JP2019132860A - 測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】風量測定装置のコンパクト化に伴って各種センサのコンパクト化を図る際に生じうる各種センサの測定精度の低下を防止するための技術を提供する。【解決手段】本発明による測定装置は、計測対象の風流装置の風量及び静圧を測定する測定装置であって、複数のセンサと、複数のセンサからの測定データを用いて風流装置の風量及び静圧を算出する制御装置と、を備える。当該制御装置は、複数のセンサからの測定データのそれぞれに誤差があるか否か判断し、当該誤差を補正するための補正値を決定して記憶デバイスに格納する。【選択図】図６

Description

本発明は、例えば、風量及び静圧を測定する測定装置、及び測定装置に装着された複数のセンサの測定誤差を補正するための補正値を決定する方法に関する。

従来から、圧力センサを用いて風量を測定することが知られている。例えば、特許文献１は、第１のチャンバと第２のチャンバとの間に空気の差圧を発生させるためのノズルを設け、第１のチャンバと第２のチャンバとの間の空気の差圧とノズルの開口面積等とに基づいて風量を測定する風量測定装置について開示している。

特開２００５−２０７８３２号公報

ところで、特許文献１に開示される風量測定装置を始め、一般的な風量測定装置に関しては、その装置規模は大きくなる傾向にある。また、風量測定装置に取り付けられる各種センサのサイズも、測定精度を高くするために大きくなるのが一般的である。従って、このような風量測定装置は可搬性に乏しく、より装置規模が小さく（コンパクト化）、可搬性に優れたものが望まれている。

しかしながら、風量測定装置のサイズ縮小に伴って各種センサのサイズも小さくすると、各種センサの測定精度が低下し、それぞれのセンサ単体の測定誤差が最終的な風量測定結果や静圧測定結果に大きな影響を与えてしまう。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、風量測定装置のコンパクト化に伴って各種センサのコンパクト化を図る際に生じうる各種センサの測定精度の低下を防止するための技術を提供するものである。

上記課題を解決するために、本発明による測定装置は、計測対象の風流装置の風量及び静圧を測定する測定装置であって、複数のセンサと、複数のセンサからの測定データを用いて風流装置の風量及び静圧を算出する制御装置と、を備える。当該制御装置は、複数のセンサからの測定データのそれぞれに誤差があるか否か判断し、当該誤差を補正するための補正値を決定して記憶デバイスに格納する。

また、本発明による測定装置は、計測対象の風流装置の風量及び静圧を測定する測定装置であって、複数のセンサと、複数のセンサからの測定データを用いて風流装置の風量及び静圧を算出するプロセッサと、複数のセンサの測定度差を補正するための補正値を格納する記憶デバイスと、を備える。当該プロセッサは、複数のセンサのそれぞれに対応する補正値を記憶デバイスから読み出し、当該補正値を用いて複数のセンサからの測定データを補正し、当該補正された測定データを用いて風流装置の風量及び静圧を算出して出力する。

本発明のさらなる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、本発明の態様は、要素及び多様な要素の組み合わせ及び以降の詳細な記述と添付される特許請求の範囲の様態により達成され実現される。
本明細書の記述は典型的な例示に過ぎず、本発明の特許請求の範囲又は適用例を如何なる意味に於いても限定するものではないことを理解する必要がある。

本発明によれば、風量測定装置のコンパクト化に伴って各種センサのコンパクト化を図る際に生じうる各種センサの測定精度の低下を防止することができる。

本発明の実施形態による測定装置を第１の方向から見た斜視図の一例を示す図である。 本発明の実施形態による測定装置を第２の方向から見た斜視図の一例を示す図である。 本発明の実施形態による測定装置の断面説明図の一例を示す図である。 本発明の実施形態による測定装置における開口板の斜視図の一例を示す図である。 本発明の実施形態による測定装置における制御装置の内部ハードウェア構成例を示す図である。 本発明の実施形態による測定装置において実行されるセンサ補正処理の内容を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施形態による測定装置の表示部に表示される表示内容の一例を示す図である。 本発明の実施形態による測定装置の使用方法の一例を示す図である。

本発明の実施形態は、風量及び静圧を測定する測定装置における各種センサの測定値を補正する機能（センサ補正機能）について開示する。当該センサ補正機能は、測定装置を出荷する際、又は／及び測定装置を保守点検する際（ユーザの指示に従って各センサの測定誤差をチェックする場合を含む）に動作するものである。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。添付図面では、機能的に同じ要素は同じ番号で表示される場合もある。なお、添付図面は本発明の原理に則った具体的な実施形態と実装例を示しているが、これらは本発明の理解のためのものであり、決して本発明を限定的に解釈するために用いられるものではない。

本実施形態では、当業者が本発明を実施するのに十分詳細にその説明がなされているが、他の実装・形態も可能で、本発明の技術的思想の範囲と精神を逸脱することなく構成・構造の変更や多様な要素の置き換えが可能であることを理解する必要がある。従って、以降の記述をこれに限定して解釈してはならない。

更に、本発明の実施形態は、後述されるように、汎用コンピュータ上で稼動するソフトウェアで実装しても良いし専用ハードウェア又はソフトウェアとハードウェアの組み合わせで実装しても良い。

以下ではプログラムとしての補正処理を主語（動作主体）として本発明の実施形態における補正処理について説明を行うが、プログラムはプロセッサ（ＣＰＵ）によって実行されることで定められた処理をメモリ及び通信ポート（通信制御装置）を用いながら行うため、プロセッサを主語とした説明としてもよい。プログラムの一部または全ては専用ハードウェアで実現してもよく、また、モジュール化されていても良い。

