JP4532918B2 - Digital self-recording pressure gauge for governor room - Google Patents
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Description
本発明はガス供給ガバナ室で用いるデジタル式自記圧力計の改良に関する。 The present invention relates to an improvement in a digital self-recording pressure gauge used in a gas supply governor chamber.
ガス供給事業では、ガス供給用の幹線である高・中圧導管の拠点にガス圧を減圧して一定に保持するガバナを設けていて、ガバナ室にはガバナの一次側と二次側の圧力を記録する自記圧力計が配設されている。 In the gas supply business, governors are installed at the bases of the high and medium pressure conduits, which are the main lines for gas supply, to maintain the gas pressure at a constant level, and the governor room has pressure on the primary and secondary sides of the governor. A self-recording pressure gauge is recorded.
(第1の従来技術)
この種の自記圧力計として、本願の出願人が提案したデジタル式自記圧力計が公知である(特許文献1参照)。
(First prior art)
As this type of self-recording pressure gauge, a digital self-recording pressure gauge proposed by the applicant of the present application is known (see Patent Document 1).
図1はこのデジタル式自記圧力計をガバナ室のガス導管に接続した状態を示す。図1において、高圧側である一次側のガス導管1と低圧側である二次側のガス導管2はガバナ3を介して接続され、該ガバナ3によって二次側のガス導管2内の供給圧力が一定に保持されるようになっている。
FIG. 1 shows a state in which this digital self-recording pressure gauge is connected to a gas conduit in a governor chamber. In FIG. 1, a primary side gas conduit 1 that is a high pressure side and a secondary
一次側のガス導管1には圧力取出管4が接続され、その先端にコネクタ5が設けられている。また、二次側のガス導管2には圧力取出管6が接続され、その先端にコネクタ7が設けられている。上記一次側のコネクタ5には、入側圧力センサである一次側圧力センサ8に設けたコネクタ9が接続され、二次側のコネクタ7には、出側圧力センサである二次側圧力センサ10に設けたコネクタ11が接続されるようになっている。
A pressure extraction pipe 4 is connected to the gas conduit 1 on the primary side, and a
上記両圧力センサ8,10は、夫々に接続したガス導管1,2内のガス圧力を感知し、その圧力変化により変化する電圧をケーブル12,13を通じて電気信号として集録装置14側へ送信するようになっている。また、一次側のケーブル12の他端部には一次側コネクタ15が付設され、これを集録装置14に設けた一次側コネクタ部16に分離可能に接続するようになっている。更に、二次側のケーブル13の他端部には二次側コネクタ17が付設され、これを集録装置14に設けた二次側コネクタ部18に分離可能に接続するようになっている。
Both the
上記集録装置14には電池ボックス19が分離可能に付設されているとともに該電池ボックス19にはケーブル20が接続されており、該ケーブル20の他端に付設したコネクタ21を集録装置14に設けたコネクタ部22に分離可能に接続するようになっている。
A
集録装置14のケース14aには、記録媒体であるPCカード23の装着部を構成する挿入穴24が、その下端を開口して形成されており、この開口部下端に設けた開閉蓋を図示下方に開いてPCカード23をケース14aの下面より挿入穴24内へ着脱可能に装着できるようになっている。
The case 14a of the
次に上記集録装置14と電池ボックス19について図5により説明する。集録装置14は、上記両圧力センサ8,10に発生する電圧を両コネクタ部16,18を通じて入力し、A/D変換器26でA/D変換してCPU27のメモリに記憶する回路と、上記CPU27に記憶されたデータのうちの必要なデータを画面表示する液晶表示器28と、該液晶表示器28を表示操作する表示スイッチ29と、CPU27で記憶されたデータを装着されたPCカード23に記録するためのPCカードインターフェース30と、通信用のインターフェース31と、通信用コネクタ部31aを有する。
Next, the
液晶表示器28の画面は、上記表示スイッチ29をオン操作するとことにより、一次側圧力と二次側圧力の記録期間内の最高圧力、最低圧力と、それぞれの発生日時及び現在圧力と現在時刻を表示することができるようになっている。
When the
