JP4476540B2 - Pipe blockage detection device - Google Patents
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【発明の属する技術分野】
本発明は、導圧管の詰まりを検出できる管路閉塞検出装置に関し、特にどのようなモードでもどの導圧管が詰まっているかを判定することができる管路閉塞検出装置に関するものである。
【0001】
【従来の技術】
特許文献1には、差圧伝送器の導圧管路の閉塞を検出する装置の発明が記載されている。以下、この発明の概要を説明する。
【0002】
図3はこの管路閉塞検出装置の一実施例の構成図である。図3において、測定対象71が流れる管路73内にオリフィス72が設置されている。このオリフィス72の高圧側と低圧側の圧力はそれぞれ導圧管74a、74bで差圧検出器75に導かれて、高圧側の静圧及び差圧が検出される。これらの静圧および差圧は差分回路76に入力されて低圧側の静圧が演算される。
【0003】
高圧側および低圧側の静圧と差圧データは圧力データの記憶回路77に蓄えられる。圧力揺動の度合計算回路78は圧力データの記憶回路77に蓄えられた圧力データから各圧力の揺動の度合いを計算する。相関計算回路79は圧力揺動の度合計算回路78が計算した各圧力の揺動の度合いの相関係数を計算する。
【0004】
相関関係記録回路81には導圧詰まり時の相関関係を示す値が格納されている。詰まり診断回路82は相関計算回路79が計算した相関値と相関関係記録回路81に格納されているデータを比較して導圧管74a、74bの詰まり具合を計算して、詰まり診断結果信号83を出力する。
【0005】
導圧管74a、74bが詰まると、静圧および差圧の揺動幅が変化し、これによって導圧管の詰まりを判断することができる。例えば、導圧管74a、74bの両方が詰まると、差圧と静圧の両方の揺動幅が小さくなる。また、高圧側の導圧管74aのみが詰まると、差圧の揺動幅が大きくなり、静圧の揺動幅が小さくなる。さらに、低圧側の導圧管74bのみ詰まると、差圧の揺動幅が大きくなり、静圧の揺動幅は変化しない。これらの揺動幅の変化は静圧と差圧の相関関係から求めることができる。
【0006】
【特許文献1】
特許第3129121号明細書
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような管路閉塞検出装置には次のような課題があった。
【0008】
前述したように、静圧と差圧の相関関係を計算することにより、理論上は高圧側導圧管74a、低圧側導圧管74bの詰まりを判断することができる。しかしながら、実際には相関係数を基準値と比較するだけでは、高圧側導圧管74aと低圧側導圧管74bのうちどの導圧管が詰まっているかを明確に確定することができないという課題があった。また、どちら一方の導圧管が詰まっているか、あるいは両方の導圧管が詰まっているかを確実に検出することができないという課題もあった。
【0009】
従って本発明が解決しようとする課題は、どの導圧管が詰まっているかを明確に特定することができる管路閉塞検出装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために、本発明のうち請求項1記載の発明は、2本の導圧管の間の差圧信号および前記導圧管のうちどちらか一方の前記導圧管の静圧信号が入力され、これら差圧信号と静圧信号の隣接するデータ間の差に基づくそれぞれの揺動を演算するとともにこれら差圧揺動の2乗和と静圧揺動の2乗和を演算し分散として出力する分散演算部と、この分散演算部の出力が入力され、前記差圧信号の分散と前記静圧信号の分散の比を演算して出力する比率演算部と、この比率演算部の出力が入力され、この入力値から前記導圧管の詰まりを判定する判定部とを有し、この判定部でどの導圧管が詰まっているかを判定するようにしたものである。確実に詰まりを検出することができる。
【0011】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記判定部は、入力された前記比率が1または1に近い値のときに前記導圧管のうち前記静圧信号を取った側と反対側の導圧管が詰まっていると判定し、前記入力された比率が1よりかなり大きいときに前記導圧管のうち前記静圧信号を取った側の導圧管が詰まっていると判定するようにしたものである。確実に詰まりを検出できる。
【0013】
請求項3記載の発明は、2本の導圧管の間の差圧信号およびどちらか一方の前記導圧管の静圧信号が入力され、これらの隣接するデータ間の差に基づくそれぞれの信号の揺動を演算して出力する揺動演算部と、この揺動演算部の出力が入力され、これら2つの信号の相互相関係数および前記静圧信号の自己相関係数を演算する相関演算部と、この相関演算部の出力が入力され、前記相互相関係数および前記自己相関係数の比を演算して出力する比率演算部と、この比率演算部の出力が入力され、この入力値から前記導圧管の詰まりを判定する判定部とを有し、この判定部により前記導圧管の詰まりを判定するようにしたものである。確実に導圧管の詰まりを検出できる。
【0014】
請求項4記載の発明は、請求項3記載の発明において、前記判定部は、入力された前記比率が1または1に近い値のときに前記導圧管のうち前記静圧信号を取った側と反対側の導圧管が詰まっていると判定し、前記入力された比率が0または0に近いときに前記導圧管のうち前記静圧信号を取った側の導圧管が詰まっていると判定するようにしたものである。確実に導圧管の詰まりを検出できる。
【0015】
請求項5記載の発明は、2本の導圧管の間の差圧信号およびどちらか一方の前記導圧管の静圧信号が入力され、これらの信号の隣接するデータ間の差に基づくそれぞれの揺動を演算するとともにこれら差圧揺動の2乗和と静圧揺動の2乗和を演算し分散として出力する分散演算部と、この分散演算部の出力が入力され、前記差圧信号の分散と前記静圧信号の分散の比率を演算する比率演算部と、この比率演算部の出力および前記分散演算部が出力する前記差圧信号の分散が入力される判定部とを有し、この判定部は前記差圧信号の分散を所定の基準値と比較して前記2本の導圧管の両方が詰まっているかどうかを判定し、前記比率演算部が出力する比率の値から前記2本の導圧管のうちどちらかが詰まっているかどうかを判定するようにしたものである。全てのモードの詰まりに対応できる。
