JP2010151729A

JP2010151729A - 計測システム

Info

Publication number: JP2010151729A
Application number: JP2008332278A
Authority: JP
Inventors: Takashi Chiba; 隆司千葉; Shinjiro Kiyono; 真二郎清野
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2008-12-26
Filing date: 2008-12-26
Publication date: 2010-07-08
Anticipated expiration: 2028-12-26
Also published as: JP5413797B2

Abstract

【課題】低コストで、しかもセンサの校正が容易な計測システムを提供する。
【解決手段】ＰＨ計測システムは、計測器本体１と、計測器本体１に対し着脱可能とされたセンサモジュール２Ａと、センサモジュール２Ａに接続されるＰＨセンサ３Ａとから構成される。センサモジュール２Ａには、ＰＨセンサ３Ａからのアナログ信号を増幅する増幅器２１と、増幅器２１で増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器２２と、センサモジュール２Ａにおける計測動作に必要な制御を実行する制御部２３と、ＰＨセンサ３Ａの校正情報を格納する不揮発性メモリ２４とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、センサと、センサの校正情報を記憶する記憶媒体と、センサおよび記憶媒体が接続され、計測に必要な機能を備える計測器本体と、を備える計測システムに関する。

工業用途で使用されるＰＨ計測システムとして、ガラスＰＨ変換器が一般的に用いられている。しかし、ガラスＰＨ変換器は経時変化が大きく定期的に標準液を用いた校正を行う必要がある。
実公平７−２３７３７号公報

しかし、ガラスＰＨ変換器の設置場所が危険な場所、あるいは屋外の場合等には、校正作業に大きな負担がかかる。

校正作業の負担を軽減できるシステムとして、ＰＨセンサ自体に校正情報を保持させるものも開発されている。このようなシステムでは、作業し易い環境下で校正作業を行うことができ、校正作業により得た校正情報をセンサ内部に格納することができる。しかし、ＰＨ電極の消耗によりＰＨセンサを交換する際にはＰＨセンサに内蔵された電子回路ごと廃棄するしかなく、コスト増を招く。また、一般的なＰＨセンサをシステムに適用することもできない。

本発明の目的は、低コストで、しかもセンサの校正が容易な計測システムを提供することにある。

本発明の計測システムは、センサと、前記センサの校正情報を記憶する記憶媒体と、前記センサおよび前記記憶媒体が接続され、計測に必要な機能を備える計測器本体と、を備える計測システムにおいて、前記センサおよび前記記憶媒体を、前記計測器本体に対して着脱可能としたことを特徴とする。
この計測システムによれば、センサおよび記憶媒体を、計測器本体に対して着脱可能としたので、センサの校正が容易でコスト上昇を回避できる。

前記センサおよび前記記憶媒体は携帯可能であってもよい。

前記記憶媒体は前記計測器本体に対して着脱可能とされたモジュールに設けられていてもよい。

前記センサは、前記モジュールに対して着脱可能とされていてもよい。

前記モジュールには、前記計測器本体からの電源供給を受けて計測に必要な制御を実行する制御部が設けられていてもよい。

前記モジュールには、前記計測器本体からの電源供給を受けて前記センサからの信号を増幅する増幅器が設けられていてもよい。

前記モジュールには、前記計測器本体からの電源供給を受けて前記センサからの信号をＡＤ変換するＡＤ変換器が設けられていてもよい。

前記計測器本体には前記センサから得られた情報を表示する表示部が設けられていてもよい。

本発明の計測システムによれば、センサおよび記憶媒体を、計測器本体に対して着脱可能としたので、センサの校正が容易でコスト上昇を回避できる。

以下、図１〜図３を参照して、本発明による計測システムをＰＨ計測システムに適用した実施形態について説明する。

図１は、本実施形態の計測システムの構成を示すブロック図である。

図１に示すように、このＰＨ計測システムは、計測器本体１と、計測器本体１に対し着脱可能とされたセンサモジュール２Ａと、センサモジュール２Ａに接続されるＰＨセンサ３Ａとから構成される。

