JP3573441B2

JP3573441B2 - Abnormality detection device and method for pressure fluctuation absorbing mechanism

Info

Publication number: JP3573441B2
Application number: JP32408097A
Authority: JP
Inventors: 光重西野; 一光温井; 克人酒井; 真一佐藤
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 1997-11-26
Filing date: 1997-11-26
Publication date: 2004-10-06
Anticipated expiration: 2017-11-26
Also published as: JPH11160122A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体の圧力変動の抑制に用いられる圧力変動吸収機構の異常を検出するための圧力変動吸収機構の異常検出装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガスメータ等に利用される流量計としては、例えば熱式流速センサ（フローセンサ）を用いた流量計やフルイディック発振の周波数が流体の流量と関係することを利用したフルイディック流量計があるが、これらの流量計による流量測定を正確に行うには、ガス配管内の圧力を一定に保つ必要がある。これは、圧力変動に伴って流速が変動し、測定される流量も変化するからである。そこで、このような管内圧力変動を抑制するために、圧力変動を吸収するようにした圧力変動吸収機構が利用されている。
【０００３】
この圧力変動吸収機構の一般的ものとしては、底部に流体入口開口部を有すると共に側面に流体出口開口部を有する円筒状のフロートケースと、このフロートケース内に上下移動自在に収容され上流側と下流側との間の差圧に応じて浮上または下降して出口開口部の開口率を変化させる円筒状のフロートとを備えた構成のものがある。このような構成の圧力変動吸収機構では、フロートの動きによって上流側の圧力変動を吸収し、下流側の小流量計測部への圧力変動の伝達を防ぐようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、圧力変動吸収機構に何らかの異常が生じると、流量計の測定精度が低下し、ひいては正確な計量に支障をきたしてしまうという問題がある。このため、圧力変動吸収機構に異常が発生した場合には、その異常を早期に検出して、不正確な計量が行われることを防止することが望ましい。
【０００５】
なお、圧力変動吸収機構が異常をきたす原因としては、流体中のダストによる場合が多い。例えば、上述のフロートケースとフロートとを備えた構成の圧力変動吸収機構では、長期間の使用により、流体中のダストがフロートケースの内周面とフロートの外周面との間の隙間や、フロートケース内の窪みまたは角に付着した場合に、フロートの移動状態が不安定となる等の異常が生ずる。そして、ダストの付着量が多くなると、フロートがダストによってフロートケースの上部に固着してしまい、圧力変動を十分に吸収できなくなり、流量計の測定精度が低下し、ひいては正確な計量に支障をきたしてしまうことになる。
【０００６】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、圧力変動吸収機構の異常を検出し、不正確な計量の防止を可能とする圧力変動吸収機構の異常検出装置および方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の圧力変動吸収機構の異常検出装置は、流速センサの出力信号のばらつきを判定するばらつき判定手段と、流速センサの出力信号に基づいて、流路中における流体の流量を判定する流量判定手段と、ばらつき判定手段と流量判定手段の判定結果に基づいて、圧力変動吸収機構が異常であるか否かを判定する異常判定手段とを備えたものである。
【０００８】
この圧力変動吸収機構の異常検出装置では、異常判定手段によって、ばらつき判定手段における流速センサの出力信号のばらつきの判定結果と、流量判定手段における流路中における流体の流量の判定結果とに基づいて、圧力変動吸収機構が異常であるか否かが判定される。
【０００９】
請求項２記載の圧力変動吸収機構の異常検出装置は、請求項１記載の異常検出装置において、異常判定手段を、ばらつき判定手段において、流速センサの出力信号のばらつきが一定範囲以上であると判定され、且つ、流量判定手段において、流量が零とみなされると判定された場合に、圧力変動吸収機構が異常である旨の判定を行うように構成したものである。
【００１０】
この圧力変動吸収機構の異常検出装置では、異常判定手段によって、ばらつき判定手段において、流速センサの出力信号のばらつきが一定範囲以上であると判定され、且つ、流量判定手段において、流量が零とみなされると判定された場合に、圧力変動吸収機構が異常である旨の判定が行われる。
【００１１】
請求項３記載の圧力変動吸収機構の異常検出装置は、請求項１または２記載の異常検出装置において、更に、異常判定手段により圧力変動吸収機構が異常と判定された場合に、その旨を通知する通知手段を備えたものである。
【００１２】
この圧力変動吸収機構の異常検出装置では、異常判定手段により圧力変動吸収機構が異常と判定された場合には、通知手段により、圧力変動吸収機構が異常である旨が通知される。
【００１３】
請求項４記載の圧力変動吸収機構の異常検出装置は、請求項１，２または３記載の異常検出装置において、ばらつき判定手段が、所定時間における流速センサの出力信号の最大値と最小値との差をばらつきの判定に用いるようにしたものである。
【００１４】
この圧力変動吸収機構の異常検出装置では、ばらつき判定手段において、所定時間における流速センサの出力信号の最大値と最小値との差がばらつきの判定に用いられる。
【００１５】
請求項５記載の圧力変動吸収機構の異常検出方法は、流速センサの出力信号のばらつきを判定する手順と、流速センサの出力信号に基づいて、流路中における流体の流量を判定する手順と、これらの手順における判定結果に基づいて、圧力変動吸収機構が異常であるか否かを判定する手順とを含むものである。
【００１６】
この圧力変動吸収機構の異常検出方法では、流速センサの出力信号のばらつきと、流路中における流体の流量とに基づいて、圧力変動吸収機構が異常であるか否かが判定される。
【００１７】
請求項６記載の圧力変動吸収機構の異常検出方法は、請求項５記載の異常検出方法において、ばらつきを判定する手順を、流速センサの出力信号のばらつきが一定範囲以上であると判定され、且つ、流量を判定する手順において、流量が零とみなされると判定された場合に、圧力変動吸収機構が異常である旨の判定を行うようにしたものである。
【００１８】
この圧力変動吸収機構の異常検出方法では、流速センサの出力信号のばらつきが一定範囲以上であると判定され、且つ、流量が零とみなされると判定された場合に、圧力変動吸収機構が異常である旨の判定が行われる。
【００１９】
請求項７記載の圧力変動吸収機構の異常検出方法は、請求項５または６記載の異常検出方法において、更に、圧力変動吸収機構が異常と判定された場合に、その旨を通知する手順を含むものである。
【００２０】
請求項８記載の圧力変動吸収機構の異常検出方法は、請求項５，６または７記載の異常検出方法において、ばらつきを判定する手順において、所定時間における流速センサの出力信号の最大値と最小値との差をばらつきの判定に用いるようにしたものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施の形態に係る圧力変動吸収機構の異常検出装置が利用される流量計の一断面構成を表すものである。また、図２および図３は、図１における圧力変動吸収部７０の一構成要素である圧力変動吸収機構６０の要部を示す断面図である。図１に示した流量計は、例えばガスメータとして使用されるものであり、流体（ガス）を受け入れる入口部１１とガスを排出する出口部１２とを有する本体１０を備えている。本体１０内には隔壁１３が設けられ、入口部１１から隔壁１３にかけて流路１４が設けられている。本体１０内には、フルイディック発振を生成するフルイディック素子３０が設けられ、フルイディック素子３０から出口部１２にかけて流路５０が設けられている。隔壁１３とフルイディック素子３０の間には、フルイディック用流路１５とセンサ用流路１７とが並行するように設けられている。フルイディック用流路１５は、センサ用流路１７よりも断面積が大きくなっている。隔壁１３には、フルイディック用流路１５に連通する開口部１６と、センサ用流路１７に連通する開口部１８とが設けられている。開口部１６には弁座１６ａが設けられ、開口部１８には弁座１８ａが設けられている。
【００２３】
