パルス信号の周期と周波数を検出する割り込
み処理を行う。すなわち、入力パルス信号の上がりが検
出される毎に前掲の図６の周期計測の割り込み処理を行
い、さらに、１秒タイマである第１タイマ５からの第１
の信号が出力される毎に前掲の図７の周波数計測の割り
込み処理を行う。

【０１０９】したがって、この流量計１００において
も、前述の図６の割り込み処理により、レジスタＲ１に
基準パルス（１μｓｅｃ周期）の計数値が格納され（ス
テップＳ２１）、この計数値が所定の範囲か否かが判定
される（ステップＳ２３）。この所定の範囲とは例えば
２０００００〜１０００の範囲であり、１μｓｅｃでカ
ウントしているので入力パルス信号の１パルスの周期が
２００ｍｓｅｃ〜１ｍｓｅｃの範囲内であるか否かを判
定している。そして、この範囲内であれば演算許可フラ
グＩはセットされ（ステップＳ２４）、範囲外であれば
演算許可フラグＩがリセットされる（ステップＳ２
５）。

【０１１０】また、前述の図７の割り込み処理により、
第１タイマ５から第１の信号が出力される毎（例えば１
秒毎）に起動され、レジスタＲ２に入力パルス信号の１
秒間の計数値が格納され（ステップＳ３２）、この計数
値が所定の範囲か否かが判定される（ステップＳ３
４）。この所定の範囲とは例えば５Ｈｚ〜１０００Ｈｚ
であり、この範囲内であれば演算許可フラグIIはセット
され（ステップＳ３５）、範囲外であれば演算許可フラ
グIIがリセットされる（ステップＳ３６）。

【０１１１】さらに、この流量計１００における前記ス
テップＳ６０１の流量算出処理は、前記物理量データの
伝送装置１００における図８の物理量の演算処理と同様
な処理を行う。なお、簡単のために、図８中の物理量を
「瞬時流量値」と読み替えることで流量計１００の流量
算出処理を説明する。ステップＳ４１で演算許可フラグ
Ｉがセットされていれば、レジスタＲ１の値から周期
（図１のｔｉ）を演算する（ステップＳ４２）。この周
期の演算では、例えばレジスタＲ１の値をＲ１とすると
Ｒ１／１００００００［sec ／パルス］として求める。
次に、周期ｔｉより瞬時流量値ｑｉ［ｍＬ／パルス］を
演算する（ステップＳ４３）。この瞬時流量値ｑｉの演
算では係数Ａｋ、Ｂｋにより次式で演算する。 ｑｉ＝（１０００／６０）×（Ａｋ＋ｔｉ×Ｂｋ）［ｍ
Ｌ／パルス］ 次に、瞬時流量値ｑｉをレジスタＲ３に累算するととも
に（ステップＳ４４）、瞬時流量値ｑｉをレジスタＲ４
に積算する（ステップＳ４５）。

【０１１２】次に、累算値Σｑｉが設定瞬時流量値ｑｓ
以上であるか否かを判定する（ステップＳ４６）。この
設定値ｑｓは図１６のステップＳ５８またはステップＳ
５９において、１００ｍＬ／パルスまたは１０ｍＬ／パ
ルスに設定されている。そして、累算値Σｑｉが設定瞬
時流量値ｑｓ以上であれば、パルス出力許可フラグをセ
ットする（ステップＳ４７）。次に、演算許可フラグII
がセットされているか否かを判定し（ステップＳ４
８）、セットされていなければステップＳ４０２に進
み、セットされていれば、周波数計測の割り込み処理で
格納されたレジスタＲ２の値ｆから瞬時流量Ｑ［Ｌ／ｍ
ｉｎ］を演算する（ステップＳ４９）。この瞬時流量Ｑ
の演算では係数Ａｋ、Ｂｋにより次式で演算する。Ｑ＝
Ａｋ×ｆ＋Ｂｋ［Ｌ／ｍｉｎ］次に、瞬時流量値Ｑをレ
ジスタＲ５に格納し（ステップＳ４０１）、演算許可フ
ラグIIと演算許可フラグＩをリセットする（ステップＳ
４０２、ステップＳ４０３）。