＜測定装置の外観＞
図１は、本発明の実施形態による測定装置１の外観例であって、保護カバー１２を外した状態を示す斜視図を示す図である。

測定装置１は、外部から送風された空気を取り入れる取入口２と取り入れた空気を外部に送り出す送出口３とに連通する通風路４を形成したケーシング１０を備えている。

そして、ケーシング１０の上面には、風量及び静圧を計測するための制御を行う制御装置２０が取り付けられている。

図１に示すように、ケーシング１０における第１の方向からの第１の側面には、空気の圧力を計測するための第１圧力センサ（静圧測定用圧力センサ：以下、「静圧センサ」と言う場合もある）５ａ及び第２圧力センサ（差圧測定用圧力センサ：以下、「差圧センサ」と言う場合もある）５ｂが搭載された中継基板６と、第１圧力センサ５ａに空気を送り出す調整を行う第１バルブ７ａ及び第２バルブ７ｂと、空気を２つの流路に分配する分配器８と、複数のチューブ９ａ〜９ｆとが取り付けられている。

中継基板６に搭載された第１圧力センサ５ａ及び第２圧力センサ５ｂは、空気の圧力を計測するためのセンサであり、２つの入力口を有する差圧センサである。具体的には、第１圧力センサ５ａ及び第２圧力センサ５ｂは、一方（上方）の入力口がプラスの入力口を構成し、他方（下方）の入力口がマイナスの入力口を構成している。

なお、本実施形態においては、第１圧力センサ５ａ及び第２圧力センサ５ｂを中継基板６に搭載して構成したが、中継基板６を備えずに、第１圧力センサ５ａ及び第２圧力センサ５ｂをケーシング１０に直接取り付けて構成しても構わない。

ここで、ケーシング１０の第１の側面には、通風路４における空気の圧力を計測するために、第１の開口部１０ａと第２の開口部１０ｂと第３の開口部１０ｃとの３つの孔が形成されている（図１、図３参照）。

そして、第１の開口部１０ａには、第１のチューブ９ａの一端が接続されており、第１のチューブ９ａの他端には、分配器８が接続されている。

分配器８は、第１のチューブ９ａ、第２のチューブ９ｂ及び第１バルブ７ａと接続されており、第１のチューブ９ａを介して入力した空気を第２のチューブ９ｂ及び第１バルブ７ａに分配している。

第１バルブ７ａは、３つの口を有しており、２つの口には分配器８及び第３のチューブ９ｃが接続されており、残りの１つの口は外気を取り込むための第１外気口１１ａを構成している。そして、第１バルブ７ａは、十字形状の調整部を回転させることにより、第３のチューブ９ｃに分配器８を介して入力した第１の開口部１０ａからの空気を送り出すか、第３のチューブ９ｃに第１外気口１１ａを介して入力した外気を送り出すかを調整可能にしている。

例えば、図１に示すように、第１バルブ７ａにおける調整部の矢印が中継基板６側または上側を向いているときには、第１バルブ７ａは、第３のチューブ９ｃに第１外気口１１ａを介して入力した外気を送り出し、第１バルブ７ａにおける調整部の矢印が分配器８側または上側を向いているときには、第１バルブ７ａは、第３のチューブ９ｃに分配器８を介して入力した第１の開口部１０ａからの空気を送り出すことになる。

第１バルブ７ａに接続されている第３のチューブ９ｃは、第１圧力センサ５ａのマイナスの入力口に接続されている。このため、第１圧力センサ５ａのマイナスの入力口には、第１の開口部１０ａからの空気、または第１外気口１１ａを介して入力した外気のいずれかが入力されることになる。

第２バルブ７ｂも、第１バルブ７ａと同様に３つの口を有しており、２つの口には第２のチューブ９ｂ及び第４のチューブ９ｄが接続されており、残りの１つの口は外気を取り込むための第２外気口１１ｂを構成している。そして、第２バルブ７ｂは、十字形状の調整部を回転させることにより、第４のチューブ９ｄに第２のチューブ９ｂを介して入力した第１の開口部１０ａからの空気を送り出すか、第４のチューブ９ｄに第２外気口１１ｂを介して入力した外気を送り出すかを調整可能にしている。

例えば、図１に示すように、第２バルブ７ｂにおける調整部の矢印が分配器８側または上側を向いているときには、第２バルブ７ｂは、第４のチューブ９ｄに第２のチューブ９ｂを介して入力した第１の開口部１０ａからの空気を送り出し、第２バルブ７ｂにおける調整部の矢印が中継基板６側または上側を向いているときには、第２バルブ７ｂは、第４のチューブ９ｄに第２外気口１１ｂを介して入力した外気を送り出すことになる。

第２バルブ７ｂに接続されている第４のチューブ９ｄは、第１圧力センサ５ａのプラスの入力口に接続されている。このため、第１圧力センサ５ａのプラスの入力口には、第１の開口部１０ａからの空気、または第２外気口１１ｂを介して入力した外気のいずれかが入力されることになる。

従って、第１バルブ７ａ及び第２バルブ７ｂを調整することにより、（１）第１圧力センサ５ａのプラスの入力口に第１の開口部１０ａからの空気を入力させ、第１圧力センサ５ａのマイナスの入力口に外気を入力させるケースと、（２）第１圧力センサ５ａのプラスの入力口に外気を入力させ、第１圧力センサ５ａのマイナスの入力口に第１の開口部１０ａからの空気を入力させるケースとを選択することができることになる。なお、第１バルブ７ａ及び第２バルブ７ｂを調整することにより、第１圧力センサ５ａのプラスの入力口とマイナスの入力口に、同じ空気の圧力を入力させることもできるが、そのような場合には、制御装置２０によりエラーと判定されることになる。

