JP2004525438A

JP2004525438A - システム及び／又は処理の監視方法および監視装置

Info

Publication number: JP2004525438A
Application number: JP2002548521A
Authority: JP
Inventors: ブッドミガー，トーマス
Original assignee: Endress and Hauser Flowtec AG
Current assignee: Endress and Hauser Flowtec AG
Priority date: 2000-12-07
Filing date: 2001-12-01
Publication date: 2004-08-19
Also published as: ATE498153T1; CN1479888A; WO2002046851A1; US7070324B2; CN1268997C; DE50115795D1; EP1340129B1; EP1340129A1; DE10060706A1; DK1340129T3; US20040037349A1; AU2002227971A1

Abstract

本発明は、媒体（１２）の少なくとも１つの処理変数を判定・監視する測定装置に接続するシステム及び／又は処理の監視方法および監視装置に関わる。本発明の目的は、測定装置（１）または測定装置の各構成要素の現在および将来の操作能力についての情報を生成する方法及び装置を開示することである。このため、上記方法では、媒体（１２）の温度値（Ｔ）を直接的または間接的に判定し、求めた媒体（３）の温度値Ｔ、または媒体の温度値（３）の導関数に基いて、測定装置（１）の熱応力または測定装置（１）の各構成要素の熱応力に関連する傾向分析が行われる。
【選択図】図１

