JP7635451B2 - バケット式流量計 - Google Patents

Description

本発明の実施形態はバケット式流量計に関する。

バケット式流量計の基本原理は、流入部から流入する液体を、左右に２分割されたバケット（転倒枡）で受け、液体が貯まると貯まった側に転倒を開始し、もう一方で液体を受ける動作を繰り返している。転倒動作を磁力や位置センサ等で検出し、パルス信号として出力して、転倒回数と1 転倒当たりの排液量から流量を算出している。

バケットに一度液体を貯めるため微少流量の測定に適しているが、様々な要因で誤差が生じる。このため、従来では、バケットの１転倒当たりの排液量と流量との相関に基づいて流量・転倒回数の相関関数を作成し、転倒回数から流量を求めたり、バケットに転倒時のみ開く蓋を設けて零れを防止したり、転倒間隔とバケット容量と試験から算出した定数とから零れ量を補正したりする等の方法で、流量の測定精度を確保している。

特開２０１０－２３７０５６号公報

バケット式流量計は一般産業向けの雨量計のほか、原子力発電所の漏洩検知に使用されており、現在、低流量域での測定精度の見直しが計画されている。従来の方法で担保されている精度では十分な信頼性を確保できないことから、測定精度の更なる向上が必要になっている。また、バケットの転倒回数をサンプリングして流量を算出しており連続監視ではないため、測定流量の更新までに時間がかかる。

本発明の実施形態は、上述の事情を考慮してなされたものであり、液体の特定流量域における流量の測定精度を向上できるバケット式流量計を提供することを目的とする。

本発明の実施形態におけるバケット式流量計は、一対の枡部が支点に対する両側に形成されると共に前記支点回りに回動して転倒可能に設けられ、前記枡部に流入部から液体が流入して所定量貯溜したときに転倒して排液するバケットと、前記バケットの転倒時における衝撃を検出する衝撃センサと、前記衝撃センサの検出信号から求めた衝撃力と、液体の流量と衝撃力との関係を定めた流量・衝撃力相関関数とに基づいて前記液体の流量を算出する流量算出手段と、を有することを特徴とするものである。

本発明の実施形態によれば、液体の特定流量域における流量の測定精度を向上できる。

第１実施形態に係るバケット式流量計を示す正面断面図。 図１のバケット式流量計のバケット及び検出ユニットを示す斜視図。 図１のバケット流量計の動作状況を説明する動作図。 図１のバケット式流量計におけるデータ処理の流れを示すブロック図。 図１のバケット式流量計における測定対象の水の流量とバケットの１転倒当たりの排水量との相関関数を示すグラフ。 図４の流量算出回路で用いられる流量・転倒回数相関関数を示すグラフ。 図１のバケット式流量計における流量特性とバケットの１転倒排水量の調整との関係を示すグラフ。 石突部調整機構の一例を示す構成図。 第２実施形態に係るバケット式流量計におけるデータ処理の流れを示すブロック図。 図９のタイマが検出する転倒時間間隔を説明するタイムチャート。 図９の流量算出回路で用いられる流量・転倒時間間隔相関関数を示すグラフ。 第３実施形態に係るバケット式流量計におけるデータ処理の流れを示すブロック図。 図１２の残量算出回路がバケット内の水の残量を算出するために必要な残時間と転倒時間間隔を説明するためのタイムチャート。 第４実施形態に係るバケット式流量計におけるデータ処理の流れを示すブロック図。 図１４の判定回路が判定する流量・転倒回数相関関数を示し、（Ａ）が全体流量域の同関数を、（Ｂ）が特定流量域の同関数をそれぞれ示すグラフ。 図１４の判定回路が判定する流量・転倒時間間隔相関関数を示し、（Ａ）が全体流量域の同関数を、（Ｂ）が特定流量域の同関数をそれぞれ示すグラフ。 第５実施形態に係るバケット式流量計におけるデータ処理の流れを示すブロック図。 図１７の加速度センサから出力されるセンサ信号を示すタイムチャート。 図１７の流量算出回路で用いられる流量・衝撃力相関関数を示すグラフ。 第６実施形態に係るバケット式流量計におけるデータ処理の流れを示すブロック図。 図２０の転倒方向確認回路がバケットの転倒方向を確認するためのリードスイッチの動作時間を説明するためのタイムチャート。 図２０の流量算出回路に入力されるリードスイッチの動作時間を説明するためのタイムチャート。 図２０の流量算出回路で用いられる流量・動作時間相関関数を示すグラフ。 第７実施形態に係るバケット式流量計におけるデータ処理の流れを示すブロック図。 図２４の判定回路が判定する流量・衝撃力相関関数を示し、（a）が全体流量域の同関数を、（Ｂ）が特定流量域の同関数をそれぞれ示すグラフ。 図２４の判定回路が判定する流量・動作時間相関関数を示し、（a）が全体流量域の同関数を、（Ｂ）が特定流量域の同関数をそれぞれ示すグラフ。 第８実施形態に係るバケット式流量計におけるデータ処理の流れを主に示すブロック図。

