JP2016075362A - Valve opening meter - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a valve opening meter of simple structure that can also be easily installed in an existing valve.SOLUTION: A valve opening meter 1 of this invention comprises a main body 28 attached to a handle of an object valve or to a part of a valve rod or the like integrally rotated with this handle; a rotation angle sensor 34 for getting information corresponding to a rotation angle of the handle; an opening output part 35 for outputting valve opening data on the basis of information corresponding to a rotation angle of the handle detected by the rotation angle sensor 34 as the handle is rotated; and an opening display part 36 for displaying the valve opening or valve opened or closed state on the basis of an output of the opening output part 35. The rotation angle sensor 34, opening output part 35 and opening display part 36 are attached to the main body 28. The rotation angle sensor 34 is composed of at least one of a magnetic sensor 40 and an acceleration sensor 41.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、弁の開閉状態又は開度を表示するための弁開度計に関する。   The present invention relates to a valve opening meter for displaying the opening / closing state or opening of a valve.

例えば発電プラント等の各種プラントには、多くの弁が設置されている。これらの弁のうち、電動モータで開閉駆動される電動弁、及び、大口径の手動弁では、その多くが、弁開度を表示するための開度計を備えている。しかし、小口径の手動弁では、開度計が設置されていないものが多い。これら小口径の手動弁では、その外観から開閉の状態を判別するのが困難である場合が多い。   For example, many valves are installed in various plants such as a power plant. Of these valves, many of the electric valves that are driven to open and close by an electric motor and the large-diameter manual valves include an opening meter for displaying the valve opening. However, many small-diameter manual valves are not provided with an opening meter. In these small-diameter manual valves, it is often difficult to determine the open / closed state from the appearance.

このような小口径弁には、その開閉操作後に、開弁又は閉弁を示す表示プレートをぶら下げるような対応がなされている。しかし、この方法では、表示プレートの変更を忘れたり、弁の開閉状態の誤認識の問題がある。さらに、開閉弁の誤操作に起因する弁の開閉状態の変化に気づかないというおそれもある。   Such a small-diameter valve is adapted to hang a display plate indicating opening or closing after the opening / closing operation. However, this method has a problem of forgetting to change the display plate or misrecognizing the open / closed state of the valve. Furthermore, there is a possibility that the change in the open / close state of the valve due to an erroneous operation of the open / close valve may not be noticed.

弁の開度表示装置としては、特開2013−024402号公報、特開2013−210038号公報等に提案されているものが知られている。しかし、例えば、これら従来の開度表示装置を既設の弁に設置しようとすれば、取り付け対象の弁の改造を要したり、開閉表示装置自体が大がかりな装置になったりする。   As valve opening display devices, those proposed in JP2013-024402A, JP2013-210038A, and the like are known. However, for example, if these conventional opening degree display devices are to be installed on existing valves, modification of the valve to be attached is required, or the open / close display device itself becomes a large-scale device.

特開2013−024402号公報JP 2013-024402 A 特開2013−210038号公報JP 2013-210038 A

本発明は、上記した現況に鑑みてなされたものである。本発明は、新規に製造される弁に対してはもちろんのこと、既設の弁に対しても容易に設置することが可能であり、構造が簡素で安価な弁開度計を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above-described present situation. It is an object of the present invention to provide a valve opening meter that has a simple structure and can be easily installed not only on a newly manufactured valve but also on an existing valve. It is aimed.

本発明に係る弁開度計は、
開閉用のハンドルを有する弁の開度又は開閉状態を表示する弁開度計であって、
上記ハンドル又はこのハンドルと一体で回転する部分に取り付けられる本体と、
上記ハンドルの回転角度に相当する情報を取得する回転角センサと、
上記ハンドルの回転操作に伴って上記回転角センサが検出したハンドルの回転角度に相当する情報に基づき、弁の開度データを出力する開度出力部と、
この開度出力部の出力に基づいて、弁の開度又は開閉状態を表示する開度表示部とを備えており、
上記回転角センサ、開度出力部及び開度表示部が、上記本体に取り付けられており、
上記回転角センサが、磁気センサ及び加速度センサの少なくとも一方から構成されている。
The valve opening meter according to the present invention is:
A valve opening meter for displaying an opening degree or an opening / closing state of a valve having a handle for opening and closing;
A main body attached to the handle or a portion rotating integrally with the handle;
A rotation angle sensor for acquiring information corresponding to the rotation angle of the handle;
Based on information corresponding to the rotation angle of the handle detected by the rotation angle sensor in accordance with the rotation operation of the handle, an opening output unit that outputs valve opening data;
Based on the output of the opening output unit, an opening display unit that displays the opening or open / closed state of the valve is provided,
The rotation angle sensor, the opening output unit and the opening display unit are attached to the main body,
The rotation angle sensor includes at least one of a magnetic sensor and an acceleration sensor.

好ましくは、上記開度出力部が、ハンドルの回転角度に応じた弁開度を演算するマイクロコンピュータを有している。また、上記開度表示部が、ハンドルの回転角度に応じて発光しうる、発光色の異なる複数の発光器を有しているのも好ましい。   Preferably, the opening degree output unit has a microcomputer for calculating a valve opening degree according to the rotation angle of the handle. Moreover, it is also preferable that the opening degree display unit has a plurality of light emitters having different emission colors that can emit light according to the rotation angle of the handle.

好ましくは、上記本体に取り付けられたトリガー部を備えており、
このトリガー部が照度センサを有しており、
この照度センサが外部からの光照射を受けることにより、上記回転角センサ、上記開度出力部及び上記開度表示部が起動するように構成されている。
Preferably, it includes a trigger portion attached to the main body,
This trigger part has an illuminance sensor,
The rotation angle sensor, the opening degree output unit, and the opening degree display unit are activated when the illuminance sensor receives external light irradiation.

