JP2024077290A

JP2024077290A - Measurement equipment

Info

Publication number: JP2024077290A
Application number: JP2022189296A
Authority: JP
Inventors: 成雄吉川
Original assignee: 株式会社ミヤワキ
Priority date: 2022-11-28
Filing date: 2022-11-28
Publication date: 2024-06-07
Anticipated expiration: 2042-11-28
Also published as: JP7440836B1

Abstract

【課題】電気回路のパーシャルショートが発生した場合であっても、電気回路からの発煙を抑制又は回避することが可能な計測装置を得る。【解決手段】電源回路３は、電池６１と、前記電池に接続された電源ＩＣ６４と、前記電源ＩＣと前記電気回路とを接続する電源ライン８７と、前記電源ＩＣへの入力電流値と所定の第１基準値との比較結果に基づいて前記電源ＩＣの動作を制御する第１制御回路５ａ、前記電源ＩＣからの出力電流値と所定の第２基準値との比較結果に基づいて前記電源ＩＣの動作を制御する第２制御回路５ｂ、及び、前記電源ラインの電圧値と所定の第３基準値との比較結果に基づいて前記電源ＩＣの動作を制御する第３制御回路５ｃの少なくとも一つと、前記第１基準値、前記第２基準値、及び前記第３基準値の少なくとも一つを生成するための一定値の基準電圧を発生する定電圧回路６と、を有する。【選択図】図３[Problem] To obtain a measuring device capable of suppressing or avoiding smoke generation from an electric circuit even when a partial short occurs in the electric circuit. [Solution] A power supply circuit 3 has a battery 61, a power supply IC 64 connected to the battery, a power supply line 87 connecting the power supply IC and the electric circuit, at least one of a first control circuit 5a that controls the operation of the power supply IC based on a result of comparing an input current value to the power supply IC with a predetermined first reference value, a second control circuit 5b that controls the operation of the power supply IC based on a result of comparing an output current value from the power supply IC with a predetermined second reference value, and a third control circuit 5c that controls the operation of the power supply IC based on a result of comparing a voltage value of the power supply line with a predetermined third reference value, and a constant voltage circuit 6 that generates a constant reference voltage for generating at least one of the first reference value, the second reference value, and the third reference value. [Selected Figure] Figure 3

Description

本発明は、計測装置に関し、特に、スチームトラップの温度及び振動を計測する計測装置に関する。 The present invention relates to a measuring device, and in particular to a measuring device that measures the temperature and vibration of a steam trap.

蒸気配管系を備えたプラント等においては、熱交換又は放熱等によって配管系内に復水（ドレン）が生じることがある。この復水を配管系内に滞留させると運転効率が低下する原因となるため、一般には、配管系の適所にスチームトラップを設置し、このスチームトラップによって復水を配管系の外部に排出するようにしている。 In plants equipped with steam piping systems, condensate (drain) may occur within the piping system due to heat exchange or heat dissipation. Allowing this condensate to remain within the piping system can cause a decrease in operating efficiency, so generally, steam traps are installed in appropriate locations within the piping system, and the condensate is discharged outside the piping system using these steam traps.

経年劣化又は作動不良等によってスチームトラップのシール性能が損なわれると、蒸気配管系内の蒸気がスチームトラップを介して外部に漏出し、無駄な蒸気損失を招くこととなる。そのため、１年に１回等の定期的に、スチームトラップの状態を点検する作業が行われる。 If the sealing performance of a steam trap is impaired due to aging or malfunction, steam in the steam piping system will leak to the outside through the steam trap, resulting in unnecessary steam loss. For this reason, the condition of steam traps is inspected periodically, such as once a year.

下記特許文献１には、スチームトラップの状態を診断するための計測装置及び診断装置が開示されている。計測装置は可搬型の計測装置であり、診断装置はタブレット端末又はノートパソコン等であり、計測装置と診断装置とは相互に無線通信が可能である。計測装置は、各スチームトラップの表面温度を計測する温度センサと、各スチームトラップの振動強度を計測する振動センサと、温度センサ及び振動センサから出力された計測データを記憶する記憶部と、当該計測データを診断装置に送信する通信部と、表示部とを備えている。診断装置は、計測装置から受信した計測データに基づいて各スチームトラップの状態（正常又は異常）を診断し、その診断の結果を示す診断データを計測装置に送信する。計測装置は、診断装置から受信した診断データに基づいて、各スチームトラップに関する診断の結果を表示部に表示する。 The following Patent Document 1 discloses a measuring device and a diagnostic device for diagnosing the condition of a steam trap. The measuring device is a portable measuring device, and the diagnostic device is a tablet terminal or a laptop computer, etc., and the measuring device and the diagnostic device are capable of wireless communication with each other. The measuring device is equipped with a temperature sensor that measures the surface temperature of each steam trap, a vibration sensor that measures the vibration intensity of each steam trap, a memory unit that stores measurement data output from the temperature sensor and the vibration sensor, a communication unit that transmits the measurement data to the diagnostic device, and a display unit. The diagnostic device diagnoses the condition (normal or abnormal) of each steam trap based on the measurement data received from the measuring device, and transmits diagnostic data indicating the results of the diagnosis to the measuring device. The measuring device displays the results of the diagnosis for each steam trap on the display unit based on the diagnostic data received from the diagnostic device.

特開２０１８－８４４１８号公報JP 2018-84418 A

計測装置は、電気回路が形成された回路基板を内蔵しており、当該電気回路には、電源回路から駆動用電力が供給される。 The measuring device has a built-in circuit board on which an electrical circuit is formed, and the electrical circuit is supplied with driving power from a power supply circuit.

図７は、計測装置が備える電源回路１００の構成を示す図である。電源回路１００は、電池１６１、ヒューズ素子１６２、及び、電源ＩＣ１６４を備えている。電源回路１００は、電池１６１から電気回路１０３に駆動用電力を供給する。 Figure 7 is a diagram showing the configuration of the power supply circuit 100 provided in the measuring device. The power supply circuit 100 includes a battery 161, a fuse element 162, and a power supply IC 164. The power supply circuit 100 supplies driving power from the battery 161 to the electric circuit 103.

電源ＩＣ１６４は、保護回路１７１を有している。保護回路１７１は、通常動作時の電流値より大きい第１電流値以上の電流が電気回路１０３に流れた場合に、電源ＩＣ１６４の動作を停止させる。これによって、第１電流値以上の過電流から電気回路１０３を保護する。 The power supply IC 164 has a protection circuit 171. The protection circuit 171 stops the operation of the power supply IC 164 when a current equal to or greater than a first current value, which is greater than the current value during normal operation, flows through the electric circuit 103. This protects the electric circuit 103 from an overcurrent equal to or greater than the first current value.

ヒューズ素子１６２は、上記第１電流値より大きい第２電流値（例えば数アンペア）以上の電流が流れた場合に、電池１６１と電源ＩＣ１６４との接続を遮断する。これよって、第２電流値以上の過電流から電源ＩＣ１６４及び電気回路１０３を保護する。 The fuse element 162 cuts off the connection between the battery 161 and the power supply IC 164 when a current equal to or greater than a second current value (e.g., several amperes) that is greater than the first current value flows. This protects the power supply IC 164 and the electric circuit 103 from an overcurrent equal to or greater than the second current value.