以下、本発明を実施するための形態を、図面に基づき説明する。
［Ａ］第１実施形態（図１～図８）
図１は、第１実施形態に係るバケット式流量計を示す正面断面図である。また、図２は、図１のバケット式流量計のバケット及び検出ユニットを示す斜視図である。これらの図１及び図２に示すバケット式流量計１０は、給水配管２０内を流れる液体としての水の流量を測定するものであり、図１、図２及び図４に示すように、バケット１１、規制手段としての規制ユニット１２、検出手段としての検出ユニット１３、積算カウント手段としての積算カウンタ１４、流量算出手段としての流量算出回路１５、及びケース１６を有して構成される。

ケース１６は、略円筒形状のケース本体１６Ａの両端に蓋板１６Ｂ（図１では一方のみを示す）が固着されてなる。ケース本体１６Ａの上部から内側へ向かって流入部１７が突設され、この流入部１７に給水配管２０の下流端が接続されている。給水配管２０から供給された水は、流入部１７からバケット１１の枡部１８または１９（共に後述）に流入（流下）される。また、ケース本体１６Ａの下部に排水配管２１の上流端が接続される。

ケース１６の両蓋板１６Ｂには、席板２２（図１では一方のみを示す）がボルトなどを用いて固着される。このうち、一方の席板２２にバケット１１の一方の支点２３Ａが枢支され、他方の席板２２（不図示）に固着された取付板２４に、バケット１１の他方の支点２３Ｂが枢支される。

このバケット１１は、同軸の支点２３Ａ及び２３Ｂに対する左右両側に一対の枡部１８、１９がそれぞれ形成されている。これらの枡部１８または１９に、流入部１７から水が流入して所定量貯溜される。ここで、枡部１８と枡部１９は同一容量に設定されている。バケット１１は、枡部１８または１９に所定量の水が貯溜されたときに、貯溜した水への重力の作用で支点２３Ａ及び２３Ｂ回りに回動し転倒して、貯溜した水を排出する。また、バケット１１から排出された水は、ケース１６のケース本体１６Ａに流れ落ちた後、排水配管２１に導かれる。

規制ユニット１２は、バケット１１の転倒停止位置を規制するものであり、長さ調整可能な石突部２５及び２６とストッパ２７及び２８とを有して構成される。バケット１１における枡部１８の下部に石突部２５が、枡部１９の下部に石突部２６がそれぞれ取り付けられる。また、ストッパ２７及び２８は席板２２に植設される。石突部２５がストッパ２７に、石突部２６がストッパ２８にそれぞれ当接することで、バケット１１の左右の転倒停止位置が規制される。

図３に示すように、バケット１１の枡部１９に流入部１７から水が流入し所定量貯溜されたときに、バケット１１は支点２３Ａ及び２３Ｂを中心に図３における時計方向に回動して転倒し、石突部２６がストッパ２８に当接して転倒動作を停止し、バケット１１の枡部１９から水を排水する。このとき、バケット１１の枡部１８が流入部１７に対向した位置になるので、次に、流入部１７から枡部１８に水が流入する。

枡部１８に所定量の水が貯溜されたとき、バケット１１は支点２３Ａ及び２３Ｂを中心に図３における反時計方向に回動して転倒し、石突部２５がストッパ２７に当接して転倒動作を停止し、バケット１１の枡部１８から水を排水する。このように、バケット１１は、枡部１８と枡部１９に水を交互に貯溜し、転倒して排水する。

図２に示す検出ユニット１３は、バケット１１の転倒を検出するものであり、バケット１１の支点２３Ａ及び２３Ｂの近傍に設置された磁石３０と、この磁石３０の接近によりＯＮ動作し、離反によりＯＦＦ動作するリードスイッチ３１と、リードスイッチ３１に接続された検出回路３２と、を有して構成される。

リードスイッチ３１は取付板２４に設置され、バケット１１における支点２３Ａ及び２３Ｂの下方に位置づけられる。従って、バケット１１が転倒する際には、磁石３０もバケット１１と共に移動し、この移動する磁石３０の磁力によってリードスイッチ３１がＯＦＦ動作からＯＮ動作してパルス信号を出力する。このパルス信号は、バケット１１が１回転倒する間に１パルス出力される。このリードスイッチ３１からのパルス信号は、検出回路３２にて例えばノイズ等が除去されて、図４に示す積算カウンタ１４へ出力される。

