JP3996707B2

JP3996707B2 - Anomaly detection device for electric fusion joint

Info

Publication number: JP3996707B2
Application number: JP25681398A
Authority: JP
Inventors: 直子水田; 和久有吉
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1998-09-10
Filing date: 1998-09-10
Publication date: 2007-10-24
Anticipated expiration: 2018-09-10
Also published as: JP2000085016A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、隣接する合成樹脂部材の端部同士を融着継手によって接続し、この融着継手に内装された電熱線に通電して両合成樹脂部材の端部同士を融着する融着継手に係り、より詳細には、電気融着継手に内装されている電熱線の短絡等による通電異常を検知する通電異常検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチック管材の接合に用いられる電気融着継手（例えば、ＥＦ継手）には、熱による接合を行うために、電気融着継手の内部に加熱用の電熱線（ワイヤ）が組み込まれている。プラスチック管材の端部同士を融着させるときには、このワイヤに電流を流し、ワイヤ周辺の管材料を溶かして融着を行う。
【０００３】
このとき、融着時に溶ける管材料の流れによっては、ワイヤも流され、巻かれている隣のワイヤと接触し、短絡を生じることがある。この場合、融着に必要な電流量が流せなくなり、正しい融着ができなくなるといった問題が発生する。
【０００４】
そこで、融着中の電流値を監視し、ワイヤの短絡による電流の異常増加を検知することで、ワイヤの短絡による異常状態を発見するといった方法が提案されている（例えば、特公平６−５５４４１号公報参照）。
【０００５】
この方法は、一定時間ごとに電流値を測定し、直前に測定した電流値と比較することによって電流の増加を検知し、その比較結果がある基準値を超えたときに異常とみなす方法である。
【０００６】
異常と判定する基準値は、電気融着継手に巻かれたワイヤの巻き数に依存する。例えば、３０回巻かれたワイヤのうち、１箇所の部分で隣接するワイヤが短絡した場合、電流値は３％増加するので、基準値は３％となる。
【０００７】
ここで、比較に用いる電流値をあるタイミングの瞬時値で行おうとすると、ノイズなどの影響により正しい異常検知が行えない可能性があるので、不要なノイズを除去するか、瞬時的な変動をキャンセルするようにして、電流値を測定する必要がある。この電流測定方法には、フィルタ処理を施した後、Ａ／Ｄ変換した値を測定値とする方法や、Ａ／Ｄ変換した値を複数個用い、ソフトウエア処理によって平均した値を測定値とする方法などがある。これらは全て、ある期間の瞬時電流値を平均化した値を用いていることになる。そして、この平均化された値を常に測定し、基準値と比較して、その変化から通電異常を検知している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、通電異常を検知する従来の方法は、融着中の電流値を正しく測定するために、ある期間で平均化された電流値を用い、前回測定値と今回測定値とを比較した結果が基準値を超えているかどうかで、異常の判断を行っている。
【０００９】
しかしながら、従来の通電異常検知方法では、測定期間のとり方によって、異常の変化が正確に捉えられない場合がある。例えば、電流値が１００から１０５に５％変化した場合、その変化ポイントが例えば測定期間の真ん中にあった場合には、その期間内の電流値を平均すると５％であるはずの変化量が、前後の測定期間に二分される形となって、２．５％と計算されてしまうことになる。つまり、前の測定期間でも２．５％、その後の測定期間でも２．５％と計算されてしまうため、基準値の３％を超えることがないので、本来短絡しているにも関わらず、短絡していないと判断してしまうことになる。また、後の測定期間で５％と測定されたとしても、前の測定期間との比較（１０２．５との比較）によって２．５％の変化率としかみなされず、この場合も短絡していないと判断してしまうことになる。
【００１０】
本発明は係る問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、融着中の電流値の変化を正しく測定することにより、通電異常の状態を正確に検知することのできる電気融着継手の通電異常検知装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１に記載の電気融着継手の通電異常検知装置は、隣接する合成樹脂部材の端部同士を融着継手によって接続し、この融着継手に内装された電熱線に通電して両合成樹脂部材の端部同士を融着する電気融着継手の通電異常検知装置であって、融着中の電熱線からの出力電圧値及び出力電流値を一定の時間間隔で随時測定する測定手段と、測定された出力電圧値及び出力電流値を、今回測定分を含め少なくとも前々回の測定分まで保存する保存手段と、測定手段による測定タイミングで、保存手段に保存されている今回測定分の保存値と、前々回測定分の保存値とを比較してその変化率を算出し、その変化率が予め設定された基準値を超えている場合には異常と判定する判定手段とを備えた構成としている。
【００１２】
また、本発明の請求項２に記載の電気融着継手の通電異常検知装置は、請求項１に記載のものにおいて、判定手段は、測定手段による測定タイミングで、保存手段に保存されている今回測定分の電圧値及び電流値から算出した抵抗値と、前々回測定分の電圧値及び電流値から算出した抵抗値とを比較してその変化率を算出し、その変化率が予め設定された基準値を超えている場合には異常と判定するものである。
【００１３】
