JP7444349B1 - Measuring device - Google Patents
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Abstract
【課題】電気回路のパーシャルショートが発生した場合であっても、電気回路からの発煙を抑制又は回避することが可能な計測装置を得る。【解決手段】計測装置は、電気回路と、前記電気回路に駆動用電力を供給する電源回路と、を備える。前記電源回路は、電池と、前記電池と前記電気回路との間に接続された電源ＩＣと、前記電源ＩＣと前記電気回路との間の電源ラインの電圧を検出する検出回路と、前記検出回路が検出した前記電源ラインの電圧が所定の基準値未満となった場合に前記電源ＩＣの動作を停止させる制御回路と、を有する。【選択図】図３The present invention provides a measuring device capable of suppressing or avoiding smoke generation from an electric circuit even when a partial short circuit occurs in the electric circuit. A measuring device includes an electric circuit and a power supply circuit that supplies driving power to the electric circuit. The power supply circuit includes a battery, a power supply IC connected between the battery and the electric circuit, a detection circuit that detects a voltage of a power line between the power supply IC and the electric circuit, and the detection circuit. and a control circuit that stops the operation of the power supply IC when the voltage of the power supply line detected by the power supply IC becomes less than a predetermined reference value. [Selection diagram] Figure 3
Description
本発明は、計測装置に関し、特に、スチームトラップの温度及び振動を計測する計測装置に関する。 The present invention relates to a measuring device, and particularly to a measuring device that measures the temperature and vibration of a steam trap.
蒸気配管系を備えたプラント等においては、熱交換又は放熱等によって配管系内に復水（ドレン）が生じることがある。この復水を配管系内に滞留させると運転効率が低下する原因となるため、一般には、配管系の適所にスチームトラップを設置し、このスチームトラップによって復水を配管系の外部に排出するようにしている。 In a plant or the like equipped with a steam piping system, condensate (drain) may be generated within the piping system due to heat exchange, heat radiation, or the like. If this condensate remains in the piping system, it will cause a decrease in operational efficiency, so generally a steam trap is installed at an appropriate location in the piping system, and the steam trap is used to discharge the condensate to the outside of the piping system. I have to.
経年劣化又は作動不良等によってスチームトラップのシール性能が損なわれると、蒸気配管系内の蒸気がスチームトラップを介して外部に漏出し、無駄な蒸気損失を招くこととなる。そのため、１年に１回等の定期的に、スチームトラップの状態を点検する作業が行われる。 If the sealing performance of the steam trap is impaired due to aging or malfunction, steam within the steam piping system will leak to the outside through the steam trap, resulting in unnecessary steam loss. Therefore, the state of the steam trap is inspected periodically, such as once a year.
下記特許文献１には、スチームトラップの状態を診断するための計測装置及び診断装置が開示されている。計測装置は可搬型の計測装置であり、診断装置はタブレット端末又はノートパソコン等であり、計測装置と診断装置とは相互に無線通信が可能である。計測装置は、各スチームトラップの表面温度を計測する温度センサと、各スチームトラップの振動強度を計測する振動センサと、温度センサ及び振動センサから出力された計測データを記憶する記憶部と、当該計測データを診断装置に送信する通信部と、表示部とを備えている。診断装置は、計測装置から受信した計測データに基づいて各スチームトラップの状態（正常又は異常）を診断し、その診断の結果を示す診断データを計測装置に送信する。計測装置は、診断装置から受信した診断データに基づいて、各スチームトラップに関する診断の結果を表示部に表示する。 Patent Document 1 listed below discloses a measuring device and a diagnostic device for diagnosing the state of a steam trap. The measuring device is a portable measuring device, the diagnostic device is a tablet terminal, a notebook computer, or the like, and the measuring device and the diagnostic device can communicate wirelessly with each other. The measurement device includes a temperature sensor that measures the surface temperature of each steam trap, a vibration sensor that measures the vibration intensity of each steam trap, a storage unit that stores measurement data output from the temperature sensor and the vibration sensor, and a storage unit that stores measurement data output from the temperature sensor and the vibration sensor. It includes a communication section that transmits data to the diagnostic device and a display section. The diagnostic device diagnoses the state (normal or abnormal) of each steam trap based on the measurement data received from the measurement device, and transmits diagnostic data indicating the result of the diagnosis to the measurement device. The measuring device displays the diagnostic results regarding each steam trap on the display unit based on the diagnostic data received from the diagnostic device.
計測装置は、電気回路が形成された回路基板を内蔵しており、当該電気回路には、電源回路から駆動用電力が供給される。 The measuring device has a built-in circuit board on which an electric circuit is formed, and driving power is supplied to the electric circuit from a power supply circuit.