【0016】
請求項6記載の発明は、請求項5記載の発明において、前記判定部は、入力された前記比率が1または1に近い値のときに前記導圧管のうち前記静圧信号を取った側と反対側の導圧管が詰まっていると判定し、前記入力された比率が1よりかなり大きいときに前記導圧管のうち前記静圧信号を取った側の導圧管が詰まっていると判定するようにしたものである。確実に導圧管の詰まりを検出できる。
【0018】
請求項7記載の発明は、2本の導圧管の間の差圧信号およびどちらか一方の前記導圧管の静圧信号が入力され、これら差圧信号と静圧信号の隣接するデータ間の差に基づくそれぞれの揺動を演算するとともにこれら差圧揺動の2乗和と静圧揺動の2乗和を演算し分散として出力する分散演算部と、前記差圧信号および前記静圧信号が入力され、これら隣接するデータ間の信号の揺動を演算して出力する揺動演算部と、この揺動演算部の出力が入力され、前記差圧信号の揺動と前記静圧信号の揺動との相互相関係数および前記静圧信号の揺動の自己相関係数を演算する相関演算部と、この相関演算部の出力が入力され、前記相互相関係数と前記自己相関係数の比率を演算する比率演算部と、この比率演算部の出力および前記分散演算部が出力する前記差圧信号の分散が入力される判定部とを有し、この判定部は前記差圧信号の分散を所定の基準値と比較して前記2本の導圧管の両方が詰まっているかどうかを判定し、前記比率演算部が出力する比率の値から前記2本の導圧管のうちどちらかが詰まっているかどうかを判定するようにしたものである。全てのモードの詰まりに対応することができる。
【0019】
請求項8記載の発明は、請求項7記載の発明において、前記判定部は、入力された前記比率が1または1に近い値のときに前記導圧管のうち前記静圧信号を取った側と反対側の導圧管が詰まっていると判定し、前記入力された比率が0または0に近いときに前記導圧管のうち前記静圧信号を取った側の導圧管が詰まっていると判定するようにしたものである。確実に導圧管の詰まりを検出できる。
【0021】
5は管路閉塞検出装置であり、差圧伝送器4が検出した高圧側の静圧および差圧信号が入力される。管路閉塞検出装置5は、分散演算部52、比率演算部53および判定部54から構成される。また、分散演算部52は揺動演算部521および2乗和演算部522から構成される。
【0022】
差圧伝送器4内で演算された静圧データおよび差圧データの所定時間の平均値は分散演算部52内の揺動演算部521に入力される。揺動演算部521は下記(1)、(2)式に基づいて隣り合う静圧および差圧データの差の揺動を演算して出力する。
i番目の差圧揺動値FΔ P,i=ΔPi−ΔPi-1・・・(1)
i番目の静圧揺動値FPH,i=PHi−PHi-1・・・(2)
但し、
ΔPi,ΔPi-1:i、(i−1)番目の差圧データ
PHi,PHi-1:i、(i−1)番目の差圧データ
【0023】
この差圧揺動値FΔ P、静圧揺動値FPHは(時間の要素iは省く)2乗和演算部522に入力される。2乗和演算部522は下記(3)、(4)式に基づいて、n個の揺動値の各々を2乗して、これらの2乗した値を加算する。この加算値をそれぞれ差圧信号、静圧信号の分散という。
【0024】
【数2】
なお、上記(3)、(4)式のΣの下の“n”は、n個加算することを表しており、通常時系列的に引き続いた差圧あるいは静圧の揺動値FΔP、FPHの2乗を加算する。
【0025】
2乗和演算部522の出力は比率演算部53に入力され、下記(5)式に基づいて差圧信号の分散と静圧信号の分散の比率RVが演算される。
RV=VΔP/VPH ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ (5)
この比率RVおよび2乗和演算部522が出力する差圧揺動の2乗和VΔPは判定部54に入力され、これらの入力からどの導圧管が詰まっているかが判定される。
【0026】
次に、判定部54の動作を説明する。導圧管31,32が詰まると、周波数が高い揺動は差圧伝送器4に伝わり難くなる。すなわち、導圧管31,32の詰まりは時定数Tの1次遅れ系で表すことができる。詰まりが大きくなると時定数Tも大きくなる。また差圧伝送器4のカプセル(感圧部)および圧力信号を増幅するアンプも時定数Ttransの1次遅れ系で表すことができる。このことから、導圧管31,32のいずれかが詰まると、詰まった側の静圧の揺動が小さくなることがわかる。
【0027】
判定部54は2乗和演算部522が出力した差圧揺動の2乗和を正常時(導圧管31,32のいずれも詰まっていない状態)の値と比較して、導圧管31,32の両方が詰まっているかどうかを判定する。両方の導圧管が詰まっていると差圧の周波数が高い揺動は小さくなるので、差圧の揺動の2乗和、すなわち分散が小さくなる。このことから、両方の導圧管が詰まっているかどうかを判定することができる。
【0028】
前述したように、高圧側の導圧管31が詰まると前記(2)式の静圧の揺動FPHがゼロに近くなるので、前記(4)式の静圧揺動の分散が小さくなり、分散の比率RVは大きくなる。また、低圧側の導圧管32が詰まると低圧側の静圧揺動はゼロに近くなるので、高圧側の静圧揺動FPHと差圧揺動FΔPはほぼ等しくなる。そのため、前記(5)式の分散の比率RVは1に近づく。このようにして、分散の比率RVからどちら側の導圧管が詰ったかを検出することができる。
【0029】
すなわち、差圧の分散VΔPを正常値の値と比較し、かつ差圧の分散VΔPと静圧の分散VPHの分散比RVの値から、どちらかの導圧管が詰まっているか、あるいは両方の導圧管が詰まっているかを確定することができる。高圧側の導圧管31が詰まっても差圧の分散VΔPが正常値を示すことがあるので、分散の比率RVを用いて片方の導圧管が詰まっているかどうかを判定するようにする。