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、媒体の少なくとも１つの処理パラメータを判定する測定装置に接続するシステム及び／又は処理の監視方法および監視装置に関わる。この処理パラメータは、例えば、測定管の大容量の流量、目標総量、圧力、またはその他の測定すべき物理または化学パラメータ、等である。
【背景技術】
【０００２】
処理パラメータの判定または監視に関しては、測定装置自体と共に、ユーザの利用法に関するものが増える傾向にあり、既存のシステムや処理条件の下での装置の操作方式または寿命についての情報も増えつつある。これに関してよく使用される言葉は、「予測保守」および「故障に至る平均時間」である。これらの目標は、測定装置の休止時間をなくすか、または最小に抑えることである。
【発明の開示】
【０００３】
本発明の目的は、現在および将来の測定装置、または測定装置の各構成要素の機能についての命令の設定を行うことができる方法および装置を提供することである。
【０００４】
上記方法については、媒体の温度値を直接的または間接的に確認できるようにし、測定装置の熱負荷（thermal loading）または測定装置の各構成要素の熱負荷についての傾向分析が、媒体の確認済み温度値または媒体の確認済み温度値の導関数に基いて行われるようにすることによって、上記目的が達成できる。
【０００５】
上記装置については、温度値または温度値の導関数の直接測定を行う装置を含むか、温度値または温度値の導関数を間接的に確認することにより、および測定装置の熱負荷または測定装置の構成要素の熱負荷についての傾向分析を媒体の確定済み温度値または確定済み温度値の導関数に基いて行う判定・制御部を含むことによって、上記目的が達成できる。
【０００６】
本発明の装置の有効な実施例では、この測定装置は、測定管を使用して媒体の質量流量または体積流量を判定するためのものである。このような測定は、例えば、コリオリ力測定装置、超音波測定装置、磁気誘導測定装置などである。これらの装置は、当出願人による他種の装置として「ＰＲＯＭＡＳＳ」、「ＰＲＯＦＬＯＷ」、「ＰＲＯＭＡＧ」の商標で販売されている。
【０００７】
磁気誘導流量測定装置については、本発明の特に有効な実施例として以下に詳細に述べる。磁気誘導流量測定装置は、磁気誘導の原理を用いて流量容積測定を行う。磁界に対して垂直に移動する測定媒体の電荷担体は、測定媒体の流れの方向に同じく垂直に配置された測定電極に電圧を誘導する。この誘導電圧は、測定管の横断面で求めた平均測定媒体の流速に比例する。したがって、体積流量に比例する。
【０００８】
通常、磁気誘導測定装置は、測定管、２つの電子磁石を含む磁石部品、少なくとも１つの測定電極、および判定・制御部で構成される。測定または監視対象の媒体は、測定管を縦軸方向に流れる。磁石部は、測定管を通過し、測定管の縦軸に交差する磁場を生成する。上記少なくとも１つの測定電極は、測定管の側部に配置され、媒体と直流電気的または静電容量的に結合される。判定・制御部は、測定電極に誘導された測定電圧を使用して測定管内の媒体の体積流量の情報を作成する。
【０００９】
本発明の装置の実施例では、温度センサは温度値または温度値導関数を判定する装置である。温度センサは、媒体と接触できるように、または媒体に近接して測定システムの温度値を取得できるように配置される。適切な温度センサとしては、ＰＴＣ元素、例えばＰＴ１００、ＮＴＣ元素、熱変換器、半導体センサ、等がある。
【００１０】
また、媒体の温度の測定は、間接的に行うこともできる。例えば、制御・判定機器は、少なくとも１つの電磁石の抵抗を長時間にわたって監視することができる。制御・判定部は、電磁石の温度または温度変化を、測定した抵抗値に基いて判断し、確定した少なくとも１つの電磁石の温度値を使用して、磁気誘導測定装置の熱負荷または磁気誘導測定装置の各構成要素の熱負荷に関する傾向分析を行う。
【００１１】
特に、長期の熱負荷の情報または、短期の急騰熱負荷の情報を用いて、測定装置の寿命または測定装置の各構成要素の寿命についての記述を行う。
【００１２】
本発明の装置の有効な別の開発では、電磁石の抵抗値が温度関数として記憶される記憶部を備える。望ましくは、この記憶部には、測定装置の温度または温度変化、およびその結果としての媒体の温度または温度変化に関する電磁石の抵抗値または少なくとも１つの電磁石の抵抗値の変化を表す特性曲線が記憶される。
【００１３】
さらに、この記憶部は、電磁石または測定装置の温度と、測定装置または測定装置の各構成要素の予想される寿命との関係を示す特性曲線を記憶するよう構成する。
【００１４】
これに関し、特性曲線は経験則による曲線であれば特に有効であることが分かっている。
【００１５】
