JP7034854B2 - 異常判定装置および方法 - Google Patents
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Description
本発明は、熱式流量計による流量測定システムにおいて発生している異常を判定する異常判定装置および方法に関する。
流路を流れる流体の流量や流速を測定する技術が、工業・医療分野などで幅広く利用されている。流量や流速を測定する装置としては、電磁流量計、渦流量計、コリオリ式流量計、熱式流量計など様々な種類があり、用途に応じて使い分けられている。熱式流量計は、 気体の検出が可能であり、圧力損失が基本的にはなく、質量流量が測定できるなどの利点がある。また、流路をガラス管から構成することで、腐食性の液体の流量を測定可能とした熱式流量計も用いられている（特許文献１参照）。このような液体の流量を測定する熱式流量計は、微量な流量の測定に適している。
熱式流量計では、ヒータの上下流の温度差により流量を測定している。配管の上流から下流に向かって第１の測温抵抗体、ヒータ、第２の測温抵抗体を順次設け、第１の測温抵抗体と第２の測温抵抗体との抵抗値の差から得られる値を気体の流速に応じたセンサ出力としている。
ところで、上述した熱式流量計では、バルブを全閉にした状態にもかかわらず流量を検出するなどの異常が発生することがある。原因として、流体の漏れや流量計の異常やゼロ点ずれが考えられる。この原因を特定するためには、配管を分解する、配管の下流側に閉止弁を設置して閉じるなどの作業が必要になり、容易に作業することができない場合も発生する。このように、従来では、熱式流量計による流量測定システムにおいて発生している異常の特定が容易に実施できないという問題があった。
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、熱式流量計による流量測定システムにおいて発生している異常の特定が容易に実施できるようにすることを目的とする。
本発明に係る異常判定装置は、測定対象の流体が流れる上流から下流に向かって順次に配置された第１温度測定部、ヒータ、第２温度測定部を備え、第１温度測定部と第２温度測定部との温度測定結果の差を元に流体の流量に応じたセンサ値を出力するセンサ部を備える流量制御システムの異常を判定する異常判定装置であって、流体の流れを停止するように構成された停止部と、ヒータを停止するように構成されたヒータ停止部と、ヒータが動作状態で停止部により流体の流れを停止した状態で、センサ値が、流体の流量が０である時に相当する値か否かを判定するように構成された第１判定部と、停止部により流体の流れを停止したあとヒータ停止部によりヒータを停止した状態で、センサ値が、流体の流量が０である時に相当する値か否かを判定するように構成された第２判定部と、第１判定部の判定結果と第２判定部の判定結果とにより異常を判断するように構成された異常判断部とを備える。
上記異常判定装置において、異常判断部は、第１判定部がセンサ値は流体の流量が０である時に相当する値以外と判定し、第２判定部がセンサ値は流体の流量が０である時に相当する値以外と判定した場合、センサ部に異常が発生しているものと判断する。
上記異常判定装置において、異常判断部は、第１判定部がセンサ値は流体の流量が０である時に相当する値以外と判定し、第２判定部がセンサ値は流体の流量が０である時に相当する値と判定した場合、漏れが発生しているものと判断する。
本発明に係る異常判定方法は、測定対象の流体が流れる上流から下流に向かって順次に配置された第１温度測定部、ヒータ、第２温度測定部を備え、第１温度測定部と第２温度測定部との温度測定結果の差を元に流体の流量に応じたセンサ値を出力するセンサ部を備える流量制御システムの異常を判定する異常判定方法であって、流体の流れを停止する第１ステップと、流体の流れを停止した状態で、センサ値が、流体の流量が０である時に相当する値か否かを判定する第２ステップと、第２ステップの後で、ヒータを停止する第３ステップと、ヒータを停止した状態で、センサ値が、流体の流量が０である時に相当する値か否かを判定する第４ステップと、第２ステップの判定結果と第４ステップの判定結果とにより異常を判断する第５ステップとを備える。
上記異常判定方法において、第５ステップでは、第２ステップでセンサ値が、流体の流量が０である時に相当する値以外と判定され、第４ステップでセンサ値が、流体の流量が０である時に相当する値以外と判定された場合、センサ部に異常が発生しているものと判断する。