好ましくは、上記本体に取り付けられたデータ通信部を備えており、
このデータ通信部が、開度出力部が出力した弁開度のデータを、外部の受信部に送信しうるように構成されている。
Preferably, it comprises a data communication unit attached to the main body,
This data communication part is comprised so that the data of the valve opening degree which the opening degree output part output can be transmitted to an external receiving part.

好ましくは、上記本体が、取付用ナット部を有しており、
この取付用ナット部が、手動弁のハンドルを弁棒に固定するための固定ナットの代わりに、上記弁棒に螺着されうるように構成されている。
Preferably, the main body has a mounting nut portion,
The mounting nut portion is configured to be screwed onto the valve stem instead of a fixing nut for fixing the handle of the manual valve to the valve stem.

本発明に係る弁は、開閉用のハンドルと、このハンドル又はこのハンドルと一体で回転する部分に取り付けられた弁開度計とを備えており、この弁開度計が、前述したうちのいずれかの弁開度計から構成されている。   The valve according to the present invention includes a handle for opening and closing, and a valve opening meter attached to the handle or a portion that rotates integrally with the handle. It consists of a valve opening meter.

本発明によれば、弁開度計が簡素な構造となり、しかも、既存の弁に対しても容易に取り付けることができる。   According to the present invention, the valve opening degree meter has a simple structure, and can be easily attached to an existing valve.

図1は、本発明の一実施形態に係る弁開度計が取り付けられた小口径の手動弁の一例を示す一部断面正面図である。FIG. 1 is a partial cross-sectional front view showing an example of a small-diameter manual valve to which a valve opening meter according to an embodiment of the present invention is attached. 図2は、図1の弁をII−II線に沿って見た一部切り欠き側面図である。FIG. 2 is a partially cutaway side view of the valve of FIG. 1 taken along line II-II. 図3は、図1の弁に取り付けられる開度計を示す一部断面正面図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional front view showing an opening meter attached to the valve of FIG. 1. 図4(a)は、磁気センサを用いた弁の開度を検出する方法を説明するためのグラフであり、図4(b)は、加速度センサを用いた弁の開度を検出する方法を説明するためのグラフである。FIG. 4A is a graph for explaining a method for detecting the opening degree of a valve using a magnetic sensor, and FIG. 4B shows a method for detecting the opening degree of a valve using an acceleration sensor. It is a graph for demonstrating.

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。   Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments with appropriate reference to the drawings.

図1及び図2には、本発明の一実施形態に係る開度計1が設置されうる手動弁(単に弁ともいう)2が示されている。図1は、弁2の一部断面正面図であり、図2はこの弁2の一部切り欠き側面図である。図1には、上端に開度計1が取り付けられた弁2が示されている。この弁2は、弁箱3、弁箱3に固定された円筒状のボンネット(蓋部材)4、ボンネット4に螺着されたヨーク5、ボンネット4内に挿通された弁棒6、弁棒6に外嵌され且つボンネット4内に順に装着された弁棒ガイド7、グランドパッキン8及びパッキン押さえ9、アイボルト22及びナット24(図2)によってパッキン押さえ9を下方に押圧するためのパッキン押さえ板10、並びに、弁棒6の上端近傍に装着された操作用のハンドル11を備えている。上記ボンネット4は、弁箱3の雌ねじ3aに螺着された上で、溶接によって弁箱3に固着されている。上記弁棒6の下端近傍は弁体12を構成している。   1 and 2 show a manual valve (also simply referred to as a valve) 2 in which an opening meter 1 according to an embodiment of the present invention can be installed. FIG. 1 is a partially sectional front view of the valve 2, and FIG. 2 is a partially cutaway side view of the valve 2. FIG. 1 shows a valve 2 with an opening meter 1 attached to the upper end. The valve 2 includes a valve box 3, a cylindrical bonnet (lid member) 4 fixed to the valve box 3, a yoke 5 screwed to the bonnet 4, a valve rod 6 inserted into the bonnet 4, and a valve rod 6 A packing presser plate 10 for pressing the packing presser 9 downward by means of a valve stem guide 7, a gland packing 8 and a packing presser 9, an eyebolt 22 and a nut 24 (FIG. 2) which are externally fitted to the bonnet 4 in order. In addition, an operation handle 11 is provided near the upper end of the valve stem 6. The bonnet 4 is screwed onto the female screw 3a of the valve box 3, and is fixed to the valve box 3 by welding. The vicinity of the lower end of the valve stem 6 constitutes a valve body 12.

弁箱3の内部には、流体の入口13から弁座14の部分を経由して出口15に至る流路16が形成されている。弁座14の内径は、弁体12の外径より小さくされている。上記弁座14に弁体12が圧接されることにより、流路16が閉止される。図1には、全閉状態の弁2が示されている。   Inside the valve box 3, a flow path 16 is formed from the fluid inlet 13 through the valve seat 14 to the outlet 15. The inner diameter of the valve seat 14 is smaller than the outer diameter of the valve body 12. When the valve body 12 is pressed against the valve seat 14, the flow path 16 is closed. FIG. 1 shows the valve 2 in a fully closed state.

図2に示されるように、ヨーク5の下部の外周には、180°間隔に一対のボルト支持部21が突設されている。このボルト支持部21にはそれぞれ、アイボルト22がピン23によって回動自在に枢支されている。上記パッキン押さえ板10のU字状の切り欠き開口10aには、このアイボルト22が挿通されている。アイボルト22にはナット24が螺着されている。このナット24を締め付けることにより、パッキン押さえ板10を介してパッキン押さえ9が下方に押し下げられる。これにより、グランドパッキン8が押圧され、弁2の内部と外部とが液密且つ気密にシールされうる。   As shown in FIG. 2, a pair of bolt support portions 21 project from the outer periphery of the lower portion of the yoke 5 at intervals of 180 °. An eye bolt 22 is pivotally supported by the bolt support portion 21 by a pin 23. The eyebolt 22 is inserted into the U-shaped notch opening 10 a of the packing holding plate 10. A nut 24 is screwed onto the eyebolt 22. By tightening the nut 24, the packing retainer 9 is pushed downward via the packing retainer plate 10. Thereby, the gland packing 8 is pressed and the inside and outside of the valve 2 can be sealed in a liquid-tight and air-tight manner.

