JPS6326544A - リモ−トシ−ル形差圧・圧力発信器 - Google Patents

リモ−トシ−ル形差圧・圧力発信器

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JPS6326544A
JPS6326544A JP16961086A JP16961086A JPS6326544A JP S6326544 A JPS6326544 A JP S6326544A JP 16961086 A JP16961086 A JP 16961086A JP 16961086 A JP16961086 A JP 16961086A JP S6326544 A JPS6326544 A JP S6326544A
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pressure
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arithmetic
transmitter
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Atsushi Kawachi
河内 淳
Shunichiro Anami
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液面の高てや管を流れる流体の密度及びタン
ク内の圧力の測定に用いるリモートシール形差圧・圧力
発信器に関する。
〔従来の技術〕
例えば従来よシ、液体を収容した容器内の上下2点にお
ける圧力を差圧センサーに導いて、液面の高さく液位)
を求めるようにしたリモートシール形の液面計が知られ
ている。
第7図に、その−例を示す。液体1を収容した、タンク
2の上下2点に側圧端3A、3Bが設定てれ、ダイアフ
ラム31を介して取り出した両者の圧力を、7ランジを
介してタンク2に取シ付けた、圧力伝;i!!液(封入
液)を封入したキャピラリ管4によシ、差圧センサーを
備えた発信器5のダイアフラム51に導いている。
HP側Kかかる圧力’H”Po+(Ho+H1)r2 
 ”11)LP側にかかる圧力PL−Po+hr1+H
1r2−・・−(2)ここで、Po:タンク内圧力 γ□:被測定液体の比重量 γ、:封入液の比重量 Ho: HP側フランジとLP側フランジこの高ざの差 Hl: LP側フランジと発信器5この高ての差 h:LP側フランジからの被測定液 体の液位 ゆえに、発信器5にかかる差圧は、 PH−PL= Hoγ、−hγ、 求めたい液位りは、 したがって、Ho、γ8.γ、が定数であれば、(PH
−PL) 、つまシ差圧センサーの出力により、液位り
を求めることができる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところが、実際は封入液の比重量は、次のように温度に
依存する。
7. = y、。(1+(mT)         ・
・・・(4)ΔT :封入液の温度変化 α :封入液の比重量の温度係数 γ、lo:基準温度T。における封入液の比重量 したがって、(3)式の第1項は定数ではなく、温度が
基準温度から△Tだけ変化したとき、誤差ΔhERが生
じる。
γ30 ΔbzH= Hg −a’r        j e 
# ・(5)γl また、Hoは定数として扱ったが、現実には利用者ごと
に各種の数値が使用てれるし、また仕様の変更等もアシ
、そのそれぞれの場合ごとに合せて調整したものを用い
る必要がある。てらに発信器が故障した場合にも、同様
の定数のものでなければ互換性がないため、他所のもの
を容易に流用することはできず、予備品を備えるにも、
各場合ごとに個別の予備品をそろえておかなければなら
カい。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明のリモートシール形差圧・圧力発信器は、受圧部
本体に被測定液体の状態量、例えば温度と圧力とを検出
するセンサを備えるとともに、演算データを記憶するメ
モリおよび演算部のほかに1演算および演算データの呼
び出し・変更を指示する入力部ならびに演算を行う演算
部とその演算結果を表示する出力部を有するインターフ
ェースを備えたものである。
〔作用〕
周囲温度変化による零点シフトの補償を行なった圧力が
演算によシ求められる。また、種々のフランジ取付寸法
に対しては、インターフェースの入力部からの指示によ
シデータの変更が行なわれ、同じく入力部からの指示に
より、所定の演算結果が出力部に出力ちれる。
〔実施例〕
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図である。
本実施例は、例えば第7図に示した発信器5の代シに、
タンク2内の液位の測定に用いられる。
同図において、発信器本体100に設けられた複合機能
センサー101は、第2図に示すように、従来一般に使
用されているシリコンダイアフラム形圧力センサーと同
様に、シリコンチップに形成した薄肉ダイアフラム部の
表面に拡散領域からなるピエゾ抵抗素子を設け、差圧の
変化を電気信号として取り出せるようにしたものである
が、主として差圧に感応する差圧測定用センサー101
A、主として静圧に感応する静圧測定用センサー101
Bおよび主として温度に感応する温度測定用センサー1
01Cの3種の測定エレメントを同一チップ上に配置し
である。りまシこのセンサーは、測定したい状態量であ
