JP2632204B2 - 全閉空間内の構成要素の動作監視方法および装置 - Google Patents

全閉空間内の構成要素の動作監視方法および装置

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    • Y10T137/8225Position or extent of motion indicator
    • Y10T137/8242Electrical

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、全閉空間内に位置する構成要素の動作を監
視する方法および装置に関する。
各種の装置あるいは機械には、その外側からアクセス
出来ずその動作状態を容易に知ることの出来ない可動の
構成要素を備えたものが多い。これは、その性質上、少
なくとも装置が作動中外部からアクセス出来ない流れ制
御要素を有する流体制御装置にしばしば見られることで
ある。
かかる流体装置の構成要素の動作状態を知るために該
構成要素の上流と下流の間の圧力差および/または構成
要素を通過する流体の流速を監視することが知られてい
る。かかる監視システムは比較的高価で故障あるいは不
具合を起しやすい。更に、かかる監視装置は開口部を介
して流体の流路と信号のやりとりを行なうため、その開
口部を密閉する必要がある。
従って、本発明の主要目的は、全閉空間内の可動構成
要素の動作を空間の壁を貫通することなく簡単な方法で
監視する方法および装置と提供することにある。
上記の目的に鑑みて、本発明は、全閉空間内に位置し
作動信号に応答して選択作動位置へ移動自在の構成要素
の動作を監視する方法であって、該構成要素の選択作動
位置への移動に応答して全閉空間内で短い持続時間の音
響信号を発生させ、該音響信号を全閉空間の外部で感知
して、作動信号と音響信号の間の時間関係を測定するこ
とを特徴とする監視方法を提供する。
以下、添付図面を参照して本発明をその実施例につき
詳細に説明する。
添付図面は、本発明による監視装置を一部横断面且つ
一部概略的に示した図である。
該図において、矢印4の方向に流体を導くパイプライ
ン2は一方向弁の構成要素8を内蔵するハウジング6を
備えている。該構成要素8はピボットアーム10により支
持され、該ピボットアームはハウジング6内に固定され
た基部12へ枢着されている。
任意の適当なそして公知の型式の作動機構(図示せ
ず)がピボットアーム10へ連結され、流れ遮断状態を指
示する電気信号に応答してピボットアーム10を回転させ
弁の構成要素8を図示の実線位置へ移動させる。該位置
において構成要素8は流路4を介する流体の流れを遮断
する。装置によっては、閉止信号に応答して弁の構成要
素が完全閉止位置までは移動しないものがある。該電気
信号が消滅するかあるいは流れ許容状態を指示する信号
が発生すると、ピボットアーム10は枢動して弁の構成要
素8を点線18で示した開放位置へ移動させる。
本発明によれば、音響−電気式信号変換器と増幅器よ
りなることが多い音響信号受信機20がパイプライン2あ
るいはハウジング6に音響結合される。即ち、受信機20
の音響センサーがパイプライン2あるいはハウジング6
の外壁と接触状態に、そして発生した音響信号あるいは
インパルスがはっきりと受信出来るような位置に取付け
られる。受信機20は、音響結合されたパイプライン2あ
るいはハウジング6の壁の一部を介して送られる音響イ
ンパルスを表わす出力信号をライン22上に発生する。ラ
イン22は論理素子24へ接続され、該素子は音響信号とは
別にライン26を介して上述の流れ遮断信号を受信する。
本発明の一実施例によれば、流れ遮断信号の発生によ
りピボットアーム10が回転して、弁の構成要素8がライ
ン22上に識別可能なパルス信号を生ぜしめる音響信号を
受信機20へ印加するに充分な大きさの衝撃をパイプライ
ン2の弁座表面へ加える。この場合、受信機20を構成要
素8の流れ遮断位置近くに取付けるのが好ましい。
ライン26上の流れ遮断信号の持続時間は、弁の構成要
素8の閉成動作に応答してライン22上に現われる信号パ
ルスと少なくとも一部がオーバーラップするに充分な長
さを有するよう選ぶ。このような一部がオーバーラップ