ところで、計測装置においては、気温又は湿度等の環境の変化に起因して電池１６１から電解液が漏出した場合に、その電解液が回路基板上に流れ込み、電気回路１０３の部分的なショート（パーシャルショート）が発生することがある。パーシャルショートは、電池からの電解液の漏出のみならず、結露等によっても発生する場合がある。 In the measurement device, if electrolyte leaks from the battery 161 due to changes in the environment, such as temperature or humidity, the electrolyte may flow onto the circuit board, causing a partial short circuit in the electrical circuit 103. A partial short circuit may occur not only due to electrolyte leakage from the battery, but also due to condensation, etc.

パーシャルショートは０オームショートではなく数オームショートであるため、パーシャルショートが発生した場合、電気回路１０３には、通常動作時の電流値よりは大きいが、上記第１電流値よりは小さい電流が流れる。従って、パーシャルショートに起因して電気回路１０３に電流が流れても、保護回路１７１及びヒューズ素子１６２は保護動作を行わない。その結果、通常動作時の電流値より大きい電流が電気回路１０３に流れ続けることによって熱暴走を誘発し、電気回路１０３を構成する半導体素子等が発煙する可能性がある。 Because a partial short is not a 0 ohm short but a short of several ohms, when a partial short occurs, a current flows through the electric circuit 103 that is larger than the current value during normal operation but smaller than the first current value. Therefore, even if a current flows through the electric circuit 103 due to a partial short, the protection circuit 171 and fuse element 162 do not perform a protective operation. As a result, a current larger than the current value during normal operation continues to flow through the electric circuit 103, inducing thermal runaway, which may cause the semiconductor elements constituting the electric circuit 103 to smoke.

スチームトラップが設置されているプラントには、石油コンビナート等の防爆規格が厳しい施設も存在する。発煙の可能性のある電気回路１０３を備える計測装置は、そのような施設内に持ち込むことができないため、パーシャルショート発生時の発煙対策は計測装置にとって重要な課題である。 Some plants where steam traps are installed include facilities with strict explosion-proof standards, such as petroleum refineries. Measurement devices equipped with electrical circuits 103 that may emit smoke cannot be brought into such facilities, so measures to prevent smoke emission in the event of a partial short circuit are an important issue for the measurement device.

本発明はかかる課題を解決するために成されたものであり、電気回路のパーシャルショートが発生した場合であっても、電気回路からの発煙を抑制又は回避することが可能な計測装置を得ることを目的とする。 The present invention was made to solve these problems, and aims to provide a measuring device that can suppress or avoid smoke generation from an electrical circuit even if a partial short circuit occurs in the electrical circuit.

本発明の一態様に係る計測装置は、スチームトラップの物理量を計測する計測装置であって、前記スチームトラップに当接されるプローブと、前記プローブから伝達される前記スチームトラップの前記物理量に対して、電気信号への変換を含む電気的な処理を施すことにより、前記スチームトラップの計測データを出力する電気回路と、前記電気回路に駆動用電力を供給する電源回路と、を備え、前記電源回路は、電池と、前記電池に接続された電源ＩＣと、前記電源ＩＣと前記電気回路とを接続する電源ラインと、前記電源ＩＣへの入力電流値と所定の第１基準値との比較結果に基づいて前記電源ＩＣの動作を制御する第１制御回路、前記電源ＩＣからの出力電流値と所定の第２基準値との比較結果に基づいて前記電源ＩＣの動作を制御する第２制御回路、及び、前記電源ラインの電圧値と所定の第３基準値との比較結果に基づいて前記電源ＩＣの動作を制御する第３制御回路の少なくとも一つと、前記第１基準値、前記第２基準値、及び前記第３基準値の少なくとも一つを生成するための一定値の基準電圧を発生する定電圧回路と、を有する。 A measuring device according to one aspect of the present invention is a measuring device for measuring a physical quantity of a steam trap, comprising a probe that is brought into contact with the steam trap, an electric circuit that outputs measurement data of the steam trap by performing electrical processing, including conversion to an electric signal, on the physical quantity of the steam trap transmitted from the probe, and a power supply circuit that supplies driving power to the electric circuit, the power supply circuit having at least one of a battery, a power supply IC connected to the battery, a power supply line connecting the power supply IC and the electric circuit, a first control circuit that controls the operation of the power supply IC based on a comparison result between an input current value to the power supply IC and a predetermined first reference value, a second control circuit that controls the operation of the power supply IC based on a comparison result between an output current value from the power supply IC and a predetermined second reference value, and a third control circuit that controls the operation of the power supply IC based on a comparison result between a voltage value of the power supply line and a predetermined third reference value, and a constant voltage circuit that generates a constant reference voltage for generating at least one of the first reference value, the second reference value, and the third reference value.

この態様によれば、第１制御回路は、電源ＩＣへの入力電流値と第１基準値との比較結果に基づいて電源ＩＣの動作を制御する。第２制御回路は、電源ＩＣからの出力電流値と第２基準値との比較結果に基づいて電源ＩＣの動作を制御する。第３制御回路は、電源ラインの電圧値と第３基準値との比較結果に基づいて電源ＩＣの動作を制御する。従って、電源ＩＣへの入力電流値、電源ＩＣからの出力電流値、及び電源ラインの電圧値に基づいてパーシャルショートの発生を漏れなく検出でき、パーシャルショート発生時には第１制御回路、第２制御回路、又は第３制御回路が電源ＩＣの動作を停止させることにより、電気回路からの発煙を抑制又は回避することが可能となる。しかも、第１基準値、第２基準値、及び第３基準値は、定電圧回路が発生する一定値の基準電圧に基づいて生成されるため、電池の消耗度合いに応じて第１基準値、第２基準値、及び第３基準値が変動することを予め回避できる。 According to this aspect, the first control circuit controls the operation of the power supply IC based on the comparison result between the input current value to the power supply IC and the first reference value. The second control circuit controls the operation of the power supply IC based on the comparison result between the output current value from the power supply IC and the second reference value. The third control circuit controls the operation of the power supply IC based on the comparison result between the voltage value of the power supply line and the third reference value. Therefore, the occurrence of a partial short can be detected without fail based on the input current value to the power supply IC, the output current value from the power supply IC, and the voltage value of the power supply line, and when a partial short occurs, the first control circuit, the second control circuit, or the third control circuit stops the operation of the power supply IC, thereby making it possible to suppress or avoid smoke generation from the electric circuit. Moreover, since the first reference value, the second reference value, and the third reference value are generated based on a constant reference voltage generated by the constant voltage circuit, it is possible to prevent the first reference value, the second reference value, and the third reference value from fluctuating according to the degree of battery consumption.

本発明によれば、電気回路のパーシャルショートが発生した場合であっても、電気回路からの発煙を抑制又は回避することが可能となる。 According to the present invention, even if a partial short circuit occurs in an electrical circuit, it is possible to suppress or avoid smoke generation from the electrical circuit.

本発明の実施の形態に係る可搬型の計測装置の構成を簡略化して示す図である。1 is a diagram showing a simplified configuration of a portable measuring device according to an embodiment of the present invention; 本発明の前提技術に係る電源回路の構成を簡略化して示す図である。1 is a diagram showing a simplified configuration of a power supply circuit according to a prerequisite technique of the present invention; 本発明の実施の形態に係る電源回路の構成を簡略化して示す図である。1 is a diagram showing a simplified configuration of a power supply circuit according to an embodiment of the present invention; 第１制御回路の構成を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a first control circuit. 第２制御回路の構成を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a second control circuit. 第３制御回路の構成を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a third control circuit. 背景技術に係る計測装置が備える電源回路の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a power supply circuit included in a measuring device according to the background art.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、異なる図面において同一の符号を付した要素は、同一又は相応する要素を示すものとする。 The following describes in detail the embodiments of the present invention with reference to the drawings. Note that elements with the same reference numerals in different drawings indicate the same or corresponding elements.