図４は、計測装置が備える電源回路１００の構成を示す図である。電源回路１００は、電池１６１、ヒューズ素子１６２、及び、電源ＩＣ１６４を備えている。電源回路１００は、電池１６１から電気回路１０３に駆動用電力を供給する。 FIG. 4 is a diagram showing the configuration of a power supply circuit 100 included in the measuring device. The power supply circuit 100 includes a battery 161, a fuse element 162, and a power supply IC 164. The power supply circuit 100 supplies driving power from the battery 161 to the electric circuit 103 .
電源ＩＣ１６４は、保護回路１７１を有している。保護回路１７１は、通常動作時の電流値より大きい第１電流値以上の電流が電気回路１０３に流れた場合に、電源ＩＣ１６４の動作を停止させる。これによって、第１電流値以上の過電流から電気回路１０３を保護する。 The power supply IC 164 has a protection circuit 171. The protection circuit 171 stops the operation of the power supply IC 164 when a current equal to or higher than a first current value, which is larger than the current value during normal operation, flows through the electric circuit 103. This protects the electric circuit 103 from overcurrent exceeding the first current value.
ヒューズ素子１６２は、上記第１電流値より大きい第２電流値（例えば数アンペア）以上の電流が流れた場合に、電池１６１と電源ＩＣ１６４との接続を遮断する。これよって、第２電流値以上の過電流から電源ＩＣ１６４及び電気回路１０３を保護する。 The fuse element 162 cuts off the connection between the battery 161 and the power supply IC 164 when a current of a second current value (for example, several amperes) or more, which is larger than the first current value, flows. This protects the power supply IC 164 and the electric circuit 103 from overcurrent exceeding the second current value.
ところで、計測装置においては、気温又は湿度等の環境の変化に起因して電池１６１から電解液が漏出した場合に、その電解液が回路基板上に流れ込み、電気回路１０３の部分的なショート（パーシャルショート）が発生することがある。パーシャルショートは、電池からの電解液の漏出のみならず、結露等によっても発生する場合がある。 By the way, in the measuring device, when electrolyte leaks from the battery 161 due to changes in the environment such as temperature or humidity, the electrolyte flows onto the circuit board, causing a partial short circuit (partial short circuit) in the electric circuit 103. short circuit) may occur. A partial short circuit may occur not only due to electrolyte leakage from the battery but also due to dew condensation or the like.
パーシャルショートは０オームショートではなく数オームショートであるため、パーシャルショートが発生した場合、電気回路１０３には、通常動作時の電流値よりは大きいが、上記第１電流値よりは小さい電流が流れる。従って、パーシャルショートに起因して電気回路１０３に電流が流れても、保護回路１７１及びヒューズ素子１６２は保護動作を行わない。その結果、通常動作時の電流値より大きい電流が電気回路１０３に流れ続けることによって熱暴走を誘発し、電気回路１０３を構成する半導体素子等が発煙する可能性がある。 Since a partial short circuit is not a 0 ohm short circuit but a several ohm short circuit, when a partial short circuit occurs, a current that is larger than the current value during normal operation but smaller than the first current value flows through the electric circuit 103. . Therefore, even if current flows through the electric circuit 103 due to a partial short circuit, the protection circuit 171 and the fuse element 162 do not perform a protection operation. As a result, a current larger than the current value during normal operation continues to flow through the electric circuit 103, inducing thermal runaway, and there is a possibility that the semiconductor elements and the like forming the electric circuit 103 may emit smoke.
スチームトラップが設置されているプラントには、石油コンビナート等の防爆規格が厳しい施設も存在する。発煙の可能性のある電気回路１０３を備える計測装置は、そのような施設内に持ち込むことができないため、パーシャルショート発生時の発煙対策は計測装置にとって重要な課題である。 Some of the plants where steam traps are installed have strict explosion-proof standards, such as petroleum complexes. Since a measuring device including an electric circuit 103 that may generate smoke cannot be brought into such a facility, countermeasures against smoke generation when a partial short circuit occurs is an important issue for the measuring device.
本発明はかかる課題を解決するために成されたものであり、電気回路のパーシャルショートが発生した場合であっても、電気回路からの発煙を抑制又は回避することが可能な計測装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and it is an object of the present invention to obtain a measuring device that can suppress or avoid smoke generation from an electric circuit even when a partial short circuit occurs in the electric circuit. With the goal.
