KR20100094549A

KR20100094549A - 차압 발신기

Info

Publication number: KR20100094549A
Application number: KR1020107014587A
Authority: KR
Inventors: 데츠야 시마카타; 고이치 곤도
Original assignee: 가부시키가이샤 야마다케
Priority date: 2008-01-31
Filing date: 2009-01-14
Publication date: 2010-08-26
Also published as: CN101925937B; US20110004424A1; EP2239716A4; CN101925937A; JP5330703B2; JP2009180643A; WO2009096224A1; EP2239716A1; US8326550B2; EP2239716B1; KR101066509B1

Abstract

본 발명은 댐핑 시정수(Dτ)가 Dτ=0으로 변경된 경우, 샘플링 주기(Ts)를 100 ms에서 50 ms로 자동 변경하는 것을 목적으로 한다. 또한, 샘플링 시간(ts)을 60 ms에서 30 ms로 자동 변경한다. 이에 따라, 처리 장치(3)는 댐핑 시정수(Dτ)가 Dτ=0으로 변경되면, 차압 센서(1)가 검출하는 유체의 압력차에 따른 전기 신호를, 샘플링 주기 Ts=50 ms마다 샘플링 시간 ts=30 ms 동안 샘플링하고, 이 샘플링된 전기 신호에 선형 연산, 제곱근 연산 등의 다양한 연산 처리를 실시하여 차압 계측값(ΔP)을 구한다. 이 연산 처리에서, 처리 장치(3)는 댐핑 연산을 실행하지 않는다.

Description

차압 발신기{DIFFERENTIAL PRESSURE TRANSMITTER}

본 발명은 차압 센서가 검출하는 유체의 압력차에 따른 전기 신호에 적어도 1차 지연 연산을 포함하는 연산 처리를 실시하여 차압 계측값을 구하는 차압 발신기에 관한 것이다.

종래부터, 유체의 압력차를 검출하여 전송하는 장치로서, 차압 발신기가 이용되고 있다[예컨대, 특허문헌 1(일본 특허 공개 평성 제2-88921호 공보) 참조]. 이 차압 발신기는 차압 센서와, A/D 변환기와, 처리 장치와, D/A 변환기를 구비하고, 차압 센서의 센서부 내에는 압력 변형체인 측정 다이어프램이 설치되며, 이 측정 다이어프램의 양면에 압력실 A와 압력실 B가 마련되어 있다.

이 차압 발신기에서는, 압력실 A로 비압축성 유체(실리콘 오일 등)를 통해 유체 압력 Pa를 유도하는 한편, 압력실 B로 비압축성 유체(실리콘 오일 등)를 통해 유체 압력 Pb를 유도한다. 이에 따라, 유체 압력이 낮은 압력실 쪽으로 측정 다이어프램이 차압 |Pa-Pb|에 따라 휘며, 이 측정 다이어프램이 휘는 상태를 스트레인 게이지로 검출하고, 변환기에 의해 차압에 따른 전기 신호(아날로그 신호)를 더 발생시켜, 이 발생한 전기 신호를 A/D 변환기로 보내어 디지털값으로 변환한다.

처리 장치는, A/D 변환기에 의해 디지털값으로 변환된 전기 신호를 미리 정해진 샘플링 주기(Ts)마다 미리 정해진 샘플링 시간(ts) 동안 샘플링하고, 이 샘플링된 전기 신호에 선형 연산(lineatization operation), 제곱근 연산(square root operation), 1차 지연 연산 등의 다양한 연산 처리를 실시하여 차압 계측값(ΔP)을 구하며, 이 구해진 차압 계측값(ΔP)을 D/A 변환기를 통해 출력한다.

또한, 전술한 내용에 있어서, 1차 지연 연산은 댐핑 연산이라고도 불리며, 출력의 변동을 억제하기 위해서 이루어진다. 댐핑 연산에는 댐핑 시정수(Dτ)가 이용된다. 댐핑 시정수(Dτ)는 설정 변경 가능해지고, 댐핑 시정수(Dτ)를 크게 할수록 안정된 출력을 얻을 수 있다. 단, 댐핑 연산을 실시하면 연산 처리의 속도는 느려진다.