このように、第１バルブ７ａ及び第２バルブ７ｂを備えて、第１圧力センサ５ａのプラスの入力口とマイナスの入力口に、第１の開口部１０ａからの空気または外気のいずれかを入力させることが選択できるようにしたのは、風流装置の風量及び静圧を測定しているとき（計測対象の風流装置から送風を受けているとき）に、第１の開口部１０ａからの空気の圧力が外気の圧力（大気圧）よりも低い値となり、第１の開口部１０ａを介した空気の静圧がマイナスとなることを防止するためである。すなわち、差圧センサである第１圧力センサ５ａが計測する計測値をプラスの値にするためである。

また、第２の開口部１０ｂには、第５のチューブ９ｅの一端が接続されており、第５のチューブ９ｅの他端には、第２圧力センサ５ｂのプラスの入力口が接続されている。第３の開口部１０ｃには、第６のチューブ９ｆの一端が接続されており、第６のチューブ９ｆの他端には、第２圧力センサ５ｂのマイナスの入力口が接続されている。

このため、第２圧力センサ５ｂのプラスの入力口には、第２の開口部１０ｂからの空気が入力され、第２圧力センサ５ｂのマイナスの入力口には、第３の開口部１０ｃからの空気が入力されることになる。

このような、第１圧力センサ５ａ及び第２圧力センサ５ｂが搭載された中継基板６と、分配器８と、複数のチューブ９ａ〜９ｆとを外部から保護するために、ケーシング１０の第１の側面には、保護カバー１２が取り付けられている。なお、図１においては、中継基板６等を示すために、保護カバー１２が取り外されている。

保護カバー１２には、保護カバー１２をケーシング１０に取り付けたときにも第１バルブ７ａ及び第２バルブ７ｂの調整ができるように、第１バルブ７ａ及び第２バルブ７ｂにおける十字形状の調整部よりも大きい開口部として、第１調整開口部１２ａ及び第２調整開口部１２ｂが形成されている。なお、第１調整開口部１２ａは、保護カバー１２をケーシング１０に取り付けたときに、保護カバー１２における第１バルブ７ａの調整部と対向する面に形成されており、第２調整開口部１２ｂは、保護カバー１２をケーシング１０に取り付けたときに、保護カバー１２における第２バルブ７ｂの調整部と対向する面に形成されている。

また、ケーシング１０の取入口２側における外周面には、後述する接続ダクト３０（図８参照）を係止するためのフランジ１０ｄが形成され、ケーシング１０の上面部には、測定装置１を持ち運びし易くするために把手１０ｅが形成されている。

特に、本実施形態においては、ケーシング１０は、ナイロン、ポリアセタール、ふっ素樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネイト、塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂、メタクリル樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、ポリウレタン等の樹脂材で構成され、軽量化が図られている。なお、ケーシング１０は、計測対象の風流装置からの送風による冷却や、計測対象の風流装置からの温風（熱風）による加熱等が伴うことを考慮して、把手１０ｅや制御装置２０に温度が伝わらないようにするため、熱伝導率が低い樹脂材であることが望ましい。

このように、ケーシング１０を樹脂材で構成することにより軽量化が図られ、ケーシング１０の上面部には把手１０ｅが形成されていることから、測定装置１を容易に持ち運ぶことができる。

＜開口板（ノズル）の交換機構＞
図２は、本発明の実施形態による測定装置１の外観例を図１とは別の方向からの外観を示す斜視図であり、開口板（ノズル）１６の交換機構を説明するための図である。

図２に示すように、ケーシング１０における第２の方向からの第２の側面には、後述する開口板（ノズル）１６（図３、４参照）を取り換え可能にするために、開口板１６の側面と対向する対向面において、通風路４の側面を開口させた特定開口部１０ｆが形成されている。

特定開口部１０ｆは、開口板１６を通風路４に挿入・取り出し可能な大きさで開口されており、特定開口部１０ｆには、通風路４の長手方向に対して垂直方向にスライド可能な開閉部１３が備えられている。

この開閉部１３には、基台１３ａと、特定開口部１０ｆの開口を塞いで、閉口させる側板１３ｂが備えられている。

基台１３ａの裏面には、通風路４の内部に設けられたスライダ（図示せず）に移動可能に係合するガイドレール１３ｃが備えられており、開閉部１３をスライド可能に構成している。

また、側板１３ｂには、開閉部１３をつかむための側板把手部１３ｄと、特定開口部１０ｆを閉口させたときに開口板１６を通風路４に立設させ、開口板１６が通風路４の長手方向側に移動することを規制する規制部１３ｅと、特定開口部１０ｆが閉口している状態を保持するために、ケーシング１０に取付けられた本体係止部１３ｆと係止する開閉係止部１３ｇとが備えられている。

これにより、側板把手部１３ｄをつかみ、開閉部１３をスライドさせることにより、特定開口部１０ｆを開口させたり、閉口させたりすることができる。そして、特定開口部１０ｆを開口させている状態のときには、計測対象の風流装置の風量に対応した開口板１６に取り換えることができるので、様々な範囲の風量に対応した汎用性を高めることができる。

なお、本実施形態においては、開閉部１３をスライド可能に構成したが、開閉部１３の一端側をケーシング１０に軸支して、開閉部１３の他端側を開放可能に構成し、扉のように開閉可能に構成してもよい。

＜測定装置の内部構造＞
図３は、本発明の実施形態による測定装置１の内部構造例を示す図である。図３では、中継基板６、第１バルブ７ａ、第２バルブ７ｂ、分配器８、複数のチューブ９ａ〜９ｆ及び保護カバー１２を取り外した状態において、ケーシング１０の一部を取り除いたときの測定装置１の断面が示されている。

