JP7666376B2 - Diagnostic device, diagnostic method, and diagnostic program - Google Patents
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Description
本発明は、診断装置、診断方法および診断プログラムに関する。 The present invention relates to a diagnostic device, a diagnostic method, and a diagnostic program.
プラントで使用される流量計の一方式として、コリオリ質量流量計が知られている。コリオリ質量流量計は、流体が流れる振動管(U字管)をコイルの励磁により振動させ、振動管の内部を通過する流体により生ずるコリオリ力を振動管のねじれを介して計測するものである。流体の流量に応じてコリオリ力が増大するため、振動管のねじれの幅や位相を介して流量を計測することが可能となる。 A Coriolis mass flowmeter is known as one type of flowmeter used in plants. A Coriolis mass flowmeter vibrates a vibrating tube (U-shaped tube) through which a fluid flows by exciting a coil, and measures the Coriolis force generated by the fluid passing inside the vibrating tube via the twisting of the vibrating tube. Because the Coriolis force increases in accordance with the fluid flow rate, it is possible to measure the flow rate via the width and phase of the twisting of the vibrating tube.
コリオリ質量流量計では、振動管のねじれを利用して流量を計測するため、振動管の腐食等が進行すると、流量計測に誤差を生じさせる。また、振動管のメインテナンス上からも腐食等を把握することが望ましい。 Coriolis mass flowmeters use the twisting of the vibrating tube to measure the flow rate, so if the vibrating tube becomes corroded, errors will occur in the flow rate measurement. It is also desirable to be aware of corrosion for the sake of maintaining the vibrating tube.
しかしながら、上記の従来技術では、コリオリ質量流量計の振動管の状態を正確に診断する上で改善の余地がある。例えば、特許文献1では、振動管の腐食の判定に振幅情報を使うため、駆動回路や測定回路の増幅感度に影響される。また、特許文献1では、剛性により振動管の腐食を判定しており、肉厚変化を直接求めていない。
However, the above-mentioned conventional technologies leave room for improvement in terms of accurately diagnosing the condition of the vibrating tube of a Coriolis mass flowmeter. For example, in
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コリオリ質量流量計の振動管の状態を正確に診断することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above, and aims to accurately diagnose the condition of the vibrating tube of a Coriolis mass flowmeter.
本発明は、振動させた振動管に作用するコリオリ力に基づいて前記振動管を流れる流体の流量および密度を計測するコリオリ質量流量計を校正することによって生成された前記流体の密度の校正に関する密度校正結果を取得する送受信部と、前記密度校正結果に基づいて前記振動管の肉厚および剛性のうち少なくとも1つに関する計算を実行し、前記振動管の変化に関する肉厚剛性診断結果を生成する肉厚剛性診断部と、を備える診断装置を提供する。 The present invention provides a diagnostic device that includes a transceiver unit that acquires a density calibration result related to the calibration of the density of a fluid generated by calibrating a Coriolis mass flowmeter that measures the flow rate and density of a fluid flowing through a vibrating tube based on the Coriolis force acting on the vibrating tube, and a thickness and stiffness diagnostic unit that performs a calculation related to at least one of the thickness and stiffness of the vibrating tube based on the density calibration result and generates a thickness and stiffness diagnostic result related to a change in the vibrating tube.
また、本発明は、コンピュータが、振動させた振動管に作用するコリオリ力に基づいて前記振動管を流れる流体の流量および密度を計測するコリオリ質量流量計を校正することによって生成された前記流体の密度の校正に関する密度校正結果を取得し、前記密度診断結果に基づいて前記振動管の肉厚および剛性のうち少なくとも1つに関する計算を実行し、前記振動管の変化に関する肉厚剛性診断結果を生成する、処理を実行する診断方法を提供する。 The present invention also provides a diagnostic method in which a computer acquires density calibration results relating to the calibration of the density of a fluid generated by calibrating a Coriolis mass flowmeter that measures the flow rate and density of a fluid flowing through a vibrating tube based on the Coriolis force acting on the vibrating tube, performs calculations relating to at least one of the thickness and stiffness of the vibrating tube based on the density diagnostic results, and generates thickness stiffness diagnostic results relating to changes in the vibrating tube.