積算カウンタ１４は、検出ユニット１３の検出回路３２からのパルス信号を単位時間当たり（例えば１分間）でカウントし積算して、バケット１１の転倒回数Ｎをカウントする。ここで、図５に示すように、バケット１１の１転倒当たりの排出量（以下、「１転倒排出量」と称する）は、流入部１７からバケット１１の枡部１８または１９に流入する水の流量が増加すると、主に増加する。そこで、このような流入部１７からバケット１１の枡部１８または１９に流入する水の流量とバケット１１の１転倒排出量との関係を定めた図５に示す流量・１転倒排出量相関関数を考慮して、流入部１７からバケット１１の枡部１８または１９に流入する水の流量とバケット１１の転倒回数との関係を定める流量・転倒回数相関関数が、図６に示すように予め算出されている。

流量算出回路１５は、転倒回数を流量計算用パラメータとし、この流量計算用パラメータに基づいて水の流量を算出する。つまり、流量算出回路１５は、上述の流量・転倒回数相関関数（図６）に基づいて、積算カウンタ１４がカウントしたバケット１１の転倒回数Ｎから、流入部１７からバケット１１に流入する水の流量、即ち給水配管２０内を流れる水の流量を算出し、流量信号として外部へ出力する。

ところで、前述の如く、流入部１７からバケット１１に流入する水の流量が増加すると、バケット１１の１転倒排出量が主に増加する（図５）。また、図１示す規制ユニット１２の石突部２５、２６の長さを長く調整して、バケット１１の転倒停止位置を高く（上昇して）設定すると、図７に示すように、バケット１１の１転倒排出量が減少する。そこで、例えば警報発生用の設定値Ｘ（図７）近傍の特定流量域Ｙにおける流量の変化に対するバケット１１の１転倒排出量の変化が小さくなる（即ち、１転倒排出量が略一定になる）ように石突部２５及び２６の長さを調整（例えば図７の実線表示）して、バケット１１の転倒停止位置が設定される。ここで、特定流量域Ｙは、例えば設定値Ｘを含み、全流量域に対して２０％か、それよりも狭い範囲として設定する。

上述のように、石突部２５及び２６の長さが調整されたときの流量・１転倒排水量相関関数（図５参照）から算出された流量・転倒回数相関関数（図６参照）を用いて、バケット１１の転倒回数から、流入部１７からバケット１１に流入する水の流量が流量算出回路１５によって算出される。

なお、規制ユニット１２における石突部２５及び２６の長さ調整は、手動でなされるほか、図８に示す石突部調整機構３３を用いて、外部信号ｉにより自動で調整されてもよい。例えば、バケット１１に取付可能な筒体２４内に可動バー３５が配設され、この可動バー３５の下端に石突部２５または２６が設置される。また、筒体３４内に設けられる可動バー３５の上端に、磁石（電磁石または永久磁石）３６が設置される。筒体３４の上端には電磁石３７が設置され、この電磁石３７が外部信号ｉにより磁力を変化させることで、磁石３６を介して可動バー３５が移動し、石突部２５及び２６の位置が調整される。

以上のように構成されたことから、本第１実施形態によれば、次の効果（１）及び（２）を奏する。
（１）流入部１７からバケット１１に流入する水の特定流量域Ｙにおける流量の変化に対してバケット１１の１転倒排水量の変化が小さくなる（即ち１転倒排水量が略一定になる）ように、規制ユニット１２の石突部２５及び２６の長さを調整してバケット１１の転倒停止位置を設定し、このときの流量・１転倒排水量相関関数から算出された流量・転倒回数相関関数に基づき、積算カウンタ１４がカウントした転倒回数Ｎから流量算出手段１５が流量を算出して測定する。これにより、水の特定流量域Ｙにおける流量の測定精度を向上させることができ、この結果、警報の誤発生も防止できる。

（２）石突部２５及び２６の長さ（バケット１１の転倒停止位置）が、石突部調整機構３３を用いて外部信号ｉにより調整されるので、作業員が容易に立ち寄れない箇所にバケット式流量計１０が設置された場合においても、石突部調整機構３３を用いることでバケット１１の１転倒排水量を容易に変更できる。このため、バケット１１による水の流量の測定精度を向上させることができる。

［Ｂ］第２実施形態（図９～図１１）
図９は、第２実施形態に係るバケット式流量計におけるデータ処理の流れを示すブロック図である。この第２実施形態において第１実施形態と同様な部分については、第１実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本第２実施形態のバケット式流量計４０が第１実施形態と異なる点は、積算カウンタ１４及び流量算出回路１５に代えて、バケット１１の転倒時間間隔を検出するタイマ手段としてのタイマ４１と、複数の転倒時間間隔を記憶する記憶回路４２と、複数の転倒時間間隔から平均値を算出する平均値算出手段としての平均回路４３と、転倒時間間隔または平均値からバケット１１に流入する水の流量を算出する流量算出手段としての流量算出回路４４と、を有する点である。