電池ボックス19内には、乾電池32と、これと直列に接続した電流制限抵抗33が内蔵され、その乾電池32により、上記ケーブル20を通じて集録装置14部及び両圧力センサ8,10を駆動するようになっており、その電流制限抵抗33によって、集録装置14側で何らかの事故(ショート等)が起きても電流が制限されてガスへの着火エネルギーが抑えられて発火しないような、いわゆる本質安全防爆回路(本安回路)になっている。更に電池ボックス19と集録装置14は分離可能で、かつそのケーブル20をコネクタ21,22により集録装置14より分離可能にしたので、この電池ボックス19をガバナ室のガス導管部から離れた非危険場所に持ち出して電池交換を行うことができる。
The
なお、集録装置14のケース14aには図示されてない取付片が設けられ、該取付片によって集録装置14と電池ボックス19をガバナ室の壁面等に取り付けるようになっている。
A mounting piece (not shown) is provided on the case 14a of the
集録装置14中のCPU27のプログラムにより、両圧力センサ8,10を時分割駆動する。この駆動周期(測定周期)としては例えば0.5秒毎とする。そしてその駆動時間を約15msとしている。
Both
上記両圧力センサ8,10の駆動により、高圧側である一次側のガス導管1内のガス圧力と低圧側である二次側のガス導管2内のガス圧力が検出され、上記の時間における両圧力センサ8,10に発生する電圧をA/D変換器26でA/D変換し、CPU27のメモリに記憶する。また、記録周期を3分とし、この3分間毎の高圧側の最高圧力値及び最低圧力値と、低圧側の最高圧力値及び最低圧力値を記憶し、更に、これらの最高圧力値及び最低圧力値の発生日時を記憶する。
By driving both the
また、上記の記憶したデータを集録装置14内に装着されたPCカード23へ書き込み記録する。この記録は12分毎に行う。すなわち、3分間毎のデータを4回分とったところでPCカード23に書き込む。このような書き込みにより、例えば4MBのPCカードを用いた場合には、記録可能なデータ量は約6か月間分となるとしている。
The stored data is written and recorded on the
そして、所定期間毎に巡視点検者が上記データを記録したPCカード23を集録装置14から抜き取り回収し、そのPCカード23に記録されたデータをパソコンに読み込ませ、パソコン側でファイルを作成してそのデータを変更、処理する。すなわち、この読み込ませたデータから、グラフ表示画面で圧力の異常の有無を確認したり、データをハードディスクや外付けのMOディスクなどに一括登録したり、過去に登録したデータを読み出したりするなどのデータ処理やデータ管理を行う。
The patrol inspector extracts and collects the
このように、パソコンでデータ処理をすることにより、データの検証、検索等がスピーディーにできるとともに1時間、1日、1週間等の所望期間のデータの詳細が見やすく、異常データへの対応も早くできる。また、集録装置側での動作時間が短くなるとともに消費電流も低減され、圧力センサの間欠駆動と合わせて、乾電池の寿命が長くなり単二乾電池4本で6ヶ月以上持続するとしている。 In this way, by processing data on a personal computer, data verification, search, etc. can be speeded up, the details of data in a desired period of 1 hour, 1 day, 1 week, etc. are easy to see, and the response to abnormal data is quick. it can. In addition, the operating time on the acquisition device side is shortened and the current consumption is also reduced. In combination with the intermittent driving of the pressure sensor, the life of the dry battery is prolonged and it is assumed that it will last for 6 months or more with 4 single batteries.
液晶表示部28は、通常は消えているが、巡視点検者が現地において、集録装置14の表示スイッチ29を切替操作することにより点灯し、記録期間内の最高圧力、最低圧力とそれぞれの発生日時及び現在圧力と現在時刻を確認するようになっている。
The liquid
(第2の従来技術)
本願の出願人は、ガバナ室に設けたデジタル式自記圧力計の集録装置に集録したガス圧データを無線伝送路を介して離れた位置のセンター装置へ伝送する遠隔監視システムも提案した(以下これを第2の従来技術という)。(特許文献2参照)。
(Second prior art)
The applicant of the present application has also proposed a remote monitoring system that transmits gas pressure data collected in a digital self-recording pressure gauge acquisition device provided in the governor room to a remote center device via a wireless transmission path (hereinafter referred to as this). Is referred to as the second prior art). (See Patent Document 2).
