JP2013142964A

JP2013142964A - 液分析用スマートセンサ

Info

Publication number: JP2013142964A
Application number: JP2012002129A
Authority: JP
Inventors: Hideo Doi; 英夫土井; Minoru Nakagawara; 実中川原; Ken Hayakawa; 健速川
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2012-01-10
Filing date: 2012-01-10
Publication date: 2013-07-22

Abstract

【課題】インテリジェンス部を再利用することにより資産の効率的な利用を可能とした液分析用スマートセンサを実現する。
【解決手段】液分析センサと、その測定結果を処理しディジタルデータとしてケーブル手段を介して変換器に渡すインテリジェンス部とが一体に結合した液分析用スマートセンサにおいて、
前記インテリジェンス部と前記液分析センサとの結合部および前記インテリジェンス部と前記ケーブル手段との結合部を、着脱可能にするコネクタ手段を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、液分析センサと、その測定結果を処理しディジタルデータとしてケーブル手段を介して変換器に渡すインテリジェンス部とが一体に結合した液分析用スマートセンサに関するものである。

図３は、従来の液分析用スマートセンサの構成例を示す機能ブロック図である。図３
（Ａ）は、基本的なシステム構成を示している。液分析センサ１０の測定結果は、液分析センサ１０と一体化され、エレクトロニクスで実現されるインテリジェンス部２０で信号処理される。

インテリジェンス部２０で処理されたディジタルデータは、ケーブル手段３０を介して変換器４０に入力され４−２０ｍＡ等の伝送信号に変換され外部出力される。変換器４０は、必要に応じてアナログ出力、フィールドバスＨＡＲＴ通信等を介して上位のＤＣＳ
（分散型制御システム）５０と通信する。

液分析用スマートセンサでは、エレクトロニクスで実現されるインテリジェンス部２０を液分析センサと一体化することにより、液分析センサの微弱信号への外部ノイズの影響を防止すると共に、液分析センサ毎に固有の校正値をメモリに保持させ、変換器４０の構成を標準化する効果がある。

図３（Ｂ）は、エレクトロニクスで実現されるインテリジェンス部２０内部の機能構成を示している。液分析センサ１０の測定結果は、信号調整部２１でレベル、スパン、レンジ等が調整され、データ変換部２２でディジタル信号に変換される。

変換されたディジタル信号は、ＣＰＵによる制御・データ処理部２３で演算処理等が実行され、インターフェイス部２４を介して変換器４０に出力する。制御・データ処理部２３が利用するアプリケーションプログラムや液分析センサ１０の校正値は、メモリ２５に保持される。変換器４０側から給電される電源部２６は、インテリジェンス部２０を構成するエレクトロニクスに電源電圧を供給する。

特開平１０−２５３５７２号公報

従来構成の液分析用スマートセンサでは、次のような問題がある。
（１）液分析用スマートセンサは、液分析センサ１０と、エレクトロニクスで実現されるインテリジェンス部２０とが一体化されているため、液分析センサ１０の寿命によりセンサを廃棄する時、インテリジェンス部２０共々に廃棄するしか選択肢がなかった。

液分析センサ１０としてガラス電極式ｐＨセンサを用いる場合、液分析センサ１０の劣化による交換周期は、エレクトロニクスで実現されるインテリジェンス部２０の寿命に対して極めて短い。従って、十分な寿命を持ち、再利用できるインテリジェンス部２０を液分析センサ１０の寿命と共に同時に廃棄するのは、資源の効率的な利用形態ではない。

（２）また、インテリジェンスを持たない一般的な液分析センサを、スマートセンサ化する時、センサ毎にインテリジェンス部２０を開発する必要があり、コストアップの要因となっている。

本発明の目的の第１は、インテリジェンス部を再利用することにより資源の効率的な利用を可能とした液分析用スマートセンサを実現することにある。

本発明の目的の第２は、インテリジェンス部を持たない一般的な液分析センサに対しても、簡単にスマートセンサ化でき、システムのコストダウンに貢献できる液分析用スマートセンサを実現することにある。

このような課題を達成するために、本発明は次の通りの構成になっている。
（１）液分析センサと、その測定結果を処理しディジタルデータとしてケーブル手段を介して変換器に渡すインテリジェンス部とが一体に結合した液分析用スマートセンサにおいて、
前記インテリジェンス部と前記液分析センサとの結合部および前記インテリジェンス部と前記ケーブル手段との結合部を、着脱可能にするコネクタ手段を備えることを特徴とする液分析用スマートセンサ。

（２）前記液分析センサの劣化による交換周期は、前記インテリジェンス部の寿命に対して短いことを特徴とする（１）に記載の液分析用スマートセンサ。

（３）前記液分析センサは、ガラス電極式ｐＨセンサであることを特徴とする（１）または（２）に記載の液分析用スマートセンサ。

（４）前記インテリジェンス部は、前記ガラス電極式ｐＨセンを校正するためのアプリケーションおよび校正履歴データを保持するメモリを備えることを特徴とする（３）に記載の液分析用スマートセンサ。