また、本発明の請求項３に記載の電気融着継手の通電異常検知装置は、請求項１又は２に記載のものにおいて、判定手段によって初めて異常と判定されたときに異常検知を開始するとともに、そのときに判定手段により算出された変化率の値を記憶手段に記憶し、次の判定タイミングで判定手段により算出された変化率の値と記憶手段に記憶された前回の変化率の値とを比較し、大きい方の値を異常判断値として記憶手段に記憶させる異常検知処理手段を備えた構成としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係わる電気融着継手の通電異常検知装置のシステム構成図である。ただし、本実施の形態では、通電異常検知装置を電気融着装置とは別体として図示しているが、通電異常検知装置が電気融着装置の内部に組み込まれていてもよいことは当然である。
【００１６】
電気融着装置１１の内部には、融着継手８に対して電源を供給する電源供給部が設けられており、この電源供給部から導出された出力ケーブル１２の先端部に設けられたコネクタ７ａ，７ｂが、融着継手８の端子８ａ，８ｂにそれぞれ接続されるようになっている。
【００１７】
融着継手８は、プラスチック管のようなパイプ部材（水道管やガス管等）１５，１５の端部同士を接続するために、円筒形状に形成されており、その内周部に、電熱線（ワイヤ）９が螺旋状に巻回された状態で埋設されている。そして、このワイヤ９の両端部が融着継手８の端子８ａ，８ｂにそれぞれ接続された構造となっている。
【００１８】
本実施の形態の通電異常検知装置は、任意の時間を計測するタイマー部１と、融着継手８に埋設されたワイヤ９からの出力電圧値及び出力電流値を一定の時間間隔で随時測定する電流／電圧測定部２と、測定された出力電圧値及び出力電流値を、今回測定分を含め少なくとも前々回の測定分まで記憶する記憶部（保存手段）３と、電圧／電流測定部２による測定タイミングで、記憶部３に記憶されている今回測定分の保存値と前々回測定分の保存値とを比較してその変化率を算出し、その変化率が予め設定された基準値を超えている場合には異常と判定する判定部４とを備えており、これらタイマー部１、電流／電圧測定部２、記憶部３、判定部４は、通電異常検知装置全体の動作制御を行うマイコン５とそれぞれ双方向に接続されている。また、マイコン５と電気融着装置１１の図示しないコントローラも双方向の接続となっており、電源融着装置１１からのオン／オフ信号等に基づいて、異常検知の開始、終了といった動作制御を管理するようになっている。
【００１９】
判定部４は、電流／電圧測定部２による測定タイミングで、記憶部３に記憶されている今回測定分の電圧値及び電流値から算出した抵抗値と、前々回測定分の電圧値及び電流値から算出した抵抗値とを比較してその変化率を算出し、その変化率の値が予め設定された基準値を超えている場合には異常と判定する。
【００２０】
マイコン１５は、判定部４によって初めて異常と判定されたときに異常検知を開始するとともに、そのときに判定部４により算出された変化率の値を記憶部３に記憶し、次の判定タイミングで判定部４により算出された変化率の値と記憶部３に記憶された前回の変化率の値とを比較し、大きい方の値を異常判断値として記憶部３に記憶させる制御を行う。すなわち、請求項３に記載の異常検知処理手段は、マイコン５によって実現されている。
【００２１】
次に、上記構成の通電異常検知装置の異常検知動作について、図４に示すフローチャートを参照して説明する。ただし、本実施の形態では、以下の条件で異常検知動作を行うものとする。
【００２２】
すなわち、電流／電圧測定部２による融着中の電流、電圧の測定タイミングを１秒ごととし、１秒間の平均値をそれぞれの測定値とする。平均値をとるのは、ノイズ等の突発的変化の影響を除去するためである。
【００２３】
また、記憶部３には、今回測定分を含め前々回の測定分までの３回分の測定データを記憶するものとする。すなわち、新たな測定データを記憶するときに、最も古い測定データを削除することによって、常に最新の３回分の測定データを記憶するようになっている。
【００２４】
また、判定部４では、記憶部３に記憶されている電圧値及び電流値から算出した抵抗値を用いて判定を行う。そのため、基準値も抵抗値換算となっている。抵抗値を使用するのは、ワイヤ抵抗の熱による変化に伴い、電流及び電圧が微妙に変化することが予想されるので、その変化を打ち消すために抵抗値換算で行うものである。そのため、本実施の形態では、異常を判断する条件として、抵抗変化率が基準値を超えたい否かで行うものとする。基準値の決定方法としては、融着不良となるワイヤ９の短絡本数と、融着継手８のワイヤ９の巻き数とから算出できる。例えば、巻き数が３０で短絡限界数が１本の場合には、１／３０×１００＝３（％）となる。本実施の形態では、この例（３％）を基準値とする。
【００２５】
また、融着開始直後は電流が急激に増加するため、融着開始直後の一定時間は検知動作を行わないようにしている。以上の条件で検知動作を行う。
【００２６】
ところで、融着継手８に埋設されたワイヤ９に流れる電流と融着時間との関係は、正常な融着時には図２に示すようなカーブを描くのが一般的である。しかしながら、融着継手８内部で隣接するワイヤ９同士が接触し、短絡した場合には、図３に示すようなカーブを描くことになる。すなわち、短絡ポイントで電流が増加する。以下の説明では、この図３に示すグラフも参照して説明する。
【００２７】
まず、融着継手８にパイプ部材１５，１５の端部を挿入し、電気融着装置１１の出力ケーブル１２の先端部に設けられたコネクタ７ａ，７ｂを、融着継手８の端子８ａ，８ｂにそれぞれ接続する。この状態で、図示しない電源スイッチをオンし、電源供給部から融着継手８のワイヤ９に電源の供給を開始する。
【００２８】
上記した如く、融着開始直後は電流が急激に増加するため、通電異常検知装置は、融着開始直後の一定時間Ｔ１（図３参照）は検知動作を行わない。そして、一定時間Ｔ１が経過した時刻ｔ１から、電流／電圧測定部２は、ワイヤ９の出力電流値、出力電圧値を１秒間の平均値として１秒ごとに測定し、その測定値を記憶部３に記憶する。記憶部３では、このように１秒ごとのタイミングで測定されたデータを、今回測定分を含め前々回の測定分まで３回分記憶する。
【００２９】