【0030】
なお、この実施例では高圧側の静圧を用いたが、低圧側の静圧を用いるようにしてもよい。低圧側の静圧を用いた場合、高圧側の導圧管が詰まると差圧の分散VΔPと静圧の分散VPHがほぼ等しくなるので、これらの比率はほぼ1に等しくなる。また、低圧側の導圧管が詰まると静圧の分散が小さくなり、分散の比率は大きくなる。このようにして、どちらの導圧管が詰まっているかを判定することができる。
【0031】
図2に本発明の他の実施例を示す。なお、図1と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。図2において、6は管路閉塞検出装置であり、分散演算部62,揺動演算部63,相関演算部64,比率演算部65および判定部66で構成される。また、分散演算部62は揺動演算部621および2乗和演算部622で構成される。
【0032】
差圧伝送器4内で演算された差圧信号は分散演算部62に入力される。分散演算部62は分散演算部52と同様に、前記(1)式によって差圧の揺動値FΔPを演算し、前記(3)式によって差圧揺動の2乗和、すなわち分散を演算して判定部66に出力する。
【0033】
差圧信号と静圧信号は揺動演算部63にも入力される。揺動演算部63は前記(1)、(2)式に基づいて差圧の揺動値FΔPおよび静圧の揺動値FPHを演算して相関演算部64に出力する。相関演算部64は下記(6)式に基づいて差圧揺動値FΔPと静圧揺動値FPHの相互相関係数C1を演算し、下記(7)式に基づいて静圧揺動値FPHの自己相関係数C2を演算する。
【0034】
【数3】
なお、Σの下の“n”はn個の揺動値について相関係数を演算することを表している。
【0035】
相関演算部64で演算された2つの相関は比率演算部65に入力される。比率演算部65は下記(8)式により、2つの相関の比率RCを演算して判定部66に出力する。
【数4】
【0036】
次に、判定部66の動作を説明する。判定部66は差圧の分散VΔPを正常値のそれと比較して、導圧管31,32の両方が詰まっているかどうかを判定する。この判定手順は図1実施例と同じなので、詳細を省略する。
【0037】
次に、判定部66は比率演算部65の出力である相関の比率RCにより導圧管31,32のどちらかが詰まっているかどうかを判定する。低圧側の導圧管32のみが詰まると、低圧側の静圧揺動はゼロに近くなり、差圧の揺動は高圧側の静圧揺動に近い値になる。そのため、前記(6)式の差圧揺動と静圧揺動の相互相関係数C1の値は前記(7)式の静圧揺動の自己相関C2に近い値になり、これらの比率RCは1に近い値をとる。
【0038】
これに対して、高圧側の導圧管31のみが詰まると、差圧揺動は低圧側の静圧揺動に近い値をとる。そのため、高圧側の静圧揺動と差圧揺動の間の関連性がなくなり、高圧側の静圧揺動と差圧揺動の相互相関係数C1はゼロに近い値、場合によっては負の値になる。このように、相関係数の比率を計算することによって、高圧側または低圧側の導圧管の詰まりを検出することができる。
【0039】
なお、この実施例も図1の実施例と同じように、静圧として低圧側の圧力を用いることも出来る。この場合、高圧側の導圧管31が詰まると差圧揺動と静圧揺動は同程度の値になり、比率RCは1に近い値を取る。これに対して、低圧側の導圧管32が詰まると差圧揺動と静圧揺動との間に関連性がなくなるため相互相関係数C1がゼロ近くの値になり、比率RCも同様の値を取る。
【0040】
また、前記(1)、(2)式の差圧揺動FΔP、i、静圧揺動FPH,iの計算は直近の2つの差圧データまたは静圧データを用いることがのぞましい。
【0041】
さらに、高圧側導圧管31、低圧側導圧管32のうちどちらかの導圧管の詰まりを検出するだけなら、前記(3)式の差圧の分散VΔPを正常時の基準値と比較する必要はなく、前記(5)式の分散の比率RVまたは前記(8)式の相関係数の比率RCの値を調べるだけでよい。
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば、次の効果が期待できる。
請求項1記載の発明によれば、2本の導圧管の間の差圧信号および前記導圧管のうちどちらか一方の前記導圧管の静圧信号が入力され、これら差圧信号と静圧信号の隣接するデータ間の差に基づくそれぞれの揺動を演算するとともにこれら差圧揺動の2乗和と静圧揺動の2乗和を演算し分散として出力する分散演算部と、この分散演算部の出力が入力され、前記差圧信号の分散と前記静圧信号の分散の比を演算して出力する比率演算部と、この比率演算部の出力が入力され、この入力値から前記導圧管の詰まりを判定する判定部とを有し、この判定部でどの導圧管が詰まっているかを判定するようにした。
【0042】
導圧管の詰まりによる統計量である分散の比率変化のみを検出する事によってどの導圧管が詰まっているかを判定する方式であるので、実際のプロセスの流量範囲や揺動の大小など、プラントの運転条件に左右されずに正確な検出を行うことができるという効果がある。
【0043】
請求項2記載の発明によれば、請求項1記載の発明において、前記判定部は、入力された前記比率が1または1に近い値のときに前記導圧管のうち前記静圧信号を取った側と反対側の導圧管が詰まっていると判定し、前記入力された比率が1よりかなり大きいときに前記導圧管のうち前記静圧信号を取った側の導圧管が詰まっていると判定するようにした。比率の大小を比較するだけなので、簡単かつ確実に導圧管の詰まりを検出することができるという効果がある。
【0045】
請求項3記載の発明によれば、2本の導圧管の間の差圧信号およびどちらか一方の前記導圧管の静圧信号が入力され、これらの隣接するデータ間の差に基づくそれぞれの信号の揺動を演算して出力する揺動演算部と、この揺動演算部の出力が入力され、これら2つの信号の相互相関係数および前記静圧信号の自己相関係数を演算する相関演算部と、この相関演算部の出力が入力され、前記相互相関係数および前記自己相関係数の比を演算して出力する比率演算部と、この比率演算部の出力が入力され、この入力値から前記導圧管の詰まりを判定する判定部とを有し、この判定部により前記導圧管の詰まりを判定するようにした。