この第2の従来技術を図3で説明する。なお、前記第1の従来技術と同一の部分には同一の符号を付してその説明はなるべく省略する。 This second prior art will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part same as the said 1st prior art, and the description is abbreviate | omitted as much as possible.
14Aはデジタル式自記圧力計で、第1の従来技術と同様の集録装置14、電池ボックス19及び両圧力センサ8,10等を含み、かつ集録したガス圧データを後記無線通信ユニットに通信線40Aを介して送出する通信機能を有する。このデジタル式自記圧力計は電池ボックス19内に電源用の電池とこの電池に直列接続した電流制限抵抗を内蔵していて、ケーブル20を通じて集録装置14に電力を供給する。デジタル式自記圧力計14Aはこうして電池駆動の本安回路で構成されているとしている。
42AはPHSを利用した無線通信ユニットで、その電池ボックス42aには電源用の電池とこの電池に直列接続した電流制限抵抗を内蔵し、ケーブル42bを通じて無線通信ユニットの電子回路に電力を供給する。40Aはデジタル式自記圧力計14Aからガス圧データを無線通信ユニット42Aに伝える通信線である。55はガスセンサ55aを備えたガス警報ユニットで、電池ボックス55bに備えた電池電源により、1時間に1分ずつガスセンサ55a及び付属の電子回路を動作させて、間欠的にガス漏れ検知動作を行う。55cは給電用ケーブルである。こうして、無線通信ユニット42Aとガス警報ユニット55は、何れも電池駆動でかつ本安回路で構成されている。
42A is a wireless communication unit using PHS, and a battery for power supply and a current limiting resistor connected in series to the battery are built in the
そして、デジタル式自記圧力計14A、無線通信ユニット42A及びガス警報ユニット55は、電池交換時にはそれぞれの電池ボックス19,42a及び55bをケーブル20,42b及び55cと共にそれぞれ取り外してガバナ室外の非危険場所に運んで電池を交換し、防爆対応をする。
The digital self-recording
図3のシステムでは、ガバナ3の入口圧力は一次側圧力センサ8で電気信号に変換され、出口圧力は二次側圧力センサ10で電気信号に変換され、そのガス圧データが一定時間毎に集録装置14に集録される。この集録したデータは通信線40Aを介して無線通信ユニット42Aへ伝送される。無線通信ユニット42Aはこの送られてきたガス圧データを一定期間、例えば1週間分集録し、決められた期間のガス圧データが貯った時点でPHS通信を介して基地局48へ無線伝送し、更に一般電話回線46を介してセンター装置47へ伝送する。センター装置47は、このガス圧データをターミナルアダプタ52Aを介してパソコン51に取り込む。53は光磁気ディスクドライバである。
In the system of FIG. 3, the inlet pressure of the
ガス警報ユニット55は、ガス漏れを検知すると外部出力信号を信号線56を介して無線通信ユニット42Aに伝える。無線通信ユニットは、ガス警報ユニット55からの外部出力信号を受信するとアラーム信号としてセンター装置47へ通報するようにしてある。
When the
このシステムでは、デジタル式自記圧力計14Aを電池駆動の本安回路で構成し、ガス圧データは一定期間分をまとめて無線通信と一般電話回線でセンター装置へ自動的に伝送し、しかもPCカードにも圧力データを記録する。また、無線通信ユニット42Aとガス警報ユニット55も共に電池駆動でかつ本安回路で構成されている。
In this system, the digital self-recording
ところで、図3のシステムでは、電池ボックス19の電池は単一型アルカリ電池を4本直列接続で用いており、定格電圧は1.5V×4=6.0Vである。圧力センサ8,10やA/D変換器は5V系であるため、定格電圧6.0Vの電池に直列接続した電流制限抵抗を介して、集録装置14に供給した電圧で、5V系の圧力センサ8,10やA/D変換器を作動させると、電流制御抵抗による電圧降下を零としても、電池1個当たりの終止電圧は5/4=1.25Vになる。このままでは、半年以上の電池寿命が実現できない。そこで、電池ボックスから供給された電圧を、集録装置14に内蔵した昇圧回路で昇圧して5V系の圧力センサやA/D変換器に用いている。
By the way, in the system of FIG. 3, the battery of the
従来使用していた昇圧回路は、スイッチング方式のもので、専用の昇圧用ICの外部に分圧抵抗をつけて昇圧比を決めていた。防爆上の危険場所であるガバナ室で、このような昇圧回路を安全に使用するには、その回路について、産業安全技術協会の本質安全防爆回路に係る防爆認定に合格する必要がある。この防爆認定では、故障時に発生する大きな電圧でもガス雰囲気に点火する虞れのないことが要求される。昇圧用のスイッチング方式のICに外付けの分圧抵抗で昇圧比を決める方式の昇圧回路では、一方の抵抗がショートすると、分圧比が∞となることも起こる。すると昇圧回路の出力電圧が極端に上昇し、集録装置14内で点火の危険がある。そこで、本安回路として認定を得るために、昇圧回路の出力側にツエナー・ダイオード(定電圧ダイオード)を接続し、出力電圧を一定以下に抑えるようにしている。