図３に示すように、通風路４には、取入口２から取り入れた空気を整流するための整流格子１４と、整流格子１４を通過した空気を取り入れる第１のチャンバ１５と、第１のチャンバ１５が取り入れた空気が通過可能な開口部が形成された開口板１６と、開口板１６の開口部を通過した空気を取り入れる第２のチャンバ１７と、通風路４の空気を外部に送り出すための補助ファン１８とが備えられている。なお、第１のチャンバ１５及び第２のチャンバ１７は完全に閉じた空間となっているわけではなく、通風路４を開口板１６で仕切ることによって構成される開いた空間である。従って、開口板１６の前（取入口２側）の通風路を第１の通風路部、開口板１６の後（補助ファン１８側）の通風路を第２の通風路部と呼ぶことも可能である。

また、ケーシング１０の内部には、開口板１６を通風路４に立設させた状態を保持するための１つの立設保持部１０ｇが形成されている。

整流格子１４は、矩形の格子状に構成されており、計測対象の風流装置から送風された空気を整流するためのものである。

第１のチャンバ１５は、整流格子１４から開口板１６までの空間を形成しており、第２のチャンバ１７は、開口板１６から補助ファン１８までの空間を形成している。

上述した第１の開口部１０ａは、例えば、取入口２から整流格子１４までに形成されており、整流格子１４を通過する前の空気の圧力を計測できるように形成したものである。また、第２の開口部１０ｂは、第１のチャンバ１５に形成されており、第１のチャンバ１５における空気の圧力を計測できるように形成したものである。また、第３の開口部１０ｃは、第２のチャンバ１７に形成されており、第２のチャンバ１７における空気の圧力を計測できるように形成したものである。

補助ファン１８は、送出口３側に備えられており、計測対象の風流装置から送風された通風路４にある空気を外部に向けて補助的に送り出すものである。この補助ファン１８は、計測対象の風流装置から送風された風量が大きいものにも対応できるように、金属製のファンで構成されている。なお、軽量化を図るために、補助ファン１８を樹脂製のファンで構成してもよい。

この補助ファン１８により、計測対象の風流装置から送風された空気が通風路４を通過するときに、通風路４自体の形状による負荷（圧損）や通風路４の長手方向の長さ等の意図しない負荷によって計測対象の風流装置から送風された空気の風量が低下することを防止することができ、計測に適した適切な風量を保持することができる。別の言い方をするのであれば、補助ファン１８を設けたことにより、測定装置１を計測対象の風流装置に対応した軸流送風機として、測定装置１の通風路４を計測対象の風流装置の通風路と疑似的に構成することができる。このため、より正確な風量及び静圧を計測することができる。

開口板１６は、第１のチャンバ１５における空気の圧力と第２のチャンバ１７における空気の圧力とに意図的に圧力差を発生させるためのものであり、図４（ａ）に示すように、漏斗状に開口が狭くなっていく差圧用開口部１６ａが略中央に形成されている。

なお、本実施形態においては、差圧用開口部１６ａを漏斗状に開口が狭くなっていく形状としたが、図４（ｂ）に示すように、開口板１６を平板状に構成し、円柱状の差圧用開口部１６ｂを略中央に形成してもよい。

さらには、差圧用開口部１６ａ、１６ｂが形成される位置を開口板１６の一端側の位置に偏らせてもよい。開口板１６における差圧用開口部１６ａ、１６ｂの形状・位置は、計測する風量の範囲や第１のチャンバ１５及び第２のチャンバ１７の大きさ・形状等に応じて、適宜最適な形状・位置を採用することができる。

これにより、第１のチャンバ１５及び第２のチャンバ１７の各チャンバの大きさを基準とした場合に、そのチャンバの大きさに対応した開口板１６における差圧用開口部１６ａ、１６ｂの形状・位置等を定めることができるので、チャンバの大きさを必要以上に大型化にせずに、第１のチャンバ１５及び第２のチャンバ１７をコンパクト化でき、計測装置の小型化を図ることができる。

また、本実施形態においては、差圧用開口部１６ａを漏斗状に開口が狭くなっていく形状として、差圧用開口部１６ａを開口板１６の略中央に形成したことにより、開口板１６を基準とした場合であっても、第１のチャンバ１５及び第２のチャンバ１７の大きさを、各チャンバにおける空気の圧力を安定して計測できる必要最低限の大きさまで抑えることができ、第１のチャンバ１５及び第２のチャンバ１７のコンパクト化を図ることができる。

再び、図３に説明を戻すと、上述した制御装置２０は、電源を蓄電しておく電源部２１と、風量及び静圧を算出するとともに、補助ファン１８を駆動させる制御を行う制御基板２２と、風量及び静圧等を表示する表示部２３と、を備えている。そして、制御基板２２には、第１圧力センサ５ａ、第２圧力センサ５ｂ及び補助ファン１８が接続されるとともに、電源部２１及び表示部２３が接続されている。また、制御基板２２には、大気圧を計測する大気圧センサ２０６（図５参照）と、温度及び湿度を計測する温湿度センサ２０７（図５参照）とが取り付けられている。ここでは、温度と湿度の両方を計測する温湿度センサを用いているが、温度センサと湿度センサを別個に設け、温度センサで温度を、湿度センサで湿度を計測するようにしても良い。

電源部２１は、外部からの電源電圧を蓄電しておき、測定装置１を持ち運んだときにも制御基板２２による制御が行われるように構成されている。なお、電源部２１は、外部からの電源電圧を蓄電する機能を有さずに、電源プラグを備えて、外部から電源プラグを介して電力が給電されているときに、制御装置２０等に電力を給電するように構成してもよい。

制御基板２２には、電源を入力するための電源ボタン、計測を開始するための測定開始ボタン、取付けている開口板１６の識別番号を設定するための設定ボタン等の各種の操作ボタン２４が搭載されており、測定者が各種操作を行うことができるように構成されている。