上記弁棒ガイド7は、ボンネット4の雌ねじ4aに螺着されている。ヨーク5の上端には、スリーブ17が固定されている。弁棒6の上部に形成された雄ねじ6aが、このスリーブ17の雌ねじ17aに螺合されている。従って、ハンドル11が回転させられると、弁棒6がハンドル11と一体で回転しながら上下動する。弁棒ガイド7の内径側には段差7aが形成されている。弁棒6の下端近傍にも段差6bが形成されている。弁棒6が上昇すると、これら段差6b、7a同士が当接し、弁2は全開状態(図示せず)となる。逆に、弁棒6が下降すると、弁体12が弁座14に当接し、弁2は全閉状態となる。全閉から全開までは、弁2のリフト(図1中の符号L)と呼ばれる。   The valve stem guide 7 is screwed onto the female screw 4 a of the bonnet 4. A sleeve 17 is fixed to the upper end of the yoke 5. A male screw 6 a formed on the upper portion of the valve stem 6 is screwed into a female screw 17 a of the sleeve 17. Therefore, when the handle 11 is rotated, the valve stem 6 moves up and down while rotating integrally with the handle 11. A step 7 a is formed on the inner diameter side of the valve stem guide 7. A step 6 b is also formed near the lower end of the valve stem 6. When the valve stem 6 is raised, the steps 6b and 7a come into contact with each other, and the valve 2 is fully opened (not shown). Conversely, when the valve stem 6 is lowered, the valve body 12 comes into contact with the valve seat 14 and the valve 2 is fully closed. From fully closed to fully open, it is called a lift of the valve 2 (reference symbol L in FIG. 1).

弁棒6の上端近傍には、四角形断面の係合部18が形成されている。ハンドル11の中央のボス部19には四角形の貫通孔19aが形成されている。このハンドル11の貫通孔19aに弁棒6の係合部18が挿通されることにより、両者6、11が一体で回転可能となる。図2に示されるように、弁棒6の上端には雄ねじ6cが形成されており、この雄ねじ6cにナット20が螺着されることにより、ハンドル11が弁棒6に固定される。図示のごとく、このナット20を外して、弁棒6の雄ねじ6cに上記開度計1を取り付けることができる(図1)。この雄ねじ6cに取り付けられた開度計1は、ハンドル11及び弁棒6と一体で回転しうる。開度計1を設置するために、弁2にわずかな改造すら加える必要はない。   In the vicinity of the upper end of the valve stem 6, an engaging portion 18 having a square cross section is formed. A rectangular through hole 19 a is formed in the central boss portion 19 of the handle 11. When the engaging portion 18 of the valve stem 6 is inserted into the through hole 19a of the handle 11, the both 6 and 11 can rotate together. As shown in FIG. 2, a male screw 6 c is formed at the upper end of the valve stem 6, and the handle 11 is fixed to the valve stem 6 by a nut 20 being screwed onto the male screw 6 c. As shown in the drawing, the nut 20 can be removed and the opening meter 1 can be attached to the male screw 6c of the valve stem 6 (FIG. 1). The opening meter 1 attached to the male screw 6 c can rotate integrally with the handle 11 and the valve stem 6. It is not necessary to add a slight modification to the valve 2 in order to install the opening meter 1.

図3には開度計1が示されている。この開度計1は、本体28と取付用ナット29とを備えている。取付用ナット29は、本体28を装着対象の弁2の弁棒6の雄ねじ6cに取り付けるためのものである。取付用ナット29には、前述した弁棒6の上端の雄ねじに螺合しうる雌ねじ29aが形成されている。本体28は、後述の機能部品を収容するための本体容器30を備えている。本体容器30は、その底部を構成するとともに上記取付用ナット29に接続する台座部31を備えている。   FIG. 3 shows the opening meter 1. The opening meter 1 includes a main body 28 and a mounting nut 29. The attachment nut 29 is for attaching the main body 28 to the male screw 6c of the valve stem 6 of the valve 2 to be attached. The mounting nut 29 is formed with a female screw 29a that can be screwed into the male screw at the upper end of the valve stem 6 described above. The main body 28 includes a main body container 30 for housing functional components described later. The main body container 30 includes a pedestal portion 31 that constitutes a bottom portion thereof and is connected to the mounting nut 29.

本体容器30は、実質的に有底円筒状を呈している。本体容器30は、液密にシールされた防水構造を有している。本体容器30は、透明又は半透明の材料から形成されている。台座部31の下面には、雄ねじ32aが形成された接続用凸部32が突設されている。この接続用凸部32は、前述した取付用ナット29の雌ねじ29aに螺号しうる。この螺合により、本体容器30が取付用ナット29と一体化される。   The main body container 30 has a substantially bottomed cylindrical shape. The main body container 30 has a waterproof structure that is liquid-tightly sealed. The main body container 30 is formed of a transparent or translucent material. On the lower surface of the pedestal portion 31, a connecting convex portion 32 in which a male screw 32 a is formed protrudes. The connecting projection 32 can be screwed onto the female thread 29a of the mounting nut 29 described above. By this screwing, the main body container 30 is integrated with the mounting nut 29.

