本发明涉及具有脉冲输出功能的仪器设备。例如可列举容积流量计等流量计、配置于该流量计的计数部的领域。
背景技术：
作为上述容积流量计，例如已知由本申请的申请人提出的下述专利文献1的容积流量计。以下，参照附图说明以往的容积流量计的构成以及构造。
图7中，容积流量计101构成为具备主体部102以及被安装于该主体部102的计数部103。如图8所示，容积流量计101是如下的流量计(仪器设备)：被安装于配管104的中途，对在配管104的内部流动的被测定流体进行计量，并且能够在计数部103的内部进行与流量有关的运算并进行显示。由后述的显示部105进行上述显示。
图8中，在上游侧的配管104与主体部102的上游侧凸缘106之间设置有过滤器107。图8中的附图标记108表示旁路管。另外，附图标记109表示阀。旁路管108被设置为在对容积流量计101进行拆解检查时使用的部分。
图7以及图9中，主体部102构成为具备：前盖部113，其用于安装计数部103的安装台座112；计量室形成部115，其具有计量室114；两个转子117、118，其被收容于计量室114并通过转子轴116、116进行旋转；以及上游侧凸缘106以及下游侧凸缘110，其与计量室形成部115连接。前盖部113形成为在以使转子117、118旋转自如的方式收容转子117、118的状态下覆盖计量室114的构件。这样的前盖部113被螺丝119固定于计量室形成部115。
在转子117中设置s极和n极的两个磁体122。如图所示，两个磁体122分离地配置。由被收容在前盖部113的凹部123中的检测部、即计数部103的流量检测部(省略图示)来探测两个磁体122。
附图标记127表示脉冲发射器。该脉冲发射器127经由输出线缆128来与例如未图示的f/i变换器、累积器连接。另外，f/i变换器、累积器被设置在例如远程的管理室等。
显示器主体单元124具有：单元壳体129、用于安装显示部105的基板、以及对该基板供给电力用的电池(省略图示)。基板被收容在单元壳体129内并通过螺纹紧固被固定。电池也被收容在单元壳体129内。罩125具有：面朝显示部105的透明的视觉识别部130、以及操作用的开关131、132。
专利文献1：日本特开2007-47018号公报
技术实现要素：
发明要解决的问题
上述以往的流量计(仪器设备)中存在如下问题：在因从外部连接电源时发生误接线而导致流动例如大的电流的情况下，设置于脉冲发射器127的未图示的开关元件(晶体管)损坏。因此，尝试研究设置熔断器，但是需要更换熔断器，结果是存在维护性变差的问题。
本发明鉴于上述的情况而完成的，课题在于提供一种即使在发生了误接线的情况下也能够防止开关元件损坏的具有脉冲输出功能的仪器设备。
用于解决问题的方案
为了解决上述课题而完成的第一发明所记载的本发明的具有脉冲输出功能的仪器设备的特征在于，构成为具备：正电源端子、负电源端子及信号端子；控制电路，其经由电源电路来与所述正电源端子连接；npn型晶体管，其集电极端子与所述正电源端子连接，并且发射极端子与所述负电源端子连接，并且基极端子与所述控制电路连接；反馈电路，其被连接于所述负电源端子与所述发射极端子之间，并且与所述控制电路连接；ptc热敏电阻，其与所述信号端子串联连接；以及n沟道型mosfet，其漏极端子经由该ptc热敏电阻来与所述信号端子连接，并且源极端子在所述反馈电路的下游侧与所述负电源端子连接，并且栅极端子与所述控制电路连接。
发明的效果
根据第一发明所记载的本发明，即使在例如外部电源端子(+)与信号端子连接并且外部电源端子(-)与负电源端子连接那样的误接线的情况下流动了大的电流时，能够起到利用可重置的保护元件、即ptc热敏电阻来保护开关元件这样的效果。另外，根据本发明，即使在例如外部电源端子(+)与负电源端子连接并且外部电源端子(-)与信号端子连接那样的误接线(反接线)的情况下，在本发明中将开关元件设为n沟道型mosfet并且具备可重置的保护元件(ptc热敏电阻)，因此与上述同样地起到能够保护开关元件这样的效果。除此以外，根据本发明，还起到后面在实施例部分叙述的能够抑制信号的误差这样的效果。因此，根据本发明，起到如下效果：能够提供一种即使在发生了误接线的情况下也能够防止开关元件损坏的、更优良的仪器设备。
附图说明
图1是示出本发明的具有脉冲输出功能的仪器设备的一个方式的流量计的计数部的电路结构的框图。
图2是示出针对图1发生了误接线的状态的框图。
图3是示出针对图1发生了误接线的状态的框图。
图4是示出作为比较例的流量计计数部的电路结构的框图。