る差圧のみならず、その差圧に対して影響する静圧およ
び温度をも併せて測定し得るようにしたもので、 (ここでP、S、Tはそれぞれ差圧・静圧・温度測定用
センサーIQIA 、 101B 、 IQICの出力
、PV、 SP 、 Tempは差圧・静圧・温度)(
6)式の連立方程式を解くことによシ、(7)式の解が
求められる。
’ +g+hの関数の同定およびF’、G、Hの式を求
める作業は、予め1個1個のセンサーについて行なわれ
る。被測定圧力は直接センサーに作用するのではなく、
バリアダイアフラムおよび封入液を介してセンサーに働
き、静圧や温度はこれらのダイアフラムや封入液等の構
成エレメントにも影響を与えるから、センサーの同定は
、センサーが実際にフィールド(現場)で設置される形
、つまシ完全なメータボディの形で行なわれる。また同
定は、所定の範囲内における差圧・静圧・温度の異なる
組合せの条件で、メータボディのp、s。
Tの各センサー出力を測定することによって行なわれる
。次に、この同定によって得られたデータを大形計算機
で処理し、出力関数を決定する。同様に上述のようにし
て求められた差圧から液位りを求めるために必要な、H
o、γ20+ TO+α等の基礎データも、製造時に決
定てれる。これらのデ。
−タは、以下に述べるように予め各メモリに格納され、
それによって差圧が演′xてれる。
す力わち第1図において、キャピラリ管4(第7図)に
よってこの発信器に導かれた圧力PPは、受圧ダイアフ
ラム(第7図31)を介して封入液(図示せず)に伝達
てれ、オーバーロード保護機構102を通って、最終的
にセンサー101に伝えられる。このセンサー101に
加えられた差圧・静圧・温度は、各センサー101A、
101B、101Cによって3つのアナログ電気信号に
変換でれる。この3種類のアナログ電気信号は、マルチ
プレクサ103を介して選択的に、かつA/D変換器1
04によυデジタル信号に変換された上で、デジタル演
算部に取シ込まれる。このデジタル演算部は、周知のマ
イクロプロセッサからなるプロセッサユニット105お
よび各種メモリー106〜109によシ構成てれ、プロ
セッサユニツ)105が、ROM106に予め格納てれ
ているプログラムの実行として、はじめに上記各センサ
ーから得られる出力データと、FROMIOγに格納て
れているセンサーの特性データ(キャラクタリゼーショ
ン・データ)とを用い、適宜RAM10Bにアクセスし
ながら、例えば次のような演算を行なう。
まず、(8)式によ)、温度変化を考慮した差圧ΔPを
求める。これは、(3)式のpH−pLの項に相当する
ものであるが、(7)式について説明したような差圧測
定用センサー101Aそのものの出力についての温度補
正を行なったものである。なお、ここでは簡単のため、
静圧の影響については無視している。
ΔP−Hoγ2−(α(T)ΔPactual+β(T
))   ・・−(8)ΔPaetual は、差圧測
定用センサー101A自体の出力によるものである。
次に、温度変化による封入液の比重量の変化に起因する
誤差分ΔPerrorを求める。なお、ΔTは温度測定
用センサー101Cを利用して測定てれる。
△Perror=H(、・7”l、)・α・ΔT・・・
・(9)石らに、封入液の比重量の変化を考慮した差圧
△Pre a 1  を求める。
譚real=Δト1−error・・・・aoこれは(
3)式の分母に相当するが、このΔprealの値は、
次にNVM(ノンボラタイルメモリー:不揮発性メモリ
ー)109に格納てれているコンフィギユレーション・
データに従って単位変換され、デジタル量となる。この
デジタル量は、)1変換器110を通して4〜20mA
のアナログ信号に変換てれ、2線式伝送路に送出される
ここで、この発信器は、上述したようにマイクロプロセ
ッサを内蔵しているため、伝送路201を介して接続さ
れたインターフェース120この間で、デジタル信号入
出力回路111を介して、4〜20mAの信号の断続(
4mA基準のパルス電流)によシデジタル通信を行なう
ことができる。112はそのためのパルス発生用のスイ
ッチングトランジスタである。なお、202は電源、2
03は遠隔地にあるコントロール・ルームの受信装置で
あシ、上記4〜2QmAのアナログ信号は、受信用抵抗
203人によう電圧信号として取シ出でれる。
インターフェース120は、第3図にその外観を示すよ
うに、液晶ディスプレイ121およびキーボード122
を備えた携帯形の通信装置で、マイクロプロセッサ12
3、PROM124.RAM125.ディジタル入出力
回路126およびスイッチングトランジスタ127を有
し、第4図に示すように所定のジャンクション・ボック
ス204を介して伝送路201中に任意に接続できる。
彦お、第4図において、10QAが受圧部、100Bが
発信部である。すなわち、このインターフェース120
によす、コントロール・ルームを離れて、現場において
発信器本体100この通信を行なうことが可能である。
例えば、キーボード122から所定のキー人力が行なわ
れると、プロセッサユニット123は、伝送路201を
介して発信器本体100から送出てれるΔpysalの
値から、予めメモリーに格納でれているγ1の値を用い
て次式により液位りを算出し、その結果をディスプレイ
121上に表示する。
h = dreal/γ1・・・・(11)結果は、測
定レンジに対する割合として百分率表示嘔せることも可
能である。このような演算および表示は、もちろん、コ