少なくとも１つ、または１つしかない場合の電磁石の温度は、媒体の温度または測定装置の温度に等しく設定することはできないことが分かっている。このため、環境による媒体の短期の冷却または加熱によって、温度に変化が生じる可能性がある。また、測定管の規格幅の差によって、１つまたは複数の電磁石の電気による加熱が行われる場合がある。しかしながら、測定装置の熱負荷またはピーク負荷（peak loading）は、本発明の装置を用いて高精度で得ることが出来る。
【００１６】
本発明の簡単で具体的な実施例では、操作要員に、傾向分析の結果または最新の結果、特に予想される測定装置の寿命を知らせる出力・表示部を備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明について、添付の図面を参照して以下にさらに詳細に述べる。
図１は、本発明の装置の一実施例の模式図である。本実施例は、磁気誘導測定装置１に関する。本実施例は、磁気誘導測定装置１に関する。媒体１２は、測定装置１の測定管２内を測定管軸１１の方向に流れる。媒体は、少なくともわずかに電導性があるものとする。測定管２自体は、非電導性であるか、または少なくとも非電導物質で内部を被う。
【００１８】
２つの相対する弧を形成する電磁石３、４で生成される磁界は、媒体１２が流れる方向と直交する。この磁界の影響で、媒体１２内の電荷担体は、逆の極性をもつ測定電極５、６に移る。２つの測定電極５、６に生じる電圧は、測定管２の横断面についての平均の流速に比例する。すなわち、この電圧は、測定管２を流れる媒体１２の体積流量の尺度となる。測定管２はさらに不図示の接続部によってパイプシステムに接続され、媒体はそのパイプシステムを流れる。
【００１９】
図で示した場合には、２つの測定電極５、６が媒体１２と直接接しているが、この接触は静電容量的にも生じることがある。電磁石３、４と同様に、測定電極５、６は、接続線と判定・制御部７とを接続することによって接続される。後続の段階で電磁石３、４のうちの１つに対して必ず測定が行われる場合でも、電磁石３、４の両方に対して同時にまたは交代で測定できることは勿論である。
【００２０】
本発明の装置の一実施例では、判定・制御部７は、電磁石３、４の電圧Ｕ、および同時に電磁石３、４を流れる瞬時電流Ｉを確認する。公式Ｒ＝Ｕ／Ｉを使用して、判定・制御部７が、電磁石３、４の対応する抵抗値Ｒを計算する。抵抗値Ｒは温度によって変化するので、電磁石３、４の温度値Ｔは、抵抗値Ｒから決定することができる。望ましくは、測定は長期間行い、取得した抵抗値Ｒまたは抵抗値Ｒから算出した温度値Ｔを熱負荷およびその結果予測される測定装置１の寿命の指標として利用したい。
【００２１】
直接的または間接的に確認済みの温度値を用いて温度値の導関数を算出し、傾向分析を行うことも勿論可能である。温度値の導関数によって測定装置の急騰熱負荷についでの有効な情報が得られる。
【００２２】
さらに、図１にも示されるように、温度は、別に備えられた温度センサ１０を使用して決定される。温度センサ１０によって決定した温度値は、その後判定・制御部７によっても使用され、測定装置１の寿命についての傾向の提示を行うことができる。
【００２３】
図２は、判定・制御部７の操作のフローチャートである。測定装置１または測定装置の各構成要素の寿命が長時間の検討で求められたものであることが望ましい。このため、ポイント１３では、実行する測定の回数の初期値ｎ０、終了値ｍをプログラムの開始前に入力する。プログラムポイント１４では、電磁石３、４の電圧Ｕおよび電流Ｉが決定する。測定された電圧Ｕおよび電流Ｉは、ポイント１５で電磁石３、４の抵抗値Ｒを決定するのに使用される。これ以後、プログラムポイント１６で温度値Ｔが抵抗値Ｒに基いて使用でき、電磁石３、４の温度値Ｔを決定するためのプログラムループは、所定回数の測定が終了するまで続けられる。測定し確認された温度値Ｔを使用して、プログラムポイント１９で平均値が求められる。この平均温度は、記憶部９に記憶する特性曲線に基く測定装置１の予想寿命に関連する。測定装置１の決定寿命は、これ以後、操作要員が記憶部９を使用して注目しておく。
【００２４】
長期間にわたる測定を行うため、温度値Ｔを算出する合計時間は、少なくとも傾向からみた測定値が測定装置１の熱負荷に対応する選択時間を超える値となる。別の表現をすれば、測定値は、熱負荷の標識となり、このため、測定装置１または測定装置１の各構成要素の寿命が正しく予測される。測定値をさらに使用すると、例えば「故障に至る平均時間」が算出される。本発明の装置を使用すると、測定装置が完全に故障に至るまで待つ必要はない。また、測定装置１が実際に機能する期間を無視して固定の取替えスケジュールに従って取替えを行う予防的保守を行う必要もない。現在可能な傾向分析をし、測定装置の正しい寿命予測を前もって行うことが出来る。このように、測定装置１または測定装置１の各構成要素の機能が保証出来なくなる時点で正しく取替えを行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の装置の一実施例の模式図である。
【図２】判定・制御部の操作のフローチャートである。