本実施形態では、取付用ナット29の雌ねじ29a、及び、接続用凸部32の雄ねじ32aは、対象弁2の弁棒6の上端の雄ねじ6cと同一サイズにされている。しかし、接続用凸部32の雄ねじ32aのサイズは、対象弁2の弁棒6の雄ねじ6cのサイズに関わらず、一定にしてもよい。この場合は、取付用ナット29の雌ねじ29aは、同軸上の上下で異なるサイズにする必要が生じうる。例えば、接続用凸部32の雄ねじ32aのサイズをM8で一定にし、M12の雄ねじを有する弁棒に取り付ける場合、取付用ナット29の雌ねじ29aを、上部40%程度の範囲をM8とし、下部60%程度をM12とすることができる。   In the present embodiment, the female thread 29 a of the mounting nut 29 and the male thread 32 a of the connecting projection 32 are the same size as the male thread 6 c at the upper end of the valve stem 6 of the target valve 2. However, the size of the male screw 32 a of the connecting convex portion 32 may be constant regardless of the size of the male screw 6 c of the valve stem 6 of the target valve 2. In this case, the female thread 29a of the mounting nut 29 may need to have different sizes on the upper and lower sides on the same axis. For example, when the size of the male thread 32a of the connecting convex part 32 is made constant at M8 and attached to a valve stem having an M12 male thread, the female thread 29a of the mounting nut 29 is M8 in the upper 40% range and the lower part 60. % Can be M12.

上記機能部品は、回転角センサ34、開度出力部35、開度表示部36、データ通信部37、トリガー部38及び電源39である。回転角センサ34は、上記ハンドル11の回転角度に相当する情報を検出する。開度出力部35は、回転角センサ34が検出したこの情報に基づいて、ハンドル11の回転角度及び弁の開度を演算してこれを出力する。開度出力部35による弁開度の出力に基づいて、開度表示部36による弁2の開閉状態の本体容器30への表示がなされる。また、データ通信部37により、開度出力部35が出力した開度データが、外部の受信部であるパソコン等に無線送信される。トリガー部38は、外部信号により、上記機能部品を起動させる。これは、常時は、節電を目的として、各機能部品に対する電源39がオフにされていることによるものである。この電源39は、機能部品に対し、必要な電力を供給する駆動電源である。   The functional components are a rotation angle sensor 34, an opening output unit 35, an opening display unit 36, a data communication unit 37, a trigger unit 38, and a power source 39. The rotation angle sensor 34 detects information corresponding to the rotation angle of the handle 11. The opening degree output unit 35 calculates the rotation angle of the handle 11 and the opening degree of the valve based on this information detected by the rotation angle sensor 34 and outputs it. Based on the output of the valve opening by the opening output unit 35, the opening / closing state of the valve 2 is displayed on the main body container 30 by the opening display unit 36. Further, the opening degree data output from the opening degree output unit 35 is wirelessly transmitted by the data communication unit 37 to a personal computer or the like as an external receiving unit. The trigger unit 38 activates the functional component by an external signal. This is because the power supply 39 for each functional component is normally turned off for the purpose of power saving. The power source 39 is a drive power source that supplies necessary power to the functional components.

回転角センサ34として、磁気センサ40及び加速度センサ41の少なくとも一方が採用されうる。これらのセンサ40、41としては、例えば、市販の電子コンパス、3軸磁気センサ、3軸加速度センサ等が採用されうる。磁気センサ40は磁気強度を時系列に検出することができる。加速度センサ41は重力加速度を時系列に検出することができる。地磁気の強度及び方向、並びに、重力加速度の大きさ及び方向は、いずれも一定している。地磁気の方向と重力加速度の方向とは、互いに異なっている。重力加速度の方向は鉛直方向であり、地磁気の方向は鉛直に対して傾斜した方向である。磁気センサ40の検出部がホール素子から構成されている場合、ホール素子は、そこを通過する磁束の大きさに応じた電気(素量)を生じる。磁気センサ40の検出面が、その回転に伴って地磁気を連続して横切る。これにより、地磁気を横切る検出面の傾きの変化に応じて、測定される地磁気の大きさは一定サイクルで変化する。加速度センサ41の検出部が圧電素子及び錘から構成されている場合、圧電素子は、そこに加わった錘の重力に比例した電気(素量)を生じる。加速度センサ41は、その検出面が回転に伴って重力を連続して横切る。これにより、重力を横切る検出面の傾きの変化に応じて、測定される重力加速度の大きさは一定サイクルで変化する。   As the rotation angle sensor 34, at least one of the magnetic sensor 40 and the acceleration sensor 41 can be employed. As these sensors 40 and 41, for example, a commercially available electronic compass, a triaxial magnetic sensor, a triaxial acceleration sensor, or the like can be employed. The magnetic sensor 40 can detect the magnetic intensity in time series. The acceleration sensor 41 can detect the gravitational acceleration in time series. The strength and direction of geomagnetism and the magnitude and direction of gravitational acceleration are all constant. The direction of geomagnetism and the direction of gravitational acceleration are different from each other. The direction of gravity acceleration is a vertical direction, and the direction of geomagnetism is a direction inclined with respect to the vertical. When the detection part of the magnetic sensor 40 is comprised from a Hall element, a Hall element produces the electricity (elementary quantity) according to the magnitude | size of the magnetic flux which passes there. The detection surface of the magnetic sensor 40 continuously traverses the geomagnetism as it rotates. Thereby, the magnitude of the measured geomagnetism changes in a constant cycle according to the change in the inclination of the detection surface across the geomagnetism. When the detection unit of the acceleration sensor 41 is composed of a piezoelectric element and a weight, the piezoelectric element generates electricity (elementary quantity) proportional to the gravity of the weight applied thereto. The acceleration sensor 41 continuously crosses the gravity as its detection surface rotates. Thereby, the magnitude of the measured gravitational acceleration changes in a constant cycle in accordance with the change in the inclination of the detection surface across the gravity.