또한, 전술한 내용에 있어서, 샘플링 주기(Ts)는, 선형 연산, 제곱근 연산, 댐핑 연산 등의 다양한 연산 처리가 전부 실시된 경우에 걸리는 최대 연산 시간(tmax)을 고려하여 샘플링 시간(ts) + 최대 연산 시간(tmax) 이상의 일정값으로서 길게 정해져 있다. 또한, A/D 변환기로부터 안정적으로 샘플링값을 얻기 위해서는 샘플링 시간(ts)을 길게 하는 것이 유효하기 때문에, 샘플링 시간(ts)은 안정성을 중시하여 길게(일정값) 정해져 있다.

도 10에 샘플링 주기(Ts), 샘플링 시간(ts), 최대 연산 시간(tmax)의 관계를 나타낸다. 차압 계측값(ΔP)은 샘플링 주기(Ts)마다 샘플링 시간(ts) + 최대 연산 시간(tmax) 이상 경과한 후에 얻어진다.

1 : 일본 특허 공개 평성 제2-88921호 공보

전술한 차압 발신기에서는, 샘플링 주기(Ts)나 샘플링 시간(ts)이 길면 응답성이 나빠진다고 하는 단점이 있고, 측정값의 안정성과 응답성은 이율 배반의 관계에 있다. 현실적으로는, 차압 발신기가 이용되는 애플리케이션에서는, 측정값의 안정성과 응답성의 요구는 다양하여 안정성이 중시되는 경우도 있는 한편, 응답성이 중시되는 경우도 있다.

그래서, 응답성이 중시되는 애플리케이션에서 차압 발신기를 사용하는 경우는, 댐핑 연산에서 이용하는 댐핑 시정수(Dτ)를 작게 하고, 댐핑 연산을 빨리 완료하도록 하여 고속화를 도모하고자 한다. 그러나, 종래에 있어서는, 샘플링 주기(Ts)나 샘플링 시간(ts)이 일정값으로서 길게 정해져 있기 때문에, 고속 응답성이 요구되어도 발본적으로 개선할 수 없다. 이 때문에, 가스 터빈 발전의 연료 제어 등, 고속 응답성이 요구되는 애플리케이션에 대응할 수 없다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 그 목적으로 하는 바는 고속 응답성의 요구에 응할 수 있는 차압 발신기를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 유체의 압력차를 검출하는 차압 센서와, 이 차압 센서가 검출하는 유체의 압력차에 따른 전기 신호를 미리 정해진 샘플링 주기마다 미리 정해진 샘플링 시간 동안 샘플링하는 샘플링 수단과, 이 샘플링 수단에 의해 샘플링된 전기 신호에 적어도 1차 지연 연산을 포함하는 연산 처리를 실시하여 차압 계측값을 구하는 차압 계측값 연산 수단을 구비하는 차압 발신기에 있어서, 샘플링 주기 및 샘플링 시간 중 적어도 한쪽을 샘플링 조건으로 하고, 상기 연산 처리의 속도를 결정하는 파라미터에 기초하여 상기 연산 처리의 속도가 빨라지는 경우에는 샘플링 조건을 짧아지도록 자동적으로 변경하는 샘플링 조건 자동 변경 수단이 설치된 것이다.

본 발명에 따르면, 차압 계측값을 구할 때의 연산 처리의 속도를 결정하는 파라미터가 연산 처리의 속도가 빨라지는 방향으로 변경되면, 샘플링 주기 및 샘플링 시간 중 적어도 한쪽이 짧아지도록 자동적으로 변경된다.