センサ用流路１７は、開口部１８から下方に延びる流路１７ａと、この流路１７ａの末端から水平方向に延びる流路１７ｂと、隔壁２１９によって流路１７ａと隔てられた流量計測用流路１７ｃによって構成されている。センサ用流路１７のうちの流量計測用流路１７ｃには、図示しないが、その流路中に蒲鉾形状のノズル部が設けられると共に、このノズル部を通過したガスが、フルイディック用流路１５を通過するガスと略同様の向きでフルイディック素子３０に向かうようにガスの流れを整える整流部材とが設けられている。流量計測用流路１７ｃの図示しないノズル部内には、ノズル部を通過するガスの流速を検出するための流速センサ（フローセンサ）５１が設けられている。流量計測用流路１７ｃの上流側であって流路１７ｂの下流側には、このセンサ用流路１７中の圧力変動を吸収するための圧力変動吸収機構６０（図２）を含む圧力変動吸収部７０が設けられている。
【００２４】
この流量計は、更に、フルイディック用流路１５を開閉するフルイディック用遮断弁２１と、センサ用流路１７を開閉するセンサ用遮断弁２２とを備え、開状態から閉状態への動作および閉状態から開状態への動作を電気的に行うことができるようになっている。フルイディック用遮断弁２１は、開口部１６を開閉する弁体２３と、一端が弁体２３に接続されたロッド２４と、本体１０の外側に固定され、ロッド２４の他端に接続されたアクチュエータ２５とを有している。アクチュエータ２５はロッド２４を介して弁体２３を駆動して開口部１６を開閉するようになっている。同様に、センサ用遮断弁２２は、開口部１８を開閉する弁体２６と、一端が弁体２６に接続されたロッド２７と、本体１０の外側に固定されロッド２７の他端に接続されたアクチュエータ２８とを有し、アクチュエータ２８はロッド２７を介して弁体２６を駆動して開口部１８を開閉するようになっている。
【００２５】
フルイディック素子３０は、ノズル３１と、このノズル３１の下流側に設けられ、拡大された流路を形成する一対の側壁３３，３４を有している。この側壁３３，３４の間には、所定の間隔を開けて、上流側にターゲット３５、下流側にターゲット３６がそれぞれ配設されている。側壁３３，３４の外側には、ノズル３１を通過したガスを各側壁３３，３４の外周部に沿ってノズル３１の噴出口側へ帰還させる一対のフィードバック流路３７，３８を形成するリターンガイド３９が配設されている。フィードバック流路３７，３８の各出口部分と流路５０との間には、リターンガイド３９の背面と本体１０とによって、一対の排出路４１，４２が形成されている。ノズル３１の噴出口の近傍には導圧孔４３，４４が設けられ、本体１０の外側には、図示しない導圧路を介して導圧孔４３，４４に連通し、導圧孔４３と導圧孔４４における差圧を検出するフルイディック発振検出センサ（例えば圧電膜センサ）が設けられている。
【００２６】
フルイディック用流路１５あるいはセンサ用流路１７を通過したガスはフルイディック素子３０に達する。ここで、ノズル３１を通過したガスは、噴流となって噴出口より噴出される。噴出口より噴出されたガスは、コアンダ効果により一方の側壁に沿って流れる。ここでは、まず側壁３３に沿って流れるものとする。側壁３３に沿って流れたガスは、更にフィードバック流路３７を経て、ノズル３１の噴出口側へ帰還され、排出路４１を経て流路５０に排出される。このとき、ノズル３１より噴出されたガスは、フィードバック流路３７を流れてきたガスによって方向が変えられ、今度は他方の側壁３４に沿って流れるようになる。このガスは、更にフィードバック流路３８を経て、ノズル３１の噴出口側へ帰還され、排出路４２を経て流路５０に排出される。すると、ノズル３１より噴出されたガスは、今度は、フィードバック流路３８を流れてきたガスによって方向が変えられ、再び側壁３３、フィードバック流路３７に沿って流れるようになる。以上の動作を繰り返すことにより、ノズル３１を通過したガスは一対のフィードバック流路３７，３８を交互に流れるフルイディック発振を行う。このフルイディック発振の周波数、周期は流量と対応関係がある。フルイディック発振は図示しない上記圧電膜センサによって検出される。
【００２７】
流速センサ５１は、図示はしないが、発熱部とこの発熱部の上流側および下流側に配設された２つの温度センサを有し、２つの温度センサによって検出される温度の差を一定に保つために必要な発熱部に対する供給電力から流速に対応する流量を求めたり、一定電流または一定電力で発熱部を加熱し、２つの温度センサによって検出される温度の差から流量を求めることができるようになっている。
【００２８】
なお、本実施の形態に係る流量計においては、異常時以外はセンサ用遮断弁２２は開状態にされている。従って、フルイディック用遮断弁２１を閉状態にしてフルイディック用流路１５を閉じると、ガスはセンサ用流路１７のみを通過する。一方、フルイディック用遮断弁２１を開状態にしてフルイディック用流路１５を開けると、圧力変動吸収部７０による圧力損失により、フルイディック用流路１５に比べてセンサ用流路１７の方が圧力損失が大きくなり、センサ用流路１７におけるガスの流れは停止する。
【００２９】
次に、図２および図３の断面図を用いて、図１における圧力変動吸収部７０の一構成要素である圧力変動吸収機構６０の構成について説明する。圧力変動吸収機構６０は、両端部が閉鎖された円筒形状のフロートケース６１と、このフロートケース６１内に摺動自在に収容されたフロート６２とを備えている。フロートケース６１には、底部に円形のガスの入口部６３が形成されていると共に、側部の下側の位置に縦長のガスの出口部６４が形成されている。フロートケース６１の上部には小孔６５が設けられている。
【００３０】
フロート６２は、下端面が開放され、上端面が閉塞された円筒形状に形成されている。フロート６２がフロートケース６１内の最下部に位置しているとき（図２）は、フロート６２の側壁によって出口部６４が閉塞され、圧力変動吸収機構６０の上流側と下流側とが遮断されるが、フロート６２がフロートケース６１内で上昇し、フロート６２の下端が出口部６４の下端よりも上になる（図３）と、出口部６４が開放され、圧力変動吸収機構６０の上流側と下流側とが連通されるようになっている。これにより、図１に示した流路１７ｂと流量計測用流路１７ｃとが連通される。
【００３１】
次に、図１に示した流量計の制御系の構成について説明する。なお、以下では、圧力変動吸収機構６０の異常を検出するために必要な制御系の構成についてのみ説明する。
【００３２】
図４は、本実施の形態における流量計の制御系の構成を示すブロック図であり、図では圧力変動吸収機構６０の異常の検出に関わる構成要素のみを示している。図５は、図４におけるばらつき判定部５１ａが行うばらつき判定を説明するための説明図であり、流速センサ５１の出力変化の一例を示している。
【００３３】
本実施の形態における流量計は、制御ブロックとして、流速センサ５１の出力信号に基づいて、圧力変動吸収機構６０の異常を検出するための異常検出機能部８０を備えている。この異常検出機能部８０は、例えば、マイクロコンピュータによって構成されている。異常検出機能部８０は、流速センサ５１の出力信号のばらつきを判定するばらつき判定部５１ａと、流速センサ５１の出力信号に基づいて、センサ用流路１７を流れるガスの流量を判定する流量判定部５１ｂと、これらばらつき判定部５１ａおよび流量判定部５１ｂの判定結果に基づいて、圧力変動吸収機構６０が異常であるか否かを判定する異常判定部８１と、この異常判定部８１の判定結果に応じて流量計が行う動作を判定する動作判定部８２と、この動作判定部８２の判定結果に応じて表示部９１の制御を行う表示制御部８３と、動作判定部８２の判定結果に応じてフルイディック用遮断弁２１およびセンサ用遮断弁２２の制御を行う遮断弁制御部８４と、動作判定部８２の判定結果に応じて外部への通信を行うための通信制御部８５とを有している。なお、異常検出機能部８０が、本実施の形態における圧力変動吸収機構の異常検出装置に相当する。また、表示制御部８３，通信制御部８５および表示部９１が、本発明における通知手段に対応する。
【００３４】
ばらつき判定部５１ａは、所定時間（図５における期間Ｔ_１に相当）における流速センサ５１の出力信号の最大値と最小値との差（図５におけるＰ_１に相当）をばらつきの判定に用いるようになっている。流量判定部５１ｂは、流速センサ５１の出力信号に基づいて所定時間（図５における期間Ｔ_１に相当）における流量を演算し、その演算した流量が零とみなされるか否かの判定を行う。なお、流速センサ５１からの出力信号は、実際には、一定周期毎（例えば、６秒程度）にサンプリングして得られた値であり、また、流量判定部５１ｂは、所定時間Ｔ_１（例えば、２分間）における流速センサ５１からの出力信号を平均化し、その平均化後の出力信号の値を積算して流量を判定するようになっている。流量判定部５１ｂは、このようにして得られた出力信号の積算値が、例えば、流量にして±１．５リットル／ｈ以内の値に相当する場合には、事実上、センサ用流路１７を通過するガスの流量が零であると判定するようになっている。また、ばらつき判定部５１ａは、ばらつき判定として、実際には、流速センサ５１からの一定周期毎（例えば、６秒程度）にサンプリングして得られた出力信号の最大値と最小値との差Ｐ_１が、例えば、流量にして１００リットル／ｈ以上であるか否かの判定を行うようになっている。