また、制御基板２２は、第１圧力センサ（静圧センサ）５ａ及び第２圧力センサ（差圧センサ）５ｂから計測された計測値、大気圧センサ２０６、及び温湿度センサ２０７の計測結果に基づいて、風量及び静圧を算出するとともに、補助ファン１８を駆動させるように構成されている。なお、風量及び静圧の算出については後述する。

＜制御装置２０の構成＞
図５は、本発明の実施形態による測定装置１に設けられる制御装置２０の内部構成例を示す図である。制御装置２０は、一機能として、各種センサの測定誤差を補正する処理（センサ補正処理）を実行する。

制御装置２０は、電源部２１と、データを入力するための入力デバイス２０１と、センサ補正処理プログラムや情報を格納するメモリ２０２と、メモリ２０２からセンサ補正処理プログラムや情報を読み込み、入力される各種センサデータ（各種センサによる測定データ）に対して当該プログラムを実行するＣＰＵ（プロセッサ）２０３と、センサ補正処理の結果を出力するための出力デバイス２０４と、センサ補正処理の結果としての補正値を蓄積記憶するための記憶デバイス２０５と、周囲の大気圧を測定する大気圧センサ２０６と、周囲の温度及び湿度を測定する温湿度センサ２０７と、を備えている。

入力デバイス２０１は、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル、ＵＳＢメモリやメモリカード等の携帯型メモリからデータを読み取る読取装置等が該当する。また、入力デバイス２０１には、電源を入力するための電源ボタン、計測を開始するための測定開始ボタン、取付けている開口板１６の識別番号を設定するための設定ボタン等の各種の操作ボタン２４が含まれる。さらに、入力デバイス２０１は、ネットワークを介してデータを受信する通信装置であっても良い。

メモリ２０２は、それぞれプログラムとしての、制御装置２０に入力される各種センサデータ（各種センサによる測定データ）に対して補正処理を実行するセンサ補正処理部（センサ補正処理プログラム）２０２１を格納する。

出力デバイス２０４は、例えば、ディスプレイ（表示部２３）やスピーカ等が該当する。また、記憶デバイス２０５は、例えば、フラッシュメモリ等が該当し、各種センサの測定データに対する補正値を格納する補正値格納領域２０５１を含んでいる。

＜センサ補正処理の内容＞
図６は、本発明の実施形態による測定装置１において実行されるセンサ補正処理の内容を説明するためのフローチャートである。当該センサ補正処理は、測定装置１を出荷する段階、又は／及び測定装置１を保守点検する段階で実行される。さらに、ユーザが各種センサの測定誤差を適宜補正したいときにも当該補正処理を実行しても良い。

（i）ステップ１０１及び１０２
制御装置２０（ＣＰＵ２０３）は、測定装置１の主電源がＯＮとなったことを検知する（ステップ１０１）と、測定装置１が補正モードとなっているか（センサの測定誤差を補正する機能がＯＮとなっているか）否か判断する（ステップ１０２）。補正モードとなっていない場合（ステップ１０２でＮｏの場合）、処理はステップ１０３に移行する。補正モードとなっている場合（ステップ１０２でＹｅｓの場合）、処理はステップ１０４に移行する。なお、補正モードであるか否かは、測定装置１に設けられた補正スイッチ（機械的スイッチやソフトウェア的スイッチ）がＯＮとなっているか否かによって判断される。また、センサ毎に補正モードをＯＮ／ＯＦＦできるスイッチを設け、ユーザが補正モードを有効にするセンサを選択できるようにしても良い。

（ii）ステップ１０３
制御装置２０は、風量や静圧を測定する通常の測定モードで測定装置１を動作させる。従って、この場合、各種センサに対して補正処理は実行されない。ただし、上述のように、測定装置１を出荷する段階でセンサ補正処理は少なくとも１回は実行されているため、各種センサの測定値に対する補正値は記憶デバイス２０５の補正値格納領域２０５１に保持されている。このため、ＣＰＵ２０３は、当該補正値格納領域２０５１から各種センサに対する各補正値を読み込み、各種センサからの測定値に当該各補正値を反映させて、風量や静圧を算出するようにしている。

（iii）ステップ１０４及びステップ１１１
センサ補正処理部２０２１は、各種センサについてステップ１０５からステップ１１０の処理を繰り返す。つまり、大気圧センサ、温湿度センサ、差圧センサ、及び静圧センサのそれぞれについて順次、ステップ１０５からステップ１１０の処理が実行される。
（iv）ステップ１０５
センサ補正処理部２０２１は、対象のセンサを動作させて測定を実行し、当該センサによる測定値を取得する。

（v）ステップ１０６
センサ補正処理部２０２１は、当該センサによる測定値を出力デバイス（例えば、表示装置の表示部）２０４に出力する。なお、当該ステップは、センサの測定誤差の補正値を算出する上で必須の処理ではないが、操作者（ユーザを含む）に補正前の測定値を通知することにより、目視による確認を可能とするものである。

（vi）ステップ１０７
センサ補正処理部２０２１は、測定値が正しいか否か判断する。「正しい」か否かは、例えば、較正されたセンサや較正された計測器（例えば、大気圧計、温度計、や湿度計）によって測定され入力される測定値とステップ１０６で取得した測定値とを比較することによって判断される。測定値が正しい場合（ステップ１０７でＹｅｓの場合）、処理はステップ１０８に移行する。測定値が正しくない場合（ステップ１０７でＮｏの場合）、処理はステップ１０９に移行する。なお、２つの測定値が同一である場合の他、２つの測定値の差異が所定値以下である場合等も「正しい」と判断するようにしても良い。

（vii）ステップ１０８
センサ補正処理部２０２１は、補正値を記憶デバイス２０５の補正値格納領域２０５１に格納する。補正されない場合には、「０」値を格納してもよいし、風量・静圧測定時の当該センサに対する補正を無効する情報を格納するようにしてもよい。