図３に示す例で具体的に説明すると、記憶部３には、時刻ｔ２のタンミングで、時刻ｔ１からｔ２の間（期間Ａ）に測定された電流値及び電圧値の各平均値（Ｉａ，Ｖａ）が記憶され、次の時刻ｔ３のタイミングで、時刻ｔ２からｔ３の間（期間Ｂ）に測定された電流値及び電圧値の各平均値（Ｉｂ，Ｖｂ）が記憶され、次の時刻ｔ４のタイミングで、時刻ｔ３からｔ４の間（期間Ｃ）に測定された電流値及び電圧値の各平均値（Ｉｃ，Ｖｃ）が記憶される。つまり、この時点で、記憶部３には、今回測定値であるＩｃ，Ｖｃと、前回測定値であるＩｂ，Ｖｂと、前々回測定値であるＩａ，Ｖａとが記憶されることになる。
【００３０】
また、次の時刻ｔ５のタイミングで、時刻ｔ４からｔ５の間（期間Ｄ）に測定された電流値及び電圧値の各平均値（Ｉｄ，Ｖｄ）が記憶部３に記憶される。ただし、このときには、最も古い測定値であるＩａ，Ｖａが消去される。その結果、時刻ｔ５の時点で、記憶部には、今回測定値であるＩｄ，Ｖｄと、前回測定値であるＩｃ，Ｖｃと、前々回測定値であるＩｂ，Ｖｂとが記憶されることになる。また、同様にして、次の時刻ｔ６のタイミングで、時刻ｔ５からｔ６の間（期間Ｅ）に測定された電流値及び電圧値の各平均値（Ｉｅ，Ｖｅ）が記憶部３に記憶される。ただし、このときには、最も古い測定値であるＩｂ，Ｖｂが消去される。その結果、時刻ｔ６の時点で、記憶部には、今回測定値であるＩｅ，Ｖｅと、前回測定値であるＩｄ，Ｖｄと、前々回測定値であるＩｃ，Ｖｃとが記憶されることになる。
【００３１】
判定部４は、電流／電圧測定部２での測定タイミングと同じタイミングで、記憶部３に記憶されている今回測定分の電圧値及び電流値から算出した抵抗値と、前々回測定分の電圧値及び電流値から算出した抵抗値とを比較してその変化率を算出し、その変化率の値が予め設定された基準値を超えている場合には異常と判定する（ステップＳ１〜ステップＳ９）。以下、ステップＳ１〜ステップＳ９に従って、具体的に説明する。
【００３２】
例えば、時刻ｔ４において、記憶部３に記憶されている今回測定分の電圧値Ｖｃ及び電流値Ｉｃから算出した抵抗値Ｒｃと、前々回測定分の電圧値Ｖａ及び電流値Ｉａから算出した抵抗値Ｒａとを比較してその変化率ΔＲｃ−ａ＝（Ｒｃ−Ｒａ）／Ｒａ×１００（％）を算出し、その変化率ΔＲｃ−ａが予め設定された基準値（本例では、３％）を超えているか否かを判断する。（ステップＳ１）。
【００３３】
ここで、ΔＲｃ−ａが３％を超えている場合（ステップＳ１でＹｅｓの場合）には、異常検知開始のフラグをたてるとともに（ステップＳ２）、今回算出した変化率ΔＲｃ−ａの値を記憶部３の所定の領域に記憶させる（ステップＳ３）。そして、次の判定タイミング（１秒後の時刻ｔ５）になると、記憶部３に記憶されている今回測定分の電圧値Ｖｄ及び電流値Ｉｄから算出した抵抗値Ｒｄと、前々回測定分の電圧値Ｖｂ及び電流値Ｉｂから算出した抵抗値Ｒｂとを比較して、その変化率ΔＲｄ−ｂ＝（Ｒｄ−Ｒｂ）／Ｒｂ×１００（％）を算出し（ステップＳ４）、記憶部３に記憶されている前回の変化率ΔＲｃ−ａと、今回算出した変化率ΔＲｄ−ｂとを比較する（ステップＳ５）。その結果、前回の変化率ΔＲｃ−ａの方が今回の変化率ΔＲｄ−ｂより大きい値である場合（ステップＳ５でＮｏの場合）には、前回の変化率ΔＲｃ−ａを異常判断値として記憶部３に記憶させる（ステップＳ９）。その後、フラグをおろして（ステップＳ１０）、異常検知動作を終了する。
【００３４】
一方、今回の変化率ΔＲｄ−ｂの方が前回の変化率ΔＲｃ−ａより大きい値である場合（ステップＳ５でＹｅｓの場合）には、今回の変化率ΔＲｄ−ｂを異常判断値として記憶部３に記憶させる（ステップＳ６）、この後、次の判定タイミング（１秒後の時刻ｔ６）になると、記憶部３に記憶されている今回測定分の電圧値Ｖｅ及び電流値Ｉｅから算出した抵抗値Ｒｅと、前々回測定分の電圧値Ｖｃ及び電流値Ｉｃから算出した抵抗値Ｒｃとを比較して、その変化率ΔＲｅ−ｃ＝（Ｒｅ−Ｒｃ）／Ｒｃ×１００（％）を算出し（ステップＳ７）、記憶部３に記憶されている前回の変化率ΔＲｄ−ｂと、今回算出した変化率ΔＲｅ−ｃとを比較する（ステップＳ８）。その結果、前回の変化率ΔＲｄ−ｂの方が今回の変化率ΔＲｅ−ｃより小さい値である場合（ステップＳ８でＹｅｓの場合）には、ステップＳ４に戻って異常検知処理を継続する。一方、前回の変化率ΔＲｄ−ｂの方が今回の変化率ΔＲｅ−ｃより大きい値である場合（ステップＳ８でＮｏの場合）には、フラグをおろして（ステップＳ１０）、異常検知動作を終了する。
【００３５】
ここで、ステップＳ５〜ステップＳ１０での具体的処理について、図５（ａ）〜（ｃ）に示す３種類の具体例を参照してさらに詳しく説明する。（ａ）に示す具体例１は、期間Ｃの中間部分に短絡ポイントがあり、短絡による影響が期間Ｄにまで及んでいる場合、（ｂ）に示す具体例２は、期間Ｃの後半部分に短絡ポイントがあるため、期間Ｃよりもその後の期間Ｄにおいて短絡の影響がより強く現れている場合、（ｃ）に示す具体例３は、期間Ｃの前半部分に短絡ポイントがあるため、短絡の影響がその期間Ｃ内で収束している場合である。
【００３６】
（ａ）に示す具体例１は、期間Ｃの抵抗値（１０４）とその前々回の期間Ａの抵抗値（１００）との変化率が４％［＝（１０４−１００）／１００×１００］であるので、この時点でフラグをたてて異常検知を開始するとともに、その変化率（４％）を記憶部３に一旦記憶する。そして、次の期間Ｄの抵抗値（１０６）とその前々回の期間Ｂの抵抗値（１００）との変化率が６％［＝（１０６−１００）／１００×１００］であるので、この時点で大きい方の変化率（６％）を記憶部３に更新記憶する。そして、次の期間Ｅの抵抗値（１０６）とその前々回の抵抗値（１０４）との変化率が約１．９％［＝（１０６−１０４）／１０４×１００］であるので、前回記憶した変化率（６％）を最終的な異常判断値として保持し、フラグをおろす。
【００３７】