【００３５】
異常判定部８１は、ばらつき判定部５１ａにおいて、流速センサ５１の出力信号のばらつきが一定範囲以上（例えば、流量にして１００リットル／ｈ以上）であると判定され、且つ、流量判定部５１ｂにおいて、流量が零とみなされると判定された場合に、圧力変動吸収機構６０が異常である旨の判定を行うようになっている。なお、異常判定部８１において行われるこの異常である旨の判定は、圧力変動吸収機構６０が正常に動作していると仮定すれば、流量が零とみなされる場合には、流速センサ５１の出力信号には比較的ばらつきが少ないという根拠に基づいている。動作判定部８２は、異常判定部８１において、異常である旨の判定がなされた場合には、表示制御部８３および通信制御部８５を制御して、例えば、図示しない操作部によってあらかじめ設定された動作モードに基づいて、異常である旨の通知を外部に対して行わせると共に、必要に応じて遮断弁制御部８４を制御して、遮断弁２１，２２を閉状態にさせるようになっている。
【００３６】
次に、以上のような構成の流量計の動作を説明する。
【００３７】
本実施の形態に係る流量計では、流量が所定の流量以下の小流量域にあるときは、フルイディック用遮断弁２１は閉状態、センサ用遮断弁２２は開状態とされ、流量が上記所定の流量を越える大流量域にあるときは、フルイディック用遮断弁２１およびセンサ用遮断弁２２は共に開状態とされる。ここで、フルイディック用遮断弁２１の開閉状態を切り換えるための所定の流量の値は、例えば、次のように設定される。まず、流量が小流量から大流量へと増加している場合に、フルイディック用遮断弁２１を閉状態から開状態に切り換えるための所定の流量の値は、例えば、１０００リットル／ｈの流量値に設定される。すなわち、流量が小流量から増加する状態にある場合には、１０００リットル／ｈを越えた場合にフルイディック用遮断弁２１が閉状態から開状態に切り換えられる。
逆に、流量が１０００リットル／ｈ以上の大流量である状態から小流量へと推移している場合に、フルイディック用遮断弁２１を開状態から閉状態に切り換えるための所定の流量の値は、例えば、８００リットル／ｈの流量値に設定される。
【００３８】
小流量域では、入口部１１から取り入れられたガスはセンサ用流路１７を通ってフルイディック素子３０に達し、フルイディック素子３０を通過し、出口部１２より排出される。このとき、流速センサ５１によって、センサ用流路１７を通過するガスの流速が検出される。また、圧力変動吸収部７０においてガスの圧力変動が吸収される。図示しない流量演算部は、小流量域では、流速センサ出力に基づいて流量を算出する。
【００３９】
一方、大流量域では、入口部１１から取り入れられたガスはフルイディック用流路１５のみを通って、フルイディック素子３０に達し、フルイディック素子３０を通過し、出口部１２より排出される。ここで、ガスがセンサ用流路１７よりも断面積の大きいフルイディック用流路１５を通るため、大流量時におけるガス供給不良の発生が防止される。図示しない流量演算部は、大流量域では、フルイディック素子３０の出力（すなわち、図示しないフルイディック発振検出センサ（圧電膜センサ）の出力）に基づいて流量を算出する。なお、流速センサ５１の出力と圧電膜センサの出力で重複して流量を算出する流量域を設け、この流量域では、圧電膜センサの出力に基づいて算出した流量を正式な流量とすると共に、圧電膜センサの出力に基づいて算出した流量を用いて、流速センサ５１の出力に基づいて算出した流量を補正するようにしてもよい。また、この重複した流量域では、圧電膜センサの出力に基づいて算出した流量と流速センサ５１の出力に基づいて算出した流量との平均値を正式な流量とするようにしてもよい。
【００４０】
次に、圧力変動吸収機構６０の動作について詳細に説明する。
【００４１】
ガスが流れていないときは、圧力変動吸収機構６０の上流側と下流側とで圧力差が生じていないので、図２に示したように、フロート６２は重力の作用によりフロートケース６１内の最下部に位置しており、出口部６４は完全に閉塞され、圧力変動吸収機構６０の上流側と下流側、すなわち、図１に示した流路１７ｂと流量計測用流路１７ｃとが遮断される。
【００４２】
一方、ガスが流れ始めると、入口部６３から導入される圧力変動吸収機構６０の上流側の圧力と下流側の圧力とに圧力差が生ずるので、フロート６２はその圧力差による浮力を受けて持ち上げられ、図３に示したように、フロートケース６１内を上昇する。これにより出口部６４は、その圧力差に応じた分だけ開放され、ガスは圧力変動吸収機構６０内を通過する。ここで、ガスは圧力変動吸収機構６０内を通過することによりフロート６２による負荷力を受けることになり、圧力変動が吸収される。圧力変動吸収機構６０内を通過したガスは、フルイディック素子３０に向かう。
【００４３】
次に、図６の流れ図を参照して、圧力変動吸収機構６０の異常の検出に関わる動作について説明する。なお、以下の説明は、本実施の形態における圧力変動吸収機構の異常検出方法の説明を兼ねている。
【００４４】
まず、異常検出機能部８０（図３）は、例えば、フルイディック用遮断弁２１が閉状態にあるか否かを判断することにより、流速センサ５１において流量の測定が行われているか否かを判断する（ステップＳ１０１）。異常検出機能部８０は、流速センサ５１による流量の測定が行われていない場合には（ステップＳ１０１；Ｎ）、この判断を繰り返す。一方、流速センサ５１による流量の測定が行われている場合には（ステップＳ１０１；Ｙ）、次に、異常検出機能部８０のばらつき判定部５１ａによって、流速センサ５１の出力値のばらつきが、所定のしきい値以上であるか否かが判定される（ステップＳ１０２）。ここでのばらつき判定部５１ａのばらつき判定は、例えば、所定時間Ｔ_１（図５）における流速センサ５１の出力信号の最大値と最小値との差Ｐ_１（図５）が、流量にして１００リットル／ｈ以上であるか否かを基準にして行う。
【００４５】
ばらつき判定部５１ａによる判定結果が、所定のしきい値以上でない場合には（ステップＳ１０２；Ｎ）、ステップＳ１０１の判断に戻る。一方、ばらつき判定部５１ａによって、流速センサ５１の出力値のばらつきが、所定のしきい値以上であると判定された場合には（ステップＳ１０２；Ｙ）、次に、異常検出機能部８０の流量判定部５１ｂにおいて、流速センサ５１の出力信号に基づいて演算された所定時間Ｔ_１（図５）における流量が、零（０リットル／ｈ）とみなされるか否かの判定が行われる（ステップＳ１０３）。ここで、流量が零とみなされない場合には（ステップＳ１０３；Ｎ）、ステップＳ１０１の判断に戻る。
【００４６】
一方、流量判定部５１ｂによって、所定時間Ｔ_１における流量が、零とみなされると判定された場合には（ステップＳ１０３；Ｙ）、異常検出機能部８０の異常判定部８１は、圧力変動吸収機構６０の異常と判定する（ステップＳ１０４）。異常判定部８１により、圧力変動吸収機構６０の異常と判定されると、動作判定部８２は、表示制御部８３を制御して、圧力変動吸収機構６０において異常が検出された旨を表示部９１に表示させる（ステップＳ１０５）。
【００４７】
次に、動作判定部８２は、例えば、図示しない操作部によってあらかじめ設定された動作モードに基づいて、その後の動作判定を行う（ステップＳ１０６）。動作判定部８２は、動作判定として、まず、異常である旨の通知を表示部９１によってのみ行うか否かを判定する（ステップＳ１０７）。異常である旨の通知を表示部９１によってのみ行うと判定された場合には（ステップＳ１０７；Ｙ）、動作判定部８２は、表示制御部８３を制御して、圧力変動吸収機構６０において異常が検出された旨の表示を表示部９１において続行させ（ステップＳ１０８）、異常検出に関わる処理を終了する。
【００４８】
動作判定部８２は、異常である旨の通知を表示部９１への通知以外にも行うと判定した場合には（ステップＳ１０７；Ｎ）、次に、遮断弁２１，２２の遮断を直ちに行うか否かを判定する（ステップＳ１０９）。動作判定部８２は、遮断弁２１，２２の遮断を直ちに行うと判定した場合には（ステップＳ１０９；Ｙ）、遮断弁制御部８４を制御して、遮断弁２１，２２に対して遮断信号を送出し（ステップＳ１１２）、異常検出に関わる処理を終了する。なお、実際には、ステップＳ１０１において、流速センサ５１による流量の測定が行われていると判断された時点で、フルイディック用遮断弁２１が閉状態であると判断されているので、遮断信号の送出は、センサ用遮断弁２２に対してのみ行うようにしてもよい。
【００４９】