The booster circuit used in the past is of a switching type, and the boost ratio is determined by adding a voltage dividing resistor outside the dedicated booster IC. In order to use such a booster circuit safely in the governor room, which is an explosion-proof hazardous area, it is necessary to pass the explosion-proof certification regarding the intrinsically safe explosion-proof circuit of the Industrial Safety Technology Association. This explosion-proof certification requires that there is no fear of igniting the gas atmosphere even with a large voltage generated at the time of failure. In a booster circuit of a system in which a boosting ratio is determined by an external voltage dividing resistor in a boosting switching IC, when one of the resistors is short-circuited, the voltage dividing ratio may be ∞. Then, the output voltage of the booster circuit rises extremely, and there is a risk of ignition in the
このような、昇圧回路まわりの従来の回路を図4に示す。電池ボックス19内の定格6V(=1.5×4)の乾電池32から、電流制限抵抗33を介して集録装置14の昇圧回路61に供給された電池電圧は、分圧抵抗R1とR2で決まる昇圧比で昇圧され、出力電圧Voutとして図示されてない圧力センサ8,10へ供給される。ZD1,ZD2は昇圧回路61に何らかの事故が発生した場合でも、集録装置14の圧力センサ等へ、点火の危険がある異常な高電圧が印加されないように、出力Voutに接続したツエナー・ダイオード(定電圧ダイオード)で、本安回路で通常使用されるように、安全のために2個のダイオードZD1,ZD2を並列に接続している。
Such a conventional circuit around the booster circuit is shown in FIG. The battery voltage supplied from the
出力電圧Voutは,5V系の圧力センサを作動させるため、5V以上の適切な電圧に決められている。また、ツエナー・ダイオードZD1,ZD2はツエナー電圧付近における漏れ電流が大きいため、ツエナー・ダイオードZD1,ZD2のツエナー電圧ZDを出力電圧Voutに近い値に定めると、漏れ電流の影響で電池32の消費電流が増加し、電池寿命が短くなってしまう虞れがある。特に産業安全技術協会で使用を認められているダイオードは漏れ電流が大きい。そこで、このような漏れ電流による電池寿命への悪影響を少なくするために、ツエナー・ダイオードZD1,ZD2のツエナー電圧を出力電圧Voutよりも1V高い電圧に定めていた。更にまた、ツエナー・ダイオードZD1,ZD2のツエナー電圧ZDの許容差も考慮する必要がある。その上、ツエナー・ダイオードのツエナー電圧の温度特性も含め制限電圧が、防爆上の昇圧回路の最大電圧として定義されることになる。ツエナー・ダイオードのツエナー電圧の定格値をZD、温度特性も含めた許容差を±αとすると、ツエナー電圧の最低値ZD−αを出力電圧Voutより大きく定める必要がある。更に、漏れ電流に対する1Vの考慮も含めると、
VD−α>Zout+1V
を満たす必要がある。そのため、ツエナー・ダイオードZD1,ZD2の最大電圧ZD+α(V)は、
ZD+α(V)=Vout+1V+2α
となる。したがって、昇圧回路61の安全保持では、防爆上の最大電圧はVout+1V+2αとなり、出力電圧Voutよりも、1V+2α≒約2Vは高い電圧となってしまう。なお、防爆上の最大電圧とは、回路基板、回路、部品が故障しても物理的にこれ以上は上がらない電圧のことで、少しでも最大電圧を下げることが火花点火特性の向上(安全)につながる。
The output voltage Vout is determined to be an appropriate voltage of 5 V or more in order to operate a 5 V pressure sensor. Further, since the Zener diodes ZD1 and ZD2 have a large leakage current in the vicinity of the Zener voltage, if the Zener voltage ZD of the Zener diodes ZD1 and ZD2 is set to a value close to the output voltage Vout, the current consumption of the
