JPH06337722A

JPH06337722A - ポンプ注入方式流体添加率制御システムおよびこれに用いる流量計測システム

Info

Publication number: JPH06337722A
Application number: JP5151587A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Takatsugi; 信幸高次; Hiroshi Takahashi; 弘高橋
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 1993-05-27
Filing date: 1993-05-27
Publication date: 1994-12-06

Abstract

(57)【要約】【目的】ポンプの能力特性の変化に即応でき、流量に
外乱が入りにくい流体添加率制御システムを提供するこ
とである。【構成】付臭コントローラ７は、ダイヤフラムポンプ
３ａ〜３ｃにストローク信号を出力する。これによっ
て、タンク２に貯留された付臭剤がパイプ８，８ａ〜８
ｃ，４ａ〜４ｃを介してガス管１ａ〜１ｃのガス中に注
入される。ダイヤフラムポンプ３ａ〜３ｃから送られる
付臭剤の流量は、コリオリ力流量計６ａ〜６ｃにより計
測される。付臭コントローラ７は、コリオリ力流量計６
ａ〜６ｃから出力された瞬時流量信号をサンプリング時
間ごとに例えば３次移動平均し、平均瞬時流量を求め
る。付臭コントローラ７は、この平均瞬時流量をフィー
ドバックし、添加率設定値とガスの流量と平均瞬時流量
とに応じてダイヤフラムポンプ３ａ〜３ｃに出力するス
トローク信号を操作し、ダイヤフラムポンプ３ａ〜３ｃ
から送られる付臭剤の流量を添加率設定値に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポンプ注入方式による
液体注入式付臭システムや薬注システム等の流体添加率
制御システムおよびこれに用いられる流量計測システム
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ガス会社では、近年、液化天然
ガス（ＬＮＧ）を気化させたガス（第１の流体）を都市
ガスの主成分としている。このガスは、無色・無臭であ
るので、使用者にガス漏れ等を臭いで注意を喚起する必
要がある。このため、都市ガスを供給するに当たって付
臭剤（第２の流体）をガス中に一定の割合で注入するよ
うにしている。ところで、都市ガスの需要量は、時間、
季節等により変動する。そこで、都市ガスの需要の変動
に拘らず、ガスに対する付臭剤添加率をほぼ一定に保持
するため、ポンプ注入方式流体添加率制御システムとし
てポンプ注入方式による液体注入式付臭システムが設け
られる。

【０００３】図１３は、従来のポンプ注入式による液体
注入式付臭システムの構成を示す図である。ガス製造シ
ステムでは、需要者の需要に応じて、ＬＮＧを気化さ
せ、ガスが生産される。ガス製造システムにおいて生産
されたガスは、例えば、ガス管１ａ〜１ｃを介して大
阪、姫路および隣接する大口ユーザの３箇所にそれぞれ
送られる。この付臭添加システムは、液体状の付臭剤を
貯留するタンク２と、ポンプとして例えば３つのダイヤ
フラムポンプ３ａ〜３ｃと、付臭コントローラ１０３等
とを備える。タンク２に貯留された液体の付臭剤は、ダ
イヤフラムポンプ３ａ〜３ｃによって各パイプ４ａ〜４
ｃから各ガス管１ａ〜１ｃに送られる。各ガス管１ａ〜
１ｃのガス流中に注入された付臭剤は、ガス中で気化・
拡散する。

【０００４】この付臭システムでは、各ガス管１ａ〜１
ｃのガスの流量および予め定められたガスに対する付臭
剤の付臭添加率設定値に応じてダイヤフラムポンプ３ａ
〜３ｃに与えるストローク信号を操作することによっ
て、ガスに注入する付臭剤の流量を調整し、ガスに対す
る付臭剤の付臭添加率を付臭添加率設定値にほぼ一定に
保つようにしている。また、ダイヤフラムポンプ３ａ〜
３ｃからパイプ４ａ〜４ｃに送る付臭剤の流量を、一定
時間ごとにサイクリックにそれぞれ計測し、監視するよ
うにしている。

【０００５】ダイヤフラムポンプ３ａ〜３ｃは、モータ
（図示せず）とピストン（図示せず）とを備え、付臭コ
ントローラ１０３から与えられるストローク信号に応じ
て能力特性を発揮し、能力特性に応じてパイプ４ａ〜４
ｃに送る付臭剤の流量を変える。図１４はダイヤフラム
ポンプ３ａ〜３ｃの能力特性の一例を示す図であり、図
１５はストローク信号を変化させた場合のダイヤフラム
ポンプ３ａ〜３ｃから送られる付臭剤の流量を示す図で
ある。図１４において、ダイヤフラムポンプ３ａ〜３ｃ
の初期の能力特性を参照符α１に示す。

【０００６】ダイヤフラムポンプ３ａ〜３ｃは、例えば
ストローク信号４ｍＡ〜２０ｍＡでその能力特性を０％
〜１００％発揮し、付臭剤を０ｃｃ／Ｈ〜２４００ｃｃ
／Ｈ送ることができる。ストローク信号が４ｍＡ（０
％）〜８ｍＡ（２５％）の場合、ダイヤフラムポンプ３
ａ〜３ｃは、周期Ｔ≒４．５秒でピストンのストローク
量のみを変化させる。ストローク信号が８ｍＡ（２５
％）〜２０ｍＡ（１００％）の場合、ダイヤフラムポン
プ３ａ〜３ｃは、周期Ｔ≒４．５秒〜１．３秒でピスト
ンのストローク量を１００％発揮しながらモータの回転
数のみを変化させる。

【０００７】ストローク信号が８ｍＡ（２５％）の場合
にダイヤフラムポンプ３ａ〜３ｃから送られる付臭剤の
流量の波形図を図１５（１）に示す。この場合、ダイヤ
フラムポンプ３ａ〜３ｃは、周期Ｔ≒４．５秒でピスト
ンのストローク量を１００％発揮し、ほぼ４４０ｃｃ／
Ｈの付臭剤を送る。ストローク信号の値が１２ｍＡ（５
０％），１６ｍＡ（７５％），２０ｍＡ（１００％）の
場合にダイヤフラムポンプ３ａ〜３ｃから送られる付臭
剤の流量の波形図を図１５（２），（３），（４）にそ
れぞれ示す。この場合、ダイヤフラムポンプ３ａ〜３ｃ
は、周期Ｔ≒２．５秒，１．６秒，１．３秒でほぼ１２
００ｃｃ／Ｈ，２０００ｃｃ／Ｈ，２４００ｃｃ／Ｈの
付臭剤をそれぞれ送る。

【０００８】図１６は、付臭コントローラ１０３の構成
を示す図である。図１６において、システムバス１２０
には、ＣＰＵ１２１、ＲＯＭ１２２、ＲＡＭ１２３、Ａ
／Ｄ変換器１２４〜１２８、Ｄ／Ａ変換器１２９、イン
ターフェイス１３０〜１３３が接続される。ＲＯＭ１２
２には、ダイヤフラムポンプ３ａ〜３ｃに出力するスト
ローク信号を操作し、付臭剤の流量を制御するプログラ
ム、ダイヤフラムポンプ３ａ〜３ｃから送られる付臭剤
の流量を計測するプログラム等が予め記憶されている。
ＣＰＵ１２１は、ＲＯＭ１２２に記憶されたプログラム
にしたがって動作する。なお、付臭剤の流量を制御する
プログラムと付臭剤の流量を計測するプログラムとは、
マルチタスクで実行される。

【０００９】図１７は、付臭コントローラ１０３におい
て行われる付臭剤の流量を制御するフローチャートであ
る。このフローチャートは、各ダイヤフラムポンプ３ａ
〜３ｃについてマルチタスクにそれぞれ実行される。こ
のため、便宜上、ダイヤフラムポンプ３ａについて行わ
れるものとして、説明する。

【００１０】オペレータは、メインコントローラ（図示
せず）において、ダイヤフラムポンプ３ａについて、ガ
スに対する付臭剤の割合を表す付臭添加率（ｍｇ／Ｎｍ
³ ）を予め設定する。付臭コントローラ１０３のＣＰＵ
１２１は、ステップｍ１において、オペレータによって
設定された付臭添加率設定値（ｍｇ／Ｎｍ³ ）をＡ／Ｄ
変換器１２４を介して取り込み、ＲＡＭ１２３に記憶す
る。ガス管１ａから送出されるガスの流量は、流量加算
コントローラ（図示せず）によって計測される。ＣＰＵ
１２１は、ステップｍ２においてガス管１ａの送出ガス
流量値（Ｎｍ³／Ｈ）をＡ／Ｄ変換器１２５を介して取
り込み、ＲＡＭ１２３に記憶する。ＣＰＵ１２１は、ス
テップｍ３において、ＲＡＭ１２３に記憶されている付
臭添加率設定値（ｍｇ／Ｎｍ³ ）と送出ガス流量（Ｎｍ
³ ／Ｈ）とを乗算し、添加すべき付臭剤の添加重量（ｍ
ｇ／Ｈ）を求める。