動作判定部８２は、遮断弁２１，２２の遮断を直ちに行わないと判定した場合には（ステップＳ１０９；Ｎ）、通信制御部８５を制御して、外部の通信機器を利用して異常である旨の通知を通信により行うための処理を行う（ステップＳ１１０）。次に、動作判定部８２は、通信処理が成功したか否かの判定を行う（ステップＳ１１１）。動作判定部８２は、通信が失敗したと判定した場合には（ステップＳ１１１；Ｎ）、遮断弁制御部８４を制御して、遮断弁２１，２２に対して遮断信号を送出し（ステップＳ１１２）、異常検出に関わる処理を終了する。一方、動作判定部８２は、通信が成功したと判定した場合には（ステップＳ１１１；Ｙ）、異常が検出された旨の表示を表示部９１において続行させ（ステップＳ１０８）、異常検出に関わる処理を終了する。
【００５０】
以上説明したように、本実施の形態に係る流量計によれば、異常判定部８１が、ばらつき判定部５１ａにおいて、流速センサ５１の出力信号のばらつきが一定範囲以上（例えば、流量にして１００リットル／ｈ以上）であると判定され、且つ、流量判定部５１ｂにおいて、流量が零とみなされると判定された場合に、圧力変動吸収機構６０が異常である旨の判定を行うようにしたので、圧力変動吸収機構６０の異常を確実に検出することが可能となる。また、圧力変動吸収機構６０が異常である旨の判定がなされた場合には、動作判定部８２が、表示制御部８３および通信制御部８５を制御して、例えば、図示しない操作部によってあらかじめ設定された動作モードに基づいて、異常である旨の通知を外部に対して行わせると共に、必要に応じて遮断弁制御部８４を制御して、遮断弁２１，２２を閉状態にさせるようになっているので、不正確な計量が行われることが防止される。
【００５１】
なお、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、流速センサとしては、発熱部と２つの温度センサを有するものに限らず、例えば、１つの発熱部を有し、この発熱部の温度（抵抗）を一定に保つために必要な発熱部に対する供給電力から流速を求めたり、一定電流または一定電力で発熱部を加熱し、発熱部の温度（抵抗）から流速を求めるものでもよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１ないし４のいずれかに記載の圧力変動吸収機構の異常検出装置、または請求項５ないし８のいずれかに記載の圧力変動吸収機構の異常検出方法によれば、流速センサの出力信号のばらつきを判定し、また、流速センサの出力信号に基づいて、流路中における流体の流量を判定し、これらの判定結果に基づいて、圧力変動吸収機構が異常であるか否かを判定するようにしたので、圧力変動吸収機構の異常を検出し、不正確な計量の防止が可能となるという効果を奏する。
【００５３】
請求項３記載の圧力変動吸収機構の異常検出装置または請求項７記載の圧力変動吸収機構の異常検出方法によれば、圧力変動吸収機構が異常と判定された場合に、その旨を通知するようにしたので、請求項１記載の圧力変動吸収機構の異常検出装置、または請求項５記載の圧力変動吸収機構の異常検出方法の効果に加え、圧力変動吸収機構の異常が検出された後、不正確な計量の防止を確実に行うことが可能となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る圧力変動吸収機構の異常検出装置が利用される流量計の流路構造を示す断面図である。
【図２】図１における圧力変動吸収部の一構成要素である圧力変動吸収機構の要部を示す断面図である。
【図３】図１における圧力変動吸収部の一構成要素である圧力変動吸収機構の要部を示す他の断面図である。
【図４】図１における流量計の制御系の構成を示すブロック図である。
【図５】図１における流速センサの出力変化の一例を示す説明図である。
【図６】図２に示した圧力変動吸収機構の異常の検出に関わる動作について説明するための流れ図である。
【符号の説明】
１７センサ用流路
２１フルイディック用遮断弁
２２センサ用遮断弁
５１流速センサ
５１ａばらつき判定部
５１ｂ流量判定部
６０圧力変動吸収機構
６１フロートケース
６２フロート
８０異常検出機能部
８１異常判定部
８２動作判定部
８３表示制御部
８４遮断弁制御部
８５通信制御部
９１表示部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus and a method for detecting an abnormality of a pressure fluctuation absorbing mechanism for detecting an abnormality of a pressure fluctuation absorbing mechanism used for suppressing a pressure fluctuation of a fluid.
[0002]
[Prior art]
Examples of flow meters used for gas meters and the like include a flow meter using a thermal flow sensor (flow sensor) and a fluid flow meter using the fact that the frequency of fluidic oscillation is related to the flow rate of a fluid. In order to accurately measure the flow rate with these flow meters, it is necessary to keep the pressure in the gas pipe constant. This is because the flow velocity fluctuates with the pressure fluctuation, and the measured flow rate also fluctuates. Therefore, in order to suppress such a pressure fluctuation in the pipe, a pressure fluctuation absorbing mechanism configured to absorb the pressure fluctuation is used.
[0003]
As a general type of the pressure fluctuation absorbing mechanism, a cylindrical float case having a fluid inlet opening at the bottom and a fluid outlet opening at the side surface, and an upstream side accommodated in the float case so as to be vertically movable. There is a configuration provided with a cylindrical float that floats or descends according to a pressure difference between the downstream side and the opening ratio of the outlet opening to change. The pressure fluctuation absorbing mechanism having such a configuration absorbs the upstream pressure fluctuation by the movement of the float and prevents the transmission of the pressure fluctuation to the downstream small flow rate measuring unit.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when any abnormality occurs in the pressure fluctuation absorbing mechanism, there is a problem that the measurement accuracy of the flow meter is reduced, and the accurate measurement is hindered. For this reason, when an abnormality occurs in the pressure fluctuation absorbing mechanism, it is desirable to detect the abnormality at an early stage to prevent incorrect measurement from being performed.