磁気センサ40及び加速度センサ41のうちの一方を採用する場合、磁気センサ40を選択するのが好ましい。なぜなら、加速度センサ41では、弁棒の軸が鉛直を向くように設置された弁では、その機能を発揮することが困難だからである。重力は鉛直方向に作用しているが、弁は、その弁棒が鉛直を向くように設置されることが多いからである。従って、鉛直軸回りに回転する加速度センサ41では、重力加速度の検出値に変化が生じない。一方、磁気センサ40であれば、弁棒の軸が鉛直を向くように設置された弁であっても、回転に伴って検出する地磁気の検出値に変化が生じる。   When one of the magnetic sensor 40 and the acceleration sensor 41 is employed, the magnetic sensor 40 is preferably selected. This is because it is difficult for the acceleration sensor 41 to exert its function with a valve installed so that the axis of the valve stem faces vertically. This is because gravity acts in the vertical direction, but the valve is often installed so that its valve stem faces vertically. Therefore, in the acceleration sensor 41 that rotates around the vertical axis, the detected value of the gravitational acceleration does not change. On the other hand, in the case of the magnetic sensor 40, even if the valve is installed so that the axis of the valve stem is oriented vertically, the detected value of the geomagnetism detected with the rotation changes.

一方、弁棒の軸が地磁気の方向を向くように設置された弁の場合、磁気センサ40ではその機能を発揮することが困難である。しかし、弁がこのような姿勢で設置されることは希有である。このような姿勢の弁であっても、加速度センサ41であれば、回転に伴って検出する加速度の大きさに変化が生じる。以上のとおり、磁気センサ40及び加速度センサ41は、互いの不感帯域を補完し合っているといえる。弁の設置姿勢が決定されている場合は、この姿勢に応じて採用するセンサを決定すればよい。この場合は、いずれか一方のセンサで事足りる。本実施形態の開度計1では、安全を期して、磁気センサ40及び加速度センサ41の両方が設置されている。   On the other hand, in the case of a valve installed so that the axis of the valve stem faces the direction of geomagnetism, it is difficult for the magnetic sensor 40 to perform its function. However, it is rare that the valve is installed in such a posture. Even if the valve is in such a posture, if it is the acceleration sensor 41, the magnitude of the acceleration to be detected changes with rotation. As described above, it can be said that the magnetic sensor 40 and the acceleration sensor 41 complement each other's dead band. When the installation posture of the valve is determined, a sensor to be adopted may be determined according to this posture. In this case, one of the sensors is sufficient. In the opening degree meter 1 of the present embodiment, both the magnetic sensor 40 and the acceleration sensor 41 are installed for safety.

図4に示されるように、ハンドル11の回転に伴い、開度計1が弁棒6の軸回りに回転すると、磁気センサ40による地磁気の検出値は、360°回転毎に正弦波状に周期的に変化する(図4(a))。また、加速度センサ41による重力加速度の検出値も、360°回転毎に周期的に変化する(図4(b))。図4のグラフの横軸は回転角度を表し、縦軸は地磁気の検出値(図4(a))及び重力加速度の検出値(図4(b))を表す。この検出値の周期的な変化により、ハンドル11の回転角度及び回転数が求められる。このハンドル11の回転角度及び回転数から、弁棒6の移動距離、すなわち弁2の開度が求められうる。予め、ハンドルを全閉から全開へ回転させることにより、ハンドルの回転角度と地磁気又は加速度の検出値との関係、全閉位置と全開位置との回転角度差、全閉位置及び全開位置それぞれにおける地磁気又は加速度の検出値等を記録しておく。この地磁気の検出値又は加速度の検出値と弁開度との関係の求め方の詳細は、以下のとおりである。   As shown in FIG. 4, when the opening meter 1 rotates around the axis of the valve stem 6 as the handle 11 rotates, the detected value of the geomagnetism by the magnetic sensor 40 is periodically sinusoidally every 360 ° rotation. (FIG. 4A). The detected value of the gravitational acceleration by the acceleration sensor 41 also changes periodically every 360 ° rotation (FIG. 4B). The horizontal axis of the graph of FIG. 4 represents the rotation angle, and the vertical axis represents the detected value of geomagnetism (FIG. 4A) and the detected value of gravitational acceleration (FIG. 4B). The rotation angle and the number of rotations of the handle 11 are obtained by the periodic change of the detected value. From the rotation angle and rotation speed of the handle 11, the moving distance of the valve rod 6, that is, the opening degree of the valve 2 can be obtained. By rotating the handle from fully closed to fully open in advance, the relationship between the rotation angle of the handle and the detected value of geomagnetism or acceleration, the rotation angle difference between the fully closed position and the fully open position, and the geomagnetism at each of the fully closed position and the fully open position. Alternatively, the detected acceleration value is recorded. The details of how to obtain the relationship between the detected value of geomagnetism or the detected value of acceleration and the valve opening are as follows.

図4に示されるように、例えば弁2の全閉時点を基準にし、この全閉時の回転角度を0°と決定する。全閉時点から、ハンドル11を開弁方向(反時計方向)に回転させつつ、磁気強度を測定する。弁2の全閉位置から全開位置まで、磁気強度の測定値がハンドル11の回転角度と対応させられて時系列に記録される。全閉時点における地磁気の検出値(初期値)T0が、回転角度=0°に対応付けられている。   As shown in FIG. 4, for example, based on the fully closed time of the valve 2, the rotation angle at the fully closed time is determined to be 0 °. From the fully closed time point, the magnetic strength is measured while rotating the handle 11 in the valve opening direction (counterclockwise). From the fully closed position to the fully open position of the valve 2, the measured value of the magnetic strength is recorded in time series in correspondence with the rotation angle of the handle 11. The detected value (initial value) T0 of the geomagnetism at the fully closed time is associated with the rotation angle = 0 °.