図１は、本発明の実施の形態に係る可搬型の計測装置１の構成を簡略化して示す図である。計測装置１は、スチームトラップの物理量（温度及び振動）を計測する機能と、その計測結果に基づいてスチームトラップの状態を診断する機能とを備えている。但し、診断機能は、計測装置１の外部装置（診断装置又はサーバ装置等）が備えても良い。また、可搬型に限らず設置型の計測装置であっても良い。 Figure 1 is a simplified diagram showing the configuration of a portable measuring device 1 according to an embodiment of the present invention. The measuring device 1 has a function for measuring the physical quantities (temperature and vibration) of the steam trap, and a function for diagnosing the condition of the steam trap based on the measurement results. However, the diagnostic function may be provided by a device external to the measuring device 1 (such as a diagnostic device or server device). Furthermore, the measuring device is not limited to being portable, and may be a stationary type.

蒸気配管系を備えたプラント等においては、配管系内に生じた復水（ドレン）を配管系の外部に排出するために、配管系の適所に複数のスチームトラップが設置されている。スチームトラップは、１年に１回等の定期点検によって、その状態が点検される。定期点検の作業者は、可搬型の計測装置１を携帯してプラント内を移動することにより、計測装置１によって各スチームトラップを順に点検する。なお、スチームトラップの点検は、定期点検に限らず、不定期な点検であっても良い。 In plants and the like equipped with steam piping systems, multiple steam traps are installed in appropriate locations in the piping system to discharge condensate (drain) generated within the piping system to the outside of the piping system. The condition of the steam traps is inspected during regular inspections, such as once a year. An operator performing regular inspections carries a portable measuring device 1 and moves around the plant, inspecting each steam trap in turn using the measuring device 1. Note that inspection of steam traps is not limited to regular inspections, and may also be irregular inspections.

計測装置１は、プローブ（温度プローブＰ１及び振動プローブＰ２）と、電源回路２と、電気回路３とを備えている。電気回路３は、計測装置１が内蔵する回路基板上に形成されており、温度センサ１１、増幅回路１２、ＡＤ変換回路１３、振動センサ２１、フィルタ回路２２、増幅回路２３、ＡＤ変換回路２４、制御部３１、操作部４１、表示部４２、記憶部４３、及び通信部４４を有している。 The measuring device 1 includes a probe (temperature probe P1 and vibration probe P2), a power supply circuit 2, and an electric circuit 3. The electric circuit 3 is formed on a circuit board built into the measuring device 1, and includes a temperature sensor 11, an amplifier circuit 12, an AD conversion circuit 13, a vibration sensor 21, a filter circuit 22, an amplifier circuit 23, an AD conversion circuit 24, a control unit 31, an operation unit 41, a display unit 42, a memory unit 43, and a communication unit 44.

温度プローブＰ１及び振動プローブＰ２は、例えばステンレス製の円筒状パイプの外観形状を有している。温度プローブＰ１は、振動プローブＰ２の内側の空間において、振動プローブＰ２の内周面に対して非接触に、同心の位置関係で配置されている。温度プローブＰ１及び振動プローブＰ２は、計測対象であるスチームトラップに当接されることによって、当該スチームトラップの温度及び振動を温度センサ１１及び振動センサ２１に伝達する。 The temperature probe P1 and the vibration probe P2 have the external shape of, for example, a stainless steel cylindrical pipe. The temperature probe P1 is arranged in the space inside the vibration probe P2 in a concentric positional relationship without contacting the inner peripheral surface of the vibration probe P2. When the temperature probe P1 and the vibration probe P2 are brought into contact with the steam trap to be measured, they transmit the temperature and vibration of the steam trap to the temperature sensor 11 and the vibration sensor 21.

温度センサ１１は、例えば一対の熱電対素線と温度計測回路とを備えて構成されており、温度プローブＰ１から伝達された温度を電気信号に変換して出力する。温度センサ１１から出力された電気信号は、増幅回路１２に入力される。増幅回路１２は、入力された電気信号を増幅して出力する。増幅回路１２から出力された電気信号は、ＡＤ変換回路１３に入力される。ＡＤ変換回路１３は、入力されたアナログの電気信号をディジタルデータに変換して出力する。ＡＤ変換回路１３から出力された、温度計測値を示すディジタルデータ（温度データ）は、制御部３１に入力される。 The temperature sensor 11 is configured with, for example, a pair of thermocouple wires and a temperature measurement circuit, and converts the temperature transmitted from the temperature probe P1 into an electrical signal and outputs it. The electrical signal output from the temperature sensor 11 is input to the amplifier circuit 12. The amplifier circuit 12 amplifies the input electrical signal and outputs it. The electrical signal output from the amplifier circuit 12 is input to the AD conversion circuit 13. The AD conversion circuit 13 converts the input analog electrical signal into digital data and outputs it. The digital data (temperature data) indicating the temperature measurement value output from the AD conversion circuit 13 is input to the control unit 31.

振動センサ２１は、例えば圧電型加速度センサを備えて構成されており、振動プローブＰ２から伝達された振動を電気信号に変換して出力する。振動センサ２１から出力された電気信号は、フィルタ回路２２に入力される。フィルタ回路２２は、入力された電気信号のうち所定の周波数帯域の電気信号を通過して出力する。フィルタ回路２２から出力された電気信号は、増幅回路２３に入力される。増幅回路２３は、入力された電気信号を増幅して出力する。増幅回路２３から出力された電気信号は、ＡＤ変換回路２４に入力される。ＡＤ変換回路２４は、入力されたアナログの電気信号をディジタルデータに変換して出力する。ＡＤ変換回路２４から出力された、振動計測値を示すディジタルデータ（振動データ）は、制御部３１に入力される。 The vibration sensor 21 is configured with, for example, a piezoelectric acceleration sensor, and converts the vibration transmitted from the vibration probe P2 into an electrical signal and outputs it. The electrical signal output from the vibration sensor 21 is input to the filter circuit 22. The filter circuit 22 passes and outputs electrical signals of a predetermined frequency band from the input electrical signals. The electrical signal output from the filter circuit 22 is input to the amplifier circuit 23. The amplifier circuit 23 amplifies and outputs the input electrical signal. The electrical signal output from the amplifier circuit 23 is input to the AD conversion circuit 24. The AD conversion circuit 24 converts the input analog electrical signal into digital data and outputs it. The digital data (vibration data) indicating the vibration measurement value output from the AD conversion circuit 24 is input to the control unit 31.

操作部４１は、作業者が各種の情報を入力するための操作スイッチ等によって構成されている。表示部４２は、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイ等を用いて構成されている。但し、タッチパネル式ディスプレイを使用することにより、操作部４１と表示部４２とが一体として構成されても良い。記憶部４３は、フラッシュメモリ等の書き換え可能な半導体メモリ等を用いて構成されている。通信部４４は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の任意の通信方式に対応した通信モジュールを備えて構成されている。 The operation unit 41 is composed of operation switches and the like that allow the operator to input various information. The display unit 42 is composed of a liquid crystal display or an organic EL display or the like. However, the operation unit 41 and the display unit 42 may be integrated by using a touch panel display. The storage unit 43 is composed of a rewritable semiconductor memory such as a flash memory. The communication unit 44 is composed of a communication module that supports any communication method such as Bluetooth (registered trademark).