（viii）ステップ１０９
センサ補正処理部２０２１は、当該センサに対する補正値を決定する。補正値は、例えば、入力された正しい測定値とステップ１０６で取得した当該センサの測定値との差分値（誤差値）に基づいて決定してもよいし、誤差値に対応した補正値を示す補正値テーブルを予め用意しておき誤差値に対応した補正値を取得するようにしてもよい。

（ix）ステップ１１０
センサ補正処理部２０２１は、ステップ１０９で決定した補正値を用いて、補正された測定値を生成（例えば、当該センサを再度動作させ、生の測定値を取得し、それに補正値を反映して補正された測定値を生成する）し、必要に応じて表示装置の表示画面に表示する。そして、処理はステップ１０７に移行し、補正された測定値が正しいか再度判断される。

なお、ステップ１０７→ステップ１０９→ステップ１１０による一連の処理が所定回数以上実行された場合、センサ補正処理部２０２１は、当該センサを補正することはできないと判断し、当該センサ補正処理を中止し、補正不可である旨をユーザや操作者に通知するようにしてもよい。このようにすることにより、ユーザや操作者は、当該センサを交換すべきか否か判断することができるようになる。

例えば、圧力センサについてはｋ回（ｋ＝１，２，３，・・・）補正しても補正された測定値が０パスカルにならなければ、圧力センサについてはエラーとしてもよい。また、温度や湿度は誤差が大きくても（温度センサや湿度センサの精度が良くなくても）風量や静圧の最終的な測定結果に与える影響は小さい。一方、大気圧については誤差が風量や静圧の測定結果に与える影響は大きい。このため、温度センサや湿度センサについてはそれほど厳密に補正する必要はない（誤差に関するマージンを大きく取ることができる）が、大気圧センサについては正しく補正する必要がある。従って、各種センサに関しては測定値が正しいか否かを判断（ステップ１０７）する基準を変えるようにしてもよい。

（x）センサ補正処理終了後
全てのセンサ、或いは選択されたセンサについての補正処理が実行されたら、センサ補正処理は終了し、測定装置１の動作は停止するとともに、上述の補正スイッチは自動的にＯＦＦとなる、或いは操作者やユーザによってＯＦＦされる。従って、当該補正スイッチをＯＮとしない限り、次回主電源をＯＮした場合には、測定装置１の動作は通常の風量測定モードに移行するようになる。

＜測定結果を表示例＞
図７は、測定装置１の表示部２３（出力デバイス２０４）に表示される表示内容の一例を示す図である。

図７に示すように、表示部２３には、風量（AIR FLOW）及び静圧（STATIC PRESSURE）の値が表示されるとともに、開口板１６（NOZZLE）の識別番号が少なくとも表示されるように構成されている。

＜風量及び静圧の算出＞
以下、表示部２３に風量及び静圧が表示されるまでの処理内容について説明する。

まず、例えば補助ファン１８を所定回転数で動作させた後、第２圧力センサ（差圧センサ）５ｂは、第２の開口部１０ｂを介した第１のチャンバ１５における空気の圧力（空気が開口板１６を通過する前の空気の圧力）と第３の開口部１０ｃを介した第２のチャンバ１７における空気の圧力（空気が開口板１６を通過した後の空気の圧力）との差圧を計測して、計測した差圧を第２差圧値として制御装置２０に出力する。

また、第１圧力センサ（静圧センサ）５ａは、第１の開口部１０ａを介した整流格子１４を通過する前の空気の圧力と第１外気口１１ａまたは第２外気口１１ｂを介した外気の大気圧との差圧（静圧）を計測して、計測した差圧を第１差圧値（静圧値）として制御装置２０に出力する。なお、整流格子１４は風量及び静圧を算出する上で必須のものではない。

そして、制御装置２０のＣＰＵ２０３は、第２圧力センサ（差圧センサ）５ｂからの第２差圧値（差圧値）を用いて風量を算出する。風量は以下に示す式１に基づいて算出される。
風量 ＝ 流量係数×Ｄ×（差圧値）^１／２ ・・・ （式１）
ここで、流量係数は開口サイズの異なる開口板（ノズル）１６に対してそれぞれ設定される定数であり、Ｄは開口板（ノズル）１６の開口径を表している。

続いて、静圧を求めるが、静圧値は温度や湿度、大気圧によって異なるため、実測によって得られる静圧値を換算しなければならない。

ＣＰＵ２０３は、以下の式２を用いて実測の静圧値を換算静圧値に換算する。
換算静圧値 ＝ 換算係数×実測の静圧値 ・・・ （式２）
ここで、換算係数はρｓ／ρによって決まる定数である。ρｓは1013.25hPa、20℃、0％RH時の空気密度によって決まり、例えば1.20478である。ρは湿り空気の空気密度である。つまり、換算係数は、1013.25hPa、20℃、0％RH時の空気密度と湿り空気との割合によって定まる係数である。

以上により、制御装置２０は、第１差圧値（実測の静圧値）、算出した風量の値、実測した温度、実測した湿度、及び実測した大気圧値に基づいて、換算静圧を算出する。

そして、制御装置２０のＣＰＵ２０３は、算出した風量及び静圧を表示部２３に表示させるために、表示部２３に算出した風量及び静圧の値に対応する表示信号を出力する。また、算出された風量及び静圧はメモリ２０２或いは記憶デバイス２０５に格納される。

これにより、表示部２３には、図７に示すように、制御基板２２から入力した表示信号に対応した風量及び静圧の値が表示されることになる。

＜測定装置の使用例＞
図８は、計測対象である風流装置５０の風量及び静圧の計測結果に基づき、通風抵抗を算出するときの、測定装置１の使用方法の一例を示す図である。

測定者は、図２に示したように、本体係止部１３ｆと開閉係止部１３ｇとの係止を開放し、測定装置１の開閉部１３をスライドさせて通風路４の側面を開口させ、計測対象の風流装置５０の風量に適した開口板１６を通風路４に立設させる。そして、開閉部１３をスライドさせて通風路４の側面を塞ぎ、本体係止部１３ｆと開閉係止部１３ｇとを係止する。

