JP2005233737A

JP2005233737A - ３線式あるいは４線式の温度計測器

Info

Publication number: JP2005233737A
Application number: JP2004042248A
Authority: JP
Inventors: Makoto Takeuchi; 誠竹内
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2004-02-19
Filing date: 2004-02-19
Publication date: 2005-09-02

Abstract

【課題】温度計測の中断が防止出来、温度計測の信頼性が向上された３線式あるいは４線式の温度計測器を実現する。
【解決手段】測温抵抗体が使用された３線式あるいは４線式の温度計測器において、
前記測温抵抗体への配線の断線の有無を診断する断線診断回路と、前記断線診断回路の診断結果に基づき前記測温抵抗体への配線を切換えて前記測温抵抗体の一方は少なくとも温度計測器の主入力端子に接続され前記測温抵抗体の他方は少なくとも温度計測器のセンサグラウンド端子に接続されるように前記測温抵抗体への配線を切換える配線切換回路とを具備したことを特徴とする３線式あるいは４線式の温度計測器である。
【選択図】図１

Description

本発明は、測温抵抗体が使用された３線式あるいは４線式の温度計測器に関するものである。
更に詳述すれば、測温抵抗体の配線材の断線時にも温度計測の中断が防止出来、温度計測の信頼性が向上された３線式あるいは４線式の温度計測器に関するものである。

３線式あるいは４線式の温度計測器に関連する先行技術文献としては次のようなものがある。

松井邦彦著、「センサ応用回路の設計・製作」、第１１版、ＣＱ出版株式会社、１９９９年８月１日、Ｐ８５−Ｐ８７。

図４は、従来より一般に使用されている２線式の温度計測器の構成説明図で、温度伝送器に使用された例である。
図４において、１は温度伝送器である。
２は測温抵抗体で、測温抵抗体２の一方は、配線Ａにより温度伝送器１の主入力端子３に接続され、測温抵抗体２の他方は、配線Ｄにより温度伝送器１のセンサグラウンド端子４に接続されている。

以上の構成において、測温抵抗体２において温度が測定され、温度伝送器１において温度が計測される。

図５は、従来より一般に使用されている３線式の温度計測器の構成説明図で、温度伝送器に使用された例である。
図５において、１１は温度伝送器である。
１２は測温抵抗体で、測温抵抗体１２の一方は、温度伝送器１１の主入力端子１３に接続され、測温抵抗体１２の他方は、温度伝送器１１のセンサグラウンド端子１４と配線抵抗入力端子１５とに配線Ｃ，Ｄによりそれぞれ接続されている。

以上の構成において、測温抵抗体１２において温度が測定され、温度伝送器１１において温度が計測される。
そして、配線抵抗入力端子１５を利用して、配線抵抗の影響を補正して測定精度の向上が図られている。

図６は、従来より一般に使用されている４線式の温度計測器の構成説明図で、温度伝送器に使用された例である。
図６において、２１は温度伝送器である。
２２は測温抵抗体で、測温抵抗体２２の一方は温度伝送器２１の主入力端子２３と配線抵抗入力端子１６とに配線Ａ，Ｂによりそれぞれ接続されている。
測温抵抗体２２の他方は温度伝送器２１のセンサグラウンド端子２４と配線抵抗入力端子２５とに配線Ｃ，Ｄによりそれぞれ接続されている。

そして、図７に示す如く、例えば、４線式の温度伝送器２１において、測温抵抗体２２の信号は、温度伝送器２１の変換器の温度演算回路３１において、温度演算され、温度出力３２あるいは警報出力３３として出力される。

以上の構成において、測温抵抗体２２において温度が測定され、温度伝送器２１において温度が計測される。
そして、配線抵抗入力端子２５と２６とをそれぞれ利用して、配線抵抗の影響を補正して、更なる測定精度の向上が図られている。

以上の如く、測温抵抗体を用いた温度計測には２線、３線と４線式とがあるが、どの線式においても配線のうち１つの配線が断線した場合は測定温度が異常値となるため、通常は、センサの故障又は、配線の断線として温度計測が中止される。

配線の断線により中止された温度計測の復旧には、センサの故障や配線の断線を修復する時間が必要となる。その間は温度計測ができない。
また、温度計測の信頼性を上げるには、たとえば、バックアップとして２入力型の温度伝送器を用いる。
或いは、もう１つの計測ループを作っておくなどの２重化等の計装が必要であり、コスト高になる。