예컨대, 차압 계측값을 구할 때의 연산 처리의 속도를 결정하는 파라미터를 댐핑 시정수(Dτ)로 하고, 연산 처리의 속도가 빨라지는 방향으로 변경된 것을 판단하는 임계값을 Dτ=0으로 하여, 댐핑 시정수(Dτ)가 Dτ=0으로 변경된 경우, 샘플링 주기(Ts)가 100 ms에서 50 ms로, 샘플링 시간(ts)이 60 ms에서 30 ms로 자동적으로 변경되도록 한다.

본 발명에 따르면, 샘플링 주기 및 샘플링 시간 중 적어도 한쪽을 샘플링 조건으로 하고, 연산 처리의 속도를 결정하는 파라미터에 기초하여 연산 처리의 속도가 빨라지는 경우에는 짧아지도록 샘플링 조건을 자동적으로 변경하였기 때문에, 예컨대, 응답성을 중시하여 댐핑 시정수가 작아지는 경우에는, 샘플링 주기 및 샘플링 시간 중 적어도 한쪽을 자동적으로 짧게 하여 고속 응답성의 요구에 응할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 차압 발신기의 일 실시예의 주요부를 나타낸 블록도이다.
도 2는 이 차압 발신기의 처리 장치가 갖는 샘플링 조건 자동 변경 기능에 따른 처리 동작의 일례(실시예 1)를 나타낸 흐름도이다.
도 3은 이 차압 발신기의 처리 장치가 갖는 샘플링 조건 자동 변경 기능에 따른 처리 동작의 다른 예(실시예 2)를 나타낸 흐름도이다.
도 4는 이 차압 발신기의 처리 장치가 갖는 샘플링 조건 자동 변경 기능에 따른 처리 동작의 다른 예(실시예 3)를 나타낸 흐름도이다.
도 5는 실시예 1에 있어서의 표준 모드시 및 고속 모드시의 샘플링 동작을 설명하기 위한 타임 차트이다.
도 6은 실시예 2에 있어서의 표준 모드시 및 고속 모드시의 샘플링 동작을 설명하기 위한 타임 차트이다.
도 7은 실시예 3에 있어서의 표준 모드시 및 고속 모드시의 샘플링 동작을 설명하기 위한 타임 차트이다.
도 8은 처리 장치에서 사용되는 댐핑 시정수나 샘플링 조건(샘플링 주기, 샘플링 시간)을 설정 조건으로서 표시하는 표시부를 설치한 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 차압 발신기에 있어서의 처리 장치 내의 기능 블록도이다.
도 10은 종래의 차압 발신기에 있어서의 샘플링 동작을 설명하기 위한 타임 차트이다.

이하, 본 발명을 도면에 기초하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 차압 발신기의 일 실시예의 주요부를 나타낸 블록도이다. 도 1에 있어서, 도면 부호 1은 차압 센서, 도면 부호 2는 A/D 변환기, 도면 부호 3은 처리 장치(MPU), 도면 부호 4는 D/A 변환기, 도면 부호 5는 처리 장치(3)에서 사용되는 댐핑 시정수(Dτ)의 설정을 사용자로부터의 조작에 따라 변경 가능하게 하는 댐핑 시정수 설정 변경부(댐핑 시정수 설정 변경 수단)이다.

이 차압 발신기(100)에 있어서, 차압 센서(1)는 유체의 압력차를 검출하고, 이 압력차에 따른 전기 신호(아날로그값)를 A/D 변환기(2)로 보낸다. A/D 변환기(2)는 전원 전압(Vcc)을 공급받아 항상 동작하며, 차압 센서(1)로부터의 압력차에 따른 전기 신호를 디지털값으로 변환한다.

처리 장치(3)는 프로세서나 기억 장치로 이루어진 하드웨어와, 이들 하드웨어와 협동하여 처리 장치로서의 각종 기능을 실현시키는 프로그램에 의해 실현되고, 본 실시예 특유의 기능으로서 샘플링 조건 자동 변경 기능을 갖고 있다. 이하, 도 2, 도 3, 도 4에 도시된 흐름도에 따라 처리 장치(3)가 갖는 샘플링 조건 자동 변경 기능의 구체예에 대해서 설명한다.

