JPH095192A - ガス圧監視装置 - Google Patents
ガス圧監視装置Info
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- JPH095192A JPH095192A JP17688795A JP17688795A JPH095192A JP H095192 A JPH095192 A JP H095192A JP 17688795 A JP17688795 A JP 17688795A JP 17688795 A JP17688795 A JP 17688795A JP H095192 A JPH095192 A JP H095192A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 急激なガス圧低下と、微小なガス圧変動を検
出でき、異なる分解能でも同一ビット数で検出出力を得
ることができるガス圧監視装置を提供すること 【構成】 静電容量型の半導体圧力センサ3と、コンデ
ンサ4,5を静電容量検出回路1に接続し、各発振回路
11〜13の発振周波数を決定する。MPU2からアッ
プダウンカウンタ15に対しプリセット値を設定し、セ
レクタ14により発振回路11の出力をカウンタに与え
一定時間カウントアップし、次に同一時間だけ発振回路
12の出力をカウンタに与えカウンタダウンさせる。圧
力変動により発振回路12の周波数が変化するので、ダ
ウンカウント後のカウント値は圧力に応じた値となり、
その数だけパルスを出力し、ガス圧を検出する。カウン
トする時間を変えて分解能を変更し、高分解能時はプリ
セット値を変えて検出範囲を狭くすることにより、出力
パルスは常に同一ビット数となる。
出でき、異なる分解能でも同一ビット数で検出出力を得
ることができるガス圧監視装置を提供すること 【構成】 静電容量型の半導体圧力センサ3と、コンデ
ンサ4,5を静電容量検出回路1に接続し、各発振回路
11〜13の発振周波数を決定する。MPU2からアッ
プダウンカウンタ15に対しプリセット値を設定し、セ
レクタ14により発振回路11の出力をカウンタに与え
一定時間カウントアップし、次に同一時間だけ発振回路
12の出力をカウンタに与えカウンタダウンさせる。圧
力変動により発振回路12の周波数が変化するので、ダ
ウンカウント後のカウント値は圧力に応じた値となり、
その数だけパルスを出力し、ガス圧を検出する。カウン
トする時間を変えて分解能を変更し、高分解能時はプリ
セット値を変えて検出範囲を狭くすることにより、出力
パルスは常に同一ビット数となる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガス圧監視装置に関す
るもので、より具体的にはガス漏れの有無を検出するた
めの装置に関する。
るもので、より具体的にはガス漏れの有無を検出するた
めの装置に関する。
【0002】
【発明の背景】ガスメータやガス器具内には、ガス漏れ
検知を主目的としたガス圧監視装置が実装され、ガス漏
れに伴うガス圧の低下の有無を判断し、ガス漏れありと
判断した場合には、異常信号を出力する。それにともな
いガスメータやガス器具側ではガスの供給・出力を遮断
するようにしている。そして、係るガス圧監視装置に用
いられる圧力センサとして、小型でかつ高性能(高分解
能)であるという特徴を備えた半導体センサが用いられ
つつある。この半導体センサは、圧力の変化を静電容量
の変化として出力するようにしている。
検知を主目的としたガス圧監視装置が実装され、ガス漏
れに伴うガス圧の低下の有無を判断し、ガス漏れありと
判断した場合には、異常信号を出力する。それにともな
いガスメータやガス器具側ではガスの供給・出力を遮断
するようにしている。そして、係るガス圧監視装置に用
いられる圧力センサとして、小型でかつ高性能(高分解
能)であるという特徴を備えた半導体センサが用いられ
つつある。この半導体センサは、圧力の変化を静電容量
の変化として出力するようにしている。
【0003】ところで、ガス漏れの有無の判断を行う場
合に、コンピュータ(CPU,MPU)を利用すること
が多々ある。これは、ガス漏れの判断を正確に行い、さ
らに単にガス漏れの判断を行うだけでなく、判断後に必
要に応じて所定の装置に対して制御命令を発する必要が
あり、係る判定から制御命令出力までの一連の処理を一
括して行うのが好ましいからである。
合に、コンピュータ(CPU,MPU)を利用すること
が多々ある。これは、ガス漏れの判断を正確に行い、さ
らに単にガス漏れの判断を行うだけでなく、判断後に必
要に応じて所定の装置に対して制御命令を発する必要が
あり、係る判定から制御命令出力までの一連の処理を一
括して行うのが好ましいからである。
【0004】そこで、静電容量を測定して得られるアナ
ログ信号を増幅し、A/Dコンバータでデジタル信号に
変換後マイクロコンピュータに供給するのが一般的な構
成である。しかし、A/Dコンバータによる変換では、
変換時のビット誤差を少なくするためにビット数の多い
高価なA/Dコンバータを必要とするので、装置のコス
ト低減のネックとなる。
ログ信号を増幅し、A/Dコンバータでデジタル信号に
変換後マイクロコンピュータに供給するのが一般的な構
成である。しかし、A/Dコンバータによる変換では、
変換時のビット誤差を少なくするためにビット数の多い
高価なA/Dコンバータを必要とするので、装置のコス
ト低減のネックとなる。
【0005】そこで、係る問題を解決するために、本出
願人の先願発明である特開平6−307979号公報で
開示された静電容量検出回路を利用することが考えられ
る。この先提案の発明は、A/Dコンバータを設けるこ
となく静電容量(圧力)に応じたデジタルデータを出力
することのできるもので、その構成を簡単に説明する
と、まずCR発振回路を構成するコンデンサとして半導
体センサを用いる。すると、圧力が加わると静電容量が
変化し発振周波数も変化する。これにより単位時間あた
りに出力されるパルス数も変化するので、一定時間内に
発生するパルス数から圧力を検出することができる。そ
して、係る出力はパルス列からなるデジタルデータとな
り、そのままコンピュータに与えるようにすると、コン
ピュータ側でそのパルス列のパルス数を計数することに
より圧力値を算出することができる。このように、CR
発振回路を基本構成とし、高価なA/Dコンバータが不
要となる。
願人の先願発明である特開平6−307979号公報で
開示された静電容量検出回路を利用することが考えられ
る。この先提案の発明は、A/Dコンバータを設けるこ
となく静電容量(圧力)に応じたデジタルデータを出力
することのできるもので、その構成を簡単に説明する
と、まずCR発振回路を構成するコンデンサとして半導
体センサを用いる。すると、圧力が加わると静電容量が
変化し発振周波数も変化する。これにより単位時間あた
りに出力されるパルス数も変化するので、一定時間内に
発生するパルス数から圧力を検出することができる。そ
して、係る出力はパルス列からなるデジタルデータとな
り、そのままコンピュータに与えるようにすると、コン
ピュータ側でそのパルス列のパルス数を計数することに
より圧力値を算出することができる。このように、CR
発振回路を基本構成とし、高価なA/Dコンバータが不
要となる。
【0006】したがって、上記したガス監視装置も、上
記先提案に係る静電容量検出回路を基本構成として構築
することができ、安価で正確なデジタル信号をコンピュ
ータに入力することにより、ガス漏れの判定処理並びに
それに基づく各種制御も正確に行える。
記先提案に係る静電容量検出回路を基本構成として構築
することができ、安価で正確なデジタル信号をコンピュ
ータに入力することにより、ガス漏れの判定処理並びに
それに基づく各種制御も正確に行える。
【0007】ところで上記した静電容量検出回路を用い
てガス監視装置を構築した場合、新たに以下に示す問題
を生じる。すなわち、ガス監視装置をガスメータに実装
した場合を考えると、ガス圧が低下するガス漏れの原因
として、ガス器具の立ち消えと、ゴム管等の配管に亀
裂,ひび割れ等の発生等があり、前者の場合にはガス圧
は急激に低下し、後者の場合には徐々にガスが漏れるた
めガス圧も僅かに変化(低下)するだけとなる。
てガス監視装置を構築した場合、新たに以下に示す問題
を生じる。すなわち、ガス監視装置をガスメータに実装
した場合を考えると、ガス圧が低下するガス漏れの原因
として、ガス器具の立ち消えと、ゴム管等の配管に亀
裂,ひび割れ等の発生等があり、前者の場合にはガス圧
は急激に低下し、後者の場合には徐々にガスが漏れるた
めガス圧も僅かに変化(低下)するだけとなる。
【0008】また、都市ガスの場合には、街中を徐々に
分岐しながら配管されたガス管を介して最終的に各戸に
配設されたガスメータに導入されるようになっており、
ガスメータよりも上流側(複数の各戸にガス供給する配
管する分岐点までの各戸への引き込み配管部分)におけ
る亀裂に伴うガス漏れのおそれもある。
分岐しながら配管されたガス管を介して最終的に各戸に
配設されたガスメータに導入されるようになっており、
ガスメータよりも上流側(複数の各戸にガス供給する配
管する分岐点までの各戸への引き込み配管部分)におけ
る亀裂に伴うガス漏れのおそれもある。
【0009】従来のガス監視装置では、立ち消えに伴う
大きなガス圧変動の検出を主目的としていたため、先提
案の検出回路をそのまま適用することが可能となるが、
上記のように微量な変化まで検出可能とするためには、
分解能を高くしなければならない。そうすると1回の計
測に時間がかかる。そして、その様に分解能を高くする
と、立ち消え等の迅速に対応しなければならない急激な
ガス圧低下を検出する場合にも、長時間かかってしま
う。よって、実用性に欠ける。
大きなガス圧変動の検出を主目的としていたため、先提
案の検出回路をそのまま適用することが可能となるが、
上記のように微量な変化まで検出可能とするためには、
分解能を高くしなければならない。そうすると1回の計
測に時間がかかる。そして、その様に分解能を高くする
と、立ち消え等の迅速に対応しなければならない急激な
ガス圧低下を検出する場合にも、長時間かかってしま
う。よって、実用性に欠ける。
【0010】さらに、ガス圧もガス器具における消費量
(火力の強さなど)により変化するので、配管の亀裂等
のガス漏れのように微小に変化する場合には、立ち消え
等の検出の際に行う絶対値によるしきい値処理による判
定は行えない。したがって、上記処理時間の長期化の問
題と相俟って、従来は上記したようにガスの異常圧の検
出は専ら急激なガス圧の減少を検出するようにし、僅か
なガス漏れは別途設けたガスセンサを利用して行うよう
にしていた。するとセンサが2つ必要となり構造並びに
制御が煩雑となり、しかも大型化並びにコスト高を招
く。
(火力の強さなど)により変化するので、配管の亀裂等
のガス漏れのように微小に変化する場合には、立ち消え
等の検出の際に行う絶対値によるしきい値処理による判
定は行えない。したがって、上記処理時間の長期化の問
題と相俟って、従来は上記したようにガスの異常圧の検
出は専ら急激なガス圧の減少を検出するようにし、僅か
なガス漏れは別途設けたガスセンサを利用して行うよう
にしていた。するとセンサが2つ必要となり構造並びに
制御が煩雑となり、しかも大型化並びにコスト高を招
く。
【0011】本発明は、上記した背景に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、上記した問題を解決
し、圧力センサでもって急激なガス圧の変化(減少)
と、微小なガス圧の変動の両者を適切な分解能でもって
検出することができ、しかも、高分解能によるガス圧の
監視であっても、低分解能の時と同一ビット数で検出出
力を得ることができ、コンピュータ側の負荷を軽減する
とともに、1回の低分解能の監視は短時間で処理するこ
とができるガス圧監視装置を提供することにある。さら
に、上記した目的を達成しつつ、検出範囲を狭くしても
確実にガス圧を検出することができるようにしたり、ま
た、簡易なシステムで異なる分解能による検出を可能に
するガス圧監視装置を提供することも目的とする。
もので、その目的とするところは、上記した問題を解決
し、圧力センサでもって急激なガス圧の変化(減少)
と、微小なガス圧の変動の両者を適切な分解能でもって
検出することができ、しかも、高分解能によるガス圧の
監視であっても、低分解能の時と同一ビット数で検出出
力を得ることができ、コンピュータ側の負荷を軽減する