【００１１】ここで、付臭剤は、温度によって膨張、収
縮するため、その密度、体積が変わる。したがって、温
度の変動による付臭添加率の変動の影響を避けるために
は、温度補正し、添加すべき付臭剤の正確な添加体積
（ｃｃ／Ｈ）を求める必要がある。このため、タンク２
に貯留された付臭剤の温度は、タンク２に設けられた温
度検出器１０２（図１３参照）によって検出される。Ｃ
ＰＵ１２１は、温度検出器１０２によって検出された付
臭剤の温度に基づいて、ステップｍ４において、付臭剤
の重量／密度により温度補正し、添加すべき付臭剤（液
体状態）の正確な体積ｘ（ｃｃ／Ｈ）を求める。

【００１２】ところで、ダイヤフラムポンプ３ａの能力
特性は、図１４に示すように非線形の高次の関数で表さ
れる曲線α１になる。したがって、非線形のままで取扱
うと、付臭コントローラ１０３での取扱いが難しくな
る。このため、オペレータは、ダイヤフラムポンプ３ａ
の能力特性α１を予め測定し、測定したダイヤフラムポ
ンプ３ａの能力特性α１から能力特性α１に近似した直
線ｙ＝ａｘ＋ｂを求めて線形化し、求めた直線ｙの傾き
ａと接片ｂとをメインコントローラに入力し、付臭コン
トローラ１０３での取扱いを容易にしている。また、メ
インコントローラでは、ダイヤフラムポンプ３ａのテス
トを行うため、制御モードを比例制御とストローク制御
とのいずれかに設定できるようになっている。

【００１３】付臭コントローラ１０３のＣＰＵ１２１
は、メインコントローラにおいて入力された傾きａ、接
片ｂと、制御モードとをＡ／Ｄ変換器１２４を介して取
り込んで、ＲＡＭ１２３に予め記憶している。ステップ
ｍ４において添加する付臭剤の体積ｘ（ｃｃ／Ｈ）が求
まると、ＣＰＵ１２１は、ステップｍ５において傾きａ
に体積ｘを乗算し（ａｘ）、乗算結果ａｘに接片ｂを加
算し（ａｘ＋ｂ）、ストローク信号のストローク出力値
ｙ（％）（ｙ＝ａｘ＋ｂ）を求める。例えば、求めた付
臭剤の体積が１２００ｃｃ／Ｈの場合、図１４の直線ｙ
からストローク出力値ｙ＝５０％が求められる。

【００１４】ＣＰＵ１２１は、ステップｍ６において、
ＲＡＭ１２３をアクセスし、制御モードが比例制御か否
か判断する。ダイヤフラムポンプ３ａのテストを行わな
い場合には比例制御に設定されており、ダイヤフラムポ
ンプ３ａのテストを行う場合にはストローク制御に設定
されている。比例制御に設定されている場合には、ステ
ップｍ７に進み、ＣＰＵ１２１はステップｍ５でもとめ
たストローク出力値ｙをストローク設定値（％：例えば
５０％）に設定する。ストローク制御に設定されている
場合、ステップｍ８に進み、オペレータがメインコント
ローラに入力したストローク設定値（％）をＡ／Ｄ変換
器１２４を介して取り込み、ＲＡＭ１２３に記憶する。

【００１５】ステップｍ７またはｍ８が終了すると、ス
テップｍ９に進み、ＣＰＵ１２１は、Ｄ／Ａ変換器１２
９の出力であるストローク信号のストローク計測値（例
えば、１２ｍＡ）をＡ／Ｄ変換器１２８を介して取り込
み（例えば、５０％）、ＲＡＭ１２３に記憶する。次い
で、ステップｍ１０に進み、ＣＰＵ１２１は、ＲＡＭ１
２３に記憶されているストローク計測値とストローク設
定値との偏差（ストローク計測値−ストローク設定値：
例えば０％）を求める。ここで、偏差を求めているの
は、Ｄ／Ａ変換器１２９からダイヤフラムポンプ３ａに
ストローク信号が正常に与えられているか否かを確認す
るためである。

【００１６】次いで、ステップｍ１１に進み、ＣＰＵ１
２１は、ステップｍ１１において求めた偏差（例えば、
０％）をパルスでＤ／Ａ変換器１２９に出力する。例え
ば、Ｄ／Ａ変換器１２９の出力が１２ｍＡで５０％であ
った場合、ステップｍ１０で求めた偏差は０％である。
この場合、ＣＰＵ１２１は、ステップｍ１１においてＤ
／Ａ変換器１２９に偏差０％を出力する。Ｄ／Ａ変換器
１２９は、偏差が０％であるので、以前と同じストロー
ク信号１２ｍＡをダイヤフラムポンプ３ａに出力する。

【００１７】ダイヤフラムポンプ３ａは、付臭コントロ
ーラ１０３のＤ／Ａ変換器１２９から出力されたストロ
ーク信号に応じて付臭剤を送る。Ｄ／Ａ変換器１２９か
ら出力されたストローク信号の電流が例えば１２ｍＡの
場合、ダイヤフラムポンプ３ａは、能力特性α１で動作
するので、１２００ｃｃ／Ｈの付臭剤をパイプ４ａから
ガス管１ａに送る。これによって、付臭が行われる。

【００１８】ステップｍ１１が終わると、終了し、ステ
ップｍ１に戻る。ガスの流量が増大した場合、図１７の
ステップｍ３，ｍ４によって求まる添加すべき付臭剤の
体積が増大し、例えば１８００ｃｃ／Ｈになる。この場
合、ステップｍ５で直線ｙからストローク出力値７１％
（１５．３ｍＡ）が求まる。ガスの流量が急激に増大し
たものとすると、ステップｍ９で取り込まれたストロー
ク計測値は５０％であり、ステップｍ１０の偏差は２１
％になる。このため、ＣＰＵ１２１はステップｍ１１に
おいて偏差２１％をＤ／Ａ変換器１２９に送る。Ｄ／Ａ
変換器１２９は、以前の５０％に偏差２１％を加算した
ストローク信号１５．３ｍＡをダイヤフラムポンプ３ａ
に出力する。これによって、ダイヤフラムポンプ３ａ
は、１９００ｃｃ／Ｈの付臭剤を送る。

【００１９】ところで、本来、ダイヤフラムポンプ３ａ
から送るべき付臭剤は、１８００ｃｃ／Ｈであった。し
かるに、付臭コントローラ１０３のＣＰＵ１２１は直線
ｙでストローク信号を求め、ダイヤフラムポンプ３ａは
直線ｙと異なる能力特性α１に基づいて付臭剤１９００
ｃｃ／Ｈを送る。このため、１００ｃｃ／Ｈの誤差が生
じる。しかし、この誤差は、僅かであり、ガスの付臭に
影響がなく許容範囲にあるため、付臭に不都合を生じる
ことはない。したがって、ガスの流量が増大した場合
も、付臭添加率がほぼ付臭添加率設定値に保たれる。

【００２０】ガスの流量が減少した場合も、ＣＰＵ１２
１は、図１７のフローを実行する。これによって、ダイ
ヤフラムポンプ３ａ〜３ｃは、付臭剤の送る量を減少さ
せる。したがって、ガスの流量が減少した場合も、付臭
添加率がほぼ付臭添加率設定値に保たれる。

【００２１】この付臭システムでは、ダイヤフラムポン
プ３ａ〜３ｃから送られる付臭剤の流量を計測するため
に、図１３に示すように、タンク２に接続された付臭剤
供給用のパイプ１０４には、付臭剤の流量計測用のパイ
プ１０５が接続される。パイプ１０４は、付臭剤をダイ
ヤフラムポンプ３ａ〜３ｃにそれぞれ送るため、３つの
パイプ１０４ａ〜１０４ｃに分岐している。このパイプ
１０４ａ〜１０４ｃは、３つの電磁弁１０６ａ１，１０
６ｂ１，１０６ｃ１の入力ポートにそれぞれ接続され
る。各電磁弁１０６ａ１，１０６ｂ１，１０６ｃ１の出
力ポートは、各パイプ４ａ〜４ｃにそれぞれ接続され
る。

【００２２】パイプ１０５もパイプ１０４と同様に、付
臭剤をダイヤフラムポンプ３ａ〜３ｃにそれぞれ送るた
め、パイプ１０５ａ〜１０５ｃに分岐している。このパ
イプ１０５ａ〜１０５ｃは、３つの電磁弁１０６ａ２，
１０６ｂ２，１０６ｃ２の入力ポートにそれぞれ接続さ
れる。電磁弁１０６ａ２，１０６ｂ２，１０６ｃ２の出
力ポートは、各パイプ４ａ〜４ｃにそれぞれ接続され
る。