[실시예 1: 샘플링 주기를 자동 변경하는 예]

처리 장치(3)는 정기적으로, 현재 설정되어 있는 댐핑 시정수(Dτ)를 체크한다(도 2: 단계 S101). 여기서, 댐핑 시정수(Dτ)가 Dτ≠0이라면(단계 S101의 NO), 샘플 모드를 표준 모드로 하고(단계 S102), 샘플링 주기(Ts)를 Ts=100 ms로 한다(단계 S103).

이것에 대하여, 댐핑 시정수(Dτ)가 Dτ=0이라면(단계 S101의 YES), 샘플 모드를 고속 모드로 하고(단계 S104), 샘플링 주기(Ts)를 Ts=50 ms로 한다(단계 S105).

또한, 이 실시예 1에 있어서, 샘플링 시간(ts)은 댐핑 시정수(Dτ)에 상관없이 항상 일정값(예컨대, ts=30 ms)이 되게 한다. 즉, 댐핑 시정수(Dτ)가 변경되어도, 샘플링 시간(ts)은 ts=30 ms를 유지하게 된다.

[표준 모드]

처리 장치(3)는 댐핑 시정수(Dτ)가 Dτ≠0이고, 표준 모드인 경우, A/D 변환기(2)에 의해 디지털값으로 변환된 전기 신호를, 샘플링 주기 Ts=100 ms마다 샘플링 시간 ts=30 ms 동안 샘플링하고, 이 샘플링된 전기 신호에 선형 연산, 제곱근 연산 등의 다양한 연산 처리를 실시하여 차압 계측값(ΔP)을 구하며, 이 구해진 차압 계측값(ΔP)을 D/A 변환기(4)를 통해 출력한다[도 5의 (a) 참조]. 이 연산 처리에서, 처리 장치(3)는 댐핑 시정수(Dτ)를 사용하여 댐핑 연산을 실행한다.

[고속 모드]

처리 장치(3)는 댐핑 시정수 설정 변경부(5)로부터의 사용자 조작에 의해 댐핑 시정수(Dτ)가 Dτ=0으로 변경된 경우, 샘플 모드를 표준 모드에서 고속 모드로 이행한다. 이 경우, 처리 장치(3)는 A/D 변환기(2)에 의해 디지털값으로 변환된 전기 신호를, 샘플링 주기 Ts=50 ms마다 샘플링 시간 ts=30 ms 동안 샘플링하고, 이 샘플링된 전기 신호에 선형 연산, 제곱근 연산 등의 다양한 연산 처리를 실시하여 차압 계측값(ΔP)을 구하며, 이 구해진 차압 계측값(ΔP)을 D/A 변환기(4)를 통해 출력한다[도 5의 (b) 참조]. 이 연산 처리에서, 처리 장치(3)는 댐핑 연산을 실행하지 않는다.

도 5의 (c)에, 댐핑 시정수(Dτ)가 Dτ=0으로 변경된 경우, 샘플링 주기(Ts)를 Ts=100 ms로 한 상태에서 댐핑 연산만 실행하지 않도록 한 경우의 타임 차트를 나타낸다.

도 5의 (b)와 도 5의 (c)의 타임 차트를 비교하여 알 수 있는 바와 같이, 샘플링 주기(Ts)를 100 ms에서 50 ms로 변경하면[도 5의 (b)], 단주기로 차압 계측값(ΔP)을 얻을 수 있게 되어 고속 응답성의 요구에 응할 수 있게 된다.

[실시예 2: 샘플링 시간을 자동 변경하는 예]

처리 장치(3)는 정기적으로, 현재 설정되어 있는 댐핑 시정수(Dτ)를 체크한다(도 3: 단계 S201). 여기서, 댐핑 시정수(Dτ)가 Dτ≠0이라면(단계 S201의 NO), 샘플 모드를 표준 모드로 하고(단계 S202), 샘플링 시간(ts)을 ts=60 ms로 한다(단계 S203).

