JP7444665B2 - 測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、測定される流体の物理量に比例したパルスを出力する測定装置に関する。

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、超音波流量計、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。

この種の測定装置を用いた制御において、測定装置が測定した物理量である流量の積算値を求め、求めた積算値をパルス信号に変換して上位機器に送信し、上位機器では、受信したパルス信号をカウントし、カウントしたパルス数を用いて制御対象を制御するシステムがある（特許文献１参照）

特開平０５－１５７５９７号公報

しかしながら、上述した技術では、上位機器において、受信したパルス信号を正しくカウントできない場合が発生する。例えば、測定装置より出力されるパルス信号のパルス幅や出力周期と、上位機器側のパルスカウンタあるいはＰＬＣの監視周期との組み合わせによって、上述した問題が発生する場合がある。例えば、パルス信号の一部が送信の過程で失われる場合や、パルス信号の送信の過程でパルス信号にノイズが加わる場合など、上述した問題が発生する。このような、通信経路中のパルス信号の変遷や異常は、上位機器側では識別できない。

このため、上述した問題を確認するために、例えば、測定装置より出力されるパルス信号を、オシロスコープなどで測定し、この結果得られる出力波形と、上位機器側でカウントされるカウンタ値とを比較し、両者が一致しているか否かを確認することが考えられる。しかしながら、この確認では、オシロスコープなどの測定器を用意する必要があり、手間がかかるという問題がある。また、上述した問題を確認するために、実際の物理量（例えば流量）とパルスカウンタのカウンタ値とを照合することも考えられる。しかしながら、この確認では、実際の物理量を測定する必要があり、やはり手間がかかるという問題がある。

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、測定装置より送信されたパルス信号が、上位機器において正しくカウントされたことを、大きな手間をかけることなく確認できるようにすることを目的とする。

本発明に係る測定装置は、測定対象の流体の物理量を測定して測定値を出力する測定部と、測定部が出力した測定値を積算するように構成された積算部と、積算部が積算した測定値の積算値が設定されている値になる毎に、パルス信号を上位機器に送信するように構成された送信部と、送信部が送信したパルス信号のパルス数を計数するように構成されたカウンタと、カウンタが計数したパルス数を、ユーザに通知するように構成された通知部とを備える。

上記測定装置の一構成例において、通知部は、カウンタが計数したパルス数をユーザに視認可能に表示する。

上記測定装置の一構成例において、通知部は、カウンタが計数したパルス数を、ネットワークを介してユーザに通知する。

上記測定装置の一構成例において、ユーザによるリセット操作を受け付ける受付部と、受付部がリセット操作を受け付けると、カウンタが計数したパルス数をリセットするように構成されたリセット部とをさらに備える。

上記測定装置の一構成例において、受付部は、ネットワークを介してユーザによるリセット操作を受け付ける。

上記測定装置の一構成例において、測定部が出力する測定値を仮想的に生成するように構成された信号生成部と、積算部が積算する測定値を、測定部が出力する測定値または信号生成部が生成する仮想の測定値のいずれかに切り替えるように構成された切替部とをさらに備える。

上記測定装置の一構成例において、測定部は、測定対象の流体の流量を測定してアナログ出力信号を出力する。

以上説明したように、本発明によれば、送信部が送信したパルス信号のパルス数をカウンタで計数し、カウンタが計数したパルス数をユーザに通知するようにしたので、測定装置より送信されたパルス信号が、上位機器において正しくカウントされたことを、大きな手間をかけることなく確認できる。

図１は、本発明の実施の形態１に係る測定装置の構成を示す構成図である。 図２は、本発明の実施の形態２に係る測定装置の構成を示す構成図である。 図３は、本発明の実施の形態３に係る測定装置の構成を示す構成図である。 図４は、本発明の実施の形態１に係る測定装置のハードウエア構成を示す構成図である。