VD-α> Zout + 1V
It is necessary to satisfy. Therefore, the maximum voltage ZD + α (V) of the Zener diodes ZD1, ZD2 is
ZD + α (V) = Vout + 1V + 2α
It becomes. Therefore, in the safety maintenance of the
なお、デジタル式自記圧力計には、昇圧回路61の出力電圧Voutを供給されて作動するデジタルICが、集録装置14内に多数使用され、これらのデジタルICはプリント配線基板に搭載されている。そして、多数のデジタルICを搭載した回路基板には、みかけの電源インピーダンスを下げるために、アースと電源配線との間に、いくつかのバイパスコンデンサ(パスコン)が入っている。本安回路では、コンデンサが前記防爆上の最大電圧で充電された場合のエネルギーを、火花点火の危険性のない一定値以下に設計する必要があるため、この面からも前記最大電圧を少しでも下げることが火花点火特性の向上(安全)につながる。
図4で説明したような従来技術では、安全保持部品としてのツエナー・ダイオードをダブルに用いる必要があるため、電源回路が複雑になり、かつ、コスト高になるという問題点があった。また、防爆上の昇圧回路の最大電圧が、5V系の圧力センサに要求される出力電圧Voutよりも1V+αだけ高い電圧となり、そのぶん防爆の火花点火特性にはマイナスの要因となるという問題点もあった。更にまた、防爆上の昇圧回路の最大電圧が1V+2αだけ高い電圧になるので、そのぶんパスコンなどコンデンサの全容量に制約が生じるという問題点もある。 In the prior art as described with reference to FIG. 4, it is necessary to use double Zener diodes as safety holding parts, and thus there is a problem that the power supply circuit becomes complicated and the cost increases. In addition, the maximum voltage of the booster circuit for explosion protection is 1V + α higher than the output voltage Vout required for a 5V pressure sensor, which is a negative factor in the spark ignition characteristics of explosion protection. there were. Furthermore, since the maximum voltage of the booster circuit for explosion prevention becomes a voltage higher by 1V + 2α, there is a problem that the total capacity of the capacitor such as a bypass capacitor is limited.
そこで本発明は、これらの問題点を解消できるガバナ室用デジタル式自記圧力計を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a digital self-recording pressure gauge for a governor room that can solve these problems.
本発明は、電池駆動でかつ本安回路で構成されたガバナ室用デジタル式自記圧力計であって、電池から電流制限抵抗を介して供給された電圧を、2個のコンデンサを用いたチャージポンプ式の2倍昇圧回路で昇圧し、昇圧した電圧で圧力センサ等に給電することを最も主要な特徴とする。 The present invention is a digital self-recording pressure gauge for a governor room, which is driven by a battery and is constituted by a safety circuit, wherein a voltage supplied from a battery via a current limiting resistor is used as a charge pump using two capacitors. The most important feature is that the voltage is boosted by the double booster circuit of the formula, and the pressure sensor or the like is supplied with the boosted voltage.