[0005]
The cause of the abnormality of the pressure fluctuation absorbing mechanism is often dust in the fluid. For example, in a pressure fluctuation absorbing mechanism having a configuration including the above-described float case and the float, dust in the fluid causes dust in the fluid between the inner peripheral surface of the float case and the outer peripheral surface of the float, If the float adheres to a depression or a corner in the case, an abnormality such as an unstable movement state of the float occurs. If the amount of dust attached increases, the float adheres to the upper part of the float case due to the dust, so that the pressure fluctuation cannot be sufficiently absorbed, and the measurement accuracy of the flow meter is reduced, and the accurate measurement is hindered. Will be.
[0006]
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide an apparatus and a method for detecting an abnormality of a pressure fluctuation absorbing mechanism capable of detecting an abnormality of the pressure fluctuation absorbing mechanism and preventing incorrect measurement. Is to do.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
An abnormality detecting device for a pressure fluctuation absorbing mechanism according to claim 1, wherein a variation determining means for determining a variation in an output signal of the flow rate sensor, and a flow rate for determining a flow rate of the fluid in the flow path based on the output signal of the flow rate sensor. It is provided with determining means, and abnormality determining means for determining whether or not the pressure fluctuation absorbing mechanism is abnormal based on the determination results of the variation determining means and the flow rate determining means.
[0008]
In the abnormality detection device for the pressure fluctuation absorbing mechanism, the abnormality determination unit uses the determination result of the variation of the output signal of the flow velocity sensor by the variation determination unit and the determination result of the flow rate of the fluid in the flow path by the flow rate determination unit. It is determined whether the pressure fluctuation absorbing mechanism is abnormal.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, in the abnormality detecting device according to the first aspect, the abnormality determining unit determines that the variation of the output signal of the flow velocity sensor is equal to or greater than a predetermined range. When the flow rate determining means determines that the flow rate is regarded as zero, the flow rate determining means determines that the pressure fluctuation absorbing mechanism is abnormal.
[0010]
In the abnormality detecting device for the pressure fluctuation absorbing mechanism, the abnormality determining means determines that the variation of the output signal of the flow velocity sensor is equal to or more than a predetermined range by the variation determining means, and the flow rate determining means determines that the flow rate is zero. If it is determined that the pressure fluctuation absorbing mechanism is abnormal, it is determined that the pressure fluctuation absorbing mechanism is abnormal.
[0011]
The abnormality detecting device for a pressure fluctuation absorbing mechanism according to claim 3 is, in the abnormality detecting device according to claim 1 or 2, further notified when the abnormality determining means determines that the pressure fluctuation absorbing mechanism is abnormal. The notification means is provided.
[0012]
In the abnormality detecting device for the pressure fluctuation absorbing mechanism, when the abnormality determining means determines that the pressure fluctuation absorbing mechanism is abnormal, the notifying means notifies that the pressure fluctuation absorbing mechanism is abnormal.
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the abnormality detecting device for a pressure fluctuation absorbing mechanism according to the first, second, or third aspect, wherein the variation determining means determines a maximum value and a minimum value of the output signal of the flow velocity sensor in a predetermined time. The difference is used for determining the variation.
[0014]
In the abnormality detecting device for the pressure fluctuation absorbing mechanism, the difference between the maximum value and the minimum value of the output signal of the flow velocity sensor in the predetermined time is used for the determination of the variation in the variation determining means.
[0015]
The abnormality detecting method of the pressure fluctuation absorbing mechanism according to claim 5 includes: a step of determining a variation in an output signal of the flow rate sensor; and a step of determining a flow rate of a fluid in the flow path based on the output signal of the flow rate sensor. A procedure for determining whether or not the pressure fluctuation absorbing mechanism is abnormal based on the determination results in these procedures.
[0016]
In this method of detecting an abnormality of the pressure fluctuation absorbing mechanism, it is determined whether or not the pressure fluctuation absorbing mechanism is abnormal based on the variation of the output signal of the flow velocity sensor and the flow rate of the fluid in the flow path.
[0017]
According to a sixth aspect of the present invention, in the abnormality detecting method according to the fifth aspect, the step of determining the variation includes determining that the variation of the output signal of the flow velocity sensor is equal to or greater than a predetermined range; In the flow rate determining procedure, when it is determined that the flow rate is regarded as zero, it is determined that the pressure fluctuation absorbing mechanism is abnormal.
[0018]
In this method of detecting an abnormality of the pressure fluctuation absorbing mechanism, when it is determined that the variation of the output signal of the flow velocity sensor is equal to or more than a certain range, and when it is determined that the flow rate is considered to be zero, the pressure fluctuation absorbing mechanism is abnormal. A determination is made that there is.
[0019]
The abnormality detecting method of the pressure fluctuation absorbing mechanism according to claim 7 further includes a procedure for notifying the abnormality detecting method according to claim 5 or 6 when the pressure fluctuation absorbing mechanism is determined to be abnormal. It is a thing.
[0020]
An abnormality detection method for a pressure fluctuation absorbing mechanism according to claim 8 is the abnormality detection method according to claim 5, 6, or 7, wherein in the step of determining the variation, the maximum value and the minimum value of the output signal of the flow velocity sensor during a predetermined time are provided. Is used to determine the variation.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0022]
FIG. 1 shows a cross-sectional configuration of a flow meter in which an abnormality detection device for a pressure fluctuation absorbing mechanism according to an embodiment of the present invention is used. FIGS. 2 and 3 are cross-sectional views showing a main part of a pressure fluctuation absorbing mechanism 60 which is a component of the pressure fluctuation absorbing section 70 in FIG. The flow meter shown in FIG. 1 is used, for example, as a gas meter, and includes a main body 10 having an inlet 11 for receiving a fluid (gas) and an outlet 12 for discharging gas. A partition 13 is provided in the main body 10, and a flow path 14 is provided from the inlet 11 to the partition 13. A fluidic element 30 for generating fluidic oscillation is provided in the main body 10, and a flow path 50 is provided from the fluidic element 30 to the outlet 12. Between the partition 13 and the fluidic element 30, a fluidic channel 15 and a sensor channel 17 are provided in parallel. The fluidic channel 15 has a larger cross-sectional area than the sensor channel 17. The partition 13 is provided with an opening 16 communicating with the fluidic channel 15 and an opening 18 communicating with the sensor channel 17. The opening 16 is provided with a valve seat 16a, and the opening 18 is provided with a valve seat 18a.
[0023]
The sensor flow path 17 includes a flow path 17 a extending downward from the opening 18, a flow path 17 b extending horizontally from an end of the flow path 17 a, and a flow measurement flow path separated from the flow path 17 a by a partition 219. 17c. Although not shown, the flow rate measuring flow path 17c of the sensor flow path 17 is provided with a semicylindrical nozzle portion in the flow channel, and the gas passing through the nozzle portion is supplied to the fluidic flow channel. A rectifying member that regulates the flow of gas toward the fluidic element 30 in substantially the same direction as the gas passing through 15 is provided. A flow rate sensor (flow sensor) 51 for detecting the flow rate of gas passing through the nozzle section is provided in a nozzle section (not shown) of the flow rate measurement flow path 17c. A pressure fluctuation absorbing mechanism including a pressure fluctuation absorbing mechanism 60 (FIG. 2) for absorbing the pressure fluctuation in the sensor flow path 17 upstream of the flow rate measurement flow path 17c and downstream of the flow path 17b. A section 70 is provided.
