JP2012163499A

JP2012163499A - 故障判定回復方法及びこの方法を用いた差圧センサ及び流量計測調整弁装置

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Publication number: JP2012163499A
Application number: JP2011025452A
Authority: JP
Inventors: Munenori Takai; 宗則高井
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2011-02-08
Filing date: 2011-02-08
Publication date: 2012-08-30

Abstract

【課題】独立した２つの圧力センサを備える差圧センサにおける故障判定と修復を可能とする。
【解決手段】流体が流れる流路の第１及び第２の測定点にそれぞれ配置される第１及び第２の圧力センサと、第１及び第２の圧力センサの各出力から差圧出力を得る差圧計算手段と、第１及び第２の圧力センサと差圧計算手段との間に設けられて各圧力センサの出力を予め定められた補正特性でレベル補正する補正手段と、第１及び第２の圧力センサの正常又は異常を判別する判別データを予め保持するデータ記憶手段と、第１及び第２の圧力センサの補正された各出力及び差圧出力と判別データを比較して各圧力センサの正常又は異常の判別を行う判別手段と、異常と判別されたとき、異常に該当する圧力センサの出力の補正に使用された補正特性を前記補正手段に再設定する補正特性設定手段と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、液体や気体等の流体が流れる流路中の２箇所における流体圧力の差を検出する差圧センサの故障を判定し可及的に故障を回復する差圧センサの故障判定回復方法及びこの方法を用いた装置に関する。

差圧センサは、流体の流量の検出や対象物における流体の流れ状態の判別などに使用される。例えば、特開２００８−１１１４０９号公報（引用文献１）に記載の差圧センサの検出システムでは、内燃機関から排出される燃焼ガス中の微粒子を排出流路で捕集するフィルタの捕集量などの判断にフィルタ前後の排出流路の圧力差を単体で直接検出できる差圧センサが使用されている。

また、特開２００９−１１５２７１号公報（引用文献２）に記載の流量計測弁では、流路の途中に配置された弁体の上流側の圧力センサと該弁体の下流側の圧力センサの各圧力の差と弁体の開度から流体の流量を計算している。

この差圧センサの故障を検出できることが望ましい。そこで、引用文献１に記載の差圧センサの故障判断システムでは、上流側圧力と大気圧との差ΔＰ１と、下流側圧力と大気圧との差圧ΔＰ２とを求め、｜ΔＰ１−ΔＰ２｜の値と基準値δと比較することによって故障を判別している。

特開２００８−１１１４０９号公報特開２００９−１１５２７１号公報

しかしながら、上述した引用文献１に記載の差圧センサの故障判断手法は、１個の差圧センサを用いる場合には適用できるが、上記引用文献２に記載のような、弁体の上流側に配置された第１の圧力センサと該弁体の下流側に配置された第２の圧力センサで２つの圧力値を得てそれ等の圧力差を求める構成の差圧センサの場合には適用できない。例えば、２つのセンサのうち1つのセンサのみが故障する場合が考えられるが、差圧の異常を検出しただけではいずれの圧力センサが故障したのか判別できない。更に、この判別結果に基づいて差圧センサの故障を自己回復できるようになれば差圧センサを用いた設備を止める時間（ダウンタイム）や差圧センサに不具合の存在する状態を可及的に減少することが出来て望ましい。
よって、本発明は差圧センサの故障判別を行い、故障を可及的に自己回復することができる差圧センサの故障判定回復方法及び差圧センサ装置を提供することを目的とする。
また、本発明は差圧センサを用いる流量計測調整弁装置の故障判別を行い、故障を可及的に自己回復する流量計測調整弁装置の故障判定回復方法及び流量計測調整弁装置を提供することを目的とする。

上記課題を達成する本発明の一態様である差圧センサ装置は、流体が流れる流路の第１及び第２の測定点にそれぞれ配置される第１及び第２の圧力センサと、上記第１及び第２の圧力センサの各出力から差圧出力を得る差圧計算手段と、上記第１及び第２の圧力センサと上記差圧計算手段との間に設けられて各圧力センサの出力を予め定められた補正特性でレベル補正する補正手段と、上記第１及び第２の圧力センサの正常又は異常を判別する判別データを予め保持するデータ記憶手段と、上記第１及び第２の圧力センサの補正された各出力及び上記差圧出力と上記判別データを比較して各圧力センサの正常又は異常の判別を行う判別手段と、上記異常と判別されたとき、異常に該当する圧力センサの出力の補正に使用された補正特性を上記補正手段に再設定する補正特性設定手段と、を備える。

かかる構成とすることによって差圧センサの出力補正部における補正特性（あるいは補正パラメータ）の書替りによる圧力出力の異常から回復させることが可能となる。

また、本発明の一態様は、流量を計測する機能を備えた流量計測調整弁装置において、流体が一方向に流れる流路に配置されて流量を調整する開閉調整弁と、上記流路の上記開閉調整弁の上流側と下流側にそれぞれ配置された第１及び第２の圧力センサと、上記第１及び第２の圧力センサの各出力を予め定められた設定に従って補正する補正手段と、補正された各圧力センサの出力から差圧出力を得る差圧計算手段と、上記第１及び第２の圧力センサの正常又は異常を判別する判別データを予め保持するデータ記憶手段と、上記第１及び第２の圧力センサの補正された各出力及び上記差圧出力と上記判別データを比較して各圧力センサの正常又は異常の判別を行う判別手段と、上記異常と判別されたとき、異常である圧力センサの出力の補正に使用された補正特性を上記補正手段に再設定する補正特性設定手段と、を備える。

かかる構成とすることによって差圧式の流量計測調整弁装置における差圧センサの出力補正部における異常を、補正特性（あるいは補正パラメータ）を再設定することにより回復させることが可能となる。

好ましくは、更に、上記補正手段に補正特性を再設定した後も上記圧力センサの異常が解消しないときに上記開閉調整弁を流量調整から開度調整の弁として機能させる切替手段を備える。それにより、流量計測調整弁装置が停止することを可及的に回避する。

また、本発明の一態様は、流量を計測する機能を備えた流量計測調整弁装置において、流体が一方向に流れる流路に配置されて流量を調整する開閉調整弁と、上記開閉調整弁の上流側と下流側の流体の圧力差を出力する第１及び第２の差圧センサと、上記第１及び第２の差圧センサのうちいずれかの差圧センサを選択して差圧出力を得る選択手段と、選択した上記差圧センサの異常を判別する異常判別手段と、上記異常を回復する異常回復手段と、を備え、上記差圧センサは、第１及び第２の圧力センサと、上記第１及び第２の圧力センサの各出力を予め設定された特性に従って補正する補正手段と、補正された各圧力センサの出力から差圧出力を得る差圧計算手段と、を含み、上記異常判別手段は、上記第１及び第２の圧力センサの正常又は異常を判別する判別データを予め保持するデータ記憶手段と、上記第１及び第２の圧力センサの補正された各出力及び上記差圧出力と上記判別データを比較して各圧力センサの正常又は異常の判別を行う判別手段と、を含み、上記異常回復手段は、上記異常と判別されたとき、異常である圧力センサの出力の補正に使用された補正特性を前記補正手段に再設定する、

かかる構成とすることによって予備の差圧センサを備える流量計測調整弁装置において、差圧センサを構成する圧力センサの出力補正部の補正特性が再設定されることによって圧力センサにおける異常状態を可及的に回復することが可能となる。

好ましくは、更に、上記異常回復手段は、上記判別手段が上記補正特性の上記補正手段への再設定後に上記圧力センサの異常を判別したものであるとき、上記選択手段に上記差圧出力を得る差圧センサの選択を変更させる。それにより、不具合のある差圧センサを他の差圧センサに切り替えて異常状態を回復することが可能となる。
好ましくは、更に、上記異常回復手段は、上記差圧センサの選択を変更させた後も選択した圧力センサの異常の判別が解消しないときに上記開閉調整弁を流量調整から開度調整の弁として機能させる。それにより差圧センサ交換によっても異常状態が解消しない場合に流量計測調整弁装置の弁調整機能を可及的に維持して流体系システムのダウンタイムを減少を図る。

また、本発明の一態様は、流量を計測する機能を備えた流量計測調整弁装置の故障判定回復方法において、上記流量計測調整弁装置は、流体が一方向に流れる流路に配置されて流量を調整する開閉調整弁と、上記流路の上記開閉調整弁の上流側と下流側にそれぞれ配置される第１及び第２の圧力センサと、上記第１及び第２の圧力センサの各出力を予め設定された特性に従って補正する補正手段と、上記第１及び第２の圧力センサの出力を使用して上記開閉調整弁を制御するマイクロコンピュータとを含み、上記マイクロコンピュータは、補正された各圧力センサの出力から差圧出力を得る差圧計算過程と、上記第１及び第２の圧力センサの正常又は異常を判別する判別データを予め保持するデータ記憶過程と、上記第１及び第２の圧力センサの補正された各出力及び上記差圧出力と上記判別データを比較して各圧力センサの正常又は異常の判別を行う判別過程と、上記異常と判別されたとき、異常である圧力センサの出力の補正に使用された補正特性を上記補正手段に再設定する補正特性設定過程と、を実行する。

かかる構成とすることによって流量計測調整弁装置に使用される圧力センサの出力補正手段（補正回路あるいは補正演算部）における補正特性（補正パラメータ）の書替りによる異常を回復することが可能となる。

好ましくは、更に、上記マイクロコンピュータは、上記補正手段に補正特性を再設定した後も上記圧力センサの異常が解消しないときに、上記開閉調整弁を上記差圧出力に基づく流量調整から開度調整の制御に変更する。それにより、流量計測調整弁装置の継続使用を可能として流体システムのダウンタイムを減少する。
また、本発明の一態様は、流量を計測する機能を備えた流量計測調整弁装置の故障判定回復方法において、上記流量計測調整弁装置は、流体が一方向に流れる流路に配置されて流量を調整する開閉調整弁と、上記開閉調整弁の上流側と下流側の流体の圧力差を出力する第１及び第２の差圧センサと、上記第１及び第２の差圧センサのうちいずれかの出力を選択する選択手段と、選択された差圧センサの出力を使用して上記開閉調整弁を制御するマイクロコンピュータと、を備え、上記差圧センサは、第１及び第２の圧力センサと、上記第１及び第２の圧力センサの各出力を予め設定された特性に従って補正する補正手段と、を含み、上記マイクロコンピュータは、上記第１及び第２の圧力センサの正常又は異常を判別する判別データを予め保持するデータ記憶過程と、上記第１及び第２の圧力センサの補正された各出力及び各出力差と上記判別データを比較して各圧力センサの正常又は異常の判別を行う判別過程と、上記異常と判別されたとき、異常である圧力センサの出力の補正に使用された補正特性を上記補正手段に再設定する過程と、を実行する。

かかる構成とすることによって、流量計測調整弁装置における圧力センサの出力の補正手段における補正特性の書替りの異常状態を回復することが可能となる。

好ましくは、更に、上記マイクロコンピュータは、上記補正特性の上記補正手段への再設定後に上記圧力センサの異常を判別したものであるとき、上記選択手段に上記差圧出力を得る差圧センサの選択を変更させる。それにより、不具合の差圧センサを他の（予備の）差圧センサに切り替え、流体のシステムの運転をそのまま継続することが可能となる。

好ましくは、更に、上記マイクロコンピュータは、上記差圧センサの選択を変更させた後も選択した圧力センサの異常の判別が解消しないときに上記開閉調整弁を流量調整から開度調整の弁として機能させる。それにより、流体のシステムのダウンタイムを可及的に減少する。

好ましくは、上記流量計測調整弁装置は、更に、上記流体の温度を測定する温度センサを備え、上記マイクロコンピュータは、更に、上記第１及び第２の圧力センサの各出力と共に測定した温度を記録する過程を含み、上記異常の判別を行う過程において判別の要素に前記温度を加える。それにより、温度依存に起因する異常に対応することが可能となる。