Claims

媒体の少なくとも１つの処理パラメータを決定する測定装置と共同してシステム及び／又は処理を監視する方法であって、
媒体（３）の温度（Ｔ）を直接的または間接的に確認し、測定装置（１）の熱負荷についての傾向分析、または測定装置（１）の各構成要素の熱負荷についての傾向分析を、媒体（３）の確認済み温度値（Ｔ）、または媒体の確認済みの温度値の導関数（Tⁿ/t^m: ｍ、ｎ＞０）に基いて行うことを特徴とする方法。
媒体の少なくとも１つの処理パラメータを決定する測定装置を使用してシステム及び／又は処理を監視する装置であって、
温度値または温度値の導関数（Tⁿ/t^m: ｍ、ｎ＞０）を直接測定するユニット（１０）を備えるか、または温度値または温度値の導関数（Tⁿ/t^m: ｍ、ｎ＞０）を間接的に確認し、
前記測定装置（１）の熱負荷についてまたは前記測定装置（１）各構成要素の熱負荷についての傾向分析を、媒体（３）の確定した温度値（Ｔ）に、または温度値の導関数（Tⁿ/t^m: ｍ、ｎ＞０）に基いて行う判定・制御部（８）を備えることを特徴とする装置。
前記測定装置（１）は、媒体（３）が流れる測定管（２）を備え、
前記測定装置（１）は、質量流量または体積流量を決定及び／又は監視するセンサを含むことを特徴とする請求項２記載の装置。
前記測定装置（１）は、測定管（２）と、２つの電磁石（３、４）を含む磁石部と、少なくとも１つの測定電極（５、６）とを有する磁気誘導センサを含み、前記媒体（１２）は前記測定管（２）を前記測定管の縦軸の方向に流れ、前記磁石部は、前記測定管（２）を通り前記測定管の縦軸（１１）を交差する磁界を生成し、前記少なくとも１つの測定電極（５、６）が前記測定管（２）の水平の区域に配置されて直流電気的または静電容量的に媒体（１２）と結合され、前記判定・制御部（７）は、前記測定管（２）内の媒体（３）の体積流量についての情報を、前記測定電極（５、６）内で誘導される測定電圧に基いて生成することを特徴とする請求項３記載の装置。
温度値（Ｔ）を測定する前記ユニット（１０）は、媒体（１２）と接するように配置されるか、または媒体（１２）に近接するように配置される温度センサを備えることを特徴とする請求項２、３、または４記載の装置。
前記判定・制御部（７）は、前記少なくとも１つの電磁石（３、４）の抵抗値（Ｒ（Ｔ））を長時間監視し、
前記判定・制御部（７）は、前記電磁石（３、４）の温度値（Ｔ）または温度値の変化を判定し、
前記判定・制御部（７）は、前記少なくとも１つの電磁石（５、６）の温度値（７）を使用して磁気誘導測定装置（１）の熱負荷、または磁気誘導測定装置（１）の各構成要素の熱負荷に関する傾向分析を行うことを特徴とする請求項４または５記載の装置。
前記判定・制御部（７）は、前記測定装置（１）の熱負荷の情報を使用して前記測定装置（１）、または前記測定装置の各構成要素の寿命の提示を行うことを特徴とする請求項２、４、５、または６記載の装置。
前記電磁石（５、６）の抵抗値（Ｒ（Ｔ））を温度関数として記憶する記憶部（８）を備えることを特徴とする請求項６または７記載の装置。
特性曲線を、前記電磁石（５，６）の抵抗値（Ｒ（Ｔ））または前記少なくとも１つの電磁石（５，６）の抵抗値変化Ｒ（Tⁿ/t^m: ｍ、ｎ＞０）を前記測定装置（１）の温度（Ｔ）または温度変化（Tⁿ/t^m: ｍ、ｎ＞０）と関連させて前記記憶部（８）に保存することを特徴とする請求項８記載の装置。
前記記憶部（８）に、前記電磁石（３、４）または前記測定装置（１）の温度値（Ｔ）と、前記測定装置（１）の予測寿命との関係を示す特性曲線を保存することを特徴とする上記１つ以上の請求項に記載の装置。
前記特性曲線は、経験則による特性曲線であることを特徴とする請求項１０記載の装置。
前記測定装置（１）または前記測定装置（１）の各構成要素の予測寿命の情報を操作要員に使用できるように出力する出力部（９）を備えることを特徴とする請求項１０記載の装置。