[0024]
The flow meter further includes a fluid shutoff valve 21 for opening and closing the fluidic flow path 15 and a sensor shutoff valve 22 for opening and closing the sensor flow path 17. The operation from the closed state to the open state can be electrically performed. The fluidic shutoff valve 21 includes a valve body 23 that opens and closes the opening 16, a rod 24 having one end connected to the valve body 23, and an actuator fixed to the outside of the main body 10 and connected to the other end of the rod 24. 25. The actuator 25 drives the valve body 23 via the rod 24 to open and close the opening 16. Similarly, the sensor cutoff valve 22 has a valve body 26 for opening and closing the opening 18, a rod 27 having one end connected to the valve body 26, and a rod 27 fixed to the outside of the main body 10 and connected to the other end of the rod 27. An actuator 28 drives the valve 26 via a rod 27 to open and close the opening 18.
[0025]
The fluidic element 30 has a nozzle 31 and a pair of side walls 33 and 34 provided downstream of the nozzle 31 and forming an enlarged flow path. A target 35 is disposed on the upstream side and a target 36 is disposed on the downstream side at predetermined intervals between the side walls 33 and 34. A return guide 39 is formed outside the side walls 33 and 34 to form a pair of feedback flow paths 37 and 38 for returning the gas that has passed through the nozzle 31 to the ejection port side of the nozzle 31 along the outer periphery of each side wall 33 and 34. Are arranged. Between the outlets of the feedback flow paths 37 and 38 and the flow path 50, a pair of discharge paths 41 and 42 are formed by the back surface of the return guide 39 and the main body 10. Pressure guide holes 43 and 44 are provided in the vicinity of the ejection port of the nozzle 31, and communicate with the pressure guide holes 43 and 44 via a pressure guide path (not shown) outside the main body 10. A fluidic oscillation detection sensor (for example, a piezoelectric film sensor) for detecting a differential pressure in the pressure hole 44 is provided.
[0026]
The gas that has passed through the fluidic channel 15 or the sensor channel 17 reaches the fluidic element 30. Here, the gas that has passed through the nozzle 31 is jetted out of the jet port as a jet. The gas ejected from the ejection port flows along one side wall due to the Coanda effect. Here, it is assumed that the flow first flows along the side wall 33. The gas flowing along the side wall 33 is further returned to the ejection port side of the nozzle 31 through the feedback flow path 37 and discharged to the flow path 50 through the discharge path 41. At this time, the direction of the gas ejected from the nozzle 31 is changed by the gas flowing through the feedback flow path 37, and the gas now flows along the other side wall 34. This gas is further returned to the ejection port side of the nozzle 31 via the feedback flow path 38 and discharged to the flow path 50 via the discharge path 42. Then, the gas ejected from the nozzle 31 is changed in direction by the gas flowing through the feedback channel 38, and flows again along the side wall 33 and the feedback channel 37. By repeating the above operation, the gas that has passed through the nozzle 31 performs fluidic oscillation that alternately flows through the pair of feedback channels 37 and 38. The frequency and period of the fluidic oscillation have a correspondence with the flow rate. Fluidic oscillation is detected by the above-mentioned piezoelectric film sensor (not shown).
[0027]
Although not shown, the flow rate sensor 51 includes a heat generating portion and two temperature sensors disposed upstream and downstream of the heat generating portion, and keeps a difference between the temperatures detected by the two temperature sensors constant. For this purpose, the flow rate corresponding to the flow velocity can be obtained from the power supplied to the heat generating section, or the heat generating section can be heated with a constant current or constant power, and the flow rate can be obtained from the difference between the temperatures detected by the two temperature sensors. It has become.
[0028]
In the flow meter according to the present embodiment, the sensor shut-off valve 22 is kept open except when there is an abnormality. Therefore, when the fluidic shutoff valve 21 is closed and the fluidic flow path 15 is closed, the gas passes only through the sensor flow path 17. On the other hand, if the fluidic shut-off valve 21 is opened and the fluidic flow path 15 is opened, the pressure fluctuation absorption unit 70 causes a pressure loss, so that the sensor flow path 17 is larger than the fluidic flow path 15. The pressure loss increases, and the gas flow in the sensor flow path 17 stops.
[0029]
Next, the configuration of the pressure fluctuation absorbing mechanism 60, which is a component of the pressure fluctuation absorbing unit 70 in FIG. 1, will be described with reference to the cross-sectional views of FIGS. The pressure fluctuation absorbing mechanism 60 includes a cylindrical float case 61 having both ends closed, and a float 62 slidably accommodated in the float case 61. The float case 61 has a circular gas inlet 63 at the bottom and a vertically elongated gas outlet 64 at a position below the side. A small hole 65 is provided in the upper part of the float case 61.
[0030]
The float 62 is formed in a cylindrical shape in which a lower end surface is opened and an upper end surface is closed. When the float 62 is located at the lowermost part in the float case 61 (FIG. 2), the outlet 64 is closed by the side wall of the float 62, and the upstream side and the downstream side of the pressure fluctuation absorbing mechanism 60 are shut off. However, when the float 62 rises in the float case 61 and the lower end of the float 62 is higher than the lower end of the outlet 64 (FIG. 3), the outlet 64 is opened, and The downstream side is communicated with. Thereby, the flow path 17b and the flow rate measurement flow path 17c shown in FIG. 1 are communicated.
[0031]
Next, the configuration of the control system of the flow meter shown in FIG. 1 will be described. In the following, only the configuration of a control system necessary for detecting an abnormality of the pressure fluctuation absorbing mechanism 60 will be described.
[0032]
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a control system of the flow meter according to the present embodiment. In the figure, only components related to detection of abnormality of pressure fluctuation absorbing mechanism 60 are shown. FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the variation determination performed by the variation determination unit 51a in FIG. 4, and shows an example of an output change of the flow velocity sensor 51.
[0033]
The flow meter according to the present embodiment includes, as a control block, an abnormality detection function unit 80 for detecting an abnormality of the pressure fluctuation absorbing mechanism 60 based on an output signal of the flow velocity sensor 51. The abnormality detection function unit 80 is configured by, for example, a microcomputer. The abnormality detection function unit 80 includes a variation determination unit 51a that determines the variation of the output signal of the flow rate sensor 51, and a flow rate determination unit that determines the flow rate of the gas flowing through the sensor flow path 17 based on the output signal of the flow rate sensor 51. 51b, an abnormality determination unit 81 that determines whether or not the pressure fluctuation absorbing mechanism 60 is abnormal based on the determination results of the variation determination unit 51a and the flow rate determination unit 51b. An operation determining unit 82 that determines the operation performed by the flow meter in accordance with the above, a display control unit 83 that controls the display unit 91 in accordance with the determination result of the operation determining unit 82, and A shutoff valve control unit 84 that controls the fluidic shutoff valve 21 and the sensor shutoff valve 22, and a communication control unit 85 that performs external communication according to the determination result of the operation determination unit 82. The it has. Note that the abnormality detection function unit 80 corresponds to the abnormality detection device of the pressure fluctuation absorbing mechanism in the present embodiment. Further, the display control unit 83, the communication control unit 85, and the display unit 91 correspond to a notification unit in the present invention.
[0034]
The variation determination unit 51a performs a predetermined time period (period T in FIG. 5). ₁ 5) between the maximum value and the minimum value of the output signal of the flow velocity sensor 51 (P in FIG. 5). ₁ Is used for determining the variation. Based on the output signal of the flow velocity sensor 51, the flow rate determination unit 51b determines a predetermined time (period T in FIG. ₁ Is calculated, and it is determined whether or not the calculated flow rate is regarded as zero. Note that the output signal from the flow velocity sensor 51 is actually a value obtained by sampling at regular intervals (for example, about 6 seconds). ₁ The output signal from the flow velocity sensor 51 during (for example, 2 minutes) is averaged, and the value of the averaged output signal is integrated to determine the flow rate. If the integrated value of the output signal thus obtained corresponds to, for example, a value within ± 1.5 liters / h in flow rate, the flow rate determination unit 51b effectively sets the sensor flow path 17 It is determined that the flow rate of the gas passing through is zero. In addition, the variation determination unit 51a actually determines, as variation determination, the difference P between the maximum value and the minimum value of the output signal obtained by sampling from the flow velocity sensor 51 at regular intervals (for example, about 6 seconds). ₁ However, for example, it is determined whether or not the flow rate is 100 liter / h or more.