【００２３】パイプ１０５には、ダイヤフラムポンプ３
ａ〜３ｃからガス管１ａ〜１ｃに送った付臭剤の流量を
時分割でそれぞれ計測し、監視するために、電磁弁１０
９および計量槽１１０が設けられる。計量槽１１０は、
例えば内径５cmで長さ１ｍ程度の円筒状の形状をしてお
り、所定量の付臭剤を所定の量まで貯留しておくことが
できる。計量槽１１０の外周には、計量槽１１０に貯留
された付臭剤の液面を計測するための液面センサ１１０
ａが設けられる。また、計量槽１１０の底部には、計量
槽１１０に貯留された付臭剤の液面が所定の位置まで低
下したことを検出するためのリミットセンサ１１０ｂが
設けられる。６つの電磁弁１０６ａ１〜１０６ｃ２およ
び電磁弁１０９は、付臭コントローラ１０３によって開
閉制御される。

【００２４】例えば、ダイヤフラムポンプ３ａからパイ
プ４ａに送られる付臭剤の流量を計測する場合、付臭コ
ントローラ１０３のＣＰＵ１２１は、インターフェイス
１３１を介して電磁弁１０９に信号を送り、電磁弁１０
９を閉じる。これによって、タンク２から計量槽１１０
への付臭剤の供給が止まる。また、ＣＰＵ１２１は、イ
ンターフェイス１３０を介して電磁弁１０６ａ１〜１０
６ｃ２に信号を送り、電磁弁１０６ａ２，１０６ｂ１，
１０６ｃ１を開き、電磁弁１０６ａ１，１０６ｂ２，１
０６ｃ２を閉じる。これによって、ダイヤフラムポンプ
３ａには計量槽１１０に貯留された付臭剤が供給され、
ダイヤフラムポンプ１０８ｂ，１０８ｃにはタンク２に
貯留された付臭剤が供給される。したがって、ダイヤフ
ラムポンプ３ａからガス管１ａに送られる付臭剤の流量
の計測が可能となる。

【００２５】図１８は付臭コントローラ１０３において
行われる付臭剤の流量を計量するフローを示す図であ
り、図１９は図１８のフローを実行するためにＲＡＭ１
２３に設けられるメモリマップを示す図である。ＣＰＵ
１２１は、Ａ／Ｄ変換器１２７を介して液面センサ１１
０ａから送られる計量槽１１０に貯留された付臭剤の液
面を表す信号を一定のサンプリング時間ΔＴ１（例え
ば、１０秒）ごとにサーチし、計量槽１１０に貯留され
た付臭剤のサンプリング時間ΔＴ１ごとの減少量ΔＬ
１，ΔＬ２，ΔＬ３，ΔＬ４，…，ΔＬｎを求め、ＲＡ
Ｍ１２３のＦＩＦＯスタックに順次記憶する（図１９参
照）。

【００２６】ＣＰＵ１２１は、所定の積算時間Ｔ２（Ｔ
２＝ΣＴ１：例えば、２分）経過後、ＦＩＦＯスタック
に記憶されたサンプリング時間ΔＴ１ごとの減少量ΔＬ
１，ΔＬ２，ΔＬ３，ΔＬ４，…，ΔＬｎを積算（ΣΔ
Ｌｎ）し、この積算した積算減量ΣΔＬから、付臭剤の
流量（ΣΔＬｎ／Ｔ２）（ｃｃ／Ｈ）を求める。付臭剤
の流量が求まると、ＣＰＵ１２１は、ＲＡＭ１２３のス
タックＳＣに記憶する（図１９参照）。なお、サンプリ
ング時間ΔＴ１を１０秒としているのは、付臭剤の脈動
の影響を少なくするためである。また、積算時間Ｔ２を
２分としているのは、計量槽１１０の直径が大きいため
短い時間では付臭剤の流量計測の精度が悪くなるためで
ある。

【００２７】ダイヤフラムポンプ３ａからパイプ４ａに
送られる付臭剤の流量の計測が終わると、ＣＰＵ１２１
は、各電磁弁１０６ａ１，１０６ａ２，１０６ｂ１，１
０６ｂ２の開閉態様を切り換え、電磁弁１０６ａ１を開
き、電磁弁１０６ａ２を閉じるとともに、電磁弁１０６
ｂ２を開き、電磁弁１０６ｂ１を閉じる。これによっ
て、パイプ４ａにはタンク２に貯留された付臭剤が供給
され、パイプ１０７ｂには計量槽１１０に貯留された付
臭剤が供給される。したがって、ＣＰＵ１２１は、ダイ
ヤフラムポンプ１０８ｂからパイプ１０７ｂに送られる
付臭剤の流量を計測することができる。そして、ＣＰＵ
１２１は、ＲＡＭ１２３のＦＩＦＯスタックおよびスタ
ックＳＣのデータを初期化し、図１８のフローにしたが
ってダイヤフラムポンプ１０８ｂからパイプ１０７ｂに
送られる付臭剤の流量を求める。

【００２８】ダイヤフラムポンプ１０８ｂからパイプ１
０７ｂに送られる付臭剤の流量の計測が終わると、ＣＰ
Ｕ１２１は、各電磁弁１０６ｂ１，１０６ｂ２，１０６
ｃ１，１０６ｃ２の開閉態様を切り換え、ダイヤフラム
ポンプ１０８ｃからパイプ１０７ｃにおくられる付臭剤
の流量を求める。このようにして、各パイプ４ａ〜４ｃ
に流れる付臭剤の流量が時分割で順次的にかつ循環して
求められる。なお、流量計測中に、計量槽１１０中の付
臭剤の液面が低下し、リミットセンサ１１０ｂが検出す
ると、ＣＰＵ１２１は、インターフェイス１３２を介し
てリミットセンサ１１０ｂからの信号を取り込み、流量
計測を一時中断する。そして、ＣＰＵ１２１は、電磁弁
１０９を開きタンク２に貯留されている付臭剤を、計量
槽１１０に補充する。補充が終わると、付臭コントロー
ラ１０３は、電磁弁１０９を閉じ、流量計測を再開す
る。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の添加率
制御について次のような問題があった。まず第１に、ポ
ンプは、長年の使用による機器の消耗、劣化、ズレ等の
ため、例えば図１４に示すようにα１からα２に能力特
性が変化する。また、ポンプの故障等のため、交換した
ポンプの能力特性α２が以前のポンプの能力特性α１と
異なる場合がある。このようにα１からα２にポンプの
能力特性が変化した場合、流体添加率制御システムが図
１７に示すようにオープンループの制御であるので、ポ
ンプの能力特性の変化に即刻対応できず、添加率を一定
に保つことができないという問題点があった。

【００３０】すなわち、ポンプの能力特性がα１からα
２になった場合において、例えばステップｍ４で求めた
付臭剤の体積が１２００ｃｃ／Ｈのとき、ＣＰＵ１２１
はステップｍ５において図１４の直線ｙからストローク
出力値ｙ＝５０％を求め、ステップｍ７においてストロ
ーク設定値に５０％を設定する。このため、Ｄ／Ａ変換
器１２９からダイヤフラムポンプ３ａに５０％の１２ｍ
Ａを出力する。一方、ダイヤフラムポンプ３ａは、能力
特性α２で動作し、６６０ｃｃ／Ｈの付臭剤しか送らな
い。このため、５４０ｃｃ／Ｈの誤差が生じる。したが
って、付臭添加率が付臭添加率設定値より低下し、付臭
添加率が許容範囲から外れる。

【００３１】付臭添加率を一定に保つためには、オペレ
ータは、ダイヤフラムポンプ３ａの能力特性α２を測定
し、測定したダイヤフラムポンプ３ａの能力特性α２か
ら能力特性α２に近似した直線ｙ’＝ａ１ｘ＋ｂ１を求
め、求めた直線ｙ’の傾きａ１と切接片ｂ１とをメイン
コントローラに入力する必要がある。しかし、このよう
な作業は、短時間に行うことはできない。

【００３２】第２に、ポンプから送られる流体の流量を
計測する場合と流量の計測をやめる場合に、電磁弁１０
６ａ１〜１０６ｃ２を切り換えてタンクからの流体と計
量槽１１０からの流体との供給態様を変える必要があ
る。また、計量槽１１０の流体がなくなれば、電磁弁１
０９を開いてタンク２から計量槽１１０に流体を供給す
る必要がある。このため、ポンプへの付臭剤の供給が一
時的に途切れる事態が生じる場合がある。また、電磁弁
から流体が漏れる事態が生じる場合もある。したがっ
て、流量に外乱が入り込むため、流量制御できないとい
う問題点があった。なお、ポンプごとに計量槽１１０を
設けた場合にも、同様の問題点を生じる。

【００３３】また、従来の流量計測について次のような
問題があった。まず第１に、ポンプから送られる流体の
流量を計量槽を用いて時定数を大きくして計測するよう
にしているので、流量の変動に対して応答が悪い。した
がって、流体の流量を計測するのに時間がかかるととも
に、流体の平均瞬間流量を計測することができないとい
う問題点があった。電磁弁の開閉にともなって計量槽の
液面がふらつくため、流体の減量を正確に計測すること
ができないという問題点もあった。