計測器本体１は、システム全体に電力を供給する電源部１１と、センサモジュール２Ａ等を収容する収容部１２と、ＰＨ計測結果等の必要な情報を表示する表示部１３と、センサモジュール２Ａとの間での通信および表示部１３の表示を制御する制御部１４と、を備える。

図１に示すように、収容部１２には２つのセンサモジュールを同時に収容でき、同時に２組のＰＨセンサを使用することが可能とされている。図１には、ＰＨセンサ３Ａとセンサモジュール２Ａと、およびＰＨセンサ３Ｂとセンサモジュール２Ｂとを、それぞれ組み合わせて使用する例を示している。

図２はセンサモジュール２Ａの構成を示すブロック図である。

図２に示すように、センサモジュール２Ａには、ＰＨセンサ３Ａからのアナログ信号を増幅する増幅器２１と、増幅器２１で増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器２２と、センサモジュール２Ａにおける計測動作に必要な制御を実行する制御部２３と、ＰＨセンサ３Ａの校正情報を格納する不揮発性メモリ２４とを備える。

センサモジュール２Ａを計測器本体１の収容部１２（図１）に差し込むことで、電源部１１からセンサモジュール２Ａへの電力供給およびセンサモジュール２Ａと計測器本体１との間の通信が可能とされている。増幅器２１、ＡＤ変換器２２、制御部２３および不揮発性メモリ２４は、電源部１１から供給された電力により動作する。また、計測器本体１およびセンサモジュール２Ａ間の通信は、制御部１４および制御部２３の制御に従って行われる。

なお、センサモジュール２Ａとセンサモジュール２Ｂ（図１）の構成は同一であり、内部の校正情報のみが異なる。

図３は、センサモジュール２ＡおよびＰＨセンサ３Ａ間の接続状態を示す図である。

図３に示すように、ＰＨセンサ３Ａから引き出されたケーブル３１の先端にコネクタ３２が接続されている。コネクタ３２をセンサモジュール２Ａに差し込むことで、センサモジュール２ＡおよびＰＨセンサ３Ａが互いに接続される。予めコネクタ３２をセンサモジュール２Ａに差し込んだ状態で、センサモジュール２Ａを計測器本体１の収容部１２に差し込むことで、センサモジュール２ＡおよびＰＨセンサ３Ａを計測器本体１に接続できる。ＰＨセンサ３Ａの移動時には、センサモジュール２Ａを収容部１２から抜き取ることで、センサモジュール２ＡをＰＨセンサ３Ａとともに取り外すことができる。

なお、コネクタ３２を用いてセンサモジュール２ＡおよびＰＨセンサ３Ａを接続する代わりに、ケーブル３１の先端側をセンサモジュール２Ａに着脱可能な状態でねじ止めしてもよい。

このように、ＰＨセンサ３Ａをセンサモジュール２Ａに対して着脱可能とすることにより、ＰＨセンサ３Ａとして一般的なガラス電極ＰＨセンサを使用することが可能となる。また、ＰＨセンサ３Ａは消耗品であり交換が必要となる。しかし、ＰＨセンサ３Ａを交換する場合には、センサモジュール２Ａ内の校正情報のみを更新すればよいため、センサモジュール２Ａを恒久的に使用でき経済的である。

ＰＨセンサ３Ａの校正は、ＰＨセンサ３Ａをセンサモジュール２Ａとともに、例えば、安全で作業性のよい実験室等に配置された計測器本体１に接続した状態で行うことができる。校正情報は制御部１４および制御部２３との間の通信に基づく制御によって、自動的に取得される。そのときの当該ＰＨセンサ３Ａの校正情報、すなわち、計測対象物である標準液のＰＨと、ＰＨセンサ３Ａの信号値との関係は、不揮発性メモリ２４に格納される。不揮発性メモリ２４に格納された校正情報は、制御部２３の制御に基づいてＡＤ変換器２２におけるＡＤ変換動作に反映される。