つまり、タイマ４１は、検出ユニット１３の検出回路３２から出力された隣接するパルス信号ＰＳ（図１０）の各立上り時刻Ｓ…の時間間隔から、バケット１１の転倒から次の転倒までの１転倒当たりの転倒時間間隔Ｔを検出する。

記憶回路４２は、タイマ４１から出力されるバケット１１の転倒時間間隔Ｔを保持する。また、バケット１１に流入する水は、流量が瞬間的に変動して、図１０に示すように、パルス信号ＰＳの転倒時間間隔がＴとは異なる値のＴ１に変化することがある。これを考慮して、平均回路４３は、記憶回路４２に保持されたバケット１１の複数の転倒時間間隔Ｔ、Ｔ１…を平均して平均値を算出する。

流量算出回路４４は、転倒時間間隔を流量計算用パラメータとし、また、平均回路４３が算出した転倒時間間隔の平均値を流量計算用パラメータとし、これらの流量計算用パラメータに基づいて水の流量を算出する。つまり、流量算出回路４４は、まず、流入部１７からバケット１１に流入する水の流量とバケット１１の転倒時間間隔Ｔとの関係を定めた図１１に示す流量・転倒時間間隔相関関数を備える。次に、流量算出回路４４は、この流量・転倒時間間隔相関関数に基づいて、タイマ４１から出力されたバケット１１の転倒時間間隔Ｔａからバケット１１に流入する水の流量Ｖａを算出し、平均回路４３から出力されたバケット１１の転倒時間間隔Ｔの平均値Ｔｂからバケット１１に流入する水の流量Ｖｂを算出する。

以上のように構成されたことから、本第２実施形態によれば、次の効果（３）及び（４）を奏する。
（３）タイマ４１が、バケット１１の１転倒当たりの転倒時間間隔Ｔを検出し、流量算出回路４４が、この１転倒当たりの転倒時間間隔Ｔを用いてバケット１１に流入する水の流量を算出するので、流量の測定をバケット１１の１回の転倒毎に実施できる。この結果、流量の測定情報を、第１実施形態のように一定時間毎ではなく、バケット１１の１転倒毎に更新することができる。

（４）流量算出回路４４が、平均回路４３により算出された複数の転倒時間間隔Ｔの平均値から流量を算出する場合には、バケット１１に流入する水の流量の瞬間的な変動に拘わらず、バケット１１に流入する水の流量を安定して正確に測定できる。

［Ｃ］第３実施形態（図１２、図１３）
図１２は、第３実施形態に係るバケット式流量計におけるデータ処理の流れを示すブロック図である。図１３は、図１２の残量算出回路がバケット内の水の残量を算出するために必要な残時間Ｍと転倒時間間隔Ｔの関係を示すタイムチャートである。この第３実施形態において第１及び第２実施形態と同様な部分については、第１及び第２実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本第３実施形態のバケット式流量計５０が第１及び第２実施形態と異なる点は、流量算出手段としての流量算出回路５１が、積算カウンタ１４にてカウントされたバケット１１の転倒回数Ｎと流量・転倒回数相関関数とを用いてバケット１１に流入する水の流量を算出する第１機能と、タイマ４１にて検出されたバケット１１の転倒時間間隔Ｔと流量・転倒時間間隔相関関数とを用いてバケット１１に流入する水の流量を算出する第２機能とを、選択してまたは同時に実行すると共に、残時間検出手段としての残時間検出回路５２、残量算出手段としての残量算出回路５３、及び補正手段としての流量加減算回路５４を有する点である。

残時間検出回路５２は、リードスイッチ３１及び検出回路３２からのパルス信号を用いて積算カウンタ１４がバケット１１の転倒回数Ｎをカウントするための１周期内におけるバケット１１の最後の転倒の立上り時刻Ｓから、上記１周期の終了時刻Ｓｅまでの残時間Ｍを検出する。

残量算出回路５３は、まず、残時間検出回路５２が検出した残時間Ｍと、タイマ４１が検出したバケット１１の転倒時間間隔Ｔとの比（Ｍ／Ｔ）を求める。次に、残量算出回路５３は、流量算出回路５１が流量を算出した時点でのバケット１１の１転倒排水量に上記比（Ｍ／Ｔ）を乗算することで、上記１周期内においてバケット１１から排出されずにバケット１１に残溜した水の残量を算出する。

流量加減算回路５４は、残量算出回路５３にて算出された水の残量を用いて、流量算出回路５１が第１機能で算出した水の流量を補正する。例えば、上記１周期内においてバケット１１に水が残溜している場合には、この残溜量（残量）を、流量算出手段５１が算出した流量に加算して流量を補正する。また、上記１周期に連続する次の１周期において流量算出回路５１が算出した水の流量からは、前の１周期においてバケット１１内に残溜した水の残量が加算されているので、これを減算して流量を補正する。なお、流量算出回路５１が第１機能のみを選択している場合においても、タイマ４１は動作状態にあるものとする。