本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、
測温抵抗体を用いた温度計測において、測温抵抗体の配線の断線時にも、温度計測が継続出来るように改良し、温度計測の信頼性が向上された３線式あるいは４線式の温度計測器を提供することを目的とする。

このような課題を達成するために、本発明では、請求項１の３線式あるいは４線式の温度計測器においては、
測温抵抗体が使用された３線式あるいは４線式の温度計測器において、
前記測温抵抗体への配線の断線の有無を診断する断線診断回路と、前記断線診断回路の診断結果に基づき前記測温抵抗体への配線を切換えて前記測温抵抗体の一方は少なくとも温度計測器の主入力端子に接続され前記測温抵抗体の他方は少なくとも温度計測器のセンサグラウンド端子に接続されるように前記測温抵抗体への配線を切換える配線切換回路とを具備したことを特徴とする。

本発明の請求項２においては、請求項１記載の３線式あるいは４線式の温度計測器において、
前記配線切換回路は、４線式の温度計測器の場合は、前記診断回路の診断結果に基づき２線式あるいは３線式の温度計測器として使用するように前記測温抵抗体への配線を切換えることを特徴とする。

本発明の請求項３においては、請求項１記載の３線式あるいは４線式の温度計測器において、
前記配線切換回路は、３線式の温度計測器の場合は、前記診断回路の診断結果に基づき２線式の温度計測器として使用するように前記測温抵抗体への配線を切換えることを特徴とする。

本発明によれば、次のような効果がある。
３線式や４線式の測温抵抗体への配線が断線した場合においても、主入力とセンサグラウンド入力の配線が確保できていれば、温度計測を継続することが出来る。
従って、温度計測の中断が防止出来、温度計測の信頼性が向上された３線式あるいは４線式の温度計測器が得られる。
代替の測温抵抗体や配線材が無い場合でも、急場をしのぐことが出来る。
３線式あるいは４線式の温度計測器が、３線式または２線式に変更された場合は、測定精度が悪くなることが予想されるが、予め、３線式または２線式で測定した場合の調整量を装置に記憶させて置き、補正することで、精度の低下を最小限にすることが出来る。

以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例の要部構成説明図で４線式の温度伝送器に使用された例について説明する。
図２は図１のフローチャート図である。
図において、図７と同一記号の構成は同一機能を表す。
以下、図７と相違部分のみ説明する。

図において、断線診断回路４１は、測温抵抗体２２への配線Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの断線の有無を診断する。
配線切換回路４２は、断線診断回路４１の診断結果に基づき、測温抵抗体２２への配線を切換えて、測温抵抗体２２の一方は少なくとも温度計測器２１の主入力端子２３に接続され、測温抵抗体２２の他方は少なくとも温度計測器２１のセンサグラウンド端子２４に接続されるように、測温抵抗体２２への配線を切換える。

以上の構成において、
１）温度値異常の場合に最初に測温抵抗体の故障または断線を温度伝送器が検知する。
検知の方法は、入力各端子の電位を測定するなどにより検知することが出来る。
２）センサ故障の場合は、復旧不可能なので温度計測は中止する。

３）復旧可能な場合は、下記の処理を行い温度計測を継続する。
（１）Ａ線（主入力２３）が断線の場合。
主入力をＢ線に切替えて３線式測定を行う。
（２）Ｂ線（配線抵抗入力２６）が断線の場合。
３線式に切替えて測定を行う

（３）Ｃ線（配線抵抗入力２５）が断線の場合。
３線式に切替えて測定を行う（通常の３線式ではないが測定原理は同様である。）
（４）Ｄ線（センサ・グラウンド入力２４）が断線の場合。
センサ・グラウンド入力をＣ線に切替えて３線式測定を行う。

（５）Ａ線（主入力２３）とＢ線（配線抵抗入力２６）が同時に断線の場合。
温度計測は中止する。
（６）Ｃ線（配線抵抗入力ｂ）とＤ線（センサ・グラウンド入力）が同時に断線の場合
温度計測は中止
（７）Ａ線とＢ線のどちらかと、Ｃ線とＤ線のどちらか一方が断線の場合。
主入力２３とセンサ・グラウンド入力２４を断線していない方に設定して、２線式測定を行う。