上記異常判定方法において、第５ステップでは、第２ステップでセンサ値が、流体の流量が０である時に相当する値以外と判定され、第４ステップでセンサ値が、流体の流量が０である時に相当する値と判定された場合、漏れが発生しているものと判断する。
以上説明したように、本発明によれば、流体の流れを停止し、また、ヒータを停止した状態で、センサ値が、流体の流量が０である時に相当する値か否かを判定するようにしたので、熱式流量計による流量測定システムにおいて発生している異常の特定が容易に実施できるという優れた効果が得られる。
以下、本発明の実施の形態おける異常判定装置１００について図１を参照して説明する。異常判定装置１００は、流量制御システム１２１の異常を判定する。ここで、流量制御システム１２１は、図２に例示するように、測定対象の流体１５１が配管１５２を流れる上流から下流に向かって順次に配置された第１温度測定部１２２、ヒータ１２３、第２温度測定部１２４を備え、第１温度測定部１２２と第２温度測定部１２４との温度測定結果の差を元に、流体１５１の流量に応じたセンサ値を出力するセンサ部１２５を備える。
異常判定装置１００は、停止部１０１、ヒータ停止部１０２、第１判定部１０３、第２判定部１０４、異常判断部１０５、表示部１０６を備える。
停止部１０１は、流体の流れを停止する。例えば、停止部１０１は、図２に示す配管１５２の図示しない上流側に設けられているバルブを全閉状態とすることで、流体１５１の流れを停止する。ヒータ停止部１０２は、ヒータ１２３の動作を停止する。
第１判定部１０３は、ヒータ１２３が動作状態で停止部１０１により流体の流れを停止した状態で、センサ値（流量値）が０か否かを判定する。第２判定部１０４は、停止部１０１により流体の流れを停止した後で、ヒータ停止部１０２によりヒータ１２３を停止した状態で、センサ値（流量値）が０か否かを判定する。異常判断部１０５は、第１判定部１０３の判定結果と第２判定部１０４の判定結果とにより異常を判断する。
例えば、異常判断部１０５は、第１判定部１０３がセンサ値は０以外と判定し、第２判定部１０４がセンサ値は０以外と判定した場合、センサ部に異常が発生しているものと判断する。また、異常判断部１０５は、第１判定部１０３がセンサ値は０以外と判定し、第２判定部１０４がセンサ値は０と判定した場合、漏れが発生しているものと判断する。判断の結果は、例えば、表示部１０６に表示する。
次に、実施の形態における異常判定装置１００の動作例（異常判定方法）について、図３のフローチャートを用いて説明する。
まず、ステップＳ１０１で、停止部１０１が、流体の流れを停止する（第１ステップ）。次に、ステップＳ１０２で、流体の流れを停止した状態で、第１判定部１０３が、センサ値が、流体の流量が０である時に相当する値か否かを判定する（第２ステップ）。センサ値が、流体の流量が０である時に相当する値は、例えば、０である。この判定結果を第１判定とする。次に、ステップＳ１０２の後のステップＳ１０３で、ヒータ停止部１０２が、ヒータを停止する（第３ステップ）。次に、ステップＳ１０４で、ヒータを停止した状態で、第２判定部１０４が、センサ値が、流体の流量が０である時に相当する値か否かを判定する（第４ステップ）。この判定結果を第２判定とする。
次に、ステップＳ１０２における第１判定が、センサ値は流体の流量が０である時に相当する値以外（センサ値が０以外）とされ（ステップＳ１０５のｎｏ）、ステップＳ１０４における第２判定が、センサ値は流体の流量が０である時に相当する値以外（センサ値が０以外）とされると（ステップＳ１０５のｎｏ）、ステップＳ１０７で、異常判断部１０５は、センサ部に異常が発生しているものと判断する。
一方、ステップＳ１０２における第１判定が、センサ値は流体の流量が０である時に相当する値以外（センサ値が０以外）とされ（ステップＳ１０５のｎｏ）、ステップＳ１０４における第２判定が、センサ値は流体の流量が０である時に相当する値（センサ値が０）とされると（ステップＳ１０５のｙｅｓ）、ステップＳ１０８で、異常判断部１０５は、漏れが発生しているものと判断する。なお、ステップＳ１０２における第１判定が、センサ値は流体の流量が０である時に相当する値（センサ値が０）とされ（ステップＳ１０５のｙｅｓ）、ステップＳ１０４における第２判定が、センサ値は流体の流量が０である時に相当する値（センサ値が０）とされると（ステップＳ１０５のｙｅｓ）、ステップＳ１０９で、異常判断部１０５は、異常は発生していないものと判断する。