（ｂ）に示す具体例２は、期間Ｃの抵抗値（１０２）とその前々回の期間Ａの抵抗値（１００）との変化率が２％［＝（１０２−１００）／１００×１００］であるので、この時点ではフラグをたてない。つまり、異常検知を開始しない。そして、次の期間Ｄの抵抗値（１０６）とその前々回の期間Ｂの抵抗値（１００）との変化率が６％［＝（１０６−１００）／１００×１００］であるので、この時点でフラグをたてて異常検知を開始するとともに、この変化率（６％）を記憶部３に一旦記憶する。そして、次の期間Ｅの抵抗値（１０６）とその前々回の抵抗値（１０２）との変化率が約３．９％［＝（１０６−１０２）／１０２×１００］であり、前回記憶した変化率（６％）より小さいので、前回記憶した変化率（６％）を最終的な異常判断値として保持し、フラグをおろす。
【００３８】
（ｃ）に示す具体例３は、期間Ｃの抵抗値（１０６）とその前々回の期間Ａの抵抗値（１００）との変化率が６％［＝（１０６−１００）／１００×１００］であるので、この時点でフラグをたてて異常検知を開始するとともに、この変化率（６％）を記憶部３に一旦記憶する。そして、次の期間Ｄの抵抗値（１０６）とその前々回の抵抗値（１００）との変化率が約６％［＝（１０６−１００）／１００×１００］であり、前回記憶した変化率（６％）と同じであるので、前回記憶した変化率（６％）を最終的な異常判断値として保持し、フラグをおろす。
【００３９】
なお、上記実施の形態では、記憶部３に記憶する電流値及び電圧値を前々回までの３回分として説明しているが、これはあくまで必要最小限の場合であり、３回分以上の測定データ、例えば図３に示す５回分の測定データを記憶するように構成することが可能である。また、上記実施の形態では、記憶部３に電流値及び電圧値を記憶し、判定部４においてこれら電流値及び電圧値から抵抗値を算出する構成としているが、記憶部３に算出した抵抗値を記憶するように構成することが可能である。この場合、判定部４での抵抗値の算出が不要となり、判定部４の構成をより簡単なものとすることができる。ただし、電流／電圧測定部２において抵抗値を算出させる必要がある。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の請求項１に記載の電気融着継手の通電異常検知装置は、融着中の電熱線からの出力電圧値及び出力電流値を一定の時間間隔で随時測定する測定手段と、測定された出力電圧値及び出力電流値を、今回測定分を含め少なくとも前々回の測定分まで保存する保存手段と、測定手段による測定タイミングで、保存手段に保存されている今回測定分の保存値と、前々回測定分の保存値とを比較してその変化率を算出し、その変化率が予め設定された基準値を超えている場合には異常と判定する判定手段とを備えた構成としている。つまり、変化率を算出するポイント期間を１／２ずつ重複させながら算出し、このようにして算出した変化率と基準値とを次々に比較するので、短絡ポイントが測定期間のはざまにあっても、短絡による変化率を正確に算出でき、通電異常を確実に検知することができる。
【００４１】
また、本発明の請求項２に記載の電気融着継手の通電異常検知装置は、請求項１に記載のものにおいて、判定手段は、測定手段による測定タイミングで、保存手段に保存されている今回測定分の電圧値及び電流値から算出した抵抗値と、前々回測定分の電圧値及び電流値から算出した抵抗値とを比較してその変化率を算出し、その変化率が予め設定された基準値を超えている場合には異常と判定するように構成している。すなわち、電熱線抵抗の熱による変化に伴い、電流及び電圧が微妙に変化しても、抵抗値換算によってこの変化を打ち消すことができるので、短絡による変化率をより正確に算出でき、通電異常を確実に検知することができる。
【００４２】
また、本発明の請求項３に記載の電気融着継手の通電異常検知装置は、請求項１又は２に記載のものにおいて、判定手段によって初めて異常と判定されたときに異常検知を開始するとともに、そのときに判定手段により算出された変化率の値を記憶手段に記憶し、次の判定タイミングで判定手段により算出された変化率の値と記憶手段に記憶された前回の変化率の値とを比較し、大きい方の値を異常判断値として記憶手段に記憶させる構成としている。これにより、単に異常が発生したことを検知できるのみならず、その異常がどのような内容によるものであるのか、つまり、電熱線がどの程度（何本程度）短絡しているのかといったことまで判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる電気融着継手の通電異常検知装置のシステム構成図である。
【図２】融着が正常に行われているときのワイヤに流れる電流と融着時間との関係を示すグラフである。
【図３】融着時に短絡等による異常が発生した場合のワイヤに流れる電流と融着時間との関係を示すグラフである。
【図４】本発明に係わる電気融着継手の通電異常検知装置の異常検知動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、異常検知動作の具体例を数値を用いて示した説明図である。
【符号の説明】
１タイマー部
２電流／電圧測定部（測定手段）
３記憶部（保存手段、記憶手段）
４判定部（判定手段）
５マイコン（異常検知処理手段）
８融着継手
９ワイヤ（電熱線）
１１電気融着装置
１５パイプ部材（合成樹脂部材）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a fusion joint in which ends of adjacent synthetic resin members are connected to each other by a fusion joint, and the ends of both synthetic resin members are fused by energizing a heating wire built in the fusion joint. More particularly, the present invention relates to an energization abnormality detection device that detects an energization abnormality due to a short circuit of a heating wire built in an electric fusion joint.