【０１１３】以上の処理により、演算許可フラグＩがセ
ットされていれば、瞬時流量値ｑｉが演算され、それま
での瞬時流量値ｑ１〜ｑｉ−１の累算値にこの瞬時流量
値ｑｉを累算した累算値Σｑｉと設定瞬時流量値ｑｓと
の比較が行われ、Σｑｉ≧ｑｓであれば、ステップＳ６
０３の外部出力処理において伝送パルス信号が出力され
ることとなる。また、演算許可フラグＩと演算許可フラ
グIIがともにセットされていれば、入力パルス信号の周
波数に対応する瞬時流量値Ｑ［Ｌ／ｍｉｎ］も演算され
てレジスタＲ５に格納され、ステップＳ６０４のスイッ
チ出力処理において、外部装置ＥＸＣＴに対する出力Ｏ
ＵＴ１と出力ＯＵＴ２の判定に用いられる。

【０１１４】図１８はステップＳ６０３の外部出力処理
のフローチャートであり、まず、ステップＳ７１でパル
ス出力許可フラグがセットされているか否かを判定し、
セットされていなければ元のルーチンに復帰し、セット
されていればステップＳ７２でパルス出力端子より伝送
パルス信号を１パルス出力し、ステップＳ７３でレジス
タＲ３から設定瞬時流量値ｑｓを減算し、新たな累算値
ΣｑｉとしてレジスタＲ３に格納する。そして、ステッ
プＳ７４でパルス出力許可フラグをリセットし、元のル
ーチンに復帰する。

【０１１５】図１９はステップＳ６０４のスイッチ出力
処理のフローチャートであり、ステップＳ８１でレジス
タＲ５の値をＱ′とし、ステップＳ８２でＱ′と予め設
定されている下限値流量ＱＬとを比較する。この結果、
Ｑ′≦ＱＬのときはステップＳ８３に進み、出力トラン
ジスタ７０のゲートにハイレベルを出力して第１の出力
ＯＵＴ１から「Ｌ」レベル信号を出力するとともに、同
時に前記ダイオード１の出力用のＬＥＤ３３を点灯し、
ステップＳ８７に進む。

【０１１６】一方、Ｑ′＞ＱＬのときは、ステップＳ８
４で、出力ＯＵＴ１が「Ｌ」レベルとなっているか否か
を判定し、この判定結果がＹＥＳのときは、さらにステ
ップＳ８５に進み、瞬時流量値Ｑ′がＱＬ＋ｑＬ以上で
あるか否かを判定し、この判定がＮＯであればステップ
Ｓ８３に進む。このように、このステップＳ８４および
ステップＳ８５において、出力ＯＵＴ１にヒステリシス
特性を持たせている。これにより、図１９中にも示した
ように、出力ＯＵＴ１は瞬時流量値Ｑ′が下限流量値Ｑ
Ｌ未満となったときに「Ｌ」レベルとなり、瞬時流量が
上昇してきたときには、ＱＬ＋ｑＬ以上となったときに
「Ｈ」レベルとなるようにヒステリシス特性を有するも
のとされている。

【０１１７】一方、ステップＳ８４の判定結果がＮＯの
とき、およびステップＳ８５の判定結果がＹＥＳのとき
は、ステップＳ８６に進み、出力トランジスタ７０のゲ
ートにローレベルを出力して、第１の出力ＯＵＴ１から
「Ｈ」レベル信号を出力するとともに、同時にＯＵＴ１
ＬＥＤ３３を消灯し、ステップＳ８７に進む。