이것에 대하여, 댐핑 시정수(Dτ)가 Dτ=0이라면(단계 S201의 YES), 샘플 모드를 고속 모드로 하고(단계 S204), 샘플링 시간(ts)을 ts=30 ms로 한다(단계 S205).

또한, 이 실시예 2에 있어서, 샘플링 주기(Ts)는 댐핑 시정수(Dτ)에 상관없이 항상 일정값(예컨대, Ts=100 ms)이 되게 한다. 즉, 댐핑 시정수(Dτ)가 변경되어도, 샘플링 주기(Ts)는 Ts=100 ms를 유지하게 된다.

[표준 모드]

처리 장치(3)는 댐핑 시정수(Dτ)가 Dτ≠0이고, 표준 모드인 경우, A/D 변환기(2)에 의해 디지털값으로 변환된 전기 신호를, 샘플링 주기 Ts=100 ms마다 샘플링 시간 ts=60 ms 동안 샘플링하고, 이 샘플링된 전기 신호에 선형 연산, 제곱근 연산 등의 다양한 연산 처리를 실시하여 차압 계측값(ΔP)을 구하며, 이 구해진 차압 계측값(ΔP)을 D/A 변환기(4)를 통해 출력한다[도 6의 (a) 참조]. 이 연산 처리에서, 처리 장치(3)는 댐핑 시정수(Dτ)를 사용하여 댐핑 연산을 실행한다.

[고속 모드]

처리 장치(3)는 댐핑 시정수 설정 변경부(5)로부터의 사용자 조작에 의해 댐핑 시정수(Dτ)가 Dτ=0으로 변경된 경우, 샘플 모드를 표준 모드에서 고속 모드로 이행한다. 이 경우, 처리 장치(3)는 A/D 변환기(2)에 의해 디지털값으로 변환된 전기 신호를, 샘플링 주기 Ts=100 ms마다 샘플링 시간 ts=30 ms 동안 샘플링하고, 이 샘플링된 전기 신호에 선형 연산, 제곱근 연산 등의 다양한 연산 처리를 실시하여 차압 계측값(ΔP)을 구하며, 이 구해진 차압 계측값(ΔP)을 D/A 변환기(4)를 통해 출력한다[도 6의 (b) 참조]. 이 연산 처리에서, 처리 장치(3)는 댐핑 연산을 실행하지 않는다.

도 6의 (c)에, 댐핑 시정수(Dτ)가 Dτ=0으로 변경된 경우, 샘플링 시간(ts)을 ts=60 ms로 한 상태에서 댐핑 연산만 실행하지 않도록 한 경우의 타임 차트를 나타낸다.

도 6의 (b)와 도 6의 (c)의 타임 차트를 비교하여 알 수 있는 바와 같이, 샘플링 시간(ts)을 60 ms에서 30 ms로 변경하면[도 6의 (b)], 샘플링 주기(Ts)의 개시 후, 단시간에 차압 계측값(ΔP)을 얻을 수 있게 되어 고속 응답성의 요구에 응할 수 있게 된다.

[실시예 3: 샘플링 주기 및 샘플링 시간을 자동 변경하는 예]

처리 장치(3)는 정기적으로, 현재 설정되어 있는 댐핑 시정수(Dτ)를 체크한다(도 4: 단계 S301). 여기서, 댐핑 시정수(Dτ)가 Dτ≠0이라면(단계 S301의 NO), 샘플 모드를 표준 모드로 하고(단계 S302), 샘플링 주기(Ts)를 Ts=100 ms로 하며(단계 S303), 샘플링 시간(ts)을 ts=60 ms로 한다(단계 S304).