本発明の一態様に係る計測装置は、スチームトラップの物理量を計測する計測装置であって、前記スチームトラップに当接されるプローブと、前記プローブから伝達される前記スチームトラップの前記物理量に対して、電気信号への変換を含む電気的な処理を施すことにより、前記スチームトラップの計測データを出力する電気回路と、前記電気回路に駆動用電力を供給する電源回路と、を備え、前記電源回路は、電池と、前記電池と前記電気回路との間に接続された電源ＩＣと、前記電源ＩＣと前記電気回路との間の電源ラインの電圧を検出する検出回路と、前記検出回路が検出した前記電源ラインの電圧が前記電気回路のパーシャルショートの発生に起因して所定の基準値未満となった場合に前記電源ＩＣの動作を停止させる制御回路と、を有する。 A measuring device according to one aspect of the present invention is a measuring device that measures a physical quantity of a steam trap, and includes a probe that comes into contact with the steam trap, and a measuring device that measures a physical quantity of the steam trap that is transmitted from the probe. , an electric circuit that outputs measurement data of the steam trap by performing electrical processing including conversion into an electric signal, and a power supply circuit that supplies driving power to the electric circuit, the power supply circuit includes a battery, a power IC connected between the battery and the electric circuit, a detection circuit that detects the voltage of a power line between the power IC and the electric circuit, and a voltage detected by the detection circuit. and a control circuit that stops the operation of the power supply IC when the voltage of the power supply line becomes less than a predetermined reference value due to the occurrence of a partial short circuit in the electric circuit.
この態様によれば、検出回路は、電源ＩＣと前記電気回路との間の電源ラインの電圧を検出し、制御回路は、検出回路が検出した電源ラインの電圧が所定の基準値未満となった場合に電源ＩＣの動作を停止させる。その結果、パーシャルショート発生時に電気回路に流れた電流に起因して電源ラインの電圧が基準値未満に低下した場合には、制御回路が電源ＩＣの動作を停止させることにより、電気回路からの発煙を抑制又は回避することが可能となる。 According to this aspect, the detection circuit detects the voltage of the power line between the power supply IC and the electric circuit, and the control circuit detects that the voltage of the power line detected by the detection circuit is less than a predetermined reference value. The operation of the power supply IC is stopped when the As a result, if the voltage of the power supply line drops below the reference value due to the current flowing through the electric circuit when a partial short circuit occurs, the control circuit stops the operation of the power supply IC, thereby preventing smoke from the electric circuit. It becomes possible to suppress or avoid.
本発明によれば、電気回路のパーシャルショートが発生した場合であっても、電気回路からの発煙を抑制又は回避することが可能となる。 According to the present invention, even if a partial short circuit occurs in the electric circuit, it is possible to suppress or avoid smoke from the electric circuit.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、異なる図面において同一の符号を付した要素は、同一又は相応する要素を示すものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail using the drawings. Note that elements given the same reference numerals in different drawings indicate the same or corresponding elements.
図１は、本発明の実施の形態に係る可搬型の計測装置１の構成を簡略化して示す図である。計測装置１は、スチームトラップの物理量（温度及び振動）を計測する機能と、その計測結果に基づいてスチームトラップの状態を診断する機能とを備えている。但し、診断機能は、計測装置１の外部装置（診断装置又はサーバ装置等）が備えても良い。また、可搬型に限らず設置型の計測装置であっても良い。 FIG. 1 is a diagram showing a simplified configuration of a portable measuring device 1 according to an embodiment of the present invention. The measuring device 1 has a function of measuring physical quantities (temperature and vibration) of the steam trap, and a function of diagnosing the state of the steam trap based on the measurement results. However, the diagnostic function may be provided by an external device (such as a diagnostic device or a server device) of the measuring device 1. Furthermore, the measuring device is not limited to a portable type, but may be an installed type.
蒸気配管系を備えたプラント等においては、配管系内に生じた復水（ドレン）を配管系の外部に排出するために、配管系の適所に複数のスチームトラップが設置されている。スチームトラップは、１年に１回等の定期点検によって、その状態が点検される。定期点検の作業者は、可搬型の計測装置１を携帯してプラント内を移動することにより、計測装置１によって各スチームトラップを順に点検する。なお、スチームトラップの点検は、定期点検に限らず、不定期な点検であっても良い。 BACKGROUND ART In a plant or the like equipped with a steam piping system, a plurality of steam traps are installed at appropriate locations in the piping system in order to discharge condensate (drainage) generated within the piping system to the outside of the piping system. The condition of the steam trap is checked through periodic inspections such as once a year. A worker carrying out periodic inspections carries the portable measuring device 1 and moves around the plant, and uses the measuring device 1 to inspect each steam trap in turn. Note that the inspection of the steam trap is not limited to periodic inspection, and may be irregular inspection.