とともに、1回の低分解能の監視は短時間で処理するこ
とができるガス圧監視装置を提供することにある。さら
に、上記した目的を達成しつつ、検出範囲を狭くしても
確実にガス圧を検出することができるようにしたり、ま
た、簡易なシステムで異なる分解能による検出を可能に
するガス圧監視装置を提供することも目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明に係るガス圧監視装置では、ガス圧の変
化により静電容量が変化する圧力センサと、前記圧力セ
ンサから出力される静電容量に応じたパルス数を出力す
る静電容量検出手段と、前記静電容量検出手段から出力
されるパルス数に基づいてガス圧の異常の有無を判断す
る異常判定手段とを備えたガス圧監視装置であって、前
記静電容量検出手段における前記パルス数を算出する際
の分解能を複数選択可能に設けるとともに検出範囲を変
更可能とし、それら分解能及び検出範囲を切替または設
定する制御手段を設け、かつ、前記制御手段により設定
される検出範囲が、前記分解能が高いものほど狭くする
ようにした(請求項1)。
ために、本発明に係るガス圧監視装置では、ガス圧の変
化により静電容量が変化する圧力センサと、前記圧力セ
ンサから出力される静電容量に応じたパルス数を出力す
る静電容量検出手段と、前記静電容量検出手段から出力
されるパルス数に基づいてガス圧の異常の有無を判断す
る異常判定手段とを備えたガス圧監視装置であって、前
記静電容量検出手段における前記パルス数を算出する際
の分解能を複数選択可能に設けるとともに検出範囲を変
更可能とし、それら分解能及び検出範囲を切替または設
定する制御手段を設け、かつ、前記制御手段により設定
される検出範囲が、前記分解能が高いものほど狭くする
ようにした(請求項1)。
【0013】そして、前記異常判定手段による判定処理
としては、少なくとも前記複数用意した分解能のうち最
低分解能でない分解能による測定を複数回行い、測定結
果の変動量が基準以上の時にガス漏れありと判定するよ
うにするとよい(請求項2)。
としては、少なくとも前記複数用意した分解能のうち最
低分解能でない分解能による測定を複数回行い、測定結
果の変動量が基準以上の時にガス漏れありと判定するよ
うにするとよい(請求項2)。
【0014】そして好ましくは、前記制御手段が、低分
解能により測定したガス圧に基づいて高分解能による測
定時の検出範囲を決定するようにすることであり(請求
項3)、その場合に、前記低分解能により測定したガス
圧を基準とし低圧側に検出範囲が広くなるように高分解
能測定時の検出範囲を決定するとより好ましい(請求項
4)。また、検出範囲の設定は、予め分解能に対応して
決定された固定データとしてもよい(請求項5)。
解能により測定したガス圧に基づいて高分解能による測
定時の検出範囲を決定するようにすることであり(請求
項3)、その場合に、前記低分解能により測定したガス
圧を基準とし低圧側に検出範囲が広くなるように高分解
能測定時の検出範囲を決定するとより好ましい(請求項
4)。また、検出範囲の設定は、予め分解能に対応して
決定された固定データとしてもよい(請求項5)。
【0015】ここで、分解能とは、出力1ビットに対す
るガス圧の変化量(出力パルスが1つ増減することによ
るガス圧変動分)をいう。また、静電容量検出手段から
出力されるパルス数は、その数分のパルスを実際に出力
しても良く、或いはそのパルス数に相当するデジタル値
を出力してもよい。
るガス圧の変化量(出力パルスが1つ増減することによ
るガス圧変動分)をいう。また、静電容量検出手段から
出力されるパルス数は、その数分のパルスを実際に出力
しても良く、或いはそのパルス数に相当するデジタル値
を出力してもよい。
【0016】
【作用】本発明では分解能を切り替えることができるよ
うにしているので、例えば通常は低分解能で短時間でガ
ス圧を測定し、急激なガス圧低下の有無を監視する。そ
して、ガス圧が異常に低くなると、ガス器具使用中の立
ち消えや、配管が外れるなどの大きなガス漏れをしてい
ると判定する。一方、例えばガス管の一部に亀裂が発生
しているような僅かなガス漏れを生じている場合には、
上記のような急激なガス圧変動はない。そこで、高分解
能でガス圧を正確に測定し、係る僅かなガス漏れの有無
を判定する。そして、分解能が高くなるほど検出範囲を
狭めることにより、測定結果を出力するためのパルス数
(検出出力)は同一ビット数で処理が可能となる。
うにしているので、例えば通常は低分解能で短時間でガ
ス圧を測定し、急激なガス圧低下の有無を監視する。そ
して、ガス圧が異常に低くなると、ガス器具使用中の立
ち消えや、配管が外れるなどの大きなガス漏れをしてい
ると判定する。一方、例えばガス管の一部に亀裂が発生
しているような僅かなガス漏れを生じている場合には、
上記のような急激なガス圧変動はない。そこで、高分解
能でガス圧を正確に測定し、係る僅かなガス漏れの有無
を判定する。そして、分解能が高くなるほど検出範囲を
狭めることにより、測定結果を出力するためのパルス数
(検出出力)は同一ビット数で処理が可能となる。
【0017】また、正常状態であっても長期的にみると
ガス圧は変動する。したがって、高分解能による僅かな
ガス漏れを検出する場合に単純に測定されたガス圧の絶
対値の大小でガス漏れの有無の判断を行うと誤認定する
おそれもある。そこで、請求項2のように構成し、連続
して複数回測定し、変動量が大きい(正常状態では短期
的にはガス圧はさほど変動しない)場合にガス漏れあり
と認定することにより、誤認定するおそれが可及的に減
少する。
ガス圧は変動する。したがって、高分解能による僅かな
ガス漏れを検出する場合に単純に測定されたガス圧の絶
対値の大小でガス漏れの有無の判断を行うと誤認定する
おそれもある。そこで、請求項2のように構成し、連続
して複数回測定し、変動量が大きい(正常状態では短期
的にはガス圧はさほど変動しない)場合にガス漏れあり
と認定することにより、誤認定するおそれが可及的に減
少する。
【0018】また、出力を同一ビット数で処理可能にし
つつ分解能を上げると、検出可能な検出範囲は狭くな
る。そこで、請求項3のように低分解能により検出した
ガス圧に基づいて最適な高分解能による測定時の検出範
囲を設定すると、高分解能検出時にオーバーフローして
測定不能となることもない。したがって、検出範囲を設
定する基準となる低分解能測定時のガス圧は、できるだ
け直前のものを使用すると良い。さらに、ガス漏れをし
ている場合には、ガス圧が低下する方向に変化するの
で、請求項4のように測定したガス圧を基準とした場合
に、低圧側に広く検出範囲を設定すると、検出範囲を有
効利用でき、分解能をより高くすることができる。
つつ分解能を上げると、検出可能な検出範囲は狭くな
る。そこで、請求項3のように低分解能により検出した
ガス圧に基づいて最適な高分解能による測定時の検出範
囲を設定すると、高分解能検出時にオーバーフローして
測定不能となることもない。したがって、検出範囲を設
定する基準となる低分解能測定時のガス圧は、できるだ
け直前のものを使用すると良い。さらに、ガス漏れをし
ている場合には、ガス圧が低下する方向に変化するの
で、請求項4のように測定したガス圧を基準とした場合
に、低圧側に広く検出範囲を設定すると、検出範囲を有
効利用でき、分解能をより高くすることができる。
【0019】一方、請求項5のようにすると、検出範囲
を固定化するので、各測定時に検出範囲を算出しなくて
良く、簡易なアルゴリズムでガス圧監視がされる。そし
て、この構成の装置は、平常時のガス圧が安定していた
り、分解能の差が少ない場合に効果的(測定不能になら
なず)にガス圧の監視がなされる。
を固定化するので、各測定時に検出範囲を算出しなくて
良く、簡易なアルゴリズムでガス圧監視がされる。そし
て、この構成の装置は、平常時のガス圧が安定していた
り、分解能の差が少ない場合に効果的(測定不能になら
なず)にガス圧の監視がなされる。
【0020】
【実施例】以下、本発明に係るガス圧監視装置の好適な
実施例を添付図面を参照にして詳述する。図1は、本発
明を実施する形態の一例を示している。同図に示すよう
に静電容量検出回路1の出力端子をMPU2の入力端子
に接続し、その出力端子から出力されるパルス列(Pou
t )をMPU2に入力可能としている。
実施例を添付図面を参照にして詳述する。図1は、本発
明を実施する形態の一例を示している。同図に示すよう
に静電容量検出回路1の出力端子をMPU2の入力端子
に接続し、その出力端子から出力されるパルス列(Pou
t )をMPU2に入力可能としている。
【0021】そして静電容量検出回路1には、ガス圧を
検出する静電容量型の半導体圧力センサ3と、その圧力
センサ3の出力に対するオフセットなどの調整を行うた
めのコンデンサ4と、基準クロックを発生するための基
準コンデンサ5をそれぞれ所定の入力端子に接続し、各
部品3〜5は内蔵するCR発振回路(図示せず)に接続
され発振周波数の決定に寄与している。
検出する静電容量型の半導体圧力センサ3と、その圧力
センサ3の出力に対するオフセットなどの調整を行うた
めのコンデンサ4と、基準クロックを発生するための基
準コンデンサ5をそれぞれ所定の入力端子に接続し、各
部品3〜5は内蔵するCR発振回路(図示せず)に接続
され発振周波数の決定に寄与している。
【0022】圧力センサ3は、例えば図2に示すように
シリコン基板6の表面に圧力により変動するダイアフラ
ム6aを形成し、そのダイアラム6aの表面を可動電極
とする。図示するようにダイアフラム6aの表面は、シ
リコン基板6の表面から僅かに一段下がった凹部となっ
ており、さらに図示省略するがダイアフラム6aの部分
は非常に肉薄になっており、圧力を受けると容易に撓む
ようになっている。すなわち、ダイアフラム6aが形成
されたシリコン基板6の底面側も大きく除去された凹部
となっている。そして、このダイアフラム6aの下面
が、受圧面となる。
シリコン基板6の表面に圧力により変動するダイアフラ
ム6aを形成し、そのダイアラム6aの表面を可動電極
とする。図示するようにダイアフラム6aの表面は、シ
リコン基板6の表面から僅かに一段下がった凹部となっ
ており、さらに図示省略するがダイアフラム6aの部分
は非常に肉薄になっており、圧力を受けると容易に撓む
ようになっている。すなわち、ダイアフラム6aが形成
されたシリコン基板6の底面側も大きく除去された凹部
となっている。そして、このダイアフラム6aの下面
が、受圧面となる。
【0023】また、シリコン基板6の上面にガラス基板
7を積層し、ダイアフラム6aに対向するガラス基板7
の表面に固定電極8を形成する。そして、両電極をシリ
コン基板6の表面に形成したワイヤボンディングパッド
9に導通させ、このパッド9を上記静電容量検出回路1
の入力端子に直接または間接(必要に応じて増幅する)
的に接続する。
7を積層し、ダイアフラム6aに対向するガラス基板7
の表面に固定電極8を形成する。そして、両電極をシリ
コン基板6の表面に形成したワイヤボンディングパッド
9に導通させ、このパッド9を上記静電容量検出回路1
の入力端子に直接または間接(必要に応じて増幅する)
的に接続する。
【0024】すると、ダイアフラム6aは無負荷時には
水平状態を保ち、ダイアフラム6aの受圧面に圧力が係
るとダイアフラム6aがガラス基板7側に膨らむので、
そのダイアフラム6aとガラス基板7との距離が変化す
る。それにともない、両電極間の静電容量C2も変化す
る。すなわち、この圧力センサ3も一種の可変コンデン
サを構成することになる。
水平状態を保ち、ダイアフラム6aの受圧面に圧力が係
るとダイアフラム6aがガラス基板7側に膨らむので、
そのダイアフラム6aとガラス基板7との距離が変化す
る。それにともない、両電極間の静電容量C2も変化す
る。すなわち、この圧力センサ3も一種の可変コンデン
サを構成することになる。
【0025】一方、静電容量検出回路1では、上記した
ようにコンデンサ3〜5の静電容量に応じて発振するC
R発振回路に接続されているので、コンデンサ4に接続
された第1CR発振回路の周波数信号CK1と基準コン
デンサ5に接続さたれ第3CR発振回路の周波数信号C
K3は、少なくとも1回の測定中は固定となる。また、
圧力センサ3の静電容量C2は、ガス圧が高くなるほど
大きくなり発振周波数は低くなる。
ようにコンデンサ3〜5の静電容量に応じて発振するC
R発振回路に接続されているので、コンデンサ4に接続
された第1CR発振回路の周波数信号CK1と基準コン
デンサ5に接続さたれ第3CR発振回路の周波数信号C