【0046】
導圧管の詰まりによる統計量である相関係数の比率変化のみを検出する事によってどの導圧管が詰まっているかを判定する方式であるので、実際のプロセスの流量範囲や揺動の大小など、プラントの運転条件に左右されずに正確な検出を行うことができるという効果がある。
【0047】
請求項4記載の発明によれば、請求項3記載の発明において、前記判定部は、入力された前記比率が1または1に近い値のときに前記導圧管のうち前記静圧信号を取った側と反対側の導圧管が詰まっていると判定し、前記入力された比率が0または0に近いときに前記導圧管のうち前記静圧信号を取った側の導圧管が詰まっていると判定するようにした。比率の大小を比較するだけなので、簡単かつ確実に導圧管の詰まりを検出することができるという効果がある。
【0048】
請求項5記載の発明によれば、2本の導圧管の間の差圧信号およびどちらか一方の前記導圧管の静圧信号が入力され、これらの信号の隣接するデータ間の差に基づくそれぞれの揺動を演算するとともにこれら差圧揺動の2乗和と静圧揺動の2乗和を演算し分散として出力する分散演算部と、この分散演算部の出力が入力され、前記差圧信号の分散と前記静圧信号の分散の比率を演算する比率演算部と、この比率演算部の出力および前記分散演算部が出力する前記差圧信号の分散が入力される判定部とを有し、この判定部は前記差圧信号の分散を所定の基準値と比較して前記2本の導圧管の両方が詰まっているかどうかを判定し、前記比率演算部が出力する比率の値から前記2本の導圧管のうちどちらかが詰まっているかどうかを判定するようにした。
【0049】
導圧管の詰まりによる統計量である分散とその比率変化のみを検出する事によってどの導圧管が詰まっているかを判定する方式であるので、実際のプロセスの流量範囲や揺動の大小など、プラントの運転条件に左右されずに正確な検出を行うことができるという効果がある。また、片側の導圧管のみが詰まっている場合、両方の導圧管が詰まっている場合の全てのモードの詰まりに対して正確に詰まりを検出することができるという効果もある。
【0050】
請求項6記載の発明によれば、請求項5記載の発明において、前記判定部は、入力された前記比率が1または1に近い値のときに前記導圧管のうち前記静圧信号を取った側と反対側の導圧管が詰まっていると判定し、前記入力された比率が1よりかなり大きいときに前記導圧管のうち前記静圧信号を取った側の導圧管が詰まっていると判定するようにした。分散とその比率を所定の値と比較するだけなので、簡単かつ確実に導圧管の詰まりを検出することができるという効果がある。
【0052】
請求項7の発明によれば、2本の導圧管の間の差圧信号およびどちらか一方の前記導圧管の静圧信号が入力され、これら差圧信号と静圧信号の隣接するデータ間の差に基づくそれぞれの揺動を演算するとともにこれら差圧揺動の2乗和と静圧揺動の2乗和を演算し分散として出力する分散演算部と、前記差圧信号および前記静圧信号が入力され、これら隣接するデータ間の信号の揺動を演算して出力する揺動演算部と、この揺動演算部の出力が入力され、前記差圧信号の揺動と前記静圧信号の揺動との相互相関係数および前記静圧信号の揺動の自己相関係数を演算する相関演算部と、この相関演算部の出力が入力され、前記相互相関係数と前記自己相関係数の比率を演算する比率演算部と、この比率演算部の出力および前記分散演算部が出力する前記差圧信号の分散が入力される判定部とを有し、この判定部は前記差圧信号の分散を所定の基準値と比較して前記2本の導圧管の両方が詰まっているかどうかを判定し、前記比率演算部が出力する比率の値から前記2本の導圧管のうちどちらかが詰まっているかどうかを判定するようにした。
【0053】
導圧管の詰まりによる統計量である分散および相関係数の比率変化のみを検出する事によってどの導圧管が詰まっているかを判定する方式であるので、実際のプロセスの流量範囲や揺動の大小など、プラントの運転条件に左右されずに正確な検出を行うことができるという効果がある。また、片側の導圧管のみが詰まっている場合、両方の導圧管が詰まっている場合の全てのモードの詰まりに対して正確に詰まりを検出することができるという効果もある。
【0054】
請求項8記載の発明によれば、請求項7記載の発明において、前記判定部は、入力された前記比率が1または1に近い値のときに前記導圧管のうち前記静圧信号を取った側と反対側の導圧管が詰まっていると判定し、前記入力された比率が0または0に近いときに前記導圧管のうち前記静圧信号を取った側の導圧管が詰まっていると判定するようにした。分散と相関係数の比率を所定の値と比較するだけなので、簡単かつ確実に導圧管の詰まりを検出することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図2】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図3】従来の管路閉塞検出装置の構成図である。
【符号の説明】
31,32 導圧管
4 差圧伝送器
5、6 管路閉塞検出装置
52,62 分散演算部
521,621,63 揺動演算部
522、622 2乗和演算部
53、65 比率演算部
54,66 判定部
64 相関演算部BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a conduit blockage detecting device capable of detecting clogging of a pressure guiding tube, and more particularly to a conduit blockage detecting device capable of determining which pressure guiding tube is clogged in any mode.