好ましくは、上記判別データには、上記第１及び第２の圧力センサの各出力と上記第１及び第２の圧力センサ相互の出力差が含まれる。それにより、差圧センサにおける各圧力センサの出力、差圧の異常を判別することが可能となる。

好ましくは、上記判別データには、上記第１及び第２の圧力センサの各出力の変化における異常を判別するデータが含まれる。それにより、圧力センサの出力の変化範囲に関する異常状態を判別することが可能となる。

好ましくは、上記判別データには、上記第１及び第２の圧力センサ相互間の出力の連動性における異常を判別するデータが含まれる。それにより、２つのペアの圧力センサ間における連動性の異常を判別可能となる。

本発明の差圧センサ装置の概略を説明する説明図である。圧力センサの例を説明する説明図である。各圧力センサの出力の読み取りを説明するフローチャートである。各圧力センサ出力の異常判別を説明するフローチャートである。各圧力センサ出力の異常判別の基準例を説明する説明図である。各圧力センサ出力の異常判別の基準例を説明する説明図である。圧力差の異常判別の基準例を説明する説明図である。各圧力センサ出力の経時的異常判別を説明するフローチャートである。各圧力センサ出力の経時的異常判別の基準例を説明する説明図である。圧力センサ間の連動性を利用した異常判別の例を説明する説明図である。圧力センサ間の連動性の異常判別を説明するフローチャートである。連動性の異常判別の基準例を説明する説明図である。圧力センサの温度依存性の検査を説明するフローチャートである。温度依存性判別の基準例を説明する説明図である。差圧センサの異常判別結果に基づく自己回復の例を説明するフローチャートである。ＡＳＩＣ部の構成例を説明する説明図である。ＡＳＩＣ部の他の構成例を説明する説明図である。予備差圧センサを備える他の実施例を説明する説明図である。差圧センサを構成する圧力センサの出力値に異常がある場合の自己回復を説明するフローチャートである。差圧センサの差出力に異常がある場合の自己回復を説明するフローチャートである。差圧センサを構成する圧力センサの出力変化に異常がある場合の自己回復を説明するフローチャートである。差圧センサを構成する圧力センサの出力に変化しない異常がある場合の自己回復を説明するフローチャートである。差圧センサを構成する圧力センサの出力に連動しない異常がある場合の自己回復を説明するフローチャートである。差圧センサを構成する圧力センサの出力が温水時に異常となる場合の自己回復を説明するフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ、発明の実施形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

なお、以下の実施形態では、本発明の差圧センサ装置を流量計測調整弁に適用したものを例に説明するが、本発明の差圧センサ装置が適用されるものはこれに限られず、例えば、ビルの冷暖房設備における熱媒体の供給系、内燃機関の吸気系、排気系、化学プラントの流体の供給系など種々の装置・システムに適用可能である。

図１は、流量計測調整弁装置（全体）と、同装置に設けられた差圧センサ装置（全体から弁２０などを除いた圧力検出処理部分）の例を説明するブロック図である。同図において、水や空気などの流体が一方向に流れる流路１０の途中に弁開度可変な弁２０が配置されている。弁２０には流量を調整する弁を開閉するアクチュエータなどの制御機構が設けられているが、周知のものが使用されているので説明を省略する。

弁２０近傍の上流側及び下流側の流路１０には、それぞれ枝管１１及び１２が設けられている。枝管１１及び１２は差圧センサ３０に接続される。差圧センサ３０は２つの圧力センサを備えている。第１の圧力センサは圧力センサ部３１とＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）部３４によって構成され、第２の圧力センサは圧力センサ部３２とＡＳＩＣ部３５によって構成される。後述するように、圧力センサ部３１はセンサに印加される圧力を抵抗体や圧電体などによって電気信号に変換する。ＡＳＩＣ部３４は増幅器やフィルターなどの電気回路によって構成され、センサ部３１が出力する電気信号を信号処理して、例えば、センサ部３１の入出力特性の非直線性を等価的に改善する。センサ部３１の出力はレベル補正されて圧力信号Ｐ１として後述のマイクロコンピュータ（ＭＰＵ）４０の入力インタフェースに供給する。
ＡＳＩＣ部３４は、例えば、マイクロコンピュータ４０によって設定される制御パラメータ（プログラム）によって機能ブロックの接続や特性が定義されて種々の電気回路特性（機能）が決定される。圧力センサ部３２及びＡＳＩＣ部３５も同様に構成され、圧力信号Ｐ２をマイクロコンピュータ４０の入力インタフェースに供給する。

図１６はＡＳＩＣ部３４の構成例を示している。ＡＳＩＣ部３５はＡＳＩＣ部３４と同様に構成される。同図に示すようにＡＳＩＣ部３４は、圧力センサ３１が出力したレベル信号を所定のサンプリング周期でデジタル化して圧力データ信号に信号に変換するＡＤ変換器３４ｂ、一連の圧力データ信号に対してフィタリング処理などを行って圧力信号を補正する補正演算部３４ｃ、フィタリング処理などにおける補正演算のパラメータの値（定数）を記憶するパラメータメモリ３４ｄ、ＡＳＩＣ部３４や圧力センサの動作状態などを可視的に表示する表示部３４ｅなどによって構成される。
パラメータメモリ３４ｄは、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）などの不揮発性メモリや状態レジスタなどによって構成され、マイクロコンピュータ４０によってそのＲＯＭ部４３などに記憶された補正演算のパラメータ値が書き込まれる。なお、図示しないネットワーク上のサーバーやプロセスコントローラに補正演算の定数を記憶しておき、オンラインでパラメータメモリに書き込むようにしても同様の結果が得られる。

図１７は複数の圧力センサでＡＳＩＣ部を共用する例を示している。後述する複数の差圧センサを用いる場合に特に好適な構成例である。この例では、ＡＳＩＣ部３６にはマルチプレクサ３６ａが初段に設けられており、複数の圧力センサ３１，…，３２が出力したレベル信号のいずれかが選択される。他はＡＳＩＣ部３４と同様の構成であり、選択された圧力信号を所定のサンプリング周期でデジタル化して圧力データ信号に信号に変換するＡＤ変換器３６ｂ、一連の圧力データ信号に対してフィタリング処理などを行って圧力信号を補正する補正演算部３６ｃ、フィタリング処理などにおける補正演算のパラメータの値（定数）を記憶するパラメータメモリ３６ｄ、ＡＳＩＣ部３６や圧力センサの動作状態などを可視的に表示する表示部３６ｅなどを備えている。
この例では、マルチプレクサ３６ａが各圧力センサの出力を順次選択することができる。補正演算部３６ｃにおいて時間軸上に順次に配列された各圧力センサのデータを各圧力センサ毎に分けて再構成し、各圧力センサの出力データについて信号処理を施すことができる。勿論、図１６に示すように複数の圧力センサの各々にＡＳＩＣ部を設けることとしても良い。
パラメータメモリ３６ｄは、３４ｄと同様にＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリや状態レジスタなどによって構成され、マイクロコンピュータ４０によってそのＲＯＭ部４３などに記憶された補正演算のパラメータ値が書き込まれる。なお、図示しないネットワーク上のサーバーやプロセスコントローラに補正演算の定数を記憶しておき、オンラインでパラメータメモリに書き込むようにしても同様の結果が得られる。

圧力センサ部３１及び３２は一つの筐体に収納され、センサ相互間が伝熱材などによって熱的に接続されることによって同じ温度になるように考慮されている。差圧センサ３０の筐体には温度センサ３３が配置されており、圧力センサ部３１及び３２の温度が測定される。圧力センサ部３１及び３２には流体が導入されるので、圧力センサ部３１及び３２の温度は流体の温度に略等しい。温度センサの出力Ｔはマイクロコンピュータ４０の入力インタフェース４２に供給される。なお、図示しないが２つの温度センサ３３によって圧力センサ部３１及び３２の温度を別々に測定することとしても良い。

マイクロコンピュータ４０は、プログラムによって上流側の圧力信号Ｐ１と下流側の圧力信号Ｐ２との圧力差ΔＰを演算する差圧計算部と故障判別プログラムによって実現される故障判別部を含む。更に、例えば、流路径、圧力差、弁開度などに基づいて流体の流量計算などを行う流量計算部を含むことができ、プロセスコントローラに流路１０の流量を出力することができる。この場合には、マイクロコンピュータ４０は差圧センサ３０と共に流量計を構成する。

図１に示すように、マイクロコンピュータ４０として、例えば、１チップ構成のマイクロコンピュータシステムを使用することが装置の小型化、低コスト化などの点で好適である。マイクロコンピュータ４０は、ＣＰＵ（複数のＣＰＵで複数のプロセスを同時に実行可能に構成することができる。）４１、入力インタフェース４２、不揮発記憶のＲＯＭ部４３、大容量記憶のＲＡＭ部（以下、「メモリ部」とも称する。）４４、出力・通信などのインタフェース４５、アクチュエータなどを駆動する駆動回路部４６などを備えた周知構成のものを使用可能である。
入力インタフェース４２は各圧力センサの出力信号Ｐ１、Ｐ２、及び温度信号ＴをＣＰＵ４１が利用できるように（アナログ信号である場合には）デジタル化（Ａ/Ｄ変換）し、所定周期あるいは指令に応じてメモリ部４４の所定記憶場所（あるいは図示しないレジスタなど）に書き込み、書込フラグを設定する。

出力インタフェース４５はＣＰＵ４１の出力を所定の信号フォーマットに変換して外部のネットワークやプロセスコントローラなどに出力する。ＲＯＭ部４３は、例えば、差圧演算や故障判別などの制御プログラムや制御用データなどを記憶するフラッシュメモリ（書換可能）により構成され、ＲＡＭ部４４は実行プログラム、演算処理データ、データの一時保存に利用する高速大容量のメモリによって構成される。ＲＯＭ部、ＲＡＭ部は、ＳＳＤ（Flash Solid State Drive）、ハードティスクなどによっても構成することができる。ＲＡＭ部４４には圧力センサの出力信号Ｐ１、Ｐ２、及び温度信号Ｔなどの一連のサンプリングデータが保持されデータベースを構成する。この計測データは不揮発であることが望ましく、電池によるメモリのバックアップやＳＳＤへのデータ移動が必要により行われる。

また、必要によりマイクロコンピュータ４０からネットワークを介して図示しないサーバーやＮＡＳ（ネットワーク記憶装置）などに計測データや制御プログラム、制御パラメータなどを保存し、読み出すように構成することもできる。

マイクロコンピュータ４０は、差圧ΔＰや流体の流量を図示しないプロセスコントローラに出力し、プロセス制御の情報データを提供する。また、図示しないネットワークを介して外部コンピュータシステムと接続することができる。
また、マイクロコンピュータ４０は、プロセスコントローラや手入力等によって指定された流量や弁開度となるように弁２０の開度を決定するアクチュエータ制御機能を備えるものであっても良く、流量計測調整バルブの制御部あるいは弁開度調整の制御部の一部として構成することができる。また、マイクロコンピュータ４０の機能を図示しないプロセスコントローラなどの別途のコンピュータシステムによって実現することができる。
また、マイクロコンピュータ４０は、差圧センサ３０と同一筐体に構成されても良く、差圧センサ３０から離間して別体に構成されても良い。
また、マイクロコンピュータ４０は便宜的な演算や制御の手段であり、通常のアナログ回路やデジタル回路で構成しても良く、実施例の構成に限定されるものではない。
なお、プロセスコントローラによるプロセス制御は本発明の対象外であるのでその説明は省略する。