【００３４】第２に、流体の流量を計測する場合には計
量槽１１０に貯留された流体をポンプに供給し、流量を
計測しない場合にはタンク２に貯留された流体を供給す
る必要がある。このためには、電磁弁１０６ａ１〜１０
６ｃ２を切り換える必要がある。また、計量槽１１０に
貯留された流体がなくなれば、タンク２に貯留された流
体を計量槽１１０に供給する必要がある。このために
は、電磁弁１０９を開く必要がある。したがって、電磁
弁１０６ａ１〜１０６ｃ２，１０９の切り換えのため、
流量計測システムが複雑になるという問題点があった。
なお、ポンプごとに計量槽１１０を設けた場合にも、同
様の問題点を生じる。

【００３５】本発明は、上述の技術的課題を解決し、ポ
ンプの能力特性の変化に即応でき、流量に外乱が入りに
くい流体添加率制御システムを提供することを第１の目
的とする。

【００３６】また、流体の流量を短時間で計測するとと
もに流体の平均瞬間流量を計測でき、しかも簡単な流量
計測システムを提供することを第２の目的とする。

【００３７】

【課題を解決するための手段】請求項１のポンプ注入方
式流体添加率制御システムは、第１の流体の流量変化に
拘らず第１の流体に対する第２の流体の添加率を予め定
められた添加率設定値にするシステムであって、第２の
流体を貯留するタンクと、入力されるストローク信号に
応じて能力特性を発揮し、能力特性に応じてタンクに貯
留された第２の流体を第１の流体中に送るポンプと、ポ
ンプから送られる第２の流体の流量を計測する流量計測
手段と、ポンプにストローク信号を出力する流量フィー
ドバック制御手段とを備え、流量計測手段は、第２の流
体の瞬時流量を高応答に計測する流量計と、流量計から
出力された第２の流体の瞬時流量を表す流量信号を所定
のサンプリング時間ごとに順次サンプリングし、サンプ
リング時間ごとの連続する所定数の複数の瞬時流量デー
タを２次以上の移動平均演算処理または１次の移動加重
平均演算処理により第２の流体の平均瞬時流量を求める
流量演算手段とを含み、流量フィードバック制御手段
は、第１の流体の流量と、添加率設定値とから単位時間
当たりの第２の流体の添加量を求める添加量演算手段
と、流量計測手段の流量演算手段によって求められた第
２の流体の平均瞬時流量と、添加量演算手段によって求
められた単位時間当たりの第２の流体の添加量とから偏
差を求める偏差演算手段と、偏差演算手段によって求め
られた偏差がなくなるようにＰＩＤ演算し、ストローク
信号のストローク出力値を求めるＰＩＤ制御手段とを含
み、第２の流体の平均瞬時流量をフィードバックするこ
とにより、ポンプの能力特性の如何に拘らずポンプから
添加率設定値に応じた第２の流体を第１の流体中に注入
するようにしたことを特徴とする。

【００３８】請求項２の流量計測システムは、タンクに
貯留された流体をポンプを介して送るようにし、ポンプ
から送られる流体の流量を計測するシステムであって、
流体の瞬時流量を高応答に計測する流量計と、流量計か
ら出力された第２の流体の瞬時流量を表す流量信号を所
定のサンプリング時間ごとに順次サンプリングし、サン
プリング時間ごとの連続する所定数の複数の瞬時流量デ
ータを２次以上の移動平均演算処理または１次の移動加
重平均演算処理により第２の流体の平均瞬時流量を求め
る流量演算手段とを備え、流体の瞬時流量をフィルタ処
理して流体の平均瞬時流量を高応答かつ短時間に計測す
るようにしたことを特徴とする。

【００３９】

【作用】請求項１のポンプ注入方式流体添加率制御シス
テムにおいては、ポンプは、入力されるストローク信号
に応じて能力特性を発揮し、能力特性に応じてタンクに
貯留された第２の流体を第１の流体中に送る。流量計測
手段は、ポンプから送られる第２の流体の流量を計測す
る。流量計測手段の流量計は、第２の流体の瞬時流量を
高応答に計測する。流量計測手段の流量演算手段は、流
量計から出力された第２の流体の瞬時流量を表す流量信
号を所定のサンプリング時間ごとに順次サンプリング
し、サンプリング時間ごとの連続する所定数の複数の瞬
時流量データを２次以上の移動平均演算処理または１次
の移動加重平均演算処理により第２の流体の平均瞬時流
量を求める。流量フィードバック制御手段は、ポンプに
ストローク信号を出力する。流量フィードバック制御手
段の添加量演算手段は、第１の流体の流量と、添加率設
定値とから単位時間当たりの第２の流体の添加量を求め
る。流量フィードバック制御手段の偏差演算手段は、流
量計測手段の流量演算手段によって求められた第２の流
体の平均瞬時流量と、添加量演算手段によって求められ
た単位時間当たりの第２の流体の添加量とから偏差を求
める。流量フィードバック制御手段のＰＩＤ制御手段
は、偏差演算手段によって求められた偏差がなくなるよ
うにＰＩＤ演算し、ストローク信号のストローク出力値
を求める。

【００４０】請求項２の流量計測システムは、タンクに
貯留された流体をポンプを介して送るようにし、ポンプ
から送られる流体の流量を計測するシステムである。流
量計は、流体の瞬時流量を高応答に計測する。流量演算
手段は、流量計から出力された第２の流体の瞬時流量を
表す流量信号を所定のサンプリング時間ごとに順次サン
プリングし、サンプリング時間ごとの連続する所定数の
複数の瞬時流量データを２次以上の移動平均演算処理ま
たは１次の移動加重平均演算処理により第２の流体の平
均瞬時流量を求める。

【００４１】

【実施例】図１は付臭システムの全体構成を示す図であ
り、図１３の従来の付臭システムと対応する部分には同
一の参照符を付し説明を省略する。図１において、付臭
添加システムは、液体状の付臭剤を貯留するタンク２
と、ポンプとして例えば３つのダイヤフラムポンプ３ａ
〜３ｃと、瞬時流量を高応答に計測する流量計として例
えば３つのコリオリ力流量計６ａ〜６ｃと、付臭コント
ローラ７等とを備える。

【００４２】一端がタンク２に接続された付臭剤供給用
のパイプ８の他端部は、付臭剤をダイヤフラムポンプ３
ａ〜３ｃにそれぞれ送るため３つのパイプ８ａ〜８ｃに
分岐し、ダイヤフラムポンプ３ａ〜３ｃにそれぞれ接続
される。タンク２に貯留された液体の付臭剤は、ダイヤ
フラムポンプ３ａ〜３ｃによってパイプ８，８ａ〜８
ｃ，４ａ〜４ｃを介して各ガス管１ａ〜１ｃに送られ
る。各ガス管１ａ〜１ｃのガス流中に注入された付臭剤
は、ガス中で気化・拡散する。各ダイヤフラムポンプ３
ａ〜３ｃから各パイプ４ａ〜４ｃに送られる付臭剤の流
量は、コリオリ力流量計６ａ〜６ｃによって計測され
る。

【００４３】この付臭システムでは、ダイヤフラムポン
プ３ａ〜３ｃからパイプ４ａ〜４ｃに送る付臭剤の平均
瞬時流量を常時計測し、監視するようにしている。ま
た、各ガス管１ａ〜１ｃのガスの流量と、予め定められ
たガスに対する付臭剤の付臭添加率設定値と、フィード
バックされる付臭剤の平均瞬時流量とに応じてダイヤフ
ラムポンプ３ａ〜３ｃに与えるストローク信号を操作
し、ガスに注入する付臭剤の流量を調整し、ガスに対す
る付臭剤の付臭添加率を付臭添加率設定値に保つように
している。

【００４４】図２はコリオリ力流量計６ａ〜６ｃの構成
を示す図であり、図３はコリオリ力流量計６ａ〜６ｃの
動作を示す図であり、図４は流体の瞬時流量とコリオリ
力流量計６ａ〜６ｃから出力される瞬時流量信号Ｐとの
関係を示す図である。コリオリ力流量計６ａ〜６ｃのハ
ウジング６１内には、一対のセンサチューブ６２，６３
と、センサチューブ６２，６３を振動させるための電磁
オシレータ６４と、センサチューブ６２，６３のねじれ
を検出する左右一対の電磁ピックアップ６５，６６と、
センサチューブ６２，６３の温度を検出するための温度
センサ６７とが設けられる。なお、温度センサ６７が設
けられるのは、温度の変化によってセンサチューブ６
２，６３が伸縮し、その振れが変化するため、振れを基
準温度に温度補正するためである。