以上のように構成されたことから、本第３実施形態によれば、第１及び第２実施形態の効果（１）～（４）と同様な効果を奏するほか、次の効果（５）を奏する。
（５）バケット１１の転倒回数Ｎをカウントするための１周期においてバケット１１に残溜する水の残量を残量算出回路５３が算出し、この残量を用いて流量加減算回路５４が、流量算出回路５１の第１機能により算出された流量を補正する。このため、バケット１１の転倒回数Ｎを用いて算出される流量の測定精度を向上させることができる。

［Ｄ］第４実施形態（図１４～図１６）
図１４は、第４実施形態に係るバケット式流量計におけるデータ処理の流れを示すブロック図である。この第４実施形態において第１～第３実施形態と同様な部分については、第１～第３実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本第４実施形態のバケット式流量計６０が第１～第３実施形態と異なる点は、流量計算用パラメータと流量との相関関数（即ち、流量・転倒回数相関関数または流量・転倒時間間隔相関関数）のそれぞれについて全体流量域（図１５（Ａ）、図１６（Ａ））と、特定流量域（図１５（Ｂ）、図１６（Ｂ））の２種類の関数を用意し、流量算出回路５１が２種類の関数のいずれを使用すべきかを判定する判定手段としての判定回路６１と、を有する点である。

ここで、特定流量域は、例えば警報を発生させる設定値Ｘ(図１５(Ｂ)、図１６(Ｂ))近傍の特定流量域Ｙである。全体流量域は、特定流量域Ｙを含む広範囲の流量域である。特に、特定流量域Ｙの関数（流量・転倒回数相関関数、流量・転倒時間間隔相関関数）は、全体流量域の相関関数に比べてプロット数が密であり、予め計測された実際の特性に近似したものになっている。

流量・転倒回数相関関数における特定流量域Ｙの関数は、バケット１１の転倒回数Ｎがｎ１～ｎ２の範囲に対応する。また、流量・転倒時間間隔相関関数における特定流量域Ｙは、バケット１１の転倒時間間隔Ｔがｔ１～ｔ２の範囲に対応する。

判定回路６１は、流量算出回路５１によるバケット１１に流入する水の流量算出時に、流量算出手段５１に入力される流量計算用パラメータの値、即ち、積算カウンタ１４から流量算出回路５１に入力されるバケット１１の転倒回数Ｎの値がｎ１～ｎ２の範囲であれば、図１５(Ｂ)に示す特定流量域Ｙの流量・転倒回数相関関数を流量算出回路５１が使用すべきであると判定する。また、判定回路６１は、積算カウンタ１４から流量算出回路５１に入力されるバケット１１の転倒回数Ｎの値がｎ１～ｎ２の範囲以外であれば、図１５(Ａ)に示す全体流量域の流量・転倒回数相関関数を流量算出回路５１が使用すべきであると判定する。

また、判定回路６１は、流量算出回路５１によるバケット１１に流入する水の流量算出時に、流量算出手段５１に入力される流量計算用パラメータの値、即ち、タイマ４１から流量算出回路５１に入力されるバケット１１の転倒時間間隔Ｔの値がｔ１～ｔ２の範囲であれば、図１６(Ｂ)に示す特定流量域Ｙの流量・転倒時間間隔相関関数を流量算出回路５１が使用すべきであると判定する。また、判定回路６１は、タイマ４１から流量算出回路５１に入力されるバケット１１の転倒時間間隔Ｔの値がｔ１～ｔ２の範囲以外であれば、図１６(Ａ)に示す全体流量域の流量・転倒時間間隔相関関数を流量算出回路５１が使用すべきであると判定する。

以上のように構成されたことから、本第４実施形態によれば、第１～第３実施形態の効果（１）～（５）と同様な効果を奏するほか、次の効果（６）を奏する。
（６）判定回路６１は、流量・転倒回数相関関数または流量・転倒時間間隔相関関数のそれぞれについて用意された全体流量域と特定流量域Ｙの２種類の関数のいずれを流量算出回路図１１が使用すべきかを、流量算出回路５１に入力される転倒回数Ｎまたは転倒時間間隔Ｔによって判定している。このため、特に特定流量域Ｙの相関関数を流量算出回路５１が使用する場合には、この特定流量域Ｙの相関関数が実際の特性と近似したものであることから、この特定流量域Ｙでの流量の測定精度を向上させることができる。