図２は、圧力センサ部３１の概略構成例を示している。圧力センサ部３２も同様に構成される。
圧力センサ３１部は、ケース３１ａの内部空間がダイヤフラム３１ｆによって上部空間と下部空間に仕切られている。下部空間にはケース３１ａの下面に接続された枝管１１によって流路１０から流体が導入されている。上部空間は密閉されており、封入液３１ｅが充填されている。ケース３１ａの上面には空気孔３１ｄが開口しており、この孔を内側から塞ぐように半導体圧力センサ３１ｃが配置されている。半導体圧力センサ３１ｃはシリコンチップで構成され、その一面の感圧部（シリコンのダイヤフラム）に流体の圧力がダイヤフラム３１ｆ、封入液３１ｅを介して印加される。シリコンチップの他面（背面）には空気孔３１ｄを介して大気圧が印加される。感圧部の両側の圧力差によって、例えば、感圧部（シリコンダイヤフラム）の表面に不純物イオン注入などによって形成された抵抗体が微小変形し、抵抗値が変化する。この抵抗体は抵抗ブリッジ回路の一辺を構成しており、圧力に応じた電圧出力が得られる。この電圧はリード端子３１ｂを介してセンサ部３１に隣接して設けられたＡＳＩＣ部３４に出力される。センサ電圧はＡＳＩＣ部３４で信号処理されて弁２０の上流側の圧力を表す圧力信号Ｐ１としてマイクロコンピュータ４０に出力される。なお、感圧体は、圧電体や、薄膜トランジスタなどであっても良く、抵抗体に限定されるものではない。

圧力センサ３２は圧力センサ部３１と同様に構成され、センサ電圧はＡＳＩＣ部３５で信号処理されて弁２０の下流側の圧力を表す圧力信号Ｐ２としてマイクロコンピュータ４０に出力される。

上述したように、差圧センサ３０の筐体に設けられた温度センサ３３の出力信号Ｔはマイクロコンピュータ４０に供給される。差圧センサ３０の筐体温度は流体の温度によって決まるので、出力信号Ｔは略流体の温度を表す情報として利用することができる。

次に、図３乃至図１４を参照して差圧センサの故障診断プログラムについて説明する。
マイクロコンピュータ４０のＣＰＵ４１は、差圧センサ３０の故障を判別するプログラムを実行する。
故障診断は、ＣＰＵ４１が、例えば、予め第１及び第２の圧力センサの各出力の正常又は異常を判別する判別データと第１及び第２の圧力センサ相互の出力差（差圧センサの差出力）の正常又は異常を判別する判別データとを記憶する過程と、第１の圧力センサの出力と判別データとを比較して第１の圧力センサの異常を判別する過程と、第２の圧力センサの出力と判別データとを比較して第２の圧力センサの異常を判別する過程と、第１及び第２のセンサの出力差と判別データとを比較して出力差の異常を判別する過程と、を実行するものである。

図３は、差圧センサの故障判別部（手段・装置）として機能するマイクロコンピュータ４０の制御動作を説明するフローチャートである。
同図に示すように、マイクロコンピュータ４０のＣＰＵ４１は、図示しないメインプログラムにおいてインタフェース４２による圧力信号Ｐ１，Ｐ２のＲＡＭ部４４の所定領域への書込を示すフラグの設定や、図示しない内蔵タイマの所定周期の割り込み出力などによって本サブルーチンを実行する（ステップＳ１０）。
なお、外部からのテストモードの指令やシステムの異常検出に基づく圧力センサの異常判別指令などのイベントの発生によっても本サブルーチンを実行することができる。

ＣＰＵ４１は、メモリ部４４に記憶された第１の圧力センサのＡＳＩＣ部３４から供給された出力信号Ｐ１のレベルを読み取る（ステップＳ１２）。次に、メモリ部４４に記憶された第２の圧力センサのＡＳＩＣ部３５から供給された出力信号Ｐ２のレベルを読み取る（ステップＳ１４）。更に、後述のように必要により、メモリに記憶された温度センサ３３から供給された出力信号Ｔを読み取る（ステップＳ１６）。出力信号Ｐ１のレベルと出力信号Ｐ２のレベルとのレベル差ΔＰを計算し、メモリ部４４の所定場所に圧力差ΔＰを記憶する（ステップＳ１８）。各センサの出力信号Ｐ１，Ｐ２の読み取り、圧力差ΔＰの計算、記憶を終えた後、メインプログラムに戻る（ステップＳ２０）。
ＣＰＵはステップＳ１０乃至Ｓ２０を繰り返すことによって、サンプリングした出力信号Ｐ１，Ｐ２と、それらの圧力差ΔＰとを一連の時系列的データとしてメモリ部４４に保存する。これ等のデータはマイクロコンピュータ４０の外部の記憶装置、例えば、ネットワーク上の記憶装置に記憶しても良い。

なお、時間的要素を含まない異常判別の場合には、判別の都度圧力センサの出力を読み取るようにしても良い。

図４は、ＣＰＵによる差圧センサ３０の故障を判別する制御プログラムを説明するフローチャートである。
同図に示すように、ＣＰＵ４１は、上記圧力センサの出力信号Ｐ１，Ｐ２の読み取りを行った後、あるいは故障判別の指令を受けた後、本サブルーチンを実行する（ステップＳ３０）。

この判別手順では、圧力センサ３１，３２の各出力値Ｐ１，Ｐ２の正常な状態のデータ取得、圧力センサ３１の出力Ｐ１の異常判別、圧力センサ３１のＰ２の異常判別、出力Ｐ１，Ｐ２の異常判別、圧力差の出力ΔＰの異常判別を行っている。以下では、便宜上、出力Ｐ１，Ｐ２の異常判別を分けて説明しているが実際には各判別（ステップＳ３２〜Ｓ３８）は同時並行的に実行されている。

（正常の場合）
まず、図５に示すように、メモリには圧力センサ３１の正常出力値の範囲（例えば、８００〜１０８００［任意単位］）、圧力センサ３２の正常出力値の範囲（例えば、８００〜１０８００［任意単位］）、正常な圧力差の範囲（例えば、３０〜３００［任意単位］）が予め記憶されている。圧力センサ３１の出力Ｐ１、圧力センサ３２の出力Ｐ２、圧力差ΔＰがこれ等の値の範囲内にある場合、差圧センサ３０の動作は正常である。

（出力Ｐ１だけ異常な状態）
ＣＰＵは、メモリに記憶された圧力センサ３１の出力Ｐ１と正常出力値とを読み出して比較し、図５に示すように、出力Ｐ１が正常出力値の範囲内にあるかどうかを判別する（ステップＳ３２）。

例えば、流体が存在する場合に、出力Ｐ１が０［任意単位］であって、出力Ｐ２が８００〜１０８００［任意単位］の範囲内であるとき（以下、「任意単位」の記載は省略する。）、第１の圧力センサの出力Ｐ１は異常（故障）、第２の圧力センサの出力Ｐ２は正常と判別される。この場合、原因として、例えば、圧力センサ部３１系統の断線、シリコンチップ３１ｃの破壊、何らかの原因によるＡＳＩＣ部３４の制御パラメータの一部の書き換わりなどの異常（以下、単に「ＡＳＩＣ部異常」ともいう。）、弁２０のアクチュエータの異常などが考えられる。

例えば、出力Ｐ１が負圧（１〜７００）であって、出力Ｐ２が８００〜１０８００の範囲内であるとき、第１の圧力センサの出力Ｐ１は異常、第２の圧力センサの出力Ｐ２は正常と判別される。この場合の原因として、例えば、圧力センサ３１部のシリコンチップ３１ｃの破壊、ダイヤフラム３１ｆの変形、ＡＳＩＣ部３４の異常などが考えられる。

例えば、出力Ｐ１が１０９００以上（オーバーレンジ）であって、出力Ｐ２が８００〜１０８００の範囲内であるとき、第１の圧力センサの出力Ｐ１は異常、第２の圧力センサの出力Ｐ２は正常と判別される。この場合の原因として、例えば、圧力センサ部３１のシリコンチップ３１ｃの破壊、ダイヤフラム３１ｆの変形、ＡＳＩＣ部３４の異常などが考えられる。

ＣＰＵ４１がこのような第１の圧力センサ（３１，３４）の出力の異常を判別したとき、このＣＰＵ４１は故障の警報（報知）を発令して設備管理者やプロセスコンピュータ、監視盤などに圧力センサ３１の異常を知らせる。

（出力Ｐ２だけ異常な状態）
次に、ＣＰＵ４１は、メモリに記憶された第２の圧力センサの出力Ｐ２と正常出力値とを読み出して比較し、図５に示すように、出力Ｐ２が正常出力値の範囲内にあるかどうかを判別する（ステップＳ３４）。
例えば、出力Ｐ１が８００〜１０８００の範囲内であって、出力Ｐ２が０であるとき、第１の圧力センサの出力Ｐ１は正常、第２の圧力センサ（３２，３５）の出力Ｐ２は異常（故障）と判別される。この場合、原因として、例えば、第２の圧力センサの系統の断線、シリコンチップの破損、ＡＳＩＣ部３５の異常、弁２０のアクチュエータの異常などが考えられる。

例えば、出力Ｐ１が８００〜１０８００の範囲内であって、出力Ｐ２が負圧（１〜７００）であるとき、第１の圧力センサの出力Ｐ１が正常、第２の圧力センサの出力Ｐ２は異常と判別される。この場合の原因として、例えば、圧力センサ部３２のシリコンチップ破損、ダイヤフラムの変形、ＡＳＩＣ部３５の異常などが考えられる。

例えば、出力Ｐ１が８００〜１０８００の範囲内で、出力Ｐ２が１０９００以上（オーバーレンジ）であるとき、第１の圧力センサの出力Ｐ１は正常、第２の圧力センサの出力Ｐ２は異常と判別される。この場合の原因として、例えば、圧力センサ部３２のシリコンチップの破損、ダイヤフラム変形、ＡＳＩＣ部３５の異常などが考えられる。

ＣＰＵ４１がこのような第２の圧力センサ（３２，３５）の出力の異常を判別したとき、故障の警報（報知）を発令して設備管理者やプロセスコンピュータ、監視盤などに圧力センサ３１の異常を知らせる。

（出力Ｐ１，Ｐ２の両方が異常の場合）
次に、ＣＰＵは、メモリに記憶された第１及び第２の圧力センサの各出力Ｐ１，Ｐ２と正常出力値とを読み出して比較し、図６に示すように、出力Ｐ１，Ｐ２が共に異常値の範囲内にあるかどうかを判別する（ステップＳ３６）。
例えば、出力Ｐ１が０であって、出力Ｐ２も０であるとき、第１の圧力センサの出力Ｐ１は異常（故障）、第２の圧力センサの出力Ｐ２も異常（故障）と判別される。この場合、原因として、例えば、圧力センサ３１及び３２のシリコンチップの破損、圧力センサ部３１及び３２の配線の断線、ＡＳＩＣ部３４，３５の異常、弁２０のアクチュエータ側の異常などが考えられる。

例えば、出力Ｐ１が負圧（１〜７００）の範囲内であって、出力Ｐ２も負圧（１〜７００）であるとき、第１の圧力センサの出力Ｐ１は異常、第２の圧力センサの出力Ｐ２も異常と判別される。この場合の原因として、例えば、圧力センサ３１、３２のシリコンチップの破損、ダイヤフラムの変形、ＡＳＩＣ部３４，３５の異常などが考えられる。

例えば、出力Ｐ１が１０９００以上で、出力Ｐ２も１０９００以上であるとき、第１の圧力センサの出力Ｐ１は異常、第２の圧力センサの出力Ｐ２も異常と判別される。この場合の原因として、例えば、圧力センサ部３１，３２のシリコンチップの破損、ダイヤフラムの変形、ＡＳＩＣ部３４，３５の異常などが考えられる。

ＣＰＵ４１がこのような第１及び第２の圧力センサの出力の異常を判別したとき、故障の警報（報知）を出して設備管理者やプロセスコンピュータ、監視盤などに圧力センサ３１の異常を知らせる。

また、例えば、出力Ｐ１及び出力Ｐ２が共に大気圧（８００）であるとき、流路１０に流体が存在しない場合が考えられる。

ＣＰＵ４１が流体がないとの異常を判別したとき、異常の警報（報知）を発令して設備管理者やプロセスコンピュータ、監視盤などに流体がないことを知らせる。

（圧力差ΔＰが異常の場合）
次に、ＣＰＵは、メモリに記憶された第１の圧力センサの出力Ｐ１、第２の圧力センサの出力Ｐ２、差圧出力ΔＰを読み出して、それらの正常出力値と比較し、図７に示すように、出力Ｐ１，Ｐ２が共に正常で差圧出力ΔＰだけが異常値であるかを判別する（ステップＳ３８）。