制御部３１は、ＣＰＵ等を備えて構成されている。制御部３１は、当該ＣＰＵが所定のプログラムを実行することによって実現される機能として、診断部５１を有している。診断部５１は、ＡＤ変換回路１３，２４から入力された計測データ（温度データ及び振動データ）に基づいてスチームトラップの状態を診断し、その診断の結果を示す診断データを出力する。例えば、診断部５１は、入力された温度データと予め設定された所定の温度しきい値とを比較し、また、入力された振動データと予め設定された所定の振動しきい値とを比較する。診断部５１は、これら二つの比較結果の組合せに応じて、スチームトラップが正常であるか異常（蒸気漏出、ドレン排出不良、又は閉塞）であるかを診断する。制御部３１は、スチームトラップの診断データを含めて診断結果情報（点検日及び診断結果等）を作成し、当該診断結果情報を記憶部４３に記憶する。また、制御部３１は、診断データを表示部４２に入力する。これにより、スチームトラップの診断結果が表示部４２に表示される。さらに、制御部３１は、スチームトラップの診断結果情報を通信部４４に入力する。通信部４４は、入力された診断結果情報を、計測装置１の外部のデータ処理装置に送信する。 The control unit 31 is configured with a CPU and the like. The control unit 31 has a diagnostic unit 51 as a function realized by the CPU executing a predetermined program. The diagnostic unit 51 diagnoses the state of the steam trap based on the measurement data (temperature data and vibration data) input from the AD conversion circuits 13 and 24, and outputs diagnostic data indicating the result of the diagnosis. For example, the diagnostic unit 51 compares the input temperature data with a predetermined temperature threshold value set in advance, and also compares the input vibration data with a predetermined vibration threshold value set in advance. The diagnostic unit 51 diagnoses whether the steam trap is normal or abnormal (steam leakage, drain discharge failure, or blockage) according to the combination of these two comparison results. The control unit 31 creates diagnostic result information (inspection date and diagnostic result, etc.) including the diagnostic data of the steam trap, and stores the diagnostic result information in the memory unit 43. The control unit 31 also inputs the diagnostic data to the display unit 42. As a result, the diagnostic result of the steam trap is displayed on the display unit 42. Furthermore, the control unit 31 inputs the diagnostic result information of the steam trap to the communication unit 44. The communication unit 44 transmits the input diagnostic result information to a data processing device external to the measurement device 1.

電源回路２は、電気回路３が備える複数の要素（素子、回路、及び装置等）の各々を駆動するための電力を、電気回路３に供給する。 The power supply circuit 2 supplies the electric circuit 3 with power to drive each of the multiple elements (elements, circuits, devices, etc.) contained in the electric circuit 3.

図２は、本発明の前提技術に係る電源回路２の構成を簡略化して示す図である。電源回路２は、電池６１、ヒューズ素子６２、抵抗素子６３、及び、電源ＩＣ６４を備えている。電池６１の後段にヒューズ素子６２が接続されており、ヒューズ素子６２の後段に抵抗素子６３が接続されており、抵抗素子６３の後段に電源ＩＣ６４が接続されており、電源ＩＣ６４の後段に、負荷回路である電気回路３が接続されている。電池６１は、例えばアルカリ乾電池である。電源ＩＣ６４は、例えばスイッチングレギュレータを備えて構成されている。電源回路２は、電池６１から電気回路３に駆動用電力を供給する。 Figure 2 is a simplified diagram showing the configuration of the power supply circuit 2 according to the prerequisite technology of the present invention. The power supply circuit 2 includes a battery 61, a fuse element 62, a resistive element 63, and a power supply IC 64. The fuse element 62 is connected to the rear of the battery 61, the resistive element 63 is connected to the rear of the fuse element 62, the power supply IC 64 is connected to the rear of the resistive element 63, and the electric circuit 3, which is a load circuit, is connected to the rear of the power supply IC 64. The battery 61 is, for example, an alkaline battery. The power supply IC 64 is, for example, configured to include a switching regulator. The power supply circuit 2 supplies driving power from the battery 61 to the electric circuit 3.

電源ＩＣ６４は、保護回路７１を有している。保護回路７１は、通常動作時の電流値より大きい第１電流値Ｉ１以上の電流が電気回路３に流れた場合に、電源ＩＣ６４の動作を停止させる。これによって、第１電流値Ｉ１以上の過電流から電気回路３を保護する。 The power supply IC 64 has a protection circuit 71. The protection circuit 71 stops the operation of the power supply IC 64 when a current equal to or greater than a first current value I1, which is greater than the current value during normal operation, flows through the electric circuit 3. This protects the electric circuit 3 from an overcurrent equal to or greater than the first current value I1.

計測装置１においては、気温又は湿度等の環境の変化に起因して電池６１から電解液が漏出した場合に、その電解液が回路基板上に流れ込み、電気回路３の部分的なショート（パーシャルショート）が発生することがある。パーシャルショートは、電池６１からの電解液の漏出のみならず、結露等によっても発生する場合がある。 In the measuring device 1, if electrolyte leaks from the battery 61 due to changes in the environment, such as temperature or humidity, the electrolyte may flow onto the circuit board, causing a partial short circuit in the electrical circuit 3. A partial short circuit may occur not only due to electrolyte leakage from the battery 61, but also due to condensation, etc.

パーシャルショートは０オームショートではなく数オームショートであるため、パーシャルショートが発生した場合、電気回路３には、通常動作時の電流値Ｉ０よりは大きいが、上記第１電流値Ｉ１よりは小さい電流が流れる。従って、パーシャルショートに起因して電気回路３に電流が流れても、保護回路７１は保護動作を行わない。 Since a partial short is not a 0 ohm short but a short of several ohms, when a partial short occurs, a current flows through the electric circuit 3 that is larger than the current value I0 during normal operation but smaller than the first current value I1. Therefore, even if a current flows through the electric circuit 3 due to a partial short, the protection circuit 71 does not perform a protection operation.

抵抗素子６３は、パーシャルショート発生時に電気回路３に流れる電流の電流値を、第１電流値Ｉ１より小さい第２電流値Ｉ２未満に制限可能な抵抗値を有する。第２電流値Ｉ２は、熱暴走等に起因して電気回路３が発煙を開始する電流値であり、電流値Ｉ０より大きく、第１電流値Ｉ１より小さい。電池６１の出力電圧値、ヒューズ素子６２での降下電圧値、電源ＩＣ６４での降下電圧値、電気回路３での降下電圧値、及び第２電流値Ｉ２は、いずれも既知である。そのため、抵抗素子６３の抵抗値を、パーシャルショート発生時に電気回路３に流れる電流の電流値が第２電流値Ｉ２未満となるように、適切な値に設定することが可能である。 The resistive element 63 has a resistance value capable of limiting the current value of the current flowing through the electric circuit 3 when a partial short occurs to less than a second current value I2, which is smaller than the first current value I1. The second current value I2 is the current value at which the electric circuit 3 starts to emit smoke due to thermal runaway or the like, and is greater than the current value I0 and smaller than the first current value I1. The output voltage value of the battery 61, the voltage drop value at the fuse element 62, the voltage drop value at the power supply IC 64, the voltage drop value at the electric circuit 3, and the second current value I2 are all known. Therefore, the resistance value of the resistive element 63 can be set to an appropriate value so that the current value of the current flowing through the electric circuit 3 when a partial short occurs is less than the second current value I2.