K3は、少なくとも1回の測定中は固定となる。また、
圧力センサ3の静電容量C2は、ガス圧が高くなるほど
大きくなり発振周波数は低くなる。
【0026】そして、本発明のガス圧監視装置を用いて
ガス圧を監視する場合、平常状態では所定のガス圧が圧
力センサ3に加わっており、ガス漏れ等による異常状態
になるとガス圧が低下し、静電容量も低くなる。したが
って、上記異常状態における所定のガス圧が加わってい
る時の静電容量C2と、コンデンサ4の静電容量C1が
等しくなるように設定している。さらに基準コンデンサ
5の静電容量C3も、上記静電容量C1と等しくしてい
る。これにより、平常状態では周波数信号CK1,CK
2は等しくなる。なお、コンデンサ4並びに基準コンデ
ンサ5は、好ましくは温度特性が圧力センサ3と同一ま
たは類似するものにし、しかもそれら各部品3〜5を近
接配置することである。
ガス圧を監視する場合、平常状態では所定のガス圧が圧
力センサ3に加わっており、ガス漏れ等による異常状態
になるとガス圧が低下し、静電容量も低くなる。したが
って、上記異常状態における所定のガス圧が加わってい
る時の静電容量C2と、コンデンサ4の静電容量C1が
等しくなるように設定している。さらに基準コンデンサ
5の静電容量C3も、上記静電容量C1と等しくしてい
る。これにより、平常状態では周波数信号CK1,CK
2は等しくなる。なお、コンデンサ4並びに基準コンデ
ンサ5は、好ましくは温度特性が圧力センサ3と同一ま
たは類似するものにし、しかもそれら各部品3〜5を近
接配置することである。
【0027】さらに、静電容量検出回路1は、上記各周
波数信号CK1〜CK3を用いて、図3に示すような処
理を行い、ガス圧(圧力センサ3の静電容量C2)に応
じたパルス出力Pout を生成するようにしている。この
基本的な処理をするためのアルゴリズムは、先提案に係
る発明(特開平6−307949)に開示された実施例
と同様である。なお先提案の場合にはコンデンサ4も可
変としたのに対し、本実施例では固定としている点で異
なるが、各周波数信号CK1〜CK3を用いて行われる
アルゴリズムは共通する。
波数信号CK1〜CK3を用いて、図3に示すような処
理を行い、ガス圧(圧力センサ3の静電容量C2)に応
じたパルス出力Pout を生成するようにしている。この
基本的な処理をするためのアルゴリズムは、先提案に係
る発明(特開平6−307949)に開示された実施例
と同様である。なお先提案の場合にはコンデンサ4も可
変としたのに対し、本実施例では固定としている点で異
なるが、各周波数信号CK1〜CK3を用いて行われる
アルゴリズムは共通する。
【0028】そして、そのようにセンサのタイプが異な
るのは、先提案の実施例では圧力センサとして2つの固
定電極を対向配置するとともに、その間に可動電極を配
置し、各電極対の出力の差分をとることにより広範囲に
わたる直線性の改善を図ったが、本実施例では第2CR
発振回路12に補正手段(コンデンサ)を実装し、セン
サ出力に対する発振周波数の直線性を改善(圧力→周波
数の特性が直線)したため、図2に示すような一対の固
定・可動電極を有する圧力センサ3によっても十分な直
線性が得られるのである。したがって、本発明でも先願
発明のように差動型の圧力センサを用い、コンデンサ4
も圧力センサの出力を利用するようにしても良い。
るのは、先提案の実施例では圧力センサとして2つの固
定電極を対向配置するとともに、その間に可動電極を配
置し、各電極対の出力の差分をとることにより広範囲に
わたる直線性の改善を図ったが、本実施例では第2CR
発振回路12に補正手段(コンデンサ)を実装し、セン
サ出力に対する発振周波数の直線性を改善(圧力→周波
数の特性が直線)したため、図2に示すような一対の固
定・可動電極を有する圧力センサ3によっても十分な直
線性が得られるのである。したがって、本発明でも先願
発明のように差動型の圧力センサを用い、コンデンサ4
も圧力センサの出力を利用するようにしても良い。
【0029】上記処理アルゴリズムについて簡単に説明
すると、ガス圧の監視中には圧力センサ3に所定の圧力
が加わっているため、それに応じた静電容量C2が第2
CR発振回路に与えられ、所定の発振周波数で発振し、
周波数信号CK2が出力される。また、第1,第3CR
発振回路も静電容量C1,C3で決定された所定の発振
周波数の周波数信号CK1,CK3が出力される。そし
て、CK1,CK2はいずれか一方が選択的に内蔵する
アップダウンカウンタに入力されるようになり、しかも
このアップダウンカウンタは、プリセット値を設定でき
るようになっている。
すると、ガス圧の監視中には圧力センサ3に所定の圧力
が加わっているため、それに応じた静電容量C2が第2
CR発振回路に与えられ、所定の発振周波数で発振し、
周波数信号CK2が出力される。また、第1,第3CR
発振回路も静電容量C1,C3で決定された所定の発振
周波数の周波数信号CK1,CK3が出力される。そし
て、CK1,CK2はいずれか一方が選択的に内蔵する
アップダウンカウンタに入力されるようになり、しかも
このアップダウンカウンタは、プリセット値を設定でき
るようになっている。
【0030】したがって、まずアップダウンカウンタに
予め所定の値をプリセット値として設定し、周波数信号
CK1をアップダウンカウンタに一定時間Tupだけ入力
する。この時はアップカウンタとして動作させる。する
と、Tup経過後のカウント値は、プリセット値に対して
一定時間Tup中に発生するパルス数だけ加算された値と
なる。次に、周波数信号CK2をアップダウンカウンタ
に一定時間Tdownだけ入力する。この時はダウンカウン
タとして動作させる。すると、Tdown経過時のカウント
値は、カウントアップして得られた値から一定時間Tdo
wn中に発生するパルス数だけ減算された値となる。そし
て、上記各時間TupとTdownは等しくしている。この
後、アップダウンカウンタのカウント値が0になるまで
カウントダウンし、カウント値が1つ減算するごとに1
つのパルスを出力する。
予め所定の値をプリセット値として設定し、周波数信号
CK1をアップダウンカウンタに一定時間Tupだけ入力
する。この時はアップカウンタとして動作させる。する
と、Tup経過後のカウント値は、プリセット値に対して
一定時間Tup中に発生するパルス数だけ加算された値と
なる。次に、周波数信号CK2をアップダウンカウンタ
に一定時間Tdownだけ入力する。この時はダウンカウン
タとして動作させる。すると、Tdown経過時のカウント
値は、カウントアップして得られた値から一定時間Tdo
wn中に発生するパルス数だけ減算された値となる。そし
て、上記各時間TupとTdownは等しくしている。この
後、アップダウンカウンタのカウント値が0になるまで
カウントダウンし、カウント値が1つ減算するごとに1
つのパルスを出力する。
【0031】これにより、ガス圧が平常状態の場合に
は、静電容量C1,C2が等しくなり、第1,第2CR
発振回路の発振周波数は等しいので、出力されるパルス
数はプリセット値に等しくなる。そして、ガス圧が低下
すると、圧力センサ3の静電容量C2が減少するため、
周波数信号CK2の発振周波数が高くなり、一定時間T
down中に発生するパルス数も多くなる。したがって、プ
リセット値よりも小さな値となる。そして、プリセット
値に対応する静電容量(ガス圧)や、分解能から、出力
されたパルス数に基づいてガス圧を検出できる。ここで
分解能とは、出力1ビットに対するガス圧の変化量(出
力パルスが1つ増減することによるガス圧変動分)をい
う。上記アルゴリズムが、圧力センサ3の静電容量、す
なわちガス圧を検出する基本機能である。
は、静電容量C1,C2が等しくなり、第1,第2CR
発振回路の発振周波数は等しいので、出力されるパルス
数はプリセット値に等しくなる。そして、ガス圧が低下
すると、圧力センサ3の静電容量C2が減少するため、
周波数信号CK2の発振周波数が高くなり、一定時間T
down中に発生するパルス数も多くなる。したがって、プ
リセット値よりも小さな値となる。そして、プリセット
値に対応する静電容量(ガス圧)や、分解能から、出力
されたパルス数に基づいてガス圧を検出できる。ここで
分解能とは、出力1ビットに対するガス圧の変化量(出
力パルスが1つ増減することによるガス圧変動分)をい
う。上記アルゴリズムが、圧力センサ3の静電容量、す
なわちガス圧を検出する基本機能である。
【0032】ここで本発明では、分解能及び検出範囲
(出力範囲)を変更できるようにしている。すなわち、
出力値(パルス数)Pout は、上記したように周波数信
号CK1をカウントする時間をTup、CK2をカウント
する時間をTdown、カウンタのプリセット値をPpsとす
ると、次式で与えられる。
(出力範囲)を変更できるようにしている。すなわち、
出力値(パルス数)Pout は、上記したように周波数信
号CK1をカウントする時間をTup、CK2をカウント
する時間をTdown、カウンタのプリセット値をPpsとす
ると、次式で与えられる。
【0033】
【数1】 Pout =Tup×CK1−Tdown×CK2+Pps …(1) 但し、Tup×CK1,Tdown×CK2は整数 そして、Tup=Tdown=Tc CK1−CK2=Δf とおくと、上記式(1)は Pout =Tc×Δf+Pps となる。
【0034】したがって、カウンタのカウント時間Tc
を長くすると、周波数差Δfに対する出力変化量(分解
能)が高くなり、カウンタのプリセット値Ppsを変える
ことにより出力のオフセット(出力範囲)が変更でき
る。さらにTcは基準周波数信号CK3より生成される
ので、Tc=K/CK3となり、CK3または定数Kを
変更することにより分解能を変更することができる。そ
して、図1に示す信号ラインL1,L2を介してMPU
2から静電容量検出回路1に対して上記プリセット値P
psやK等の変更命令を与えるようになっている。
を長くすると、周波数差Δfに対する出力変化量(分解
能)が高くなり、カウンタのプリセット値Ppsを変える
ことにより出力のオフセット(出力範囲)が変更でき
る。さらにTcは基準周波数信号CK3より生成される
ので、Tc=K/CK3となり、CK3または定数Kを
変更することにより分解能を変更することができる。そ
して、図1に示す信号ラインL1,L2を介してMPU
2から静電容量検出回路1に対して上記プリセット値P
psやK等の変更命令を与えるようになっている。
【0035】ここで分解能と出力範囲との関係について
詳述する。図4中実線で示すように、例えば600mm
H2 Oの圧力を28 (=256)ビットで検出する場
合、分解能は、600/28 =2.34mmH2 Oとな
る。そして、単純に1ビット当りのガス圧変化量を小さ
くし分解能を上げた状態で600mmH2 Oを検出しよ
うとすると、必要なビット数(データ量)が増大してし
まい、MPU2側でのI/Oポートが増大してしまった
り(パラレル信号で処理する場合)、転送に時間がかか
る(シリアル信号で処理する場合)という問題が発生す
る。
詳述する。図4中実線で示すように、例えば600mm
H2 Oの圧力を28 (=256)ビットで検出する場
合、分解能は、600/28 =2.34mmH2 Oとな
る。そして、単純に1ビット当りのガス圧変化量を小さ
くし分解能を上げた状態で600mmH2 Oを検出しよ
うとすると、必要なビット数(データ量)が増大してし
まい、MPU2側でのI/Oポートが増大してしまった
り(パラレル信号で処理する場合)、転送に時間がかか
る(シリアル信号で処理する場合)という問題が発生す
る。
【0036】そこで、本発明では、分解能を上げた場合
でも検出出力のビット数は同じになるようにした。すな
わち、一例を示すと、検出出力のビット数を同じにして
分解能を2倍にする場合には、破線で示すように、30
0mmH2 Oの圧力を28 (=256)ビットで検出す
るように設定すればよく、分解能は300/28 =1.
17mmH2 Oとなる。但しそのままでは検出範囲が0
〜300mmH2 Oとなり、測定可能な上限が低下する
だけであるので、高分解能にて行う微量なガス漏れを検
出しようとした場合に、検出したガス圧がオーバーフロ
ーしてしまい、測定不能となるおそれがある。
でも検出出力のビット数は同じになるようにした。すな
わち、一例を示すと、検出出力のビット数を同じにして
分解能を2倍にする場合には、破線で示すように、30
0mmH2 Oの圧力を28 (=256)ビットで検出す
るように設定すればよく、分解能は300/28 =1.