例えば、出力Ｐ１及び出力Ｐ２が８００〜１０８００の範囲内であって、差圧ΔＰが０であるとき、第１及び第２の圧力センサの出力Ｐ１，Ｐ２は正常、差圧ΔＰは異常と判別される。
この場合の原因としては、例えば、流体が流れていない（システムの異常）ことが考えられる。ＣＰＵ４１は、流路１０内に流体が流れていないと判別したとき、異常の警報（報知）を出して設備管理者やプロセスコンピュータ、監視盤などに流体が流れていないことを知らせる。

例えば、出力Ｐ１及び出力Ｐ２が８００〜１０８００の範囲内であって、差圧ΔＰが負圧であるとき、第１及び第２の圧力センサの出力Ｐ１，Ｐ２は正常、差圧ΔＰは異常と判別される。
この場合の原因として、例えば、流体の逆流の発生（システムの異常）、ＡＳＩＣ部の異常、圧力センサ部３１、３２のシリコンチップの破損、ダイヤフラムの変形などが考えられる。

ＣＰＵ４１は、流路内の逆流を判別したとき、異常の警報（報知）を発令し、設備管理者やプロセスコンピュータ、監視盤などに流体が流れていないことを知らせる。

例えば、出力Ｐ１，Ｐ２が共に８００〜１０８００の範囲内であるが、圧力差ΔＰが過大圧（４０００以上）であるとき、第１及び第２の圧力センサの出力Ｐ１，Ｐ２は正常、差圧ΔＰは異常と判別される。この場合の原因として、流体の流れが急であることが考えられる。また、演算部（ＡＳＩＣ）の異常、圧力センサ部３１、３２の故障などが考えられる。

ＣＰＵ４１は、流路内の流体の圧力が過大であると判別したとき、異常の警報（報知）を出して設備管理者やプロセスコンピュータ、監視盤などに流体が流れていないことを知らせる。

ＣＰＵ４１は、上述したステップＳ３０乃至Ｓ３８を実行した後、メインプログラムに戻る（ステップＳ４０）。ＣＰＵ４１は、上述したように所定フラグの設定、所定周期の割り込みあるいは故障判別指令発生などのイベントの発生フラグに対応してステップＳ３０乃至Ｓ３８を繰り返す。

（圧力の変化量が異常の場合）
ＣＰＵ４１は、更に、予め第１及び第２の圧力センサの出力変化における異常を判別する判別データをメモリに記憶している。また、第１及び第２の圧力センサの各出力を経時的にメモリに記憶して、第１及び第２の圧力センサの各出力の経時的変化と判別データとを比較して各圧力センサの異常を経時的側面から判別する。

ＣＰＵ４１は、図８に示すように、上記判別（ステップＳ４０）に続いてあるいは別個に、時間要素を含む差圧センサ３０の異常判別を行うことができる。この判別には、圧力値の変化（一定期間における圧力値の変化パターンの異常）、変化の有無などから見た異常の判断などが含まれる。なお、図８のフローチャートでは、便宜上、出力Ｐ１の判別後にＰ２の判別が行われているが（ステップＳ５２〜５８）、両判別は同時並行的に行われ得る。

既述したように、メモリ部４４には一定の時間間隔でサンプリングされた圧力センサの出力Ｐ１，Ｐ２，及び圧力差ΔＰのデータが時系列的に複数記憶されている。ＣＰＵ４１は、メモリ部４４に記憶された各圧力センサの出力を経時的に観察し、レベル変化（微分値あるいは差分値）、出力のゆらぎなどに関連する異常状態の判別を行う（ステップＳ５２〜Ｓ５６）。判別は以下のように行われる。

例えば、図９に示すように、出力Ｐ１に予め定められた基準値を超える急激な変化やふらつきを生じ、出力Ｐ２は８００〜１０８００の範囲内であるとき、第１の圧力センサの出力Ｐ１は異常、第２の圧力センサの出力Ｐ２は正常と判別される。この場合の原因として、例えば、第１の圧力センサ系統の配線の半断線、接触不良、ＡＳＩＣ部の異常などが考えられる。

ＣＰＵ４１がこのような第１の圧力センサの出力変動の異常を判別したとき、故障の警報（報知）を出して設備管理者やプロセスコンピュータ、監視盤などに圧力センサ３１の異常を知らせる。

また、例えば、出力Ｐ１は５００〜１０８００の範囲内であるが、出力Ｐ２には基準値を超える急激な変化やふらつきが生じているとき、第１の圧力センサの出力Ｐ１は正常、第２の圧力センサの出力Ｐ２は異常と判別される。この場合の原因として、例えば、第２の圧力センサ系統の電気配線の半断線、接触不良、ＡＳＩＣ部の異常などが考えられる。

ＣＰＵ４１がこのような第２の圧力センサの出力変動の異常を判別したとき、故障の警報（報知）を出して設備管理者やプロセスコンピュータ、監視盤などに圧力センサ３１の異常を知らせる。

例えば、所定時間を経過しても出力Ｐ１は変化せず、出力Ｐ２は８００〜１０８００の範囲内であるとき、第１の圧力センサの出力Ｐ１は異常、第２の圧力センサの出力Ｐ２は正常と判別される。この場合の原因として、例えば、圧力センサ部３１のＩＣチップの破損、枝管などの穴詰まり、封止液漏れ、ＡＳＩＣ部の異常などが考えられる。

ＣＰＵ４１がこのような圧力センサ３１の出力の異常を判別したとき、故障の警報（報知）を出して設備管理者やプロセスコンピュータ、監視盤などに圧力センサ３１の異常を知らせる。

例えば、出力Ｐ１は８００〜１０８００の範囲内であり、出力Ｐ２は所定時間を経過しても変化しないとき、第１の圧力センサの出力Ｐ１は正常、第２の圧力センサの出力Ｐ２は異常と判別される。この場合の原因として、例えば、圧力センサ部３２のシリコンチップの破損、枝管などの穴詰まり、封止液漏れ、ＡＳＩＣ部の異常などが考えられる。

ＣＰＵ４１がこのような第２の圧力センサの出力の異常を判別したとき、故障の警報（報知）を出して設備管理者やプロセスコンピュータ、監視盤などに圧力センサ３２の異常を知らせる（ステップＳ５２，Ｓ５４）。

例えば、出力Ｐ１，Ｐ２が所定時間を経過しても変化しないとき、第１の圧力センサの出力Ｐ１は異常、第２の圧力センサの出力Ｐ２も異常と判別される。この場合の原因として、例えば、圧力センサ部３１，３２のシリコンチップの破損、センサの枝管などの穴詰まり、封止液漏れ、ＡＳＩＣ部の異常などが考えられる。

ＣＰＵ４１がこのような第１及び第２の圧力センサの両出力の異常を判別したとき、故障の警報（報知）を発令して設備管理者やプロセスコンピュータ、監視盤などに圧力センサ３２の異常を知らせる。

このようにして、圧力センサの出力変化に関連する異常判別が行われる（ステップＳ５６）。ＣＰＵ４１は、上述したステップＳ５０乃至Ｓ５８を実行した後、メインプログラムに戻る（ステップＳ５８）。ＣＰＵは所定周期であるいは故障判別指令発生などのイベントの発生に対応してステップＳ５０乃至Ｓ５８を繰り返す。

（圧力センサ間の連動性に関する異常の場合）
ＣＰＵ４１は、図１０、図１１に示すように、上記判別（ステップＳ５８）に続いてあるいは別個の計測指令に従って２つの圧力センサ間の出力の連動性に基づく差圧センサの異常判別を行うことができる（ステップＳ７０）。

第１の圧力センサが流路の計測点（例えば、弁２０）の上流側に配置され、第２の圧力センサが計測点の下流側に配置されている場合、上流側から下流側に流体の圧力が伝搬する。したがって、図１０に示すように、上流側の圧力センサの出力Ｐ１の波形の関数ｆ_P1と下流側の圧力センサ出力Ｐ２の出力波形の関数ｆ_P2とは所定時間差Δｔ遅延した関係があり、近似的に次のように表すことが可能である。
ｆ_P1（ｔ）≒ｆ_P2（ｔ＋Δｔ）＋ΔＰ（ΔＰ：出力差）
そこで、例えば、記録した一連の出力データＰ１，Ｐ２，ΔＰの一定の時間範囲において、｜ｆ_P1（ｔ）−ｆ_P2（ｔ＋Δｔ）＋ΔＰ｜の累積値の大小を見ることによって圧力センサ出力の連動性を判別することが可能である。

例えば、図１２に示すように、出力Ｐ１，Ｐ２の間に連動性がないと判断されたとき、第１の圧力センサ又は第２の圧力センサ３２が異常、又は両方異常と判別される。この場合の原因として、例えば、圧力センサ部３１，３２のシリコンチップの破損、ＡＳＩＣ部の異常などが考えられる（ステップＳ７２）。

また、例えば、出力Ｐ１の立ち上がりに対して出力Ｐ２の立ち上がりが遅いとき（一方が他方に対して立ち上がりが遅いとき）、第１の圧力センサと第２の圧力センサとの連動性が異常と判別される。例えば、圧力センサ部３２の枝管などの穴詰まり（隙間はあるが狭くなっている）が生じているとき、圧力センサ部３２のシリコンチップの破損、ＡＳＩＣ部の異常などが原因として考えられる（ステップＳ７４）。

ＣＰＵ４１がこのような第１及び第２の圧力センサの両出力の連動の異常を判別したとき、故障の警報（報知）を出して設備管理者やプロセスコンピュータ、監視盤などに圧力センサ３２の異常を知らせる。
ＣＰＵ４１は本サブルーチンの終了後、メインプログラムに戻る（ステップＳ７６）。前述と同様にサブルーチンの実行を繰り返す。

（流体の温度により異常が発生する場合）
圧力センサ部３１，３２の封止液３１ｅ中に気体（空気）が混入した場合、流体の温度が高くなると封止液３１ｅ中の気泡が膨らんで（温水時）に異常出力が発生することが考えられる。また、封止液３１ｅが漏れて流体（温水）がダイヤフラム３１ｆを超えてセンサ内部（シリコンチップ側）に侵入することやＡＳＩＣ部の温度特性に関する回路機能の異常が生じることも考えられる。そこで、差圧センサ３０の温度依存性の検査が行われることが望ましい（ステップＳ８０）。

例えば、既述したように、ＣＰＵ４１は出力Ｐ１，出力Ｐ２の正常・異常判別において異常出力が認められたときに温度出力Ｔを読み取り（ステップＳ８２）、流体温度が判別基準値ｔsよりも高い場合に既述した各種の異常検出がなされているかを判別する（ステップＳ８４）。

ＣＰＵ４１が第１又は第２の圧力センサに温度依存性があると判別したとき、故障の警報（報知）を出して設備管理者やプロセスコンピュータ、監視盤などに該当する圧力センサの異常を知らせる。ＣＰＵ４１は本サブルーチンの終了後、メインプログラムに戻り、前述と同様にサブルーチンの実行を繰り返す（ステップＳ８６）。
なお、既述したように第１及び第２の圧力センサ各々に温度センサを設けても良い。これは第１及び第２の圧力センサ相互間が熱的に分離しているような場合に都合がよい。

（故障状態からの自己回復）
上述した本発明の複数の実施例によれば、少なくとも２つの圧力センサで差圧を検出する差圧センサの異常（故障）を各センサ毎に及び両センサの動作状態において判別することができて具合がよい。この判別結果に対応して差圧センサの不具合を自己修復することが出来れば流体を制御するシステムにおけるダウンタイムなどが減少し、制御系の信頼性が向上して好都合である。
以下、上述した差圧センサを判別した異常状態から自己回復させる例について説明する。自己回復の手法は１つの差圧センサを用いる場合と複数の差圧センサ（予備差圧センサ）を用いる場合とに大別される。