また、本発明は、コンピュータに、振動させた振動管に作用するコリオリ力に基づいて前記振動管を流れる流体の流量および密度を計測するコリオリ質量流量計を校正することによって生成された前記流体の密度の校正に関する密度校正結果を取得し、前記密度診断結果に基づいて前記振動管の肉厚および剛性のうち少なくとも1つに関する計算を実行し、前記振動管の変化に関する肉厚剛性診断結果を生成する、処理を実行させる診断プログラムを提供する。 The present invention also provides a diagnostic program that causes a computer to execute a process that acquires density calibration results related to the calibration of the density of a fluid generated by calibrating a Coriolis mass flowmeter that measures the flow rate and density of a fluid flowing through a vibrating tube based on the Coriolis force acting on the vibrating tube, performs a calculation related to at least one of the thickness and stiffness of the vibrating tube based on the density diagnostic result, and generates a thickness stiffness diagnostic result related to a change in the vibrating tube.
本発明によれば、コリオリ質量流量計の振動管の状態を正確に診断することができるという効果がある。 The present invention has the effect of enabling accurate diagnosis of the condition of the vibrating tube of a Coriolis mass flowmeter.
以下に、本発明の一実施形態に係る診断装置、診断方法および診断プログラムを、図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態により限定されるものではない。 Below, a diagnostic device, diagnostic method, and diagnostic program according to one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiment described below.
〔実施形態〕
以下に、本実施形態に係る診断システム(1000)の構成、コリオリ質量流量計(1)の構成、診断システム(1000)の各装置の構成、校正装置(3)および診断装置(2)の各処理の詳細、各処理の処理結果、各処理の流れを順に説明し、最後に本実施形態の効果を説明する。
[Embodiment]
The configuration of the diagnostic system (1000) according to this embodiment, the configuration of the Coriolis mass flowmeter (1), the configuration of each device in the diagnostic system (1000), details of each process of the calibration device (3) and the diagnostic device (2), the results of each process, and the flow of each process will be described below in order, and finally the effects of this embodiment will be described.
〔1.診断システム(1000)の構成〕
図1を用いて、本実施形態に係る診断システム(1000)の構成を詳細に説明する。図1は、実施形態に係る診断システム(1000)の構成例を示す図である。以下に、診断システム(1000)全体の構成例、診断システム(1000)の処理、コリオリ質量流量計(1)の基本動作、従来技術の課題を順に説明し、最後に診断システム(1000)の効果について説明する。
1. Configuration of diagnostic system (1000)
The configuration of the diagnostic system (1000) according to this embodiment will be described in detail with reference to Fig. 1. Fig. 1 is a diagram showing an example of the configuration of the diagnostic system (1000) according to the embodiment. Below, an example of the overall configuration of the diagnostic system (1000), the processing of the diagnostic system (1000), the basic operation of the Coriolis mass flowmeter (1), and problems with the conventional technology will be described in this order, and finally, the effects of the diagnostic system (1000) will be described.
(1-1.診断システム(1000)全体の構成例)
診断システム(1000)は、コリオリ質量流量計(1)、診断装置(2)および校正装置(3)を有する。ここで、コリオリ質量流量計(1)と、診断装置(2)と、校正装置(3)とは、図示しない所定の通信網を介して、有線または無線により通信可能に接続される。また、図1に示した診断システム(1000)には、複数台のコリオリ質量流量計(1)、複数台の診断装置(2)、複数台の校正装置(3)が含まれてもよい。また、図2において後述するように、コリオリ質量流量計(1)は、診断装置(2)および校正装置(3)のうち少なくとも1つを内部装置として有してもよい。さらに、診断装置(2)および校正装置(3)は、外部装置(31)として統合された構成であってもよい。
(1-1. Example of the overall configuration of the diagnostic system (1000))
The diagnostic system (1000) includes a Coriolis mass flowmeter (1), a diagnostic device (2), and a calibration device (3). Here, the Coriolis mass flowmeter (1), the diagnostic device (2), and the calibration device (3) are connected to each other so as to be able to communicate with each other by wire or wirelessly via a predetermined communication network (not shown). The diagnostic system (1000) shown in FIG. 1 may include a plurality of Coriolis mass flowmeters (1), a plurality of diagnostic devices (2), and a plurality of calibration devices (3). As will be described later in FIG. 2, the Coriolis mass flowmeter (1) may have at least one of the diagnostic device (2) and the calibration device (3) as an internal device. Furthermore, the diagnostic device (2) and the calibration device (3) may be integrated as an external device (31).