以上の予備測定結果の記録により、以下のことが判る。全閉時点から任意の回転角度θ1における地磁気の検出値はT1である。この検出値T1から、開弁方向への回転角θ1が特定できる。この回転角度θ1の位置からハンドル11を回転させて、検出値がT1より増加すれば、ハンドル11は開弁方向に回転されていることが判る。逆に、検出値がT1より減少すれば、ハンドル11は閉弁方向に回転されていることが判る。全閉から全開までの如何なる位置においても、地磁気の検出値の変化によってハンドル11の回転方向が識別できる。そして、検出値T1の位置から開弁方向に任意の角度だけハンドルを回転させたときの検出値T2から、全閉時からの回転角θ2を特定することができる。全閉から全開までの回転角と地磁気との時系列の対応データによれば、検出された地磁気の大きさから弁開度、すなわち全開リフトLに対する開度の割合(1/4L、1/16L等)、が把握されうる。加えて、弁棒6の雄ねじ6aのねじピッチも既知であるから、このデータからも、ハンドル11の回転角度と弁棒6の移動距離(例えばmm単位)とを対応づけることができる。加速度センサ41による場合も、上記と同じ結果が得られる。従って、加速度センサ41による検出値G0、G1、G2に基づいた開度検出の説明は省略される。   From the above preliminary measurement results, the following can be understood. The detected value of geomagnetism at an arbitrary rotation angle θ1 from the fully closed time point is T1. From this detection value T1, the rotation angle θ1 in the valve opening direction can be specified. If the handle 11 is rotated from the position of the rotation angle θ1 and the detected value increases from T1, it can be seen that the handle 11 is rotated in the valve opening direction. Conversely, if the detected value decreases from T1, it can be seen that the handle 11 is rotated in the valve closing direction. At any position from fully closed to fully open, the rotation direction of the handle 11 can be identified by the change in the detected value of geomagnetism. Then, from the detection value T2 when the handle is rotated by an arbitrary angle in the valve opening direction from the position of the detection value T1, the rotation angle θ2 from the fully closed state can be specified. According to the time-series correspondence data between the rotation angle from fully closed to fully open and the geomagnetism, the valve opening degree, that is, the ratio of the opening degree to the fully open lift L (1 / 4L, 1 / 16L) from the detected magnitude of geomagnetism. Etc.) can be grasped. In addition, since the thread pitch of the male thread 6a of the valve stem 6 is also known, the rotation angle of the handle 11 can be associated with the moving distance (for example, in mm) of the valve stem 6 also from this data. In the case of using the acceleration sensor 41, the same result as above is obtained. Therefore, description of the opening degree detection based on the detected values G0, G1, and G2 by the acceleration sensor 41 is omitted.

開度出力部35としては、CPU、メモリ等を含んだマイクロコンピュータ42を採用しうる。マイクロコンピュータ42は、磁気センサ40及び/又は加速度センサ41が検出した時系列の地磁気及び/又は重力加速度の各大きさに基づき、前述したとおり弁2の開度を演算する。マイクロコンピュータ42では、弁2の全閉から全開に至るまでの、地磁気及び/又は重力加速度の各大きさと弁開度との関係が得られている。従って、全閉から全開に至るまでの定量的な開度情報を出力することが可能である。   As the opening degree output unit 35, a microcomputer 42 including a CPU, a memory and the like can be adopted. The microcomputer 42 calculates the opening degree of the valve 2 as described above based on each time series of geomagnetism and / or gravity acceleration detected by the magnetic sensor 40 and / or the acceleration sensor 41. In the microcomputer 42, the relationship between each magnitude of geomagnetism and / or gravitational acceleration and the valve opening is obtained from the fully closed state to the fully opened state of the valve 2. Therefore, it is possible to output quantitative opening degree information from fully closed to fully open.

開度出力部35の出力に基づいて出力表示を行う前述の開度表示部36としては、発光色の異なる複数の発光器(LED)43を採用してもよい。この複数のLED43は、マイクロコンピュータ42から出力された弁開度情報に応じて、異なる色彩及び/または異なる輝度の光を発しうる。例えば、全開時は青色LEDが点灯し、全閉時は赤色LEDが点灯し、中間開度(全開および全閉以外)時は白色LEDが点灯するようにしてもよい。また、全開、中間開度、全閉それぞれを、輝度の異なる同一色によって表示してもよい。または、光の輝度と色彩との組み合わせにより、全開、中間開度、全閉のそれぞれを表示してもよい。開度表示部36として、このLEDに代えて、開度を定量的に示す電光表示板が用いられてもよい。   As the opening degree display unit 36 that performs output display based on the output of the opening degree output unit 35, a plurality of light emitters (LEDs) 43 having different emission colors may be employed. The plurality of LEDs 43 can emit light having different colors and / or different luminances according to the valve opening information output from the microcomputer 42. For example, a blue LED may be lit when fully open, a red LED may be lit when fully closed, and a white LED may be lit when the intermediate opening is other than full open and fully closed. Further, full open, intermediate opening, and full close may be displayed in the same color with different luminance. Or you may display each of full open, intermediate | middle opening degree, and full close by the combination of the brightness | luminance and color of light. As the opening degree display unit 36, an electric light display plate that quantitatively indicates the opening degree may be used instead of the LED.

データ通信部37としては、例えば、市販の無線通信モジュールが採用されうる。このデータ通信部37は、開度出力部35による弁開度情報を、図示しない外部のパソコン等に送信する。この場合の弁開度情報としては、マイクロコンピュータ42で演算された全閉から全開に至るまでの定量的な開度データである。外部のパソコンでは、この開度データから、開度のパーセント、全閉時から全開方向への弁棒6の移動距離等が演算され、また、全開、中間開度、全閉の3種類の状態が区別され得る。又は、マイクロコンピュータ42から、全開、中間開度、全閉の各状態を示す3種類の信号、開度のパーセント表示、全閉時から全開方向への弁棒6の移動距離等を示す信号を出力することも可能である。   As the data communication unit 37, for example, a commercially available wireless communication module can be adopted. The data communication unit 37 transmits the valve opening information by the opening output unit 35 to an external personal computer (not shown). The valve opening information in this case is quantitative opening degree data from fully closed to fully opened calculated by the microcomputer 42. The external computer calculates the percentage of the opening, the travel distance of the valve stem 6 from the fully closed position to the fully opened direction, etc. from the opening data, and has three types of states: fully open, intermediate opening, and fully closed. Can be distinguished. Or, from the microcomputer 42, three kinds of signals indicating the states of full opening, intermediate opening, and full closing, percentage display of the opening, and a signal indicating the movement distance of the valve stem 6 in the fully opening direction from the fully closed time. It is also possible to output.