ヒューズ素子６２は、第１電流値Ｉ１より大きい第３電流値Ｉ３（例えば数アンペア）以上の電流が流れた場合に、電池６１と抵抗素子６３との接続を遮断する。これよって、第３電流値Ｉ３以上の過電流から電源ＩＣ６４及び電気回路３を保護する。 The fuse element 62 cuts off the connection between the battery 61 and the resistance element 63 when a current equal to or greater than a third current value I3 (e.g., several amperes) that is greater than the first current value I1 flows. This protects the power supply IC 64 and the electric circuit 3 from an overcurrent equal to or greater than the third current value I3.

ところで、図２に示した前提技術に係る電源回路２では、大きな抵抗値（例えば数オーム以上）を有する抵抗素子６３の追加に伴って、電源回路２の内部インピーダンスが大きくなるため、電源回路２の負荷特性が不安定になる場合がある。これを改善すべく、以下に述べる本発明の実施の形態に係る電源回路２の構成を提案する。 However, in the power supply circuit 2 according to the base technology shown in FIG. 2, the addition of the resistive element 63 having a large resistance value (e.g., several ohms or more) increases the internal impedance of the power supply circuit 2, which may cause the load characteristics of the power supply circuit 2 to become unstable. To improve this, the configuration of the power supply circuit 2 according to the embodiment of the present invention described below is proposed.

図３は、本発明の実施の形態に係る電源回路２の構成を簡略化して示す図である。電源回路２は、電池６１、ヒューズ素子６２、抵抗素子６６、電源ＩＣ６４、コイル８８、コンデンサ８９、電源ライン８７、第１制御回路５ａ、第２制御回路５ｂ、第３制御回路５ｃ、及び定電圧回路５を備えている。電源ライン８７は、電源ＩＣ６４と電気回路３とを接続する。コイル８８は、電源ライン８７上に配置されており、電源ＩＣ６４に接続された一端と、電気回路３に接続された他端とを有する。コイル８８及びコンデンサ８９は、電源ＩＣ６４から電気回路３に入力される電圧を平滑化するためのＬＣフィルタ回路を構成する。 Figure 3 is a simplified diagram showing the configuration of the power supply circuit 2 according to an embodiment of the present invention. The power supply circuit 2 includes a battery 61, a fuse element 62, a resistive element 66, a power supply IC 64, a coil 88, a capacitor 89, a power supply line 87, a first control circuit 5a, a second control circuit 5b, a third control circuit 5c, and a constant voltage circuit 5. The power supply line 87 connects the power supply IC 64 and the electric circuit 3. The coil 88 is disposed on the power supply line 87, and has one end connected to the power supply IC 64 and the other end connected to the electric circuit 3. The coil 88 and the capacitor 89 form an LC filter circuit for smoothing the voltage input from the power supply IC 64 to the electric circuit 3.

第１制御回路５ａは、電源ＩＣ６４への入力電流値Ｉａと所定の第１基準値との比較結果に基づいて電源ＩＣ６４の動作を制御する。第２制御回路５ｂは、電源ＩＣ６４からの出力電流値Ｉｂと所定の第２基準値との比較結果に基づいて電源ＩＣ６４の動作を制御する。第３制御回路５ｃは、電源ライン８７の電圧値Ｖｃと所定の第３基準値との比較結果に基づいて電源ＩＣ６４の動作を制御する。なお、電源回路２は、第１制御回路５ａ、第２制御回路５ｂ、及び第３制御回路５ｃの少なくとも一つを備えていれば良い。 The first control circuit 5a controls the operation of the power supply IC 64 based on the result of comparing the input current value Ia to the power supply IC 64 with a predetermined first reference value. The second control circuit 5b controls the operation of the power supply IC 64 based on the result of comparing the output current value Ib from the power supply IC 64 with a predetermined second reference value. The third control circuit 5c controls the operation of the power supply IC 64 based on the result of comparing the voltage value Vc of the power supply line 87 with a predetermined third reference value. It is sufficient that the power supply circuit 2 includes at least one of the first control circuit 5a, the second control circuit 5b, and the third control circuit 5c.

定電圧回路６は、抵抗素子７及び逆方向接続されたツェナーダイオード８を備えて構成されている。定電圧回路６は、第１基準値、第２基準値、及び第３基準値を生成するための一定値の基準電圧Ｖｚを発生する。基準電圧Ｖｚは、ツェナーダイオード８の逆方向電圧に相当し、ツェナーダイオード８を流れる電流の電流値に関係なく一定値である。基準電圧Ｖｚは、定電圧回路６から第１制御回路５ａ、第２制御回路５ｂ、及び第３制御回路５ｃに供給される。なお、定電圧回路６は、オペアンプ又は定電圧ＩＣ等を備えて構成されても良い。 The constant voltage circuit 6 is configured with a resistive element 7 and a Zener diode 8 connected in reverse. The constant voltage circuit 6 generates a constant reference voltage Vz for generating the first reference value, the second reference value, and the third reference value. The reference voltage Vz corresponds to the reverse voltage of the Zener diode 8, and is a constant value regardless of the current value of the current flowing through the Zener diode 8. The reference voltage Vz is supplied from the constant voltage circuit 6 to the first control circuit 5a, the second control circuit 5b, and the third control circuit 5c. The constant voltage circuit 6 may be configured with an operational amplifier or a constant voltage IC, etc.

図４は、第１制御回路５ａの構成を示す回路図である。第１制御回路５ａは、オペアンプ８１ａ、コンパレータ８２ａ、トランジスタ８４ａ、抵抗素子９２ａ，９３ａ，９４ａ，９５ａ，９６ａ，９７ａ、及びコンデンサ８３ａを有して構成されている。抵抗素子９１ａ及びコンデンサ８３ａは、時定数回路を構成する。抵抗素子９２ａ～９６ａ及びトランジスタ８４ａは、第１基準電圧設定回路を構成する。抵抗素子９２ａ，９３ａの抵抗値Ｒ１ａ，Ｒ２ａの比は、抵抗素子９５ａ，９６ａの抵抗値Ｒ４ａ，Ｒ５ａの比に等しい。 Figure 4 is a circuit diagram showing the configuration of the first control circuit 5a. The first control circuit 5a is configured to have an operational amplifier 81a, a comparator 82a, a transistor 84a, resistance elements 92a, 93a, 94a, 95a, 96a, 97a, and a capacitor 83a. The resistance element 91a and the capacitor 83a form a time constant circuit. The resistance elements 92a to 96a and the transistor 84a form a first reference voltage setting circuit. The ratio of the resistance values R1a and R2a of the resistance elements 92a and 93a is equal to the ratio of the resistance values R4a and R5a of the resistance elements 95a and 96a.