計測装置１は、プローブ（温度プローブＰ１及び振動プローブＰ２）と、電源回路２と、電気回路３とを備えている。電気回路３は、計測装置１が内蔵する回路基板上に形成されており、温度センサ１１、増幅回路１２、ＡＤ変換回路１３、振動センサ２１、フィルタ回路２２、増幅回路２３、ＡＤ変換回路２４、制御部３１、操作部４１、表示部４２、記憶部４３、及び通信部４４を有している。 The measuring device 1 includes probes (temperature probe P1 and vibration probe P2), a power supply circuit 2, and an electric circuit 3. The electric circuit 3 is formed on a circuit board built into the measuring device 1, and includes a temperature sensor 11, an amplifier circuit 12, an AD conversion circuit 13, a vibration sensor 21, a filter circuit 22, an amplifier circuit 23, an AD conversion circuit 24, It has a control section 31, an operation section 41, a display section 42, a storage section 43, and a communication section 44.
温度プローブＰ１及び振動プローブＰ２は、例えばステンレス製の円筒状パイプの外観形状を有している。温度プローブＰ１は、振動プローブＰ２の内側の空間において、振動プローブＰ２の内周面に対して非接触に、同心の位置関係で配置されている。温度プローブＰ１及び振動プローブＰ２は、計測対象であるスチームトラップに当接されることによって、当該スチームトラップの温度及び振動を温度センサ１１及び振動センサ２１に伝達する。 The temperature probe P1 and the vibration probe P2 have an external shape of, for example, a stainless steel cylindrical pipe. The temperature probe P1 is arranged in a space inside the vibration probe P2 in a concentric positional relationship without contacting the inner peripheral surface of the vibration probe P2. The temperature probe P1 and the vibration probe P2 transmit the temperature and vibration of the steam trap to the temperature sensor 11 and the vibration sensor 21 by coming into contact with the steam trap to be measured.
温度センサ１１は、例えば一対の熱電対素線と温度計測回路とを備えて構成されており、温度プローブＰ１から伝達された温度を電気信号に変換して出力する。温度センサ１１から出力された電気信号は、増幅回路１２に入力される。増幅回路１２は、入力された電気信号を増幅して出力する。増幅回路１２から出力された電気信号は、ＡＤ変換回路１３に入力される。ＡＤ変換回路１３は、入力されたアナログの電気信号をディジタルデータに変換して出力する。ＡＤ変換回路１３から出力された、温度計測値を示すディジタルデータ（温度データ）は、制御部３１に入力される。 The temperature sensor 11 includes, for example, a pair of thermocouple wires and a temperature measurement circuit, and converts the temperature transmitted from the temperature probe P1 into an electrical signal and outputs the electrical signal. The electrical signal output from the temperature sensor 11 is input to the amplifier circuit 12. The amplifier circuit 12 amplifies the input electrical signal and outputs the amplified signal. The electrical signal output from the amplifier circuit 12 is input to the AD conversion circuit 13. The AD conversion circuit 13 converts the input analog electrical signal into digital data and outputs the digital data. Digital data (temperature data) indicating a temperature measurement value outputted from the AD conversion circuit 13 is input to the control section 31 .
振動センサ２１は、例えば圧電型加速度センサを備えて構成されており、振動プローブＰ２から伝達された振動を電気信号に変換して出力する。振動センサ２１から出力された電気信号は、フィルタ回路２２に入力される。フィルタ回路２２は、入力された電気信号のうち所定の周波数帯域の電気信号を通過して出力する。フィルタ回路２２から出力された電気信号は、増幅回路２３に入力される。増幅回路２３は、入力された電気信号を増幅して出力する。増幅回路２３から出力された電気信号は、ＡＤ変換回路２４に入力される。ＡＤ変換回路２４は、入力されたアナログの電気信号をディジタルデータに変換して出力する。ＡＤ変換回路２４から出力された、振動計測値を示すディジタルデータ（振動データ）は、制御部３１に入力される。 The vibration sensor 21 is configured to include, for example, a piezoelectric acceleration sensor, and converts the vibration transmitted from the vibration probe P2 into an electrical signal and outputs the electrical signal. The electrical signal output from the vibration sensor 21 is input to the filter circuit 22. The filter circuit 22 passes electrical signals in a predetermined frequency band among the input electrical signals and outputs them. The electrical signal output from the filter circuit 22 is input to the amplifier circuit 23. The amplifier circuit 23 amplifies the input electrical signal and outputs the amplified signal. The electrical signal output from the amplifier circuit 23 is input to the AD conversion circuit 24. The AD conversion circuit 24 converts the input analog electrical signal into digital data and outputs the digital data. Digital data (vibration data) indicating vibration measurement values outputted from the AD conversion circuit 24 is input to the control section 31 .
