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JP6782602B2 - Fluid measurement tachometer - Google Patents
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JP6782602B2 - Fluid measurement tachometer - Google Patents

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Description

本発明は、羽根車の回転情報から被計測流体の流量や流速などを求める流体計測回転計に関する。 The present invention relates to a fluid measurement tachometer that obtains the flow rate and flow velocity of the fluid to be measured from the rotation information of the impeller.

従来より、回転体の回転情報を非接触で計測する方法としては、光の反射による計測方法が一般的である(例えば、特許文献1参照)。この光の反射による計測方法では、例えば回転体の回転速度を非接触で計測する場合、回転体の側面に反射板を取り付けて回転体に光を当て、反射板からの反射光の強弱の周期を計測する。 Conventionally, as a method of measuring rotation information of a rotating body in a non-contact manner, a measurement method by reflection of light has been generally used (see, for example, Patent Document 1). In this measurement method based on light reflection, for example, when measuring the rotation speed of a rotating body in a non-contact manner, a reflecting plate is attached to the side surface of the rotating body to irradiate the rotating body with light, and the period of intensity of the reflected light from the reflecting plate. To measure.

一例として、流路を流れる流体(被計測流体)の流速を光の反射によって計測する例を図20に示す。同図において、1はケーシング、2は羽根車(回転体)、3は投受光器である。ケーシング1は、被計測流体を導入する導入口1aと、導入口1aから導入された被計測流体を排出する排出口1bと、導入口1aと排出口1bとを連通する流路1cとを備えている。 As an example, FIG. 20 shows an example in which the flow velocity of a fluid (fluid to be measured) flowing through a flow path is measured by reflection of light. In the figure, 1 is a casing, 2 is an impeller (rotating body), and 3 is a light emitting / receiving device. The casing 1 includes an introduction port 1a for introducing the fluid to be measured, a discharge port 1b for discharging the fluid to be measured introduced from the introduction port 1a, and a flow path 1c for communicating the introduction port 1a and the discharge port 1b. ing.

羽根車2は、流路1c内に設けられ、流路1c内を流れる被測定流体の流れを受けて回転軸の軸心Jを中心として回転する。羽根車2の羽根2aの側面には反射板4が取り付けられている。ケーシング1には羽根車2に取り付けられた反射板4を覗く透明の窓5が設けられている。 The impeller 2 is provided in the flow path 1c and rotates about the axis J of the rotation shaft in response to the flow of the fluid to be measured flowing in the flow path 1c. A reflector 4 is attached to the side surface of the blade 2a of the impeller 2. The casing 1 is provided with a transparent window 5 for looking into the reflector 4 attached to the impeller 2.

投受光器3は、窓5を通してケーシング1内の羽根車2に光を当て、反射板4からの反射光を受光し、受光した反射光の強さに応じた信号を出力する(図21参照)。この投受光器3が出力する信号の周期から羽根車2の回転速度が求められ、この羽根車2の回転速度から流路1cを流れる被測定流体の流速が計測される。 The light emitting / receiving device 3 shines light on the impeller 2 in the casing 1 through the window 5, receives the reflected light from the reflector 4, and outputs a signal according to the intensity of the received reflected light (see FIG. 21). ). The rotation speed of the impeller 2 is obtained from the period of the signal output by the light emitter / receiver 3, and the flow velocity of the fluid to be measured flowing through the flow path 1c is measured from the rotation speed of the impeller 2.

しかしながら、この光の反射による計測方法では、回転体の回転情報として回転速度や回転数を検出することができるが、回転体の回転方向や回転角度は簡単に検出することはできない。また、原理的に、回転軸上に反射板を置くことはできず、小型化には制約がある。また、回転体が完全にケーシング内に収納され外部からアクセスできないような場合、例えばタービンでケーシング内圧が高く窓を設けられないような場合、回転体の回転情報を検出することは不可能である。 However, in this measurement method based on the reflection of light, the rotation speed and the number of rotations can be detected as the rotation information of the rotating body, but the rotation direction and the rotation angle of the rotating body cannot be easily detected. Further, in principle, the reflector cannot be placed on the rotation axis, and there are restrictions on miniaturization. Further, when the rotating body is completely housed in the casing and cannot be accessed from the outside, for example, when the casing internal pressure is high in the turbine and a window cannot be provided, it is impossible to detect the rotation information of the rotating body. ..

これに対し、回転体の回転情報を非接触で計測する他の方法として、磁気抵抗素子(MR素子)を利用したものがある。磁気抵抗素子は、この磁気抵抗素子が配置されている面と平行な磁界の方向が変化すると、それに応じて抵抗値が変化する。この磁気抵抗素子の抵抗値の変化から磁界の方向を検出することができ、この磁界の方向から各種部材間の相対的な回転角度を検出することが可能となる。 On the other hand, as another method of measuring the rotation information of the rotating body in a non-contact manner, there is a method using a magnetoresistive element (MR element). When the direction of the magnetic field parallel to the surface on which the magnetoresistive element is arranged changes, the resistance value of the magnetoresistive element changes accordingly. The direction of the magnetic field can be detected from the change in the resistance value of the magnetoresistive element, and the relative rotation angle between various members can be detected from the direction of the magnetic field.

図22に磁気抵抗素子を利用した角度センサ(磁気センサ)の回路構成の要部を示す。同図において、6は磁気センサであり、ブリッジ接続された磁気抵抗素子6a〜6dによって構成されている。磁気抵抗素子6a〜6dは電極パターンとして基板面に形成されている。この磁気センサ6は、定電流Iによって駆動され、磁気抵抗素子6aと6bとの接続点と磁気抵抗素子6cと6dとの接続点との間の電位差V(θ)を検知出力とする。なお、この例では磁気センサ6を定電流で駆動する方式としているが、定電圧で駆動する方式を採用してもよい。 FIG. 22 shows the main part of the circuit configuration of the angle sensor (magnetic sensor) using the magnetoresistive element. In the figure, reference numeral 6 denotes a magnetic sensor, which is composed of bridge-connected magnetoresistive elements 6a to 6d. The magnetoresistive elements 6a to 6d are formed on the substrate surface as an electrode pattern. The magnetic sensor 6 is driven by a constant current I, and uses a potential difference V (θ) between the connection point between the magnetoresistive elements 6a and 6b and the connection point between the magnetoresistive elements 6c and 6d as a detection output. In this example, the magnetic sensor 6 is driven by a constant current, but a method of driving by a constant voltage may be adopted.

この磁気センサ6において、基板面に形成された磁気抵抗素子6a〜6dの電極パターンに対して平行な磁界をBとし、この磁界Bが回転するものとする。θは磁界Bの回転角である。この場合、磁気抵抗素子6a〜6dの抵抗値が変化し、検知出力V(θ)が変化する。この検知出力V(θ)の変化から磁界Bの方向を検出することができる。 In the magnetic sensor 6, a magnetic field parallel to the electrode patterns of the magnetoresistive elements 6a to 6d formed on the substrate surface is defined as B, and the magnetic field B is assumed to rotate. θ is the angle of rotation of the magnetic field B. In this case, the resistance values of the magnetoresistive elements 6a to 6d change, and the detection output V (θ) changes. The direction of the magnetic field B can be detected from the change in the detection output V (θ).

すなわち、図23に示すように、回転体7の回転に伴って磁界Bが回転するものとすれば、この磁界Bの方向から回転体7の回転角度を検出することができる。なお、図23において、7−1は回転体7の回転軸、8−1,8−2は回転体7に設けられた1対の磁石(磁界生成部)であり、磁気センサ6はこの磁石8−1,8−2が生成する磁界B内に固定設置されている。この例では、部材9に固定されている。 That is, as shown in FIG. 23, assuming that the magnetic field B rotates with the rotation of the rotating body 7, the rotation angle of the rotating body 7 can be detected from the direction of the magnetic field B. In FIG. 23, 7-1 is a rotating shaft of the rotating body 7, 8-1 and 8-2 are a pair of magnets (magnetic field generators) provided on the rotating body 7, and the magnetic sensor 6 is this magnet. It is fixedly installed in the magnetic field B generated by 8-1 and 8-2. In this example, it is fixed to the member 9.

この磁気センサ6において、磁気抵抗素子6a,6cの抵抗値をR(θ)、磁気抵抗素子6b,6dの抵抗値をR(θ−90゜)、磁気抵抗効果の大きさをΔR(ΔR=RH−RV)とすると、
R(θ)=RH・cos2θ+RV・sin2θ ・・・・(1)
R(θ−90゜)=RH・sin2θ+RV・cos2θ ・・・・(2)
と表され、
検知出力V(θ)は、
V(θ)=(I/2)・ΔR・cos(2θ) ・・・・(3)
と表される。
但し、RV:磁気抵抗素子に垂直に磁界がかかった時の抵抗値(最小値)、RH:磁気抵抗素子に水平に磁界がかかった時の抵抗値(最大値)。
In this magnetic sensor 6, the resistance values of the magnetoresistive elements 6a and 6c are R (θ), the resistance values of the magnetoresistive elements 6b and 6d are R (θ-90 °), and the magnitude of the magnetoresistive effect is ΔR (ΔR =). R H- R V )
R (θ) = R H · cos 2 θ + R V · sin 2 θ ・ ・ ・ ・ (1)
R (θ-90 °) = R H・ sin 2 θ + R V・ cos 2 θ ・ ・ ・ ・ (2)
Represented as
The detection output V (θ) is
V (θ) = (I / 2) ・ ΔR ・ cos (2θ) ・ ・ ・ ・ (3)
It is expressed as.
However, R V : the resistance value when a magnetic field is applied vertically to the magnetoresistive element (minimum value), and R H : the resistance value when a magnetic field is applied horizontally to the magnetoresistive element (maximum value).