[0002]
[Prior art]
An electric fusion joint (for example, EF joint) used for joining plastic pipes has a heating wire (wire) for heating inside the electric fusion joint in order to perform joining by heat. When the ends of the plastic pipe material are fused, an electric current is passed through the wire to melt the pipe material around the wire and perform the fusion.
[0003]
At this time, depending on the flow of the tube material that melts at the time of fusion, the wire is also flowed and may come into contact with the adjacent wire that is wound, causing a short circuit. In this case, there arises a problem that a current amount necessary for fusion cannot flow and correct fusion cannot be performed.
[0004]
Therefore, a method has been proposed in which an abnormal state due to a short circuit of a wire is detected by monitoring a current value during fusion and detecting an abnormal increase in current due to a short circuit of the wire (for example, Japanese Patent Publication No. 6-55441). No. publication).
[0005]
This method is a method in which an increase in current is detected by measuring a current value at regular time intervals and comparing it with the current value measured immediately before, and is regarded as abnormal when the comparison result exceeds a certain reference value. .
[0006]
The reference value for determining an abnormality depends on the number of turns of the wire wound around the electric fusion joint. For example, when an adjacent wire is short-circuited at one portion of the wires wound 30 times, the current value increases by 3%, so the reference value becomes 3%.
[0007]
Here, if you try to use the current value for comparison at an instantaneous value at a certain timing, there is a possibility that correct abnormality detection cannot be performed due to the influence of noise, so remove unnecessary noise or cancel instantaneous fluctuations. Thus, it is necessary to measure the current value. In this current measurement method, after filtering, a method in which the A / D converted value is used as a measured value, or a plurality of A / D converted values are used, and an average value obtained by software processing is used as the measured value. There are ways to do it. All of these use values obtained by averaging instantaneous current values in a certain period. Then, the averaged value is always measured, compared with a reference value, and an energization abnormality is detected from the change.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the conventional method of detecting energization abnormality uses the current value averaged over a certain period in order to correctly measure the current value during fusion, and compares the previous measurement value with the current measurement value. An abnormality is judged based on whether or not the result exceeds the reference value.
[0009]
However, in the conventional energization abnormality detection method, the abnormality change may not be accurately captured depending on the measurement period. For example, if the current value has changed by 5% from 100 to 105, and the change point is in the middle of the measurement period, for example, the amount of change that should be 5% when the current values within that period are averaged, It will be divided into the measurement period before and after and will be calculated as 2.5%. In other words, since it is calculated as 2.5% in the previous measurement period and 2.5% in the subsequent measurement period, it does not exceed 3% of the reference value. It will be judged that it is not short-circuited. Moreover, even if it is measured as 5% in the subsequent measurement period, only a change rate of 2.5% is considered by comparison with the previous measurement period (comparison with 102.5). It will be judged that there is not.
[0010]
The present invention was devised to solve such problems, and the purpose of the present invention is to provide an electric fusion capable of accurately detecting a state of abnormal conduction by correctly measuring a change in current value during fusion. An object of the present invention is to provide a conduction abnormality detection device for a joint.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, an abnormality detection device for an electrical fusion joint according to claim 1 of the present invention connects ends of adjacent synthetic resin members with a fusion joint, and the fusion joint has an interior. A current-carrying abnormality detection device for an electric fusion joint that energizes the heated wire and fuses the ends of both synthetic resin members, and the output voltage value and the output current value from the heating wire being fused are constant. Measurement means for measuring at any time interval, storage means for storing the measured output voltage value and output current value at least up to the previous measurement including the current measurement, and measurement timing by the measurement means at the storage means Comparing the saved value for the current measurement with the saved value for the previous measurement and calculating the rate of change. If the rate of change exceeds a preset reference value, it is determined as abnormal. With a judging means for .
[0012]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the electrical fusion joint abnormality detection device according to the first aspect, wherein the determination means is stored in the storage means at the measurement timing by the measurement means. The change rate is calculated by comparing the resistance value calculated from the measured voltage value and current value with the resistance value calculated from the voltage value and current value measured the last time, and the change rate is a preset reference. If it exceeds the value, it is determined as abnormal.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, there is provided an electrical fusion joint abnormality detecting device according to the first or second aspect of the present invention, wherein the abnormality detection device starts detecting abnormality when it is first determined to be abnormal by the determining means. The change rate value calculated by the determination means at that time is stored in the storage means, and the change rate value calculated by the determination means at the next determination timing and the previous change rate value stored in the storage means And an abnormality detection processing means for storing the larger value in the storage means as the abnormality judgment value.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0015]
FIG. 1 is a system configuration diagram of a current-carrying abnormality detection device for an electric fusion joint according to the present invention. However, in this embodiment, the energization abnormality detection device is illustrated as a separate body from the electrofusion apparatus, but it is natural that the energization abnormality detection apparatus may be incorporated in the electrofusion apparatus. is there.