17mmH2 Oとなる。但しそのままでは検出範囲が0
〜300mmH2 Oとなり、測定可能な上限が低下する
だけであるので、高分解能にて行う微量なガス漏れを検
出しようとした場合に、検出したガス圧がオーバーフロ
ーしてしまい、測定不能となるおそれがある。
【0037】そこで本発明では、分解能の切り替えにと
もない検出範囲も切り替えるようにした。すなわち、図
5から明らかなように、分解能は同じにした各特性曲線
a〜cであっても、その下限値(上記プリセット値Pps
により設定できる)を変更すると、検出範囲が横軸方向
にスライドする。したがって、図4中破線で示した高分
解能で測定する場合に、図示するように下限値を0の状
態から所定の圧力にシフトした。これにより例えば下限
値を150mmH2 Oにすると、検出範囲は150〜4
50mmH2 Oとなり、平常状態の圧力300mmH2
O付近を高分解能(この例では2倍)で測定可能とな
る。
もない検出範囲も切り替えるようにした。すなわち、図
5から明らかなように、分解能は同じにした各特性曲線
a〜cであっても、その下限値(上記プリセット値Pps
により設定できる)を変更すると、検出範囲が横軸方向
にスライドする。したがって、図4中破線で示した高分
解能で測定する場合に、図示するように下限値を0の状
態から所定の圧力にシフトした。これにより例えば下限
値を150mmH2 Oにすると、検出範囲は150〜4
50mmH2 Oとなり、平常状態の圧力300mmH2
O付近を高分解能(この例では2倍)で測定可能とな
る。
【0038】これにより、MPU2は、通常は低分解能
でガス圧を監視し、ガス器具の立ち消え等に基づく急激
なガス圧の低下を短時間で検出するようにし、所定のタ
イミングで高分解能に切り替え、精度良くガス圧を複数
回測定して、ガス圧の変化分を求め、変化が一定の基準
以内に収まっているか否か(変化が大きいと異常と認定
する)を判断するようにしている。
でガス圧を監視し、ガス器具の立ち消え等に基づく急激
なガス圧の低下を短時間で検出するようにし、所定のタ
イミングで高分解能に切り替え、精度良くガス圧を複数
回測定して、ガス圧の変化分を求め、変化が一定の基準
以内に収まっているか否か(変化が大きいと異常と認定
する)を判断するようにしている。
【0039】さらに本例では、パルス出力が0、すなわ
ち周波数信号CK2によりカウンタをカウントダウンし
て行き、アップダウンカウンタのカウント値が0になっ
た場合には異常(ガス漏れ)と判断し、その時点で判定
処理を停止しガス漏れに伴う必要な処理を行うようにし
ている。
ち周波数信号CK2によりカウンタをカウントダウンし
て行き、アップダウンカウンタのカウント値が0になっ
た場合には異常(ガス漏れ)と判断し、その時点で判定
処理を停止しガス漏れに伴う必要な処理を行うようにし
ている。
【0040】そして、このMPU2の処理機能を具体的
に説明すると、図6,図7に示すフローチャートのよう
になっている。同図に示すように、まず、MPU2は静
電容量検出回路1に対して低分解能での測定を要求する
(ST1)。一例を示すと、検出範囲が0〜600mm
H2 Oで、検出出力が28 ビットになるような分解能で
ガス圧を測定する。また、検出範囲を特定する下限値は
0になるようにする。そして、本例では平常時のガス圧
(300mmH2 O)に2つの周波数信号CK1,CK
2が等しくなるようにしているので、プリセット値Pps
は「127」となる。なお、係る具体的な数値の設定
は、後述する各実施例で詳述するように、MPU2が直
接設定する場合もあり、或いはMPU2から送られる命
令に基づいて静電容量検出回路1側で設定する場合もあ
る。これにより、図8(A)に示すレンジでの測定が行
われ、ガス圧Pi に応じたパルスが出力される。
に説明すると、図6,図7に示すフローチャートのよう
になっている。同図に示すように、まず、MPU2は静
電容量検出回路1に対して低分解能での測定を要求する
(ST1)。一例を示すと、検出範囲が0〜600mm
H2 Oで、検出出力が28 ビットになるような分解能で
ガス圧を測定する。また、検出範囲を特定する下限値は
0になるようにする。そして、本例では平常時のガス圧
(300mmH2 O)に2つの周波数信号CK1,CK
2が等しくなるようにしているので、プリセット値Pps
は「127」となる。なお、係る具体的な数値の設定
は、後述する各実施例で詳述するように、MPU2が直
接設定する場合もあり、或いはMPU2から送られる命
令に基づいて静電容量検出回路1側で設定する場合もあ
る。これにより、図8(A)に示すレンジでの測定が行
われ、ガス圧Pi に応じたパルスが出力される。
【0041】MPU2は、出力パルスPout を取得し、
その出力パルスをカウントし、得られたパルス数からガ
ス圧Pi を求め、それが正常範囲内にあるか否かを判断
する(ST2)。そして、正常範囲外である場合には、
圧力異常であるとして異常信号を出力する(ST3)。
なお、一般には圧力異常と認定される場合には、ガス漏
れによるガス圧低下となるので、ステップ2の分岐判断
を1つのしきい値を基準としたしきい値処理にしても良
い。また、本実施例のように、上限値以上(ガス圧が高
い)も検出するようにした場合には、ステップ3におけ
る異常信号発生処理として、圧力が高くて異常なのか低
くて異常なのか判断も行い、それぞれに応じた異常信号
を発生するようにしても良い。
その出力パルスをカウントし、得られたパルス数からガ
ス圧Pi を求め、それが正常範囲内にあるか否かを判断
する(ST2)。そして、正常範囲外である場合には、
圧力異常であるとして異常信号を出力する(ST3)。
なお、一般には圧力異常と認定される場合には、ガス漏
れによるガス圧低下となるので、ステップ2の分岐判断
を1つのしきい値を基準としたしきい値処理にしても良
い。また、本実施例のように、上限値以上(ガス圧が高
い)も検出するようにした場合には、ステップ3におけ
る異常信号発生処理として、圧力が高くて異常なのか低
くて異常なのか判断も行い、それぞれに応じた異常信号
を発生するようにしても良い。
【0042】また、低分解能によるガス圧監視をした結
果正常と認定された場合には、高分解能検出を行うか否
かを判断し(ST4)、行わない場合にはステップ1に
戻り低分解能による監視を行う。すなわち、本例では、
低分解能による監視は比較的頻繁に行い(例えば毎
秒)、高分解能による監視は比較的長いスパン(例えば
1日)で行うようにしているため、ステップ4による分
岐判断で高分解能による監視をする時期に来たか否かを
内蔵するタイマ(時計)により判断することになる。な
お、低分解能による監視と高分解能による監視を交互に
行う場合にはステップ4の分岐判断ステップは不要とな
る。
果正常と認定された場合には、高分解能検出を行うか否
かを判断し(ST4)、行わない場合にはステップ1に
戻り低分解能による監視を行う。すなわち、本例では、
低分解能による監視は比較的頻繁に行い(例えば毎
秒)、高分解能による監視は比較的長いスパン(例えば
1日)で行うようにしているため、ステップ4による分
岐判断で高分解能による監視をする時期に来たか否かを
内蔵するタイマ(時計)により判断することになる。な
お、低分解能による監視と高分解能による監視を交互に
行う場合にはステップ4の分岐判断ステップは不要とな
る。
【0043】一方、ステップ4の判断で高分解能による
監視時期が来たと認定されたならば、高分解能による測
定を行う場合の検出範囲を設定する(ST5)。具体的
には、ステップ1で行った測定により得られたガス圧P
i に基づき、そのガス圧Piの周辺に検出範囲(P1〜
P2)を設定する。そして、本例では高分解能測定時の
分解能を予め固定(例えば低分解能の5倍)しているの
で、上記検出範囲は、上限値P2または下限値P1の一
方を決定し、他方は自動的に設定するようにしている。
監視時期が来たと認定されたならば、高分解能による測
定を行う場合の検出範囲を設定する(ST5)。具体的
には、ステップ1で行った測定により得られたガス圧P
i に基づき、そのガス圧Piの周辺に検出範囲(P1〜
P2)を設定する。そして、本例では高分解能測定時の
分解能を予め固定(例えば低分解能の5倍)しているの
で、上記検出範囲は、上限値P2または下限値P1の一
方を決定し、他方は自動的に設定するようにしている。
【0044】さらに、高分解能による監視は配管のひび
割れなどにともなうガス漏れなどの微小変動を検出する
ものであるので、Pi よりも減少方向に変位した場合を
検出することになる。したがって、検出エリアをできる
だけ有効に使用するため(分解能を高くした結果、検出
範囲は狭くなる)、新たに設定する検出範囲は、測定結
果Pi を基準にして低圧側が広くなるようにしている
(図8(B)参照)。そして具体的には、測定圧力Pi
に、検出回路の測定誤差を加算した値を高分解能測定時
の上限値P2と設定する。これにより、ほとんどすべて
の検出範囲を有効に利用できる。
割れなどにともなうガス漏れなどの微小変動を検出する
ものであるので、Pi よりも減少方向に変位した場合を
検出することになる。したがって、検出エリアをできる
だけ有効に使用するため(分解能を高くした結果、検出
範囲は狭くなる)、新たに設定する検出範囲は、測定結
果Pi を基準にして低圧側が広くなるようにしている
(図8(B)参照)。そして具体的には、測定圧力Pi
に、検出回路の測定誤差を加算した値を高分解能測定時
の上限値P2と設定する。これにより、ほとんどすべて
の検出範囲を有効に利用できる。
【0045】そして、この様にして求めた検出範囲を静
電容量検出回路1にセットするとともに、分解能を切り
替える。なお、上記したように静電容量検出回路1側で
の検出範囲の設定は、実際には静電容量検出回路1に内
蔵されたアップダウンカウンタに対するプリセット値の
設定に基づく下限値の指定により行っているので、MP
U2は、上記のようにして求めた上限値P2に基づいて
さらに下限値P1を算出し、その下限値P1に応じた値
をプリセット値Ppsとして設定するようになる。
電容量検出回路1にセットするとともに、分解能を切り
替える。なお、上記したように静電容量検出回路1側で
の検出範囲の設定は、実際には静電容量検出回路1に内
蔵されたアップダウンカウンタに対するプリセット値の
設定に基づく下限値の指定により行っているので、MP
U2は、上記のようにして求めた上限値P2に基づいて
さらに下限値P1を算出し、その下限値P1に応じた値
をプリセット値Ppsとして設定するようになる。
【0046】なお、係る検出範囲の設定処理が最も有効
に広い範囲で監視処理を行えるものであるが、処理を簡
単にするためには、高分解能による監視時の検出範囲を
固定化しても良い。すなわち、高分解能による監視を行
う場合には、前提として低分解能による監視では異常な
しであるため、ガス圧Pi は平常状態の圧力である30
0mmH2 O付近に存在している場合が多く、したがっ
て、Pi を係る値(300)と仮定して予め上記原理に
基づいて検出範囲を定めてもよい。これは、例えば低分
解能での監視における正常範囲が狭かったり、高分解能
と低分解能との分解能の差が少ない場合に有効である。
そしてこの場合には、予め定めた値をMPU2から静電
容量検出回路1に与えるようにしても良いが、MPU2
からは高分解能による検出指令を出力し、静電容量検出
回路1側で保持している分解能及び検出範囲に切り替え
るようにしても良い。
に広い範囲で監視処理を行えるものであるが、処理を簡
単にするためには、高分解能による監視時の検出範囲を
固定化しても良い。すなわち、高分解能による監視を行
う場合には、前提として低分解能による監視では異常な
しであるため、ガス圧Pi は平常状態の圧力である30
0mmH2 O付近に存在している場合が多く、したがっ
て、Pi を係る値(300)と仮定して予め上記原理に
基づいて検出範囲を定めてもよい。これは、例えば低分
解能での監視における正常範囲が狭かったり、高分解能
と低分解能との分解能の差が少ない場合に有効である。
そしてこの場合には、予め定めた値をMPU2から静電
容量検出回路1に与えるようにしても良いが、MPU2
からは高分解能による検出指令を出力し、静電容量検出
回路1側で保持している分解能及び検出範囲に切り替え
るようにしても良い。
【0047】さらに、低分解能により測定したガス圧力
Pi と、高分解能により監視を行う場合の検出範囲の関
係のテーブルを作成しておき、テーブル参照により検出
範囲を設定しても良い。そして、その場合に対応関係は
1対1でなく、測定結果Pi側に一定の幅を持たせ、Pi
がある範囲内の場合には、検出範囲の下限値をPaと
し、Pi が別のある範囲内の場合には、検出範囲の下限
値をPb とし…、というように検出範囲を段階的に設定
しておくことも可能である。
Pi と、高分解能により監視を行う場合の検出範囲の関
係のテーブルを作成しておき、テーブル参照により検出