図24に、回転体を羽根車2とした流量計において、磁気センサ6を利用した例を示す。この例では、羽根車2の羽根2a,2bに1対の磁石8−1,8−2を埋め込み、磁石8−1,8−2が生成する磁界B内(羽根車6の回転軸と直交する平面内)に、その中心を羽根車6の回転軸の軸心Jに一致させて、磁気センサ6を固定設置している。図25に図24におけるA方向から見た一部破断断面図を示す。 FIG. 24 shows an example in which the magnetic sensor 6 is used in the flow meter in which the rotating body is the impeller 2. In this example, a pair of magnets 8-1 and 8-2 are embedded in the blades 2a and 2b of the impeller 2, and the magnets 8-1 and 8-2 generate a magnetic field B (orthogonal to the rotation axis of the impeller 6). The magnetic sensor 6 is fixedly installed so that the center thereof coincides with the axis J of the rotation axis of the impeller 6 (in the plane). FIG. 25 shows a partially broken sectional view seen from the direction A in FIG. 24.

図24において、羽根車2が回転すると、磁気センサ6の検知出力V(θ)は増減し、半回転で1周期となる(図26参照)。羽根車2が1方向に回転している場合、検知出力V(θ)がピーク値(Vp=(I/2)・ΔR)となった時点から2回ピークを迎えると、1回転とカウントできる。しかし、この検知出力V(θ)は反転対称性のため、回転方向を検出することができない。また、検知出力V(θ)が単調増加する範囲を超えて回転する場合には角度が一意に定まらず、磁気抵抗素子を利用した角度センサは単調増加の範囲がπ/2しかない。 In FIG. 24, when the impeller 2 rotates, the detection output V (θ) of the magnetic sensor 6 increases or decreases, and one half rotation becomes one cycle (see FIG. 26). When the impeller 2 is rotating in one direction, it can be counted as one rotation when it reaches the peak twice from the time when the detection output V (θ) reaches the peak value (Vp = (I / 2) · ΔR). .. However, since the detection output V (θ) has inversion symmetry, the rotation direction cannot be detected. Further, when the detection output V (θ) rotates beyond the monotonically increasing range, the angle is not uniquely determined, and the angle sensor using the magnetoresistive element has a monotonically increasing range of only π / 2.

これに対し、図27に参考例として示すように、磁石8−1,8−2が生成する磁界B内に、2つの磁気センサ6−1と6−2とを回転位置ずれδを持たせて固定設置することが考えられる。図28に図27における矢印A方向から見た一部破断断面図を示す。図27において、羽根車2が回転すると、磁気センサ6−1の検知出力V1(θ)および磁気センサ6−2の検知出力V2(θ)は増減する(図29参照)。 On the other hand, as shown in FIG. 27 as a reference example, the two magnetic sensors 6-1 and 6-2 are provided with a rotational misalignment δ in the magnetic field B generated by the magnets 8-1 and 8-2. It is conceivable to install it fixedly. FIG. 28 shows a partially broken cross-sectional view seen from the direction of arrow A in FIG. 27. In FIG. 27, when the impeller 2 rotates, the detection output V1 (θ) of the magnetic sensor 6-1 and the detection output V2 (θ) of the magnetic sensor 6-2 increase or decrease (see FIG. 29).

この場合、磁気センサ6−1と6−2とは回転位置ずれδを持たせて設置されているので、磁気センサ6−1の検知出力V1(θ)と磁気センサ6−2の検知出力V2(θ)との間に位相差が生じ、磁気センサ6−1はV1(θ)=Vp・cos(2θ)の検知出力を出力し、磁気センサ6−2はV2(θ)=Vp・cos(2(θ−δ))の検知出力を出力する。 In this case, since the magnetic sensors 6-1 and 6-2 are installed with a rotational position deviation δ, the detection output V1 (θ) of the magnetic sensor 6-1 and the detection output V2 of the magnetic sensor 6-2 A phase difference occurs between the magnetometer and (θ), the magnetic sensor 6-1 outputs a detection output of V1 (θ) = Vp · cos (2θ), and the magnetic sensor 6-2 outputs V2 (θ) = Vp · cos (2θ). The detection output of (2 (θ-δ)) is output.

このような構成とすると、磁気センサ6−1の検知出力V1(θ)と磁気センサ6−2の検知出力V2(θ)とから、羽根車2の回転方向を検出することが可能となる。例えば、図29におけるP1の位置では、V1(θ)>V2(θ)なので、V1(θ)の値が上昇(dV1/dt>0)の場合は順方向、V1(θ)の値が下降(dV1/dt<0)の場合は逆方向と判定することができる。また、図29におけるP2の位置では、V1(θ)<V2(θ)なので、V1(θ)の値が下降(dV1/dt<0)の場合は順方向、V1(θ)の値が上昇(dV1/dt>0)の場合は逆方向と判定することができる。 With such a configuration, it is possible to detect the rotation direction of the impeller 2 from the detection output V1 (θ) of the magnetic sensor 6-1 and the detection output V2 (θ) of the magnetic sensor 6-2. For example, at the position of P1 in FIG. 29, V1 (θ)> V2 (θ), so when the value of V1 (θ) rises (dV1 / dt> 0), the value of V1 (θ) falls in the forward direction. In the case of (dV1 / dt <0), it can be determined that the direction is opposite. Further, at the position of P2 in FIG. 29, V1 (θ) <V2 (θ), so when the value of V1 (θ) decreases (dV1 / dt <0), the value of V1 (θ) increases in the forward direction. When (dV1 / dt> 0), it can be determined that the direction is opposite.

特開2002−5701号公報JP-A-2002-5701

しかしながら、図29に示したような検知出力V1(θ),V2(θ)からは、回転体の全周にわたって回転方向を検出することができない。すなわち、図29におけるP3の位置では、V1(θ)>V2(θ)であるが、順方向のときV1(θ)が下降しており、「V1(θ)>V2(θ)の時、V1(θ)の値が上昇の場合は順方向」という判定条件が成立しない。この判定条件が成立しない区間を不成立区間と呼び、判定条件が成立する区間を成立区間と呼ぶ。図29では、不成立区間を斜線で示している。このような不成立区間が生じると、羽根車の回転情報から被計測流体の流量や流速などを求める流体計測回転計の計測精度が損なわれる。 However, from the detection outputs V1 (θ) and V2 (θ) as shown in FIG. 29, the rotation direction cannot be detected over the entire circumference of the rotating body. That is, at the position of P3 in FIG. 29, V1 (θ)> V2 (θ), but V1 (θ) is descending in the forward direction, and when “V1 (θ)> V2 (θ), When the value of V1 (θ) rises, the determination condition of "forward direction" is not satisfied. The section in which this judgment condition is not satisfied is called a non-satisfaction section, and the section in which the judgment condition is satisfied is called a valid section. In FIG. 29, the unsuccessful section is indicated by a diagonal line. When such an unsuccessful section occurs, the measurement accuracy of the fluid measurement tachometer that obtains the flow rate and flow velocity of the fluid to be measured from the rotation information of the impeller is impaired.

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、羽根車の全周にわたって回転方向を検出することが可能とし、被計測流体の流量や流速などの計測精度を高めることができる流体計測回転計を提供することにある。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to enable detection of a rotation direction over the entire circumference of an impeller, such as a flow rate and a flow velocity of a fluid to be measured. An object of the present invention is to provide a fluid measurement tachometer capable of improving measurement accuracy.

このような目的を達成するために本発明は、被計測流体を導入する導入口(21a)と、導入口から導入された被計測流体を排出する排出口(21b)と、導入口と排出口とを連通する流路(21c)とを備え、流路内を流れる被計測流体の流れを受けて回転軸を中心として回転する羽根車(27)と、羽根車の回転に伴ってその方向が変化する磁界を生成する磁界生成部(12−1,12−2)とを内蔵したケーシング(21)と、磁界生成部が生成するケーシングの外側の磁界内に固定設置され、羽根車の回転に伴う磁界の方向の変化に連動してその検知出力が変化する第1の磁気センサ(13−1)と、磁界生成部が生成するケーシングの外側の磁界内に第1の磁気センサに対して回転位置ずれδを持たせて固定設置され、羽根車の回転に伴う磁界の方向の変化に連動してその検知出力が変化する第2の磁気センサ(13−2)と、第1の磁気センサの検知出力を第1の検知出力、第2の磁気センサの検知出力を第2の検知出力とし、この第1の検知出力および第2の検知出力に基づいて少なくとも羽根車の回転方向を羽根車の回転情報として検出する回転情報検出部(30)と、この回転情報検出部によって検出された羽根車の回転情報に基づいて被計測流体に関する所望の計測結果を求める流体計測部(31)とを演算部(29)として内蔵したハウジング(22)とを備え、第1の磁気センサは、羽根車の回転に伴う磁界の回転角をθ、第1の検知出力の最大値をV1pとした場合、第1の検知出力としてV1(θ)=V1p・cos(2θ)の電圧を生成し、第2の磁気センサは、羽根車の回転に伴う磁界の回転角をθ、第2の検知出力の最大値をV2pとした場合、第2の検知出力としてV2(θ)=V2p・cos(2(θ−δ))の電圧を生成し、第1の磁気センサが生成する第1の検知出力V1(θ)と第2の磁気センサが生成する第2の検知出力V2(θ)とは、第2の検知出力V2(θ)の最大値V2pが第1の検知出力V1(θ)の最大値V1pよりも大きく、かつV1(θ)=V1pの点で交差することを特徴とする。 In order to achieve such an object, the present invention presents the introduction port (21a) for introducing the measured fluid, the discharge port (21b) for discharging the measured fluid introduced from the introduction port, and the introduction port and the discharge port. An impeller (27) that is provided with a flow path (21c) that communicates with the magnetometer and rotates about a rotation axis in response to the flow of the fluid to be measured flowing in the flow path, and its direction changes as the impeller rotates. A casing (21) containing a magnetic field generator (12-1, 12-2) that generates a changing magnetic field, and a fixed magnetometer installed in the magnetic field outside the casing generated by the magnetic field generator, for rotation of the impeller. The first magnetic sensor (13-1) whose detection output changes in conjunction with the accompanying change in the direction of the magnetic field and the first magnetic sensor rotate in the magnetic field outside the casing generated by the magnetic field generator. The second magnetic sensor (13-2), which is fixedly installed with a misalignment δ and whose detection output changes in conjunction with the change in the direction of the magnetic field due to the rotation of the impeller, and the first magnetic sensor. The detection output is the first detection output, the detection output of the second magnetic sensor is the second detection output, and at least the rotation direction of the impeller is set to the rotation direction of the impeller based on the first detection output and the second detection output. A rotation information detection unit (30) that detects as rotation information and a fluid measurement unit (31) that obtains a desired measurement result regarding the fluid to be measured based on the rotation information of the impeller detected by the rotation information detection unit are calculated. A housing (22) built in as a part (29) is provided, and the first magnetic sensor has a first magnetic sensor when the rotation angle of the magnetic field accompanying the rotation of the impeller is θ and the maximum value of the first detection output is V1p. A voltage of V1 (θ) = V1p · cos (2θ) is generated as the detection output of 1, the second magnetic sensor sets the rotation angle of the magnetic field accompanying the rotation of the impeller by θ, and the maximum value of the second detection output. When is V2p, a voltage of V2 (θ) = V2p · cos (2 (θ−δ)) is generated as the second detection output, and the first detection output V1 (θ) generated by the first magnetic sensor. ) And the second detection output V2 (θ) generated by the second magnetic sensor, the maximum value V2p of the second detection output V2 (θ) is from the maximum value V1p of the first detection output V1 (θ). It is also large and is characterized by intersecting at a point where V1 (θ) = V1p.