そして、上記目的を達成するために、請求項1の発明は、ガス供給ガバナ室で用いるデジタル式自記圧力計であって、ガバナの一次側の圧力を感知する圧力センサと、二次側の圧力を感知する圧力センサと、各圧力センサの信号をデジタル信号に変換するA/D変換器と、デジタル信号に変換した圧力データを記録する集録装置を備えたものにおいて、 In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is a digital self-recording pressure gauge used in a gas supply governor chamber, wherein the pressure sensor senses the pressure on the primary side of the governor, and the pressure on the secondary side. A pressure sensor that senses the pressure, an A / D converter that converts the signal of each pressure sensor into a digital signal, and a recording device that records the pressure data converted into a digital signal,
電池と、この電池に直列接続した電流制限抵抗を有する電池ボックスからの電圧を受け、該電圧を2倍に昇圧するチャージポンプ式の2倍昇圧回路を設け、その出力電圧からA/D変換器及び圧力センサに作動電力を供給するように構成したことを特徴とするガバナ室用デジタル式自記圧力計である。 A charge pump type double booster circuit is provided for receiving a voltage from a battery and a battery box having a current limiting resistor connected in series with the battery, and boosting the voltage by a factor of two, and an A / D converter from the output voltage And a digital self-recording pressure gauge for the governor chamber, characterized in that the operation power is supplied to the pressure sensor.
請求項2の発明は、請求項1のガバナ室用デジタル式自記圧力計において、チャージポンプ式の2倍昇圧回路が、2つのコンデンサC1,C2と、2つのダイオードD1,D2と、スイッチングICとからなり、2倍昇圧回路の出力電圧を定電圧回路を介してA/D変換器及び圧力センサに供給するとともに、電池ボックスからの電圧を別の定電圧回路を介して前記集録装置のCPUに供給することを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, in the digital self-recording pressure gauge for the governor chamber according to the first aspect, the charge pump type double booster circuit includes two capacitors C1, C2, two diodes D1, D2, a switching IC, Tona is, double the output voltage of the booster circuit is supplied to the a / D converter and a pressure sensor via a constant voltage circuit, CPU of the acquisition device via another constant voltage circuit voltage from the battery box It is characterized by supplying to.
本発明のガバナ室用デジタル式自記圧力計は上述のように構成されているので、2倍昇圧回路、特にスイッチングICが故障した場合でも、昇圧回路の出力電圧が、電池ボックスから供給される電圧の2倍を超える虞れがないため、従来技術で必要とした電圧制限用の2つのツエナー・ダイオードを必要としない利点がある。また、防爆上の最大電圧が昇圧回路の出力電圧Voutにとどまり、従来技術のようにVout+約2Vという割増の2Vがないので、そのぶん本安回路としての火花点火特性が改善される。また、安全保持部品としてのツエナー・ダイオードZD1,ZD2を使う必要がないので、構成が簡単で、コスト的にも有利となるばかりでなく、ツエナー・ダイオードの漏れ電流による電池の消耗を心配する必要もなくなる。更にまた、防爆上の最大電圧が小さくできるので、パスコンなどに充電される電荷による火花点火特性も安全サイドになり、そのぶんパスコンなどコンデンサの容量を上げてみかけ上の電源インピーダンスを下げることも可能となる。 Since the digital self-recording pressure gauge for the governor chamber according to the present invention is configured as described above, the output voltage of the booster circuit is the voltage supplied from the battery box even when the double booster circuit, particularly the switching IC, fails. Therefore, there is an advantage that two Zener diodes for voltage limitation required in the prior art are not required. Further, since the maximum voltage on explosion-proof is limited to the output voltage Vout of the booster circuit and there is no additional 2V of Vout + about 2V as in the prior art, the spark ignition characteristic as the actual safety circuit is improved. Also, since it is not necessary to use Zener diodes ZD1 and ZD2 as safety holding parts, not only is the structure simple and cost-effective, but there is a need to worry about battery consumption due to Zener diode leakage current. Also disappear. Furthermore, since the maximum voltage for explosion protection can be reduced, the spark ignition characteristics due to the charge charged to decaps etc. will also be on the safe side, and it is possible to increase the capacity of capacitors such as decaps and reduce the apparent power supply impedance. It becomes.