次に、図８に示すように、計測対象の風流装置５０の送風口５１と、測定装置１のフランジ１０ｄとに接続ダクト３０を取り付ける。

そして、制御装置２０において、電源ボタンの操作を行って電源を入力するとともに、測定開始ボタンの操作を行って計測を開始する。その後、制御基板２２により風量及び静圧の算出が完了すると、表示部２３に風量及び静圧の値が表示されることになる。

以上のように、本実施形態の測定装置１によれば、開閉部１３をスライドさせて通風路４の側面を開口させることにより、計測対象の風流装置の風量に対応した様々な種類の開口板１６に変更することができるので、様々な範囲の風量に対応した汎用性を高めることができる。

＜変形例＞
本実施形態においては、第１圧力センサ（静圧センサ）５ａ及び第２圧力センサ（差圧センサ）５ｂを２つの圧力センサで構成したが、差圧センサを用いずに、第１の開口部１０ａの静圧を計測するための圧力センサと、第２の開口部１０ｂの静圧を計測するための圧力センサと、第３の開口部１０ｃの静圧を計測するための圧力センサとの３つの圧力センサを備えて構成してもよい。

さらに、本実施形態においては、測定装置１は制御装置２０をケーシング１０に取り付けて、制御装置２０を備えて構成したが、測定装置１は制御装置２０を備えずに構成してもよい。例えば、制御装置２０をパソコン等の外部の制御装置として、外部の制御装置に第１圧力センサ５ａ及び第２圧力センサ５ｂにより計測された計測値を入力させるように構成してもよい。

さらに、本実施形態においては、測定装置１における制御装置２０は、風量及び静圧等を表示する表示部２３を備えて構成したが、測定装置１における制御装置２０は、表示部２３を備えずに構成してもよい。例えば、制御装置２０を外部の液晶モニタ等の外部の表示装置と接続可能に構成しておき、制御装置２０が外部の表示装置に表示信号を出力することにより、外部の表示装置が風量及び静圧の値を表示するように構成してもよい。

さらに、本実施形態においては、通風路４に立設された開口板１６は、１つの立設保持部１０ｇ及び規制部１３ｅにより開口板１６が通風路４における１箇所の位置に固定されるように構成されている。しかしながら、複数の立設保持部１０ｇ及び規制部１３ｅを備えて、通風路４における第２の開口部１０ｂから第３の開口部１０ｃとの間において、開口板１６を複数の位置に固定できるように構成してもよい。これにより、第１のチャンバ１５及び第２のチャンバ１７の大きさを変更することができ、様々な範囲の風量に対応した汎用性をより高めることができる。

さらに、本実施形態においては、通風路４に立設された開口板１６は、立設保持部１０ｇ及び規制部１３ｅにより開口板１６が通風路４の長手方向側には移動しないように規制されている。しかしながら、通風路４の第２の開口部１０ｂから第３の開口部１０ｃとの間において、開口板１６を通風路４の長手方向側に移動可能に構成してもよい。この場合には、開口板１６を通風路４の長手方向側に移動させた後、風流装置による送風で開口板１６の位置がずれないように、開口板１６を固定させるロック機構を設けることが望ましい。例えば、立設保持部１０ｇ及び規制部１３ｅを通風路４の長手方向側にスライド可能に構成し、立設保持部１０ｇ及び規制部１３ｅを固定させるためのロック機構を設けて構成してもよい。これによっても、第１のチャンバ１５及び第２のチャンバ１７の大きさを変更することができ、風流装置の風量に対応する汎用性をより高めることができる。

＜まとめ＞
本実施形態は、計測対象の風流装置の風量及び静圧を測定する測定装置について開示している。当該測定装置においては、制御装置（プロセッサ）は、複数のセンサ（大気圧センサ、温度センサ、湿度センサ、差圧センサ、静圧センサ等の各種センサ）からの測定データのそれぞれに誤差があるか否か判断し、誤差がある場合には、当該誤差を補正するための補正値を決定して記憶デバイスやメモリに格納する。このようにすることにより、測定装置のコンパクト化に伴って各種センサのコンパクト化を図る際に生じうる各種センサの測定精度の低下を防止することができるようになる。

より具体的には、制御装置は、入力された基準用測定データと複数のセンサからの測定データとを比較することにより誤差があるか否か判断する。このように客観的な基準値と測定データとを比較するので、誤差の有無を精度よく判定することができるようになる。 また、制御装置は、誤差の値に基づいて補正値を決定してもよいし、補正値を格納する補正テーブルから補正値を取得するようにしても良い。

本実施形態の測定装置は、構造的に、空気を取り入れる取入口と、取り入れた空気を送出する送出口と、を有する通風路を構成する筐体と、通風路内に設置され、取入口から取り入れた空気が通過可能な開口部が形成された開口部材と、通風路における、開口部材の通過前及び通過後の空気の圧力を計測する圧力センサと、開口部材が設置される際に通風路の一部をなし、開口部材を取り換え可能にするための開口部材交換機構と、を備えている。このように開口部材（ノズル）を交換可能な構成とすることにより、測定装置をコンパクトにすることができるようになる。

開口部材交換機構は、具体的には、通風路の一部を開口させて形成され、開口部材を取り換え可能とするための特定開口部と、当該特定開口部を開閉可能にする開閉部材と、を含む構成となっている。このように、複雑な構造を採用することなく開口部材（ノズル）を交換する機構を実現することができるので、測定装置の製造コストを抑えることができるようになる。