[0016]
A power supply part for supplying power to the fusion joint 8 is provided inside the electric fusion apparatus 11, and a connector 7 a provided at the tip of the output cable 12 led out from the power supply part. , 7b are connected to the terminals 8a, 8b of the fusion joint 8, respectively.
[0017]
The fusion joint 8 is formed in a cylindrical shape so as to connect ends of pipe members (water pipes, gas pipes, etc.) 15 and 15 such as plastic pipes. A (wire) 9 is embedded in a spirally wound state. Then, both ends of the wire 9 are connected to the terminals 8a and 8b of the fusion joint 8 respectively.
[0018]
The energization abnormality detection apparatus according to the present embodiment measures a timer unit 1 that measures an arbitrary time and an output voltage value and an output current value from a wire 9 embedded in a fusion joint 8 at regular intervals. Current / voltage measurement unit 2, storage unit (storing means) 3 for storing the measured output voltage value and output current value including at least the previous measurement including the current measurement, and measurement by voltage / current measurement unit 2 At the timing, the saved value for the current measurement stored in the storage unit 3 is compared with the saved value for the previous measurement and the rate of change is calculated, and the rate of change exceeds a preset reference value. In this case, the timer unit 1, the current / voltage measurement unit 2, the storage unit 3, and the determination unit 4 are provided with a microcomputer 5 that controls the operation of the entire energization abnormality detection device. Each is connected in both directions. In addition, a controller (not shown) of the microcomputer 5 and the electrofusion apparatus 11 is also connected bidirectionally, and operation control such as start and end of abnormality detection is performed based on an on / off signal from the power supply fusion apparatus 11. It comes to manage.
[0019]
The determination unit 4 uses the resistance value calculated from the current measurement voltage value and current value stored in the storage unit 3 at the measurement timing by the current / voltage measurement unit 2, and the previous measurement voltage value and current value. The rate of change is calculated by comparing with the calculated resistance value, and when the value of the rate of change exceeds a preset reference value, it is determined as abnormal.
[0020]
The microcomputer 15 starts the abnormality detection when it is determined to be abnormal for the first time by the determination unit 4, stores the value of the change rate calculated by the determination unit 4 at that time in the storage unit 3, and at the next determination timing. The change rate value calculated by the determination unit 4 is compared with the previous change rate value stored in the storage unit 3, and the larger value is stored in the storage unit 3 as an abnormality determination value. That is, the abnormality detection processing means described in claim 3 is realized by the microcomputer 5.
[0021]
Next, the abnormality detection operation of the energization abnormality detection apparatus having the above configuration will be described with reference to the flowchart shown in FIG. However, in the present embodiment, the abnormality detection operation is performed under the following conditions.
[0022]
That is, the measurement timing of the current and voltage during fusion by the current / voltage measurement unit 2 is set to 1 second, and the average value for 1 second is set to each measured value. The reason for taking the average value is to remove the influence of sudden changes such as noise.
[0023]
In addition, the storage unit 3 stores the measurement data for three times including the current measurement and up to the previous measurement. That is, when new measurement data is stored, the oldest measurement data is deleted, so that the latest three measurement data are always stored.
[0024]
Further, the determination unit 4 performs determination using a resistance value calculated from the voltage value and the current value stored in the storage unit 3. Therefore, the reference value is also converted into a resistance value. The resistance value is used because the current and voltage are expected to change slightly as the wire resistance changes due to heat, so that the resistance value is converted to cancel the change. For this reason, in the present embodiment, the condition for determining abnormality is determined by whether the resistance change rate should exceed the reference value. As a method for determining the reference value, the reference value can be calculated from the number of short-circuited wires 9 that cause poor fusion and the number of turns of the wire 9 of the fusion joint 8. For example, when the number of turns is 30 and the short-circuit limit number is 1, 1/30 × 100 = 3 (%). In this embodiment, this example (3%) is set as a reference value.
[0025]
Further, since the current increases rapidly immediately after the start of fusion, the detection operation is not performed for a certain time immediately after the start of fusion. The detection operation is performed under the above conditions.
[0026]
Incidentally, the relationship between the current flowing through the wire 9 embedded in the fusion joint 8 and the fusion time generally draws a curve as shown in FIG. 2 during normal fusion. However, when adjacent wires 9 come into contact with each other inside the fusion joint 8 and are short-circuited, a curve as shown in FIG. 3 is drawn. That is, the current increases at the short circuit point. The following description will be given with reference to the graph shown in FIG.
[0027]
First, the end portions of the pipe members 15 and 15 are inserted into the fusion joint 8, and the connectors 7 a and 7 b provided at the distal end portion of the output cable 12 of the electrofusion apparatus 11 are connected to the terminals 8 a and 8 b of the fusion joint 8. Connect to each. In this state, a power switch (not shown) is turned on, and supply of power from the power supply unit to the wire 9 of the fusion joint 8 is started.
[0028]
As described above, since the current increases rapidly immediately after the start of fusion, the energization abnormality detection device does not perform the detection operation for a certain time T1 (see FIG. 3) immediately after the start of fusion. Then, from time t1 when the predetermined time T1 has elapsed, the current / voltage measuring unit 2 measures the output current value and output voltage value of the wire 9 every second as an average value for one second, and the measured value is stored in the storage unit. 3 is stored. The storage unit 3 stores the data measured at the timing of 1 second in this way for three times including the current measurement and the previous measurement.