이것에 대하여, 댐핑 시정수(Dτ)가 Dτ=0이라면(단계 S301의 YES), 샘플 모드를 고속 모드로 하고(단계 S305), 샘플링 주기(Ts)를 Ts=50 ms로 하며(단계 S306), 샘플링 시간(ts)을 ts=30 ms로 한다(단계 S307).

[표준 모드]

처리 장치(3)는 댐핑 시정수(Dτ)가 Dτ≠0이고, 표준 모드인 경우, A/D 변환기(2)에 의해 디지털값으로 변환된 전기 신호를, 샘플링 주기 Ts=100 ms마다 샘플링 시간 ts=60 ms 동안 샘플링하고, 이 샘플링된 전기 신호에 선형 연산, 제곱근 연산 등의 다양한 연산 처리를 실시하여 차압 계측값(ΔP)을 구하며, 이 구해진 차압 계측값(ΔP)을 D/A 변환기(4)를 통해 출력한다[도 7의 (a) 참조]. 이 연산 처리에 있어서, 처리 장치(3)는 댐핑 시정수(Dτ)를 사용하여 댐핑 연산을 실행한다.

[고속 모드]

처리 장치(3)는 댐핑 시정수 설정 변경부(5)로부터의 사용자 조작에 의해 댐핑 시정수(Dτ)가 Dτ=0으로 변경된 경우, 샘플 모드를 표준 모드에서 고속 모드로 이행한다. 이 경우, 처리 장치(3)는, A/D 변환기(2)에 의해 디지털값으로 변환된 전기 신호를, 샘플링 주기 Ts=50 ms마다 샘플링 시간 ts=30 ms 동안 샘플링하고, 이 샘플링된 전기 신호에 선형 연산, 제곱근 연산 등의 다양한 연산 처리를 실시하여 차압 계측값(ΔP)을 구하며, 이 구해진 차압 계측값(ΔP)을 D/A 변환기(4)를 통해 출력한다[도 7의 (b) 참조]. 이 연산 처리에서, 처리 장치(3)는 댐핑 연산을 실행하지 않는다.

도 7의 (c)에, 댐핑 시정수(Dτ)가 Dτ=0으로 변경된 경우, 샘플링 주기(Ts)를 Ts=100 ms, 샘플링 시간(ts)을 ts=60 ms로 한 상태에서 댐핑 연산만 실행하지 않도록 한 경우의 타임 차트를 나타낸다.

도 7의 (b)과 도 7의 (c)의 타임 차트를 비교하여 알 수 있는 바와 같이, 샘플링 주기(Ts)를 100 ms에서 50 ms로 변경하고, 샘플링 시간(ts)을 60 ms에서 30 ms로 변경하면[도 7의 (b)], 단주기로 차압 계측값(ΔP)을 얻을 수 있게 되며, 또한, 샘플링 주기(Ts)의 개시 후, 단시간에 차압 계측값(ΔP)을 얻을 수 있게 되어 고속 응답성의 요구에 응할 수 있게 된다.

이 실시예 3에서는, 샘플링 시간(ts)과 샘플링 주기(Ts)가 모두 짧아지고, 차압 계측값(ΔP)이 구해지는 타이밍이 빨라지기 때문에, 표준 모드에 비하여 보다 고속화를 실현할 수 있다.

또한, 전술한 실시예 1 내지 실시예 3과 같이, 댐핑 시정수(Dτ)에 기초하여 샘플링 주기(Ts)나 샘플링 시간(ts)을 자동적으로 변경함으로써, 사용자는 샘플링 주기나 샘플링 시간을 의식하지 않고, 고속 응답성을 실현할 수 있게 된다. 또한, 1대의 차압 발신기로 다양한 애플리케이션에 대응할 수 있기 때문에, 고객에 대해 예비품의 저감에도 크게 공헌할 수 있다.