以下、本発明の実施の形態に係る測定装置について説明する。

［実施の形態１］
はじめに、本発明の実施の形態１に係る測定装置について、図１を参照して説明する。この測定装置は、測定部１０１、積算部１０２、送信部１０３、カウンタ１０４、および通知部１０５を備える。

測定部１０１は、配管１５１を流れる測定対象の流体の物理量を測定して測定値を出力する。測定部１０１は、例えば、流量を測定して測定値を出力する。例えば、測定部１０１は、配管１５１の外壁に接して設けられる温度測定部およびヒータよりなるセンサ部と、センサ部が出力するセンサ値より流量を算出して測定値とする算出部とを備える。センサ部は、よく知られた熱式フローセンサであり、ヒータの温度と、ヒータの熱影響を受けない位置における流体の温度との差が、設定されている設定温度差となるようにヒータを駆動しているときの、ヒータに加熱された流体における熱拡散の状態に対応するセンサ値を出力する。このセンサ値は、よく知られているように、流体の流量との間に相関がある。

なお、物理量として流量を測定する測定部１０１は、上述した熱式に限らず、電磁測定装置、渦測定装置、コリオリ式測定装置、超音波測定装置などから構成することもできる。また、測定部１０１は、流体の熱量を測定するセンサから構成することもできる。この場合、測定する物理量は、熱量である。また、測定部１０１は、流体の質量（重量）を測定するセンサから構成することもできる。この場合、測定する物理量は、例えば、単位時間あたりに、配管１５１により供給される流体の質量（重量）である。

積算部１０２は、測定部１０１が出力した測定値を積算する。送信部１０３は、積算部１０２が積算した測定値の積算値が設定されている値になる毎に、パルス信号を上位機器に送信する。上位機器では、パルス信号を受信し、受信したパルス信号のパルス数を計数することで、物理量（例えば流量）の積算値を求める。

カウンタ１０４は、送信部１０３が送信したパルス信号のパルス数を計数する。通知部１０５は、カウンタ１０４が計数したパルス数を、ユーザに通知する。通知部１０５は、例えば、カウンタ１０４が計数したパルス数を、ユーザに視認可能に表示する表示装置である。また、通知部１０５は、例えば、カウンタ１０４が計数したパルス数を、ネットワークを介してユーザに通知することもできる。

実施の形態１によれば、測定部１０１が測定し、積算部１０２で測定値を積算して得られた積算値が設定されている値となる毎に上位機器に送信するパルス信号のパルス数を、測定装置において提示（例えば表示）するので、上位機器における計数結果との比較が、極めて容易に実施できる。

［実施の形態２］
次に、本発明の実施の形態２に係る測定装置について、図２を参照して説明する。この測定装置は、測定部１０１、積算部１０２、送信部１０３、カウンタ１０４、および通知部１０５を備える。これらの構成は、前述した実施の形態１と同様である。

実施の形態２では、受付部１０６およびリセット部１０７をさらに備える。受付部１０６は、ユーザによるリセット操作を受け付ける。受付部１０６は、例えば、ユーザにより、ネットワークを介して接続する端末機器の操作によるリセット操作を受け付ける。リセット部１０７は、受付部１０６がリセット操作を受け付けると、カウンタ１０４が計数したパルス数をリセットする。

実施の形態２によれば、上位機器における計数結果との間で、より正確な検証ができる。例えば、流量測定の場合を例に説明すると、まず、検証を実施する前に、リセット部１０７により、カウンタ１０４が計数したパルス数をリセットする。次いで、配管１５１を流れる流体の流量を変化させる。次に、一定時間が経過した後に、測定装置の通知部１０５により通知されるパルス数と、上位機器で計数されるパルス数とが一致することを確認することによって、検証することができる。

［実施の形態３］
次に、本発明の実施の形態３に係る測定装置について、図３を参照して説明する。この測定装置は、測定部１０１、積算部１０２、送信部１０３、カウンタ１０４、および通知部１０５を備える。これらの構成は、前述した実施の形態１と同様である。