［Ｅ］第５実施形態（図１７～図１９）
図１７は、第５実施形態に係るバケット式流量計におけるデータ処理の流れを示すブロック図である。この第５実施形態において第１実施形態と同様な部分については、第１実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本第５実施形態のバケット式流量計７０が第１～第４実施形態と異なる点は、バケット１１の転倒時における衝撃を検出する衝撃センサとしての加速度センサまたは力センサ（本第５実施形態では加速度センサ７１）と、加速度センサ７１のセンサ信号からバケット１１の転倒時における衝撃力を算出する衝撃力算出手段としての衝撃力算出回路７２と、バケット１１の転倒時における衝撃力を用いてバケット１１に流入する水の流量を算出する流量算出手段としての流量算出回路７３と、を有する点である。

加速度センサ７１は、図１に２点鎖線で示すように、ケース１６及び席板２２の少なくの一方に設置される。流入部１７からバケット１１に流入する水の流量が多いほどバケット１１が勢いよく転倒するため、バケット１１の転倒時の衝撃を検出する加速度センサ７１からのセンサ信号（検出信号）は、図１８に示すように、バケット１１に流入する水が低流量のときの振幅Ｊ１よりも、高流量のときの振幅Ｊ２の方が大きい。このセンサ信号の振幅Ｊ１、Ｊ２の値から、衝撃力算出回路７２が衝撃力を算出する。

流量算出回路７３は、加速度センサ７１のセンサ信号から求めた衝撃力を流量計算用パラメータとし、この流量計算用パラメータに基づいて水の流量を算出する。つまり、流量算出回路７３は、流入部１７からバケット１１に流入する水の流量と加速度センサ７１のセンサ信号から衝撃力算出回路７２が算出した衝撃力との関係を定めた図１９に示す流量・衝撃力相関関数に基づいて、衝撃力算出回路７２が求めた衝撃力からバケット１１に流入する水の流量を算出する。

以上のように構成されたことから、本第５実施形態によれば、次の効果（７）を奏する。
（７）バケット１１の１転倒時の衝撃を加速度センサ７１が検出し、この加速度センサ７１のセンサ信号から衝撃力算出回路７２が衝撃力を算出し、この衝撃力を用いて、流量算出回路７３が流量・衝撃力相関関数に基づき、バケット１１に流入する水の流量を算出する。このため、バケット１１の１転倒毎に流量の測定情報を更新することができる。更に、加速度センサ７１には、リードスイッチ３１と異なり駆動部がないので、加速度センサ７１のメンテナンスを不要にできる。

［Ｆ］第６実施形態（図２０～図２３）
図２０は、第６実施形態に係るバケット式流量計におけるデータ処理の流れを示すブロック図である。この第６実施形態において第１実施形態と同様な部分については、第１実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本第６実施形態のバケット式流量計８０が第１実施形態と異なる点は、図２０及び図２１に示すように、検出ユニット１３のリードスイッチ３１から検出回路３２を経て出力されるパルス信号の幅Ｕａ、Ｕｂを動作時間として検出する動作時間検出回路８１と、この動作時間検出回路８１が検出した動作時間Ｕａ、Ｕｂの差ｃから、バケット１１の転倒方向を確認する転倒方向確認手段としての転倒方向確認回路８２と、動作時間検出回路８１が検出した動作時間Ｕａ、Ｕｂを用いてバケット１１に流入する水の流量を算出する流量算出手段としての流量算出回路８３と、を有する点である。

検出ユニット１３は、磁石３０とリードスイッチ３１との距離を調整すること等によって、図２１に示すように、バケット１１が左方向に転倒している場合の動作時間Ｕａと、右方向に転倒している場合の動作時間Ｕｂとに差ｃを生じさせることが可能である。転倒方向確認回路８２は、このリードスイッチ３１から出力される隣接した動作時間Ｕａ、Ｕｂに差ｃが存在することで、バケット１１が左右に交互に転倒していることを確認する。

リードスイッチ３１の動作時間は、図２２に示すように、流入部１７からバケット１１に流入する水の流量が低流量である場合には動作時間Ｕａ、Ｕｂであるが、高流量になると、左右の転倒方向で同時間ｄだけ減少して、Ｕａ１、Ｕｂ１（Ｕａ１＜Ｕａ、Ｕｂ１＜Ｕｂ）に変化する。なお、これらの高流量の動作時間Ｕａ１、Ｕｂ１においても、バケット１１の左右の転倒方向における時間差ｃは維持されている。

図２０に示す流量算出回路８３は、リードスイッチ３１の動作時間を流量計算用パラメータとし、この流量計算用パラメータに基づいて水の流量を算出する。つまり、流量算出回路８３は、流入部１７からバケット１１に流入する水の流量とリードスイッチ３１の動作時間Ｕａ(Ｕａ１)、Ｕｂ(Ｕｂ１)との関係を定めた図２３に示す流量・動作時間相関関数に基づいて、動作時間検出回路８１が検出したリードスイッチ３１の動作時間Ｕａ(Ｕａ１)、Ｕｂ(Ｕｂ１)からバケット１１に流入する水の流量を算出する。