또한, 전술한 실시예 1 내지 실시예 3에서는, 댐핑 시정수(Dτ)가 Dτ=0인 경우를 고속 모드로 하여, 샘플링 주기(Ts)를 100 ms에서 50 ms로 자동적으로 변경하거나, 샘플링 시간(ts)을 60 ms에서 30 ms로 자동적으로 변경하였지만, 고속 모드로의 변경을 판단하기 위한 임계값은 Dτ=0에 한정되지 않는다. 예컨대, Dτ=1s를 임계값으로 하고, Dτ≤1s에서는 댐핑 시정수(Dτ)를 사용하여 댐핑 연산을 실시하는 한편, 샘플링 주기(Ts)를 100 ms에서 50 ms로 자동적으로 변경하거나, 샘플링 시간(ts)을 60 ms에서 30 ms로 자동적으로 변경하여 고속 응답성의 요구에 응할 수도 있다.

또한, 전술한 실시예 1 내지 실시예 3에서는, 표준 모드에서의 샘플링 주기(Ts)를 100 ms, 고속 모드에서의 샘플링 주기(Ts)를 50 ms로 하거나, 표준 모드에서의 샘플링 시간(ts)을 ts=60 ms, 고속 모드에서의 샘플링 시간(ts)을 30 ms로 하였지만, 표준 모드나 고속 모드에서의 샘플링 주기(Ts)나 샘플링 시간(ts)은 물론 이들 값에 한정되지 않는다.

또한, 전술한 실시예 1 내지 실시예 3에 있어서, 댐핑 시정수(Dτ)에 따라 몇 개의 영역으로 나누어 샘플링 주기(Ts)나 샘플링 시간(ts)을 변경하고, 샘플 모드를 늘릴 수도 있다. 예컨대, (1) 고속 모드(차압 발신기의 응답성을 특히 중시하는 애플리케이션용), (2) 표준 모드(어느 정도의 응답성은 유지하면서, 외래 노이즈(예컨대, 상용 노이즈)는 제거하고 싶은 애플리케이션용), (3) 고안정 모드(저속 모드: 차압 발신기의 출력 안정성이 중시되고, 표준 모드의 외래 노이즈와 함께, 프로세스 입력의 변동을 억제한 애플리케이션용) 등의 3가지 모드를 준비하고, Dτ=0인 경우를 고속 모드(샘플링 주기 Ts=50 ms, 샘플링 시간 ts=30 ms), Dτ≤1s인 경우를 표준 모드(샘플링 주기 Ts=100 ms, 샘플링 시간 ts=60 ms), Dτ>1s인 경우를 고안정 모드(샘플링 주기 Ts=200 ms, 샘플링 시간 ts=120 ms)로 하는 것과 같이, 댐핑 시정수(Dτ)의 값에 따라 모드를 전환하는 것도 가능하다.

또한, 회로는 복잡해지지만, 댐핑 시정수(Dτ)의 값에 따라 A/D 변환기(2)에 전기 신호를 입력할 때의 A/D 필터 상수(저항, 콘덴서), D/A 변환기(4)로부터 전기 신호를 출력할 때의 D/A 필터 상수(저항, 콘덴서)를 전환하는 기능을 추가하면, 한층 더 고속화나 안정화를 도모할 수 있게 된다. 예컨대, Dτ=0일 때, 샘플링 주기 Ts=50 ms, 샘플링 시간 ts=30 ms로 하고, A/D 필터 상수 및 D/A 필터 상수를 작게 한다. Dτ>1s일 때, 샘플링 주기 Ts=100 ms, 샘플링 시간 ts=60 ms로 하고, A/D 필터 상수 및 D/A 필터 상수를 크게 한다. 이러한 기능을 추가함으로써, 한층 더 고속화나 안정화를 도모할 수 있게 된다.

또한, 전술한 실시예 1 내지 실시예 3에 있어서, 도 8에 도시된 바와 같이 표시부(설정 조건 표시 수단)(6)를 설치하고, 처리 장치(3)에서 사용되는 댐핑 시정수(Dτ)나 샘플링 조건(샘플링 주기 Ts, 샘플링 시간 ts)을 설정 조건으로서 표시부(6)에 표시할 수도 있다. 이에 따라, 현재의 설정 조건을 알 수 있고, 또한, 댐핑 시정수(Dτ)나 샘플링 조건을 설정 변경할 때의 참고가 되기도 한다.