オペアンプ８１ａには、電池６１から電源ＩＣ６４への入力電流値Ｉａが、抵抗素子６６の両端電圧値Ｖａとして入力される。オペアンプ８１ａは、入力された両端電圧値Ｖａに応じた電圧値Ｖ１ａを出力する。オペアンプ８１ａから出力された電圧値Ｖ１ａは、抵抗素子９１ａ及びコンデンサ８３ａから成る時定数回路を介して、コンパレータ８２ａの第１入力端子８２１ａに入力される。当該時定数回路の時定数は、瞬間的なノイズに起因する誤動作を防止するために、数秒程度に設定されている。 The input current value Ia from the battery 61 to the power supply IC 64 is input to the operational amplifier 81a as a voltage value Va across the resistor element 66. The operational amplifier 81a outputs a voltage value V1a corresponding to the input voltage value Va across the resistor element 66. The voltage value V1a output from the operational amplifier 81a is input to a first input terminal 821a of the comparator 82a via a time constant circuit consisting of a resistor element 91a and a capacitor 83a. The time constant of the time constant circuit is set to about several seconds to prevent malfunctions caused by momentary noise.

コンパレータ８２ａの第２入力端子８２２ａには、一定値の基準電圧Ｖｚに基づいて生成される基準電圧値Ｖ２ａ又は基準電圧値Ｖ３ａが入力される。基準電圧値Ｖ２ａは、トランジスタ８４ａがオフの場合における、抵抗素子９２ａの抵抗値Ｒ１ａと抵抗素子９３ａの抵抗値Ｒ２ａとの比に応じた電圧値である。基準電圧値Ｖ３ａは、トランジスタ８４ａがオンの場合における、抵抗素子９２ａの抵抗値Ｒ１ａと、抵抗素子９３ａ，９４ａの抵抗値Ｒ２ａ，Ｒ３ａの合成抵抗値との比に応じた電圧値である。基準電圧値Ｖ２ａ，Ｖ３ａは上記の第１基準値に相当する。抵抗素子９３ａ，９４ａは並列接続されており、抵抗素子９３ａ，９４ａの合成抵抗値は抵抗素子９３ａ単体の抵抗値Ｒ２ａより小さいため、基準電圧値Ｖ３ａは基準電圧値Ｖ２ａより小さい。 The second input terminal 822a of the comparator 82a receives a reference voltage V2a or a reference voltage V3a generated based on a constant reference voltage Vz. The reference voltage V2a is a voltage value corresponding to the ratio of the resistance R1a of the resistor element 92a to the resistance R2a of the resistor element 93a when the transistor 84a is off. The reference voltage V3a is a voltage value corresponding to the ratio of the resistance R1a of the resistor element 92a to the combined resistance of the resistances R2a and R3a of the resistor elements 93a and 94a when the transistor 84a is on. The reference voltages V2a and V3a correspond to the first reference value. The resistor elements 93a and 94a are connected in parallel, and the combined resistance of the resistor elements 93a and 94a is smaller than the resistance R2a of the resistor element 93a alone, so the reference voltage V3a is smaller than the reference voltage V2a.

パーシャルショート発生時に抵抗素子６６を流れる入力電流値Ｉａが第２電流値Ｉ２未満である場合には、電圧値Ｖ１ａはしきい値より小さいためトランジスタ８４ａはオフであり、コンパレータ８２ａの第２入力端子８２２ａには基準電圧値Ｖ２ａが入力される。一方、パーシャルショート発生時に抵抗素子６６を流れる入力電流値Ｉａが第２電流値Ｉ２以上である場合には、たとえ時定数の期間内であったとしても、電圧値Ｖ１ａはしきい値以上となるためトランジスタ８４ａはオンとなり、コンパレータ８２ａの第２入力端子８２２ａには基準電圧値Ｖ３ａが入力される。 When the input current value Ia flowing through the resistive element 66 when a partial short occurs is less than the second current value I2, the voltage value V1a is less than the threshold value, so the transistor 84a is off, and the reference voltage value V2a is input to the second input terminal 822a of the comparator 82a. On the other hand, when the input current value Ia flowing through the resistive element 66 when a partial short occurs is equal to or greater than the second current value I2, even if it is within the time constant period, the voltage value V1a is greater than the threshold value, so the transistor 84a is on, and the reference voltage value V3a is input to the second input terminal 822a of the comparator 82a.

コンパレータ８２ａは、第１入力端子８２１ａの電圧値（時定数が付与された電圧値Ｖ１ａ）が第２入力端子８２２ａの電圧値（基準電圧値Ｖ２ａ又は基準電圧値Ｖ３ａ）未満である場合にはハイレベルの信号Ｓ１ａを出力し、一方、第１入力端子８２１ａの電圧値が第２入力端子８２２ａの電圧値以上である場合にはローレベルの信号Ｓ１ａを出力する。電源ＩＣ６４は、イネーブル端子６５にハイレベルの信号Ｓ１ａが入力されていることにより動作を実行し、イネーブル端子６５にローレベルの信号Ｓ１ａが入力されていることにより動作を停止する。 The comparator 82a outputs a high-level signal S1a when the voltage value of the first input terminal 821a (the voltage value V1a with a time constant) is less than the voltage value of the second input terminal 822a (the reference voltage value V2a or the reference voltage value V3a), and outputs a low-level signal S1a when the voltage value of the first input terminal 821a is equal to or greater than the voltage value of the second input terminal 822a. The power supply IC 64 executes operation when a high-level signal S1a is input to the enable terminal 65, and stops operation when a low-level signal S1a is input to the enable terminal 65.

図５は、第２制御回路５ｂの構成を示す回路図である。第２制御回路５ｂは、オペアンプ８１ｂ、コンパレータ８２ｂ、トランジスタ８４ｂ、抵抗素子９２ｂ，９３ｂ，９４ｂ，９５ｂ，９６ｂ，９７ｂ、及びコンデンサ８３ｂを有して構成されている。抵抗素子９１ｂ及びコンデンサ８３ｂは、時定数回路を構成する。抵抗素子９２ｂ～９６ｂ及びトランジスタ８４ｂは、第２基準電圧設定回路を構成する。抵抗素子９２ｂ，９３ｂの抵抗値Ｒ１ｂ，Ｒ２ｂの比は、抵抗素子９５ｂ，９６ｂの抵抗値Ｒ４ｂ，Ｒ５ｂの比に等しい。 Figure 5 is a circuit diagram showing the configuration of the second control circuit 5b. The second control circuit 5b is configured to have an operational amplifier 81b, a comparator 82b, a transistor 84b, resistance elements 92b, 93b, 94b, 95b, 96b, 97b, and a capacitor 83b. The resistance element 91b and the capacitor 83b form a time constant circuit. The resistance elements 92b to 96b and the transistor 84b form a second reference voltage setting circuit. The ratio of the resistance values R1b and R2b of the resistance elements 92b and 93b is equal to the ratio of the resistance values R4b and R5b of the resistance elements 95b and 96b.

オペアンプ８１ｂには、電源ＩＣ６４からの出力電流値Ｉｂが、コイル８８の両端電圧値Ｖｂとして入力される。オペアンプ８１ｂは、入力された両端電圧値Ｖｂに応じた電圧値Ｖ１ｂを出力する。オペアンプ８１ｂから出力された電圧値Ｖ１ｂは、抵抗素子９１ｂ及びコンデンサ８３ｂから成る時定数回路を介して、コンパレータ８２ｂの第１入力端子８２１ｂに入力される。当該時定数回路の時定数は、瞬間的なノイズに起因する誤動作を防止するために、数秒程度に設定されている。 The output current value Ib from the power supply IC 64 is input to the operational amplifier 81b as the voltage value Vb across the coil 88. The operational amplifier 81b outputs a voltage value V1b corresponding to the input voltage value Vb across the coil 88. The voltage value V1b output from the operational amplifier 81b is input to the first input terminal 821b of the comparator 82b via a time constant circuit consisting of a resistor element 91b and a capacitor 83b. The time constant of the time constant circuit is set to about several seconds to prevent malfunctions caused by momentary noise.