操作部４１は、作業者が各種の情報を入力するための操作スイッチ等によって構成されている。表示部４２は、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイ等を用いて構成されている。但し、タッチパネル式ディスプレイを使用することにより、操作部４１と表示部４２とが一体として構成されても良い。記憶部４３は、フラッシュメモリ等の書き換え可能な半導体メモリ等を用いて構成されている。通信部４４は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の任意の通信方式に対応した通信モジュールを備えて構成されている。 The operation unit 41 is composed of operation switches and the like for the operator to input various information. The display section 42 is configured using a liquid crystal display, an organic EL display, or the like. However, by using a touch panel display, the operation section 41 and the display section 42 may be configured as one unit. The storage unit 43 is configured using a rewritable semiconductor memory such as a flash memory. The communication unit 44 includes a communication module compatible with any communication method such as Bluetooth (registered trademark).
制御部３１は、ＣＰＵ等を備えて構成されている。制御部３１は、当該ＣＰＵが所定のプログラムを実行することによって実現される機能として、診断部５１を有している。診断部５１は、ＡＤ変換回路１３，２４から入力された計測データ（温度データ及び振動データ）に基づいてスチームトラップの状態を診断し、その診断の結果を示す診断データを出力する。例えば、診断部５１は、入力された温度データと予め設定された所定の温度しきい値とを比較し、また、入力された振動データと予め設定された所定の振動しきい値とを比較する。診断部５１は、これら二つの比較結果の組合せに応じて、スチームトラップが正常であるか異常（蒸気漏出、ドレン排出不良、又は閉塞）であるかを診断する。制御部３１は、スチームトラップの診断データを含めて診断結果情報（点検日及び診断結果等）を作成し、当該診断結果情報を記憶部４３に記憶する。また、制御部３１は、診断データを表示部４２に入力する。これにより、スチームトラップの診断結果が表示部４２に表示される。さらに、制御部３１は、スチームトラップの診断結果情報を通信部４４に入力する。通信部４４は、入力された診断結果情報を、計測装置１の外部のデータ処理装置に送信する。 The control unit 31 includes a CPU and the like. The control unit 31 has a diagnosis unit 51 as a function realized by the CPU executing a predetermined program. The diagnostic unit 51 diagnoses the state of the steam trap based on the measurement data (temperature data and vibration data) input from the AD conversion circuits 13 and 24, and outputs diagnostic data indicating the result of the diagnosis. For example, the diagnostic unit 51 compares the input temperature data with a preset predetermined temperature threshold, and also compares the input vibration data with a preset predetermined vibration threshold. . The diagnostic unit 51 diagnoses whether the steam trap is normal or abnormal (steam leakage, poor drainage, or blockage), depending on the combination of these two comparison results. The control unit 31 creates diagnostic result information (inspection date, diagnosis result, etc.) including diagnostic data of the steam trap, and stores the diagnostic result information in the storage unit 43. The control unit 31 also inputs diagnostic data to the display unit 42 . As a result, the steam trap diagnosis results are displayed on the display section 42. Furthermore, the control unit 31 inputs steam trap diagnostic result information to the communication unit 44 . The communication unit 44 transmits the input diagnosis result information to a data processing device external to the measuring device 1.
電源回路２は、電気回路３が備える複数の要素（素子、回路、及び装置等）の各々を駆動するための電力を、電気回路３に供給する。 The power supply circuit 2 supplies the electric circuit 3 with power for driving each of the plurality of elements (elements, circuits, devices, etc.) included in the electric circuit 3.
図２は、本発明の前提技術に係る電源回路２の構成を簡略化して示す図である。電源回路２は、電池６１、ヒューズ素子６２、抵抗素子６３、及び、電源ＩＣ６４を備えている。電池６１の後段にヒューズ素子６２が接続されており、ヒューズ素子６２の後段に抵抗素子６３が接続されており、抵抗素子６３の後段に電源ＩＣ６４が接続されており、電源ＩＣ６４の後段に、負荷回路である電気回路３が接続されている。電池６１は、例えばアルカリ乾電池である。電源ＩＣ６４は、例えばスイッチングレギュレータを備えて構成されている。電源回路２は、電池６１から電気回路３に駆動用電力を供給する。 FIG. 2 is a diagram showing a simplified configuration of the power supply circuit 2 according to the basic technology of the present invention. The power supply circuit 2 includes a battery 61, a fuse element 62, a resistance element 63, and a power supply IC 64. A fuse element 62 is connected to the rear of the battery 61, a resistance element 63 is connected to the rear of the fuse element 62, a power supply IC 64 is connected to the rear of the resistance element 63, and a load is connected to the rear of the power supply IC 64. An electric circuit 3, which is a circuit, is connected. The battery 61 is, for example, an alkaline dry battery. The power supply IC 64 includes, for example, a switching regulator. The power supply circuit 2 supplies driving power from the battery 61 to the electric circuit 3 .