する関係が存在すると、それは論理素子24により正しい
弁閉成動作があったと解釈され、出力ライン28上に故障
信号が発生しない。一方、ライン26上の流れ遮断信号と
ライン22上の少なくとも一部がオーバーラップした信号
が互いに関連がない場合、これは弁閉成動作が正しく行
われなかったことを意味し、論理素子24がライン28上に
警報信号を発生する。かくして、論理素子24は論理ANDN
OT素子として事実上機能し、その構成はかかる素子とお
そらく適当な増幅およびパルス成形回路等を組合せたも
のであろう。
弁の構成要素8は閉成動作を行っても充分な大きさの
音響信号を直接発生しない場合がよくある。例えば、高
い流量のシステムでは、最初の閉成信号は構成要素8を
その閉成位置の方へ部分的に移動させるだけであり、完
全な閉姓はその後において流れが他の手段により遮断さ
れた後に生じる場合がある。この場合、本発明によれ
ば、弁の構成要素8の流れ遮断位置への移動に応答して
動作する補助音響信号発生装置がハウジング6へ設けら
れる。図示の実施例では、この補助装置は基部30上に支
持され板バネ34のような手段で図示の位置へ変位された
枢動部材30よりなる。この例では、板バネ34は部材30に
固定されハウジング6の内壁に関して摺動可能である。
枢動部材30が図示の位置にあって弁の構成要素8が点
線位置18にある時、構成要素8と部材30は接触状態にあ
る。
少なくともこれら2つの要素および部材の接触領域で
は、その一方は磁気材料で、他方は磁化可能な材料で作
られているため両者の間に磁気吸引力が存在する。
流れ遮断信号の発生により弁の構成要素8が流れ遮断
位置の方へ移動を始めると、部材30はその連携の板バネ
の付勢力に抗して、その付勢力が弁の構成要素8と部材
30の間の磁気的吸引力を越えるかあるいは部材30がその
許容行程の限界点に到達して磁気的接触状態が終了する
点に達するまで枢動する。その接触状態が終了した後、
部材30は板バネの付勢力により駆動されてハウジング6
の内壁と衝突し、音響信号を発生して、この信号が受信
機20により処理される。その結果生じた出力信号は上述
の信号と同じ態様で論理素子24により処理される。
上述の説明より理解されるように、本発明は構造的に
簡単で、高信頼度、安価なシステムを提供するだけでな
く、構成要素の不具合の原因とは無関係に警報信号を発
生するという点において構成要素の完全な動作の監視を
可能にする。かくして、図示の弁の動作を監視する例で
は警報信号は不具合の内容が、関連の作動装置が弁閉成
信号に応答しない、作動装置とピボットアーム10の間の
リンクが故障した、あるいはピボットアーム10から構成
要素8が離脱した、かどうかに関係なく発生される。更
に、受信機20が弁座への衝突に直接応答する場合、不完
全な弁を閉成動作が感知される。
弁の構成要素8をその閉成位置へ移動させるための作
動信号の持続信号が適当な音響信号が発生する前に消え
てしまうような短いものである場合、その作動信号によ
り適当に長い持続時間のパルスを発生させ、このパルス
をライン26へ印加する。逆に、作動信号の持続時間が長
すぎて使えない、例えば作動信号が構成要素8がその閉
成位置にある限り存在するような場合、作動信号の前縁
により適当な持続時間のパルスを発生させ、それをライ
ン26へ加えることが出来る。何れにしても、本発明によ
れば、ライン26上に、対応音響インパルスとオーバーラ
ップするに充分に長く、しかしながら構成要素が正しい
動作を行なったにも拘らず誤った表示を与える偽インパ
ルスが発生しないように充分な短さの持続時間を持つパ
ルスが発生するよう作動信号を利用する必要がある。
図示の実施例は部材30と構成要素8の間の磁気結合を
利用するが、両者の間において開放自在の機械的な結合
方式を利用することも同じく可能である。
本発明の更に別の実施例によれば、音響信号受信機20
を例えばスタンドオフによるなどしてパイプライン2あ
るいはハウジング6から熱的に隔離し、高温あるいは低
温流体を通すシステムの構成要素の監視を比較的安価な
音響信号受信機により行なえるようにすることも可能で
ある。
本発明による監視動作には比較的強力な音響インパル