图5是示出针对图4发生了误接线的状态的框图。
图6是示出针对图4发生了误接线的状态的框图。
图7是以往例的容积流量计的立体图。
图8是将图7的容积流量计安装于配管的中途的状态的立体图。
图9是图7的容积流量计的主体部的分解立体图。
具体实施方式
流量计的计数部构成为具备：正电源端子、负电源端子、信号端子、控制电路、npn型晶体管、反馈电路、ptc热敏电阻以及n沟道型mosfet。控制电路经由电源电路来与正电源端子连接。npn型晶体管的集电极端子与正电源端子连接，并且发射极端子与负电源端子连接，并且基极端子与控制电路连接。反馈电路被配设在负电源端子与发射极端子之间并且与控制电路连接。ptc热敏电阻是可重置的保护元件并且与信号端子串联连接。n沟道型mosfet的漏极端子经由ptc热敏电阻来与信号端子连接，并且源极端子在反馈电路的下游侧与负电源端子连接，并且栅极端子与控制电路连接。
实施例
以下，参照附图说明实施例。图1是示出本发明的具有脉冲输出功能的仪器设备的一个方式的流量计的计数部的电路结构的框图。另外，图2以及图3是示出针对图1发生了误接线的状态的框图。
图1中，例如在容积流量计中的计数部1设置有正电源端子2、负电源端子3以及信号端子4。此外，在本实施例中信号端子4的数量为一个，但是该数量没有特别限定。另外，作为上述容积流量计的基本的构成，与参照图7至图9说明的以往例的容积流量计101同样，省略此处的说明。
正电源端子2与电源电路5连接。该电源电路5与控制电路6连接。控制电路6作为进行计数部1中的各种控制的部件而配置(当列举控制的一例时，为后述的npn型晶体管7、n沟道型mosfet10的导通/截止控制、反馈电路8的控制等)。另外，正电源端子2也与npn型晶体管7连接。
npn型晶体管7是公知的npn型的晶体管。该npn型晶体管7的集电极端子(省略附图标记)与正电源端子2连接。另外，发射极端子(省略附图标记)经由用于电流控制的反馈电路8来与负电源端子3连接。而且，基极端子(省略附图标记)与控制电路6连接。
信号端子4与ptc(positivetemperaturecoefficient:正温度系数)热敏电阻9串联连接。该ptc热敏电阻9是聚合物型的器件，另外也是当元件温度上升超过某个温度时电阻值急剧地变化的器件。如果稍详细说明，是当因过电流而产生热、然后元件内部的温度上升而电阻值増大时能够将电路电流限制得微小的器件。这样的ptc热敏电阻9具有如下优点：当元件温度下降时恢复到原先的电阻值，因此不需要像熔断器那样进行更换。
通过将ptc热敏电阻9与后述的n沟道型mosfet10成套使用来发挥本发明的重要功能。
上述n沟道型mosfet10是n沟道型的mosfet(metal-oxide-semiconductor-field-efect：金属氧化物半导体场效应管)。该n沟道型mosfet10的漏极端子(省略附图标记)经由ptc热敏电阻9来与信号端子4连接。另外，源极端子(省略附图标记)在反馈电路8的下游侧与负电源端子3连接。而且，栅极端子(省略附图标记)与控制电路6连接。n沟道型mosfet10是能够对栅极端子与源极端子之间施加电压并且以电压的大小控制来自漏极端子的电流的元件。另外，n沟道型mosfet10是向栅极端子输入的输入电阻非常高而几乎不流动电流的元件。
根据图1可知，在计数部1形成开路集电极输出电路和开路漏极输出电路这两个电路。在这样的计数部1具有如下功能：基于从外部的电源11引入的电流量来控制当前测量中的瞬时信号值为哪种程度的电平。在本实施例中，在4ma～20ma的范围内改变消耗电流的引入量并将瞬时的测量信号传送到外部，供例如未图示的f/i变换器、累积器等使用。
例如图2所示，如果考虑外部电源端子(+)12与信号端子4连接并且外部电源端子(-)13与负电源端子3连接那样的误接线的情况，在n沟道型mosfet10的状态为导通时，由于存在ptc热敏电阻9而针对过电流来保护n沟道型mosfet10。另一方面，在n沟道型mosfet10的状态为截止时也不会流动大的电流，结果是n沟道型mosfet10不会损坏。因此，起到即使存在如上述那样的误接线也能够保护n沟道型mosfet10这样的效果。
在图3中示出外部电源端子(+)12与负电源端子3连接并且外部电源端子(-)13与信号端子4连接那样的误接线(图2的例子的反接线)的情况。在这样的情况下，在n沟道型mosfet10的状态为导通时，虽然有电流流动，但是由于存在ptc热敏电阻9，而针对过电流来保护n沟道型mosfet10。另一方面，在n沟道型mosfet10的状态为截止时，大的电流经由n沟道型mosfet10的体二极管(省略图示。n沟道型mosfet10原有的功能)流至ptc热敏电阻9，结果是n沟道型mosfet10不会损坏。因此，起到即使存在如上述那样的误接线也能够保护n沟道型mosfet10这样的效果。