【０１１８】ステップＳ８７では、瞬時流量値Ｑ′と上
限流量値ＱＵとの比較を行い、その結果、ＱＵ≦Ｑ′の
ときはステップＳ８８に進み、出力トランジスタ７１の
ゲートにハイレベルを出力し、前記第２の出力ＯＵＴ２
に「Ｌ」レベル信号を出力するとともに、第２の出力Ｌ
ＥＤ３４を点灯する。一方、Ｑ′＜ＱＵのときは、ステ
ップＳ８９で、出力ＯＵＴ２が「Ｌ」レベルとなってい
るか否かを判定し、この判定結果がＹＥＳのときは、さ
らにステップＳ８０１に進み、瞬時流量値Ｑ′がＱＵ−
ｑＵ以下であるか否かを判定する。

【０１１９】ここで、ｑＵは第２のスイッチ出力のヒス
テリシス特性を定める値であり、この第２のスイッチ出
力ＯＵＴ２は、瞬時流量値Ｑ′が上限流量値ＱＵ以上と
なったときにハイレベルからローレベルに反転し、瞬時
流量値Ｑ′がＱＵ−ｑＵ以下となったときに、ローレベ
ルからハイレベルに反転するようになされている。した
がって、ステップＳ８０１の判定結果がＮＯのときは、
未だＯＵＴ２出力をローレベルからハイレベルに反転す
る流量ではないため、ステップＳ８８に進む。また、ス
テップＳ８９の判定結果がＮＯのとき、あるいは、ステ
ップＳ８０１の判定結果がＹＥＳのときは、ステップＳ
８０２に進み、出力トランジスタ７１のゲートにローレ
ベルを出力し、第２の出力ＯＵＴ２に「Ｈ」レベル信号
を出力するとともに、第２の出力ＬＥＤ３４を消灯す
る。

【０１２０】以上の実施形態では、入力パルス信号につ
いて第１カウンタ２によるパルスの周期測定と、第２カ
ウンタ４による周波数測定とを行っているが、この周波
数測定をより正確に行うものとして請求項５に対応する
第３の実施形態について説明する。なお、この第３の実
施形態の流量計においても、前記第１の実施形態の物理
量データの伝送装置、第２の実施形態の流量計とどうよ
うな構成を備えており、第１カウンタ２の係数値および
第２カウンタ５の係数値に対する演算処理等だけが異な
っている。

【０１２１】次に、この第３の実施形態の流量計におけ
る周波数測定方法の測定原理について図２０を参照して
説明する。図２０において、（ａ）は図４のパルス検出
部１からの入力パルス信号の一例、（ｂ）は第１タイマ
５から出力される第１の信号、（ｃ）は第２カウンタ４
の計数値、（ｄ）は第１カウンタ２における計数内容を
示している。ここで、（ｂ）の第１の信号は、この周波
数測定における測定開始点と測定終了点を規定するもの
であり、被測定パルス信号の周波数に応じた周期の信号
とすることができるが、説明を簡単にするために、ここ
では、１秒周期の出力信号としている。なお、測定終了
点を次の測定期間における測定開始点とすることによ
り、連続する測定期間毎に周波数を測定することができ
る。また、入力パルス信号の周期を計測するための基準
クロックの周期は、測定の精度を決定するものである
が、ここでは、１ｍｓｅｃ周期のクロック信号としてい
る。

【０１２２】第２のカウンタ４は、第１の信号により規
定される測定開始点から測定終了点までの測定期間（こ
の例においては１秒間）に入力されるパルスの個数を計
数する。このときに、入力パルスの立上がりおよび立下
がりのいずれかを用いても計数することができるが、こ
こでは、入力パルスの立上がりを計数するものとする。
図示した例においては５個のパルスが計数される。この
場合には、測定期間が１秒であるため、この５という値
は、この入力パルスの周波数の整数部に対応している。

【０１２３】しかしながら、このようにパルスの個数を
計数するだけでは、図２０（ａ）に示すように、計数開
始時点から第１番目のパルス（パルス１）の立上がり時
点までの期間Ａについては当該計数値に反映されていな
い。また、第５番目のパルス（パルス５）については、
測定終了点以後次のパルス（パルス６）の立上がり時点
までの期間Ｂについても含まれているものとしてカウン
トされていることになる。したがって、入力パルス信号
の周波数を正確に測定するためには、前記ＡおよびＢの
部分についても考慮することが必要となる。