この発明において、第2の磁気センサは、磁界生成部が生成する磁界内に、第1の磁気センサに対して回転位置ずれδを持たせて固定設置されている。第1の磁気センサは、羽根車の回転に伴う磁界の方向の変化に連動して、第1の検知出力としてV1(θ)=V1p・cos(2θ)の電圧を生成し、第2の磁気センサは、羽根車の回転に伴う磁界の方向の変化に連動して、第2の検知出力としてV2(θ)=V2p・cos(2(θ−δ))の電圧を生成する。この場合、第1の検知出力V1(θ)の最大値はV1pとなり、第2の検知出力V2(θ)の最大値はV2pとなる。本発明において、第1の磁気センサが生成する第1の検知出力V1(θ)と第2の磁気センサが生成する第2の検知出力V2(θ)とは、第2の検知出力V2(θ)の最大値V2pが第1の検知出力V1(θ)の最大値V1pよりも大きく(V2p>V1p)、V1(θ)=V1pの点で交差する。 In the present invention, the second magnetic sensor is fixedly installed in the magnetic field generated by the magnetic field generating unit with a rotational position shift δ with respect to the first magnetic sensor. The first magnetic sensor generates a voltage of V1 (θ) = V1p · cos (2θ) as the first detection output in conjunction with the change in the direction of the magnetic field accompanying the rotation of the impeller, and the second magnetism. The sensor generates a voltage of V2 (θ) = V2p · cos (2 (θ−δ)) as the second detection output in conjunction with the change in the direction of the magnetic field accompanying the rotation of the impeller. In this case, the maximum value of the first detection output V1 (θ) is V1p, and the maximum value of the second detection output V2 (θ) is V2p. In the present invention, the first detection output V1 (θ) generated by the first magnetic sensor and the second detection output V2 (θ) generated by the second magnetic sensor are the second detection output V2 (θ). ) Is larger than the maximum value V1p of the first detection output V1 (θ) (V2p> V1p), and intersects at the point of V1 (θ) = V1p.

これにより、本発明では、「V1(θ)>V2(θ)であるが、順方向のときV1(θ)が下降する」というような判定条件が成立しない区間(不成立区間)が生じなくなり、羽根車の全周にわたって回転方向を検出することが可能となり、被計測流体の流量や流速などの計測精度を高めることができるようになる。 As a result, in the present invention, there is no section (non-established section) in which the determination condition such as "V1 (θ)> V2 (θ), but V1 (θ) decreases in the forward direction" is not satisfied. It becomes possible to detect the rotation direction over the entire circumference of the impeller, and it becomes possible to improve the measurement accuracy of the flow rate and the flow velocity of the fluid to be measured.

本発明では、羽根車の全周にわたって回転方向を検出することが可能となることから、回転基準位置からの羽根車の順方向に回転した回数と逆方向に回転した回数との差として羽根車が回転した回数をカウントすることが可能となる。また、検出した羽根車の回転方向とカウントした羽根車の回転回数と第1の検知出力とに基づいて羽根車の回転基準位置からの回転角度を求めることも可能となる。 In the present invention, since it is possible to detect the rotation direction over the entire circumference of the impeller, the impeller is the difference between the number of times the impeller has rotated in the forward direction and the number of times it has rotated in the opposite direction from the rotation reference position. It becomes possible to count the number of rotations of. Further, it is also possible to obtain the rotation angle from the rotation reference position of the impeller based on the detected rotation direction of the impeller, the number of rotations of the impeller counted, and the first detection output.

なお、上記説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の構成要素を、括弧を付した参照符号によって示している。 In the above description, as an example, the components on the drawing corresponding to the components of the invention are indicated by reference numerals in parentheses.

以上説明したことにより、本発明によれば、第1の磁気センサが生成する第1の検知出力V1(θ)と第2の磁気センサが生成する第2の検知出力V2(θ)とを、第2の検知出力V2(θ)の最大値V2pが第1の検知出力V1(θ)の最大値V1pよりも大きくするとともに、V1(θ)=V1pの点で交差させるようにしたので、羽根車の全周にわたって回転方向を検出することが可能となり、被計測流体の流量や流速などの計測精度を高めることができるようになる。 As described above, according to the present invention, the first detection output V1 (θ) generated by the first magnetic sensor and the second detection output V2 (θ) generated by the second magnetic sensor are combined with each other. The maximum value V2p of the second detection output V2 (θ) is made larger than the maximum value V1p of the first detection output V1 (θ), and the blades are crossed at the point of V1 (θ) = V1p. It becomes possible to detect the rotation direction over the entire circumference of the vehicle, and it becomes possible to improve the measurement accuracy of the flow rate and flow velocity of the fluid to be measured.

図1は、本発明に係る流体計測回転計に用いる回転検出センサの一例を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing an example of a rotation detection sensor used in the fluid measurement tachometer according to the present invention. 図2は、この回転検出センサの斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the rotation detection sensor. 図3は、この回転検出センサの2つの磁気センサの検知出力V1(θ),V2(θ)を示す波形図である。FIG. 3 is a waveform diagram showing the detection outputs V1 (θ) and V2 (θ) of the two magnetic sensors of the rotation detection sensor. 図4は、この回転検出センサに付設する回転情報検出部の概略を示す構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram showing an outline of a rotation information detection unit attached to the rotation detection sensor. 図5は、2つの磁気センサを回転体の上側と下側とに分けて設置するようにした例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example in which two magnetic sensors are installed separately on the upper side and the lower side of the rotating body. 図6は、2つの回転軸が連動するような場合の2つの磁気センサの設置例(例1)を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an installation example (Example 1) of two magnetic sensors when the two rotation axes are interlocked with each other. 図7は、2つの回転軸が連動するような場合の2つの磁気センサの設置例(例2)を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an installation example (Example 2) of two magnetic sensors when the two rotation axes are interlocked with each other. 図8は、2つの回転軸が連動するような場合の2つの磁気センサの設置例(例3)を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an installation example (Example 3) of two magnetic sensors when the two rotation axes are interlocked with each other. 図9は、回転軸の軸心を挾んだ位置に2つの磁気センサを設置した例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an example in which two magnetic sensors are installed at positions across the axis of the rotating shaft. 図10は、図9におけるC方向から見た断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view taken from the direction C in FIG. 図11は、本発明に係る流体計測回転計の一実施の形態を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an embodiment of a fluid measurement tachometer according to the present invention. 図12は、図11におけるI−I線断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view taken along the line II in FIG. 図13は、この流体計測回転計における2つの磁気センサの検知出力V1(θ),V2(θ)を示す波形図である。FIG. 13 is a waveform diagram showing the detection outputs V1 (θ) and V2 (θ) of the two magnetic sensors in this fluid measurement tachometer. 図14は、この流体計測回転計に付設する演算部の概略を示す構成図である。FIG. 14 is a configuration diagram showing an outline of a calculation unit attached to the fluid measurement tachometer. 図15は、この演算部における回転方向判定部で使用される回転方向の判定条件および回転回数カウント部で使用される回転回数のカウント条件を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing a rotation direction determination condition used by the rotation direction determination unit in the calculation unit and a rotation speed count condition used by the rotation speed counting unit. 図16は、この流体計測回転計における羽根車の回転に伴う2つの磁気センサの検知出力V1(θ),V2(θ)の変化例およびカウントされる回転回数Nの変化例を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing an example of changes in the detection outputs V1 (θ) and V2 (θ) of the two magnetic sensors and an example of changes in the counted number of rotations N with the rotation of the impeller in this fluid measurement tachometer. .. 図17は、羽根車の回転に伴う検知出力V1(θ)の接線の傾き「dV1/dt」の符号(正負)の変化と「V1(θ)−V2(θ)」の符号(正負)の変化を例示する図である。FIG. 17 shows changes in the sign (positive / negative) of the slope “dV1 / dt” of the tangent line of the detection output V1 (θ) and the sign (positive / negative) of “V1 (θ) −V2 (θ)” due to the rotation of the impeller. It is a figure which illustrates the change. 図18は、算出された羽根車の回転角θ’を実際の回転角θと対比して示す図である。FIG. 18 is a diagram showing the calculated rotation angle θ'of the impeller in comparison with the actual rotation angle θ. 図19は、ケーシングを挟んで2つの磁気センサを対向して設置するようにした例を示す図である。FIG. 19 is a diagram showing an example in which two magnetic sensors are installed facing each other with the casing interposed therebetween. 図20は、被計測流体の流速を光の反射によって計測する例を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing an example of measuring the flow velocity of the fluid to be measured by the reflection of light. 図21は、受光した反射光の強さに応じた信号を示す図である。FIG. 21 is a diagram showing signals according to the intensity of the received reflected light. 図22は、磁気抵抗素子を利用した角度センサ(磁気センサ)の回路構成の要部を示す図である。FIG. 22 is a diagram showing a main part of a circuit configuration of an angle sensor (magnetic sensor) using a magnetoresistive element. 図23は、磁気センサを用いた例を示す図である。FIG. 23 is a diagram showing an example using a magnetic sensor. 図24は、回転体を羽根車とした流量計において磁気センサを利用した例を示す図である。FIG. 24 is a diagram showing an example in which a magnetic sensor is used in a flow meter using a rotating body as an impeller. 図25は、図24におけるA方向から見た一部破断断面図である。FIG. 25 is a partially cutaway sectional view taken from the direction A in FIG. 24. 図26は、1つの磁気センサの検知出力V(θ)を示す波形図である。FIG. 26 is a waveform diagram showing the detection output V (θ) of one magnetic sensor. 図27は、2つの磁気センサを回転位置ずれδを持たせて固定設置した例(参考例)を示す図である。FIG. 27 is a diagram showing an example (reference example) in which two magnetic sensors are fixedly installed with a rotational position shift δ. 図28は、図27における矢印A方向から見た一部破断断面図である。FIG. 28 is a partially cutaway sectional view taken from the direction of arrow A in FIG. 27. 図29は、参考例における2つの磁気センサの検知出力V1(θ),V2(θ)を示す波形図である。FIG. 29 is a waveform diagram showing the detection outputs V1 (θ) and V2 (θ) of the two magnetic sensors in the reference example.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

