JP2020159889A

JP2020159889A - 温度調節計

Info

Publication number: JP2020159889A
Application number: JP2019060150A
Authority: JP
Inventors: 孝統青木; Takanori Aoki
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2019-03-27
Filing date: 2019-03-27
Publication date: 2020-10-01

Abstract

【課題】冷接点端子の温度測定の異常が把握できるようにする。【解決手段】複数の熱電対１０１と、複数の熱電対１０１の各々が接続される複数の冷接点端子１０２と、複数の冷接点端子１０２の各々の温度を測定する複数の温度測定部１０３とを備える。また、複数の温度測定部１０３のいずれか２つの温度測定値の間の温度差を全て求める温度差算出部１０４と、温度差算出部１０４が求めた温度差の中に、設定されている許容値を超えた値があるか否かを判断する判断部１０５と、判断部１０５が設定されている許容値を超えた値があると判断すると、警報を発令する警報部１０６とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、制御対象の温度を制御する温度調節計に関する。

各種温度環境等の温度を調節する温度調節計は、熱電対や測温抵抗体等の温度センサを用いて検出された監視対象の温度を数値表示し、また、検出した温度と設定温度とに従って加熱・冷却装置に対する制御出力を求め、監視対象の温度を制御する。このような温度調節計を用いた制御において、制御対象の温度が高い場合、温度センサとして熱電対が用いられる。

特開２０１８−１１２５０２号公報

ところで、熱電対を用いて温度を測定する場合、熱電対で測定される測温接点と冷接点との間の温度差に加えて、熱電対の冷接点温度を、熱電対とは別の温度センサを用いて測定する必要がある（特許文献１参照）。ところで、冷接点端子は、温度の算出や制御値を生成する演算チップ、電源装置、表示装置などが収容されている筐体に設けられている。演算チップや電源装置などは、発熱源となるため、動作時には筐体内の温度が上昇する。このような筐体内の温度上昇を抑制するために、例えば、筐体に通気穴（スリット）を設け、温度が上昇した内部の空気を外部に排出できるようにしている。

しかしながら、通気穴の存在によって、筐体の内部温度が、筐体が配置されている周囲環境の影響を受けやすく、筐体内部温度が周囲環境の影響を受けて変化しやすくなる。筐体内部の温度が周囲環境の影響を受けて変化すると、冷接点端子の温度測定の精度が維持できなくなる。例えば、筐体の周囲の温度が大きく変動していると、冷接点端子の実際の温度と、冷接点端子の温度を測定する温度センサの測定温度との間に、応答遅れによる測定値のずれが発生する。このような状態では、熱電対による温度測定の結果の精度が維持できなくなる。しかしながら、従来では、冷接点端子の温度測定にずれなどが派生している状態が把握できないという問題があった。

本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、冷接点端子の温度測定の異常が把握できるようにすることを目的とする。

本発明に係る温度調節計は、複数の熱電対と、複数の熱電対の各々が接続される複数の冷接点端子と、複数の冷接点端子の各々の温度を測定する複数の温度測定部と、複数の温度測定部のいずれか２つの温度測定値の間の温度差を全て求めるように構成された温度差算出部と、温度差算出部が求めた温度差の中に、設定されている許容値を超えた値があるか否かを判断するように構成された判断部と、判断部が設定されている許容値を超えた値があると判断すると、警報を発令するように構成された警報部とを備える。

上記温度調節計の一構成例において、複数の温度測定部の各々は、サーミスタ、測温抵抗体、および温度センサＩＣのいずれかから構成されている。

上記温度調節計の一構成例において、温度差算出部が求めた温度差の中の許容値を超えた値の２つの冷接点端子を特定するように構成された特定部を備え、警報部は、特定部が特定した冷接点端子の情報を含む警報を発令する。

上記温度調節計の一構成例において、特定部は、温度差算出部が求めた温度差の中の許容値を超えた値の２つの冷接点端子の設置位置を特定し、警報部は、特定部が特定した冷接点端子の設置位置の情報を含む警報を発令する。