【０１２４】すなわち、前記測定開始時点からパルス１
の立上がり時点までの期間Ａがパルス０の周期Ｔ１に占
めている割合、および、前記測定終了点からパルス６の
立上がり時点までの期間Ｂのパルス５の周期Ｔ２に閉め
ている割合を求め、これにより、前記パルスの個数を修
正することにより正確な周波数ｆを得ることができる。

【０１２５】前述した期間ＡおよびＢの部分を測定する
ために、第１カウンタ２は、図２０の（ｄ）に示すよう
に、入力パルス信号の立上がりエッジで基準クロックの
計数を開始し、次のパルス信号の立上がりエッジで当該
計数値（Ｎ１）を出力するとともに、再び０から計数を
開始する。また、前述のように、この計数の途中に第１
タイマ５からの第１の信号が入力されたときには、その
時点の計数値（ｎ１）を出力する。これにより、パルス
０の周期Ｔ１、パルス５の周期Ｔ２、パルス０の立上が
りから測定開始時点までの時間ｔ１、測定終了時点から
パルス６の立上がりまでの時間ｔ２にそれぞれ対応する
計数値Ｎ１，Ｎ２，ｎ１，ｎ２を得ることができる。な
お、入力パルスの周期の計測中に第１の信号の入力がな
ければ、その計測値を捨てて次の計測を行なえはよい。

【０１２６】そして、演算処理部６は、第２カウンタ４
からの計数値ｆ０および第１カウンタ２からの計数値Ｎ
１，Ｎ２，ｎ１，ｎ２に基づいて、次式の演算を行な
い、周波数値ｆｎを算出する。 ｆｎ＝ｆ０＋（１−ｎ１／Ｎ１）−（１−ｎ２／Ｎ２） ＝ｆ０−ｎ１／Ｎ１＋ｎ２／Ｎ２

【０１２７】なお、上記においては、前記測定期間（第
１の信号の周期）を１秒間であるとして説明したが、こ
の測定機関をＴ秒とした場合には、次式により周波数ｆ
ｎを求めることができる。 ｆｎ＝（ｆ０−ｎ１／Ｎ１＋ｎ２／Ｎ２）×（１／Ｔ）

【０１２８】以上のようにして入力パルス信号の周波数
ｆｎが求まると、さらに演算処理部６において次式によ
り瞬時流量値Ｑｎ（単位：Ｌ／ｍｉｎ）が求まる。 Ｑｎ＝ａｉ×ｆｎ＋ｂｉ

【０１２９】このように、一定の周期を有する第１の信
号を発生する第１カウンタ５、この第１の信号の一定の
周期間の、入力パルス信号のパルスの数を計数する第２
カウンタ（第１の手段）、第１の信号をその周期中に含
むパルス信号の１のパルスについて、該１のパルスの周
期中における第１の信号の位置を測定する第１カウンタ
（第２の手段）を備えており、この第２カウンタの計数
データと第１カウンタによる測定データとに基づいて、
入力パルス信号の周波数を算出するので、周波数を正確
に測定することができる。

【０１３０】なお、検出される周波数が所定周波数（例
えば４００Ｈｚ）以上のときは、一定周期（例えば１
秒）の周期間のパルス信号の数を計数し、所定周期（例
えば４００Ｈｚ）未満のときは所定クロック（例えば
６．２５μｓｅｃ）でパルス信号の１パルスの周期を計
数するように、測定方法を切り換えるようにしてもよ
い。

【０１３１】また、図４において、第１カウンタ２およ
び基準クロック発生部３を無くし、第２カウンタ４と第
１タイマ５により、周波数を検出して流量を測定するよ
うな簡単な構成にしてもよい。