（１つの差圧センサを使用する場合）
図１５は、上述した一組の圧力センサを備える１つの差圧センサの異常判別結果に基づいてＣＰＵ４１（あるいはＭＰＵ４０）が異常状態の修復を行う例を説明するフローチャートである。
同図に示すように、ＣＰＵ４１は、差圧センサに異常（あるいは故障）が存在するとメインプログラムにおける自己回復モードのフラグ設定やプロセスコントローラからの指令に従って本サブルーチン（自己回復モード）を実行する。なお、既述した各種の異常判別に続いて本サブルーチンを実行しても良い。
ＣＰＵ４１は予め既述した差圧センサの各種の異常判別プロセスにおいて異常を検出すると当該異常の種類（異常・故障の名称など）に対応したフラグをレジスタに設定し、関連する計測データなどをメモリに保存している（ステップＭ１００）。

ＣＰＵ４１は上記フラグのレジスタを参照して既述した圧力センサ３１あるいは圧力センサ３２などの異常の種類を読み取る。前述したような再度計測を行い、異常判別を行っても良い（ステップＭ１０２）。当該異常の原因がＡＳＩＣ部の異常（パラメータの書き換わり）によるものか確認する。既述したようにＡＳＩＣ部の異常は各種の異常判別の原因として広範囲に影響している（ステップＭ１０４）。ＣＰＵ４１はＲＯＭ部４２に記憶しているパラメータのデータを該当するＡＳＩＣ部のパラメータメモリ、例えば、ＡＳＩＣ部３４のパラメータメモリ３４ｄに与えて補正演算部３４ｃの演算処理式の係数を再設定する。なお、圧力センサ自体の検出特性変化などが異常の原因の場合には、エラーを補償する（特性を補正する）ような別のパラメータ値に更新することとしても良い（ステップＭ１０６）。

パラメータが更新されたＡＳＩＣ部を用いて再度該当する圧力センサの故障判別を行う（ステップＭ１０８）。圧力センサの出力値が正常値か異常値かを判別する（ステップＭ１１０）。異常値が解消した場合には（ステップＭ１１０；Ｎｏ）、異常（故障）原因は補正演算部におけるパラメータ（補正係数）の異常と判断される（ステップＭ１１２）。これにより、異常状態は回復し、差圧センサの故障は自己回復する（ステップＭ１１４）。ＣＰＵ４１は本サブルーチンからメインプログラムに戻り、自己回復の対象が更にあれば本サブルーチンを繰り返す（ステップＭ１１６）。

一方、異常値が解消しない場合には（ステップＭ１１０；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４１は、例えば、流量調整弁２０の制御モードを差圧センサを使用しなくとも使用できる開度調整弁として使用する制御モードに切り替える（ステップＭ１１８）。ＣＰＵ４１はこの制御モードで動作していることや不具合の存在を表示部３４ｅに表示させる。また、ＣＰＵ４１は故障の警報（報知）を出して自己回復をすることが出来なかったことを、設備管理者やプロセスコンピュータ、監視盤などに知らせる（ステップＭ１２０）。ＣＰＵ４１は本サブルーチンからメインプログラムに戻る（ステップＭ１２２）。

本実施例によれば、１つの差圧センサにおける異常を検出するとＡＳＩＣ部の圧力値の補正演算のパラメータが更新され自己回復が図られる。また、パラメータ更新によって回復しない場合には、流量計測調整弁２０の制御モードが切り替えられて弁が開度調整弁として引き続き使用可能な状態になる。それにより、流体制御系のダウンタイムを減少することが可能となる。

（予備センサを備える流量計測調整弁装置）
次に、流量調整弁２０が２つ（複数）の差圧センサを備える場合について説明する。上述のように差圧センサの異常状態がＡＳＩＣ部のパラメータ更新によって自己回復する場合があるが、異常状態の発生が他の原因である場合には自己回復できないこともある。そこで、異常と判断された差圧センサから他の（正常な）差圧センサに切り替えることによってシステムのダウンタイムを減少して流量制御システムの信頼性を向上することができる。

図１８は、正副２つの差圧センサ３０ａ、３０ｂを備える流量計測弁装置の例を示している。差圧センサが主（正）センサ３０ａと予備（副）センサ３０ｂを備える場合について説明する。なお、同図において図１と対応する部分には同一符号を付しかかる部分の説明は省略する。
同図において、水や空気などの流体が一方向に流れる流路１０の途中に弁開度可変な弁２０が配置されている。弁２０には流量を調整する弁機構を開閉する図示しないアクチュエータなどの制御機構が設けられているが、周知のものが使用されているので説明を省略する。

弁２０の近傍には第１及び第２の差圧センサ３０ａ及び３０ｂが配置されている。差圧センサ３０ａ及び３０ｂの各々は圧力センサ３１及び３２とＡＳＩＣ部３６で構成されている。
弁２０近傍の上流側及び下流側の流路１０には、それぞれ枝管１１及び１２が設けられている。枝管１１は切替弁２１を介して更に２つの枝管に分岐され、それぞれ２つの差圧センサの圧力センサ３１，３１に接続される。枝管１２は切替弁２２を介して更に２つの枝管に分岐され、それぞれ２つの差圧センサの圧力センサ３２，３２に接続される。切替弁２１，２２によって選択された差圧センサ３０ａ又は３０ｂに流体の圧力が導入される。既述したように、圧力センサ部３１及び３２はセンサに印加される圧力を抵抗体や圧電体などによって電気信号に変換する。

ＡＳＩＣ部３６は、例えば、既述図１７に示したように構成することができ、センサ部３１及び３２の印加圧力対出力特性の非直線性を等価的に改善する。ＡＳＩＣ部３６のパラメータメモリ３６ｄは不揮発性メモリや状態レジスタなどによって構成され、マイクロコンピュータ４０によってそのＲＯＭ部４３などに記憶された補正演算のパラメータ値が書き込まれる。なお、図示しないネットワーク上のサーバーやプロセスコントローラに補正演算の定数を記憶しておき、オンラインでパラメータメモリに書き込むようにしても同様の結果が得られる。センサ部３１，３２の出力はＡＳＩＣ部３６でレベル補正されて圧力信号Ｐ１，Ｐ２としてマイクロコンピュータ（ＭＰＵ）４０の入力インタフェースに供給する。ＡＳＩＣ部３６には表示器３６ｅが設けられており、ＣＰＵ４１によって現在選択されているかどうか、異常（エラー）発生の有無などが表示され、捜査員の保守などの便宜が図られている。なお、ＡＳＩＣ部は既述の図１６に示した圧力センサ毎にＡＳＩＣ部が設けられる構成としても良い。

差圧センサ３０ａ及び３０ｂ各々の圧力センサ部３１及び３２は一つの筐体に収納され、センサ相互間が伝熱材などによって熱的に接続されることによって同じ温度になるように考慮されている。差圧センサ３０ａ及び３０ｂの筐体には温度センサ３３が配置されており略流体の温度が測定される。なお、温度センサ３３はいずれか一方の筐体に配置しても良い。図１８においては1つの温度センサのみを示している。温度センサの出力Ｔはマイクロコンピュータ４０の入力インタフェース４２に供給される。

前述したように、マイクロコンピュータ４０は、プログラムによって上流側の圧力信号Ｐ１と下流側の圧力信号Ｐ２との圧力差ΔＰを演算する差圧計算部と故障判別プログラムによって実現される故障判別部を含む。更に、例えば、流路径、圧力差、弁開度などに基づいて流体の流量計算などを行う流量計算部を含むことができ、プロセスコントローラに流路１０の流量を出力することができる。この場合には、マイクロコンピュータ４０は差圧センサ３０ａ（又は３０ｂ）と共に流量計を構成する。更に、マイクロコンピュータ４０は、後述する自己修復プログラムを実行する。

また、マイクロコンピュータ４０は、プロセスコントローラや手入力等によって指定された流量や弁開度となるように弁２０の開度を決定するアクチュエータ制御機能を備えるものであっても良く、流量計測調整弁の制御部あるいは弁開度調整の制御部の一部として構成することができる。また、マイクロコンピュータ４０の機能を図示しないプロセスコントローラなどの別途のコンピュータシステムによって実現することができる。
また、マイクロコンピュータ４０は、差圧センサ３０ａ及び３０ｂと共に弁体機構と同一の筐体に構成されても良く、差圧センサ３０ａ及び３０ｂから離間して別体に構成されても良い。
また、マイクロコンピュータ４０は便宜的な演算や制御の手段であり、通常のアナログ回路やデジタル回路で構成しても良く、実施例の構成に限定されるものではない。
なお、プロセスコントローラによる空調設備やプラントなどのプロセス制御は本発明の対象外であるのでその説明は省略する。

（予備センサを備える流量計測調整弁装置の自己修復動作）
次に、上述した予備センサを備える流量計測調整弁装置の自己修復動作について説明する。

（圧力値異常の場合からの回復）
図１９は、圧力センサの出力値が異常値である場合の自己修復例を説明するフローチャートである。
同図に示すように、ＣＰＵ４１はメインプログラムにおいて圧力センサの故障判別モードの実行指令の存在を判別すると、本サブルーチンを実行する（ステップＳ１００）。まず、ＣＰＵ４１によって切替弁２１及び２２が差圧センサ３０ａを選択しているものとする。
ＣＰＵ４１は、既述した差圧センサ３０ａの圧力センサの出力の読み取り（ステップＳ１０）、圧力センサの故障判別（ステップＳ３０）を行い、各圧力センサ出力値から故障（異常）判定を行う（ステップＳ１０２）。例えば、圧力センサ３１の出力Ｐ１の値が異常値である場合（ステップＳ１０４）、差圧センサ３０ａのＡＳＩＣ部のパラメータの再書き込みを行う（ステップＳ１０６）。既述したようにＡＳＩＣ部３６の補正演算部３６ｃのパラメータ変化は圧力センサの出力値の異常に関係する。パラメータメモリ３６ｄの保持内容は、例えば電磁波ノイズや自然放射線、メモリの材質劣化などの影響によって値が書き替えられることが考えられる。

パラメータが更新されたＡＳＩＣ部を用いて再度該当する圧力センサの出力を読み取り、故障判別を行う（ステップＳ１０８）。圧力センサの出力値が正常値である場合（ステップＳ１１０；Ｎｏ）。異常（故障）原因は補正演算部におけるパラメータ（補正係数）の異常と判断される（ステップＳ１１２）。これにより異常状態は終了し、差圧センサ３０ａの故障は保守要員を呼ぶことなく回復する。ＣＰＵ４１は後の保守の便宜のために不揮発メモリ４３などに用意された保守用ファイルにパラメータ書替の履歴を記録する。また、外部のプロセスコントローラになどに履歴情報を送信するようにしても良い（ステップＳ１１４）。ＣＰＵ４１は本サブルーチンからメインプログラムに戻る。更に、他のセンサ出力に異常値があれば本サブルーチンを繰り返す（ステップＳ１１６）。

一方、圧力センサの出力値の異常状態が解消しない場合には（ステップＳ１１０；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４１は、切替弁２１及び２２を動作させて差圧センサ３０ａから予備センサとしての差圧センサ３０ｂに選択を切り替える。流体の圧力が差圧センサ３０ｂの圧力センサ３１及び３２に導入される（ステップＳ１１８）。差圧センサ３０ｂを動作させて圧力センサ３１及び３２の出力値から故障（異常）判定を行う（ステップＳ１２０）。
例えば、切り替えられた差圧センサ３０ｂの圧力センサ３１の出力Ｐ１が異常値ではない場合（ステップＳ１２２；Ｎｏ）、故障の原因は差圧センサ３０ａの異常であると判断される（ステップＳ１２４）。例えば、このような異常の原因として、圧力センサにおける断線、圧力センサのシリコンチップ３１ｃの破壊などが考えられる。ＣＰＵ４１は、後日差圧センサ３０ａを交換するように保守用ファイルに記録し、あるいは外部のプロセスコントローラなどに報知する。また、差圧センサ３０ａから予備の差圧３０ｂに選択が切り替えられたことがＡＳＩＣ部の表示器３６ｅに表示され、保守の便宜が図られる（ステップＳ１２８）。