（５）前記インテリジェンス部は、前記変換器側から給電されるエレクトロニクスにより構成されていることを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載の液分析用スマートセンサ。

本発明によれば、次のような効果を期待することができる。
（１）従来の液分析用スマートセンサでは、液分析センサの寿命がきた時、インテリジェンス部をセンサごと廃棄するしか選択肢がなかったが、液分析センサとインテリジェンス部をコネクタ手段により分離する本発明の構成により、インテリジェンス部については、再利用が可能となる。

（２）また、一般的な液分析センサをスマートセンサ化する時、インテリジェンス部をセンサ毎に開発する必要であったが、本発明によれば、インテリジェンス部のコネクタ手段のピン配列と、液分析センサおよびケーブル手段との電気的仕様が同一であれば、どのような液分析センサでもスマートセンサ化することが可能となる。

本発明を適用した液分析用スマートセンサの一実施例を示す機能ブロック図である。本発明を適用した液分析用スマートセンサの運用状態を示す機能ブロック図である。従来の液分析用スマートセンサの構成例を示す機能ブロック図である。

以下本発明を、図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明を適用した液分析用スマートセンサの一実施例を示す機能ブロック図である。図３で説明した従来構成と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。

図１（Ａ）は、基本的なシステム構成を示している。本発明におけるインテリジェンス部１００の機能構成は、図１（Ｂ）に示す機能ブロック１０１乃至１０６よりなる。これら要素は、図３（Ｂ）に示した要素２１乃至２６に対応し、同一機能を備える。

本発明におけるインテリジェンス部１００の構成上の特徴部は、液分析センサ１０側に形成されたコネクタ手段１１と着脱可能に係合するコネクタ手段１０７、およびケーブル手段３０側に形成されたコネクタ手段３１と着脱可能に係合するコネクタ手段１０８を設けた構成にある。

図２は、コネクタ手段１０７および１０８を、コネクタ手段１１および３１に係合させた液分析用スマートセンサの運用状態を示す機能ブロック図である。この運用状態では、図３に示した従来構成の液分析用スマートセンサの構成と同一構成となる。

液分析センサ１０の劣化によりこれを廃棄する場合には、図１（Ａ）に示すようにコネクタ手段１０７とコネクタ手段１１の係合、およびコネクタ手段１０８とコネクタ手段３１の係合を分離させ、液分析センサ１０を廃棄し、インテリジェンス部１００を保存して再利用する。

液分析センサ１０を更新する場合には、更新する液分析センサ１０のコネクタ手段１１およびケーブル手段３のコネクタ手段３１を、再利用するインテリジェンス部１００のコネクタ手段１０７および１０８に夫々係合させて校正を実行し、インテリジェンス部１００のメモリ１０５に保持されている校正データを新たな液分析センサ１０に対応させて更新する。

また、一般的な液分析センサをスマートセンサ化する時には、取り外して保存されているインテリジェンス部１００のコネクタ手段のピン配列が、液分析センサおよびケーブル手段との電気的仕様と同一仕様であれば、インテリジェンス部１００のコネクタ手段と、液分析センサおよびケーブル手段のコネクタ手段とを単純に係合することにより、容易にスマートセンサ化することが可能となる。

液分析センサが、劣化による交換寿命が極めて短い電極式ｐＨセンサを用いた液分析用スマートセンサに適用した場合に本発明の効果が特に大きい。しかしながら、本発明の液分析センサは、電極式ｐＨセンサに限定されるものではなく、ＯＰＲ計、電気化学式酸素計、残留塩素計、導電率計等、各種の化学分析センサへの適用が可能である。

１０液分析センサ
１１コネクタ手段
３０ケーブル手段
３１コネクタ手段
４０変換器
５０上位ＤＣＳ
１００インテリジェンス部
１０１信号調整部
１０２データ変換部
１０３制御・データ処理部
１０４インターフェイス部
１０５メモリ
１０６電源部
１０７コネクタ手段
１０８コネクタ手段

Claims

液分析センサと、その測定結果を処理しディジタルデータとしてケーブル手段を介して変換器に渡すインテリジェンス部とが一体に結合した液分析用スマートセンサにおいて、
前記インテリジェンス部と前記液分析センサとの結合部および前記インテリジェンス部と前記ケーブル手段との結合部を、着脱可能にするコネクタ手段を備えることを特徴とする液分析用スマートセンサ。
前記液分析センサの劣化による交換周期は、前記インテリジェンス部の寿命に対して短いことを特徴とする請求項１に記載の液分析用スマートセンサ。
前記液分析センサは、ガラス電極式ｐＨセンサであることを特徴とする請求項１または２に記載の液分析用スマートセンサ。
前記インテリジェンス部は、前記ガラス電極式ｐＨセンを校正するためのアプリケーションおよび校正履歴データを保持するメモリを備えることを特徴とする請求項３に記載の液分析用スマートセンサ。
前記インテリジェンス部は、前記変換器側から給電されるエレクトロニクスにより構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の液分析用スマートセンサ。