JPH095192A

JPH095192A - ガス圧監視装置

Info

Publication number: JPH095192A
Application number: JP17688795A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Ishii; 克幸石井; Hidenobu Umeda; 秀信梅田
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1995-06-21
Filing date: 1995-06-21
Publication date: 1997-01-10

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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）。

【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）。

【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）。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００３３】

【数１】Ｐout ＝Ｔup×ＣＫ１−Ｔdown×ＣＫ２＋Ｐps …（１）但し、Ｔup×ＣＫ１，Ｔdown×ＣＫ２は整数そして、Ｔup＝Ｔdown＝ＴｃＣＫ１−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。

【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
Ｈ₂Ｏの圧力を２⁸（＝２５６）ビットで検出する場
合、分解能は、６００／２⁸＝２．３４ｍｍＨ₂Ｏ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６００ｍｍＨ₂Ｏ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
０ｍｍＨ₂Ｏ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．
１７ｍｍＨ₂Ｏとなる。但しそのままでは検出範囲が０
〜３００ｍｍＨ₂Ｏ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１５０ｍｍＨ₂Ｏにすると、検出範囲は１５０〜４
５０ｍｍＨ₂Ｏ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。

【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。

【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
Ｈ₂Ｏ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
（３００ｍｍＨ₂Ｏ）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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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
０ｍｍＨ₂Ｏ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。

【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）。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【図７】ＭＰＵの機能を説明するフローチャートの一部
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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【符号の説明】

１静電容量検出回路２ＭＰＵ３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

【特許請求の範囲】

【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。