例えば、圧力センサ３１の出力Ｐ１の値が異常値である場合（ステップＳ１０４）、差圧センサ３０ａのＡＳＩＣ部のパラメータの再書き込みを行う（ステップＳ１０６）。既述したようにＡＳＩＣ部３６の補正演算部３６ｃのパラメータ変化は圧力センサの出力値の異常に関係する。パラメータメモリ３６ｄの保持内容は、例えば電磁波ノイズや自然放射線、メモリの材質劣化などの影響によって値が書き替えられることが考えられる。ＣＰＵ４１は本サブルーチンからメインプログラムに戻る（ステップＳ１３０）。

一方、圧力センサの出力値の異常状態が解消しない場合には（ステップＳ１２２；Ｙｅｓ）、故障原因は差圧センサ３０ａ以外の部分にあると考えられる。また、流体の圧力が実際に異常な圧力状態となっていることなどが考えられる（ステップＳ１３２）。ＣＰＵ４１は、例えば、流量調整弁２０の制御モードを差圧センサを使用しなくとも使用できる開度調整弁として使用する制御モードに切り替える（ステップＳ１３４）。ＣＰＵ４１は異なる制御モードで動作していることや異常の存在を表示部３４ｅに表示する。また、ＣＰＵ４１は故障の警報（報知）を出して異常の発生や自己回復をすることが出来なかったことを、設備管理者やプロセスコンピュータ、監視盤などに知らせる（ステップＳ１３６）。その後、ＣＰＵ４１は本サブルーチンからメインプログラムに戻る（ステップＳ１３８）。
なお、上述の例では圧力センサ３１の出力Ｐ１が異常値である場合について説明したが、圧力センサ３２の出力Ｐ２の場合にも同様の判別・処理が行われる。

本実施例によれば、差圧センサにおける異常が検出されるとＡＳＩＣ部の圧力値の補正演算のパラメータが更新され自己回復が図られる。このパラメータ更新によって差圧センサが異常状態から回復しない場合には異常が検出された差圧センサから予備の差圧センサに切り替えられる。予備のセンサに切り替えても具合が解消しない場合には流量計測調整弁２０が差圧センサを使用しない開度調整弁として引き続き使用可能な状態になる。それにより、流体制御系のダウンタイムを減少することが可能となる。

（差圧出力ΔＰ異常の場合からの回復）
図２０は、差圧値ΔＰが異常である場合の自己回復の例を説明するフローチャートである。
同図に示すように、ＣＰＵ４１はメインプログラムにおいて圧力センサの故障判別モードの実行指令の存在を判別すると、本サブルーチンを実行する（ステップＳ１００）。まず、ＣＰＵ４１によって切替弁２１及び２２が差圧センサ３０ａを選択しているものとする。
ＣＰＵ４１は、既述した差圧センサ３０ａの各圧力センサの出力の読み取り（ステップＳ１０）、圧力センサの故障判別（ステップＳ３０）を行い、各圧力センサ出力値から差圧の故障（異常）判定を行う（ステップＳ３０、Ｓ２０２）。差圧センサ３０ａの差圧出力ΔＰの値が異常値である場合（ステップＳ３８、Ｓ２０４）、差圧センサ３０ａのＡＳＩＣ部３６のパラメータの再書き込みを行う（ステップＳ２０６）。ＡＳＩＣ部３６の補正演算部３６ｃのパラメータ変化は圧力センサの出力値の異常に関係する。既述のようにパラメータメモリ３６ｄの保持内容は、例えば、電磁波ノイズや自然放射線、メモリの材質劣化などの影響によって値が書き替えられることが考えられる。

パラメータが更新されたＡＳＩＣ部を用いて再度該当する差圧センサ３０ａの出力ΔＰを得て、故障判別を行う（ステップＳ２０８）。差圧センサの出力値ΔＰが正常値である場合（ステップＳ２１０；Ｎｏ）。異常（故障）原因は差圧センサ３０ａの補正演算部３６ｃにおけるパラメータ（補正係数）の異常と判断される（ステップＳ２１２）。これにより異常状態は終了し、差圧センサ３０ａの故障は保守要員を呼ぶことなく回復する。ＣＰＵ４１は後の保守の便宜のために不揮発メモリのＲＯＭ部４３やパラメータメモリ３６ｄなどに用意された保守用ファイルにパラメータ書替の履歴を記録する。また、外部のプロセスコントローラになどに履歴情報を送信するようにしても良い（ステップＳ２１４）。ＣＰＵ４１は本サブルーチンからメインプログラムに戻る（ステップＳ２１６）。

一方、差圧力センサの出力値ΔＰの異常状態が解消しない場合には（ステップＳ２１０；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４１は、切替弁２１及び２２を動作させて差圧センサ３０ａから予備センサとしての差圧センサ３０ｂに選択を切り替える。流体の圧力が差圧センサ３０ｂの圧力センサ３１及び３２に導入される（ステップＳ２１８）。差圧センサ３０ｂを動作させて圧力センサ３１及び３２の差出力値から故障（異常）判定を行う（ステップＳ２２０）。

切り替えられた差圧センサ３０ｂの差出力ΔＰが異常値ではない場合（ステップＳ２２２；Ｎｏ）、故障の原因は差圧センサ３０ａの異常であると判断される（ステップＳ２２４）。ＣＰＵ４１は、後日差圧センサ３０ａを交換すべきことを保守用ファイルに記録し、あるいは外部のプロセスコントローラなどに報知する。また、差圧センサ３０ａから予備の差圧センサ３０ｂにセンサの選択が切り替えられたことがＡＳＩＣ部３６の表示器３６ｅに表示され、保守の便宜が図られる（ステップＳ２２６）。その後、ＣＰＵ４１は本サブルーチンからメインプログラムに戻る（ステップＳ２２８）。

切り替えられた差圧センサ３０ｂの差出力ΔＰが異常値であり（ステップＳ２２２；Ｙｅｓ）、差出力ΔＰが０である場合（ステップＳ２３０；Ｙｅｓ）、例えば、流路１０に流体が流れていないと考えられる（ステップＳ２３２）。ＣＰＵ４１は差圧センサ３０ｂが選択されていること、「流体が流れていない」異常の存在などを表示部３４ｅに表示する。また、ＣＰＵ４１は異常の警報（「流体が流れていない」）を設備管理者やプロセスコンピュータ、監視盤などに知らせる（ステップＳ２３４）。その後、ＣＰＵ４１は本サブルーチンからメインプログラムに戻る（ステップＳ２３８）。

切り替えられた差圧センサ３０ｂの差出力ΔＰが異常値であるが（ステップＳ２２２；Ｙｅｓ）、差圧センサ３０ｂの差出力ΔＰが０ではなく（ステップＳ２３０；Ｎｏ）、負圧である場合（ステップＳ２３８；Ｙｅｓ）、例えば、流体が流路を逆流していると考えられる（ステップＳ２４０）。ＣＰＵ４１は、差圧センサ３０ｂが選択されていること、「流体が逆流している」異常の存在などを表示部３４ｅに表示する。また、ＣＰＵ４１は異常の警報（「流体が逆流している」）を設備管理者やプロセスコンピュータ、監視盤などに知らせる（ステップＳ２４２）。その後、ＣＰＵ４１は本サブルーチンからメインプログラムに戻る（ステップＳ２４４）。

更に、切り替えられた差圧センサ３０ｂの差出力ΔＰが異常値であり（ステップＳ２２２；Ｙｅｓ）、過大圧である場合（ステップＳ２３０；Ｎｏ、ステップＳ２３８；Ｎｏ、Ｓ２４６；Ｙｅｓ）、例えば、流路１０に急な流れが発生していると考えられる（ステップＳ２４８）。ＣＰＵ４１は、差圧センサ３０ｂが選択されていること、「急な流れ」異常の存在などを表示部３４ｅに表示する。また、ＣＰＵ４１は異常の警報（「急な流れの発生」）を設備管理者やプロセスコンピュータ、監視盤などに知らせる（ステップＳ２５０）。その後、ＣＰＵ４１は本サブルーチンからメインプログラムに戻る（ステップＳ２５２）。また、差圧出力ΔＰが過大圧ではない場合（Ｓ２４６；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４１は本サブルーチンからメインプログラムに戻る（ステップＳ２５２）。

本実施例によれば、差圧センサにおける異常が検出されるとＡＳＩＣ部の圧力値の補正演算のパラメータが更新され自己回復が図られる。このパラメータ更新によって差圧センサが異常状態から回復しない場合には異常が検出された差圧センサから予備の差圧センサに切り替えられる。予備のセンサに切り替えても具合が解消しない場合にはセンサ以外に不具合が存在し得るので警報が発令される。それにより、流体制御系のダウンタイムを減少することが可能となる。

（圧力値変化量異常の場合１からの回復）
図２１は、圧力センサの出力値が基準幅を超えて変動する場合の自己修復例を説明するフローチャートである。
同図に示すように、ＣＰＵ４１はメインプログラムにおいて圧力センサの故障判別モードの実行指令の存在を判別すると、本サブルーチンを実行する（ステップＳ３００）。まず、差圧センサ３０ａが使用されているものとする。
ＣＰＵ４１は、既述した差圧センサ３０ａの圧力センサの出力の読み取り（ステップＳ１０）、圧力センサ出力の経時的変化の観察（ステップＳ５０）を行い、各圧力センサの異常判別を行う（ステップＳ３０２）。

例えば、圧力センサ３１の出力Ｐ１の値変化量が異常である場合（ステップＳ３０４）、差圧センサ３０ａのＡＳＩＣ部のパラメータの再書き込みを行う（ステップＳ３０６）。既述したようにＡＳＩＣ部３６の補正演算部３６ｃのパラメータ変化は圧力センサの出力値の異常に関係する。パラメータメモリ３６ｄの保持内容は、例えば電磁波ノイズや自然放射線、メモリの材質劣化などの影響によって値が書き替えられることが考えられる。

パラメータが更新されたＡＳＩＣ部を用いて再度該当する圧力センサの出力を読み取り、故障判別を行う（ステップＳ３０８）。圧力センサの出力値Ｐ１の変化量が正常である場合（ステップＳ３１０；Ｎｏ）。異常（故障）原因は補正演算部におけるパラメータ（補正係数）の異常と判断される（ステップＳ３１２）。これにより異常状態は終了し、差圧センサ３０ａの故障は保守要員を呼ぶことなく回復する。ＣＰＵ４１は後の保守の便宜のために不揮発メモリ４３などに用意された保守用ファイルにパラメータ書替の履歴を記録する。また、外部のプロセスコントローラになどに履歴情報を送信するようにしても良い（ステップＳ３１４）。その後、ＣＰＵ４１は本サブルーチンからメインプログラムに戻る。更に、他の圧力センサ出力Ｐ２などに異常値があれば本サブルーチンを繰り返して修復を図る（ステップＳ３１６）。

一方、圧力センサの出力値の異常状態が解消しない場合には（ステップＳ３１０；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４１は、切替弁２１及び２２を動作させて差圧センサ３０ａから予備センサとしての差圧センサ３０ｂに選択を切り替える（ステップＳ３１８）。差圧センサ３０ｂを動作させて同様に圧力センサ３１及び３２の出力値の変化量から異常判定を行う（ステップＳ３２０）。

例えば、切り替えられた差圧センサ３０ｂの圧力センサ３１の出力Ｐ１の変化量が異常値ではない場合（ステップＳ３２２；Ｎｏ）、故障の原因は差圧センサ３０ａの異常であると判断される（ステップＳ３２４）。差圧センサ３０ａを予備の差圧センサ３０ｂに切り替えたことによって異常は回復された。ＣＰＵ４１は、後日差圧センサ３０ａを交換するように保守用ファイルに記録し、あるいは外部のプロセスコントローラなどに報知する。また、差圧センサ３０ａから予備の差圧３０ｂに選択が切り替えられたことがＡＳＩＣ部の表示器３６ｅに表示され、保守の便宜が図られる（ステップＳ３２６）。その後、ＣＰＵ４１は本サブルーチンからメインプログラムに戻る（ステップＳ３２８）。