[0029]
Specifically, in the example shown in FIG. 3, the storage unit 3 stores each average value (Ia, current value) and current value of the current value and the voltage value measured from time t1 to time t2 (period A) by tamming at time t2. Va) is stored, and average values (Ib, Vb) of current values and voltage values measured between time t2 and t3 (period B) are stored at the timing of the next time t3, and the next time t4 The average values (Ic, Vc) of the current value and the voltage value measured during the time t3 to t4 (period C) are stored. That is, at this time, the storage unit 3 stores the current measurement values Ic and Vc, the previous measurement values Ib and Vb, and the previous measurement values Ia and Va.
[0030]
In addition, at the timing of the next time t5, each average value (Id, Vd) of the current value and the voltage value measured between time t4 and t5 (period D) is stored in the storage unit 3. However, at this time, the oldest measured values Ia and Va are deleted. As a result, at the time t5, the storage unit stores the current measurement values Id and Vd, the previous measurement values Ic and Vc, and the previous measurement values Ib and Vb. . Similarly, the average value (Ie, Ve) of the current value and the voltage value measured from time t5 to t6 (period E) is stored in the storage unit 3 at the timing of the next time t6. . However, at this time, the oldest measured values Ib and Vb are deleted. As a result, at time t6, the storage unit stores the current measurement values Ie and Ve, the previous measurement values Id and Vd, and the previous measurement values Ic and Vc. .
[0031]
The determination unit 4 is the same timing as the measurement timing in the current / voltage measurement unit 2, and the resistance value calculated from the current measurement voltage value and current value stored in the storage unit 3, and the previous measurement voltage value And the resistance value calculated from the current value is compared to calculate the rate of change, and if the value of the rate of change exceeds a preset reference value, it is determined that there is an abnormality (steps S1 to S9). . Hereinafter, it demonstrates concretely according to step S1-step S9.
[0032]
For example, at time t4, the resistance value Rc calculated from the current measurement voltage value Vc and current value Ic stored in the storage unit 3, and the resistance value Ra calculated from the previous measurement voltage value Va and current value Ia. And the change rate ΔRc−a = (Rc−Ra) / Ra × 100 (%) is calculated, and the change rate ΔRc−a is set to a preset reference value (3% in this example). Determine whether it has exceeded. (Step S1).
[0033]
If ΔRc-a exceeds 3% (Yes in step S1), an abnormality detection start flag is set (step S2), and the value of the rate of change ΔRc-a calculated this time is set. The data is stored in a predetermined area of the storage unit 3 (step S3). At the next determination timing (time t5 after one second), the resistance value Rd calculated from the current measurement voltage value Vd and current value Id stored in the storage unit 3, and the voltage value for the previous measurement are stored. The change rate ΔRd−b = (Rd−Rb) / Rb × 100 (%) is calculated by comparing the resistance value Rb calculated from Vb and the current value Ib (step S4), and stored in the storage unit 3. The previous change rate ΔRc-a is compared with the currently calculated change rate ΔRd-b (step S5). As a result, when the previous rate of change ΔRc-a is larger than the current rate of change ΔRd-b (No in step S5), the previous rate of change ΔRc-a is stored as an abnormality determination value. Store in the unit 3 (step S9). Thereafter, the flag is removed (step S10), and the abnormality detection operation is terminated.
[0034]
On the other hand, when the current rate of change ΔRd−b is larger than the previous rate of change ΔRc-a (Yes in step S5), the current rate of change ΔRd-b is stored as an abnormality determination value. 3 (step S6), and at the next determination timing (time t6 after 1 second), the resistance calculated from the voltage value Ve and current value Ie for the current measurement stored in the storage unit 3 is stored. The change rate ΔRe−c = (Re−Rc) / Rc × 100 (%) is calculated by comparing the value Re with the resistance value Rc calculated from the voltage value Vc and the current value Ic for the last measurement. In step S7), the previous change rate ΔRd−b stored in the storage unit 3 is compared with the change rate ΔRe−c calculated this time (step S8). As a result, when the previous rate of change ΔRd−b is smaller than the current rate of change ΔRe-c (Yes in step S8), the process returns to step S4 to continue the abnormality detection process. On the other hand, when the previous change rate ΔRd-b is larger than the current change rate ΔRe-c (No in step S8), the flag is lowered (step S10), and the abnormality detection operation is terminated. To do.
[0035]
Here, the specific processing in step S5 to step S10 will be described in more detail with reference to three specific examples shown in FIGS. In specific example 1 shown in (a), there is a short-circuit point in the middle part of period C, and in the case where the influence of the short-circuit extends to period D, specific example 2 shown in (b) Since there is a short-circuit point, when the influence of the short-circuit appears more strongly in the period D after the period C, the specific example 3 shown in (c) has a short-circuit point in the first half of the period C. This is a case where the influence has converged within the period C.
[0036]
In the specific example 1 shown in (a), the rate of change between the resistance value (104) in the period C and the resistance value (100) in the previous period A is 4% [= (104−100) / 100 × 100]. Therefore, at this time, a flag is set and abnormality detection is started, and the rate of change (4%) is temporarily stored in the storage unit 3. The rate of change between the resistance value (106) of the next period D and the resistance value (100) of the previous period B is 6% [= (106−100) / 100 × 100]. The larger change rate (6%) is updated and stored in the storage unit 3. Since the rate of change between the resistance value (106) in the next period E and the previous resistance value (104) is about 1.9% [= (106-104) / 104 × 100], it was stored last time. The rate of change (6%) is held as the final abnormality judgment value, and the flag is lowered.
[0037]
In the specific example 2 shown in (b), the rate of change between the resistance value (102) in the period C and the resistance value (100) in the previous period A is 2% [= (102−100) / 100 × 100]. There is no flag at this point. That is, abnormality detection is not started. The rate of change between the resistance value (106) of the next period D and the resistance value (100) of the previous period B is 6% [= (106−100) / 100 × 100]. The flag is set and abnormality detection is started, and the rate of change (6%) is temporarily stored in the storage unit 3. The rate of change between the resistance value (106) in the next period E and the previous resistance value (102) is about 3.9% [= (106−102) / 102 × 100], and the change stored last time Since it is smaller than the rate (6%), the previously stored change rate (6%) is held as the final abnormality judgment value, and the flag is lowered.