電源ＩＣ６４は、保護回路７１を有している。保護回路７１は、通常動作時の電流値より大きい第１電流値Ｉ１以上の電流が電気回路３に流れた場合に、電源ＩＣ６４の動作を停止させる。これによって、第１電流値Ｉ１以上の過電流から電気回路３を保護する。 The power supply IC 64 has a protection circuit 71. The protection circuit 71 stops the operation of the power supply IC 64 when a current of a first current value I1 or more, which is larger than the current value during normal operation, flows through the electric circuit 3. This protects the electric circuit 3 from an overcurrent exceeding the first current value I1.
計測装置１においては、気温又は湿度等の環境の変化に起因して電池６１から電解液が漏出した場合に、その電解液が回路基板上に流れ込み、電気回路３の部分的なショート（パーシャルショート）が発生することがある。パーシャルショートは、電池６１からの電解液の漏出のみならず、結露等によっても発生する場合がある。 In the measuring device 1, when electrolyte leaks from the battery 61 due to changes in the environment such as temperature or humidity, the electrolyte flows onto the circuit board, causing a partial short circuit in the electric circuit 3. ) may occur. A partial short circuit may occur not only due to electrolyte leakage from the battery 61 but also due to dew condensation or the like.
パーシャルショートは０オームショートではなく数オームショートであるため、パーシャルショートが発生した場合、電気回路３には、通常動作時の電流値Ｉ０よりは大きいが、上記第１電流値Ｉ１よりは小さい電流が流れる。従って、パーシャルショートに起因して電気回路３に電流が流れても、保護回路７１は保護動作を行わない。 A partial short circuit is not a 0 ohm short circuit but a several ohm short circuit, so when a partial short circuit occurs, a current that is larger than the current value I0 during normal operation but smaller than the first current value I1 is generated in the electric circuit 3. flows. Therefore, even if current flows through the electric circuit 3 due to a partial short circuit, the protection circuit 71 does not perform a protection operation.
抵抗素子６３は、パーシャルショート発生時に電気回路３に流れる電流の電流値を、第１電流値Ｉ１より小さい第２電流値Ｉ２未満に制限可能な抵抗値を有する。第２電流値Ｉ２は、熱暴走等に起因して電気回路３が発煙を開始する電流値であり、電流値Ｉ０より大きく、第１電流値Ｉ１より小さい。電池６１の出力電圧値、ヒューズ素子６２での降下電圧値、電源ＩＣ６４での降下電圧値、電気回路３での降下電圧値、及び第２電流値Ｉ２は、いずれも既知である。そのため、抵抗素子６３の抵抗値を、パーシャルショート発生時に電気回路３に流れる電流の電流値が第２電流値Ｉ２未満となるように、適切な値に設定することが可能である。 The resistance element 63 has a resistance value that can limit the current value of the current flowing through the electric circuit 3 when a partial short circuit occurs to less than the second current value I2, which is smaller than the first current value I1. The second current value I2 is a current value at which the electric circuit 3 starts emitting smoke due to thermal runaway or the like, and is larger than the current value I0 and smaller than the first current value I1. The output voltage value of the battery 61, the voltage drop value at the fuse element 62, the voltage drop value at the power supply IC 64, the voltage drop value at the electric circuit 3, and the second current value I2 are all known. Therefore, the resistance value of the resistance element 63 can be set to an appropriate value so that the current value of the current flowing through the electric circuit 3 when a partial short circuit occurs is less than the second current value I2.
ヒューズ素子６２は、第１電流値Ｉ１より大きい第３電流値Ｉ３（例えば数アンペア）以上の電流が流れた場合に、電池６１と抵抗素子６３との接続を遮断する。これよって、第３電流値Ｉ３以上の過電流から電源ＩＣ６４及び電気回路３を保護する。 The fuse element 62 cuts off the connection between the battery 61 and the resistance element 63 when a current equal to or higher than a third current value I3 (for example, several amperes), which is larger than the first current value I1, flows. This protects the power supply IC 64 and the electric circuit 3 from an overcurrent exceeding the third current value I3.