(1-2.診断システム(1000)全体の処理)
上記のような診断システム(1000)全体の処理について説明する。まず、校正装置(3)は、コリオリ質量流量計(1)が測定した測定値を取得する(ステップS1)。次に、校正装置(3)は、コリオリ質量流量計(1)の密度校正処理(ステップS2)を実行する。続いて、診断装置(2)は、校正装置(3)から密度校正結果(151)を取得し(ステップS3)、密度誤差診断処理(ステップS4)、肉厚剛性診断処理(ステップS5)、流量誤差診断・簡易補正処理(ステップS6)、時期予測診断処理(ステップS7)を順に実行する。そして、診断装置(2)は、コリオリ質量流量計(1)に対して、上記ステップS4~S7の処理による診断結果を送信する(ステップS8)。また、診断装置(2)は、校正装置(3)に対して、上記ステップS7の時期予測診断結果であるコリオリ質量流量計(1)の校正時期を送信する(ステップS9)。なお、上記のステップS1~S9は、異なる順序で実行することもできる。また、上記のステップS1~S9のうち、省略される処理があってもよい。
(1-2. Overall processing of the diagnostic system (1000))
The overall processing of the diagnostic system (1000) as described above will be described. First, the calibration device (3) acquires the measured value measured by the Coriolis mass flowmeter (1) (step S1). Next, the calibration device (3) executes density calibration processing (step S2) of the Coriolis mass flowmeter (1). Next, the diagnostic device (2) acquires the density calibration result (151) from the calibration device (3) (step S3), and executes density error diagnosis processing (step S4), wall thickness rigidity diagnosis processing (step S5), flow rate error diagnosis and simple correction processing (step S6), and timing prediction diagnosis processing (step S7) in this order. Then, the diagnostic device (2) transmits the diagnosis results of the above steps S4 to S7 to the Coriolis mass flowmeter (1) (step S8). In addition, the diagnostic device (2) transmits the calibration timing of the Coriolis mass flowmeter (1), which is the timing prediction diagnosis result of the above step S7, to the calibration device (3) (step S9). Note that the above steps S1 to S9 can be executed in a different order. Furthermore, among the above steps S1 to S9, some of the processes may be omitted.
(1-3.コリオリ質量流量計(1)の基本動作)
図2~図3および数式を用いて、診断システム(1000)におけるコリオリ質量流量計(1)の基本動作について説明する。以下では、コリオリ質量流量計(1)の基本構成、測定式、動作の順に説明する。
(1-3. Basic operation of Coriolis mass flowmeter (1))
2 to 3 and equations, a basic operation of the Coriolis mass flowmeter (1) in the diagnostic system (1000) will be described. The basic configuration, measurement equation, and operation of the Coriolis mass flowmeter (1) will be described in that order below.
(1-3-1.コリオリ質量流量計(1)の基本構成)
図2を用いて、コリオリ質量流量計(1)の基本構成について説明する。図2は、実施形態に係るコリオリ質量流量計(1)の構成例を示すブロック図である。図2に示すように、コリオリ質量流量計(1)は、検出部(10)、変換部(20)および表示操作部(30)を有する。また、コリオリ質量流量計(1)は、外部装置(31)と接続される。
(1-3-1. Basic configuration of Coriolis mass flowmeter (1))
The basic configuration of the Coriolis mass flowmeter (1) will be described with reference to Fig. 2. Fig. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the Coriolis mass flowmeter (1) according to the embodiment. As shown in Fig. 2, the Coriolis mass flowmeter (1) has a detection unit (10), a conversion unit (20), and a display operation unit (30). In addition, the Coriolis mass flowmeter (1) is connected to an external device (31).