[0001]
[Prior art]
[0002]
FIG. 3 is a block diagram of an embodiment of this pipe blockage detecting device. In FIG. 3, an orifice 72 is installed in a pipe 73 through which a measurement object 71 flows. The high pressure side pressure and the low pressure side pressure of the orifice 72 are respectively guided to the differential pressure detector 75 by pressure guiding pipes 74a and 74b, and the high pressure side static pressure and differential pressure are detected. These static pressure and differential pressure are input to the difference circuit 76, and the low-pressure side static pressure is calculated.
[0003]
The high pressure side and low pressure side static pressure and differential pressure data are stored in the pressure
[0004]
The correlation recording circuit 81 stores a value indicating the correlation at the time of pressure clogging. The clogging diagnosis circuit 82 compares the correlation value calculated by the correlation calculation circuit 79 with the data stored in the correlation recording circuit 81 to calculate the clogging degree of the pressure guiding tubes 74a and 74b, and outputs a clogging diagnosis result signal 83. To do.
[0005]
When the pressure guiding pipes 74a and 74b are clogged, the fluctuation widths of the static pressure and the differential pressure are changed, whereby the clogging of the pressure guiding pipes can be determined. For example, when both of the pressure guiding tubes 74a and 74b are clogged, the swing widths of both the differential pressure and the static pressure are reduced. Further, when only the high pressure side pressure guide tube 74a is clogged, the rocking width of the differential pressure becomes large and the rocking width of the static pressure becomes small. Furthermore, if only the pressure guide tube 74b on the low pressure side is clogged, the fluctuation width of the differential pressure increases and the fluctuation width of the static pressure does not change. These changes in the swing width can be obtained from the correlation between the static pressure and the differential pressure.
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3129121 [0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a pipe blockage detecting device has the following problems.
[0008]
As described above, by calculating the correlation between the static pressure and the differential pressure, it is theoretically possible to determine whether the high pressure side pressure guiding tube 74a or the low pressure side pressure guiding tube 74b is clogged. However, in practice, there is a problem that it is not possible to clearly determine which of the high pressure side pressure guiding tube 74a and the low pressure side pressure guiding tube 74b is clogged only by comparing the correlation coefficient with the reference value. . In addition, there is a problem that it is impossible to reliably detect which one of the pressure guiding tubes is clogged or whether both of the pressure guiding tubes are clogged.
[0009]
Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a conduit blockage detecting device that can clearly identify which pressure guiding tube is clogged.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, the invention according to
[0011]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the determination unit includes a side of the pressure guiding tube that has received the static pressure signal when the input ratio is 1 or a value close to 1. It is determined that the pressure guiding tube on the opposite side is clogged, and it is determined that the pressure guiding tube on the side that has received the static pressure signal is clogged when the input ratio is considerably larger than 1. It is a thing. Clogging can be detected reliably.
[0013]
According to the third aspect of the present invention, a differential pressure signal between two pressure guiding pipes and a static pressure signal of one of the pressure guiding pipes are inputted, and the fluctuation of each signal based on the difference between these adjacent data is input. A swing calculation unit that calculates and outputs a motion, and a correlation calculation unit that receives the output of the swing calculation unit and calculates a cross-correlation coefficient of these two signals and an autocorrelation coefficient of the static pressure signal; The output of the correlation calculation unit is input, the ratio calculation unit that calculates and outputs the ratio of the cross-correlation coefficient and the autocorrelation coefficient, and the output of the ratio calculation unit is input. A determination unit that determines clogging of the pressure guiding tube, and the determination unit determines clogging of the pressure guiding tube. The clogging of the pressure guiding tube can be detected reliably.
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the determination unit includes a side of the pressure guiding tube that has received the static pressure signal when the input ratio is 1 or a value close to 1. It is determined that the pressure guiding tube on the opposite side is clogged, and when the input ratio is 0 or close to 0, it is determined that the pressure guiding tube on the side that has received the static pressure signal is clogged. It is a thing. The clogging of the pressure guiding tube can be detected reliably.
[0015]
According to the fifth aspect of the present invention, a differential pressure signal between two pressure guiding pipes and a static pressure signal of one of the pressure guiding pipes are input, and each fluctuation based on a difference between adjacent data of these signals is input. A dispersion calculating unit that calculates the motion and calculates the square sum of the differential pressure fluctuation and the square sum of the static pressure fluctuation and outputs the variance, and an output of the dispersion calculating unit is input, and the differential pressure signal A ratio calculator that calculates a ratio of variance and variance of the static pressure signal; and a determination unit that receives the output of the ratio calculator and the variance of the differential pressure signal output by the variance calculator. The determination unit compares the variance of the differential pressure signal with a predetermined reference value to determine whether both of the two pressure guiding tubes are clogged, and determines the two values from the ratio value output by the ratio calculation unit. Judgment is made as to whether one of the impulse lines is clogged. Than is. It can cope with clogging of all modes.
[0016]
According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect of the present invention, the determination unit includes a side of the pressure guiding tube that has received the static pressure signal when the input ratio is 1 or a value close to 1. It is determined that the pressure guiding tube on the opposite side is clogged, and it is determined that the pressure guiding tube on the side that has received the static pressure signal is clogged when the input ratio is considerably larger than 1. It is a thing. The clogging of the pressure guiding tube can be detected reliably.