ントロールルーム側においても行なえる。
その他にも、インターフェース120によれば、従来現
場とコントロールルームとで行なっていた各種の設定、
調整や自己診断が行なえる。各種メモリーに格納でれた
データの変更、例えばH8の値の変更が必要となった場
合には、このインターフェース120のキー操作によυ
発信器本体100側のプロセッサユニット105に指令
を送!+ 、NVMI 09に格納てれているH8のデ
ータを更新すればよい。
また予備品を使用することKなった場合には、H8およ
びr工をそれぞれ新たに入力すればよい。
上述したような発信器本体100とインターフェース1
20この間のデータの授受は、インターフェース120
がクエイクアップパルスを送出すると発信器本体100
側で出力モードをアナログ発信からデジタル通信に切換
え、インターフェース120から信号を発信し、発信器
本体10Gでは応答信号を返送した後、自動的にアナロ
グ発信モードに復帰するという手順で行なわれる。
上述した実施例では、インターフェース120として発
信器本体100とは全く別個に単体として構成したもの
を、伝送路201を介して接続する場合について説明し
たが、第5図に示すように、発信器本体に一体的に組み
込んでもよい。その場合、プロセッサユニットおよび各
種メモリー等は当然に共用でき、第1図の発信器本体1
00において、プロセッサユニット105にさらにディ
スプレイ131およびキーボード132が接続された構
成となる。なお、第5図において、100Cは使用しな
いときにディスプレイ131およびキーボード132ヲ
配置したパネル部分を覆って、これを保護するためのカ
バーでおる。また、133は端子箱、134は外部メー
タ接続口、135は錠締部、136はドレン抜きプラグ
でめ、j7.137はキャピラリ管に接続嘔れるアダプ
タフランジである。
以上、液位測定に応用した場合について説明したが、第
5図に示すように、鉛直管路300の上下2点における
差圧を取出すことにより、当該鉛直管路300を流れる
流体の密度を測定できることは、例えば特公昭52−3
0867号に記載てれた通シでおる。この場合、第7図
の液位測定において、一方の側圧端が大気(大気圧p0
)中に設定され、他方の側圧端のみが液体1中に設定で
れていたのに対し、第6図の場合には両側圧端3A、 
3Bともに液体中に設定てれる違いはあるが、本発明は
このような場合にも同様に適用できることはいうまでも
彦い。
ぢらに、第7図においてタンク上部の圧力のみを測定す
る圧力発信器にも適用可能である。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、周囲温度の変化
による零点シフトを、受圧部のセンサーの出力を利用し
て容易に補償することができるとともに1種々の7ラン
ジ取付寸法々どに対する上記補償にも、現場において対
応できる。したがって各場合ごこの予備品をそれぞれに
用意しておくことも不要となる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第4図は本発明の一実施例を示す図で、第
1図は発信器のブロック図、第2図はセンサーの平面図
、第3図はインターフェースの斜視図、第4図は接続状
態を示す構成図、第5図および第6図はそれぞれ本発明
の他の実施例を示す斜視図および構成図、第7図は液位
測定の原理を説明するための構成図である。 1・・・・液体、3A、3B・・・・側圧端、4・・・
・キャピラリ管、100・・・・発信器本体、100A
・・・・受圧部、100B・・・・発信部、101・・
・・センサー、105,123・・・・プロ、セッサユ
ニット、106〜109 、124 、125・・・φ
メモリー、120・・・・インターフェース、121゜
131・・・・ディスプレイ、122,132・・!・
キーボード、201 ・・・・伝送路。 特許出願人  山武ハネクエル株式会社代理人 山川政
樹(eビ12名) 第2図 第4図 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 測圧端とキャピラリ管により連通されかつダイアフラム
    間の封入液を介して被測定流体の状態量を検出するセン
    サを有する受圧部と、この受圧部に対応した演算データ
    を記憶するメモリおよび上記センサの出力と演算データ
    とを用いて演算処理を行なう演算部を有し、演算結果を
    伝送路に発信する発信部と、前記受信部内の演算データ
    を変更または呼び出すとともに演算を指示する入力部な
    らびに前記演算を行なう演算部とその演算結果を表示す
    る出力部とを有するインターフェースを備えたリモート
    シール形差圧・圧力発信器。
JP61169610A 1986-07-18 1986-07-18 リモ−トシ−ル形差圧・圧力発信器 Expired - Lifetime JPH0695055B2 (ja)

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WO1997047954A1 (en) * 1996-06-13 1997-12-18 Rosemount Inc. Apparatus for coupling a transmitter to process fluid

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