コンパレータ８２ｂの第２入力端子８２２ｂには、一定値の基準電圧Ｖｚに基づいて生成される基準電圧値Ｖ２ｂ又は基準電圧値Ｖ３ｂが入力される。基準電圧値Ｖ２ｂは、トランジスタ８４ｂがオフの場合における、抵抗素子９２ｂの抵抗値Ｒ１ｂと抵抗素子９３ｂの抵抗値Ｒ２ｂとの比に応じた電圧値である。基準電圧値Ｖ３ｂは、トランジスタ８４ｂがオンの場合における、抵抗素子９２ｂの抵抗値Ｒ１ｂと、抵抗素子９３ｂ，９４ｂの抵抗値Ｒ２ｂ，Ｒ３ｂの合成抵抗値との比に応じた電圧値である。基準電圧値Ｖ２ｂ，Ｖ３ｂは上記の第２基準値に相当する。抵抗素子９３ｂ，９４ｂは並列接続されており、抵抗素子９３ｂ，９４ｂの合成抵抗値は抵抗素子９３ｂ単体の抵抗値Ｒ２ｂより小さいため、基準電圧値Ｖ３ｂは基準電圧値Ｖ２ｂより小さい。 The second input terminal 822b of the comparator 82b receives a reference voltage V2b or a reference voltage V3b generated based on a constant reference voltage Vz. The reference voltage V2b is a voltage value corresponding to the ratio of the resistance R1b of the resistor element 92b to the resistance R2b of the resistor element 93b when the transistor 84b is off. The reference voltage V3b is a voltage value corresponding to the ratio of the resistance R1b of the resistor element 92b to the combined resistance of the resistances R2b and R3b of the resistor elements 93b and 94b when the transistor 84b is on. The reference voltages V2b and V3b correspond to the second reference value. The resistor elements 93b and 94b are connected in parallel, and the combined resistance of the resistor elements 93b and 94b is smaller than the resistance R2b of the resistor element 93b alone, so the reference voltage V3b is smaller than the reference voltage V2b.

パーシャルショート発生時にコイル８８を流れる出力電流値Ｉｂが第２電流値Ｉ２未満である場合には、電圧値Ｖ１ｂはしきい値より小さいためトランジスタ８４ｂはオフであり、コンパレータ８２ｂの第２入力端子８２２ｂには基準電圧値Ｖ２ｂが入力される。一方、パーシャルショート発生時にコイル８８を流れる出力電流値Ｉｂが第２電流値Ｉ２以上である場合には、たとえ時定数の期間内であったとしても、電圧値Ｖ１ｂはしきい値以上となるためトランジスタ８４ｂはオンとなり、コンパレータ８２ｂの第２入力端子８２２ｂには基準電圧値Ｖ３ｂが入力される。 When the output current value Ib flowing through the coil 88 when a partial short occurs is less than the second current value I2, the voltage value V1b is less than the threshold value, so the transistor 84b is off, and the reference voltage value V2b is input to the second input terminal 822b of the comparator 82b. On the other hand, when the output current value Ib flowing through the coil 88 when a partial short occurs is equal to or greater than the second current value I2, even if it is within the time constant period, the voltage value V1b is equal to or greater than the threshold value, so the transistor 84b is on, and the reference voltage value V3b is input to the second input terminal 822b of the comparator 82b.

コンパレータ８２ｂは、第１入力端子８２１ｂの電圧値（時定数が付与された電圧値Ｖ１ｂ）が第２入力端子８２２ｂの電圧値（基準電圧値Ｖ２ｂ又は基準電圧値Ｖ３ｂ）未満である場合にはハイレベルの信号Ｓ１ｂを出力し、一方、第１入力端子８２１ｂの電圧値が第２入力端子８２２ｂの電圧値以上である場合にはローレベルの信号Ｓ１ｂを出力する。電源ＩＣ６４は、イネーブル端子６５にハイレベルの信号Ｓ１ｂが入力されていることにより動作を実行し、イネーブル端子６５にローレベルの信号Ｓ１ｂが入力されていることにより動作を停止する。 The comparator 82b outputs a high-level signal S1b when the voltage value of the first input terminal 821b (the voltage value V1b with a time constant applied) is less than the voltage value of the second input terminal 822b (the reference voltage value V2b or the reference voltage value V3b), and outputs a low-level signal S1b when the voltage value of the first input terminal 821b is equal to or greater than the voltage value of the second input terminal 822b. The power supply IC 64 executes an operation when a high-level signal S1b is input to the enable terminal 65, and stops an operation when a low-level signal S1b is input to the enable terminal 65.

図６は、第３制御回路５ｃの構成を示す回路図である。第３制御回路５ｃは、オペアンプ８１ｃ、コンパレータ８２ｃ、ダイオード８６ｃ、抵抗素子９１ｃ，９２ｃ，９３ｃ，８５ｃ，９７ｃ、及びコンデンサ８３ｃを有して構成されている。抵抗素子９１ｃ及びコンデンサ８３ｃは、時定数回路を構成する。抵抗素子９２ｃ，９３ｃは、第３基準電圧設定回路を構成する。 Figure 6 is a circuit diagram showing the configuration of the third control circuit 5c. The third control circuit 5c is configured with an operational amplifier 81c, a comparator 82c, a diode 86c, resistive elements 91c, 92c, 93c, 85c, and 97c, and a capacitor 83c. The resistive element 91c and the capacitor 83c form a time constant circuit. The resistive elements 92c and 93c form a third reference voltage setting circuit.

パーシャルショート発生時に、保護回路７１が保護動作を行わない領域で、コイル８８の蓄電容量を超える電流が電源ＩＣ６４から電気回路３に流れると、コイル８８での電圧降下に起因して電源ライン８７の電圧値Ｖｃが低下する。オペアンプ８１ｃには、抵抗素子８５ｃ及びダイオード８６ｃの作用により、一定値の基準電圧Ｖｚ及び低下した電圧値Ｖｃに応じた入力電圧が入力される。オペアンプ８１ｃは、入力電圧を増幅した電圧値Ｖ１ｃを出力する。オペアンプ８１ｃから出力された電圧値Ｖ１ｃは、抵抗素子９１ｃ及びコンデンサ８３ｃから成る時定数回路を介して、コンパレータ８２ｃの第１入力端子８２１ｃに入力される。時定数は、瞬間的なノイズに起因する誤動作を防止するために、数秒程度に設定されている。 When a partial short occurs, if a current exceeding the storage capacity of the coil 88 flows from the power supply IC 64 to the electric circuit 3 in an area where the protection circuit 71 does not perform a protection operation, the voltage value Vc of the power supply line 87 drops due to the voltage drop in the coil 88. A constant reference voltage Vz and an input voltage corresponding to the dropped voltage value Vc are input to the operational amplifier 81c by the action of the resistor element 85c and the diode 86c. The operational amplifier 81c outputs a voltage value V1c obtained by amplifying the input voltage. The voltage value V1c output from the operational amplifier 81c is input to the first input terminal 821c of the comparator 82c via a time constant circuit consisting of the resistor element 91c and the capacitor 83c. The time constant is set to about several seconds to prevent malfunction due to momentary noise.