【００４５】電磁オシレータ６４を起動すると、図３
（１）に示すように、センサチューブ６２，６３の先端
が上下に振動する。センサチューブ６２，６３に流体が
流れていない場合には、図３（２）に示すように、セン
サチューブ６２，６３の先端が上下に振動するのみであ
る。センサチューブ６２，６３に流体が流れた場合に
は、図３（３）に示すように、センサチューブ６２，６
３の先端がねじれ振動する。ねじれ振動するのは、セン
サチューブ６２，６３の入口側で流体が加速され、セン
サチューブ６２，６３の出口側で流体が減速されるた
め、センサチューブ６２，６３にコリオリ力が加わるた
めである。このコリオリ力によって生じるねじれ角θ
は、流体の瞬時流量に比例しており、電磁ピックアップ
６５，６６によって検出される。

【００４６】コリオリ力流量計６ａ〜６ｃは、電磁ピッ
クアップ６５，６６によって検出されたねじれ角θと、
温度センサ６７によって検出された流体の温度から、流
体の瞬時流量を高応答で演算し、流体の瞬時流量を表す
瞬時流量信号Ｐを出力する。例えば、ダイヤフラムポン
プ３ａにストローク信号８ｍＡ（２５％）を与えた場
合、ダイヤフラムポンプ３ａから送られる流体の瞬時流
量は図４（１ａ）に示すように変化し、コリオリ力流量
計６ａは図４（１ｂ）に示す瞬時流量信号Ｐを出力す
る。このダイヤフラムポンプ３ａにストローク信号１２
ｍＡ，１６ｍＡ，２０ｍＡをそれぞれ与えた場合のダイ
ヤフラムポンプ３ａから送られる流体の瞬時流量とコリ
オリ力流量計６ａから出力される瞬時流量信号Ｐとを図
４（２ａ），（２ｂ），（３ａ），（３ｂ），（４
ａ），（４ｂ）にそれぞれ示す。なお、便宜上、タイム
スケールを変えて図示する。

【００４７】コリオリ力流量計６ａ〜６ｃから出力され
る瞬時流量信号Ｐの単位時間当たりのパルスの数は、流
体の瞬時流量に正比例している。コリオリ力流量計６ａ
〜６ｃは、流体の瞬時流量が少ない場合には、瞬時流量
信号Ｐのパルス幅を広げ、単位時間当たりのパルスの数
を少なくする。一方、流体の瞬時流量が多い場合には、
瞬時流量信号Ｐのパルス幅を狭め、単位時間当たりのパ
ルスの数を多くする。このため、コリオリ力流量計６ａ
〜６ｃを用いると、高感度、かつ高精度で付臭剤の流量
を計測することが可能になり、また、パルスの周波数が
高いため、時定数が小さいくなり、付臭剤の瞬時流量計
測のサンプリング時間も短時間にすることができる。

【００４８】図５は、付臭コントローラ７の構成を示す
図である。図５において、システムバス７０には、ＣＰ
Ｕ７１、ＲＯＭ７２、ＲＡＭ７３、Ａ／Ｄ変換器７４〜
７８、Ｄ／Ａ変換器７９、インターフェイス８０，８１
が接続される。ＲＯＭ７２には、ダイヤフラムポンプ３
ａ〜３ｃに出力するストローク信号を操作し、付臭剤の
流量を制御するプログラム、コリオリ力流量計６ａ〜６
ｃから送られる瞬時流量信号Ｐに基づいてダイヤフラム
ポンプ３ａ〜３ｃから送られる付臭剤の平均瞬時流量を
計測するプログラム等が予め記憶されている。ＣＰＵ７
１は、ＲＯＭ７２に記憶されたプログラムにしたがって
動作する。なお、付臭剤の流量を制御するプログラムと
付臭剤の平均瞬間流量を計測するプログラムとは、マル
チタスクで実行される。

【００４９】次いで、流量計量について説明する。図６
は付臭コントローラ７において行われる付臭剤の平均瞬
時流量を計量するフローを示す図であり、図７は図６の
フローを実行するためにＲＡＭ７３に設けられるメモリ
マップを示す図である。このフローは、各コリオリ力流
量計６ａ〜６ｃについてマルチタスクにそれぞれ実行さ
れる。このため、便宜上、コリオリ力流量計６ａについ
て行われるものとして、説明する。

【００５０】ＲＡＭ７３には、コリオリ力流量計６ａに
ついて、３つのＦＩＦＯスタックＳＰ１〜ＳＰ３と、１
次移動平均の結果を記憶する４つのＦＩＦＯスタックＳ
ａ１〜Ｓａ４と、２次移動平均の結果を記憶する２つの
ＦＩＦＯスタックＳｂ１，Ｓｂ２と、３次移動平均の結
果を記憶するスタックＳＣとが設けられる。ＣＰＵ７１
は、インターフェイス８０を介してコリオリ力流量計６
ａから送られる瞬時流量（図６（１）参照）に対応する
瞬時流量信号Ｐ（図６（２）参照）を一定のサンプリン
グ時間ΔＴ（例えば、１秒）ごとにサーチし、サンプリ
ング時間ΔＴごとに瞬時流量信号Ｐのパルスの数Ｐ１，
Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，…を取り込み
（図６（３）参照）、ＲＡＭ７３のＦＩＦＯスタックＳ
Ｐ１〜ＳＰ３に順次記憶する（図７参照）。

【００５１】ＦＩＦＯスタックＳＰ１〜ＳＰ３に瞬時流
量信号Ｐのパルスの数Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，
Ｐ６，Ｐ７，…が記憶されるごとに、ＣＰＵ７１は、１
次移動平均の演算ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５，…を
順次実行し（図６（４）参照）、１次移動平均の演算結
果ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５，…をＦＩＦＯスタッ
クＳａ１〜Ｓａ４に順次記憶する（図７参照）。ここ
で、ａ１＝（Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３）／３，ａ２＝（Ｐ２＋
Ｐ３＋Ｐ４）／３，ａ３＝（Ｐ３＋Ｐ４＋Ｐ５）／３，
ａ４＝（Ｐ４＋Ｐ５＋Ｐ６）／３，ａ５＝（Ｐ５＋Ｐ６
＋Ｐ７）／３である。なお、１次移動平均の演算が終了
するごとに、不要になったパルスの数Ｐ１，Ｐ２，Ｐ
３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，…は、ＦＩＦＯスタック
Ｓａ１〜Ｓａ４から順次捨てられる。

【００５２】次いで、ＦＩＦＯスタックＳａ１〜Ｓａ４
に１次移動平均の演算結果ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ
５，…が記憶されるごとに、ＣＰＵ７１は、２次移動平
均の演算ｂ１，ｂ２，…を順次実行し（図６（５）参
照）、２次移動平均の演算結果ｂ１，ｂ２，…をＦＩＦ
ＯスタックＳｂ１，Ｓｂ２に順次記憶する（図７参
照）。ここで、ｂ１＝（ａ１＋ａ２＋ａ３＋ａ４）／
４，ｂ２＝（ａ２＋ａ３＋ａ４＋ａ５）／４である。な
お、２次移動平均の演算が終了するごとに、不要になっ
た１次移動平均の演算結果ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ
５，…は、ＦＩＦＯスタックＳａ１〜Ｓａ４から順次捨
てられる。

【００５３】次いで、ＦＩＦＯスタックＳｂ１，Ｓｂ２
に２次移動平均の演算結果ｂ１，ｂ２，…が記憶される
ごとに、ＣＰＵ７１は、３次移動平均の演算ｃ１，…を
順次実行し（図６（６）参照）、３次移動平均の演算結
果ｃ１，…をスタックＳＣに順次記憶する（図７参
照）。ここで、ｃ１＝（ｂ１＋ｂ２）／２である。な
お、３次移動平均の演算が終了するごとに、不要になっ
た２次移動平均の演算結果ｂ１，ｂ２，…は、ＦＩＦＯ
スタックＳｂ１，Ｓｂ２から順次捨てられる。３次移動
平均の演算結果ｃ１，…が求まると、ＣＰＵ７１は、単
位時間当たりのパルスの数から平均瞬時流量に単位変換
する。これによって平均瞬時流量値が求まる。なお、平
均瞬時流量に単位変換するごとに、不要になった３次移
動平均の演算結果ｃ１，…は、スタックＳＣから順次捨
てられる。

【００５４】平均瞬時流量が求まると、Ｐ２，Ｐ３，Ｐ
４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８について１次移動平均ａ
２，ａ３，ａ４，ａ５，ａ６、２次移動平均ｂ２，ｂ
３、３次移動平均ｃ２が求められ、次の平均瞬時流量が
求められる。これを繰り返し実行し平均瞬時流量が求め
られる。平均瞬時流量が求まるごとに、ＣＰＵ７１は、
求めた平均瞬時流量をインターフェイス８１を介してメ
インコントローラに送る。メインコントローラは、受け
取った平均瞬時流量に基づいてダイヤフラムポンプ３ａ
から送られる流体の流量管理を行う。また、ＣＰＵ７１
は、求めた平均瞬時流量を後述する流量制御プログラム
にフィードバックして付臭剤の流量制御を行う。