ところで、図２に示した前提技術に係る電源回路２では、大きな抵抗値（例えば数オーム以上）を有する抵抗素子６３の追加に伴って、電源回路２の内部インピーダンスが大きくなるため、電源回路２の負荷特性が不安定になる場合がある。これを改善すべく、以下に述べる本発明の実施の形態に係る電源回路２の構成を提案する。 By the way, in the power supply circuit 2 according to the basic technology shown in FIG. The load characteristics may become unstable. In order to improve this, a configuration of a power supply circuit 2 according to an embodiment of the present invention described below is proposed.
図３は、本発明の実施の形態に係る電源回路２の構成を簡略化して示す図である。電源回路２は、電池６１、ヒューズ素子６２、電源ＩＣ６４、電源ライン８７、コイル８８、コンデンサ８９、検出回路、及び制御回路を備えている。電源ライン８７は、電源ＩＣ６４と電気回路３とを接続する。コイル８８は、電源ライン８７上に配置されている。コイル８８及びコンデンサ８９は、電源ＩＣ６４から電気回路３に入力される電圧を平滑化するためのＬＣフィルタを構成する。 FIG. 3 is a diagram showing a simplified configuration of the power supply circuit 2 according to the embodiment of the present invention. The power supply circuit 2 includes a battery 61, a fuse element 62, a power IC 64, a power line 87, a coil 88, a capacitor 89, a detection circuit, and a control circuit. The power line 87 connects the power IC 64 and the electric circuit 3. Coil 88 is placed on power line 87 . The coil 88 and the capacitor 89 constitute an LC filter for smoothing the voltage input from the power supply IC 64 to the electric circuit 3.
検出回路は、抵抗素子８５、ダイオード８６、及びオペアンプ８１を含んで構成されており、電源ライン８７の電圧を検出する。パーシャルショート発生時に、保護回路７１が保護動作を行わない領域で、コイル８８の蓄電容量を超える電流が電源ＩＣ６４から電気回路３に流れると、コイル８８での電圧降下に起因して電源ライン８７の電圧が低下する。オペアンプ８１には、抵抗素子８５及びダイオード８６の作用により、電源ライン８７の電圧に応じた入力電圧が入力される。オペアンプ８１は、入力電圧を増幅して出力電圧を出力する。オペアンプ８１から出力された出力電圧は、抵抗素子９１及びコンデンサ８３から成る時定数回路を介して、コンパレータ８２の第１入力端子に入力される。時定数は、瞬間的なノイズに起因する誤動作を防止するために、数秒程度に設定されている。 The detection circuit includes a resistive element 85, a diode 86, and an operational amplifier 81, and detects the voltage of the power supply line 87. If a current exceeding the storage capacity of the coil 88 flows from the power supply IC 64 to the electric circuit 3 in a region where the protection circuit 71 does not perform a protection operation when a partial short circuit occurs, the voltage drop in the coil 88 causes a voltage drop in the power supply line 87. Voltage drops. An input voltage corresponding to the voltage of the power supply line 87 is input to the operational amplifier 81 by the action of the resistive element 85 and the diode 86 . The operational amplifier 81 amplifies an input voltage and outputs an output voltage. The output voltage output from the operational amplifier 81 is input to the first input terminal of the comparator 82 via a time constant circuit consisting of a resistive element 91 and a capacitor 83. The time constant is set to about several seconds to prevent malfunctions caused by momentary noise.
制御回路は、抵抗素子９１～９３、コンパレータ８２、及びコンデンサ８３を含んで構成されており、検出回路が検出した電源ライン８７の電圧が所定の基準値未満となった場合に、電源ＩＣ６４の動作を停止させる。コンパレータ８２の第２入力端子には、抵抗素子９２，９３の抵抗値の比に応じた参照電圧値が入力される。参照電圧値は、上記基準値に相当する。コンパレータ８２は、第１入力端子の電圧値が第２入力端子の電圧値以上である場合（正常時）には、信号Ｓ１として、比較的高い電圧値（ハイレベル信号）を出力する。また、コンパレータ８２は、第１入力端子の電圧値が第２入力端子の電圧値未満である場合（パーシャルショート発生時）には、信号Ｓ１として、比較的低い電圧値（ローレベル信号）を出力する。 The control circuit includes resistance elements 91 to 93, a comparator 82, and a capacitor 83, and controls the operation of the power supply IC 64 when the voltage of the power supply line 87 detected by the detection circuit becomes less than a predetermined reference value. to stop. A reference voltage value corresponding to the ratio of the resistance values of the resistance elements 92 and 93 is input to the second input terminal of the comparator 82 . The reference voltage value corresponds to the above reference value. When the voltage value at the first input terminal is greater than or equal to the voltage value at the second input terminal (normal), the comparator 82 outputs a relatively high voltage value (high level signal) as the signal S1. Furthermore, when the voltage value at the first input terminal is less than the voltage value at the second input terminal (when a partial short circuit occurs), the comparator 82 outputs a relatively low voltage value (low level signal) as the signal S1. do.