在此，参照图4至图6说明比较例。图4是示出作为比较例的流量计的计数部的电路结构的框图。另外，图5以及图6是示出针对图4发生了误接线的状态的框图。此外，比较例是代替图1至图3的n沟道型mosfet10而采用npn型的晶体管14的例子。
在图4中，在比较例中晶体管14的集电极端子(省略附图标记)经由ptc热敏电阻9来与信号端子4连接。另外，发射极端子(省略附图标记)在反馈电路8的下游侧与负电源端子3连接。而且，基极端子(省略附图标记)与控制电路6连接。在比较例中，如晶体管14的部分所示的那样，存在基极电流ib漏出到用于电流控制的反馈电路8的外侧的风险。在存在基极电流ib的漏出的情况下会引发电流信号的误差(在图1至图3的本发明中不存在这种情况)。
例如图5所示，如果考虑外部电源端子(+)12与信号端子4连接并且外部电源端子(-)13与负电源端子3连接那样的误接线的情况，在晶体管14的状态为导通时，由于存在ptc热敏电阻9，而针对过电流来保护晶体管14。另一方面，在晶体管14的状态为截止时也不会流动大的电流，结果是晶体管14不会损坏。因此，即使存在如上述那样的误接线也能够保护晶体管14。
但是，如图6所示，如果考虑外部电源端子(+)12与负电源端子3连接并且外部电源端子(-)13与信号端子4连接那样的误接线(图5的例子的反接线)的情况，在这种情况下，在晶体管14的状态为导通时，大的电流从发射极端子逆流向集电极端子，因此担心晶体管14的显著劣化。另一方面，在晶体管14的状态为截止时，发射极端子与基极端子之间的击穿电压小，因此即使在没有基极电流的状态下也流动大的电流，结果是晶体管14损坏。此外，考虑为了还具有n沟道型mosfet10(参照图1至图3)那样的功能而附加二极管的情况，但是来自二极管的漏电流引起电流信号的误差，因此并非有效的。
以上，如参照图1至图6所说明的那样，在开路集电极输出电路与开路漏极输出电路这两个电路不是电绝缘的状态(参照图1至图3)下，将ptc热敏电阻9与n沟道型mosfet10成套地使用是有效的。另外，与比较例(参照图4至图6)比较后可知，本发明(参照图1至图3)当然是有效的。
当总结本发明的构成以及效果时，容积流量计中的计数部1构成为具备：正电源端子2、负电源端子3、信号端子4、控制电路6、npn型晶体管7、反馈电路8、ptc热敏电阻9以及n沟道型mosfet10。控制电路6经由电源电路5来与正电源端子2连接。npn型晶体管7的集电极端子与正电源端子2连接，并且发射极端子与负电源端子3连接，并且基极端子与控制电路6连接。反馈电路8被配设在负电源端子3与发射极端子之间并且与控制电路6连接。ptc热敏电阻9是可重置的保护元件并且与信号端子4串联连接。n沟道型mosfet10的漏极端子经由ptc热敏电阻9来与信号端子4连接，并且源极端子在反馈电路8的下游侧与负电源端子3连接，并且栅极端子与控制电路6连接。
因而，根据本发明，起到如下效果：能够提供一种即使发生了误接线也能够防止开关元件损坏的、更优良的计数部1。
另外，在本实施例中，作为具有脉冲输出功能的仪器设备的一个方式而例举了容积流量计(流量计)。因此，在将发明限定为流量计的情况下，保护范围如下。即，
“一种流量计，其特征在于，构成为具备：
正电源端子、负电源端子及信号端子；
控制电路，其经由电源电路来与所述正电源端子连接；
npn型晶体管，其集电极端子与所述正电源端子连接，并且发射极端子与所述负电源端子连接，并且基极端子与所述控制电路连接；
反馈电路，其被连接于所述负电源端子与所述发射极端子之间，并且与所述控制电路连接；
ptc热敏电阻，其与所述信号端子串联连接；以及
n沟道型mosfet，其漏极端子经由该ptc热敏电阻来与所述信号端子连接，并且源极端子在所述反馈电路的下游侧与所述负电源端子连接，并且栅极端子与所述控制电路连接。”。
在不改变本发明的主旨的范围内，本发明当然能够实施各种变形。
附图标记说明
1：计数部；2：正电源端子；3：负电源端子；4：信号端子；5：电源电路；6：控制电路；7：npn型晶体管；8：反馈电路；9：ptc热敏电阻；10：n沟道型mosfet；11：外部的电源；12：外部电源端子(+)；13：外部电源端子(-)；14：晶体管。