さらに、本実施形態による測定装置は、複数のセンサと、複数のセンサからの測定データを用いて風流装置の風量及び静圧を算出する制御装置（プロセッサ）と、複数のセンサの測定度差を補正するための補正値を格納する記憶デバイスと、を備えている。測定装置を実際に使用する際には、プロセッサは、複数のセンサのそれぞれに対応する補正値を記憶デバイスから読み出し、当該補正値を用いて複数のセンサからの測定データを補正する。そして、プロセッサは、当該補正された測定データを用いて風流装置の風量及び静圧を算出して出力する。このように各種センサの測定値を補正してから風量及び静圧を算出するので、測定装置のコンパクト化に伴って各種センサのコンパクト化を図る際に生じうる各種センサの測定精度の低下を防止することができる。

１ 測定装置
２ 取入口
３ 送出口
４ 通風路
５ａ 第１圧力センサ
５ｂ 第２圧力センサ
６ 中継基板
７ａ 第１バルブ
７ｂ 第２バルブ
８ 分配器
９ａ〜９ｆ チューブ
１０ ケーシング
１０ａ 第１の開口部
１０ｂ 第２の開口部
１０ｃ 第３の開口部
１０ｄ フランジ
１０ｅ 把手
１０ｆ 特定開口部
１０ｇ 立設保持部
１１ａ 第１外気口
１１ｂ 第２外気口
１２ 保護カバー
１３ 開閉部
１４ 整流格子
１５ 第１のチャンバ
１６ 開口板
１７ 第２のチャンバ
１８ 補助ファン
２０ 制御装置
２１ 電源部
２２ 制御基板
２３ 表示部
２０１ 入力デバイス
２０２ メモリ
２０２１ センサ補正処理部
２０３ ＣＰＵ
２０４ 出力デバイス
２０５ 記憶デバイス
２０５１ 補正値格納領域
２０６ 大気圧センサ
２０７ 温湿度センサ

Claims (4)

1. 計測対象の風流装置の風量及び静圧を測定する測定装置であって、
   複数のセンサと、
   前記複数のセンサからの測定データを用いて前記風流装置の風量及び静圧を算出する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記複数のセンサからの測定データのそれぞれに誤差があるか否か判断し、当該誤差を補正するための補正値を決定して記憶デバイスに格納する、測定装置であって、
   さらに、前記測定装置は、
   前記風流装置から送風された空気を取り入れる取入口を有する通風路が形成されたケーシングを備え、
   前記通風路には、
   前記取入口から取り入れた空気を整流するための整流格子と、
   前記整流格子を通過した空気を取り入れる第１のチャンバと、
   前記第１のチャンバが取り入れた空気が通過可能な開口部が形成された開口板と、
   前記開口板の開口部を通過した空気を取り入れる第２のチャンバと、
   少なくとも、前記取入口から前記整流格子までの空気の第１の圧力と、前記第１のチャンバにおける空気の第２の圧力と、前記第２のチャンバにおける空気の第３の圧力とを計測するための圧力センサと、が備えられており、
   前記ケーシングには、前記開口板を取り換え可能にするために、前記通風路の側面を開口させた特定開口部が形成されており、
   前記特定開口部を開閉可能な開閉部を備え、
   前記開閉部は、
   基台と、
   前記特定開口部の開口を塞いで、閉口させる側板と、
   前記基台の裏面に備えられ、かつ前記通風路の内部に設けられたスライダに移動可能に係合するガイドレールと、を備え、
   前記測定装置はさらに、前記測定装置と前記風流装置との間の第２通風路を形成するダクトを備える
   ことを特徴とする測定装置。
2. 請求項１において、
   前記制御装置は、入力された基準用測定データと前記複数のセンサからの測定データとを比較することにより前記誤差があるか否か判断する、測定装置。
3. 請求項２において、
   前記制御装置は、前記誤差の値に基づいて前記補正値を決定する、測定装置。
4. 計測対象の風流装置の風量及び静圧を測定する測定装置であって、
   複数のセンサと、
   前記複数のセンサからの測定データを用いて前記風流装置の風量及び静圧を算出するプロセッサと、
   前記複数のセンサの測定誤差を補正するための補正値を格納する記憶デバイスと、を備え、
   前記プロセッサは、前記複数のセンサのそれぞれに対応する前記補正値を前記記憶デバイスから読み出し、当該補正値を用いて前記複数のセンサからの測定データを補正し、当該補正された測定データを用いて前記風流装置の風量及び静圧を算出して出力する、測定装置であって、
   さらに、前記測定装置は、
   前記風流装置から送風された空気を取り入れる取入口を有する通風路が形成されたケーシングを備え、
   前記通風路には、
   前記取入口から取り入れた空気を整流するための整流格子と、
   前記整流格子を通過した空気を取り入れる第１のチャンバと、
   前記第１のチャンバが取り入れた空気が通過可能な開口部が形成された開口板と、
   前記開口板の開口部を通過した空気を取り入れる第２のチャンバと、
   少なくとも、前記取入口から前記整流格子までの空気の第１の圧力と、前記第１のチャンバにおける空気の第２の圧力と、前記第２のチャンバにおける空気の第３の圧力とを計測するための圧力センサと、が備えられており、
   前記ケーシングには、前記開口板を取り換え可能にするために、前記通風路の側面を開口させた特定開口部が形成されており、
   前記特定開口部を開閉可能な開閉部を備え、
   前記開閉部は、
   基台と、
   前記特定開口部の開口を塞いで、閉口させる側板と、
   前記基台の裏面に備えられ、かつ前記通風路の内部に設けられたスライダに移動可能に係合するガイドレールと、を備え、
   前記測定装置はさらに、前記測定装置と前記風流装置との間の第２通風路を形成するダクトを備える
   ことを特徴とする測定装置。
   

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