ＰＨセンサ３Ａの使用時には、ＰＨセンサ３Ａとともにセンサモジュール２Ａを計測現場に持ち込み、センサモジュール２Ａを計測現場に設置された計測器本体１に差し込む。計測現場で改めて校正作業を行わなくともＰＨ計測が可能となる。なお、センサの校正はセンサ交換後のみならず、適時、実施できる。例えば、センサの校正を定期的に実施してもよい。

ＰＨ計測時には、ＰＨセンサ３Ａからの信号は不揮発性メモリ２４に格納された校正情報に基づいて正確なＰＨ値に変換される。そのＰＨ値が制御部２３および制御部１４の間の通信に基づいて表示部１３に表示される。

上記実施形態では、センサモジュールを計測器本体に対し着脱可能としているが、校正情報を格納する記憶媒体のみを計測器本体に対し着脱可能とし、センサモジュールの他の機能を計測器本体に設けてもよい。この場合、センサモジュールを携帯する代わりに、記憶媒体をセンサとともに携帯すればよい。また、この場合、記憶媒体の着脱部位とは別の部位においてセンサを計測器本体に対して直接着脱可能としてもよい。

また、上記実施形態では、計測器本体に対してセンサモジュールを介してセンサを着脱可能としているが、センサモジュールの着脱部位（収容部１２）とは別の部位においてセンサを計測器本体に対して直接着脱可能としてもよい。

上記実施形態では、ＰＨ計測システムについて説明したが、本発明の計測システムにおける計測対象はこれに限定されない。例えば、本発明の計測システムを、ＤＯ（溶存酵素）計などに適用することもできる。本発明の計測システムは、センサの校正が必要な計測システムに広く適用できる。

本発明の適用範囲は上記実施形態に限定されることはない。本発明は、センサと、センサの校正情報を記憶する記憶媒体と、センサおよび記憶媒体が接続され、計測に必要な機能を備える計測器本体と、を備える計測システムに対し、広く適用することができる。

一実施形態の計測システムの構成を示すブロック図。センサモジュールの構成を示すブロック図。センサモジュールおよびＰＨセンサ間の接続状態を示す図。

符号の説明

１計測器本体
２Ａセンサモジュール（モジュール）
３ＰＨセンサ（センサ）
２１増幅器
２２ＡＤ変換器
２３制御部
２４不揮発性メモリ（記憶媒体）

Claims

センサと、前記センサの校正情報を記憶する記憶媒体と、前記センサおよび前記記憶媒体が接続され、計測に必要な機能を備える計測器本体と、を備える計測システムにおいて、
前記センサおよび前記記憶媒体を、前記計測器本体に対して着脱可能としたことを特徴とする計測システム。
前記センサおよび前記記憶媒体は携帯可能であることを特徴とする請求項１に記載の計測システム。
前記記憶媒体は前記計測器本体に対して着脱可能とされたモジュールに設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の計測システム。
前記センサは、前記モジュールに対して着脱可能とされていることを特徴とする請求項３に記載の計測システム。
前記モジュールには、前記計測器本体からの電源供給を受けて計測に必要な制御を実行する制御部が設けられていることを特徴とする請求項３または４に記載の計測システム。
前記モジュールには、前記計測器本体からの電源供給を受けて前記センサからの信号を増幅する増幅器が設けられていることを特徴とする請求項３または４に記載の計測システム。
前記モジュールには、前記計測器本体からの電源供給を受けて前記センサからの信号をＡＤ変換するＡＤ変換器が設けられていることを特徴とする請求項３または４に記載の計測システム。
前記計測器本体には前記センサから得られた情報を表示する表示部が設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の計測システム。