〔回転検出センサ〕
図1は本発明に係る流体計測回転計に用いる回転検出センサの一例を示す平面図である。同図において、11は回転体、12−1,12−2は回転体11に埋め込まれた1対の磁石であり、13−1,13−2は磁気センサである。磁気センサ13−1,13−2の構成は、 図1は本発明の実施の形態1に係る回転検出センサ100の要部を示す平面図である。同図において、11は回転体、12−1,12−2は回転体11に埋め込まれた1対の磁石であり、13−1,13−2は磁気センサである。磁気センサ13−1,13−2の構成は、図22を用いて説明した磁気センサ6と同じであるので、その説明は省略する。
[Rotation detection sensor]
FIG. 1 is a plan view showing an example of a rotation detection sensor used in the fluid measurement tachometer according to the present invention. In the figure, 11 is a rotating body, 12-1 and 12-2 are a pair of magnets embedded in the rotating body 11, and 13-1 and 13-2 are magnetic sensors. As for the configuration of the magnetic sensors 13-1 and 13-2, FIG. 1 is a plan view showing a main part of the rotation detection sensor 100 according to the first embodiment of the present invention. In the figure, 11 is a rotating body, 12-1 and 12-2 are a pair of magnets embedded in the rotating body 11, and 13-1 and 13-2 are magnetic sensors. Since the configurations of the magnetic sensors 13-1 and 13-2 are the same as those of the magnetic sensor 6 described with reference to FIG. 22, the description thereof will be omitted.

この回転検出センサ100において、磁気センサ13−1,13−2は、磁石12−1,12−2が生成する磁界B内(回転体11の回転軸と直交する平面内)に、回転位置ずれδ(δ≠nπ/4(nは整数))を持たせて固定設置されている。この例では、図2に示すように、磁気センサ13−1,13−2の中心を回転体11の回転軸の軸心Jに一致させて、また磁気センサ13−1と磁気センサ13−2とを上下に平行に間隔を持って重ねるようにして、回転体11の上側に設置している。 In the rotation detection sensor 100, the magnetic sensors 13-1 and 13-2 are displaced in the magnetic field B generated by the magnets 12-1 and 12-2 (in a plane orthogonal to the rotation axis of the rotating body 11). It is fixedly installed with δ (δ ≠ nπ / 4 (n is an integer)). In this example, as shown in FIG. 2, the centers of the magnetic sensors 13-1 and 13-2 are aligned with the axis J of the rotation axis of the rotating body 11, and the magnetic sensor 13-1 and the magnetic sensor 13-2 are aligned with each other. And are installed on the upper side of the rotating body 11 so as to be vertically overlapped with each other at intervals.

この回転検出センサ100において、回転体11が回転すると、磁気センサ13−1の検知出力V1(θ)および磁気センサ13−2の検知出力V2(θ)は増減する(図3参照)。この場合、磁気センサ13−1と13−2とは回転位置ずれδを持たせて設置されているので、磁気センサ13−1の検知出力V1(θ)と磁気センサ13−2の検知出力V2(θ)との間に位相差が生じ、磁気センサ13−1はV1(θ)=V1p・cos(2θ)の検知出力を出力し、磁気センサ13−2はV2(θ)=V2p・cos(2(θ−δ))の検知出力を出力する。 In the rotation detection sensor 100, when the rotating body 11 rotates, the detection output V1 (θ) of the magnetic sensor 13-1 and the detection output V2 (θ) of the magnetic sensor 13-2 increase or decrease (see FIG. 3). In this case, since the magnetic sensors 13-1 and 13-2 are installed with a rotational position deviation δ, the detection output V1 (θ) of the magnetic sensor 13-1 and the detection output V2 of the magnetic sensor 13-2 A phase difference occurs with (θ), the magnetic sensor 13-1 outputs a detection output of V1 (θ) = V1p · cos (2θ), and the magnetic sensor 13-2 outputs V2 (θ) = V2p · cos. The detection output of (2 (θ-δ)) is output.

ここで、図29に示した例ではV1p=V2p=Vpとしていたが、この回転検出センサ100では、V2p>V1pとし、磁気センサ13−1が生成する検知出力V1(θ)と磁気センサ13−2が生成する検知出力V2(θ)とをV1(θ)=V1pの点で交差させるようにする。具体的には、θ=0゜の時、V1(θ)=V1pとなるようにし、この点で磁気センサ13−1が生成する検知出力V1(θ)と磁気センサ13−2が生成する検知出力V2(θ)とが交差するようにする。 Here, in the example shown in FIG. 29, V1p = V2p = Vp, but in this rotation detection sensor 100, V2p> V1p, and the detection output V1 (θ) generated by the magnetic sensor 13-1 and the magnetic sensor 13- The detection output V2 (θ) generated by 2 is made to intersect at the point of V1 (θ) = V1p. Specifically, when θ = 0 °, V1 (θ) = V1p is set, and the detection output V1 (θ) generated by the magnetic sensor 13-1 and the detection generated by the magnetic sensor 13-2 at this point. Make sure that the output V2 (θ) intersects.

この場合、θ=0゜の時、磁気センサ13−2が生成する検知出力V2(θ)は、V2(θ)=V2p・cos(2(θ−δ))=V2p・cos(2δ)となる。このV2p・cos(2δ)をV1pとなるようにすることから、すなわちV2p・cos(2δ)=V1pとなるようにすることから、検知出力V2(θ)の最大値V2pをV2p=V1p/cos(2δ)とすればよいことになる。V1p,V2pは磁気センサ13−1,13−2に印加する電流や電圧を調整(出力ゲインの調整)したり、センサ抵抗値の作り込みなどによって設定可能である。 In this case, when θ = 0 °, the detection output V2 (θ) generated by the magnetic sensor 13-2 is V2 (θ) = V2p · cos (2 (θ−δ)) = V2p · cos (2δ). Become. Since this V2p · cos (2δ) is set to V1p, that is, V2p · cos (2δ) = V1p, the maximum value V2p of the detection output V2 (θ) is set to V2p = V1p / cos. (2δ) should be set. V1p and V2p can be set by adjusting the current and voltage applied to the magnetic sensors 13-1 and 13-2 (adjusting the output gain), or by creating a sensor resistance value.

このような構成とすることにより、磁気センサ13−1の検知出力V1(θ)と磁気センサ13−2の検知出力V2(θ)とから、回転体11の全周にわたって回転方向を検出することができるようになる。 With such a configuration, the rotation direction is detected over the entire circumference of the rotating body 11 from the detection output V1 (θ) of the magnetic sensor 13-1 and the detection output V2 (θ) of the magnetic sensor 13-2. Will be able to.

すなわち、回転体11が順方向に回転する場合、V1(θ)の値が上昇時(dV1/dt>0)には常にV1(θ)>V2(θ)となり、V1(θ)の値が下降時(dV1/dt<0)には常にV1(θ)<V2(θ)となる。また、回転体11が逆方向に回転する場合、V1(θ)の値が上昇時(dV1/dt>0)には常にV1(θ)<V2(θ)となり、V1(θ)の値が下降時(dV1/dt<0)には常にV1(θ)>V2(θ)となる。これにより、図29に示したような判定条件の不成立区間が生じないものとなる。 That is, when the rotating body 11 rotates in the forward direction, when the value of V1 (θ) rises (dV1 / dt> 0), V1 (θ)> V2 (θ) always, and the value of V1 (θ) becomes. When descending (dV1 / dt <0), V1 (θ) <V2 (θ) is always satisfied. Further, when the rotating body 11 rotates in the opposite direction, when the value of V1 (θ) rises (dV1 / dt> 0), V1 (θ) <V2 (θ) always, and the value of V1 (θ) becomes. When descending (dV1 / dt <0), V1 (θ)> V2 (θ) is always satisfied. As a result, the unsatisfied section of the determination condition as shown in FIG. 29 does not occur.