上記温度調節計の一構成例において、複数の冷接点端子のいずれか２つの組に対応して異常情報を記憶するように構成された記憶部と、特定部が特定した２つの冷接点端子の組に対応する異常情報を記憶部から取得するように構成された取得部とを備え、警報部は、取得部が取得した異常情報を含む警報を発令する。

上記温度調節計の一構成例において、複数の冷接点端子を収容する筐体を備える。

上記温度調節計の一構成例において、複数の熱電対の各々で発生した熱起電力より、複数の温度測定部の各々で測定された温度で冷接点補償をして、冷接点端子と測温接点との間の温度差を求めるように構成された温度算出部と、温度算出部が算出した温度と設定されている設定温度との関係により制御対象を加熱・冷却する加熱・冷却部の動作制御のための制御値を生成して出力するように構成された制御値生成部とを備える。

以上説明したように、本発明によれば、複数の温度測定部のいずれか２つの温度測定値の間の温度差が許容値を超えると、警報を発令するので、温度測定部による冷接点端子の温度測定の異常が把握できる。

図１は、本発明の実施の形態１に係る温度調節計の構成を示す構成図である。図２は、本発明の実施の形態１に係る温度調節計の動作例を説明するためのフローチャートである。図３は、本発明の実施の形態２に係る温度調節計の構成を示す構成図である。図４は、本発明の実施の形態３に係る温度調節計の構成を示す構成図である。図５は、本発明に係る温度調節計のハードウエア構成を示す構成図である。

以下、本発明の実施の形態に係る温度調節計について説明する。

［実施の形態１］
はじめに、本発明の実施の形態１に係る温度調節計について、図１を参照して説明する。この温度調節計は、まず、複数の熱電対１０１と、複数の熱電対１０１の各々が接続される複数の冷接点端子１０２と、複数の冷接点端子１０２の各々の温度を測定する複数の温度測定部１０３とを備える。複数の温度測定部１０３の各々は、サーミスタおよび測温抵抗体などから構成されている。また、複数の温度測定部１０３の各々は、温度センサＩＣから構成することもできる。複数の温度測定部１０３の各々は、例えば、エイブリック株式会社製のＣＭＯＳ温度センサＩＣ「Ｓ−５８１３Ａ／５８１４Ａ」シリーズから構成することができる。

また、この温度調節計は、複数の温度測定部１０３のいずれか２つの温度測定値の間の温度差を全て求める温度差算出部１０４と、温度差算出部１０４が求めた温度差の中に、設定されている許容値を超えた値があるか否かを判断する判断部１０５と、判断部１０５が設定されている許容値を超えた値があると判断すると、警報を発令する警報部１０６とを備える。

例えば、複数の冷接点端子１０２の周囲の温度が安定し、かつ無風の状態で、温度測定値が十分に安定していると判断される状態で、複数の温度測定部１０３の全ての２つの組の間の温度測定の差を求め、求めた値を基準として許容値を設定する。例えば、複数の冷接点端子１０２の周囲の温度が安定して均一であれば、複数の温度測定部１０３の全ての２つの組の間の温度測定の差は、ほぼ１〜３℃の範囲に収まる特性を得ると仮定する。

一方、実際の測定環境において、複数の冷接点端子１０２の周囲の温度が大きく変動する異常な状態が発生すれば、この影響を受けて、例えば、ある温度測定部１０３では、冷接点端子１０２の実際の温度と、測定される温度とにずれが発生する。このような温度測定部１０３があれば、複数の温度測定部１０３のいずれか２つの温度測定値の間の温度差に、３℃を越えるものが現れるものと考えられる。従って、例えば、３℃を許容値と設定することで、異常の判断が行える。

複数の冷接点端子１０２、温度測定部１０３、温度差算出部１０４、判断部１０５、警報部１０６は、筐体１０７に収容されている。

また、この温度調節計は、温度算出部１０８、制御値生成部１０９、端子１１０を備える。温度算出部１０８は、複数の熱電対１０１の各々で発生した熱起電力より、複数の温度測定部１０３の各々で測定された温度で冷接点補償をして、冷接点端子１０２と測温接点１０１ａとの間の温度差を求める。