実施の形態３では、信号生成部１０８および切替部１０９をさらに備える。信号生成部１０８は、測定部１０１が出力する測定値を仮想的に生成する。切替部１０９は、積算部１０２が積算する測定値を、測定部１０１が出力する測定値または信号生成部１０８が生成する仮想の測定値のいずれかに切り替える。

実施の形態３によれば、上位機器における計数結果との比較が、以下に例示するように、配管１５１を流体が流れていない状態でも実施できる。まず、信号生成部１０８が、測定部１０１が出力する測定値を仮想的に生成する。次に、切替部１０９により、積算部１０２が積算する測定値を、信号生成部１０８が生成する仮想の測定値に切り替える。

この結果、積算部１０２は、仮想の測定値を積算し、送信部１０３が、仮想の測定値による積算値から得られたパルス信号を上位機器に送信する。上位機器では、仮想の測定値による積算値から得られたパルス信号を受信し、受信したパルス信号のパルス数を計数することで、流量積算値を求める。一方、カウンタ１０４は、仮想の測定値による積算値から得られたパルス信号のパルス数を計数する。通知部１０５は、カウンタ１０４が計数したパルス数を通知する。

上述した実施の形態３においては、配管１５１が、例えば、流体を輸送していない状態でも、上位機器における計数結果との比較が実施できる。

なお、上述した実施の形態に係る測定装置の積算部１０２、送信部１０３、カウンタ１０４、および通知部１０５は、図４に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit；中央演算処理装置）３０１と主記憶装置３０２と外部記憶装置３０３とネットワーク接続装置３０４となどを備えたコンピュータ機器とし、主記憶装置３０２に展開されたプログラムによりＣＰＵ３０１が動作する（プログラムを実行する）ことで、上述した測定装置の各機能が実現されるようにすることもできる。ネットワーク接続装置３０４は、ネットワーク３０５に接続する。また、各機能は、複数のコンピュータ機器に分散させることもできる。

以上に説明したように、本発明によれば、送信部が送信したパルス信号のパルス数を、測定装置において提示（例えば表示）するので、測定装置より送信されたパルス信号が、上位機器において正しくカウントされたことを、大きな手間をかけることなく確認できるようになる。

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。例えば、実施の形態２と実施の形態３とを組み合わせることもできる。

１０１…測定部、１０２…積算部、１０３…送信部、１０４…カウンタ、１０６…通知部、１５１…配管。

Claims (6)

1. 測定対象の流体の物理量を測定して測定値を出力する測定部と、
   前記測定部が出力した測定値を積算するように構成された積算部と、
   前記積算部が積算した測定値の積算値が設定されている値になる毎に、パルス信号を上位機器に送信するように構成された送信部と、
   前記送信部が送信したパルス信号のパルス数を計数するように構成されたカウンタと、
   前記カウンタが計数したパルス数を、ユーザに通知するように構成された通知部と、
   前記測定部が出力する測定値を仮想的に生成するように構成された信号生成部と、
   前記積算部が積算する測定値を、前記測定部が出力する測定値または前記信号生成部が生成する仮想の測定値のいずれかに切り替えるように構成された切替部と
   を備える測定装置。
2. 請求項１記載の測定装置において、
   前記通知部は、前記カウンタが計数したパルス数をユーザに視認可能に表示することを特徴とする測定装置。
3. 請求項１記載の測定装置において、
   前記通知部は、前記カウンタが計数したパルス数をネットワークを介してユーザに通知することを特徴とする測定装置。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の測定装置において、
   ユーザによるリセット操作を受け付ける受付部と、
   前記受付部がリセット操作を受け付けると、前記カウンタが計数したパルス数をリセットするように構成されたリセット部と
   をさらに備えることを特徴とする測定装置。
5. 請求項４記載の測定装置において、
   前記受付部は、ネットワークを介してユーザによるリセット操作を受け付けることを特徴とする測定装置。
6. 請求項１～５のいずれか１項に記載の測定装置において、
   前記測定部は、測定対象の流体の流量を測定して測定値を出力することを特徴とする測定装置。

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