【０１３２】

【発明の効果】請求項１の物理量データの伝送方法によ
れば、受信側では、伝送パルス信号のパルス数を加算し
て積算流量等の積算物理量が得られ、単位時間当たりの
パルス数を計測することで瞬時流量値等を得ることがで
きる。また、伝送パルス信号は物理量のデータ自体を伝
送するものではなく、伝送される物理量のデータは、伝
送パルス信号のタイミングおよび予め設定された設定量
によって決まるので、伝送の精度が良くなる。また、設
定量を小さな値に設定できるので、リアルタイムな物理
量を伝送でき、集中監視装置等の受信側で流量等を監視
できるので処理応答性が良くなる。

【０１３３】請求項２の物理量データの伝送装置によれ
ば、上記請求項１の物理量データの伝送方法を適用し、
例えば測定誤差の小さな流量計、また伝送出力を備えた
安価な流量例を構成することができる。

【０１３４】請求項３の物理量データの伝送装置によれ
ば、請求項２と同様な効果が得られるとともに、前記設
定量を選択的に設定することができ、測定対象となる流
量などの物理量の範囲に適応することができる。

【０１３５】請求項４または請求項５の物理量データの
伝送装置によれば、請求項２と同様な効果が得られると
ともに、流量に対応する周波数を有する渦信号を利用し
たカルマン渦式流量計を構成して、請求項１の物理量デ
ータの伝送方法を適用することができる。

【０１３６】請求項６の流量測定システムによれば、請
求項１の物理量データの伝送方法を適用した流量測定シ
ステムを構成でき、流量データの測定、伝送および監視
について請求項１と同様な効果が得られる。

【０１３７】請求項７の流量測定システムによれば、請
求項６と同様な効果が得られるとともに、複数の流量測
定装置を流量監視装置で集中管理することができる。

【０１３８】請求項８の流量測定装置によれば、請求項
６の流量測定システムに適用でき、測定誤差の小さな流
量計、また伝送出力を備えた安価な流量計を構成するこ
とができる。

【０１３９】請求項９の流量測定装置によれば、請求項
８と同様な効果が得られるとともに、前記設定量を選択
的に設定することができ、測定対象となる流量の範囲に
適応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態における物理量データの伝送
方法の具体例を説明する図である。