制御値生成部１０９は、温度算出部１０８が算出した温度と設定されている設定温度との関係により制御対象を加熱・冷却する加熱・冷却部の動作制御のための制御値を生成して出力する。制御値生成部１０９が生成した制御値は、例えば、端子１１０に接続される制御線（不図示）を介し、測温接点１０１ａが配置されている制御対象（不図示）に送られる。制御対象は、例えば、ヒータであり、熱電対１０１を用いて測定された温度が、設定されている値となるように、制御値が生成されてヒータに送られる。

次に、実施の形態１における温度調節計の動作例について、図２のフローチャートを用いて説明する。まず、ステップＳ１０１で、温度測定部１０３が、冷接点端子１０２の温度を測定する。次に、ステップＳ１０２で、温度差算出部１０４が、複数の温度測定部１０３のいずれか２つの温度測定値の間の温度差を全て求める。

次に、ステップＳ１０３で、判断部１０５が、温度差算出部１０４が求めた温度差の中に、設定されている許容値を超えた値があるか否かを判断する。温度差算出部１０４が求めた温度差の中に、設定されている許容値を超えた値がある場合（ステップＳ１０３のｙｅｓ）、ステップＳ１０４で、警報部１０６が、警報を発令する。例えば、温度調節計の表示操作面（不図示）の警報表示部の発光部を発光させる。また、スピーカ（不図示）が、警報音を出力する。

実施の形態１によれば、複数の温度測定部１０３のいずれか２つの温度測定値の間の温度差が許容値を超えると、警報が発令されるので、温度測定部１０３による冷接点端子１０２の温度測定の異常が把握できるようになる。

［実施の形態２］
次に、本発明の実施の形態２に係る温度調節計について、図３を参照して説明する。この温度調節計は、複数の熱電対１０１、複数の冷接点端子１０２、複数の温度測定部１０３、温度差算出部１０４、判断部１０５、筐体１０７、温度算出部１０８、制御値生成部１０９を備える。これらは、前述した実施の形態１と同様である。

実施の形態２では、さらに、特定部１１１を備える。特定部１１１は、温度差算出部１０４が求めた温度差の中の許容値を超えた値の２つの冷接点端子を特定する。また、実施の形態２において、警報部１０６ａは、特定部１１１が特定した冷接点端子の情報を含む警報を発令する。例えば、特定部１１１は、温度差算出部１０４が求めた温度差の中の許容値を超えた値の２つの冷接点端子の設置位置を特定する。警報部１０６ａは、特定部１１１が特定した冷接点端子の設置位置の情報を含む警報を発令する。例えば、スピーカ（不図示）から警報音を出力するとともに、温度調節計の表示操作面（不図示）の表示部に、特定した設置位置を示す識別情報を表示する。

実施の形態２によれば、警報の発令に加え、異常が発生した冷接点端子１０２の位置が把握できるので、発生した異常の原因が特定しやすくなる。

［実施の形態３］
次に、本発明の実施の形態３に係る温度調節計について、図４を参照して説明する。この温度調節計は、複数の熱電対１０１、複数の冷接点端子１０２、複数の温度測定部１０３、温度差算出部１０４、判断部１０５、筐体１０７、温度算出部１０８、制御値生成部１０９、特定部１１１を備える。これらは、前述した実施の形態２と同様である。

実施の形態３では、さらに、記憶部１１２、取得部１１３を備える。記憶部１１２は、複数の冷接点端子１０２のいずれか２つの組に対応して異常情報を記憶する。温度測定部１０３では、冷接点端子１０２の実際の温度と、測定される温度とにずれが発生する場合、特定の領域の冷接点端子１０２の２つの組に対応し、異常情報を記憶部１１２に記憶することができる。

取得部１１３は、特定部が特定した２つの冷接点端子の組に対応する異常情報を記憶部１１２から取得する。実施の形態３において、警報部１０６ｂは、取得部１１３が取得した異常情報を含む警報を発令する。例えば、スピーカ（不図示）から警報音を出力するとともに、温度調節計の表示操作面（不図示）の表示部に、取得した異常情報を表示する。