[0038]
Specific example 3 shown in (c) shows a change rate of 6% [= (106−100) / 100 × 100] between the resistance value (106) of period C and the resistance value (100) of period A immediately before that period. Therefore, at this time, a flag is set and abnormality detection is started, and the rate of change (6%) is temporarily stored in the storage unit 3. The rate of change between the resistance value (106) in the next period D and the previous resistance value (100) is about 6% [= (106−100) / 100 × 100], and the rate of change stored last time ( 6%), the previously stored change rate (6%) is held as the final abnormality judgment value, and the flag is lowered.
[0039]
In the above-described embodiment, the current value and the voltage value stored in the storage unit 3 are described as three times up to the previous time. However, this is only a necessary minimum, and the measurement data for three times or more is described. For example, the measurement data for five times shown in FIG. 3 can be stored. In the above embodiment, the current value and the voltage value are stored in the storage unit 3, and the resistance value is calculated from the current value and the voltage value in the determination unit 4. Can be stored. In this case, it is not necessary to calculate the resistance value in the determination unit 4, and the configuration of the determination unit 4 can be simplified. However, the current / voltage measuring unit 2 needs to calculate the resistance value.
[0040]
【The invention's effect】
According to a first aspect of the present invention, there is provided an apparatus for detecting an abnormality in energization of an electric fusion joint, measuring means for measuring an output voltage value and an output current value from a heating wire being fused at regular intervals, and is measured. The storage means for storing the output voltage value and the output current value including the current measurement up to at least the previous measurement, and the stored value for the current measurement stored in the storage means at the measurement timing by the measurement means, A change rate is calculated by comparing the measured value with a stored value, and when the change rate exceeds a preset reference value, a determination unit that determines an abnormality is provided. In other words, since the point period for calculating the rate of change is calculated by overlapping every half, and the rate of change calculated in this way and the reference value are compared one after another, even if the short-circuit point is between the measurement periods. The rate of change due to a short circuit can be accurately calculated, and abnormal energization can be reliably detected.
[0041]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the electrical fusion joint abnormality detection device according to the first aspect, wherein the determination means is stored in the storage means at the measurement timing by the measurement means. The change rate is calculated by comparing the resistance value calculated from the measured voltage value and current value with the resistance value calculated from the voltage value and current value measured the last time, and the change rate is a preset reference. When it exceeds the value, it is configured to determine that it is abnormal. In other words, even if the current and voltage change slightly due to changes in the heating wire resistance due to heat, this change can be canceled out by converting the resistance value. It can be detected reliably.
[0042]
According to a third aspect of the present invention, there is provided an electrical fusion joint abnormality detecting device according to the first or second aspect of the present invention, wherein the abnormality detection device starts detecting abnormality when it is first determined to be abnormal by the determining means. The change rate value calculated by the determination means at that time is stored in the storage means, and the change rate value calculated by the determination means at the next determination timing and the previous change rate value stored in the storage means And the larger value is stored in the storage means as the abnormality determination value. As a result, it is possible not only to detect that an abnormality has occurred, but also to determine what the abnormality is, that is, how much (about how many) heating wires are short-circuited. can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system configuration diagram of a current-carrying abnormality detection device for an electrofusion joint according to the present invention.
FIG. 2 is a graph showing a relationship between a current flowing through a wire and a fusion time when fusion is performed normally.
FIG. 3 is a graph showing a relationship between a current flowing in a wire and a fusing time when an abnormality due to a short circuit or the like occurs during fusing.
FIG. 4 is a flowchart for explaining an abnormality detection operation of a current-carrying abnormality detection device for an electric fusion joint according to the present invention.
FIGS. 5A to 5C are explanatory diagrams showing specific examples of the abnormality detection operation using numerical values. FIGS.
[Explanation of symbols]
1 Timer part 2 Current / voltage measuring part (measuring means)
3 storage unit (storage means, storage means)
4. Judgment part (determination means)
5 Microcomputer (Abnormality detection processing means)
8 Fusion joint 9 Wire (heating wire)
11 Electrofusion device 15 Pipe member (synthetic resin member)

Claims

Energization abnormality of an electric fusion joint in which the ends of adjacent synthetic resin members are connected by a fusion joint, and the ends of both synthetic resin members are fused by energizing a heating wire built in the fusion joint. A detection device,
A measuring means for measuring the output voltage value and the output current value from the heating wire during fusion at regular intervals, and
A storage means for storing the measured output voltage value and output current value up to at least the previous measurement including the current measurement;
At the measurement timing by the measurement means, the saved value for the current measurement stored in the saving means is compared with the saved value for the previous measurement and the change rate is calculated, and the change rate is preset. An apparatus for detecting an abnormality in energization of an electrofusion joint, comprising: a determination unit that determines an abnormality when the reference value is exceeded.

The determination means is a resistance value calculated from the voltage value and current value for the current measurement stored in the storage means at a measurement timing by the measurement means, and a resistance value calculated from the voltage value and current value for the previous measurement. 2. The current-carrying abnormality detection device for an electrofusion joint according to claim 1, wherein the change rate is calculated by comparing the value with the value, and when the change rate exceeds a preset reference value, an abnormality is determined.

When abnormality is first determined by the determination means, abnormality detection is started, and the change rate value calculated by the determination means at that time is stored in the storage means and calculated by the determination means at the next determination timing. An abnormality detection processing means for comparing the value of the changed rate with the previous value of the change rate stored in the storage means and storing the larger value as an abnormality judgment value in the storage means. An energization abnormality detection device for an electric fusion joint according to 1 or 2.