この結果、
４線式の測温抵抗体への配線が断線した場合においても、主入力とセンサグラウンド入力の配線が確保できていれば、温度計測を継続することが出来る。
従って、温度計測の中断が防止出来、温度計測の信頼性が向上された４線式の温度計測器が得られる。

代替の測温抵抗体や配線材が無い場合でも、急場をしのぐことが出来る。
４線式の温度計測器が、３線式または２線式に変更された場合は、測定精度が悪くなることが予想されるが、予め、３線式または２線式で測定した場合の調整量を装置に記憶させて置き、補正することで、精度の低下を最小限にすることが出来る。

図３は本発明の他の実施例の要部構成説明図で３線式の温度伝送器に使用された例である。
本実施例においては、
１）温度値異常の場合に最初に測温抵抗体故障または断線を温度伝送器が検知する。
（検知の方法は入力各端子の電位を測定するなどで可能）
２）センサ故障の場合は復旧不可能なので温度計測は中止する。
３）復旧可能な場合は下記の処理を行い温度計測を継続する。
（１）Ａ線（主入力１３）が断線の場合。
温度計測は中止される。
（２）Ｃ線（配線抵抗入力１５）が断線の場合。
２線式に切替えて測定を行う。
（３）Ｄ線（センサ・グラウンド入力１４）が断線の場合。
センサ・グラウンド入力をＣ線に切替えて２線式測定を行う。
（４）Ｃ線（配線抵抗入力１５）とＤ線（センサ・グラウンド入力１４）が同時に断線の場合。
温度計測は中止される。

この結果、
３線式の測温抵抗体１２への配線が断線した場合においても、主入力とセンサグラウンド入力の配線が確保できていれば、温度計測を継続することが出来る。
従って、温度計測の中断が防止出来、温度計測の信頼性が向上された３線式の温度計測器が得られる。

代替の測温抵抗体や配線材が無い場合でも、急場をしのぐことが出来る。
３線式の温度計測器が、２線式に変更された場合は、測定精度が悪くなることが予想されるが、予め、２線式で測定した場合の調整量を装置に記憶させて置き、補正することで、精度の低下を最小限にすることが出来る。

本発明の一実施例の要部構成説明図である。図１のフローチャート図である。本発明の他の実施例の要部構成である。従来より一般に使用されている従来例の構成説明図である。従来より一般に使用されている他の従来例の構成説明図である。従来より一般に使用されている他の従来例の構成説明図である。図６の電気回路のブロック図である。

符号の説明

１温度伝送器
２測温抵抗体
３主入力端子
４センサグラウンド端子
１１温度伝送器
１２測温抵抗体
１３主入力端子
１４センサグラウンド端子
１５配線抵抗入力端子
２１温度伝送器
２２測温抵抗体
２３主入力端子
２４センサグラウンド端子
２５配線抵抗入力端子
２６配線抵抗入力端子
３１温度演算回路
３２温度出力
３３警報出力
４１断線診断回路
４２配線切換回路
Ａ配線
Ｂ配線
Ｃ配線
Ｄ配線

Claims

測温抵抗体が使用された３線式あるいは４線式の温度計測器において、
前記測温抵抗体への配線の断線の有無を診断する断線診断回路と、
前記断線診断回路の診断結果に基づき前記測温抵抗体への配線を切換えて前記測温抵抗体の一方は少なくとも温度計測器の主入力端子に接続され前記測温抵抗体の他方は少なくとも温度計測器のセンサグラウンド端子に接続されるように前記測温抵抗体への配線を切換える配線切換回路と
を具備したことを特徴とする３線式あるいは４線式の温度計測器。
前記配線切換回路は、４線式の温度計測器の場合は、前記診断回路の診断結果に基づき２線式あるいは３線式の温度計測器として使用するように前記測温抵抗体への配線を切換えること
を特徴とする請求項１記載の３線式あるいは４線式の温度計測器。
前記配線切換回路は、３線式の温度計測器の場合は、前記診断回路の診断結果に基づき２線式の温度計測器として使用するように前記測温抵抗体への配線を切換えること
を特徴とする請求項１記載の３線式あるいは４線式の温度計測器。