[0035]
The abnormality determination unit 81 determines that the variation of the output signal of the flow velocity sensor 51 is equal to or more than a certain range (for example, 100 liters / h or more in terms of flow rate) in the variation determination unit 51a. When it is determined that the flow rate is considered to be zero, it is determined that the pressure fluctuation absorbing mechanism 60 is abnormal. It should be noted that the determination of this abnormality performed by the abnormality determination unit 81 is based on the assumption that the pressure fluctuation absorbing mechanism 60 is operating normally, and when the flow rate is considered to be zero, the output of the flow velocity sensor 51 is determined. It is based on the grounds that the signal has relatively little variation. When the abnormality determination unit 81 determines that the operation is abnormal, the operation determination unit 82 controls the display control unit 83 and the communication control unit 85, for example, by setting an operation unit (not shown) in advance. Based on the operation mode, a notification to the effect that an abnormality has occurred is given to the outside, and the shut-off valve control unit 84 is controlled as necessary to make the shut-off valves 21 and 22 closed. .
[0036]
Next, the operation of the flow meter configured as described above will be described.
[0037]
In the flow meter according to the present embodiment, when the flow rate is in a small flow rate range equal to or less than a predetermined flow rate, the shutoff valve 21 for fluidic is closed and the shutoff valve 22 for sensor is opened, and the flow rate is set to the predetermined flow rate. When the flow rate is in a large flow rate range exceeding the above flow rate, both the fluid shutoff valve 21 and the sensor shutoff valve 22 are opened. Here, the value of the predetermined flow rate for switching the open / close state of the fluidic cutoff valve 21 is set, for example, as follows. First, when the flow rate increases from a small flow rate to a large flow rate, the predetermined flow rate value for switching the fluidic shutoff valve 21 from the closed state to the open state is, for example, a flow rate value of 1000 liter / h. Is set to That is, when the flow rate is increasing from the small flow rate, the fluidic shutoff valve 21 is switched from the closed state to the open state when the flow rate exceeds 1000 liter / h.
Conversely, when the flow rate changes from a large flow rate of 1000 liters / h or more to a small flow rate, a predetermined flow rate value for switching the fluidic shutoff valve 21 from the open state to the closed state is as follows. For example, the flow rate is set to 800 liter / h.
[0038]
In the small flow rate region, the gas introduced from the inlet 11 reaches the fluidic element 30 through the sensor channel 17, passes through the fluidic element 30, and is discharged from the outlet 12. At this time, the flow velocity of the gas passing through the sensor flow path 17 is detected by the flow velocity sensor 51. Further, the pressure fluctuation absorbing section 70 absorbs the pressure fluctuation of the gas. The flow rate calculation unit (not shown) calculates the flow rate based on the output of the flow rate sensor in the small flow rate range.
[0039]
On the other hand, in the large flow rate region, the gas introduced from the inlet 11 passes through the fluidic channel 15 only, reaches the fluidic element 30, passes through the fluidic element 30, and is discharged from the outlet 12. Here, since the gas passes through the fluidic flow path 15 having a larger cross-sectional area than the sensor flow path 17, occurrence of gas supply failure at a large flow rate is prevented. The flow rate calculator (not shown) calculates the flow rate in the large flow rate range based on the output of the fluidic element 30 (that is, the output of the fluidic oscillation detection sensor (piezoelectric film sensor) not shown). It should be noted that a flow rate region is provided in which the flow rate is calculated by overlapping the output of the flow velocity sensor 51 and the output of the piezoelectric film sensor. The flow rate calculated based on the output of the flow velocity sensor 51 may be corrected using the flow rate calculated based on the output of the piezoelectric film sensor. In this overlapping flow rate range, the average value of the flow rate calculated based on the output of the piezoelectric film sensor and the flow rate calculated based on the output of the flow velocity sensor 51 may be used as the official flow rate.
[0040]
Next, the operation of the pressure fluctuation absorbing mechanism 60 will be described in detail.
[0041]
When the gas is not flowing, no pressure difference is generated between the upstream side and the downstream side of the pressure fluctuation absorbing mechanism 60, and therefore, as shown in FIG. The outlet portion 64 is completely closed, and the upstream side and the downstream side of the pressure fluctuation absorbing mechanism 60, that is, the flow path 17b and the flow rate measurement flow path 17c shown in FIG. .
[0042]
On the other hand, when the gas starts to flow, a pressure difference is generated between the pressure on the upstream side and the pressure on the downstream side of the pressure fluctuation absorbing mechanism 60 introduced from the inlet 63, and the float 62 is lifted by the buoyancy caused by the pressure difference. Then, as shown in FIG. 3, the inside of the float case 61 rises. As a result, the outlet 64 is opened by an amount corresponding to the pressure difference, and the gas passes through the pressure fluctuation absorbing mechanism 60. Here, when the gas passes through the pressure fluctuation absorbing mechanism 60, the gas receives a load force by the float 62, and the pressure fluctuation is absorbed. The gas that has passed through the pressure fluctuation absorbing mechanism 60 travels toward the fluidic element 30.
[0043]
Next, an operation related to detection of an abnormality of the pressure fluctuation absorbing mechanism 60 will be described with reference to a flowchart of FIG. The following description also serves as a description of a method for detecting an abnormality of the pressure fluctuation absorbing mechanism in the present embodiment.
[0044]
First, the abnormality detection function unit 80 (FIG. 3) determines whether or not the flow rate sensor 51 is measuring the flow rate by determining whether or not the fluidic shutoff valve 21 is in a closed state, for example. A determination is made (step S101). If the flow rate sensor 51 has not measured the flow rate (step S101; N), the abnormality detection function unit 80 repeats this determination. On the other hand, when the flow rate is measured by the flow rate sensor 51 (Step S101; Y), the variation determination unit 51a of the abnormality detection function unit 80 determines that the variation of the output value of the flow rate sensor 51 is equal to a predetermined value. It is determined whether or not the threshold value is equal to or more than (step S102). The variation determination by the variation determination unit 51a is performed, for example, by a predetermined time T. ₁ The difference P between the maximum value and the minimum value of the output signal of the flow velocity sensor 51 in FIG. ₁ (FIG. 5) is performed based on whether or not the flow rate is 100 liter / h or more.
[0045]
If the result of the determination by the variation determining unit 51a is not equal to or greater than the predetermined threshold (step S102; N), the process returns to the determination of step S101. On the other hand, when the variation determining unit 51a determines that the variation of the output value of the flow velocity sensor 51 is equal to or more than the predetermined threshold (step S102; Y), the flow rate of the abnormality detection function unit 80 is determined. The predetermined time T calculated by the determination unit 51b based on the output signal of the flow velocity sensor 51 ₁ It is determined whether or not the flow rate in FIG. 5 is regarded as zero (0 liter / h) (step S103). Here, when the flow rate is not considered to be zero (Step S103; N), the process returns to the determination in Step S101.
[0046]
On the other hand, the flow determining unit 51b determines the predetermined time T ₁ Is determined to be zero (Step S103; Y), the abnormality determination unit 81 of the abnormality detection function unit 80 determines that the pressure fluctuation absorbing mechanism 60 is abnormal (Step S104). When the abnormality determining unit 81 determines that the pressure fluctuation absorbing mechanism 60 is abnormal, the operation determining unit 82 controls the display control unit 83 to display that the abnormality has been detected in the pressure fluctuation absorbing mechanism 60 on the display unit 91. (Step S105).
[0047]
Next, the operation determination unit 82 performs subsequent operation determination based on, for example, an operation mode set in advance by an operation unit (not shown) (step S106). As the operation determination, the operation determining unit 82 first determines whether or not the notification of the abnormality is made only by the display unit 91 (step S107). When it is determined that the notification of the abnormality is performed only by the display unit 91 (Step S107; Y), the operation determining unit 82 controls the display control unit 83 to determine that the abnormality in the pressure fluctuation absorbing mechanism 60 has occurred. The display indicating the detection is continued on the display unit 91 (step S108), and the processing related to the abnormality detection is ended.
