JP3638003B2

JP3638003B2 - 異常検知機能付き流量計

Info

Publication number: JP3638003B2
Application number: JP26645798A
Authority: JP
Inventors: 昇一郎林
Original assignee: Oval Corp
Current assignee: Oval Corp
Priority date: 1998-09-21
Filing date: 1998-09-21
Publication date: 2005-04-13
Anticipated expiration: 2018-09-21
Also published as: JP2000097740A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異常検知機能付き流量計に関し、より詳細には、回転子構造部を有する流量計において回転子の回転に伴い発生する音又は音声パターンにより流量計の異常状態を検知する異常検知機能付き流量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転子構造部を有する流量計、例えば、ケーシング内に収められた２個の楕円形回転子に歯が加工され、互いに噛み合って回転する歯車とその軸受けからなるオーバルギヤ式容積流量計、あるいは計量室又はパイプの流れの中に設置された羽根車とその軸受けからなるタービン式流量計等において、歯車の歯や羽根車の羽根の欠損、欠落あるいは軸受けの摩耗等の異常が生じることがある。このような異常状態を検知するために、タービン式流量計においては、羽根の数を検出するセンサと回転数を検出するセンサの２つのセンサを設け、互いに検出結果を監視しながら異常を検知する技術が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術によれば、例えば、羽根１枚が全体として欠落した場合や軸受けが相当に摩耗した場合等相当程度の異常状態にならないと異常として検知することができず、誤差を伴う測定が継続されたり、故障等の異常の発見が遅れるという問題点があった。
【０００４】
本発明は、上述の実情に鑑みてなされたもので、回転子構造部を有する流量計において、回転子の回転に伴い発生する音又は音声パターンにより流量計の僅かな異常状態を容易に検知することができる異常検知機能付き流量計を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、回転子構造部を有する流量計において、前記回転子構造部から発する音声を音声パターンとして検知する手段と、前記回転子構造部を流通する流体の流量を流量パルスとして検知する手段と、前記回転子構造部から発する音声の標準音声パターンを記憶する記憶手段を有し、前記流量パルスの所定値毎に前記音声パターンを前記標準音声パターンと比較することを特徴とし、もって、容易に僅かな異常状態を検知できるようにしたものである。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記流量計の主要流量点或いは所定時間毎に標準音声パターンを備え、前記流量計の使用が所定量計測或いは所定時間に到達する毎に、前記音声パターンを当該標準音声パターンと比較することを特徴とし、もって、より精密に異常の検知を行うようにしたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施例を説明するための異常検知センサを有する流量計の分解斜視図で、図中、１は流量計本体、２は計数部、３は小型マイクからなる音声センサ、４は磁気変化をピックアップするセンサコイルが内蔵されるような流量センサ、５は温度センサ、６は演算処理回路部、７はＬＣＤ表示部、８はアラーム信号送信線、電源線等のコネクタ、１ａは蓋体、３ａ，３ｂ、３ｃはそれぞれ蓋体１ａに設けられた音声センサ３、流量センサ４、温度センサ５の取り付けに対応する凹穴部である。
【０００９】
流量計本体１内には、図示されないが、オーバルギヤ式容積流量計の場合にはオーバルギヤが、ロータリーピストン式流量計の場合には回転子が、またタービン式流量計の場合には羽根車がそれぞれ軸受けで支持され、取り付けられている。
【００１０】
流量計本体１と計数部２は、図示しない公知の手段により一体化され、このとき、音声センサ３、流量センサ４、温度センサ５は、それぞれ前記蓋体１ａの凹穴部３ａ，３ｂ，３ｃに嵌合するようになっている。なお、温度センサ５は公知の温度計であり、その出力は流量の温度による体積補正等のために使用される。
【００１１】
図２は、演算処理回路部６の回路構成ブロック図で、図中、９は増幅器、１０は検波器、１１は積分器、１２はゲート回路、１３は音声パターンのデジタル変換回路、１４はゲート回路、１５は音声一致性チェック回路、１６は８桁のカウンタ、１７はフリップフロップ回路、１８は出荷時の音声パターンを記憶する標準音声パターンメモリ、１９はゲート回路、２０はＯＲ回路である。
【００１２】
流量計が稼動すると、流量計本体１内の図示しない回転子が回転し、流量センサ４から流量パルスが発信されると共に、回転による回転音が音声センサ３によりピックアップされ電気信号に変換され、増幅器９で増幅され、検波器１０で音声パターンとして検波される。
【００１３】
いま、ａ側の場合は、検波された音声パターンは、図示しないオペアンプと抵抗及びコンデンサからなる積分器１１で積分してデジタル（パルス）信号に変換し、ゲート回路１２に導入される。この音声はゲート回路１２の時間内に正常状態では一定周期での流量パルス列が得られるので、正常状態を確認することができる。回転子（例えば、羽根車）に破損、欠落等の異常状態が生じた場合には、前記流量パルス列が変化し、また音で検知の場合には、音のピーク・ピーク間が乱れるのでその組合わせにて容易に異常状態を検知することができる。