実施の形態３によれば、警報の発令に加え、異常の原因などが示唆されるので、発生した異常の原因が、より特定しやすくなる。

なお、上述した実施の形態に係る温度調節計は、図５に示すように、ＣＰＵ（CentralProcessingUnit；中央演算処理装置）２０１、主記憶装置２０２、外部記憶装置２０３、ネットワーク接続装置２０４などを備えた携帯型のコンピュータ機器であり、主記憶装置２０２に展開されたプログラムによりＣＰＵ２０１が動作することで、上述した各機能が実現される。なお、ネットワーク接続装置２０４は、ネットワーク２０５に接続する。

また、上述した実施の形態における温度調節計は、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）などのプログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ：Programmable Logic Device）により構成することも可能である。例えば、ＦＰＧＡのロジックエレメントに、温度差算出部、判断部、警報部、温度算出部、制御値生成部の各々を回路として備えることで、温度調節計として機能させることができる。温度差算出回路、判断回路、警報部回路、温度算出回路、制御値生成回路の各々は、所定の書き込み装置を接続してＦＰＧＡに書き込む。

以上に示したように、本発明によれば、複数の温度測定部のいずれか２つの温度測定値の間の温度差が許容値を超えると、警報を発令するので、温度測定部による冷接点端子の温度測定の異常が把握できるようになる。

なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。

１０１…熱電対、１０１ａ…測温接点、１０２…冷接点端子、１０３…温度測定部、１０４…温度差算出部、１０５…判断部、１０６…警報部、１０７…筐体、１０８…温度算出部、１０９…制御値生成部、１１０…端子。

Claims

複数の熱電対と、
前記複数の熱電対の各々が接続される複数の冷接点端子と、
前記複数の冷接点端子の各々の温度を測定する複数の温度測定部と、
前記複数の温度測定部のいずれか２つの温度測定値の間の温度差を全て求めるように構成された温度差算出部と、
前記温度差算出部が求めた温度差の中に、設定されている許容値を超えた値があるか否かを判断するように構成された判断部と、
前記判断部が設定されている許容値を超えた値があると判断すると、警報を発令するように構成された警報部と
を備える温度調節計。
請求項１記載の温度調節計において、
前記複数の温度測定部の各々は、サーミスタ、測温抵抗体、および温度センサＩＣのいずれかから構成されていることを特徴とする温度調節計。
請求項１または２記載の温度調節計において、
前記温度差算出部が求めた温度差の中の前記許容値を超えた値の２つの冷接点端子を特定するように構成された特定部を備え、
前記警報部は、前記特定部が特定した冷接点端子の情報を含む前記警報を発令する
ことを特徴とする温度調節計。
請求項３記載の温度調節計において、
前記特定部は、前記温度差算出部が求めた温度差の中の前記許容値を超えた値の２つの冷接点端子の設置位置を特定し、
前記警報部は、前記特定部が特定した冷接点端子の設置位置の情報を含む前記警報を発令する
ことを特徴とする温度調節計。
請求項３または４記載の温度調節計において、
前記複数の冷接点端子のいずれか２つの組に対応して異常情報を記憶するように構成された記憶部と、
前記特定部が特定した２つの冷接点端子の組に対応する異常情報を前記記憶部から取得するように構成された取得部と
を備え、
前記警報部は、前記取得部が取得した異常情報を含む前記警報を発令する
ことを特徴とする温度調節計。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の温度調節計において、
前記複数の冷接点端子を収容する筐体を備えることを特徴とする温度調節計。
請求項１〜６のいずれか１項に記載の温度調節計において、
前記複数の熱電対の各々で発生した熱起電力より、前記複数の温度測定部の各々で測定された温度で冷接点補償をして、冷接点端子と測温接点との間の温度差を求めるように構成された温度算出部と、
前記温度算出部が算出した温度と設定されている設定温度との関係により制御対象を加熱・冷却する加熱・冷却部の動作制御のための制御値を生成して出力するように構成された制御値生成部と
を備えることを特徴とする温度調節計。