コンパレータ８２ｃの第２入力端子８２２ｃには、一定値の基準電圧Ｖｚに基づいて生成される基準電圧値Ｖ２ｃが入力される。基準電圧値Ｖ２ｃは、抵抗素子９２ｃの抵抗値Ｒ１ｃと抵抗素子９３ｃの抵抗値Ｒ２ｃとの比に応じた電圧値であり、上記の第３基準値に相当する。 A reference voltage value V2c generated based on a constant reference voltage Vz is input to the second input terminal 822c of the comparator 82c. The reference voltage value V2c is a voltage value according to the ratio between the resistance value R1c of the resistor element 92c and the resistance value R2c of the resistor element 93c, and corresponds to the third reference value described above.

コンパレータ８２ｃは、第１入力端子８２１ｃの電圧値（時定数が付与された電圧値Ｖ１ｃ）が第２入力端子８２２ｃの電圧値（基準電圧値Ｖ２ｃ）以上である場合にはハイレベルの信号Ｓ１ｃを出力し、一方、第１入力端子８２１ｃの電圧値が第２入力端子８２２ｃの電圧値未満である場合にはローレベルの信号Ｓ１ｃを出力する。電源ＩＣ６４は、イネーブル端子６５にハイレベルの信号Ｓ１ｃが入力されていることにより動作を実行し、イネーブル端子６５にローレベルの信号Ｓ１ｃが入力されていることにより動作を停止する。 The comparator 82c outputs a high-level signal S1c when the voltage value of the first input terminal 821c (the voltage value V1c with a time constant) is equal to or greater than the voltage value of the second input terminal 822c (the reference voltage value V2c), and outputs a low-level signal S1c when the voltage value of the first input terminal 821c is less than the voltage value of the second input terminal 822c. The power supply IC 64 executes an operation when a high-level signal S1c is input to the enable terminal 65, and stops an operation when a low-level signal S1c is input to the enable terminal 65.

コンパレータ８２ａ～８２ｃから出力された信号Ｓ１ａ～Ｓ１ｃは、電源ＩＣ６４が有するアクティブハイのイネーブル端子６５に入力される。電源ＩＣ６４は、信号Ｓ１ａ～Ｓ１ｃがいずれもハイレベルである場合には動作を実行し、信号Ｓ１ａ～Ｓ１ｃのいずれかがローレベルである場合には動作を停止する。これにより、電源ＩＣ６４は、パーシャルショートが発生していない正常時には通常に動作し、パーシャルショート発生時には動作を停止する。電源ＩＣ６４が動作を停止した場合には、電気回路３への駆動電力の供給が停止されるため、計測装置１は動作を停止する。 The signals S1a to S1c output from the comparators 82a to 82c are input to an active-high enable terminal 65 of the power supply IC 64. The power supply IC 64 executes operation when all of the signals S1a to S1c are at a high level, and stops operation when any of the signals S1a to S1c are at a low level. As a result, the power supply IC 64 operates normally when no partial short has occurred, and stops operation when a partial short has occurred. When the power supply IC 64 stops operation, the supply of drive power to the electric circuit 3 is stopped, and the measuring device 1 stops operating.

本実施の形態に係る計測装置１によれば、第１制御回路５ａは、電源ＩＣ６４への入力電流値Ｉａと第１基準値との比較結果に基づいて電源ＩＣ６４の動作を制御する。第２制御回路５ｂは、電源ＩＣ６４からの出力電流値Ｉｂと第２基準値との比較結果に基づいて電源ＩＣ６４の動作を制御する。第３制御回路５ｃは、電源ライン８７の電圧値Ｖｃと第３基準値との比較結果に基づいて電源ＩＣ６４の動作を制御する。従って、電源ＩＣ６４への入力電流値Ｉａ、電源ＩＣ６４からの出力電流値Ｉｂ、及び電源ライン８７の電圧値Ｖｃに基づいてパーシャルショートの発生を漏れなく検出でき、パーシャルショート発生時には第１制御回路５ａ、第２制御回路５ｂ、又は第３制御回路５ｃが電源ＩＣ６４の動作を停止させることにより、電気回路３からの発煙を抑制又は回避することが可能となる。しかも、第１基準値、第２基準値、及び第３基準値は、定電圧回路６が発生する一定値の基準電圧Ｖｚに基づいて生成されるため、電池６１の消耗度合いに応じて第１基準値、第２基準値、及び第３基準値が変動することを予め回避できる。 According to the measuring device 1 of this embodiment, the first control circuit 5a controls the operation of the power supply IC 64 based on the comparison result between the input current value Ia to the power supply IC 64 and the first reference value. The second control circuit 5b controls the operation of the power supply IC 64 based on the comparison result between the output current value Ib from the power supply IC 64 and the second reference value. The third control circuit 5c controls the operation of the power supply IC 64 based on the comparison result between the voltage value Vc of the power supply line 87 and the third reference value. Therefore, the occurrence of a partial short can be detected without fail based on the input current value Ia to the power supply IC 64, the output current value Ib from the power supply IC 64, and the voltage value Vc of the power supply line 87, and when a partial short occurs, the first control circuit 5a, the second control circuit 5b, or the third control circuit 5c stops the operation of the power supply IC 64, thereby suppressing or avoiding smoke generation from the electric circuit 3. Moreover, since the first reference value, the second reference value, and the third reference value are generated based on a constant reference voltage Vz generated by the constant voltage circuit 6, it is possible to prevent the first reference value, the second reference value, and the third reference value from fluctuating according to the degree of consumption of the battery 61.

１計測装置
２電源回路
３電気回路
５ａ第１制御回路
５ｂ第２制御回路
５ｃ第３制御回路
６定電圧回路
６１電池
６４電源ＩＣ
８７電源ライン
Ｐ１温度プローブ
Ｐ２振動プローブ REFERENCE SIGNS LIST 1 Measurement device 2 Power supply circuit 3 Electric circuit 5a First control circuit 5b Second control circuit 5c Third control circuit 6 Constant voltage circuit 61 Battery 64 Power supply IC
87 Power line P1 Temperature probe P2 Vibration probe

Claims

A measuring device for measuring a physical quantity of a steam trap,
A probe that is in contact with the steam trap;
an electric circuit that outputs measurement data of the steam trap by performing electrical processing, including conversion to an electric signal, on the physical quantity of the steam trap transmitted from the probe;
a power supply circuit for supplying driving power to the electric circuit;
Equipped with
The power supply circuit includes:
Batteries and
A power supply IC connected to the battery;
a power supply line connecting the power supply IC and the electric circuit;
at least one of a first control circuit that controls an operation of the power supply IC based on a result of comparing an input current value to the power supply IC with a predetermined first reference value, a second control circuit that controls an operation of the power supply IC based on a result of comparing an output current value from the power supply IC with a predetermined second reference value, and a third control circuit that controls an operation of the power supply IC based on a result of comparing a voltage value of the power supply line with a predetermined third reference value;
a constant voltage circuit that generates a constant reference voltage for generating at least one of the first reference value, the second reference value, and the third reference value;
A measuring device having the above structure.