[0048]
If the operation determination unit 82 determines that the notification of the abnormality is to be made in addition to the notification to the display unit 91 (step S107; N), then it is determined whether the shutoff valves 21 and 22 should be immediately shut off. It is determined whether or not it is (step S109). When it is determined that the shutoff valves 21 and 22 are to be shut off immediately (step S109; Y), the operation determining unit 82 controls the shutoff valve control unit 84 to output a shutoff signal to the shutoff valves 21 and 22. The process is sent (step S112), and the process related to abnormality detection ends. Actually, in step S101, when it is determined that the flow rate is measured by the flow velocity sensor 51, it is determined that the fluidic shutoff valve 21 is in the closed state. The delivery may be performed only to the sensor cutoff valve 22.
[0049]
If the operation determination unit 82 determines that the shutoff valves 21 and 22 are not to be shut off immediately (step S109; N), the operation determination unit 82 controls the communication control unit 85 to use an external communication device to indicate an abnormality. A process for notifying the user by communication is performed (step S110). Next, the operation determining unit 82 determines whether the communication processing has been successful (step S111). When determining that the communication has failed (step S111; N), the operation determining unit 82 controls the shutoff valve control unit 84 to send a shutoff signal to the shutoff valves 21 and 22 (step S112). Then, the processing relating to the abnormality detection is terminated. On the other hand, when it is determined that the communication is successful (step S111; Y), the operation determining unit 82 causes the display unit 91 to continue displaying that an abnormality has been detected (step S108), and performs a process related to abnormality detection. To end.
[0050]
As described above, according to the flow meter according to the present embodiment, the abnormality determination unit 81 determines that the variation in the output signal of the flow velocity sensor 51 is greater than or equal to a certain range (for example, 100 liters in flow rate) in the variation determination unit 51a. / H) or more, and when the flow rate determination unit 51b determines that the flow rate is considered to be zero, it is determined that the pressure fluctuation absorbing mechanism 60 is abnormal. An abnormality of the pressure fluctuation absorbing mechanism 60 can be reliably detected. When it is determined that the pressure fluctuation absorbing mechanism 60 is abnormal, the operation determining unit 82 controls the display control unit 83 and the communication control unit 85, for example, by using an operation unit (not shown). Based on the operation mode, a notification of abnormality is made to the outside, and the shut-off valve control unit 84 is controlled as necessary to make the shut-off valves 21 and 22 closed. This prevents incorrect weighing.
[0051]
The present invention is not limited to the above embodiments, and can be variously modified. For example, the flow rate sensor is not limited to a sensor having a heat generating portion and two temperature sensors, but may include, for example, one heat generating portion and a heat generating portion necessary to keep the temperature (resistance) of the heat generating portion constant. The flow rate may be obtained from the supplied power, or the heating section may be heated with a constant current or constant power and the flow rate may be obtained from the temperature (resistance) of the heating section.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, according to the abnormality detecting device for a pressure fluctuation absorbing mechanism according to any one of claims 1 to 4 or the abnormality detecting method for a pressure fluctuation absorbing mechanism according to any one of claims 5 to 8, The variation of the output signal of the sensor is determined, the flow rate of the fluid in the flow path is determined based on the output signal of the flow rate sensor, and whether the pressure fluctuation absorbing mechanism is abnormal is determined based on the determination results. Is determined, abnormality of the pressure fluctuation absorbing mechanism is detected, and it is possible to prevent incorrect measurement.
[0053]
According to the abnormality detecting device for the pressure fluctuation absorbing mechanism according to the third aspect or the abnormality detecting method for the pressure fluctuation absorbing mechanism according to the seventh aspect, when it is determined that the pressure fluctuation absorbing mechanism is abnormal, the fact is notified. Therefore, in addition to the effect of the abnormality detecting device for the pressure fluctuation absorbing mechanism according to claim 1 or the abnormality detecting method for the pressure fluctuation absorbing mechanism according to claim 5, after the abnormality of the pressure fluctuation absorbing mechanism is detected, There is an effect that accurate measurement can be reliably prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a flow channel structure of a flow meter in which an abnormality detection device for a pressure fluctuation absorbing mechanism according to an embodiment of the present invention is used.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a main part of a pressure fluctuation absorbing mechanism which is a component of the pressure fluctuation absorbing section in FIG.
FIG. 3 is another sectional view showing a main part of a pressure fluctuation absorbing mechanism which is a component of the pressure fluctuation absorbing section in FIG.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a control system of the flow meter in FIG.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of an output change of the flow velocity sensor in FIG.
6 is a flowchart for explaining an operation related to detection of an abnormality of the pressure fluctuation absorbing mechanism shown in FIG.
[Explanation of symbols]
17 Sensor flow path
21 Fluidic shut-off valve
22 Sensor shut-off valve
51 Flow velocity sensor
51a Variation determination unit
51b Flow rate determination unit
60 Pressure fluctuation absorption mechanism
61 Float case
62 float
80 Error detection function
81 Abnormality judgment unit
82 Motion judgment unit
83 Display control unit
84 Shut-off valve control unit
85 Communication control unit
91 Display

Claims

An abnormality detection device for detecting an abnormality of a pressure fluctuation absorbing mechanism that absorbs pressure fluctuation of a fluid in a flow path provided with a flow velocity sensor that outputs a signal corresponding to a flow velocity,
Variation determining means for determining variation in the output signal of the flow rate sensor,
Flow rate determining means for determining a flow rate of the fluid in the flow path based on an output signal of the flow rate sensor,
Abnormality detection means for determining whether or not the pressure fluctuation absorbing mechanism is abnormal based on a result of the determination by the variation determining means and the flow rate determining means. apparatus.

The abnormality determining unit is configured to determine whether the variation of the output signal of the flow velocity sensor is equal to or greater than a predetermined range by the variation determining unit, and determine that the flow rate is considered to be zero by the flow rate determining unit. 2. The abnormality detecting device for a pressure fluctuation absorbing mechanism according to claim 1, wherein a determination is made that said pressure fluctuation absorbing mechanism is abnormal.

The abnormality detecting device for a pressure fluctuation absorbing mechanism according to claim 1 or 2, further comprising a notifying means for notifying when the abnormality determining means determines that the pressure fluctuation absorbing mechanism is abnormal. .

The abnormality of the pressure fluctuation absorbing mechanism according to claim 1, 2 or 3, wherein the variation determining means uses a difference between a maximum value and a minimum value of the output signal of the flow rate sensor during a predetermined time for determining variation. Detection device.

An abnormality detection method for detecting an abnormality of a pressure fluctuation absorbing mechanism for absorbing a pressure fluctuation of a fluid in a flow path provided with a flow velocity sensor that outputs a signal corresponding to a flow velocity,
A procedure for determining a variation in the output signal of the flow rate sensor;
Based on the output signal of the flow rate sensor, a step of determining the flow rate of the fluid in the flow path,
Determining whether or not the pressure fluctuation absorbing mechanism is abnormal based on a result of the determination in these steps.

In the step of determining the variation, it is determined that the variation of the output signal of the flow rate sensor is greater than or equal to a certain range, and, in the procedure of determining the flow rate, when it is determined that the flow rate is considered to be zero, 6. The method according to claim 5, wherein it is determined that the pressure fluctuation absorbing mechanism is abnormal.

7. The abnormality detection method for a pressure fluctuation absorbing mechanism according to claim 5, further comprising a step of notifying the abnormality when the pressure fluctuation absorbing mechanism is determined to be abnormal.

8. The pressure fluctuation absorbing mechanism according to claim 5, wherein in the step of determining the variation, a difference between a maximum value and a minimum value of the output signal of the flow rate sensor during a predetermined time is used for determining the variation. Abnormality detection method.