そして、電池ボックスからの入力電圧Vinを2倍に昇圧するので、電池のエネルギーを有効活用でき、電池寿命が伸びる。 Since the input voltage Vin from the battery box is boosted twice, the energy of the battery can be used effectively and the battery life is extended.
請求項2の発明は、2倍昇圧回路の電圧が電池電源の低下に応じて下がったときでも、一定の低下までは、A/D変換器や圧力センサに印加する電源電圧を一定に保つため、デジタル式自記圧力計の動作が安定し、かつ、圧力測定の精度が向上する。 According to the second aspect of the present invention, the power supply voltage applied to the A / D converter and the pressure sensor is kept constant until a certain drop even when the voltage of the double booster circuit is lowered according to the drop of the battery power supply. The operation of the digital self-recording pressure gauge is stabilized and the accuracy of pressure measurement is improved.
また、CPUに3V系のICを用いて、A/D変換器や圧力センサと作動電圧が違っていても、効果的に安定した電圧をCPUにも供給でき、その面からもデジタル式自記圧力計の動作が安定する。 Moreover, even if the operating voltage is different from that of the A / D converter and pressure sensor using a 3V system IC for the CPU, an effective and stable voltage can be supplied to the CPU. The operation of the meter is stabilized.
本発明を実施するための最良の形態を図の実施例に基づいて説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The best mode for carrying out the present invention will be described based on the embodiments shown in the drawings.
図5は本発明の実施例1のブロック図で、2倍昇圧回路62に用いるスイッチングIC63は等価的にその内部回路を波線で示す。このスイッチングICは、MAXIM社製のICL7660を用いており、メーカーから公表されている機能ブロック図を図6に示す。ICの8つのピンのうち、ピン2,3,5及び8の4つのピンだけを用いている。図6の機能ブロック図に基づいて、内部回路を等価的に示したのが、図5のスイッチングIC63の波線で示すものである。
FIG. 5 is a block diagram of the first embodiment of the present invention, and the switching
スイッチングIC63(ICL7660)の内部は、容量はなく、スイッチングをしているのみである。 The inside of the switching IC 63 (ICL 7660) has no capacity and is only switching.
1.CAP+がGNDにスイッチした時は、コンデンサC1の+側(A点)電圧は、(Vin−Vd)となる。コンデンサC1の−側(B点)電圧はGNDである。なお、Vin
は電池ボックス19からの入力電圧、VdはダイオードD1,D2の順方向電圧である。
1. When CAP + is switched to GND, the + side (point A) voltage of the capacitor C1 is (Vin−Vd). The negative side (point B) voltage of the capacitor C1 is GND. Vin
Is an input voltage from the
2.CAP+がV+にスイッチした時は、コンデンサC1の−側(B点)電圧はVinとなり,コンデンサC1の+側(A点)電圧は、Vinの電圧分だけ上昇し、Vin+(Vin−Vd)となる。 2. When CAP + is switched to V +, the voltage on the negative side (point B) of the capacitor C1 becomes Vin, and the voltage on the positive side (point A) of the capacitor C1 rises by the voltage of Vin and becomes Vin + (Vin−Vd). Become.
3.上記1.2を10kHzでスイッチングしている。
図7はタイミング図で点Aと点Bの電圧波形を示す。点Aの波高値は(2Vin−Vd)となり、この電圧が第2のダイオードD2と第2のコンデンサC2で平滑され、出力電圧Voutが入力電圧Vinのほぼ2倍の電圧
Vout=2Vin−2Vd
として得られる。
3. The above 1.2 is switched at 10 kHz.
FIG. 7 is a timing diagram showing voltage waveforms at points A and B. The peak value at point A is (2Vin−Vd), this voltage is smoothed by the second diode D2 and the second capacitor C2, and the output voltage Vout is approximately twice the input voltage Vin. Vout = 2Vin−2Vd
As obtained.