検出部(10)は、1本以上の振動管(11)、加振部(12)、振動を測定する2個以上のセンサ(13、14)および温度センサ(15)を有する。ここで、上流側センサ(13)は、上流側信号S1(13a)を変換部(20)へ伝達する。また、下流側センサ(14)は、下流側信号S2(14a)を変換部(20)へ伝達する。温度センサ(15)は、振動管(11)の温度および流体の温度のうち少なくとも1つを測定し、温度信号T(15a)を変換部(20)へ伝達する。加振部(12)は、変換部(20)から励振信号ドライブ(12a)を受け取り、振動管(11)を振動させる。 The detection unit (10) has one or more vibration tubes (11), a vibration unit (12), two or more sensors (13, 14) that measure vibration, and a temperature sensor (15). Here, the upstream sensor (13) transmits an upstream signal S1 (13a) to the conversion unit (20). Also, the downstream sensor (14) transmits a downstream signal S2 (14a) to the conversion unit (20). The temperature sensor (15) measures at least one of the temperature of the vibration tube (11) and the temperature of the fluid, and transmits a temperature signal T (15a) to the conversion unit (20). The vibration unit (12) receives an excitation signal drive (12a) from the conversion unit (20) and vibrates the vibration tube (11).
変換部(20)は、駆動制御部(21)、質量流量演算部(22)および密度演算部(23)を有する。駆動制御部(21)は、上流側信号S1(13a)の振幅および下流側信号S2(14a)の振幅のうち少なくとも1つが目標の数値になるように、励振信号ドライブ(12a)を変化させる。質量流量演算部(22)は、上流側信号S1(13a)および下流側信号S2(14a)の位相差と周波数から、質量流量を算出する。また、質量流量演算部(22)は、温度信号T(15a)により温度補正を行う。密度演算部(23)は、上流側信号S1(13a)の周波数および下流側信号S2(14a)の周波数のうち少なくとも1つから流体の密度を算出する。また、密度演算部(23)は、温度信号T(15a)により温度補正を行う。 The conversion unit (20) has a drive control unit (21), a mass flow rate calculation unit (22), and a density calculation unit (23). The drive control unit (21) changes the excitation signal drive (12a) so that at least one of the amplitudes of the upstream signal S1 (13a) and the downstream signal S2 (14a) becomes a target value. The mass flow rate calculation unit (22) calculates the mass flow rate from the phase difference and frequency of the upstream signal S1 (13a) and the downstream signal S2 (14a). The mass flow rate calculation unit (22) also performs temperature correction using the temperature signal T (15a). The density calculation unit (23) calculates the density of the fluid from at least one of the frequency of the upstream signal S1 (13a) and the frequency of the downstream signal S2 (14a). The density calculation unit (23) also performs temperature correction using the temperature signal T (15a).
変換部(20)は、測定した数値を表示操作部(30)へ状態値(32a)として送信する。また、変換部(20)は、測定した数値を外部装置(31)へ状態値(32b)として送信する。一方、表示操作部(30)は、操作量(33a)を変換部(20)に送信し、動作の設定や測定係数の設定を行う。また、外部装置(31)は、操作量(33b)を変換部(20)に送信し、動作の設定や測定係数の設定を行う。 The conversion unit (20) transmits the measured numerical value to the display operation unit (30) as a status value (32a). The conversion unit (20) also transmits the measured numerical value to the external device (31) as a status value (32b). Meanwhile, the display operation unit (30) transmits an operation amount (33a) to the conversion unit (20) and sets the operation and the measurement coefficient. The external device (31) also transmits an operation amount (33b) to the conversion unit (20) and sets the operation and the measurement coefficient.
ここで、変換部(20)は、コリオリ質量流量計(1)に対して、質量流量および密度のうち少なくとも1つを測定するための校正処理を実行する校正制御部(40b)を有することもできる。また、変換部(20)は、コリオリ質量流量計(1)に対して、診断処理を実行する診断制御部(60b)を有することもできる。 The conversion unit (20) may also have a calibration control unit (40b) that performs a calibration process for measuring at least one of the mass flow rate and the density of the Coriolis mass flowmeter (1). The conversion unit (20) may also have a diagnosis control unit (60b) that performs a diagnosis process for the Coriolis mass flowmeter (1).
外部装置(31)は、基準となる流量計を保持し、流体を流すことによって、コリオリ質量流量計(1)の校正を行う装置であって、校正制御部(40a)および診断制御部(60a)を有する。校正制御部(40a)は、密度校正部(51a)および質量流量校正部(41a)を有する。密度校正部(51a)は、密度が既知である複数の流体で周波数を測定することによって、密度の校正処理を実行する。質量流量校正部(41a)は、質量流量の校正処理を実行する。また、診断制御部(60a)は、後述する実施形態に係る診断装置(2)による診断処理を実行する。 The external device (31) holds a reference flow meter and calibrates the Coriolis mass flow meter (1) by flowing a fluid, and has a calibration control unit (40a) and a diagnosis control unit (60a). The calibration control unit (40a) has a density calibration unit (51a) and a mass flow calibration unit (41a). The density calibration unit (51a) performs a density calibration process by measuring the frequency of multiple fluids with known densities. The mass flow calibration unit (41a) performs a mass flow calibration process. In addition, the diagnosis control unit (60a) performs a diagnosis process by a diagnosis device (2) according to an embodiment described later.