範囲を設定しても良い。そして、その場合に対応関係は
1対1でなく、測定結果Pi側に一定の幅を持たせ、Pi
がある範囲内の場合には、検出範囲の下限値をPaと
し、Pi が別のある範囲内の場合には、検出範囲の下限
値をPb とし…、というように検出範囲を段階的に設定
しておくことも可能である。
【0048】上記のようにして検出範囲の設定が行われ
たならば、実際の高分解能による測定を行い、得られた
測定結果を保持する(ST6)。そして、その測定結
果が検出範囲内にあるか否かを判断し(ST7)、検出
範囲外すなわち下限値P1以下(カウント値が0にな
る)の場合には、大きなガス漏れが生じていると判断
し、高分解能による僅かなガス漏れ監視処理を停止し、
異常信号を発生する(ST8)。
たならば、実際の高分解能による測定を行い、得られた
測定結果を保持する(ST6)。そして、その測定結
果が検出範囲内にあるか否かを判断し(ST7)、検出
範囲外すなわち下限値P1以下(カウント値が0にな
る)の場合には、大きなガス漏れが生じていると判断
し、高分解能による僅かなガス漏れ監視処理を停止し、
異常信号を発生する(ST8)。
【0049】一方、測定結果が検出範囲内にあった場
合には、再度高分解能によるガス圧測定を行い、得られ
た測定結果を保持する(ST9)。なお、この2回目
の測定時の検出範囲は、基本的にはステップ5で設定し
た1回目の測定時に用いたものと同じ設定で行うが、仮
に測定結果が下限値P1に近い値の場合には、ステッ
プ5により設定したのと同様の方法により係る測定結果
に基づいて再設定しても良い。
合には、再度高分解能によるガス圧測定を行い、得られ
た測定結果を保持する(ST9)。なお、この2回目
の測定時の検出範囲は、基本的にはステップ5で設定し
た1回目の測定時に用いたものと同じ設定で行うが、仮
に測定結果が下限値P1に近い値の場合には、ステッ
プ5により設定したのと同様の方法により係る測定結果
に基づいて再設定しても良い。
【0050】そして、上記得られた2つの測定結果を用
い、今回の測定結果から前回の測定結果を減算して
その差ΔPを求め、係るΔPを予め決めた基準値Xと比
較する(ST10)。そして、ΔPが基準値よりも大き
い場合には、ガス漏れを生じているとし異常信号を発生
する(ST11)。また、基準値未満の場合には正常で
あるとしステップ1に戻り低分解能による監視に戻る。
そして、本例では、このMPU2が異常判定手段と制御
手段を兼ねている。
い、今回の測定結果から前回の測定結果を減算して
その差ΔPを求め、係るΔPを予め決めた基準値Xと比
較する(ST10)。そして、ΔPが基準値よりも大き
い場合には、ガス漏れを生じているとし異常信号を発生
する(ST11)。また、基準値未満の場合には正常で
あるとしステップ1に戻り低分解能による監視に戻る。
そして、本例では、このMPU2が異常判定手段と制御
手段を兼ねている。
【0051】なお、この図示のフローチャートの場合に
は、高分解能による測定を2回行うようにしたが、本発
明はこれに限ることなく3回以上高分解能による測定を
行い、それらに基づいてガス漏れの有無を判断するよう
にしても良い。
は、高分解能による測定を2回行うようにしたが、本発
明はこれに限ることなく3回以上高分解能による測定を
行い、それらに基づいてガス漏れの有無を判断するよう
にしても良い。
【0052】次に、上記した実施の形態を具体的に実施
するための各実施例について説明する。図9は本発明の
第1実施例を示しており、プリセット値Pps,K等の変
更命令及び具体的な値の設定をMPU2が直接行うよう
にし、さらに、基準コンデンサ5に接続される第3CR
発振回路の動作以外の駆動制御も、MPU2からの制御
命令により行うようになっている。
するための各実施例について説明する。図9は本発明の
第1実施例を示しており、プリセット値Pps,K等の変
更命令及び具体的な値の設定をMPU2が直接行うよう
にし、さらに、基準コンデンサ5に接続される第3CR
発振回路の動作以外の駆動制御も、MPU2からの制御
命令により行うようになっている。
【0053】同図に示すように、コンデンサ4を第1C
R発振回路11に接続し、圧力センサ3の出力を第2C
R発振回路12に接続し、基準コンデンサ5の出力を第
3CR発振回路13に接続している。そして、各発振回
路11〜13から周波数信号(方形波のクロック信号)
CK1〜CK3が出力され、各出力はそれぞれセレクタ
14に接続されている。また、周波数信号CK3は、M
PU2にも同時に与えるようになっている。そして、第
1,第2CR発信回路11,12に対するイネーブル信
号CK1EN,CK2ENは、MPU2から与えられる
ようになっている。
R発振回路11に接続し、圧力センサ3の出力を第2C
R発振回路12に接続し、基準コンデンサ5の出力を第
3CR発振回路13に接続している。そして、各発振回
路11〜13から周波数信号(方形波のクロック信号)
CK1〜CK3が出力され、各出力はそれぞれセレクタ
14に接続されている。また、周波数信号CK3は、M
PU2にも同時に与えるようになっている。そして、第
1,第2CR発信回路11,12に対するイネーブル信
号CK1EN,CK2ENは、MPU2から与えられる
ようになっている。
【0054】セレクタ14は、セレクト信号S1,S2
に応じて各CR発振回路11〜13から与えられる周波
数信号CK1〜CK3のうち1つの信号を選択し出力す
るようになっている。一例を示すと、(S1,S2)が
(0,1)の時は周波数信号CK1を出力し、(S1,
S2)が(1,0)の時は周波数信号CK2を出力し、
(S1,S2)が(1,1)の時は周波数信号CK3を
出力し、(S1,S2)が(0,0)の時はいずれの周
波数信号も選択せず、その出力はプルダウン抵抗等によ
りグランドに接続されてローレベルとなるように構成さ
れる。そして、上記セレクト信号S1,S2は、信号ラ
インL2を介してMPU2から与えられるようになって
いる。
に応じて各CR発振回路11〜13から与えられる周波
数信号CK1〜CK3のうち1つの信号を選択し出力す
るようになっている。一例を示すと、(S1,S2)が
(0,1)の時は周波数信号CK1を出力し、(S1,
S2)が(1,0)の時は周波数信号CK2を出力し、
(S1,S2)が(1,1)の時は周波数信号CK3を
出力し、(S1,S2)が(0,0)の時はいずれの周
波数信号も選択せず、その出力はプルダウン抵抗等によ
りグランドに接続されてローレベルとなるように構成さ
れる。そして、上記セレクト信号S1,S2は、信号ラ
インL2を介してMPU2から与えられるようになって
いる。
【0055】セレクタ14の出力は、アップダウンカウ
ンタ15とゲート回路16にそれぞれ接続されている。
このアップダウンカウンタ15は、アップダウン信号U
Dに応じてアップカウンタ/ダウンカウンタとして機能
し、周波数信号CK1〜CK3を構成する各パルスが入
力される都度、カウントアップ/カウントダウンするよ
うになっている。そして、アップダウン信号UDもMP
U2から与えられ、その信号UDがローレベルのときは
カウントアップし、ハイレベルのときはカウントダウン
する。
ンタ15とゲート回路16にそれぞれ接続されている。
このアップダウンカウンタ15は、アップダウン信号U
Dに応じてアップカウンタ/ダウンカウンタとして機能
し、周波数信号CK1〜CK3を構成する各パルスが入
力される都度、カウントアップ/カウントダウンするよ
うになっている。そして、アップダウン信号UDもMP
U2から与えられ、その信号UDがローレベルのときは
カウントアップし、ハイレベルのときはカウントダウン
する。
【0056】また、このアップダウンカウンタ15は、
カウント値が「0」になると、ローレベルのボロー信号
BOを出力し、このボロー信号が第3CR発振回路13
の発振を制御するイネーブル信号CK3ENとして第3
CR発振回路13に与えられるようになっている。さら
に、アップダウンカウンタ15には、プリセット値Pps
がMPU2より信号ラインL1を介してセットされるよ
うになっている。
カウント値が「0」になると、ローレベルのボロー信号
BOを出力し、このボロー信号が第3CR発振回路13
の発振を制御するイネーブル信号CK3ENとして第3
CR発振回路13に与えられるようになっている。さら
に、アップダウンカウンタ15には、プリセット値Pps
がMPU2より信号ラインL1を介してセットされるよ
うになっている。
【0057】ゲート回路16は、開閉スイッチの役割を
果たし、MPU2から与えられるイネーブル信号OEN
がハイレベルの時に、セレクタ14の出力をPout とし
て出力するようになっている。なお、本例では、パルス
を出力するようにしたが、ゲート回路に変えた出力回路
を設け、その出力回路にて本実施例で出力するパルスを
計数し、パルス数に応じたデジタル値(8ビット)に変
換して出力するようにしても良い。
果たし、MPU2から与えられるイネーブル信号OEN
がハイレベルの時に、セレクタ14の出力をPout とし
て出力するようになっている。なお、本例では、パルス
を出力するようにしたが、ゲート回路に変えた出力回路
を設け、その出力回路にて本実施例で出力するパルスを
計数し、パルス数に応じたデジタル値(8ビット)に変
換して出力するようにしても良い。
【0058】そして、MPU2は、上記した信号ライン
L1,L2を介して静電容量検出回路1に対して各制御
信号を送るとともに、静電容量検出回路1から出力され
るパルスPout に基づいてガス漏れの有無を判定する機
能を有しており、係る処理をするための具体的な機能は
上記した図6,図7に示すフローチャートにしたがって
処理される。そして、ステップ5の高分解能の検出範囲
設定処理では、ステップ1で取得した測定結果のガス圧
Pi に基づいて下限値を算出し、その下限値に応じた値
をアップダウンカウンタ15のプリセット値Ppsとして
セットする。
L1,L2を介して静電容量検出回路1に対して各制御
信号を送るとともに、静電容量検出回路1から出力され
るパルスPout に基づいてガス漏れの有無を判定する機
能を有しており、係る処理をするための具体的な機能は
上記した図6,図7に示すフローチャートにしたがって
処理される。そして、ステップ5の高分解能の検出範囲
設定処理では、ステップ1で取得した測定結果のガス圧
Pi に基づいて下限値を算出し、その下限値に応じた値
をアップダウンカウンタ15のプリセット値Ppsとして
セットする。
【0059】次に本実施例の低分解能測定(ST1)
と、高分解能測定(ST6,ST9)時の動作の概略に
ついて、図10,図11を用いて説明する。図10は低
分解能の監視についてのタイミングチャートを示してお
り、センサ電源がオンされると、それにともないMPU
2からアップダウンカウンタ15に対して所定の値(a
0 〜an )をプリセット値Ppsとしてセットされる。す
ると、アップダウンカウンタ15のカウント値が0でな
くなるのでボロー信号BO(イネーブル信号CK3E
N)がハイレベルとなり、第3CR発振回路13が発振
を開始し、周波数信号CK3がセレクタ14及びMPU
2に供給される。
と、高分解能測定(ST6,ST9)時の動作の概略に
ついて、図10,図11を用いて説明する。図10は低
分解能の監視についてのタイミングチャートを示してお
り、センサ電源がオンされると、それにともないMPU
2からアップダウンカウンタ15に対して所定の値(a
0 〜an )をプリセット値Ppsとしてセットされる。す
ると、アップダウンカウンタ15のカウント値が0でな
くなるのでボロー信号BO(イネーブル信号CK3E
N)がハイレベルとなり、第3CR発振回路13が発振
を開始し、周波数信号CK3がセレクタ14及びMPU
2に供給される。
【0060】周波数信号CK3の2個目のパルス信号の
立ち上がりを受けて、ハイレベルとなったイネーブル信
号CK1ENが、MPU2から第1CR発振回路11に
供給される。同時に、アップダウン信号UDがローレベ
ルとなり、アップダウンカウンタ15がアップカウンタ
となる。
立ち上がりを受けて、ハイレベルとなったイネーブル信
号CK1ENが、MPU2から第1CR発振回路11に
供給される。同時に、アップダウン信号UDがローレベ
ルとなり、アップダウンカウンタ15がアップカウンタ
となる。
【0061】そして周波数信号CK3の4個目のパルス
信号の立ち上がりで、セレクト回路14に供給されるセ
レクト信号S1,S2が(0,1)となり、第1CR発
信回路11の出力である周波数信号CK1が周波数信号
CKINとしてアップダウンカウンタ15に供給され
て、カウントアップが開始される。その後、周波数信号
CK3の511個目のパルス信号の立ち上がりで、イネ
ーブル信号CK1ENがローレベルとなり第1CR発振
回路11の発振が停止する。これにより、周波数信号C
K3のパルスが508個入力される期間、周波数信号C
K1をカウントアップすることになり、カウントアップ