電源39としては、市販の小型のいわゆるボタン型のアルカリ電池、リチウム電池、酸化銀電池等が採用されうる。この電池に対して半導体部品を活用することにより、省電力効果が期待できる。さらなる節電のために、常時は、この電源39をオフの状態にしておくことも可能である。この場合、ハンドル操作に先立って開度計1を起動するために、下記のトリガー部38を必要とする。   As the power source 39, a commercially available small button-type alkaline battery, lithium battery, silver oxide battery, or the like can be used. By using semiconductor parts for this battery, a power saving effect can be expected. For further power saving, it is also possible to keep the power supply 39 off at all times. In this case, in order to start the opening meter 1 prior to the handle operation, the following trigger unit 38 is required.

上記トリガー部38としては、光ダイオード等の半導体を含んだ照度センサ44が採用されうる。この照度センサ44は、外部からの信号である所定値以上の照度を検知したときに通電して検知信号を発する。この検知信号により、磁気センサ40、加速度センサ41、マイクロコンピュータ42、LED43が起動する。上記所定の照度(基準照度)を調節することは可能である。外部からの信号としては、レーザーポインター、LEDランプ等からの照射光が該当する。使用者が、レーザーポインター、LEDランプ等によって開度計1に光を照射する起動アクションをとることにより、開度計1が起動する。   As the trigger unit 38, an illuminance sensor 44 including a semiconductor such as a photodiode can be employed. The illuminance sensor 44 is energized to generate a detection signal when it detects an illuminance of a predetermined value or more, which is a signal from the outside. By this detection signal, the magnetic sensor 40, the acceleration sensor 41, the microcomputer 42, and the LED 43 are activated. It is possible to adjust the predetermined illuminance (reference illuminance). As an external signal, irradiation light from a laser pointer, an LED lamp, or the like corresponds. When the user takes an activation action of irradiating light to the opening meter 1 with a laser pointer, an LED lamp or the like, the opening meter 1 is activated.

この開度計1は、アラーム機能を有しているのが好ましい。前述のとおり、ハンドル11の回転操作を行う際には、開度計1が起動されていることが重要である。常に、マイクロコンピュータ42が、回転に伴う現時点での開度情報を記憶しておく必要があるからである。従って、もし、レーザーポインター、LEDランプ等による起動アクションをとることなくハンドル操作をした場合は、開度計1がアラーム表示をする。具体的には、この開度計1には、加速度センサの一種からなるモーションセンサ45が装備されている。このモーションセンサ45が、ハンドル11の回転を検知する。このモーションセンサ45の検知信号により、マイクロコンピュータ42からLED43に対して、前述の3段階の開度(全開、全閉、中間開度)を示す光とは異なる光の発光を指示する。例えば、赤色光の点滅、3色の光の点滅等である。このモーションセンサ45は極低消費電力という特徴を有しており、常時通電されてはいるが、上記ボタン型電池39を消耗させるおそれはない。   The opening meter 1 preferably has an alarm function. As described above, when the handle 11 is rotated, it is important that the opening meter 1 is activated. This is because the microcomputer 42 always needs to store the current opening degree information associated with the rotation. Therefore, if the steering wheel is operated without taking a starting action by a laser pointer, an LED lamp or the like, the opening meter 1 displays an alarm. Specifically, the opening meter 1 is equipped with a motion sensor 45 that is a kind of acceleration sensor. This motion sensor 45 detects the rotation of the handle 11. Based on the detection signal of the motion sensor 45, the microcomputer 42 instructs the LED 43 to emit light different from the light indicating the above-described three stages of opening (fully opened, fully closed, intermediate opening). For example, blinking red light, blinking light of three colors, and the like. This motion sensor 45 has a feature of extremely low power consumption and is always energized, but there is no possibility of consuming the button-type battery 39.

この開度計1は、データ通信部37により、外部のパソコン等とデータの送受信を可能としてもよい。ICタグ機能により、各弁2のID管理が可能となり、外部のパソコンや情報端末において構築されている弁開度監視システムとの連携が可能となる。この結果、プラントの運転の信頼性向上、運転員のプラント管理業務の労力軽減に寄与しうる。   The opening meter 1 may be capable of transmitting / receiving data to / from an external personal computer or the like through the data communication unit 37. With the IC tag function, ID management of each valve 2 becomes possible, and cooperation with a valve opening degree monitoring system constructed in an external personal computer or information terminal becomes possible. As a result, it can contribute to the improvement of the reliability of plant operation and the reduction of the labor of the plant management work of the operator.

本実施形態では、開度計1が弁2の弁棒6に装着される。しかし、開度計の装着対象は弁棒6には限定されない。開度計は、ハンドル11に装着されてもよい。このような開度計は、前述の取付用ナット29に代えて、ハンドル11をしっかりと把持するクランプを備えるのが好ましい。ハンドル装着式の開度計は、弁棒がハンドルと一体に回転することのない弁に好適である。このような弁としては、スリーブが、ハンドルと一体で回転し、ヨークに対して上下動不能にされている弁である。このような弁では、ハンドルの回転操作により、弁棒が回転することなく上下動する。   In the present embodiment, the opening degree meter 1 is attached to the valve rod 6 of the valve 2. However, the mounting target of the opening meter is not limited to the valve stem 6. The opening meter may be attached to the handle 11. Such an opening meter preferably includes a clamp that firmly holds the handle 11 instead of the mounting nut 29 described above. A handle-mounted opening degree meter is suitable for a valve whose valve stem does not rotate integrally with the handle. Such a valve is a valve in which a sleeve rotates integrally with the handle and cannot move up and down with respect to the yoke. In such a valve, the valve stem moves up and down without rotating due to the rotating operation of the handle.

以上説明された弁開度計は、手動弁の開閉状態の確認に有用である。   The valve opening meter described above is useful for confirming the open / close state of the manual valve.