一方、差圧センサ３０ａを３０ｂに交換しても圧力センサの出力値Ｐ１の変化量の異常が解消しない場合には（ステップＳ３２２；Ｙｅｓ）、故障原因は差圧センサ３０ａ以外の部分にあると考えられる。例えば、流路１０や弁２０などでの振動の発生など、流路側１０の異常が考えられる（ステップＳ３３０）。ＣＰＵ４１は、例えば、流量調整弁２０の制御モードを差圧センサを使用しなくとも使用できる開度調整弁として使用する制御モードに切り替える（ステップＳ３３２）。ＣＰＵ４１は異なる制御モードで動作していることや異常の存在を表示部３４ｅに表示する。また、ＣＰＵ４１は故障の警報（報知）を出して異常の発生や自己回復をすることが出来なかったことを、設備管理者やプロセスコンピュータ、監視盤などに知らせる（ステップＳ３３４）。その後、ＣＰＵ４１は本サブルーチンからメインプログラムに戻る（ステップＳ３３６）。
上述の例では、圧力センサの出力Ｐ１の異常の場合について説明したが、出力Ｐ２の異常の場合も同様の手順で処理される。

本実施例によれば、差圧センサにおける異常が検出されるとＡＳＩＣ部の圧力値の補正演算のパラメータが更新され自己回復が図られる。このパラメータ更新によって差圧センサが異常状態から回復しない場合には異常が検出された差圧センサから予備の差圧センサに切り替えられる。予備のセンサに切り替えても具合が解消しない場合にはセンサ以外に不具合が存在し得るので流量計測調整弁２０は開度調整弁として使用され、外部に警報が発令される。それにより、流体制御系のダウンタイムを減少することが可能となる。

（圧力変化量異常の場合２からの回復）
図２２は、圧力センサの出力値が変化しない場合の自己修復例を説明するフローチャートである。
同図に示すように、ＣＰＵ４１はメインプログラムにおいて圧力センサの故障判別モードの実行指令の存在を判別すると、本サブルーチンを実行する（ステップＳ４００）。まず、差圧センサ３０ａが使用されているものとする。
ＣＰＵ４１は、既述した差圧センサ３０ａの圧力センサの出力の読み取り（ステップＳ１０）、圧力センサ出力の経時的変化の観察（ステップＳ５０）を行い、各圧力センサの異常判別を行う（ステップＳ４０２）。

例えば、圧力センサ３１の出力Ｐ１の値変化量が異常である場合（ステップＳ４０４）、差圧センサ３０ａのＡＳＩＣ部のパラメータの再書き込みを行う（ステップＳ４０６）。既述したようにＡＳＩＣ部３６の補正演算部３６ｃのパラメータ変化は圧力センサの出力値の異常に関係する。パラメータメモリ３６ｄの保持内容は、例えば電磁波ノイズや自然放射線、メモリの材質劣化などの影響によって値が書き替えられることが考えられる。

パラメータが更新されたＡＳＩＣ部を用いて再度該当する圧力センサの出力を読み取り、故障判別を行う（ステップＳ４０８）。圧力センサの出力値Ｐ１の変化量が正常である場合（ステップＳ４１０；Ｎｏ）。異常（故障）原因は補正演算部におけるパラメータ（補正係数）の異常と判断される（ステップＳ４１２）。これにより異常状態は終了し、差圧センサ３０ａの故障は保守要員を呼ぶことなく回復する。ＣＰＵ４１は後の保守の便宜のために不揮発メモリ４３などに用意された保守用ファイルにパラメータ書替の履歴を記録する。また、外部のプロセスコントローラになどに履歴情報を送信するようにしても良い（ステップＳ４１４）。その後、ＣＰＵ４１は本サブルーチンからメインプログラムに戻る。更に、他の圧力センサ出力Ｐ２などに異常値があれば本サブルーチンを繰り返して修復を図る（ステップＳ４１６）。

一方、圧力センサの出力値の異常状態が解消しない場合には（ステップＳ４１０；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４１は、切替弁２１及び２２を動作させて差圧センサ３０ａから予備センサとしての差圧センサ３０ｂに動作を切り替える（ステップＳ４１８）。差圧センサ３０ｂを動作させて同様に圧力センサ３１及び３２の出力値の変化量から異常判定を行う（ステップＳ４２０）。

例えば、切り替えられた差圧センサ３０ｂの圧力センサ３１の出力Ｐ１の変化量が異常値ではない場合（ステップＳ４２２；Ｎｏ）、故障の原因は差圧センサ３０ａの異常であると判断される（ステップＳ４２４）。差圧センサ３０ａの異常の原因としてシリコンチップ３１ｃの破壊、穴３１ｄ、枝管などの詰まり、オイル３１ｅの漏れなどが考えられる。差圧センサ３０ａを予備の差圧センサ３０ｂに切り替えたことによって異常は回復された。ＣＰＵ４１は、後日差圧センサ３０ａを交換するように保守用ファイルに記録し、あるいは外部のプロセスコントローラなどに報知する。また、差圧センサ３０ａから予備の差圧３０ｂに選択が切り替えられたことがＡＳＩＣ部の表示器３６ｅに表示され、保守の便宜が図られる（ステップＳ４２６）。その後、ＣＰＵ４１は本サブルーチンからメインプログラムに戻る（ステップＳ４２８）。

一方、差圧センサ３０ａを３０ｂに交換しても圧力センサの出力値Ｐ１の変化量なし状態が解消しない場合には（ステップＳ４２２；Ｙｅｓ）、故障原因は差圧センサ３０ａ以外の部分にあると考えられる。例えば、流路１０が異物で詰まって圧力がセンサに届かないなどの流路側１０の異常が考えられる（ステップＳ４３０）。ＣＰＵ４１は、例えば、応急的処置として流量調整弁２０の制御モードを差圧センサを使用しない開度調整弁として使用する制御モードに切り替える（ステップＳ４３２）。ＣＰＵ４１は異なる制御モードで動作していることや異常の存在を表示部３４ｅに表示する。また、ＣＰＵ４１は故障の警報（報知）を出して異常の発生や自己回復をすることが出来なかったことを、設備管理者やプロセスコンピュータ、監視盤などに知らせる（ステップＳ４３４）。その後、ＣＰＵ４１は本サブルーチンからメインプログラムに戻る（ステップＳ４３６）。
上述の例では、圧力センサの出力Ｐ１の異常の場合について説明したが、出力Ｐ２の異常（レベル変化なし）の場合も同様の手順で処理される。
本実施例によれば、差圧センサにおける異常が検出されるとＡＳＩＣ部の圧力値の補正演算のパラメータが更新され自己回復が図られる。このパラメータ更新によって差圧センサが異常状態から回復しない場合には異常が検出された差圧センサから予備の差圧センサに切り替えられる。予備のセンサに切り替えても具合が解消しない場合にはセンサ以外に不具合が存在し得るので流量計測調整弁２０は開度調整弁として使用され、外部に警報が発令される。それにより、流体制御系のダウンタイムを減少することが可能となる。

（Ｐ１，Ｐ２連動性異常の場合からの回復）
図２３は、上流側の圧力センサの出力と下流側の圧力センサの出力との連動性に異常がある場合の自己修復例を説明するフローチャートである。
同図に示すように、ＣＰＵ４１はメインプログラムにおいて圧力センサの故障判別モードの実行指令の存在を判別すると、本サブルーチンを実行する（ステップＳ５００）。まず、ＣＰＵ４１によって差圧センサ３０ａが選択されているものとする。
ＣＰＵ４１は、既述した差圧センサ３０ａの各圧力センサの出力の読み取り（ステップＳ１０）、圧力センサの出力連動性検査（ステップＳ７０）を行い、各圧力センサ出力値から故障（異常）判定を行う（ステップＳ５０２）。例えば、差圧センサ３０ａの圧力センサ３１及び３２の各出力間に連動性がないと判断された場合（ステップＳ５０４）、ＣＰＵ４１は差圧センサ３０ａを差圧センサ３０ｂに切り替える（ステップＳ１０６）。

ＣＰＵ４１は予備差圧センサ３０ｂを用いて同様に圧力センサ３１及び３２の連動性の故障判定を行う（ステップＳ５０８）。圧力センサの出力値が正常値である場合（ステップＳ５１０；Ｎｏ）。差圧センサ３０ａの異常と判断される（ステップＳ５１２）。これにより異常状態は修復され、差圧センサ３０ａの故障は保守要員を呼ぶことなく回復する。ＣＰＵ４１は後の保守の便宜のために不揮発メモリ４３などに用意された保守用ファイルにパラメータ書替の履歴を記録する。また、外部のプロセスコントローラになどに履歴情報を送信するようにしても良い（ステップＳ５１４）。ＣＰＵ４１は本サブルーチンからメインプログラムに戻る。

一方、圧力センサの出力値の連動性の異常状態が解消しない場合には（ステップＳ５１０；Ｙｅｓ）、故障原因は差圧センサ３０ａ以外の部分にあると考えられる。例えば、圧力センサへの流路が異物によって狭まったような場合が該当する（ステップＳ５１８）。ＣＰＵ４１は、例えば、流量調整弁２０の制御モードを差圧センサを使用しなくとも使用できる開度調整弁として使用する制御モードに切り替える（ステップＳ５２０）。ＣＰＵ４１は異なる制御モードで動作していることや異常の存在を表示部３４ｅに表示する。また、ＣＰＵ４１は故障の警報（報知）を出して異常の発生や自己回復をすることが出来なかったことを、設備管理者やプロセスコンピュータ、監視盤などに知らせる（ステップＳ５２２）。その後、ＣＰＵ４１は本サブルーチンからメインプログラムに戻る（ステップＳ５２４）。

本実施例によれば、差圧センサにおける異常が検出されると異常が検出された差圧センサから予備の差圧センサに切り替えられる。予備のセンサに切り替えても具合が解消しない場合にはセンサ以外に不具合が存在し得るので流量計測調整弁２０は開度調整弁として使用され、外部に警報が発令される。それにより、流体制御系のダウンタイムを減少することが可能となる。

（温水時異常の場合からの回復）
図２４は、圧力センサの出力値が許容範囲を超える温度依存性を持つ場合の自己修復例を説明するフローチャートである。
同図に示すように、ＣＰＵ４１はメインプログラムにおいて圧力センサの故障判別モードの実行指令の存在を判別すると、本サブルーチンを実行する（ステップＳ６００）。まず、差圧センサ３０ａが使用されているものとする。
ＣＰＵ４１は、既述した差圧センサ３０ａの各圧力センサの出力と温度センサの出力とを読み取り（ステップＳ１０）、圧力センサ出力の温度依存性の検査（ステップＳ８０）を行う。既述したように、圧力センサ部３１，３２の封止液３１ｅ中に気体（空気）が混入した場合、流体の温度が高くなると封止液３１ｅ中の気泡が膨らんで（温水時）に異常出力が発生することが考えられる。

例えば、圧力センサ３１の出力Ｐ１の値が温水時に異常となる場合（ステップＳ６０４）、差圧センサ３０ａのＡＳＩＣ部のパラメータの再書き込みを行う（ステップＳ６０６）。既述したようにＡＳＩＣ部３６の補正演算部３６ｃのパラメータ変化は圧力センサの出力値の異常に関係する。パラメータメモリ３６ｄの保持内容は、例えば電磁波ノイズや自然放射線、メモリの材質劣化などの影響によって値が書き替えられることが考えられる。