一方、コリオリ質量流量計(1)の変換部(20)が有する校正制御部(40b)も、上述した外部装置(31)の校正制御部(40a)と同様に、校正処理を実行することができる。また、コリオリ質量流量計(1)の変換部(20)が有する診断制御部(60b)も、上述した外部装置(31)の診断制御部(60a)と同様に、後述する実施形態に係る診断装置(2)による診断処理を実行することができる。 On the other hand, the calibration control unit (40b) of the conversion unit (20) of the Coriolis mass flowmeter (1) can also execute a calibration process, similar to the calibration control unit (40a) of the external device (31) described above. Also, the diagnosis control unit (60b) of the conversion unit (20) of the Coriolis mass flowmeter (1) can execute a diagnosis process by a diagnosis device (2) according to an embodiment described later, similar to the diagnosis control unit (60a) of the external device (31) described above.
上述してきたように、実施形態に係る診断システム(1000)において、各種診断処理を実行する診断制御部(60)は、外部装置(31)が有する診断制御部(60a)と、コリオリ質量流量計(1)内部の変換部(20)が有する診断制御部(60b)との、両方または一方として構成される。 As described above, in the diagnostic system (1000) according to the embodiment, the diagnostic control unit (60) that executes various diagnostic processes is configured as either or both of the diagnostic control unit (60a) possessed by the external device (31) and the diagnostic control unit (60b) possessed by the conversion unit (20) inside the Coriolis mass flowmeter (1).
(1-3-2.コリオリ質量流量計(1)の測定式)
以下では、コリオリ質量流量計(1)の測定式について説明する。まず、JIS B7555「コリオリメータによる流量計測方法(質量流量,密度及び体積流量計測) 解説」によると、質量流量Qmは、下記(1)式で測定される。
(1-3-2. Measurement equation of Coriolis mass flowmeter (1))
The measurement formula of the Coriolis mass flowmeter (1) will be described below. First, according to JIS B7555 "Explanation of flow measurement method by Coriolis meter (mass flow rate, density and volumetric flow rate measurement)", the mass flow rate Qm is measured by the following formula (1).
ここで、変数Ksは、振動管のねじれ方向の剛性(ばね定数)を示す。変数ωは、振動管の振動角速度を示す。変数dは、U字形をした振動管の横幅を示す。変数Lは、U字形をした振動管の振動方向の長さを示す。変数K1は、定数を示す。変数ωsは、ねじれ方向の固有各周波数を示す。変数ωuは、振動方向の固有角周波数を示す。変数θ0は、ねじれに相当する位相差を示す。 Here, the variable Ks indicates the rigidity (spring constant) of the vibrating tube in the torsional direction. The variable ω indicates the vibration angular velocity of the vibrating tube. The variable d indicates the width of the U-shaped vibrating tube. The variable L indicates the length of the U-shaped vibrating tube in the vibration direction. The variable K1 indicates a constant. The variable ωs indicates the natural frequency in the torsional direction. The variable ωu indicates the natural angular frequency in the vibration direction. The variable θ0 indicates the phase difference corresponding to the twist.
実際の質量流量の測定には、下記(2)式の測定式を用いる。 To measure the actual mass flow rate, the following measurement formula (2) is used.
コリオリ質量流量計(1)では、振動管振動周波数fと位相差θ0とを測定し、流量測定係数Cqを掛けて、質量流量Qmを得る。このとき、流量測定係数Cqを質量流量校正部(41)により求め、流量測定係数Cq(28f)とする。また、位相差θ0を測定し、位相差θ(28d)とする。また、周波数fを測定し、周波数f(28c)とする。そして、質量流量Qmを上記(2)式で計算し、質量流量Qm(28a)とする。 In the Coriolis mass flowmeter (1), the vibrating tube vibration frequency f and the phase difference θ0 are measured and multiplied by the flow measurement coefficient Cq to obtain the mass flow rate Qm. At this time, the flow measurement coefficient Cq is calculated by the mass flow calibration unit (41) and is defined as the flow measurement coefficient Cq (28f). The phase difference θ0 is also measured and is defined as the phase difference θ (28d). The frequency f is also measured and is defined as the frequency f (28c). The mass flow rate Qm is then calculated using the above formula (2) and is defined as the mass flow rate Qm (28a).