以上のように構成されたことから、本第６実施形態によれば、次の効果（８）を奏する。
（８）転倒方向確認回路８２がバケット１１の左右の転倒方向における動作時間Ｕａ(Ｕａ１)、Ｕｂ(Ｕｂ１)の差ｃからバケット１１の転倒方向を確認するので、バケット１１が左右交互に転倒していることを判定できる。また、流量算出回路８３が、バケット１１の左右それぞれ１回の転倒時間Ｕａ(Ｕａ１)、Ｕｂ(Ｕｂ１)の変化から、バケット１１に流入する水の流量を算出するので、バケット１１の１転倒毎に流量の測定情報を更新することができる。

［Ｇ］第７実施形態（図２４～図２６）
図２４は、第７実施形態に係るバケット式流量計におけるデータ処理の流れを示すブロック図である。この第７実施形態において第５及び第６実施形態と同様な部分については、第５及び第６実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本第７実施形態のバケット式流量計９０が第５及び第６実施形態と異なる点は、流量計算用パラメータと流量との相関関数（即ち、流量・衝撃力相関関数または流量・動作時間相関関数）のそれぞれについて全体流量域（図２５（Ａ）、図２６（Ａ））と、特定流量域（図２５（Ｂ）、図２６（Ｂ））の２種類の関数を用意し、流量算出回路７３、８３が２種類の関数のいずれを使用すべきかを判定する判定手段としての判定回路９１と、を有する点である。

ここで、特定流量域は、例えば警報を発生させる設定値Ｘ(図２５(Ｂ)、図２６(Ｂ))近傍の特定流量域Ｙである。全体流量域は、特定流量域Ｙを含む広範囲の流量域である。特に、特定流量域Ｙの関数（流量・衝撃力相関関数、流量・動作時間相関関数）は、全体流量域の相関関数に比べてプロット数が密であり、予め計測された実際の特性に近似したものになっている。

流量・衝撃力相関関数における特定流量域Ｙの関数は、バケット１１への衝撃力がｐ１～ｐ２の範囲に対応する。また、流量・動作時間相関関数における特定流量域Ｙは、リードスイッチ３１の動作時間がｑ１～ｑ２の範囲に対応する。

判定回路９１は、流量算出回路７３によるバケット１１に流入する水の流量算出時に、流量算出回路７３に入力される流量計算用パラメータの値、即ち、衝撃力算出回路７２から流量算出回路７３に入力されるバケット１１への衝撃力の値がｐ１～ｐ２の範囲であれば、図２５(Ｂ)に示す特定流量域Ｙの流量・衝撃力相関関数を流量算出回路７３が使用すべきであると判定する。また、判定回路９１は、衝撃力算出回路７２から流量算出回路７３に入力されるバケット１１への衝撃力の値がｐ１～ｐ２の範囲以外であれば、図２５(Ａ)に示す全体流量域の流量・衝撃力相関関数を流量算出回路７３が使用すべきであると判定する。

また、判定回路９１は、流量算出回路８３によるバケット１１に流入する水の流量算出時に、流量算出回路８３に入力される流量計算用パラメータの値、即ち、動作時間検出回路８１から流量算出回路８３に入力されるリードスイッチ３１の動作時間の値がｑ１～ｑ２の範囲であれば、図２６(Ｂ)に示す特定流量域Ｙの流量・動作時間相関関数を流量算出回路８３が使用すべきであると判定する。また、判定回路９１は、動作時間検出回路８１から流量算出回路８３に入力されるリードスイッチ３１の動作時間の値がｑ１～ｑ２の範囲以外であれば、図２６(Ａ)に示す全体流量域の流量・動作時間相関関数を流量算出回路８３が使用すべきであると判定する。

以上のように構成されたことから、本第７実施形態によれば、第５及び第６実施形態の効果（７）及び（８）と同様な効果を奏するほか、次の効果（９）を奏する。
（９）判定回路９１は、流量・衝撃力相関関数または流量・動作時間相関関数のそれぞれについて用意された全体流量域と特定流量域Ｙの２種類の関数のいずれを流量算出回路７３、８３が使用すべきかを、流量算出回路７３に入力されるバケット１１への衝撃力、流量算出回路８３に入力されるリードスイッチ３１の動作時間によってそれぞれ判定している。このため、特に特定流量域Ｙの相関関数を流量算出回路７３、８３が使用する場合には、この特定流量域Ｙの相関関数が実際の特性と近似したものであることから、この特定流量域Ｙでの流量の測定精度を向上させることができる。