パラメータが更新されたＡＳＩＣ部を用いて再度該当する圧力センサの出力を読み取り、故障判別を行う（ステップＳ６０８）。圧力センサの出力値Ｐ１が温水時に異常とならない場合（ステップＳ６１０；Ｎｏ）。異常（故障）原因は補正演算部におけるパラメータ（補正係数）の異常と判断される（ステップＳ６１２）。これにより異常状態は回復し、差圧センサ３０ａの故障は保守要員を呼ぶことなく修復される。ＣＰＵ４１は後の保守の便宜のために不揮発メモリ４３などに用意された保守用ファイルにパラメータ書替の履歴を記録する。また、外部のプロセスコントローラになどに履歴情報を送信するようにしても良い（ステップＳ６１４）。その後、ＣＰＵ４１は本サブルーチンからメインプログラムに戻る。更に、他の圧力センサ出力Ｐ２などに過度の温度依存性異常値があれば本サブルーチンを繰り返して修復を図る（ステップＳ６１６）。

一方、差圧センサ３０aのＡＳＩＣ部のパラメータを更新しても圧力センサの出力値の温度依存性が解消しない場合には（ステップＳ６１０；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４１は、差圧センサ３０ａから予備センサとしての差圧センサ３０ｂに動作を切り替える（ステップＳ６１８）。差圧センサ３０ｂを動作させて同様に差圧センサ３０ｂの圧力センサ３１及び３２の温度依存性を判定する（ステップＳ６２０）。

例えば、切り替えられた差圧センサ３０ｂの圧力センサ３１の出力Ｐ１の温度依存性がない場合（ステップＳ６２２；Ｎｏ）、故障の原因は差圧センサ３０ａの異常であると判断される（ステップＳ６２４）。差圧センサ３０ａの異常の原因としては既述した封入液内への気泡の混入、封入液漏れなどが考えられる。差圧センサ３０ａを予備の差圧センサ３０ｂに切り替えたことによって異常は回復された。ＣＰＵ４１は、後日差圧センサ３０ａを交換するように保守用ファイルに記録し、あるいは外部のプロセスコントローラなどに報知する。また、差圧センサ３０ａから予備の差圧３０ｂに選択が切り替えられたことがＡＳＩＣ部の表示器３６ｅに表示され、保守の便宜が図られる（ステップＳ６２６）。その後、ＣＰＵ４１は本サブルーチンからメインプログラムに戻る（ステップＳ６２８）。

一方、差圧センサ３０ａを３０ｂに交換しても圧力センサの出力値Ｐ１の温度依存性が解消しない場合には（ステップＳ６２２；Ｙｅｓ）、故障原因は差圧センサ３０ａ以外の部分にあると考えられる。例えば、流路近傍に熱源（流体の温度、電気回路の発熱、電池、ヒータ、温風など）が存在するなどの流路側１０の異常が考えられる（ステップＳ６３０）。ＣＰＵ４１は、例えば、応急的処置として流量調整弁２０の制御モードを差圧センサを使用しない開度調整弁として使用する制御モードに切り替える（ステップＳ６３２）。ＣＰＵ４１は異なる制御モードで動作していることや異常の存在を表示部３４ｅに表示する。また、ＣＰＵ４１は故障の警報（報知）を出して異常の発生や自己回復をすることが出来なかったことを、設備管理者やプロセスコンピュータ、監視盤などに知らせる（ステップＳ６３４）。その後、ＣＰＵ４１は本サブルーチンからメインプログラムに戻る（ステップＳ６３６）。
上述の例では、差圧センサ３０ａの圧力センサ３１の出力Ｐ１の異常の場合について説明したが、差圧センサ３２の出力Ｐ２の異常の場合も同様の手順で処理される。

上記発明の実施の形態を通じて説明された実施例は、用途に応じて適宜に組み合わせて、又は変更若しくは改良を加えて用いることができ、本発明は上述した実施形態の記載に限定されるものではない。そのような組み合わせ又は変更若しくは改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

以上説明したように本発明の差圧センサ装置及び流量計測調整装置の故障判定回復方法、この方法を適用した装置によれば、差圧センサの異常を可及的に自己回復することが可能となるので流体システムにおけるダウン時間を減少することが可能となる。流体システム運用における信頼性が向上する。

１０流路、１１，１２枝管、２０開閉調整バルブ、２１，２２切替弁、３０差圧センサ、３１，３２圧力センサ部、３３温度センサ、３４，３５，３６ＡＳＩＣ部、３６ｅ表示部、４０マイクロコンピュータ

Claims

流体が流れる流路の第１及び第２の測定点にそれぞれ配置される第１及び第２の圧力センサと、
前記第１及び第２の圧力センサの各出力から差圧出力を得る差圧計算手段と、
前記第１及び第２の圧力センサと前記差圧計算手段との間に設けられて各圧力センサの出力を予め定められた補正特性でレベル補正する補正手段と、
前記第１及び第２の圧力センサの正常又は異常を判別する判別データを予め保持するデータ記憶手段と、
前記第１及び第２の圧力センサの補正された各出力及び前記差圧出力と前記判別データを比較して各圧力センサの正常又は異常の判別を行う判別手段と、
前記異常と判別されたとき、異常に該当する圧力センサの出力の補正に使用された補正特性を前記補正手段に再設定する補正特性設定手段と、
を備える差圧センサ装置。
流量を計測する機能を備えた流量計測調整弁装置であって、
流体が一方向に流れる流路に配置されて流量を調整する開閉調整弁と、
前記流路の前記開閉調整弁の上流側と下流側にそれぞれ配置された第１及び第２の圧力センサと、
前記第１及び第２の圧力センサの各出力を予め定められた設定に従って補正する補正手段と、
補正された各圧力センサの出力から差圧出力を得る差圧計算手段と、
前記第１及び第２の圧力センサの正常又は異常を判別する判別データを予め保持するデータ記憶手段と、
前記第１及び第２の圧力センサの補正された各出力及び前記差圧出力と前記判別データを比較して各圧力センサの正常又は異常の判別を行う判別手段と、
前記異常と判別されたとき、異常である圧力センサの出力の補正に使用された補正特性を前記補正手段に再設定する補正特性設定手段と、
を備える流量計測調整弁装置。
更に、前記補正手段に補正特性を再設定した後も前記圧力センサの異常が解消しないときに前記開閉調整弁を流量調整から開度調整の弁として機能させる切替手段を備える、請求項２に記載の流量計測調整弁装置。
流量を計測する機能を備えた流量計測調整弁装置であって、
流体が一方向に流れる流路に配置されて流量を調整する開閉調整弁と、
前記開閉調整弁の上流側と下流側の流体の圧力差を出力する第１及び第２の差圧センサと、
前記第１及び第２の差圧センサのうちいずれかの差圧センサを選択して差圧出力を得る選択手段と、
選択した前記差圧センサの異常を判別する異常判別手段と、
前記異常を回復する異常回復手段と、を備え、
前記差圧センサは、第１及び第２の圧力センサと、前記第１及び第２の圧力センサの各出力を予め設定された特性に従って補正する補正手段と、補正された各圧力センサの出力から差圧出力を得る差圧計算手段と、を含み、
前記異常判別手段は、前記第１及び第２の圧力センサの正常又は異常を判別する判別データを予め保持するデータ記憶手段と、前記第１及び第２の圧力センサの補正された各出力及び前記差圧出力と前記判別データを比較して各圧力センサの正常又は異常の判別を行う判別手段と、を含み、
前記異常回復手段は、前記異常と判別されたとき、異常である圧力センサの出力の補正に使用された補正特性を前記補正手段に再設定する、流量計測調整弁装置。
更に、前記異常回復手段は、前記判別手段が前記補正特性の前記補正手段への再設定後に前記圧力センサの異常を判別したものであるとき、前記選択手段に前記差圧出力を得る差圧センサの選択を変更させる、請求項４に記載の流量計測調整弁装置。
更に、前記異常回復手段は、前記差圧センサの選択を変更させた後も選択した圧力センサの異常の判別が解消しないときに前記開閉調整弁を流量調整から開度調整の弁として機能させる、請求項５に記載の量計測調整弁装置。
流量を計測する機能を備えた流量計測調整弁装置の故障判定回復方法であって、
前記流量計測調整弁装置は、流体が一方向に流れる流路に配置されて流量を調整する開閉調整弁と、前記流路の前記開閉調整弁の上流側と下流側にそれぞれ配置される第１及び第２の圧力センサと、前記第１及び第２の圧力センサの各出力を予め設定された特性に従って補正する補正手段と、前記第１及び第２の圧力センサの出力を使用して前記開閉調整弁を制御するマイクロコンピュータとを含み、
前記マイクロコンピュータは、
補正された各圧力センサの出力から差圧出力を得る差圧計算過程と、
前記第１及び第２の圧力センサの正常又は異常を判別する判別データを予め保持するデータ記憶過程と、
前記第１及び第２の圧力センサの補正された各出力及び前記差圧出力と前記判別データを比較して各圧力センサの正常又は異常の判別を行う判別過程と、
前記異常と判別されたとき、異常である圧力センサの出力の補正に使用された補正特性を前記補正手段に再設定する補正特性設定過程と、
を実行する流量計測調整弁装置の故障判定回復方法。
更に、前記マイクロコンピュータは、前記補正手段に補正特性を再設定した後も前記圧力センサの異常が解消しないときに、前記開閉調整弁を前記差圧出力に基づく流量調整から開度調整の制御に変更する、請求項７に記載の流量計測調整弁装置の故障判定回復方法。
流量を計測する機能を備えた流量計測調整弁装置の故障判定回復方法であって、
前記流量計測調整弁装置は、流体が一方向に流れる流路に配置されて流量を調整する開閉調整弁と、前記開閉調整弁の上流側と下流側の流体の圧力差を出力する第１及び第２の差圧センサと、前記第１及び第２の差圧センサのうちいずれかの出力を選択する選択手段と、選択された差圧センサの出力を使用して前記開閉調整弁を制御するマイクロコンピュータと、を備え、
前記差圧センサは、第１及び第２の圧力センサと、前記第１及び第２の圧力センサの各出力を予め設定された特性に従って補正する補正手段と、を含み、
前記マイクロコンピュータは、
前記第１及び第２の圧力センサの正常又は異常を判別する判別データを予め保持するデータ記憶過程と、
前記第１及び第２の圧力センサの補正された各出力及び各出力差と前記判別データを比較して各圧力センサの正常又は異常の判別を行う判別過程と、
前記異常と判別されたとき、異常である圧力センサの出力の補正に使用された補正特性を前記補正手段に再設定する過程と、
を実行する量計測調整弁の故障判定回復方法。
更に、前記マイクロコンピュータは、前記補正特性の前記補正手段への再設定後に前記圧力センサの異常を判別したものであるとき、前記選択手段に前記差圧出力を得る差圧センサの選択を変更させる、請求項９に記載の流量計測調整弁装置の故障判定回復方法。
更に、前記マイクロコンピュータは、前記差圧センサの選択を変更させた後も選択した圧力センサの異常の判別が解消しないときに前記開閉調整弁を流量調整から開度調整の弁として機能させる、請求項１０に記載の量計測調整弁装置の故障判定回復方法。
前記流量計測調整弁装置は、更に、前記流体の温度を測定する温度センサを備え、
前記マイクロコンピュータは、更に、前記第１及び第２の圧力センサの各出力と共に測定した温度を記録する過程を含み、
前記異常の判別を行う過程において判別の要素に前記温度を加える、
ことを特徴とする請求項７乃至１１のいずれかに記載の流量計測調整弁装置の故障判定回復方法。
前記判別データには、前記第１及び第２の圧力センサの各出力と前記第１及び第２の圧力センサ相互の出力差が含まれる、請求項請求項７乃至１１のいずれかに記載の流量計測調整弁装置の故障判定回復方法。
前記判別データには、前記第１及び第２の圧力センサの各出力の変化における異常を判別するデータが含まれる、請求項７乃至１１のいずれかに記載の流量計測調整弁装置の故障判定回復方法。
前記判別データには、前記第１及び第２の圧力センサ相互間の出力の連動性における異常を判別するデータが含まれる、請求項７乃至１１のいずれかに記載の流量計測調整弁装置の故障判定回復方法。