なお、dV1/dt=0の位置(V1(θ)=±V1pの位置)では、V1(θ)の値とdV2/dtの符号をみることで回転方向を判別するができる。すなわち、V1(θ)=+V1pの場合(P4点)、dV2/dt>0(上昇)であれば順方向と判定することができ、dV2/dt<0(下降)であれば逆方向と判定することができる。また、V1(θ)=−V1pの場合(P5点)、dV2/dt<0(下降)であれば順方向と判定することができ、dV2/dt>0(上昇)であれば逆方向と判定することができる。 At the position of dV1 / dt = 0 (position of V1 (θ) = ± V1p), the rotation direction can be determined by looking at the value of V1 (θ) and the sign of dV2 / dt. That is, in the case of V1 (θ) = + V1p (P4 point), if dV2 / dt> 0 (rise), it can be determined to be in the forward direction, and if dV2 / dt <0 (down), it can be determined to be in the reverse direction. can do. Further, in the case of V1 (θ) = −V1p (P5 point), if dV2 / dt <0 (downward), it can be determined to be in the forward direction, and if dV2 / dt> 0 (increase), it is in the reverse direction. Can be determined.

図4に、この回転検出センサ100に付設する回転情報検出部14の概略を示す。この回転情報検出部14は、磁気センサ13−1の検知出力V1(θ)の増減傾向をdV1/dt(接線の傾き)の正負として検出する第1の微分回路14−1と、磁気センサ13−2の検知出力V2(θ)の増減傾向をdV2/dt(接線の傾き)の正負として検出する第2の微分回路14−2と、磁気センサ13−1の検知出力V1(θ)と磁気センサ13−2の検知出力V2(θ)の大小を比較する比較回路14−3と、微分回路14−1,14−2での検出結果と比較回路14−3での比較結果と磁気センサ13−1の検知出力V1(θ)とに基づいて回転体11の回転方向を判定する回転方向判定部14−4と、回転方向判定部14−4での回転方向の判定結果と磁気センサ13−1の検知出力V1(θ)とに基づいて回転基準位置からの回転体11の順方向に回転した回数と逆方向に回転した回数との差として回転体11の回転回数をカウントする回転回数カウント部14−5と、回転回数カウント部14−5においてカウントされた回転体11の回転回数と磁気センサ13−1の検知出力V1(θ)とに基づいて回転体11の回転基準位置からの回転角度を求める回転角度算出部14−6とを備えている。 FIG. 4 shows an outline of the rotation information detection unit 14 attached to the rotation detection sensor 100. The rotation information detection unit 14 has a first differential circuit 14-1 that detects the increasing / decreasing tendency of the detection output V1 (θ) of the magnetic sensor 13-1 as positive / negative of dV1 / dt (slope of the tangent line), and the magnetic sensor 13. The second differential circuit 14-2 that detects the increasing / decreasing tendency of the detection output V2 (θ) of -2 as the positive / negative of dV2 / dt (slope of the tangent line), the detection output V1 (θ) of the magnetic sensor 13-1, and the magnetism. Comparison circuit 14-3 that compares the magnitude of the detection output V2 (θ) of sensor 13-2, detection results in differential circuits 14-1 and 14-2, comparison results in comparison circuit 14-3, and magnetic sensor 13 The rotation direction determination unit 14-4 that determines the rotation direction of the rotating body 11 based on the detection output V1 (θ) of -1, the rotation direction determination result by the rotation direction determination unit 14-4, and the magnetic sensor 13- The number of rotations is counted as the difference between the number of times the rotating body 11 is rotated in the forward direction and the number of times the rotating body 11 is rotated in the opposite direction from the rotation reference position based on the detection output V1 (θ) of 1. The rotation of the rotating body 11 from the rotation reference position based on the number of rotations of the rotating body 11 counted by the unit 14-5 and the rotation number counting unit 14-5 and the detection output V1 (θ) of the magnetic sensor 13-1. It is provided with a rotation angle calculation unit 14-6 for obtaining an angle.

この回転情報検出部14において、回転方向判定部14−4は、上述した判定条件に従って、回転体11の回転方向を判定する。なお、dV1/dt=0の位置(V1(θ)=±V1pの位置)での回転方向の判定は、dV1/dt=0の位置で回転体11が留まるのは希であるので、省略するものとしてもよい。また、回転方向判定部14−4や回転回数カウント部14−5、回転角度算出部14−6の詳細については、後述する実施の形態で具体的に説明する。 In the rotation information detection unit 14, the rotation direction determination unit 14-4 determines the rotation direction of the rotating body 11 according to the above-mentioned determination conditions. The determination of the rotation direction at the position of dV1 / dt = 0 (the position of V1 (θ) = ± V1p) is omitted because the rotating body 11 rarely stays at the position of dV1 / dt = 0. It may be a thing. The details of the rotation direction determination unit 14-4, the rotation speed counting unit 14-5, and the rotation angle calculation unit 14-6 will be specifically described in the embodiment described later.

この回転検出センサ100では、回転体11の上側に磁気センサ13−1と13−2とを重ねるようにして設置するようにしたが、図5に示すように、磁気センサ13−1と13−2とを回転体11の上側と下側とに分けて設置するようにしてもよい。 In the rotation detection sensor 100, the magnetic sensors 13-1 and 13-2 are installed so as to overlap the upper side of the rotating body 11, but as shown in FIG. 5, the magnetic sensors 13-1 and 13- 2 may be installed separately on the upper side and the lower side of the rotating body 11.

また、歯車のように2つの回転軸が連動するような場合、それぞれの回転軸に各1個、磁気センサを設置するようにしてもよい。例えば、図6に示すように、中央の回転軸(歯車)15と連動して左右の回転軸(歯車)16,17が回転するような場合、回転軸16側に磁気センサ13−1を設置するようにし、回転軸17側に磁気センサ13−2を設置するようにする。この場合、回転軸16側に1対の磁石12−1と12−2を設け、回転軸17側に1対の磁石12−3と12−4を設け、回転軸16,17の回転に伴って回転する磁界B1,B2の方向を磁気センサ13−1,13−2で検出する。 Further, when two rotating shafts are interlocked like a gear, one magnetic sensor may be installed on each rotating shaft. For example, as shown in FIG. 6, when the left and right rotating shafts (gears) 16 and 17 rotate in conjunction with the central rotating shaft (gear) 15, a magnetic sensor 13-1 is installed on the rotating shaft 16 side. The magnetic sensor 13-2 is installed on the rotating shaft 17 side. In this case, a pair of magnets 12-1 and 12-2 are provided on the rotating shaft 16 side, a pair of magnets 12-3 and 12-4 are provided on the rotating shaft 17 side, and the rotating shafts 16 and 17 are rotated. The directions of the rotating magnetic fields B1 and B2 are detected by the magnetic sensors 13-1 and 13-2.

なお、図6では、磁界B1,B2の方向を平行としているが、周期が揃っていれば、磁界B1,B2の方向は平行でなくてもよい。例えば、図7に示すように、磁気センサ13−1,13−2の回転位置をずらすのではなく、磁界B1,B2の方向をδだけずらすようにしてもよい。また、図6では、磁気センサ13−1,13−2の感磁面を同じ方向に向けて配置しているが、図8に示すように、回転軸16と回転軸17とを食い違い軸とし、磁気センサ13−1,13−2の感磁面を直交する方向に向けて配置するようにしてもよい。この場合、磁気センサ13−1,13−2の回転位置をδだけずらすものとしてもよく、磁界B1,B2の方向をδだけずらすようにしてもよい。また、回転軸16と回転軸17とを交差軸などとしてもよい。 In FIG. 6, the directions of the magnetic fields B1 and B2 are parallel, but the directions of the magnetic fields B1 and B2 do not have to be parallel as long as the periods are the same. For example, as shown in FIG. 7, the directions of the magnetic fields B1 and B2 may be shifted by δ instead of shifting the rotation positions of the magnetic sensors 13-1 and 13-2. Further, in FIG. 6, the magnetically sensitive surfaces of the magnetic sensors 13-1 and 13-2 are arranged so as to face the same direction, but as shown in FIG. 8, the rotating shaft 16 and the rotating shaft 17 are used as staggered axes. , The magnetic sensing surfaces of the magnetic sensors 13-1 and 13-2 may be arranged so as to face in the orthogonal direction. In this case, the rotation positions of the magnetic sensors 13-1 and 13-2 may be shifted by δ, and the directions of the magnetic fields B1 and B2 may be shifted by δ. Further, the rotating shaft 16 and the rotating shaft 17 may be used as an intersecting shaft or the like.

本発明において、磁界生成部が生成する磁界をB1,B2とすると、磁界B1,B2の方向をδだけずらすようにした場合、磁気センサ13−2は、磁界生成部が生成する磁界B2内に磁気センサ13−1に対して(磁気センサ13−1が検知する磁界B1に対して)回転位置ずれδを持たせて固定設置されていると言える。すなわち、本発明は、図7や図8に示した構成もその権利範囲に含まれるものである。 In the present invention, assuming that the magnetic fields generated by the magnetic field generator are B1 and B2, when the directions of the magnetic fields B1 and B2 are shifted by δ, the magnetic sensor 13-2 is placed in the magnetic field B2 generated by the magnetic field generator. It can be said that the magnetic sensor 13-1 is fixedly installed with a rotational position shift δ (with respect to the magnetic field B1 detected by the magnetic sensor 13-1). That is, the present invention also includes the configurations shown in FIGS. 7 and 8 in the scope of rights.

また、2つの磁気センサに対して同じ向きに磁界が加われば、2つの磁気センサは回転軸と同軸上になくても構わない。例えば、図9に示すように、回転体18の広い範囲に同じ向きに磁界Bが加わるものとした場合、この回転体1の回転軸18−1と同軸上ではなく、磁界B内の任意の位置に磁気センサ13−1と13−2とを設置するようにしてもよい。図10に図9におけるC方向から見た断面図を示す。 Further, if a magnetic field is applied to the two magnetic sensors in the same direction, the two magnetic sensors do not have to be coaxial with the rotation axis. For example, as shown in FIG. 9, when the magnetic field B is applied to a wide range of the rotating body 18 in the same direction, it is not coaxial with the rotating shaft 18-1 of the rotating body 1, but is arbitrary in the magnetic field B. Magnetic sensors 13-1 and 13-2 may be installed at the positions. FIG. 10 shows a cross-sectional view of FIG. 9 as viewed from the C direction.