スイッチングIC63が仮に故障した最悪の場合でも、昇圧回路62の出力電圧Vout
は、2Vin−2Vdとなる。また、A点とB点における故障時の最悪値は2Vin−VdとVinとなる。2倍昇圧回路の回路構成では、CAP+に接続されたコンデンサC1は、CAP+がIC内部でGNDにスイッチした時に最大電圧(Vin−Vd)に充電される。この後CAP+がGNDからV+にスイッチしたとき、A点の電圧はVin+(Vin−Vd)となる。したがって、CAP+とV+間のスイッチがON状態で故障した時に、A点に最大(2Vin−Vd)の電圧の発生が考えられる。
Even in the worst case where the switching
Becomes 2Vin-2Vd. Further, the worst values at the time of failure at the points A and B are 2Vin−Vd and Vin. In the circuit configuration of the double booster circuit, the capacitor C1 connected to CAP + is charged to the maximum voltage (Vin−Vd) when CAP + is switched to GND inside the IC. Thereafter, when CAP + is switched from GND to V +, the voltage at point A becomes Vin + (Vin−Vd). Therefore, when the switch between CAP + and V + fails in the ON state, the maximum (2Vin−Vd) voltage can be generated at point A.
この出力電圧Voutは定電圧ICを用いた定電圧回路64で約5Vに制御して5V系のA/D変換器26と圧力センサ8,10に供給する。パスコンCpは、プリント配線基板の各所に搭載されていて見かけの電源インピーダンスを下げ、デジタルICの動作を確実にする。入力電圧Vinは、定電圧ICを用いた別の定電圧回路65で約3Vに制御され、3V系のCPU27と液晶表示器駆動回路66に作動電力を供給する。電池32は終止電圧3.5V位まで使うことができる。
The output voltage Vout is controlled to about 5V by a
68は5V系のA/D変換器26と3V系のCPU27の間に挿入した5V/3Vインターフェース、69は3V系のCPU27と5V系のPCカードインターフェース30との間に挿入した3V/5Vインターフェースである。なお、定電圧回路64の出力電圧の約5Vは、PCカードインターフェース30にも供給されている。電圧低下検出回路67は、所定値以下に電圧が下がるとCPUを介して液晶に表示したり、管理センタへの通報を行う。
6-8 5V / 3V interface inserted between the CPU27 the 3V system and A /
電池ボックス19と集録装置14を電気的に接続するケーブル20、コネクタ21及びコネクタ22は、図5では見かけ上、それぞれ2つずるあるかのように図示されているが、電池32のマイナス側を接続するライン20と、電流制限抵抗33の図示右端を接続するライン20とを図示したために、見かけ上、それぞれ2つずるとなっただけで、実際には、前記図1と図2で説明したように1本ずつである。
Although the
その他、図1〜図4の従来技術で説明したと同一の作用をする要素には、それぞれ図1〜図4の従来技術と同一の符号を付し、その説明を省略する。 In addition, the same code | symbol as the prior art of FIGS. 1-4 is attached | subjected to the element which carries out the same effect | action as demonstrated with the prior art of FIGS. 1-4, and the description is abbreviate | omitted.
3 ガバナ
8 一次側圧力センサ
10 二次側圧力センサ
19 電池ボックス
27 CPU
32 電池
33 電流制限抵抗
62 2倍昇圧回路
63 スイッチングIC
64 定電圧回路
65 別の定電圧回路
3
32
64
Claims (2)
電池と、この電池に直列接続した電流制限抵抗を有する電池ボックスからの電圧を受け、該電圧を2倍に昇圧するチャージポンプ式の2倍昇圧回路を設け、その出力電圧からA/D変換器及び圧力センサに作動電力を供給するように構成したことを特徴とするガバナ室用デジタル式自記圧力計。 This is a digital self-recording pressure gauge used in the gas supply governor chamber, which senses the pressure on the primary side of the governor, the pressure sensor that senses the pressure on the secondary side, and converts each pressure sensor signal into a digital signal. And an A / D converter that has a recording device that records pressure data converted into a digital signal,
A charge pump type double booster circuit is provided for receiving a voltage from a battery and a battery box having a current limiting resistor connected in series with the battery, and boosting the voltage by a factor of two, and an A / D converter from the output voltage And a digital self-recording pressure gauge for the governor chamber, characterized in that the operation power is supplied to the pressure sensor.
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