[0018]
According to the seventh aspect of the present invention, a differential pressure signal between two pressure guiding tubes and a static pressure signal of one of the pressure guiding tubes are input, and a difference between adjacent data of these differential pressure signals and the static pressure signal is input. A dispersion calculating unit for calculating each of the oscillations based on the differential pressure oscillation and calculating the square sum of the differential pressure oscillations and the square sum of the static pressure oscillations, and outputting them as variances, and the differential pressure signal and the static pressure signal The fluctuation calculation unit that calculates and outputs the fluctuation of the signal between the adjacent data that is input and the output of the fluctuation calculation unit are input, and the fluctuation of the differential pressure signal and the fluctuation of the static pressure signal are input. A correlation calculation unit that calculates a cross-correlation coefficient with motion and an auto-correlation coefficient of fluctuation of the static pressure signal, and an output of the correlation calculation unit is input, and the cross-correlation coefficient and the autocorrelation coefficient A ratio calculation unit that calculates a ratio, an output of the ratio calculation unit, and an output of the variance calculation unit A determination unit to which the variance of the differential pressure signal is input, and the determination unit compares the variance of the differential pressure signal with a predetermined reference value to determine whether both of the two pressure guiding tubes are clogged. It is determined, and it is determined whether one of the two pressure guiding pipes is clogged from the ratio value output by the ratio calculation unit. It is possible to deal with clogging in all modes.
[0019]
The invention according to claim 8 is the invention according to claim 7 , wherein the determination unit includes a side of the pressure guiding tube that has received the static pressure signal when the input ratio is 1 or a value close to 1. It is determined that the pressure guiding tube on the opposite side is clogged, and when the input ratio is 0 or close to 0, it is determined that the pressure guiding tube on the side that has received the static pressure signal is clogged. It is a thing. The clogging of the pressure guiding tube can be detected reliably.
[0021]
[0022]
The static pressure data calculated in the
i-th difference圧揺Dochi F Δ P, i = ΔP i -ΔP i-1 ··· (1)
i-th static pressure fluctuation value F PH, i = PH i −PH i−1 (2)
However,
ΔP i , ΔP i-1 : i, (i-1) th differential pressure data PH i , PH i-1 : i, (i-1) th differential pressure data
This difference圧揺Dochi F delta P, the static圧揺Dochi F PH is (are omitted elements i times) is inputted to the square
[0024]
[Expression 2]
Note that “n” below Σ in the above equations (3) and (4) indicates that n is added, and the differential value or static pressure fluctuation value F ΔP , which is normally continued in time series, It is added to the square of the F PH.
[0025]
The output of the square
R V = V ΔP / V PH (5)
Square sum V [Delta] P of the differential pressure fluctuation of the ratio R V and the square
[0026]
Next, the operation of the
[0027]
The
[0028]
As described above, when the high pressure
[0029]
That is, the pressure distribution V ΔP is compared with the normal value, and from the value of the differential pressure distribution V ΔP and the dispersion ratio R V of the static pressure distribution V PH , which pressure guiding tube is clogged? Alternatively, it can be determined whether both pressure guiding tubes are clogged. Even if the
[0030]
In this embodiment, the high-pressure side static pressure is used, but the low-pressure side static pressure may be used. When the low-pressure side static pressure is used, the differential pressure distribution V ΔP and the static pressure distribution V PH become substantially equal when the high-pressure side pressure guiding tube is clogged. Further, when the pressure guiding tube on the low pressure side is clogged, the dispersion of the static pressure is reduced, and the dispersion ratio is increased. In this way, it can be determined which pressure guiding tube is clogged.
[0031]
FIG. 2 shows another embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same element as FIG. 1, and description is abbreviate | omitted. In FIG. 2, reference numeral 6 denotes a pipe blockage detection device, which includes a
[0032]
The differential pressure signal calculated in the
[0033]
The differential pressure signal and the static pressure signal are also input to the
[0034]
[Equation 3]
Note that “n” under Σ represents that a correlation coefficient is calculated for n fluctuation values.
[0035]
The two correlations calculated by the
[Expression 4]
[0036]
Next, the operation of the determination unit 66 will be described. The determination unit 66 compares the differential pressure variance V ΔP with that of the normal value to determine whether both of the
[0037]
Next, the determination unit 66 determines whether one of the
[0038]
On the other hand, when only the high pressure side
[0039]
In this embodiment, as in the embodiment of FIG. 1, a low-pressure side pressure can be used as the static pressure. In this case, when the high-pressure side
[0040]
Moreover, the (1), (2) the differential pressure fluctuation F [Delta] P, i, the static pressure swing F PH, calculation of i is is possible to use the last two differential pressure data or static data desirable.
[0041]
Furthermore, if only clogging of one of the high pressure side
【The invention's effect】
As is clear from the above description, the following effects can be expected according to the present invention.
According to the first aspect of the present invention, a differential pressure signal between two pressure guide tubes and a static pressure signal of one of the pressure guide tubes are input, and the differential pressure signal and the static pressure signal are input. A dispersion computing unit that computes each oscillation based on a difference between adjacent data and computes a sum of squares of these differential pressure oscillations and a square sum of static pressure oscillations, and outputs the variance as a variance The output of the unit is input, the ratio calculating unit that calculates and outputs the ratio of the variance of the differential pressure signal and the variance of the static pressure signal, and the output of the ratio calculating unit is input, and the pressure guiding tube is input from this input value And a determination unit that determines clogging of the pressure guide, and the determination unit determines which pressure guiding tube is clogged.
[0042]
Since it is a method to determine which pressure guiding tube is clogged by detecting only the dispersion ratio change, which is a statistic due to clogging of the pressure guiding tube, operation of the plant such as the flow range of the actual process and the magnitude of fluctuation There is an effect that accurate detection can be performed regardless of conditions.