〔実施の形態〕
上述した回転検出センサ100は、機械式の水用流量計や風力発電用の翼、自動車の車軸などで逆流の検知や回転方向を検出する場合に有効である。図11に、上述した回転検出センサ100の原理を機械式の水用流量計に用いた例を流体計測回転計200とし、これを実施の形態として示す。
[Embodiment]
The rotation detection sensor 100 described above is effective when detecting backflow or detecting the rotation direction with a mechanical water flow meter, a wing for wind power generation, an axle of an automobile, or the like. FIG. 11 shows an example in which the principle of the rotation detection sensor 100 described above is used in a mechanical flow meter for water as a fluid measurement tachometer 200, which is shown as an embodiment.

この流体計測回転計200は、下部にケーシング21を備え、上部にハウジング22を備えている。ハウジング21の上側にはカバー23が被せられ、このカバー23に設けられた透明の窓24からハウジング21内の表示器25等を覗くことができる。また、ハウジング21内には、回路基板26等も収容されている。 The fluid measurement tachometer 200 has a casing 21 at the bottom and a housing 22 at the top. A cover 23 is placed on the upper side of the housing 21, and the display 25 and the like in the housing 21 can be seen through the transparent window 24 provided on the cover 23. The circuit board 26 and the like are also housed in the housing 21.

ケーシング21は、図12に図11におけるI−I線断面図を示すように、被計測流体を導入する導入口21aと、導入口21aから導入された被計測流体を排出する排出口21bと、導入口21aと排出口21bとを連通する流路21cとを備えている。流路21c内には羽根車27が設けられている。羽根車27は、流路1c内を流れる被測定流体の流れを受けて、回転軸の軸心Jを中心として回転する。なお、ケーシング21の材質としては非磁性体であることが望ましく、羽根車27の回転軸など一部がケーシング21の外にあってもよい。 The casing 21 has an introduction port 21a for introducing the fluid to be measured, a discharge port 21b for discharging the fluid to be measured introduced from the introduction port 21a, and a discharge port 21b for discharging the fluid to be measured, as shown in FIG. It is provided with a flow path 21c that communicates the introduction port 21a and the discharge port 21b. An impeller 27 is provided in the flow path 21c. The impeller 27 receives the flow of the fluid to be measured flowing in the flow path 1c and rotates about the axis J of the rotation shaft. It is desirable that the material of the casing 21 is a non-magnetic material, and a part such as the rotating shaft of the impeller 27 may be outside the casing 21.

羽根車27の羽根27a,27bには1対の磁石12−1,12−2が埋め込まれており、この磁石12−1,12−2が生成する磁界B内(羽根車27の回転軸と直交する平面内)に、磁気センサ13−1,13−2が回転位置ずれδ(δ≠nπ/4(nは整数))を持たせて固定設置されている。この例では、磁気センサ13−1,13−2の中心を羽根車27の回転軸の軸心Jに一致させて、また磁気センサ13−1と磁気センサ13−2とを上下に平行に間隔を持って重ねるようにして、ケーシング21の外側のハウジング22内に設置している。また、ハウジング22内には、磁気センサ13−1,13−2と回路基板26との間に磁気シールド28が設けられている。なお、図12に示した断面図では、羽根車27に対する磁気センサ13−1,13−2の位置関係を示している。 A pair of magnets 12-1 and 12-2 are embedded in the blades 27a and 27b of the impeller 27, and in the magnetic field B generated by the magnets 12-1 and 12-2 (with the rotation axis of the impeller 27). Magnetic sensors 13-1 and 13-2 are fixedly installed in (in orthogonal planes) with a rotational position shift δ (δ ≠ nπ / 4 (n is an integer)). In this example, the centers of the magnetic sensors 13-1 and 13-2 are aligned with the axis J of the rotation axis of the impeller 27, and the magnetic sensor 13-1 and the magnetic sensor 13-2 are vertically spaced parallel to each other. It is installed in the housing 22 on the outside of the casing 21 so as to be stacked with each other. Further, in the housing 22, a magnetic shield 28 is provided between the magnetic sensors 13-1 and 13-2 and the circuit board 26. The cross-sectional view shown in FIG. 12 shows the positional relationship of the magnetic sensors 13-1 and 13-2 with respect to the impeller 27.

この流体計測回転計200において、羽根車27が回転すると、磁気センサ13−1の検知出力V1(θ)および磁気センサ13−2の検知出力V2(θ)は増減する(図13参照)。この場合、磁気センサ13−1と13−2とは回転位置ずれδを持たせて設置されているので、磁気センサ13−1の検知出力V1(θ)と磁気センサ13−2の検知出力V2(θ)との間に位相差が生じ、磁気センサ13−1はV1(θ)=V1p・cos(2θ)の検知出力を出力し、磁気センサ13−2はV2(θ)=V2p・cos(2(θ−δ))の検知出力を出力する。 In the fluid measurement tachometer 200, when the impeller 27 rotates, the detection output V1 (θ) of the magnetic sensor 13-1 and the detection output V2 (θ) of the magnetic sensor 13-2 increase or decrease (see FIG. 13). In this case, since the magnetic sensors 13-1 and 13-2 are installed with a rotational position deviation δ, the detection output V1 (θ) of the magnetic sensor 13-1 and the detection output V2 of the magnetic sensor 13-2 A phase difference occurs with (θ), the magnetic sensor 13-1 outputs a detection output of V1 (θ) = V1p · cos (2θ), and the magnetic sensor 13-2 outputs V2 (θ) = V2p · cos. The detection output of (2 (θ-δ)) is output.

この実施の形態においても、回転検出センサ100と同様、V2p>V1p(V2p=V1p/cos(2δ))とし、磁気センサ13−1が生成する検知出力V1(θ)と磁気センサ13−2が生成する検知出力V2(θ)とをV1(θ)=V1pの点で交差させるものとしている。 Also in this embodiment, as in the rotation detection sensor 100, V2p> V1p (V2p = V1p / cos (2δ)), and the detection output V1 (θ) generated by the magnetic sensor 13-1 and the magnetic sensor 13-2 It is assumed that the detected output V2 (θ) to be generated intersects at the point of V1 (θ) = V1p.

このような構成とすることにより、回転検出センサ100と同様、磁気センサ13−1の検知出力V1(θ)と磁気センサ13−2の検知出力V2(θ)とから、羽根車27の全周にわたって回転方向を検出することができるようになる。 With such a configuration, similarly to the rotation detection sensor 100, the detection output V1 (θ) of the magnetic sensor 13-1 and the detection output V2 (θ) of the magnetic sensor 13-2 all around the impeller 27. It becomes possible to detect the rotation direction over.

図14に、この流体計測回転計200に付設する演算部29の概略を示す。この演算部29は、羽根車27の回転情報を検出する回転情報検出部30と、この回転情報検出部30によって検出された羽根車27の回転情報に基づいて被計測流体に関する所望の計測結果(例えば、被測定流体の流量や流速)を求める流体計測部31とを備えている。この演算部29は、ハウジング22内の回路基板26に構築されており、プロセッサや記憶装置からなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して各種機能を実現させるプログラムとによって実現されている。 FIG. 14 shows an outline of the calculation unit 29 attached to the fluid measurement tachometer 200. The calculation unit 29 has a rotation information detection unit 30 that detects the rotation information of the impeller 27, and a desired measurement result regarding the fluid to be measured based on the rotation information of the impeller 27 detected by the rotation information detection unit 30. For example, it is provided with a fluid measuring unit 31 for obtaining the flow rate and flow velocity of the fluid to be measured). The arithmetic unit 29 is built on a circuit board 26 in a housing 22, and is realized by hardware including a processor and a storage device, and a program that realizes various functions in cooperation with these hardware. ..

演算部29において、回転情報検出部30は、図4に示した回転情報検出部14と同じ構成とされており、磁気センサ13−1の検知出力V1(θ)の増減傾向をdV1/dt(接線の傾き)の正負として検出する第1の微分回路30−1と、磁気センサ13−2の検知出力V2(θ)の増減傾向をdV2/dt(接線の傾き)の正負として検出する第2の微分回路30−2と、磁気センサ13−1の検知出力V1(θ)と磁気センサ13−2の検知出力V2(θ)の大小を比較する比較回路30−3と、微分回路30−1,30−2での検出結果と比較回路30−3での比較結果と磁気センサ13−1の検知出力V1(θ)とに基づいて羽根車27の回転方向を判定する回転方向判定部30−4と、回転方向判定部30−4での回転方向の判定結果と磁気センサ13−1の検知出力V1(θ)とに基づいて回転基準位置からの羽根車27の順方向に回転した回数と逆方向に回転した回数との差として羽根車27の回転回数をカウントする回転回数カウント部30−5と、回転回数カウント部30−5においてカウントされた羽根車27の回転回数と磁気センサ13−1の検知出力V1(θ)とに基づいて羽根車27の回転基準位置からの回転角度を求める回転角度算出部30−6とを備えている。 In the calculation unit 29, the rotation information detection unit 30 has the same configuration as the rotation information detection unit 14 shown in FIG. 4, and the increase / decrease tendency of the detection output V1 (θ) of the magnetic sensor 13-1 is dV1 / dt ( The first differential circuit 30-1 that detects as the positive / negative of the tangent slope) and the second that detects the increasing / decreasing tendency of the detection output V2 (θ) of the magnetic sensor 13-2 as the positive / negative of dV2 / dt (tangent slope). 30-2, a comparison circuit 30-3 for comparing the magnitude of the detection output V1 (θ) of the magnetic sensor 13-1 and the detection output V2 (θ) of the magnetic sensor 13-2, and the differential circuit 30-1. , 30-2, and the comparison circuit 30-3, and the magnetometer 13-1's detection output V1 (θ), the rotation direction determination unit 30-determines the rotation direction of the impeller 27. 4 and the number of times the impeller 27 has rotated in the forward direction from the rotation reference position based on the determination result of the rotation direction by the rotation direction determination unit 30-4 and the detection output V1 (θ) of the magnetic sensor 13-1. The number of rotations of the impeller 27 and the magnetic sensor 13-counted by the number of rotations counting unit 30-5, which counts the number of rotations of the impeller 27 as the difference from the number of times of rotation in the opposite direction. It is provided with a rotation angle calculation unit 30-6 for obtaining the rotation angle of the impeller 27 from the rotation reference position based on the detection output V1 (θ) of 1.