【００５５】ここで、この実施例では、タンク２に貯留
された付臭剤をパイプ８，８ａ〜８ｃを介して直接ダイ
ヤフラムポンプ３ａ〜３ｃに与え、ダイヤフラムポンプ
３ａ〜３ｃからパイプ４ａ〜４ｃに送られる付臭剤の瞬
時流量をコリオリ力流量計６ａ〜６ｃで計測するように
している。すなわち、先行技術で用いられた計量槽１１
０や、電磁弁１０６ａ１〜１０６ｃ２，１０９等を使用
していない。このため、付臭剤の瞬断等が生じず、外乱
が入ることがない。また、電磁弁１０６ａ１〜１０６ｃ
２，１０９の切り換えをする必要がないため、流量計測
システムの構成が簡単になる。

【００５６】図８はダイヤフラムポンプ３ａにストロー
ク信号４ｍＡ，８ｍＡ，１２ｍＡ，１６ｍＡ，２０ｍＡ
をステップ状に入力した場合にダイヤフラムポンプ３ａ
から送られる付臭剤の瞬時流量を示すグラフであり、図
９はこの場合に３次移動平均によって求められた付臭剤
の平均瞬時流量を示すグラフである。

【００５７】ストローク信号が４ｍＡから８ｍＡに、８
ｍＡから１２ｍＡに、１２ｍＡから１６ｍＡに，１６ｍ
Ａから２０ｍＡに急峻に変化すると、ダイヤフラムポン
プ３ａから送られる付臭剤の瞬時流量は、図８の参照符
β１，β２，β３，β４に示すように急峻に変化する。
この実施例では、コリオリ力流量計６ａ〜６ｃから出力
された瞬時流量信号Ｐをサンプリング時間ΔＴごとに順
次サンプリングし、サンプリング時間ΔＴごとのパルス
の数Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，…を
３次移動平均し、付臭剤の平均瞬時流量を求めるように
している。このため、３次移動平均によって求められた
付臭剤の平均瞬時流量も、図９の参照符γ１，γ２，γ
３，γ４に示すように急峻に変化する。

【００５８】ストローク信号が一定の８ｍＡ，１２ｍ
Ａ，１６ｍＡ，２０ｍＡにおいては、ダイヤフラムポン
プ３ａから送られる付臭剤の瞬時流量は、図８の参照符
δ１，δ２，δ３，δ４に示すように脈動する。しか
し、この実施例では、コリオリ力流量計６ａ〜６ｃから
出力された瞬時流量信号Ｐをサンプリング時間ΔＴごと
に順次サンプリングし、サンプリング時間ΔＴごとのパ
ルスの数Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，
…を３次移動平均し、付臭剤の平均瞬時流量を求めるよ
うにしている。このため、この脈動δ１，δ２，δ３，
δ４は、３次移動平均によりフィルタが掛かり、平坦に
押さえられる。このため、３次移動平均によって求めら
れた付臭剤の平均瞬時流量は、図９の参照符ε１，ε
２，ε３，ε４に示すようにほぼ平坦になる。したがっ
て、この実施例では、付臭剤の平均瞬時流量を高応答に
かつ短時間で求めることができることが解る。

【００５９】なお、３次移動平均ｃ１，…は、瞬時流量
信号Ｐのパルスの数Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ
６，Ｐ７，…の１次の移動加重平均で表され、３次移動
平均と同じ結果を得ることができる。ここで、ｃ１＝（ｂ１＋ｂ２）／２＝［｛（ａ１＋ａ２＋ａ３＋ａ４）＋（ａ２＋ａ３＋ａ４＋ａ５）｝／４］／２＝（ａ１＋２ａ２＋２ａ３＋２・ａ４＋ａ５）／８＝［１／３｛（Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３）＋２（Ｐ２＋Ｐ３＋Ｐ４）＋２（Ｐ３＋Ｐ４＋Ｐ５）＋２（Ｐ４＋Ｐ５＋Ｐ６）＋（Ｐ５＋Ｐ６＋Ｐ７）｝］／８＝（Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３＋２Ｐ２＋２Ｐ３＋２Ｐ４＋２Ｐ３＋２Ｐ４＋２Ｐ５＋２Ｐ４＋２Ｐ５＋２Ｐ６＋Ｐ５＋Ｐ６＋Ｐ７）／２４＝（Ｐ１＋３Ｐ２＋５Ｐ３＋４Ｐ４＋５Ｐ５＋３Ｐ６＋Ｐ７）／２４ …（１）である。

【００６０】したがって、図１０に示すようにＲＡＭ７
３に７つのＦＩＦＯスタックＳＰ１〜ＳＰ７と、スタッ
クＳＣとを設け、ＦＩＦＯスタックＳＰ１〜ＳＰ７に瞬
時流量信号Ｐのパルスの数Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ
５，Ｐ６，Ｐ７，…が記憶されるごとに、ＣＰＵ７１
が、式（１）の１次の移動加重平均の演算ｃ１，…を順
次実行し、１次の移動加重平均の演算結果ｃ１，…をス
タックＳＣに順次記憶するようにしてもよい。ｃ１の次
には、１次の移動加重平均の演算ｃ２＝（Ｐ２＋３Ｐ３
＋５Ｐ４＋４Ｐ５＋５Ｐ６＋３Ｐ７＋Ｐ８）／２４とな
る。なお、本明細書において、このように１つづつデー
タを移動させながら加重平均を行うことを１次の移動加
重平均の意味に用いている。

【００６１】次いで、流体添加率制御について説明す
る。図１１は、付臭コントローラ７において行われる付
臭剤の流量を制御するフローチャートである。このフロ
ーチャートは、各ダイヤフラムポンプ３ａ〜３ｃについ
てマルチタスクにそれぞれ実行される。このため、便宜
上、ダイヤフラムポンプ３ａについて行われるものとし
て、説明する。

【００６２】オペレータは、メインコントローラ（図示
せず）において、ダイヤフラムポンプ３ａについて、ガ
スに対する付臭剤の割合を表す付臭添加率（ｍｇ／Ｎｍ
³ ）を予め設定する。付臭コントローラ７のＣＰＵ７１
は、ステップｎ１において、オペレータによって設定さ
れた付臭添加率設定値（ｍｇ／Ｎｍ³ ）をＡ／Ｄ変換器
７４を介して取り込み、ＲＡＭ７３に記憶する。ガス管
１ａから送出されるガスの流量は、流量加算コントロー
ラ（図示せず）によって計測される。ＣＰＵ７１は、ス
テップｎ２においてガス管１ａの送出ガス流量値（Ｎｍ
³ ／Ｈ）をＡ／Ｄ変換器７５を介して取り込み、ＲＡＭ
７３に記憶する。ＣＰＵ７１は、ステップｎ３におい
て、ＲＡＭ７３に記憶されている付臭添加率設定値（ｍ
ｇ／Ｎｍ³）と送出ガス流量（Ｎｍ³ ／Ｈ）とを乗算
し、添加すべき付臭剤の添加重量（ｍｇ／Ｈ）を求め
る。

【００６３】ここで、付臭剤は、温度によって膨張、収
縮するため、その密度、体積が変わる。したがって、温
度の変動による付臭添加率の変動の影響を避けるために
は、温度補正し、添加すべき付臭剤の正確な添加体積
（ｃｃ／Ｈ）を求める必要がある。このため、タンク２
に貯留された付臭剤の温度は、タンク２に設けられた温
度検出器５（図１参照）によって検出される。ＣＰＵ７
１は、温度検出器５によって検出された付臭剤の温度に
基づいて、ステップｎ４において、付臭剤の重量／密度
により温度補正し、添加すべき付臭剤（液体状態）の正
確な体積（ｃｃ／Ｈ）を求める。

【００６４】ＣＰＵ７１は、ステップｎ５において、Ｒ
ＡＭ７３をアクセスし、制御モードが比例制御か否か判
断する。コリオリ力流量計６ａのテストを行わない場合
には比例制御に設定されており、コリオリ力流量計６ａ
のテストを行う場合には流量制御に設定されている。ス
トローク設定値この設定はメインコントローラにおいて
なされており、ＣＰＵ７１はこの設定をＡ／Ｄ変換器７
４を介して取り込み、ＲＡＭ７３にいずれの設定かフラ
グを立てている。比例制御に設定されている場合には、
ステップｎ６に進み、ＣＰＵ７１はステップｎ４で求め
た付臭剤の添加体積を流量設定値（ｃｃ／Ｈ：例えば１
２００ｃｃ／Ｈ）に設定する。流量制御に設定されてい
る場合、ステップｎ７に進み、オペレータがメインコン
トローラに入力した流量設定値（ｃｃ／Ｈ）をＡ／Ｄ変
換器７４を介して取り込み、ＲＡＭ７３に記憶する。