[0043]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the determination unit takes the static pressure signal in the pressure guiding tube when the input ratio is 1 or a value close to 1. It is determined that the pressure guiding tube on the opposite side is clogged, and it is determined that the pressure guiding tube on the side that has received the static pressure signal is clogged when the input ratio is considerably larger than 1. I did it. Since the ratios are simply compared, there is an effect that clogging of the pressure guiding tube can be detected easily and reliably.
[0045]
According to the third aspect of the present invention, two static pressure signal of the differential pressure signal and either of the impulse line between the impulse line is input, each of the signals based on the difference between these adjacent data A rocking calculation unit that calculates and outputs the rocking of the sway, and a correlation calculation that calculates the cross-correlation coefficient of these two signals and the autocorrelation coefficient of the static pressure signal by inputting the output of the rocking calculation unit And the output of the correlation calculation unit, the ratio calculation unit for calculating and outputting the ratio of the cross-correlation coefficient and the autocorrelation coefficient, and the output of the ratio calculation unit are input, the input value And a determination unit for determining clogging of the pressure guiding tube. The determination unit determines clogging of the pressure guiding tube.
[0046]
Since it is a method to determine which pressure pipe is clogged by detecting only the ratio change of the correlation coefficient, which is a statistic due to clogging of the pressure pipe, the plant's flow rate range of the actual process, fluctuation of the fluctuation, etc. There is an effect that accurate detection can be performed regardless of the operating conditions.
[0047]
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the determination unit takes the static pressure signal in the pressure guiding tube when the input ratio is 1 or a value close to 1. It is determined that the pressure guiding tube on the opposite side is clogged, and when the input ratio is 0 or close to 0, it is determined that the pressure guiding tube on the side that has received the static pressure signal is clogged. I tried to do it. Since the ratios are simply compared, there is an effect that clogging of the pressure guiding tube can be detected easily and reliably.
[0048]
According to the fifth aspect of the present invention, the differential pressure signal between the two pressure guiding pipes and the static pressure signal of one of the pressure guiding pipes are input, and each is based on the difference between adjacent data of these signals. A dispersion calculation unit that calculates the sum of squares of the differential pressure fluctuations and the square sum of the static pressure fluctuations and outputs the variance as a variance, and an output of the dispersion calculation unit is input, A ratio calculator that calculates a ratio of signal variance and static pressure signal variance; and a determination unit that receives the output of the ratio calculator and the variance of the differential pressure signal output by the variance calculator. The determination unit compares the variance of the differential pressure signal with a predetermined reference value to determine whether both of the two pressure guiding tubes are clogged, and determines the 2 from the ratio value output by the ratio calculation unit. To determine whether one of the pressure tubes is clogged It was.
[0049]
Since it is a method to determine which pressure pipes are clogged by detecting only dispersion and ratio change, which is a statistic due to clogging of the pressure guide pipes, the actual flow rate range of the process and the magnitude of fluctuations, etc. There is an effect that accurate detection can be performed regardless of operating conditions. Further, when only one of the pressure guiding pipes is clogged, there is an effect that clogging can be accurately detected with respect to clogging in all modes when both of the pressure guiding pipes are clogged.
[0050]
According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect of the present invention, the determination unit takes the static pressure signal in the pressure guiding tube when the input ratio is 1 or a value close to 1. It is determined that the pressure guiding tube on the opposite side is clogged, and it is determined that the pressure guiding tube on the side that has received the static pressure signal is clogged when the input ratio is considerably larger than 1. I did it. Since the dispersion and its ratio are only compared with a predetermined value, there is an effect that the clogging of the pressure guiding tube can be detected easily and reliably.
[0052]
According to the seventh aspect of the present invention, the differential pressure signal between the two pressure guiding pipes and the static pressure signal of one of the pressure guiding pipes are input, and between the differential pressure signal and the adjacent data of the static pressure signal. A dispersion calculating unit that calculates each oscillation based on the difference, calculates a square sum of the differential pressure oscillations and a square sum of the static pressure oscillations, and outputs the result as variance; the differential pressure signal and the static pressure signal Is inputted, and the fluctuation calculation unit that calculates and outputs the fluctuation of the signal between the adjacent data, and the output of the fluctuation calculation part are inputted, the fluctuation of the differential pressure signal and the static pressure signal A correlation calculation unit that calculates a cross-correlation coefficient with fluctuation and an auto-correlation coefficient of fluctuation of the static pressure signal, and an output of the correlation calculation part are input, and the cross-correlation coefficient and the auto-correlation coefficient The ratio calculator that calculates the ratio of the output, the output of the ratio calculator, and the output of the variance calculator A determination unit to which the variance of the differential pressure signal is input, and the determination unit compares the variance of the differential pressure signal with a predetermined reference value to determine whether both of the two pressure guiding tubes are clogged. And determining whether one of the two pressure guiding tubes is clogged from the ratio value output by the ratio calculation unit.
[0053]
Since it is a method to determine which pressure pipe is clogged by detecting only the variance and correlation coefficient ratio change that are statistics due to clogging of the pressure pipe, the flow range of the actual process and the magnitude of fluctuation etc. There is an effect that accurate detection can be performed regardless of the operating conditions of the plant. Further, when only one of the pressure guiding pipes is clogged, there is an effect that clogging can be accurately detected with respect to clogging in all modes when both of the pressure guiding pipes are clogged.
[0054]
According to an eighth aspect of the present invention, in the seventh aspect of the invention, the determination unit takes the static pressure signal in the pressure guiding tube when the input ratio is 1 or a value close to 1. It is determined that the pressure guiding tube on the opposite side is clogged, and when the input ratio is 0 or close to 0, it is determined that the pressure guiding tube on the side that has received the static pressure signal is clogged. I tried to do it. Since only the ratio between the variance and the correlation coefficient is compared with a predetermined value, there is an effect that the clogging of the pressure guiding tube can be detected easily and reliably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional pipe blockage detecting device.