コンパレータ８２から出力された信号Ｓ１は、電源ＩＣ６４が有するアクティブハイのイネーブル端子６５に入力される。電源ＩＣ６４は、イネーブル端子６５にハイレベル信号が入力されていることにより動作を実行し、イネーブル端子６５にローレベル信号が入力されていることにより動作を停止する。これにより、電源ＩＣ６４は、パーシャルショートが発生していない正常時には通常に動作し、パーシャルショート発生時には動作を停止する。電源ＩＣ６４が動作を停止した場合には、電気回路３への駆動電力の供給が停止されるため、計測装置１は動作を停止する。 The signal S1 output from the comparator 82 is input to the active high enable terminal 65 of the power supply IC 64. The power supply IC 64 starts operating when a high level signal is input to the enable terminal 65, and stops operating when a low level signal is input to the enable terminal 65. As a result, the power supply IC 64 operates normally when no partial short circuit occurs, and stops operating when a partial short circuit occurs. When the power supply IC 64 stops operating, the supply of driving power to the electric circuit 3 is stopped, so the measuring device 1 stops operating.
本実施の形態に係る計測装置１によれば、検出回路は、電源ＩＣ６４と電気回路３との間の電源ライン８７の電圧を検出し、制御回路は、検出回路が検出した電源ライン８７の電圧が所定の基準値未満となった場合に電源ＩＣ６４の動作を停止させる。その結果、パーシャルショート発生時に電気回路３に流れた電流に起因して電源ライン８７の電圧が基準値未満に低下した場合には、制御回路が電源ＩＣ６４の動作を停止させることにより、電気回路３からの発煙を抑制又は回避することが可能となる。 According to the measuring device 1 according to the present embodiment, the detection circuit detects the voltage of the power line 87 between the power IC 64 and the electric circuit 3, and the control circuit detects the voltage of the power line 87 detected by the detection circuit. When the value becomes less than a predetermined reference value, the operation of the power supply IC 64 is stopped. As a result, if the voltage of the power supply line 87 drops below the reference value due to the current flowing through the electric circuit 3 when a partial short circuit occurs, the control circuit stops the operation of the power supply IC 64, thereby causing the electric circuit 3 It becomes possible to suppress or avoid smoke generation from
１ 計測装置
２ 電源回路
３ 電気回路
６１ 電池
６４ 電源ＩＣ
８１ オペアンプ
８２ コンパレータ
８７ 電源ライン
Ｐ１ 温度プローブ
Ｐ２ 振動プローブ
1 Measuring device 2 Power supply circuit 3 Electric circuit 61 Battery 64 Power supply IC
81 Operational amplifier 82 Comparator 87 Power line P1 Temperature probe P2 Vibration probe
Claims (1)
前記スチームトラップに当接されるプローブと、
前記プローブから伝達される前記スチームトラップの前記物理量に対して、電気信号への変換を含む電気的な処理を施すことにより、前記スチームトラップの計測データを出力する電気回路と、
前記電気回路に駆動用電力を供給する電源回路と、
を備え、
前記電源回路は、
電池と、
前記電池と前記電気回路との間に接続された電源ＩＣと、
前記電源ＩＣと前記電気回路との間の電源ラインの電圧を検出する検出回路と、
前記検出回路が検出した前記電源ラインの電圧が前記電気回路のパーシャルショートの発生に起因して所定の基準値未満となった場合に前記電源ＩＣの動作を停止させる制御回路と、
を有する、計測装置。 A measuring device that measures physical quantities of a steam trap,
a probe that comes into contact with the steam trap;
an electric circuit that outputs measurement data of the steam trap by performing electrical processing, including conversion into an electric signal, on the physical quantity of the steam trap transmitted from the probe;
a power supply circuit that supplies driving power to the electric circuit;
Equipped with
The power supply circuit is
battery and
a power IC connected between the battery and the electric circuit;
a detection circuit that detects a voltage of a power line between the power supply IC and the electric circuit;
a control circuit that stops the operation of the power supply IC when the voltage of the power supply line detected by the detection circuit becomes less than a predetermined reference value due to the occurrence of a partial short circuit in the electric circuit ;
A measuring device having a
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