【００６５】ステップｎ６またはｎ７が終了すると、ス
テップｎ８に進み、ＣＰＵ７１は、上述した流量計量シ
ステムにおいて３次移動平均または加重平均により求め
た平均瞬時流量の流量計測値をフィードバックして取り
込み（例えば、１２００ｃｃ／Ｈ）、ＲＡＭ７３に記憶
する。次いで、ステップｎ９に進み、ＣＰＵ７１は、ス
テップｎ６またはｎ７で求め、ＲＡＭ７３に記憶されて
いる流量設定値とステップｎ８で取り込みＲＡＭ７３に
記憶した平均瞬時流量の流量計測値との偏差（流量計測
値−流量設定値：例えば０ｃｃ／Ｈ）を求める。

【００６６】ここで、例えば瞬時流量を用いて偏差を求
めると、瞬時流量が脈動するため偏差も脈動する。この
ため、脈動する偏差ではダイヤフラムポンプ３ａから送
られる付臭剤の流量が大幅に変動してしまい流量を制御
できない。一方、平均瞬時流量の流量計測値で偏差を求
めると、平均瞬時流量が瞬時流量の脈動にフィルタを掛
けているため、偏差の脈動がなる。かつ、平均瞬時流量
が瞬時流量の変動に短時間で追随するので、偏差も適宜
得られる。したがって、平均瞬時流量の流量計測値で偏
差を求めると、ダイヤフラムポンプを適宜操作でき、付
臭剤の流量を制御できる。

【００６７】ステップｎ９において偏差が求まると、ス
テップｎ１０に進み、ＣＰＵ７１は、偏差がなくなるよ
うにＰＩＤ演算を行い、ストローク信号のストローク出
力値（％：例えば５０％）を求める。ストローク出力値
が求まると、ＣＰＵ７１は、このストローク出力値をＲ
ＡＭ７３に記憶する。

【００６８】次いで、ＣＰＵ７１は、ステップｎ１１に
おいて、ＲＡＭ７３をアクセスし、制御モードが比例制
御または流量制御か否か判断する。ダイヤフラムポンプ
３ａのテストを行わない場合には比例制御または流量制
御に設定されており、ダイヤフラムポンプ３ａのテスト
を行う場合にはストローク制御に設定されている。スト
ローク設定値この設定はメインコントローラにおいてな
されており、ＣＰＵ７１はこの設定をＡ／Ｄ変換器７４
を介して取り込み、ＲＡＭ７３にいずれの設定かフラグ
を立てている。比例制御または流量制御に設定されてい
る場合には、ステップｎ１２に進み、ＣＰＵ７１はステ
ップｎ１０で求めたストローク出力値をストローク設定
値（％：例えば５０％）に設定する。ストローク制御に
設定されている場合、ステップｎ１３に進み、オペレー
タがメインコントローラに入力したストローク設定値
（％）をＡ／Ｄ変換器７４を介して取り込み、ＲＡＭ７
３に記憶する。

【００６９】ステップｎ１２またはｎ１３が終了する
と、ステップｎ１４に進み、ＣＰＵ７１は、Ｄ／Ａ変換
器７９の出力であるストローク信号のストローク計測値
（例えば、１２ｍＡ）をＡ／Ｄ変換器７７を介して取り
込み（例えば、５０％）、ＲＡＭ７３に記憶する。次い
で、ステップｎ１５に進み、ＣＰＵ７１は、ＲＡＭ７３
に記憶されているストローク計測値とストローク設定値
との偏差（ストローク計測値−ストローク設定値：例え
ば０％）を求める。ここで、偏差を求めているのは、Ｄ
／Ａ変換器１２９からダイヤフラムポンプ３ａにストロ
ーク信号が正常に与えられているか否かを確認するため
である。

【００７０】次いで、ステップｎ１６に進み、ＣＰＵ７
１は、ステップｎ１５において求めた偏差（例えば、０
％）をパルスでＤ／Ａ変換器７９に出力する。例えば、
Ｄ／Ａ変換器７９の出力が１２ｍＡで５０％であった場
合、ステップｎ１５で求めた偏差は０％である。この場
合、ＣＰＵ７１は、ステップｎ１５においてＤ／Ａ変換
器１２９に偏差０％を出力する。Ｄ／Ａ変換器１２９
は、偏差が０％であるので、以前と同じストローク信号
１２ｍＡをダイヤフラムポンプ３ａに出力する。

【００７１】ダイヤフラムポンプ３ａは、付臭コントロ
ーラ７のＤ／Ａ変換器７９から出力されたストローク信
号に応じて付臭剤を送る（図１２参照）。Ｄ／Ａ変換器
７９から出力されたストローク信号の電流が例えば１２
ｍＡの場合、ダイヤフラムポンプ３ａは、能力特性α１
で動作するので、１２００ｃｃ／Ｈの付臭剤をパイプ４
ａからガス管１ａに送る。これによって、付臭が行われ
る。

【００７２】ところで、この付臭添加率制御システムで
は、図１２に示すダイヤフラムポンプ３ａの能力特性α
１について動作する。すなわち、先行技術の付臭添加率
制御システムで用いられていたような直線ｙ（図１４参
照）や、切片ｂ、傾きａのようなものは使用されていな
い。このため、先行技術の付臭添加率制御システムで生
じた誤差は、一切生じない。したがって、ガスの付臭を
付臭率設定値に保持することができる。ステップｎ１６
が終わると、終了し、ステップｎ１に戻る。

【００７３】ガスの流量が増大した場合、図１１のステ
ップｎ２のガス流量が増大するため、ステップｎ３，ｎ
４によって求まる添加すべき付臭剤の体積が増大し、ス
テップｎ６の流量設定値は、例えば１８００ｃｃ／Ｈに
なる。ガスの流量が急激に増大したものとすると、コリ
オリ力流量計６ａによって求められ、ステップｎ８にフ
ィードバックされる付臭剤の平均瞬時流量の流量計測値
は１２００ｃｃ／Ｈである。このため、ステップｎ９の
偏差は６００ｃｃ／Ｈになる。

【００７４】偏差が＋６００ｃｃ／Ｈと大きいので、Ｃ
ＰＵ７１は、ステップｎ１０においてＰＩＤ演算を行
い、ストローク出力値５０％よりζ１％（例えば、２０
％）大きいストローク出力値（５０＋ζ１）％のストロ
ーク出力値を求める。ステップｎ１０で求めたストロー
ク出力値が例えば７０％であるとすると、このストロー
ク出力値は、ステップｎ１２においてストローク設定値
７０％に設定される。

【００７５】一方、ガスの流量が急激に増大したため、
ステップｎ１４で取り込まれたストローク計測値は５０
％であり、ステップｎ１５の偏差は２０％になる。この
ため、ＣＰＵ７１はステップｎ１１において偏差２０％
をＤ／Ａ変換器７９に送る。Ｄ／Ａ変換器７９は、以前
の５０％に偏差２０％を加算したストローク信号１５．
２ｍＡ（７０％）をダイヤフラムポンプ３ａに出力す
る。これによって、ダイヤフラムポンプ３ａは、１８６
０ｃｃ／Ｈの付臭剤を送る。このため、次の図１１のフ
ローチャートの実効においては、ステップｎ９の偏差が
６００ｃｃ／Ｈから６０ｃｃ／Ｈ（１８００ｃｃ／Ｈ−
１８６０ｃｃ／Ｈ）に低下する。

【００７６】これを繰り返し実行することにより、ステ
ップｎ９の偏差が急速に０ｃｃ／Ｈになり、ステップｎ
１５の偏差も急速に０％になる。このため、付臭コント
ローラ７はダイヤフラムポンプ３ａにストローク信号１
４．２ｍＡ（６４％）を送り、ダイヤフラムポンプ３ａ
は１８００ｃｃ／Ｈの付臭剤を送る。したがって、ガス
の流量が増大した場合も、付臭添加率がほぼ一定に保た
れる。

【００７７】ガスの流量が減少した場合も、ＣＰＵ７１
は、図１１のフローを実行する。これによって、ダイヤ
フラムポンプ３ａ〜３ｃは、付臭剤の送る量を減少させ
る。したがって、ガスの流量が減少した場合も、付臭添
加率がほぼ一定に保たれる。

【００７８】次いで、ダイヤフラムポンプ３ａの能力特
性がα１からα２に急激に変動した場合を説明する。こ
のような能力特性の急激な変動は、ダイヤフラムポンプ
３ａのダイヤフラムの劣化等によって生じる。例えば、
付臭コントローラ７のＤ／Ａ変換器７９から１２ｍＡ
（５０％）のストローク信号が出力され、ステップｎ６
における流量設定値が１２００ｃｃ／Ｈである場合に、
ダイヤフラムポンプ３ａの能力特性がα１からα２に変
動すると、ダイヤフラムポンプ３ａは、能力特性α２に
したがって６６０ｃｃ／Ｈの付臭剤を送る（図１２参
照）。したがって、コリオリ力流量計６ａによって求め
られ、ステップｎ８にフィードバックされる流量計測値
は、６６０ｃｃ／Ｈになる。