図15に回転方向判定部30−4で使用される回転方向の判定条件および回転回数カウント部30−5で使用される回転回数のカウント条件を示す。 FIG. 15 shows the rotation direction determination condition used by the rotation direction determination unit 30-4 and the rotation speed count condition used by the rotation speed counting unit 30-5.

回転方向判定部30−4は、V1(θ)の接線の傾き「dV1/dt」が正(上昇)の場合に「V1(θ)−V2(θ)」が正であった場合を条件1として、V1(θ)の接線の傾き「dV1/dt」が負(下降)の場合に「V1(θ)−V2(θ)」が負であった場合を条件2として、羽根車27が正回転していると判定する。 Condition 1 of the rotation direction determination unit 30-4 is that when the slope “dV1 / dt” of the tangent line of V1 (θ) is positive (rising), “V1 (θ) −V2 (θ)” is positive. As a condition 2, the impeller 27 is positive under the condition that "V1 (θ) -V2 (θ)" is negative when the slope "dV1 / dt" of the tangent line of V1 (θ) is negative (descending). Judge that it is rotating.

また、V1(θ)の接線の傾き「dV1/dt」がゼロで、「V1(θ)−V2(θ)」がゼロであった場合、V1(θ)が最大でV2(θ)の接線の傾き「dV2/dt」が正(上昇)であった場合を条件3として、V1(θ)が最小でV2(θ)の接線の傾き「dV2/dt」が負(下降)であった場合を条件4として、羽根車27が正回転していると判定する。 Further, when the slope "dV1 / dt" of the tangent line of V1 (θ) is zero and "V1 (θ) -V2 (θ)" is zero, V1 (θ) is the maximum tangent line of V2 (θ). When the slope "dV2 / dt" of V1 (θ) is positive (rise), and the slope "dV2 / dt" of the tangent line of V1 (θ) is the minimum and V2 (θ) is negative (fall). Is a condition 4, and it is determined that the impeller 27 is rotating in the forward direction.

また、回転方向判定部14−4は、V1(θ)の接線の傾き「dV1/dt」が負(下降)の場合に「V1(θ)−V2(θ)」が正であった場合を条件5として、V1(θ)の接線の傾き「dV1/dt」が正(上昇)の場合に「V1(θ)−V2(θ)」が負であった場合を条件6として、羽根車27が逆回転していると判定する。 Further, the rotation direction determination unit 14-4 determines that “V1 (θ) −V2 (θ)” is positive when the slope “dV1 / dt” of the tangent line of V1 (θ) is negative (downward). As a condition 5, the impeller 27 is a condition 6 when the slope “dV1 / dt” of the tangent line of V1 (θ) is positive (rising) and “V1 (θ) −V2 (θ)” is negative. Is determined to be rotating in the reverse direction.

また、V1(θ)の接線の傾き「dV1/dt」がゼロで、「V1(θ)−V2(θ)」がゼロであった場合、V1(θ)が最大でV2(θ)の接線の傾き「dV2/dt」が負(下降)であった場合を条件7として、V1(θ)が最小でV2(θ)の接線の傾き「dV2/dt」が正(上昇)であった場合を条件8として、羽根車27が逆回転していると判定する。 Further, when the slope "dV1 / dt" of the tangent line of V1 (θ) is zero and "V1 (θ) -V2 (θ)" is zero, V1 (θ) is the maximum tangent line of V2 (θ). When the slope "dV2 / dt" of V1 (θ) is negative (downward), and when V1 (θ) is the minimum and the slope "dV2 / dt" of the tangent of V2 (θ) is positive (rise) Is a condition 8, and it is determined that the impeller 27 is rotating in the reverse direction.

回転回数カウント部30−5は、羽根車27が正回転しているとき、磁気センサ13−1の検知出力V1(θ)が振幅の最小値となった時点で羽根車27の回転した回数を+0.5とし、羽根車27が逆回転しているとき、磁気センサ13−1の検知出力V1(θ)が振幅の最小値となった時点で羽根車27の回転した回数を−0.5とする。なお、この回転回数のカウント条件は一例であり、他にも考えられる。 The rotation speed counting unit 30-5 counts the number of rotations of the impeller 27 when the detection output V1 (θ) of the magnetic sensor 13-1 reaches the minimum amplitude when the impeller 27 is rotating forward. When the impeller 27 is rotating in the reverse direction, the number of rotations of the impeller 27 is -0.5 when the detection output V1 (θ) of the magnetic sensor 13-1 reaches the minimum amplitude. And. The count condition for the number of rotations is an example, and other possibilities can be considered.

図16に、図13において、PA点から正回転し始めた羽根車27がPB点で方向を転換し、PC点まで逆回転した後、再び正回転に戻るという動作を行った場合の磁気センサ13−1,13−2の検知出力V1(θ),V2(θ)の変化とカウントされる羽根車27の回転回数Nの変化を示す。参考として、図17に、この時のV1(θ)の接線の傾き「dV1/dt」の符号(正負)の変化と、「V1(θ)−V2(θ)」の符号(正負)の変化を示す。 16A and 13B are magnetic sensors in the case where the impeller 27, which has started to rotate forward from the PA point, changes direction at the PB point, rotates in the reverse direction to the PC point, and then returns to the forward rotation again. The change of the number of rotations N of the impeller 27 counted as the change of the detection outputs V1 (θ) and V2 (θ) of 13-1 and 13-2 is shown. For reference, in FIG. 17, the change in the sign (positive / negative) of the slope “dV1 / dt” of the tangent line of V1 (θ) and the change in the sign (positive / negative) of “V1 (θ) −V2 (θ)” at this time. Is shown.

回転角度算出部30−6は、この回転回数カウント部30−5がカウントする羽根車27の回転回数Nと磁気センサ13−1の検知出力V1(θ)とから、羽根車27の現在の回転角θを算出する。図18に、回転角度算出部30−6によって算出された羽根車27の回転角θ’を実際の回転角θと対比して示す。なお、図18中、N(θ)は羽根車27の回転回数N×360゜として求められる回転角度を示す。 The rotation angle calculation unit 30-6 determines the current rotation of the impeller 27 from the rotation speed N of the impeller 27 counted by the rotation speed counting unit 30-5 and the detection output V1 (θ) of the magnetic sensor 13-1. Calculate the angle θ. FIG. 18 shows the rotation angle θ'of the impeller 27 calculated by the rotation angle calculation unit 30-6 in comparison with the actual rotation angle θ. In FIG. 18, N (θ) indicates a rotation angle obtained as the number of rotations N × 360 ° of the impeller 27.

このようにして、回転情報検出部30において、羽根車27の回転情報として羽根車27の回転方向や回転回数、回転角が検出され、この検出された羽根車27の回転情報が流体計測部31に送られる。流体計測部31は、この回転情報検出部30から送られてくる羽根車27の回転情報に基づいて、被測定流体の流量や流速などを計測結果として求める。この場合、羽根車27の全周にわたって回転方向が検出されるので、被計測流体の流量や流速などの計測精度が高められるものとなる。 In this way, the rotation information detection unit 30 detects the rotation direction, the number of rotations, and the rotation angle of the impeller 27 as the rotation information of the impeller 27, and the rotation information of the detected impeller 27 is the fluid measurement unit 31. Will be sent to. The fluid measurement unit 31 obtains the flow rate, the flow velocity, etc. of the fluid to be measured as a measurement result based on the rotation information of the impeller 27 sent from the rotation information detection unit 30. In this case, since the rotation direction is detected over the entire circumference of the impeller 27, the measurement accuracy of the flow rate and the flow velocity of the fluid to be measured can be improved.

なお、この実施の形態では、磁気センサ13−1と13−2をハウジング22内に重ねるようにして設置するようにしたが、図19に示すように、例えばケーシング21を挟んで磁気センサ13−1の反対側に磁気センサ13−2を対向して設置するようにしてもよい。この場合、磁気センサ13−2をセンサハウジング32で覆い、磁気センサ13−2とハウジング22内の回路基板26とを配線33によって接続するようにする。 In this embodiment, the magnetic sensors 13-1 and 13-2 are installed so as to overlap each other in the housing 22, but as shown in FIG. 19, for example, the magnetic sensor 13- sandwiches the casing 21. The magnetic sensor 13-2 may be installed facing the opposite side of 1. In this case, the magnetic sensor 13-2 is covered with the sensor housing 32, and the magnetic sensor 13-2 and the circuit board 26 in the housing 22 are connected by the wiring 33.

また、上述した実施の形態1,2では、磁気センサ13−1,13−2を磁気抵抗素子(MR素子)を用いた角度センサとしたが、ホール素子を用いた角度センサなどとしてもよい。 Further, in the above-described first and second embodiments, the magnetic sensors 13-1 and 13-2 are angle sensors using a magnetoresistive element (MR element), but an angle sensor using a Hall element may be used.

〔実施の形態の拡張〕
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
[Extension of Embodiment]
Although the present invention has been described above with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the structure and details of the present invention within the scope of the technical idea of the present invention.