コリオリ質量流量計(1)の振動管(11)の振動において、振動管(11)の剛性(ばね定数)K、振動管(11)の全質量M、振動管(11)の振動角周波数ωの関係は下記(3)式で表される。ここで、変数fは、振動管(11)の振動周波数を示す。 In the vibration of the vibrating tube (11) of the Coriolis mass flowmeter (1), the relationship between the stiffness (spring constant) K of the vibrating tube (11), the total mass M of the vibrating tube (11), and the vibration angular frequency ω of the vibrating tube (11) is expressed by the following equation (3). Here, the variable f indicates the vibration frequency of the vibrating tube (11).
振動管(11)の全質量Mは、振動管(11)の質量Mu、2個以上のセンサ(13、14)や加振部(12)等の振動管(11)に接続された付属品の質量Md、振動管(11)内の流体の質量Mfの総和であり、下記(4)で表わされる。 The total mass M of the vibration tube (11) is the sum of the mass Mu of the vibration tube (11), the mass Md of the accessories connected to the vibration tube (11), such as two or more sensors (13, 14) and the vibration unit (12), and the mass Mf of the fluid in the vibration tube (11), and is expressed by the following (4).
振動管(11)内の流体の質量Mfは、流体の体積、すなわち、振動管(11)の内容積Vと、流体の密度ρより、下記(5)式で表わされる。 The mass Mf of the fluid in the vibrating tube (11) is expressed by the following equation (5) using the volume of the fluid, i.e., the internal volume V of the vibrating tube (11), and the density ρ of the fluid.
ここで、上記(3)式、(4)式および(5)式より、下記(6)式および(7)式が示される。 Here, from the above equations (3), (4), and (5), the following equations (6) and (7) are given.
ここで、密度ρは、振動周波数fの関数となる。上記(7)式は、振動管(11)の剛性K、振動管(11)の内容積V、振動管(11)自体の質量Mu、付属品の質量Mdを含む。したがって、密度の測定には、これらの係数を求めておく必要がある。 Here, density ρ is a function of vibration frequency f. The above formula (7) includes the rigidity K of the vibrating tube (11), the internal volume V of the vibrating tube (11), the mass Mu of the vibrating tube (11) itself, and the mass Md of the accessories. Therefore, these coefficients must be calculated in order to measure density.
密度ρが既知である流体を測定する。密度をρa、振動周波数をfa、振動管(11)の剛性をKaとすると、上記(6)式より、下記(8)式が成り立つ。 Measure a fluid with a known density ρ. If the density is ρa, the vibration frequency is fa, and the rigidity of the vibrating tube (11) is Ka, the following equation (8) holds from the above equation (6).
また、振動管(11)の剛性Kaは、測定時の振動管(11)の剛性Kと等しいとすると、下記(9)式で表わされる。 If the stiffness Ka of the vibrating tube (11) is equal to the stiffness K of the vibrating tube (11) at the time of measurement, it is expressed by the following formula (9).
なお、振動管(11)の剛性は、温度等により変化をするため、厳密には上記(9)式が成立しない。したがって、温度等による補正が必要となる。 Note that the rigidity of the vibration tube (11) changes depending on temperature, etc., so strictly speaking, the above formula (9) does not hold. Therefore, correction based on temperature, etc. is required.
上記(6)式、(8)式および(9)式より、下記(10)式が成り立つ。 From the above equations (6), (8), and (9), the following equation (10) holds.
ここで、密度測定係数Cdを定義する。下記(11)式で表わすように、密度測定係数Cdは、振動管と付属品の質量の和を、振動管の内容積で割った値であり、密度と同じ単位となる。 Here, we define the density measurement coefficient Cd. As expressed in the following formula (11), the density measurement coefficient Cd is the sum of the mass of the vibration tube and accessories divided by the internal volume of the vibration tube, and has the same units as density.