【図２】本発明の物理量データの伝送方法を適用した物
理量データの伝送システムのブロック図である。

【図３】本発明の実施形態の流量測定システムのブロッ
ク図である。

【図４】本発明の伝送装置の第１実施形態の機能ブロッ
ク図である。

【図５】本発明の第１実施形態におけるメインルーチン
のフローチャートである。

【図６】本発明の各実施形態に係わる周期計測の割り込
み処理のフローチャートである。

【図７】本発明の各実施形態に係わる周波数計測の割り
込み処理のフローチャートである。

【図８】本発明の第１実施形態の物理量演算の処理およ
び第２実施形態の流量算出処理のフローチャートであ
る。

【図９】本発明の実施形態の流量システムおよび流量測
定装置の基本構成の一例を示すブロック図である。

【図１０】本発明の流量計一実施形態の構造を示す図で
ある。

【図１１】実施形態の表示部の他の例を示す図である。

【図１２】実施形態におけるプリント基板上における各
回路部品の配置の一例を示す図である。

【図１３】実施形態における流量計の回路構成の一部を
示すブロック図である。

【図１４】実施形態における流量計の回路構成の他の一
部を示すブロック図である。

【図１５】実施形態におけるメモリマップを示す図であ
る。

【図１６】本発明の第２実施形態におけるメインルーチ
ンのフローチャートである。

【図１７】第２実施形態における瞬時流量計処理プログ
ラムのフローチャートである。

【図１８】第２実施形態における外部出力処理のフロー
チャートである。

【図１９】第２実施形態におけるスイッチ出力処理のフ
ローチャートである。

【図２０】第３実施形態における周波数測定方法の測定
原理を説明する図である。

【符号の説明】

１…パルス検出部、２…第１カウンタ、３…基準クロッ
ク発生部、４…第２カウンタ、５…第１タイマ、６…演
算処理部、７…制御部、８…表示部、９…信号出力部、
１００…伝送装置（流量計）、２００…外部装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｇ０１Ｒ 23/10 Ｇ０１Ｒ 23/10 Ａ (72)発明者 中原 誠一 埼玉県狭山市笹井535 株式会社鷺宮製作 所狭山事業所内 Ｆターム(参考） 2F030 CA10 CC01 CC11 CE03 CE04 CE09 CE22 CE24 CE25 2F031 AE05 AF07 2F073 AA04 AB01 BB00 CC01 CD12 DD06 DE02 EF09 FG01 FG02 GG01 GG04 GG06 GG07 GG08 2G029 AA01 AA02 AB02 AB05 AC09 AD01 AD04 AD07 AE06 AE11 AF02 AF03 AG01 AH01 AH03

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 時系列に変動しうる物理量のデータを発
   信側から受信側に伝送する際に、 前記発信側で、前記時系列な物理量を累算し、該累算値
   が予め設定された設定量を越える毎に前記受信側に伝送
   パルス信号を出力するとともに前記累算値から前記設定
   量を減算して新たな累算値とするようにし、 前記受信側で、前記伝送パルス信号を受信して少なくと
   も該伝送パルス信号の受信状態を監視するようにしたこ
   とを特徴とする物理量データの伝送方法。
2. 【請求項２】 時系列に変動しうる物理量のデータを受
   信側に伝送する物理量データの伝送装置であって、 前記時系列な物理量を累算し、該累算値が予め設定され
   た設定量を越える毎に前記受信側に伝送パルス信号を出
   力するとともに前記累算値から前記設定量を減算して新
   たな累算値とするようにしたことを特徴とする物理量デ
   ータの伝送装置。
3. 【請求項３】 前記設定量を選択的に設定する選択設定
   手段を備えたことを特徴とする請求項２記載の物理量デ
   ータの伝送装置。
4. 【請求項４】 前記物理量に対応する周波数を有するパ
   ルス信号を出力する物理量検出手段と、 前記パルス信号を計数して前記時系列な物理量を測定す
   る測定手段と、を備えたことを特徴とする請求項２記載
   の物理量データの伝送装置。
5. 【請求項５】 前記パルス信号を計数する測定手段は、 一定の周期を有する第１の信号を発生する第１の信号発
   生手段と、 前記一定の周期間の前記パルス信号の数を計数する第１
   の手段と、 前記第１の信号をその周期中に含む前記パルス信号の１
   のパルスについて、該１のパルスの周期中における前記
   第１の信号の位置を測定する第２の手段と、 前記第１の手段による計数データと前記第２の手段によ
   る測定データとに基づいて、 前記パルス信号の周波数を算出する第３の手段と、を備
   えることを特徴とする請求項４記載の物理量データの伝
   送装置。
6. 【請求項６】 被測定流体の流量に対応する周波数を有
   するパルス信号を出力するセンサ部と、前記パルス信号
   を計数して前記流量を測定する測定部と、該測定した流
   量を累算し、該累算値が予め設定された設定量を越える
   毎に、伝送パルス信号を出力するとともに前記累算値か
   ら前記設定量を減算して新たな累算値とする流量測定装
   置と、 前記流量測定装置からの前記伝送パルス信号を受信して
   少なくとも該伝送パルス信号の受信状態を監視する流量
   監視装置と、を備えたことを特徴とする流量測定システ
   ム。
7. 【請求項７】 前記流量測定装置を複数備え、前記流量
   監視装置で該複数の流量測定装置からの伝送パルス信号
   の受信状態を監視するようにしたことを特徴とする請求
   項６記載の流量測定システム。
8. 【請求項８】 被測定流体の流量に対応する周波数を有
   するパルス信号を出力するセンサ部と、 前記パルス信号を計数して前記流量を測定する測定部と
   を備え、 該測定した流量を累算し、該累算値が予め設定された設
   定量を越える毎に、伝送パルス信号を出力するとともに
   前記累算値から前記設定量を減算して新たな累算値とす
   ることを特徴とする流量測定装置。
9. 【請求項９】 前記設定量を選択的に設定する選択設定
   手段を備えたことを特徴とする請求項８記載の流量測定
   装置。