11…回転体、12−1,12−12…磁石、13−1,13−2…磁気センサ、14…回転情報検出部、14−1…第1の微分回路、14−2…第2の微分回路、14−3…比較回路、14−4…回転方向判定部、14−5…回転回数カウント部、14−6…回転角度算出部、21…ケーシング、22…ハウジング、26…回路基板、27…羽根車、28…磁気シールド、29…演算部、30…回転情報検出部、30−1…第1の微分回路、30−2…第2の微分回路、30−3…比較回路、30−4…回転方向判定部、30−5…回転回数カウント部、30−6…回転角度算出部、31…流体計測部、100…回転検出センサ、200…流体計測回転計(機械式の水用流量計)。 11 ... Rotating body, 12-1, 12-12 ... Magnet, 13-1, 13-2 ... Magnetic sensor, 14 ... Rotation information detector, 14-1 ... First differentiating circuit, 14-2 ... Second Differentiator circuit, 14-3 ... Comparison circuit, 14-4 ... Rotation direction determination unit, 14-5 ... Rotation speed counting unit, 14-6 ... Rotation angle calculation unit, 21 ... Casing, 22 ... Housing, 26 ... Circuit board, 27 ... impeller, 28 ... magnetic shield, 29 ... calculation unit, 30 ... rotation information detection unit, 30-1 ... first differentiating circuit, 30-2 ... second differentiating circuit, 30-3 ... comparison circuit, 30 -4 ... Rotation direction determination unit, 30-5 ... Rotation speed count unit, 30-6 ... Rotation angle calculation unit, 31 ... Fluid measurement unit, 100 ... Rotation detection sensor, 200 ... Fluid measurement rotator (for mechanical water) Flowmeter).

Claims (7)

被計測流体を導入する導入口と、前記導入口から導入された前記被計測流体を排出する排出口と、前記導入口と前記排出口とを連通する流路とを備え、前記流路内を流れる前記被計測流体の流れを受けて回転軸を中心として回転する羽根車と、前記羽根車の回転に伴ってその方向が変化する磁界を生成する磁界生成部とを内蔵したケーシングと、
前記磁界生成部が生成する前記ケーシングの外側の磁界内に固定設置され、前記羽根車の回転に伴う前記磁界の方向の変化に連動してその検知出力が変化する第1の磁気センサと、
前記磁界生成部が生成する前記ケーシングの外側の磁界内に前記第1の磁気センサに対して回転位置ずれδを持たせて固定設置され、前記羽根車の回転に伴う前記磁界の方向の変化に連動してその検知出力が変化する第2の磁気センサと、
前記第1の磁気センサの検知出力を第1の検知出力、前記第2の磁気センサの検知出力を第2の検知出力とし、この第1の検知出力および第2の検知出力に基づいて少なくとも前記羽根車の回転方向を前記羽根車の回転情報として検出する回転情報検出部と、この回転情報検出部によって検出された前記羽根車の回転情報に基づいて前記被計測流体に関する所望の計測結果を求める流体計測部とを演算部として内蔵したハウジングとを備え、
前記第1の磁気センサは、
前記羽根車の回転に伴う前記磁界の回転角をθ、前記第1の検知出力の最大値をV1pとした場合、前記第1の検知出力としてV1(θ)=V1p・cos(2θ)の電圧を生成し、
前記第2の磁気センサは、
前記羽根車の回転に伴う前記磁界の回転角をθ、前記第2の検知出力の最大値をV2pとした場合、前記第2の検知出力としてV2(θ)=V2p・cos(2(θ−δ))の電圧を生成し、
前記第1の磁気センサが生成する第1の検知出力V1(θ)と前記第2の磁気センサが生成する第2の検知出力V2(θ)とは、
前記第2の検知出力V2(θ)の最大値V2pが前記第1の検知出力V1(θ)の最大値V1pよりも大きく、かつV1(θ)=V1pの点で交差する
ことを特徴とする流体計測回転計。
An introduction port for introducing the fluid to be measured, a discharge port for discharging the fluid to be measured introduced from the introduction port, and a flow path for communicating the introduction port and the discharge port are provided, and the inside of the flow path is provided. A casing incorporating an impeller that rotates about a rotation axis in response to the flow of the fluid to be measured, and a magnetic field generating unit that generates a magnetic field whose direction changes with the rotation of the impeller.
A first magnetic sensor that is fixedly installed in a magnetic field outside the casing generated by the magnetic field generating unit and whose detection output changes in conjunction with a change in the direction of the magnetic field accompanying rotation of the impeller.
It is fixedly installed in the magnetic field outside the casing generated by the magnetic field generating unit with a rotational position shift δ with respect to the first magnetic sensor, and changes in the direction of the magnetic field due to the rotation of the impeller. A second magnetic sensor whose detection output changes in conjunction with it,
The detection output of the first magnetic sensor is defined as the first detection output, the detection output of the second magnetic sensor is defined as the second detection output, and at least the above is based on the first detection output and the second detection output. A rotation information detection unit that detects the rotation direction of the impeller as rotation information of the impeller, and a desired measurement result regarding the fluid to be measured are obtained based on the rotation information of the impeller detected by the rotation information detection unit. It is equipped with a housing that incorporates a fluid measurement unit as a calculation unit.
The first magnetic sensor is
When the rotation angle of the magnetic field accompanying the rotation of the impeller is θ and the maximum value of the first detection output is V1p, the voltage of V1 (θ) = V1p · cos (2θ) as the first detection output. To generate
The second magnetic sensor is
When the rotation angle of the magnetic field accompanying the rotation of the impeller is θ and the maximum value of the second detection output is V2p, V2 (θ) = V2p · cos (2 (θ-)) as the second detection output. δ))), generate a voltage
The first detection output V1 (θ) generated by the first magnetic sensor and the second detection output V2 (θ) generated by the second magnetic sensor are
The maximum value V2p of the second detection output V2 (θ) is larger than the maximum value V1p of the first detection output V1 (θ), and intersects at the point where V1 (θ) = V1p. Fluid measurement tachometer.
請求項1に記載された流体計測回転計において、
前記第1の磁気センサは、
前記羽根車の回転軸と直交する第1の平面内にその中心を前記羽根車の回転軸の軸心に一致させて設置され、
前記第2の磁気センサは、
前記羽根車の回転軸と直交する第2の平面内にその中心を前記羽根車の回転軸の軸心に一致させて設置され、
前記第1および第2の磁気センサは、
前記演算部とともに前記ハウジングに内蔵され、
前記第1および第2の磁気センサと前記演算部との間に磁気シールドが設けられている
ことを特徴とする流体計測回転計。
In the fluid measurement tachometer according to claim 1,
The first magnetic sensor is
It is installed in a first plane orthogonal to the rotation axis of the impeller so that its center coincides with the axis of the rotation axis of the impeller.
The second magnetic sensor is
It is installed in a second plane orthogonal to the rotation axis of the impeller so that its center is aligned with the axis of rotation of the impeller.
The first and second magnetic sensors are
Built in the housing together with the arithmetic unit
A fluid measurement tachometer characterized in that a magnetic shield is provided between the first and second magnetic sensors and the calculation unit.
請求項1に記載された流体計測回転計において、
前記第1の磁気センサは、
前記羽根車の回転軸と直交する第1の平面内にその中心を前記羽根車の回転軸の軸心に一致させて設置され、
前記第2の磁気センサは、
前記羽根車の回転軸と直交する第2の平面内にその中心を前記羽根車の回転軸の軸心に一致させて設置され、
前記第1の磁気センサは、
前記演算部とともに前記ハウジングに内蔵され、
前記第2の磁気センサは、
前記ケーシングを挟んで前記第1の磁気センサの反対側に対向して設置され、
前記第1の磁気センサと前記演算部との間に磁気シールドが設けられている
ことを特徴とする流体計測回転計。
In the fluid measurement tachometer according to claim 1,
The first magnetic sensor is
It is installed in a first plane orthogonal to the rotation axis of the impeller so that its center coincides with the axis of the rotation axis of the impeller.
The second magnetic sensor is
It is installed in a second plane orthogonal to the rotation axis of the impeller so that its center is aligned with the axis of the rotation axis of the impeller.
The first magnetic sensor is
Built in the housing together with the arithmetic unit
The second magnetic sensor is
It is installed facing the opposite side of the first magnetic sensor with the casing in between.
A fluid measurement tachometer characterized in that a magnetic shield is provided between the first magnetic sensor and the calculation unit.
請求項1に記載された流体計測回転計において、
前記第2の磁気センサが生成する第2の検知出力V2(θ)は、
前記最大値V2pがV2p=V1p/cos(2δ)である
ことを特徴とする流体計測回転計。
In the fluid measurement tachometer according to claim 1,
The second detection output V2 (θ) generated by the second magnetic sensor is
A fluid measurement tachometer characterized in that the maximum value V2p is V2p = V1p / cos (2δ).
請求項1に記載された流体計測回転計において、
前記回転情報検出部は、
前記第1の検知出力V1(θ)の増減傾向、及び、前記第1の検知出力V1(θ)と前記第2の検知出力V2(θ)の大小関係に基づいて、前記羽根車の回転方向を検出する
ことを特徴とする流体計測回転計。
In the fluid measurement tachometer according to claim 1,
The rotation information detection unit
The direction of rotation of the impeller based on the increasing / decreasing tendency of the first detection output V1 (θ) and the magnitude relationship between the first detection output V1 (θ) and the second detection output V2 (θ). A fluid measurement tachometer characterized by detecting.
請求項5に記載された流体計測回転計において、
前記回転情報検出部は、
回転基準位置からの前記羽根車の順方向に回転した回数と逆方向に回転した回数との差として前記羽根車の回転回数をカウントする
ことを特徴とする流体計測回転計。
In the fluid measurement tachometer according to claim 5.
The rotation information detection unit
A fluid measurement tachometer characterized in that the number of rotations of the impeller is counted as the difference between the number of times the impeller has rotated in the forward direction and the number of times the impeller has rotated in the opposite direction from the rotation reference position.
請求項6に記載された流体計測回転計において、
前記回転情報検出部は、
前記検出した羽根車の回転方向と前記カウントした羽根車の回転回数と前記第1の検知出力とに基づいて前記羽根車の前記回転基準位置からの回転角度を求める
ことを特徴とする流体計測回転計。
In the fluid measurement tachometer according to claim 6.
The rotation information detection unit
Fluid measurement rotation characterized in that the rotation angle of the impeller from the rotation reference position is obtained based on the detected rotation direction of the impeller, the number of rotations of the impeller counted, and the first detection output. Total.
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