또한, 전술한 실시예 1 내지 실시예 3에서는, 차압 계측값을 구할 때의 연산 처리의 속도를 결정하는 파라미터를 댐핑 시정수(Dτ)로 하고, 이 댐핑 시정수(Dτ)에 기초하여 샘플링 주기(Ts)나 샘플링 시간(ts)을 자동적으로 변경하였지만, 차압 계측값을 구할 때의 연산 처리의 속도를 결정하는 파라미터는 댐핑 시정수(Dτ)에 한정되지 않는다. 예컨대, 차압 계측값을 구할 때의 연산 처리에서 사용되는 보정 연산의 다항식의 차수를 파라미터로 하고, 그 다항식의 차수에 기초하여 샘플링 주기(Ts)나 샘플링 시간(ts)을 자동적으로 변경할 수도 있다.

도 9에 전술한 차압 발신기(100)의 처리 장치(3) 내의 기능 블록도를 나타낸다. 차압 발신기(1)에 있어서, 처리 장치(3)는 샘플링부(샘플링 수단)(3A)와, 차압 계측값 연산부(차압 계측값 연산 수단)(3B)와, 샘플링 조건 자동 변경부(샘플링 조건 자동 변경 수단)(3C)를 구비한다. 샘플링부(3A)는 차압 센서(1)가 검출하는 유체의 압력차에 따른 전기 신호를, 샘플링 주기(Ts)마다 샘플링 시간(ts) 동안 샘플링한다. 차압 계측값 연산부(3B)는 샘플링 수단(3A)에 의해 샘플링된 전기 신호에 적어도 댐핑 연산을 포함하는 연산 처리를 실시하여 차압 계측값(ΔP)을 구한다. 샘플링 조건 자동 변경부(3C)는 현재 설정되어 있는 댐핑 시정수(Dτ)에 기초하여 댐핑 시정수(Dτ)가 Dτ=0이 된 경우에는 샘플링부(3A)에서의 샘플링 주기(Ts)나 샘플링 시간(ts)을 짧아지도록 자동적으로 변경한다.

본 발명의 차압 발신기는 유체의 압력차를 검출하여 전송하는 장치로서, 가스 터빈 발전의 연료 제어 등 다양한 분야에서 이용할 수 있다.

Claims

유체의 압력차를 검출하는 차압 센서와,
이 차압 센서가 검출하는 유체의 압력차에 따른 전기 신호를, 미리 정해진 샘플링 주기마다 미리 정해진 샘플링 시간 동안 샘플링하는 샘플링 수단과,
이 샘플링 수단에 의해 샘플링된 전기 신호에 적어도 1차 지연 연산을 포함하는 연산 처리를 실시하여 차압 계측값을 구하는 차압 계측값 연산 수단과,
상기 샘플링 주기 및 샘플링 시간 중 하나 이상을 샘플링 조건으로 하고, 상기 연산 처리의 속도를 결정하는 파라미터에 기초하여, 상기 연산 처리의 속도가 빨라지는 경우에는 상기 샘플링 조건을 짧아지도록 자동적으로 변경하는 샘플링 조건 자동 변경 수단
을 포함하는 것을 특징으로 하는 차압 발신기.
제1항에 있어서, 상기 연산 처리의 속도를 결정하는 파라미터는 상기 1차 지연 연산에서 이용되는 댐핑 시정수이고,
상기 댐핑 시정수의 설정 변경을 가능하게 하는 댐핑 시정수 설정 변경 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 차압 발신기.
제2항에 있어서, 상기 댐핑 시정수 및 상기 샘플링 조건 중 하나 이상을 설정 조건으로서 표시하는 설정 조건 표시 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 차압 발신기.