なお、異常判定装置１００は、図４に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit；中央演算処理装置）２０１と主記憶装置２０２と外部記憶装置２０３となどを備えたコンピュータ機器であり、主記憶装置に展開されたプログラムによりＣＰＵが動作することで、上述した各機能が実現される。
以上に説明したように、本発明によれば、流体の流れを停止し、また、ヒータを停止した状態で、センサ値が、流体の流量が０である時に相当する値か否かを判定するようにしたので、配管を分解し、また、配管の下流側に閉止弁を新たに設置するなどの作業が必要なく、熱式流量計による流量測定システムにおいて発生している異常の特定が容易に実施できるようになる。
なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。
１００…異常判定装置、１０１…停止部、１０２…ヒータ停止部、１０３…第１判定部、１０４…第２判定部、１０５…異常判断部、１０６…表示部、１２１…流量制御システム、１２２…第１温度測定部、１２３…ヒータ、１２４…第２温度測定部、１２５…センサ部、１５１…流体、１５２…配管。
Claims (6)
- 測定対象の流体が流れる上流から下流に向かって順次に配置された第１温度測定部、ヒータ、第２温度測定部を備え、前記第１温度測定部と前記第２温度測定部との温度測定結果の差を元に前記流体の流量に応じたセンサ値を出力するセンサ部を備える流量制御システムの異常を判定する異常判定装置であって、
前記流体の流れを停止するように構成された停止部と、
前記ヒータを停止するように構成されたヒータ停止部と、
前記ヒータが動作状態で前記停止部により前記流体の流れを停止した状態で、前記センサ値が、前記流体の流量が０である時に相当する値を出力しているか否かを判定するように構成された第１判定部と、
前記停止部により前記流体の流れを停止したあと前記ヒータ停止部により前記ヒータを停止した状態で、前記センサ値が、前記流体の流量が０である時に相当する値を出力しているか否かを判定するように構成された第２判定部と、
前記第１判定部の判定結果と前記第２判定部の判定結果とにより異常を判断するように構成された異常判断部と
を備えることを特徴とする異常判定装置。 - 請求項１記載の異常判定装置において、
前記異常判断部は、前記第１判定部が前記センサ値は前記流体の流量が０である時に相当する値以外と判定し、前記第２判定部が前記センサ値は前記流体の流量が０である時に相当する値以外と判定した場合、前記センサ部に異常が発生しているものと判断する
ことを特徴とする異常判定装置。 - 請求項１記載の異常判定装置において、
前記異常判断部は、前記第１判定部が前記センサ値は前記流体の流量が０である時に相当する値以外と判定し、前記第２判定部が前記センサ値は前記流体の流量が０である時に相当する値と判定した場合、漏れが発生しているものと判断する
ことを特徴とする異常判定装置。 - 測定対象の流体が流れる上流から下流に向かって順次に配置された第１温度測定部、ヒータ、第２温度測定部を備え、前記第１温度測定部と前記第２温度測定部との温度測定結果の差を元に前記流体の流量に応じたセンサ値を出力するセンサ部を備える流量制御システムの異常を判定する異常判定方法であって、
前記流体の流れを停止する第１ステップと、
前記流体の流れを停止した状態で、前記センサ値が、前記流体の流量が０である時に相当する値か否かを判定する第２ステップと、
前記第２ステップの後で、前記ヒータを停止する第３ステップと、
前記ヒータを停止した状態で、前記センサ値が、前記流体の流量が０である時に相当する値か否かを判定する第４ステップと、
前記第２ステップの判定結果と前記第４ステップの判定結果とにより異常を判断する第５ステップと
を備えることを特徴とする異常判定方法。 - 請求項４記載の異常判定方法において、
前記第５ステップでは、前記第２ステップで前記センサ値が、前記流体の流量が０である時に相当する値以外と判定され、前記第４ステップで前記センサ値が、前記流体の流量が０である時に相当する値以外と判定された場合、前記センサ部に異常が発生しているものと判断する
ことを特徴とする異常判定方法。 - 請求項４記載の異常判定方法において、
前記第５ステップでは、前記第２ステップで前記センサ値が、前記流体の流量が０である時に相当する値以外と判定され、前記第４ステップで前記センサ値が、前記流体の流量が０である時に相当する値と判定された場合、漏れが発生しているものと判断する
ことを特徴とする異常判定方法。
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