が終了したときのアップダウンカウンタ15のカウント
値は、N1(=Pps+カウントアップした値)である。
さらに、この発振停止と同時にMPU2からの制御信号
によりアップダウン信号UDがハイレベルとなり、アッ
プダウンカウンタ15がカウントダウン可能状態とな
る。
信号の立ち上がりで、セレクト回路14に供給されるセ
レクト信号S1,S2が(0,1)となり、第1CR発
信回路11の出力である周波数信号CK1が周波数信号
CKINとしてアップダウンカウンタ15に供給され
て、カウントアップが開始される。その後、周波数信号
CK3の511個目のパルス信号の立ち上がりで、イネ
ーブル信号CK1ENがローレベルとなり第1CR発振
回路11の発振が停止する。これにより、周波数信号C
K3のパルスが508個入力される期間、周波数信号C
K1をカウントアップすることになり、カウントアップ
が終了したときのアップダウンカウンタ15のカウント
値は、N1(=Pps+カウントアップした値)である。
さらに、この発振停止と同時にMPU2からの制御信号
によりアップダウン信号UDがハイレベルとなり、アッ
プダウンカウンタ15がカウントダウン可能状態とな
る。
【0062】その後、周波数信号CK3の513個目の
パルス信号の立ち上がりでハイレベルとなったイネーブ
ル信号CK2ENが、MPU2から第2CR発振回路3
2に供給される。そして周波数信号CK3の515個目
のパルス信号の立ち上がりで、セレクタ14に供給され
るセレクト信号S1,S2が(1,0)となる。これに
ともない、第2CR発振回路12から出力される周波数
信号CK2が周波数信号CKINとしてアップダウンカ
ウンタ15に供給されて、カウントダウンが開始され
る。その後、周波数信号CK3の1022個目のパルス
信号の立ち上がりで、イネーブル信号CK2ENがロー
レベルとなり第2CR発振回路12の発振が停止する。
従って、周波数信号CK3のパルスが、カウントアップ
の場合と同様に508個入力される期間、周波数信号C
K2をカウントダウンすることになる。これにより、ア
ップダウンカウンタ15のカウント値N1をカウントダ
ウンごとに減算することになる。この場合、カウントダ
ウンが終了したときのカウントダウンした総数はN2と
すると、アップダウンカウンタ15に残っているカウン
ト値Ndは、Nd=N1−N2となる。
パルス信号の立ち上がりでハイレベルとなったイネーブ
ル信号CK2ENが、MPU2から第2CR発振回路3
2に供給される。そして周波数信号CK3の515個目
のパルス信号の立ち上がりで、セレクタ14に供給され
るセレクト信号S1,S2が(1,0)となる。これに
ともない、第2CR発振回路12から出力される周波数
信号CK2が周波数信号CKINとしてアップダウンカ
ウンタ15に供給されて、カウントダウンが開始され
る。その後、周波数信号CK3の1022個目のパルス
信号の立ち上がりで、イネーブル信号CK2ENがロー
レベルとなり第2CR発振回路12の発振が停止する。
従って、周波数信号CK3のパルスが、カウントアップ
の場合と同様に508個入力される期間、周波数信号C
K2をカウントダウンすることになる。これにより、ア
ップダウンカウンタ15のカウント値N1をカウントダ
ウンごとに減算することになる。この場合、カウントダ
ウンが終了したときのカウントダウンした総数はN2と
すると、アップダウンカウンタ15に残っているカウン
ト値Ndは、Nd=N1−N2となる。
【0063】その後、周波数信号CK3の1024個目
のパルス信号の立ち上がりで、MPU2からセレクタ1
4に供給されるセレクト信号S1,S2が“1,1”と
なり、周波数信号CK3が周波数信号CKINとしてア
ップダウンカウンタ15に供給されて、カウントダウン
が開始される。またセレクト信号S1,S2が“1,
1”となると同時に、MPU2からゲート回路16に供
給されるイネーブル信号OENがアクティブとなり、周
波数信号CK3が出力パルスPout として出力される。
のパルス信号の立ち上がりで、MPU2からセレクタ1
4に供給されるセレクト信号S1,S2が“1,1”と
なり、周波数信号CK3が周波数信号CKINとしてア
ップダウンカウンタ15に供給されて、カウントダウン
が開始される。またセレクト信号S1,S2が“1,
1”となると同時に、MPU2からゲート回路16に供
給されるイネーブル信号OENがアクティブとなり、周
波数信号CK3が出力パルスPout として出力される。
【0064】そして、アップダウンカウンタ15のカウ
ント値が「0」になると、ボロー信号BOがローレベル
となり、第3CR発振回路13の発振が停止する。よっ
て、第2CR発信回路12の発信停止時のアップダウン
カウンタ15に残っているカウント値Ndに相当するパ
ルスが出力されることになる。
ント値が「0」になると、ボロー信号BOがローレベル
となり、第3CR発振回路13の発振が停止する。よっ
て、第2CR発信回路12の発信停止時のアップダウン
カウンタ15に残っているカウント値Ndに相当するパ
ルスが出力されることになる。
【0065】一方、高分解能の監視では、図11に示す
ようになる。図10と図11とを比較するとわかるよう
に、本実施例では、分解能を上げるために第1,第2C
R発振回路11,12から出力される周波数信号CK
1,CK2をアップダウンカウンタ15に入力する時間
を長くしている。具体的には、第1,第2CR発振回路
11,12に与えるイネーブル信号CK1EN,CK2
ENをハイレベルにしている時間をMPU2に入力され
る周波数信号CK3が2535パルスの期間にわたって
ハイレベルを維持するようにしている。これによりカウ
ント時間が5倍になり、上記した実施の形態で説明した
ように分解能が5倍に上がる。
ようになる。図10と図11とを比較するとわかるよう
に、本実施例では、分解能を上げるために第1,第2C
R発振回路11,12から出力される周波数信号CK
1,CK2をアップダウンカウンタ15に入力する時間
を長くしている。具体的には、第1,第2CR発振回路
11,12に与えるイネーブル信号CK1EN,CK2
ENをハイレベルにしている時間をMPU2に入力され
る周波数信号CK3が2535パルスの期間にわたって
ハイレベルを維持するようにしている。これによりカウ
ント時間が5倍になり、上記した実施の形態で説明した
ように分解能が5倍に上がる。
【0066】そして、本実施例では、プリセット値Pps
の設定や動作タイミング信号(イネーブル信号)をMP
U2から供給するようにしているので、検出範囲及び分
解能を任意の値に設定することができる。なお、その他
の切り替えタイミングの動作(プリセット値のセット
(セットする値は異なる)からアップダウン信号の切り
替え、並びに各イネーブル信号のローレベル/ハイレベ
ルの切り替え等)は、低分解能のそれと同じであるの
で、具体的な説明は省略する。
の設定や動作タイミング信号(イネーブル信号)をMP
U2から供給するようにしているので、検出範囲及び分
解能を任意の値に設定することができる。なお、その他
の切り替えタイミングの動作(プリセット値のセット
(セットする値は異なる)からアップダウン信号の切り
替え、並びに各イネーブル信号のローレベル/ハイレベ
ルの切り替え等)は、低分解能のそれと同じであるの
で、具体的な説明は省略する。
【0067】図13は本発明の第2実施例を示してい
る。本実施例では、上記した第1実施例と相違して、検
出範囲を決定するプリセット値Ppsは、MPU2からの
選択信号に基づき予め静電容量検出回路1側で保持して
いるデータの中から決定され、アップダウンカウンタ1
5にセットするようにしている。また、分解能は、第3
CR発振回路13の出力を分周してCK1,CK2のカ
ウント時間を決定するが、その分周する際の定数Kを変
更することにより対応している。
る。本実施例では、上記した第1実施例と相違して、検
出範囲を決定するプリセット値Ppsは、MPU2からの
選択信号に基づき予め静電容量検出回路1側で保持して
いるデータの中から決定され、アップダウンカウンタ1
5にセットするようにしている。また、分解能は、第3
CR発振回路13の出力を分周してCK1,CK2のカ
ウント時間を決定するが、その分周する際の定数Kを変
更することにより対応している。
【0068】具体的な回路の説明をすると、タイミング
ジェネレータ17を内蔵し、第1実施例ではMPU2か
ら直接行った各部の駆動制御を、このタイミングジェネ
レータ17を介して行うようにした。すなわち、第1,
第2CR発振回路11,12並びにゲート回路16への
イネーブル信号CK1EN,CK2EN,OEN、セレ
クタ回路14へのセレクト信号S1,S2、並びにアッ
プダウンカウンタ15の機能を決定するアップダウン信
号UDを、タイミングジェネレータ17から出力するよ
うにした。また、アップダウンカウンタ15から出力さ
れるボロー信号BOは、第3CR発振回路13とともに
タイミングジェネレータ17にも与えられるようになっ
ている。
ジェネレータ17を内蔵し、第1実施例ではMPU2か
ら直接行った各部の駆動制御を、このタイミングジェネ
レータ17を介して行うようにした。すなわち、第1,
第2CR発振回路11,12並びにゲート回路16への
イネーブル信号CK1EN,CK2EN,OEN、セレ
クタ回路14へのセレクト信号S1,S2、並びにアッ
プダウンカウンタ15の機能を決定するアップダウン信
号UDを、タイミングジェネレータ17から出力するよ
うにした。また、アップダウンカウンタ15から出力さ
れるボロー信号BOは、第3CR発振回路13とともに
タイミングジェネレータ17にも与えられるようになっ
ている。
【0069】さらに、このタイミングジェネレータ17
には、第3CR発振回路13の出力CK3を分周回路1
8を介して分周したパルス信号を入力するようにしてい
る。すなわち、この分周回路18にて周波数信号CK3
を分周し、異なる分周比の複数の分周信号を生成可能と
している。そして、タイミングジェネレータ17にて与
えられた分周信号に基づき複数のタイミング信号を生成
し、そのタイミング信号を上記のように各部に与えるよ
うになっている。そして、MPU2からは、信号ライン
L2を介してこの分周回路18に対して定数Kの変更命
令を与え、それに基づき、カウント時間が所定の値にな
るように分周する。なお、本実施例では周波数信号CK
3を分周することにより分解能を決定することから、分
解能は低分解能に対して2n 倍となる。
には、第3CR発振回路13の出力CK3を分周回路1
8を介して分周したパルス信号を入力するようにしてい
る。すなわち、この分周回路18にて周波数信号CK3
を分周し、異なる分周比の複数の分周信号を生成可能と
している。そして、タイミングジェネレータ17にて与
えられた分周信号に基づき複数のタイミング信号を生成
し、そのタイミング信号を上記のように各部に与えるよ
うになっている。そして、MPU2からは、信号ライン
L2を介してこの分周回路18に対して定数Kの変更命
令を与え、それに基づき、カウント時間が所定の値にな
るように分周する。なお、本実施例では周波数信号CK
3を分周することにより分解能を決定することから、分
解能は低分解能に対して2n 倍となる。
【0070】さらに本実施例ではプリセット値セレクタ
19を設け、このプリセット値セレクタ19内には予め
複数のプリセット値を保持しており、信号ラインL1を
介してMPU2から与えられる選択信号に基づき所定の
値をアップダウンカウンタ15に設定するようになって
いる。
19を設け、このプリセット値セレクタ19内には予め
複数のプリセット値を保持しており、信号ラインL1を
介してMPU2から与えられる選択信号に基づき所定の
値をアップダウンカウンタ15に設定するようになって
いる。
【0071】そして、MPU2は、上記した信号ライン
L1,L2を介して静電容量検出回路1に対してプリセ
ット値の選択信号をプリセット値セレクタ19に与える
とともに、分周回路18に対して分解能切替信号を与え
る。この分解能切替信号は、ローレベルのときに低分解
能で処理し、ハイレベルの時に高分解能で処理するよう
になる。さらに静電容量検出回路1から出力されるパル
スPout に基づいてガス漏れの有無を判定する機能を有
しいる。
L1,L2を介して静電容量検出回路1に対してプリセ
ット値の選択信号をプリセット値セレクタ19に与える
とともに、分周回路18に対して分解能切替信号を与え
る。この分解能切替信号は、ローレベルのときに低分解
能で処理し、ハイレベルの時に高分解能で処理するよう
になる。さらに静電容量検出回路1から出力されるパル
スPout に基づいてガス漏れの有無を判定する機能を有
しいる。
【0072】さらに係る処理をするための具体的な機能
は上記した図6,図7に示すフローチャートにしたがっ
て処理される。そして、ステップ5の高分解能の検出範
囲設定処理では、ステップ1で取得した測定結果のガス
圧Pi に基づいて下限値を算出し、それに対応するプリ