【００１４】
ｂ側の場合は、音声センサ３、増幅器９、検波器１０からの音声パターンは、音声パターンのデジタル変換回路１３でデジタル信号に変換される。一方、流量センサ４からの流量パルスは、１つは上記用途とし、もう１つは８桁のカウンタ１６によりカウントされ、例えば１００００カウント毎に１つのパルスを出力し、フリップフロップ回路１７に送出される。該フリップフロップ回路１７は、その都度動作してその出力パルスは、ゲート回路１４、ゲート回路１９に入力する。
【００１５】
前記８桁のカウンタの代わりに所定時間経過毎に１つのパルスを出力する時計装置を用いることも可能である。
【００１６】
音声パターンメモリ１８は、出荷時の音声パターン（音紋）をある流量ポイント毎に複数点標準音声パターンとしてデジタル信号にて記憶しており、フリップフロップ回路１７の出力をゲート回路１９へ入力することにより該ゲート回路１９を開路して前記標準音声パターンを一致性チェック回路１５に出力するとともに、ゲート回路１４を開路し、音声パターンのデジタル変換回路１３からの音声パターンを一致性チェック回路１５に取り込んで標準音声パターンと比較する。
【００１７】
比較の結果、異常があれば、ＯＲ回路２０を経てアラーム通報がコネクタ８（図１）から外部に発信される。正常状態であれば、例えば１００００カウント毎にフリップフロップ回路１７をリセットし、前記比較動作を繰り返す。
【００１８】
図３は、音声パターンと流量パルスの相関を説明する図であり、図３（Ａ）は流量パルス、図３（Ｂ）は音声パターンを示す。
１音声パターン中のパルスの繰り返しをチェックすることにより、パルス抜けから、例えば羽根車の欠落等を検知し、また、パターン間に存在する異常音声から、例えば軸受けに生じたひび等を検知する。音声パターンＰ_１，Ｐ_１は、回転子の1回転毎に変化する周期的なパターンとして波形の視認、或いはピーク・ピーク（ｐ−ｐ）間の周期的な音の変化として感知される。異常がある場合は、例えば異常波形（パルス）Ｐ_２の存在により、或いは異常音を含む音の変化として検知される。
【００１９】
前記比較は、音声パターンのデジタル信号により振幅、周期について標準音声パターンのそれと比較されるので、振幅のチェックにより異常の程度、周期のチェックにより軸受けの摩耗、羽根車のはずれ、ギヤの欠損、ひびの発生等の異常の種類を検知することができる。従って、音の変化により異常の検知を行う手法より僅かな異常でも精度高く検知することができる。
【００２０】
前記異常の検知は、流量計の使い始めから、所定量計測或いは所定時間に到達する毎に例えば、小流量（１００立方メートル／ｈ、中流量（５００立方メートル／ｈ）、大流量（１０００立方メートル／ｈ）等の主要流量点毎に定期的に行うことができる。この場合、工場出荷時（メ−タ器差付時）に前記各流量点の音声パターンを標準音声パターンとしてデジタル信号にて記憶しておき、流量計の使用が、これらの所定量計測或いは所定時間に到達する毎に音声パターンと自動的に当該標準音声パターンとを比較することにより、より精密に異常の検知を行う。
【００２１】
また、前記音声パターンや流量パルスは、温度センサ５により流体の温度を検出し、該温度で体積補正した流量に基づく音声パターン又は流量パルスとし、前記基準音声パターンも温度補正を取り込んだ標準音声パターンとしてもよい。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、回転子構造部を有する流量計において、前記回転子構造部から発する音声を音声パターンとして検知する手段と、前記回転子構造部を流通する流体の流量を流量パルスとして検知する手段と、前記回転子構造部から発する音声の標準音声パターンを記憶する記憶手段を有し、前記流量パルスの所定値毎に前記音声パターンを前記標準音声パターンと比較するので、容易に僅かな異常状態を検知することができる。
【００２４】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、前記流量計の主要流量点或いは所定時間毎に標準音声パターンを備え、前記流量計の使用が所定量計測或いは所定時間に到達する毎に、前記音声パターンを当該標準音声パターンと比較するので、より精密に異常の検知を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を説明するための異常検知センサ付き流量計の分解斜視図である。
【図２】本発明が適用される演算処理回路部の回路構成ブロック図である。
【図３】本発明の音声パターンと流量パルスの相関を説明する図である。
【符号の説明】
１…流量計本体、１ａ…蓋体、２…計数部、３…音声センサ、３ａ，３ｂ，３ｃ…凹穴部、４…流量センサ、５…温度センサ、６…演算処理回路部、７…ＬＣＤ表示部、８…コネクタ、９…増幅器、１０…検波器、１１…積分器、１２…ゲート回路、１３…音声パターンのデジタル変換回路、１４…ゲート回路、１５…音声一致性チェック回路、１６…カウンタ、１７…フリップフロップ回路、１８…標準音声パターンメモリ、１９…ゲート回路、２０…ＯＲ回路。

Claims

回転子構造部を有する流量計において、前記回転子構造部から発する音声を音声パターンとして検知する手段と、前記回転子構造部を流通する流体の流量を流量パルスとして検知する手段と、前記回転子構造部から発する音声の標準音声パターンを記憶する記憶手段を有し、前記流量パルスの所定値毎に前記音声パターンを前記標準音声パターンと比較することを特徴とする異常検知機能付き流量計。
前記流量計の主要流量点或いは所定時間毎に標準音声パターンを備え、前記流量計の使用が所定量計測或いは所定時間に到達する毎に、前記音声パターンを当該標準音声パターンと比較することを特徴とする請求項１に記載の異常検知機能付き流量計。