スの検出だけが必要であるため、使用する音響信号受信
機としては比較的安価なものでよく、その出力信号にい
かなる方式の測定、分析あるいは成形を施す必要がな
い。
以上、本発明を逆止弁の監視につき説明したが、本発
明の監視方法および装置は作動信号により規定位置へ移
動される全閉空間内のいかなる構成要素の正しい動作の
監視に用いることも可能であることに理解されたい。一
部は、監視すべき構成要素の性質によりそしてその要素
がその正常動作で充分な大きさの音響信号を発生するか
どうかを考慮して別の可動要素を用いることが必要にな
る場合があるであろう。
【図面の簡単な説明】
添付図面は本発明による監視装置を一部横断面且つ一部
概略図で示したものである。 2……パイプライン 6……ハウジング 8……弁の構成要素 20……音響信号受信機 24……論理素子 30……枢動要素 34……板バネ

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】全閉空間内に位置し作動信号に応答して選
    択作動位置へ移動自在の構成要素の動作を監視する方法
    であって、該構成要素の選択作動位置への移動に応答し
    て全閉空間内で短い持続時間の音響信号を発生させ、該
    音響信号を全閉空間の外部で感知して、作動信号と音響
    信号の間の時間関係を測定することを特徴とする監視方
    法。
  2. 【請求項2】音響信号を該構成要素を全閉空間に衝突さ
    せることにより発生させることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項に記載の方法。
  3. 【請求項3】作動信号の発生後所定の時間インターバル
    内に音響信号が発生しない場合警報信号を発生させるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項に記
    載の方法。
  4. 【請求項4】特許請求の範囲第1項に記載した方法に従
    い、全閉空間内の構成要素の選択作動位置への移動に応
    答して該空間内で短い持続時間の音響信号を発生させる
    ことにより、該構成要素の動作を監視する装置であっ
    て、全閉空間に音響結合され全閉空間の外部に位置して
    音響信号を感知する感知手段と、作動信号と音響信号の
    間の時間関係を測定するために感知手段に接続された監
    視手段とよりなることを特徴とする監視装置。
  5. 【請求項5】前記構成要素は音響信号を発生する前記手
    段を構成することを特徴とする特許請求の範囲第4項に
    記載の装置。
  6. 【請求項6】音響信号を発生する前記手段は構成要素の
    選択作動位置への移動に応答して全閉空間内を変位位置
    へ移動すべく取付けられた可動要素と、可動要素を変位
    位置から移動させて全閉空間の壁へ衝突させる手段とよ
    りなることを特徴とする特許請求の範囲第4項または5
    項に記載の装置。
  7. 【請求項7】構成要素が選択作動位置へ移動する際可動
    要素が構成要素と共に変位するように可動要素と構成要
    素の間に磁気的吸引力を発生させるべく可動要素と構成
    要素のうちの少なくとも1つに連携する手段を設けてな
    ることを特徴とする特許請求の範囲第6項に記載の装
    置。
  8. 【請求項8】可動要素を移動せしめる前記手段は可動要
    素へ全閉空間の壁への付勢力を印加するために可動要素
    に結合された付勢手段よりなることを特徴とする特許請
    求の範囲第7項に記載の装置。
  9. 【請求項9】監視手段は作動信号の発生後所定の時間イ
    ンターバル内において音響信号が発生しない場合警報信
    号を発生する手段を有することを特徴とする特許請求の
    範囲第4項に記載の装置。
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JPH01224587A JPH01224587A (ja) 1989-09-07
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