1・・・開度計
2・・・手動弁
3・・・弁箱
4・・・ボンネット
5・・・ヨーク
6・・・弁棒
7・・・弁棒ガイド
8・・・グランドパッキン
9・・・パッキン押さえ
10・・・パッキン押さえ板
11・・・ハンドル
12・・・弁体
13・・・流体入口
14・・・弁座
15・・・流体出口
16・・・流路
17・・・スリーブ
18・・・(弁棒の)係合部
19・・・(ハンドルの)ボス部
20・・・ナット
21・・・ボルト支持部
22・・・アイボルト
23・・・ピン
24・・・ナット
28・・・本体
29・・・取付用ナット
30・・・本体容器
31・・・台座部
32・・・接続用凸部
34・・・回転角センサ
35・・・開度出力部
36・・・開度表示部
37・・・データ通信装置
38・・・トリガー部
39・・・電源
40・・・磁気センサ
41・・・加速度センサ
42・・・マイクロコンピュータ
43・・・LED
44・・・照度センサ
45・・・モーションセンサ
L・・・(弁の)リフト
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Opening meter 2 ... Manual valve 3 ... Valve box 4 ... Bonnet 5 ... Yoke 6 ... Valve rod 7 ... Valve rod guide 8 ... Gland packing 9. .... Packing retainer 10 ... Packing retainer plate 11 ... Handle 12 ... Valve element 13 ... Fluid inlet 14 ... Valve seat 15 ... Fluid outlet 16 ... Flow path 17 ... Sleeve 18 ... engagement part of valve stem 19 ... boss part of handle 20 ... nut 21 ... bolt support part 22 ... eye bolt 23 ... pin 24 ... nut 28 ... Main body 29 ... Mounting nut 30 ... Main body container 31 ... Base part 32 ... Connection convex part 34 ... Rotation angle sensor 35 ... Opening output part 36 ... -Opening display unit 37 ... Data communication device 38 ... Trigger unit 39 ... Power supply 0 ... magnetic sensor 41 ... acceleration sensor 42 ... microcomputer 43 ... LED
44 ... Illuminance sensor 45 ... Motion sensor L ... (Valve) lift

Claims (7)

開閉用のハンドルを有する弁の開度又は開閉状態を表示する弁開度計であって、
上記ハンドル又はこのハンドルと一体で回転する部分に取り付けられる本体と、
上記ハンドルの回転角度に相当する情報を取得する回転角センサと、
上記ハンドルの回転操作に伴って上記回転角センサが検出したハンドルの回転角度に相当する情報に基づき、弁の開度データを出力する開度出力部と、
この開度出力部の出力に基づいて、弁の開度又は開閉状態を表示する開度表示部とを備えており、
上記回転角センサ、上記開度出力部及び上記開度表示部が、上記本体に取り付けられており、
上記回転角センサが、磁気センサ及び加速度センサの少なくとも一方からなる、弁開度計。
A valve opening meter for displaying an opening degree or an opening / closing state of a valve having a handle for opening and closing;
A main body attached to the handle or a portion rotating integrally with the handle;
A rotation angle sensor for acquiring information corresponding to the rotation angle of the handle;
Based on information corresponding to the rotation angle of the handle detected by the rotation angle sensor in accordance with the rotation operation of the handle, an opening output unit that outputs valve opening data;
Based on the output of the opening output unit, an opening display unit that displays the opening or open / closed state of the valve is provided,
The rotation angle sensor, the opening output unit and the opening display unit are attached to the main body,
A valve opening degree meter, wherein the rotation angle sensor includes at least one of a magnetic sensor and an acceleration sensor.
上記開度出力部が、ハンドルの回転角度に応じた弁開度を演算するマイクロコンピュータを有している、請求項1に記載の弁開度計。   The valve opening degree meter according to claim 1, wherein the opening degree output unit includes a microcomputer that calculates a valve opening degree according to a rotation angle of the handle. 上記開度表示部が、ハンドルの回転角度に応じて発光しうる、発光色の異なる複数の発光器を有している、請求項1又は2に記載の弁開度計。   The valve opening degree meter according to claim 1 or 2, wherein the opening degree display unit includes a plurality of light emitters having different emission colors that can emit light according to a rotation angle of a handle. 上記本体に取り付けられたトリガー部を備えており、
このトリガー部が照度センサを有しており、
この照度センサが外部からの光照射を受けることにより、上記回転角センサ、上記開度出力部及び上記開度表示部が起動するように構成されている、請求項1から3のいずれかに記載の弁開度計。
It has a trigger part attached to the main body,
This trigger part has an illuminance sensor,
The illuminance sensor is configured such that the rotation angle sensor, the opening degree output unit, and the opening degree display unit are activated by receiving external light irradiation. Valve opening meter.
上記本体に取り付けられたデータ通信部を備えており、
このデータ通信部が、開度出力部が出力した弁開度のデータを、外部の受信部に送信しうるように構成されている、請求項1から4のいずれかに記載の弁開度計。
It has a data communication unit attached to the main body,
The valve opening meter according to any one of claims 1 to 4, wherein the data communication unit is configured to transmit the valve opening data output from the opening output unit to an external receiving unit. .
上記本体が、取付用ナット部を有しており、
この取付用ナット部が、手動弁のハンドルを弁棒に固定するための固定ナットの代わりに、上記弁棒に螺着されうるように構成されている、請求項1から5のいずれかに記載の弁開度計。
The main body has a mounting nut,
The mounting nut portion is configured to be screwed onto the valve stem instead of a fixing nut for fixing the handle of the manual valve to the valve stem. Valve opening meter.
開閉用のハンドルと、このハンドル又はこのハンドルと一体で回転する部分に取り付けられた弁開度計とを備えており、
この弁開度計が、請求項1から6のいずれかに記載の弁開度計である弁。
It has a handle for opening and closing, and a valve opening meter attached to this handle or a part that rotates integrally with this handle,
The valve is a valve opening meter according to any one of claims 1 to 6.
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