【００７９】ステップｎ６の流量設定値が１２００ｃｃ
／Ｈであり、ステップｎ８で取り込まれた付臭剤の平均
瞬時流量の流量計測値が６６０ｃｃ／Ｈであるため、ス
テップｎ９の偏差は５４０ｃｃ／Ｈである。偏差が＋５
４０ｃｃ／Ｈと大きいので、ＣＰＵ７１は、ステップｎ
１０においてＰＩＤ演算を行いストローク出力値５０％
からζ２（図１２参照）％（例えば１５％）離れた（５
０＋ζ２）％のストローク出力値を求める。ステップｎ
１０で求めたストローク出力値が例えば６５％であると
すると、ステップｎ１１〜ｎ１６の実行によりＤ／Ａ変
換器７９からストローク信号１４．４ｍＡがダイヤフラ
ムポンプ３ａに出力される。ダイヤフラムポンプ３ａ
は、能力特性α２で動作するので、１０６０ｃｃ／Ｈの
付臭剤を送る。

【００８０】このため、次の図１１のフローチャートの
実効においては、ステップｎ９の偏差が５４０ｃｃ／Ｈ
から１４０ｃｃ／Ｈ（１２００ｃｃ／Ｈ−１０６０ｃｃ
／Ｈ）に低下する。これを繰り返し実行することによ
り、ステップｎ９の偏差が急速に０ｃｃ／Ｈになり、ス
テップｎ１５の偏差も急速に０％になる。このため、付
臭コントローラ７はダイヤフラムポンプ３にストローク
信号１５．６ｍＡ（７３％）を送り、ダイヤフラムポン
プ３ａは１２００ｃｃ／Ｈの付臭剤を送る。したがっ
て、ガスの流量が増大した場合も、付臭添加率がほぼ一
定に保たれる。

【００８１】なお、流量計として、コリオリ力流量計を
用いるようにしたが、オリフィス流量計等の他の流量計
を用いて実施するようにしてもよい。また、ポンプとし
て、ダイヤフラムポンプを用いるようにしたが他のポン
プを用いて、実施するようにしてもよい。また、サンプ
リング時間を１秒で実施するようにしたが、０．１秒等
さらに短時間で実施するようにしてもよい。また、３次
移動平均で実施するようにしたが、２次，４次等ｎ次移
動平均で実施するようにしてもよい。また、１次の平均
数を３回、２次の平均数を４回、３次の平均数とした
が、それぞれ、他の平均数で実施するようにしてもよ
い。さらに、これらに対応した１次の移動加重平均で実
施するようにしてもよい。また、３つのダイヤフラムポ
ンプについて１つの付臭コントローラを設けるようにし
たが、各ダイヤフラムポンプについて付臭コントローラ
をそれぞれ設けて実施するようにしてもよい。

【００８２】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
流量計測システムで求めた第２流体の平均瞬時流量をフ
ィードバックし、偏差を求め、ＰＩＤ演算し、ストロー
ク信号を求め、求めたストローク信号をポンプに与える
ようにしているので、ポンプの能力特性の変化に即応し
て添加率を添加率設定値に維持することができる。ま
た、第２の流体の瞬断等が生じることがないので、シス
テム的外乱が入る余地がない。

【００８３】請求項２の発明によれば、高応答の流量計
で流体の流量を計測し、流体の瞬時流量を表す瞬時流量
信号をサンプリング時間ごとに順次サンプリングし、サ
ンプリング時間ごとの複数の瞬時流量データをｎ次移動
平均処理またはｎ次移動平均処理に対応した加重平均処
理により流体の平均瞬時流量を求めるようにしているの
で、流体の平均瞬間流量の計測が短時間にできる。ま
た、計量槽や電磁弁が必要ないのでシステムを簡単に構
成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】付臭システムの全体構成を示す図である。

【図２】コリオリ力流量計６ａ〜６ｃの構成を示す図で
ある。

【図３】コリオリ力流量計６ａ〜６ｃの動作を示す図で
ある。

【図４】流体の瞬時流量とコリオリ力流量計６ａ〜６ｃ
から出力される瞬時流量信号Ｐとの関係を示す図であ
る。

【図５】付臭コントローラ７の構成を示す図である。

【図６】付臭コントローラ７において行われる付臭剤の
平均瞬時流量を計量するフローを示す図である。

【図７】図６のフローを実行するためにＲＡＭ７３に設
けられるメモリマップを示す図である。

【図８】ダイヤフラムポンプ３ａにストローク信号４ｍ
Ａ，８ｍＡ，１２ｍＡ，１６ｍＡ，２０ｍＡをステップ
状に入力した場合にダイヤフラムポンプ３ａから送られ
る付臭剤の瞬時流量を示すグラフである。

【図９】ダイヤフラムポンプ３ａにストローク信号４ｍ
Ａ，８ｍＡ，１２ｍＡ，１６ｍＡ，２０ｍＡをステップ
状に入力した場合に３次移動平均によって求められた付
臭剤の平均瞬時流量を示すグラフである。

【図１０】図６のフローを実行するためにＲＡＭ７３に
設けられる他のメモリマップを示す図である。

【図１１】付臭コントローラ７において行われる付臭剤
の流量を制御するフローチャートである。

【図１２】ダイヤフラムポンプ３ａ〜３ｃの能力特性の
一例を示す図である。

【図１３】従来のポンプ注入式による液体注入式付臭シ
ステムの構成を示す図である。

【図１４】ダイヤフラムポンプ３ａ〜３ｃの能力特性の
一例を示す図である。

【図１５】ストローク信号を変化させた場合のダイヤフ
ラムポンプ３ａ〜３ｃから送られる付臭剤の流量を示す
図である。

【図１６】付臭コントローラ１０３の構成を示す図であ
る。

【図１７】付臭コントローラ１０３において行われる付
臭剤の流量を制御するフローチャートである。

【図１８】付臭コントローラ１０３において行われる付
臭剤の流量を計量するフローを示す図である。

【図１９】図１８のフローを実行するためにＲＡＭ１２
３に設けられるメモリマップを示す図である。

【符号の説明】

２…タンク２３ａ〜３ｃ…ダイヤフラムポンプ６ａ〜６ｃ…コリオリ力流量計７…付臭コントローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の流体の流量変化に拘らず前記第１
の流体に対する第２の流体の添加率を予め定められた添
加率設定値にするシステムであって、前記第２の流体を貯留するタンクと、入力されるストローク信号に応じて能力特性を発揮し、
前記能力特性に応じて前記タンクに貯留された前記第２
の流体を前記第１の流体中に送るポンプと、前記ポンプから送られる前記第２の流体の流量を計測す
る流量計測手段と、前記ポンプに前記ストローク信号を出力する流量フィー
ドバック制御手段とを備え、前記流量計測手段は、前記第２の流体の瞬時流量を高応答に計測する流量計
と、前記流量計から出力された前記第２の流体の瞬時流量を
表す流量信号を所定のサンプリング時間ごとに順次サン
プリングし、前記サンプリング時間ごとの連続する所定
数の複数の瞬時流量データを２次以上の移動平均演算処
理または１次の移動加重平均演算処理により前記第２の
流体の平均瞬時流量を求める流量演算手段とを含み、前記流量フィードバック制御手段は、前記第１の流体の流量と、前記添加率設定値とから単位
時間当たりの第２の流体の添加量を求める添加量演算手
段と、前記流量計測手段の前記流量演算手段によって求められ
た前記第２の流体の平均瞬時流量と、前記添加量演算手
段によって求められた単位時間当たりの第２の流体の添
加量とから偏差を求める偏差演算手段と、前記偏差演算手段によって求められた前記偏差がなくな
るようにＰＩＤ演算し、前記ストローク信号のストロー
ク出力値を求めるＰＩＤ制御手段とを含み、前記第２の流体の前記平均瞬時流量をフィードバックす
ることにより、前記ポンプの能力特性の如何に拘らず前
記ポンプから前記添加率設定値に応じた第２の流体を前
記第１の流体中に注入するようにしたことを特徴とする
ポンプ注入方式流体添加率制御システム。
【請求項２】タンクに貯留された流体をポンプを介し
て送るようにし、前記ポンプから送られる前記流体の流
量を計測するシステムであって、前記流体の瞬時流量を高応答に計測する流量計と、前記流量計から出力された前記第２の流体の瞬時流量を
表す流量信号を所定のサンプリング時間ごとに順次サン
プリングし、前記サンプリング時間ごとの連続する所定
数の複数の瞬時流量データを２次以上の移動平均演算処
理または１次の移動加重平均演算処理により前記第２の
流体の平均瞬時流量を求める流量演算手段とを含み、前記流体の前記瞬時流量をフィルタ処理して前記流体の
前記平均瞬時流量を高応答かつ短時間に計測するように
したことを特徴とする流体の流量計測システム。