［Ｈ］第８実施形態（図２７）
図２７は、第８実施形態に係るバケット式流量計におけるデータ処理の流れを主に示すブロック図である。この第８実施形態において第１実施形態と同様な部分については、第１実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本第８実施形態のバケット式流量計１００が第１実施形態と異なる点は、水が流れる給水配管２０に設けられて水の温度を検出する温度センサ１０１と、この温度センサ１０１が検出した水の温度から流量測定時間内の水の蒸発量を求め、この蒸発量を、流量算出回路１５が算出した水の流量に加算して補正する温度補正手段としての温度補正回路１０２と、を有する点である。

流入部１７からバケット１１に流入する水は、高温である場合、バケット１１が転倒するまでの間に蒸発して、バケット１１の転倒による水の流量測定に反映されない。そこで、温度補正回路１０２は、流入部１７からバケット１１に水が流入してからバケット１１が転倒するまでの間に蒸発する水の蒸発量を、温度センサ１０１が検出した水の温度から求め、この蒸発量にバケット１１の転倒回数Ｎを乗算した値を、流量算出回路１５が算出した水の流量に加算して流量を補正している。

以上のように構成されたことから、本第８実施形態によれば、第１実施形態の効果（１）及び（２）と同様な効果を奏するほか、次の効果（９）を奏する。
（９）温度補正回路１０２は、バケット１１に流入する水の蒸発量を、温度センサ１０１が検出した水の温度から算出し、この蒸発量を、流量算出回路１５が算出した水の流量に加算して補正している。このため、水の温度が高く一部が蒸発してしまう場合であっても、流量の測定精度を向上させることができる。

なお、本第８実施形態は第１実施形態への適用に限定されず、第２～第７の各実施形態に適用可能である。従って、これらの場合には、第８実施形態の効果（９）に加えて、第２～第７の各実施形態の効果も奏する。

以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができ、また、それらの置き換えや変更は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
例えば、第１～第８実施形態では、流量を測定する対象の液体が水の場合を述べたが、例えばアルコールなどのように水以外の他の液体であってもよい。

１０…バケット式流量計、１１…バケット、１２…規制ユニット（規制手段）、１３…検出ユニット（検出手段）、１４…積算カウンタ（積算カウント手段）、１５…流量算出回路（流量算出手段）、１７…流入部、１８、１９…枡部、２３Ａ、２３Ｂ…支点、２５、２６…石突部、３０…磁石、３１…リードスイッチ、３３…石突部調整機構、４０…バケット式流量計、４１…タイマ（タイマ手段）、４３…平均回路（平均値算出手段）、４４…流量算出回路（流量算出手段）、５０…バケット式流量計、５１…流量算出回路（流量算出手段）、５２…残時間検出回路（残時間検出手段）、５３…残量算出回路（残量算出手段）、５４…流量加減算回路（補正手段）、６０…バケット式流量計、６１…判定回路（判定手段）、７０…バケット式流量計、７１…加速度センサ（衝撃センサ）、７３…流量算出回路（流量算出手段）、８０…バケット式流量計、８２…転倒方向確認回路（転倒方向確認手段）、８３…流量算出回路（流量算出手段）、９０…バケット式流量計、９１…判定回路（判定手段）、１００…バケット式流量計、１０１…温度センサ、１０２…温度補正回路（温度補正手段）、ｉ…外部信号、Ｍ…残時間、Ｎ…転倒回数、Ｓｅ…終了時刻、Ｔ…転倒時間間隔、Ｕａ、Ｕｂ…動作時間、Ｙ…特定流量域

Claims (3)

1. 一対の枡部が支点に対する両側に形成されると共に前記支点回りに回動して転倒可能に設けられ、前記枡部に流入部から液体が流入して所定量貯溜したときに転倒して排液するバケットと、
   前記バケットの転倒時における衝撃を検出する衝撃センサと、
   前記衝撃センサの検出信号から求めた衝撃力と、液体の流量と衝撃力との関係を定めた流量・衝撃力相関関数とに基づいて前記液体の流量を算出する流量算出手段と、を有することを特徴とするバケット式流量計。
2. 前記流量・衝撃力相関関数について全体流量域と特定流量域の２種類の関数を用意し、流量算出手段による流量の算出時に、前記流量算出手段に入力される衝撃力の値から、前記流量算出手段が前記２種類の関数のいずれを使用すべきかを判定する判定手段を、更に有することを特徴とする請求項１に記載のバケット式流量計。
3. 前記流体が流れる配管に設けられて前記液体の温度を検出する温度センサと、
   前記温度センサが検出した前記液体の温度から流量測定時間内に蒸発する前記液体の蒸発量を求め、この蒸発量を、流量算出手段が算出した前記液体の流量に加算して補正する温度補正手段と、を更に有することを特徴とする請求項１または２に記載のバケット式流量計。

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