セット値の選択信号をプリセット値セレクタ19に出力
し、その値をプリセット値セレクタ19がアップダウン
カウンタ15のプリセット値Ppsとしてセットする。な
おその他の構成並びに作用効果は上記した第1実施例と
同様であるので、同一符号を付し、その詳細な説明を省
略する。
は上記した図6,図7に示すフローチャートにしたがっ
て処理される。そして、ステップ5の高分解能の検出範
囲設定処理では、ステップ1で取得した測定結果のガス
圧Pi に基づいて下限値を算出し、それに対応するプリ
セット値の選択信号をプリセット値セレクタ19に出力
し、その値をプリセット値セレクタ19がアップダウン
カウンタ15のプリセット値Ppsとしてセットする。な
おその他の構成並びに作用効果は上記した第1実施例と
同様であるので、同一符号を付し、その詳細な説明を省
略する。
【0073】次に本実施例の低分解能測定(ST1)
と、高分解能測定(ST6,ST9)時の動作の概略に
ついて、図13,図14を用いて説明する。図13は低
分解能の監視についてのタイミングチャートを示してお
り、センサ電源がオンされると、それにともないMPU
2から選択信号がプリセット値セレクタ19に与えら
れ、そのセレクタ19がアップダウンカウンタ15に対
して選択信号により決定される所定の値(a0 〜an )
をプリセット値Ppsとしてセットする。すると、アップ
ダウンカウンタ15のカウント値が「0」でなくなるの
でボロー信号BO(イネーブル信号CK3EN)がハイ
レベルとなり、第3CR発振回路13が発振を開始し、
周波数信号CK3が分周回路18に供給される。そし
て、分解能切替信号がローレベルであるので、低分解能
と判断し、所定の分解能(カウント時間が所定の時間)
になるように分周処理を行う。
と、高分解能測定(ST6,ST9)時の動作の概略に
ついて、図13,図14を用いて説明する。図13は低
分解能の監視についてのタイミングチャートを示してお
り、センサ電源がオンされると、それにともないMPU
2から選択信号がプリセット値セレクタ19に与えら
れ、そのセレクタ19がアップダウンカウンタ15に対
して選択信号により決定される所定の値(a0 〜an )
をプリセット値Ppsとしてセットする。すると、アップ
ダウンカウンタ15のカウント値が「0」でなくなるの
でボロー信号BO(イネーブル信号CK3EN)がハイ
レベルとなり、第3CR発振回路13が発振を開始し、
周波数信号CK3が分周回路18に供給される。そし
て、分解能切替信号がローレベルであるので、低分解能
と判断し、所定の分解能(カウント時間が所定の時間)
になるように分周処理を行う。
【0074】この分周回路18で生成された分周信号に
より、周波数信号CK3の2個目のパルス信号の立ち上
がりでハイレベルとなったイネーブル信号CK1EN
が、タイミングジェネレータ17から第1CR発振回路
11に供給される。同時に、アップダウン信号UDがロ
ーレベルとなり、アップダウンカウンタ15がカウント
アップとなる。
より、周波数信号CK3の2個目のパルス信号の立ち上
がりでハイレベルとなったイネーブル信号CK1EN
が、タイミングジェネレータ17から第1CR発振回路
11に供給される。同時に、アップダウン信号UDがロ
ーレベルとなり、アップダウンカウンタ15がカウント
アップとなる。
【0075】そして周波数信号CK3の4個目のパルス
信号の立ち上がりで、セレクタ14に供給されるセレク
ト信号S1,S2が(0,1)となり、周波数信号CK
INとしてアップダウンカウンタ15に供給されて、カ
ウントアップが開始される。その後、周波数信号CK3
の511個目のパルス信号の立ち上がりで、イネーブル
信号CK1ENがローレベルとなり第1CR発振回路1
1の発振が停止する。すなわち、周波数信号CK3のパ
ルスが508個入力される期間、周波数信号CK1をカ
ウントアップすることになる。この場合、カウントアッ
プが終了したときのアップダウンカウンタ15のカウン
ト値はN1(=Pps+カウントアップした値)である。
さらに、この発振停止と同時にアップダウン信号UDが
ハイレベルとなり、アップダウンカウンタ15がカウン
トダウン可能状態となる。
信号の立ち上がりで、セレクタ14に供給されるセレク
ト信号S1,S2が(0,1)となり、周波数信号CK
INとしてアップダウンカウンタ15に供給されて、カ
ウントアップが開始される。その後、周波数信号CK3
の511個目のパルス信号の立ち上がりで、イネーブル
信号CK1ENがローレベルとなり第1CR発振回路1
1の発振が停止する。すなわち、周波数信号CK3のパ
ルスが508個入力される期間、周波数信号CK1をカ
ウントアップすることになる。この場合、カウントアッ
プが終了したときのアップダウンカウンタ15のカウン
ト値はN1(=Pps+カウントアップした値)である。
さらに、この発振停止と同時にアップダウン信号UDが
ハイレベルとなり、アップダウンカウンタ15がカウン
トダウン可能状態となる。
【0076】その後、周波数信号CK3の513個目の
パルス信号の立ち上がりでハイレベルとなったイネーブ
ル信号CK2ENが、タイミングジェネレータ17から
第2CR発振回路12に供給される。そして周波数信号
CK3の515個目のパルス信号の立ち上がりで、セレ
クタ14に供給されるセレクト信号S1,S2が“1,
0”となり、周波数信号CK2が周波数信号CKINと
してアップダウンカウンタ15に供給されて、カウント
ダウンが開始される。その後、周波数信号CK3の10
22個目のパルス信号の立ち上がりで、イネーブル信号
CK2ENがローレベルとなり第2CR発振回路12の
発振が停止する。従って、周波数信号CK3のパルス
が、カウントアップの場合と同様に508個入力される
期間、周波数信号CK2をカウントダウンすることにな
る。すなわち、アップダウンカウンタ15のカウント値
N1をカウントダウンごとに減算することになる。この
場合、カウントダウンが終了したときのカウントダウン
した総数はN2である。従って、アップダウンカウンタ
15に残っているカウント値Ndは、Nd=N1−N2
となる。
パルス信号の立ち上がりでハイレベルとなったイネーブ
ル信号CK2ENが、タイミングジェネレータ17から
第2CR発振回路12に供給される。そして周波数信号
CK3の515個目のパルス信号の立ち上がりで、セレ
クタ14に供給されるセレクト信号S1,S2が“1,
0”となり、周波数信号CK2が周波数信号CKINと
してアップダウンカウンタ15に供給されて、カウント
ダウンが開始される。その後、周波数信号CK3の10
22個目のパルス信号の立ち上がりで、イネーブル信号
CK2ENがローレベルとなり第2CR発振回路12の
発振が停止する。従って、周波数信号CK3のパルス
が、カウントアップの場合と同様に508個入力される
期間、周波数信号CK2をカウントダウンすることにな
る。すなわち、アップダウンカウンタ15のカウント値
N1をカウントダウンごとに減算することになる。この
場合、カウントダウンが終了したときのカウントダウン
した総数はN2である。従って、アップダウンカウンタ
15に残っているカウント値Ndは、Nd=N1−N2
となる。
【0077】その後、周波数信号CK3の1024個目
のパルス信号の立ち上がりで、セレクタ14に供給され
るセレクト信号S1,S2が(1,1)となり、周波数
信号CK3が周波数信号CKINとしてアップダウンカ
ウンタ15に供給されて、カウントダウンが開始され
る。またセレクト信号S1,S2が(1,1)となると
同時に、タイミングジェネレータ17からゲート回路1
8に供給されるイネーブル信号OENがアクティブとな
り、周波数信号CK3が出力パルスPout として出力さ
れる。そして、アップダウンカウンタ15のカウント値
が「0」になるまで、パルスが出力され、その後ボロー
信号BOがローレベルになるのに伴い第3CR発振回路
13の発振が停止する。
のパルス信号の立ち上がりで、セレクタ14に供給され
るセレクト信号S1,S2が(1,1)となり、周波数
信号CK3が周波数信号CKINとしてアップダウンカ
ウンタ15に供給されて、カウントダウンが開始され
る。またセレクト信号S1,S2が(1,1)となると
同時に、タイミングジェネレータ17からゲート回路1
8に供給されるイネーブル信号OENがアクティブとな
り、周波数信号CK3が出力パルスPout として出力さ
れる。そして、アップダウンカウンタ15のカウント値
が「0」になるまで、パルスが出力され、その後ボロー
信号BOがローレベルになるのに伴い第3CR発振回路
13の発振が停止する。
【0078】一方、高分解能の監視では、図14に示す
ようになる。すなわち、センサ電源がオンされると、そ
れにともないMPU2から選択信号がプリセット値セレ
クタ19に与えられ、そのセレクタ19がアップダウン
カウンタ15に対して選択信号により決定される所定の
値(a0 〜an )をプリセット値Ppsとしてセットす
る。この処理は低分解能と同じであるが、選択したプリ
セット値が異なる。そして、上記したようにここで選択
する値は、低分解能の監視で得られたガス圧に基づいて
MPU2で算出した値である。なお、予め容易したデー
タ数が2個a0 ,a1 の場合には、各値が低分解能と高
分解能の下限値であるので、MPU2からは分解能の指
定のみがなされることになる。
ようになる。すなわち、センサ電源がオンされると、そ
れにともないMPU2から選択信号がプリセット値セレ
クタ19に与えられ、そのセレクタ19がアップダウン
カウンタ15に対して選択信号により決定される所定の
値(a0 〜an )をプリセット値Ppsとしてセットす
る。この処理は低分解能と同じであるが、選択したプリ
セット値が異なる。そして、上記したようにここで選択
する値は、低分解能の監視で得られたガス圧に基づいて
MPU2で算出した値である。なお、予め容易したデー
タ数が2個a0 ,a1 の場合には、各値が低分解能と高
分解能の下限値であるので、MPU2からは分解能の指
定のみがなされることになる。
【0079】また、分解能切替信号はハイレベルになる
ので、分周回路18での分周処理により得られるパルス
幅が長くなる。これにより、たとえ低分解能と同じ50
8個のパルスが入力される期間だけカウントアップ/カ
ウントダウンするようにしたとしても、そのカウント中
にセレクタ14を介してアップダウンカウンタ15に入
力される周波数信号CKINのパルス数は多くなる。
ので、分周回路18での分周処理により得られるパルス
幅が長くなる。これにより、たとえ低分解能と同じ50
8個のパルスが入力される期間だけカウントアップ/カ
ウントダウンするようにしたとしても、そのカウント中
にセレクタ14を介してアップダウンカウンタ15に入
力される周波数信号CKINのパルス数は多くなる。
【0080】このように、本実施例では、図14から明
らかなように、タイミングジェネレータ17から出力さ
れる各タイミング信号の発生時期を決定するアルゴリズ
ム(分周回路18から与えられるパルスのn番目に所定
の信号を出力する)は同じにしながら、係る分周回路1
8から出力されるパルスのパルス幅を増加することによ
り、第1,第2CR発振回路11,12から出力される
周波数信号CK1,CK2をアップダウンカウンタ15
に入力する時間を長くし、分解能を高めている。なお、
その他の切り替えタイミングの動作からアップダウン信
号の切り替え、並びに各イネーブル信号のローレベル/
ハイレベルの切り替え等)は、低分解能のそれと同じで
あるので、具体的な説明は省略する。
らかなように、タイミングジェネレータ17から出力さ
れる各タイミング信号の発生時期を決定するアルゴリズ
ム(分周回路18から与えられるパルスのn番目に所定
の信号を出力する)は同じにしながら、係る分周回路1
8から出力されるパルスのパルス幅を増加することによ
り、第1,第2CR発振回路11,12から出力される
周波数信号CK1,CK2をアップダウンカウンタ15
に入力する時間を長くし、分解能を高めている。なお、
その他の切り替えタイミングの動作からアップダウン信
号の切り替え、並びに各イネーブル信号のローレベル/
ハイレベルの切り替え等)は、低分解能のそれと同じで
あるので、具体的な説明は省略する。
【0081】図15は本発明の第3実施例を示してい
る。本実施例は、基本的には第2実施例と同じで、具体
的なプリセット値の設定や、分解能の切替のためのカウ
ント時間の設定を静電容量検出回路1側で行い、MPU
2からは切替命令等の制御命令が出力されるようになっ
ている。そして、第2実施例との相違点は、信号ライン
L2を介して行われる分解能の切替命令を第2実施例で
は分周回路18に与えていたが、本実施例ではタイミン
グジェネレータ17に与えるようにしている点で相違す
る。
る。本実施例は、基本的には第2実施例と同じで、具体
的なプリセット値の設定や、分解能の切替のためのカウ
ント時間の設定を静電容量検出回路1側で行い、MPU