[Explanation of symbols]
31 and 32
Claims (8)
この分散演算部の出力が入力され、前記差圧信号の分散と前記静圧信号の分散の比を演算して出力する比率演算部と、
この比率演算部の出力が入力され、この入力値から前記導圧管の詰まりを判定する判定部とを有することを特徴とする管路閉塞検出装置。A differential pressure signal between two pressure guiding pipes and a static pressure signal of one of the pressure guiding pipes are input, and each of these is based on a difference between adjacent data of the differential pressure signal and the static pressure signal. A dispersion calculating unit that calculates the sum of squares of these differential pressure fluctuations and the square sum of the static pressure fluctuations and outputs as a variance,
An output of the dispersion calculation unit is input, and a ratio calculation unit that calculates and outputs a ratio of dispersion of the differential pressure signal and dispersion of the static pressure signal;
An apparatus for detecting a blockage of a conduit, comprising: an output of the ratio calculation unit; and a determination unit that determines clogging of the pressure guiding tube from the input value.
この揺動演算部の出力が入力され、これら2つの信号の相互相関係数および前記静圧信号の自己相関係数を演算する相関演算部と、
この相関演算部の出力が入力され、前記相互相関係数および前記自己相関係数の比を演算して出力する比率演算部と、
この比率演算部の出力が入力され、この入力値から前記導圧管の詰まりを判定する判定部とを有することを特徴とする管路閉塞検出装置。The differential pressure signal between the two pressure guiding tubes and the static pressure signal of one of the pressure guiding tubes are input, and the fluctuations of the respective signals based on the difference between the adjacent data are calculated and output. A dynamic calculation unit;
An output of the swing calculation unit is input, and a correlation calculation unit for calculating a cross-correlation coefficient of these two signals and an autocorrelation coefficient of the static pressure signal,
An output of the correlation calculation unit is input, a ratio calculation unit that calculates and outputs a ratio of the cross-correlation coefficient and the autocorrelation coefficient; and
An apparatus for detecting a blockage of a conduit, comprising: an output of the ratio calculation unit; and a determination unit that determines clogging of the pressure guiding tube from the input value.
この分散演算部の出力が入力され、前記差圧信号の分散と前記静圧信号の分散の比率を演算する比率演算部と、
この比率演算部の出力および前記分散演算部が出力する前記差圧信号の分散が入力される判定部とを有し、
この判定部は前記差圧信号の分散を所定の基準値と比較して前記2本の導圧管の両方が詰まっているかどうかを判定し、前記比率演算部が出力する比率の値から前記2本の導圧管のうちどちらかが詰まっているかどうかを判定するようにしたことを特徴とする管路閉塞検出装置。The differential pressure signal between the two pressure guiding tubes and the static pressure signal of one of the pressure guiding tubes are input, and the respective fluctuations based on the difference between adjacent data of these signals are calculated and these differential pressures are calculated. A dispersion calculation unit that calculates a sum of squares of oscillation and a square of static pressure oscillations and outputs as a variance;
An output of the dispersion calculation unit is input, and a ratio calculation unit that calculates a ratio of dispersion of the differential pressure signal and dispersion of the static pressure signal;
An output of the ratio calculation unit and a determination unit to which the variance of the differential pressure signal output by the variance calculation unit is input;
The determination unit compares the variance of the differential pressure signal with a predetermined reference value to determine whether both of the two pressure guiding tubes are clogged, and determines the two values based on the ratio value output by the ratio calculation unit. A pipe blockage detecting device characterized in that it is determined whether any of the pressure guiding pipes is clogged.
前記差圧信号および前記静圧信号が入力され、これら隣接するデータ間の信号の揺動を演算して出力する揺動演算部と、
この揺動演算部の出力が入力され、前記差圧信号の揺動と前記静圧信号の揺動との相互相関係数および前記静圧信号の揺動の自己相関係数を演算する相関演算部と、
この相関演算部の出力が入力され、前記相互相関係数と前記自己相関係数の比率を演算する比率演算部と、
この比率演算部の出力および前記分散演算部が出力する前記差圧信号の分散が入力される判定部とを有し、
この判定部は前記差圧信号の分散を所定の基準値と比較して前記2本の導圧管の両方が詰まっているかどうかを判定し、前記比率演算部が出力する比率の値から前記2本の導圧管のうちどちらかが詰まっているかどうかを判定するようにしたことを特徴とする管路閉塞検出装置。The differential pressure signal between the two pressure guiding pipes and the static pressure signal of either one of the pressure guiding pipes are input, and the respective fluctuations based on the difference between the adjacent data of the differential pressure signal and the static pressure signal are calculated. And a variance computing unit that computes the square sum of the differential pressure fluctuations and the square sum of the static pressure fluctuations and outputs the result as a variance,
An oscillation calculation unit that receives the differential pressure signal and the static pressure signal, calculates and outputs oscillation of a signal between the adjacent data , and
Correlation calculation for calculating the cross-correlation coefficient between the fluctuation of the differential pressure signal and the fluctuation of the static pressure signal and the autocorrelation coefficient of the fluctuation of the static pressure signal when the output of the fluctuation calculation unit is input And
The output of this correlation calculation unit is input, a ratio calculation unit that calculates the ratio of the cross-correlation coefficient and the autocorrelation coefficient;
An output of the ratio calculation unit and a determination unit to which the variance of the differential pressure signal output by the variance calculation unit is input;
The determination unit compares the variance of the differential pressure signal with a predetermined reference value to determine whether both of the two pressure guiding tubes are clogged, and determines the two values based on the ratio value output by the ratio calculation unit. A pipe blockage detecting device characterized in that it is determined whether any of the pressure guiding pipes is clogged.
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