2からは切替命令等の制御命令が出力されるようになっ
ている。そして、第2実施例との相違点は、信号ライン
L2を介して行われる分解能の切替命令を第2実施例で
は分周回路18に与えていたが、本実施例ではタイミン
グジェネレータ17に与えるようにしている点で相違す
る。
【0082】そして、それにともない本実施例のタイミ
ングジェネレータ17は、内部に異なるタイミング信号
発生アルゴリズムを実施するための回路部分を備え、そ
れらを切り替えスイッチを介して入出力を共通化して並
列接続し、信号ラインL2を介して与えられる分解能切
替信号に基づいて、上記複数の回路部分の内のいずれか
を選択し、所望のタイミングで各部にタイミング信号を
出力するようになる。なお、この場合に分周回路18で
行われる分周処理、つまり分周回路18から出力される
パルスのパルス幅は一定である。なおその他の構成は第
2実施例と同様であるので同一符号を付しその説明を省
略する。
ングジェネレータ17は、内部に異なるタイミング信号
発生アルゴリズムを実施するための回路部分を備え、そ
れらを切り替えスイッチを介して入出力を共通化して並
列接続し、信号ラインL2を介して与えられる分解能切
替信号に基づいて、上記複数の回路部分の内のいずれか
を選択し、所望のタイミングで各部にタイミング信号を
出力するようになる。なお、この場合に分周回路18で
行われる分周処理、つまり分周回路18から出力される
パルスのパルス幅は一定である。なおその他の構成は第
2実施例と同様であるので同一符号を付しその説明を省
略する。
【0083】そして、本実施例の低分解能測定(ST
1)時の動作は図16のようになり、高分解能測定(S
T6,ST9)時の動作は、図17のようになる。すな
わち、図16から明らかなように、低分解能時の動作タ
イミングは、低分解能切替信号がローレベルとなるの
で、それを受けたタイミングジェネレータ17が低分解
能用の回路部分が接続され、508個分のパルスが入力
される期間だけカウントするように制御される。そして
それ以外の具体的な各部の動作は図13に示す第2実施
例の場合と同様となるので、詳細な説明を省略する。
1)時の動作は図16のようになり、高分解能測定(S
T6,ST9)時の動作は、図17のようになる。すな
わち、図16から明らかなように、低分解能時の動作タ
イミングは、低分解能切替信号がローレベルとなるの
で、それを受けたタイミングジェネレータ17が低分解
能用の回路部分が接続され、508個分のパルスが入力
される期間だけカウントするように制御される。そして
それ以外の具体的な各部の動作は図13に示す第2実施
例の場合と同様となるので、詳細な説明を省略する。
【0084】一方、図17に示すように、高分解能の時
は、MPU2からの分解能切替信号がハイレベルになる
ので、それを受けてタイミングジェネレータ17が高分
解能用の回路部分が接続され、低分解能の5倍の253
5個分のパルスが入力される期間だけカウントするよう
に制御される。これにより、カウント時間が5倍にな
り、分解能も5倍となる。また、これと同時にプリセッ
ト値Ppsの設定も行う。なお、その他の切り替えタイミ
ングの動作(プリセット値のセット(セットする値は異
なる)からアップダウン信号の切り替え、並びに各イネ
ーブル信号のローレベル/ハイレベルの切り替え等)
は、低分解能のそれと同じであるので、具体的な説明は
省略する。
は、MPU2からの分解能切替信号がハイレベルになる
ので、それを受けてタイミングジェネレータ17が高分
解能用の回路部分が接続され、低分解能の5倍の253
5個分のパルスが入力される期間だけカウントするよう
に制御される。これにより、カウント時間が5倍にな
り、分解能も5倍となる。また、これと同時にプリセッ
ト値Ppsの設定も行う。なお、その他の切り替えタイミ
ングの動作(プリセット値のセット(セットする値は異
なる)からアップダウン信号の切り替え、並びに各イネ
ーブル信号のローレベル/ハイレベルの切り替え等)
は、低分解能のそれと同じであるので、具体的な説明は
省略する。
【0085】なお、上記した各実施例では、いずれも分
解能を高低の2種類としたが、本発明はこれに限ること
なく3段階以上に設定し、適宜切り替えて、より高精度
にガス圧監視を行う用にしてももちろんよい。
解能を高低の2種類としたが、本発明はこれに限ること
なく3段階以上に設定し、適宜切り替えて、より高精度
にガス圧監視を行う用にしてももちろんよい。
【0086】
【発明の効果】以上のように、本発明に係るガス圧監視
装置では、分解能を切り替えることができるようにした
ため、低分解能による監視で短時間で広範囲の圧力変化
を検出でき、急激なガス漏れを迅速かつ確実に検出でき
る。また、高分解能による監視を行うことにより、微小
なガス圧の変動も検出することができ、僅かなガス漏れ
も検出できる。そして、分解能を上げるほど検出範囲を
狭くするようにしたため、高分解能によるガス圧の監視
であっても、低分解能の時と同一ビット数で検出出力を
得ることができ、コンピュータ側の負荷を軽減すること
ができる。また、請求項2のように構成した場合には高
分解能による測定にともなうガス漏れ認定の精度がより
向上する。
装置では、分解能を切り替えることができるようにした
ため、低分解能による監視で短時間で広範囲の圧力変化
を検出でき、急激なガス漏れを迅速かつ確実に検出でき
る。また、高分解能による監視を行うことにより、微小
なガス圧の変動も検出することができ、僅かなガス漏れ
も検出できる。そして、分解能を上げるほど検出範囲を
狭くするようにしたため、高分解能によるガス圧の監視
であっても、低分解能の時と同一ビット数で検出出力を
得ることができ、コンピュータ側の負荷を軽減すること
ができる。また、請求項2のように構成した場合には高
分解能による測定にともなうガス漏れ認定の精度がより
向上する。
【0087】また、請求項3,4のように構成した場合
には、狭い検出範囲を有効に利用でき、測定可能な分解
能を高くすることができる。一方、請求項5のように構
成すると、制御が簡略され、システムが小さくできコス
ト安となる。
には、狭い検出範囲を有効に利用でき、測定可能な分解
能を高くすることができる。一方、請求項5のように構
成すると、制御が簡略され、システムが小さくできコス
ト安となる。
【図1】本発明を実施する形態の一例を示す図である。
【図2】使用する圧力センサの一例を示す図である
【図3】その動作原理を説明する図である。
【図4】分解能を説明する図である。
【図5】検出範囲を説明する図である。
【図6】MPUの機能を説明するフローチャートの一部
である。
である。
【図7】MPUの機能を説明するフローチャートの一部
である。
である。
【図8】作用を説明する図である。
【図9】本発明に係るガス圧監視装置の第1実施例を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図10】第1実施例の低分解能時のタイミングチャー
トである。
トである。
【図11】第1実施例の高分解能時のタイミングチャー
トである。
トである。
【図12】本発明に係るガス圧監視装置の第2実施例を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図13】第2実施例の低分解能時のタイミングチャー
トである。
トである。
【図14】第2実施例の高分解能時のタイミングチャー
トである。
トである。
【図15】本発明に係るガス圧監視装置の第3実施例を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図16】第3実施例の低分解能時のタイミングチャー
トである。
トである。
【図17】第3実施例の高分解能時のタイミングチャー
トである。
トである。
1 静電容量検出回路 2 MPU 3 圧力センサ 4 コンデンサ 5 基準コンデンサ 11 第1CR発振回路 12 第2CR発振回路 13 第3CR発振回路 14 セレクタ 15 アップダウンカウンタ 16 ゲート回路 17 タイミングジェネレータ 18 分周回路 19 プリセット値セレクタ
Claims (5)
- 【請求項1】 ガス圧の変化により静電容量が変化する
圧力センサと、 前記圧力センサから出力される静電容量に応じたパルス
数を出力する静電容量検出手段と、 前記静電容量検出手段から出力されるパルス数に基づい
てガス圧の異常の有無を判断する異常判定手段とを備え
たガス圧監視装置であって、 前記静電容量検出手段における前記パルス数を算出する
際の分解能を複数選択可能に設けるとともに検出範囲を
変更可能とし、それら分解能及び検出範囲を切替または
設定する制御手段を設け、 かつ、前記制御手段により設定される検出範囲が、前記
分解能が高いものほど狭くするようにしたことを特徴と
するガス圧監視装置。 - 【請求項2】 前記異常判定手段による判定処理が、前
記複数用意した分解能のうち最低分解能でない分解能に
よる測定を複数回行い、測定結果の変動量が基準以上の
時にガス漏れありと判定するようにしたことを特徴とす
る請求項1に記載のガス圧監視装置。 - 【請求項3】 前記制御手段が、低分解能により測定し
たガス圧に基づいて前記高分解能による測定時の検出範
囲を決定するようにしたことを特徴とする請求項1また
は2に記載のガス圧監視装置。 - 【請求項4】 前記高分解能による測定時の検出範囲の
決定に際し、前記低分解能により測定したガス圧を基準
とし低圧側に検出範囲が広くなるようにすることをこと
を特徴とする請求項3に記載のガス圧監視装置。 - 【請求項5】 前記制御手段による検出範囲の設定が、
予め分解能に対応して決定された固定データとしたこと
を特徴とする請求項1または2に記載のガス圧監視装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17688795A JPH095192A (ja) | 1995-06-21 | 1995-06-21 | ガス圧監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17688795A JPH095192A (ja) | 1995-06-21 | 1995-06-21 | ガス圧監視装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH095192A true JPH095192A (ja) | 1997-01-10 |
Family
ID=16021503
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17688795A Pending JPH095192A (ja) | 1995-06-21 | 1995-06-21 | ガス圧監視装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH095192A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001096815A1 (fr) * | 2000-06-14 | 2001-12-20 | Omron Corporation | Dispositif de transformation de la sortie d'un capteur |
JP2007256108A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Denso Corp | 発振型センサの利得制御方法、発振型センサ装置、蒸発燃料状態検出装置及び内燃機関のコントロールユニット |
JP2015145878A (ja) * | 2006-06-05 | 2015-08-13 | カブリコ コーポレイション | タイヤ圧監視方法および装置 |
-
1995
- 1995-06-21 JP JP17688795A patent/JPH095192A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001096815A1 (fr) * | 2000-06-14 | 2001-12-20 | Omron Corporation | Dispositif de transformation de la sortie d'un capteur |
JP2007256108A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Denso Corp | 発振型センサの利得制御方法、発振型センサ装置、蒸発燃料状態検出装置及び内燃機関のコントロールユニット |
JP2015145878A (ja) * | 2006-06-05 | 2015-08-13 | カブリコ コーポレイション | タイヤ圧監視方法および装置 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020806 |