また、上記(10)式および(11)式より、下記(12)式および(13)式が成り立つ。 Furthermore, from the above equations (10) and (11), the following equations (12) and (13) hold true.
コリオリ質量流量計(1)では、密度測定係数Cdおよび周波数faを、密度校正部(51)により求め、それぞれ密度測定係数Cd(28k)および密度測定係数fa(28l)とする。また、振動管(11)の振動周波数fを測定し、周波数f(28c)とする。そして、上記(12)式より密度ρを計算し、密度ρ(28b)とする。 In the Coriolis mass flowmeter (1), the density measurement coefficient Cd and frequency fa are determined by the density calibration unit (51) and are defined as the density measurement coefficient Cd (28k) and the density measurement coefficient fa (28l), respectively. In addition, the vibration frequency f of the vibration tube (11) is measured and defined as frequency f (28c). Then, the density ρ is calculated from the above formula (12) and defined as density ρ (28b).
ここで、上記(12)式は、密度測定係数Cdと、流体密度ρaにおける周波数faとをあらかじめ測定しておけば、周波数fから、未知の流体の密度ρを計算できることを示している。このとき、流体密度ρaおよび周波数faは、温度や圧力が標準状態における空気または真空の値を用いる。また、液体を測定する場合は、水等の密度の近い液体の密度とすれば、スパン誤差が軽減される。 Here, the above formula (12) shows that if the density measurement coefficient Cd and the frequency fa at fluid density ρa are measured in advance, the density ρ of an unknown fluid can be calculated from the frequency f. In this case, the fluid density ρa and frequency fa use the values of air or vacuum at standard temperature and pressure. In addition, when measuring liquids, the span error can be reduced by using the density of a liquid with a similar density, such as water.
また、上記(13)式は、密度ρが大きくなると、周波数fが小さくなることを示す。また、密度測定係数Cdが大きいと、密度ρの変化に対する周波数fの変化が小さくなる。 Furthermore, the above formula (13) indicates that as density ρ increases, frequency f decreases. Furthermore, as density measurement coefficient Cd increases, the change in frequency f relative to a change in density ρ decreases.
以上より、密度測定係数Cdと剛性Kとの関係は、下記(14)式で表わされる。 From the above, the relationship between the density measurement coefficient Cd and the stiffness K is expressed by the following equation (14).
(1-3-3.コリオリ質量流量計(1)の動作)
図3を用いて、コリオリ質量流量計(1)の動作について説明する。図3は、実施形態に係るコリオリ質量流量計(1)の測定処理の一例を示す図である。図3に示すように、コリオリ質量流量計(1)は、検出部(10)および変換部(20)を有する。また、検出部(10)は、加振部(12)、上流側センサ(13)、下流側センサ(14)および温度センサ(15)を有する。また、変換部(20)は、振幅演算部(21a)と振幅制御部(21b)と乗算器(21c)と励振回路(21d)と電流振幅演算部(21e)とを含む駆動制御部(21)、質量流量演算部(22)、密度演算部(23)、位相差演算部(24a)、周波数演算部(24b)、振幅演算部(24c)、振幅演算部(24d)、温度演算部(24e)および圧力選択スイッチ(24f)を有する。
(1-3-3. Operation of Coriolis Mass Flowmeter (1))
The operation of the Coriolis mass flowmeter (1) will be described with reference to Fig. 3. Fig. 3 is a diagram showing an example of a measurement process of the Coriolis mass flowmeter (1) according to the embodiment. As shown in Fig. 3, the Coriolis mass flowmeter (1) has a detection unit (10) and a conversion unit (20). The detection unit (10) also has an excitation unit (12), an upstream sensor (13), a downstream sensor (14), and a temperature sensor (15). The conversion unit (20) also has a drive control unit (21) including an amplitude calculation unit (21a), an amplitude control unit (21b), a multiplier (21c), an excitation circuit (21d), and a current amplitude calculation unit (21e), a mass flow calculation unit (22), a density calculation unit (23), a phase difference calculation unit (24a), a frequency calculation unit (24b), an amplitude calculation unit (24c), an amplitude calculation unit (24d), a temperature calculation unit (24e), and a pressure selection switch (24f).
まず、検出部(10)の上流側センサ(13)は、上流側信号S1(13a)を出力する。また、検出部(10)の下流側センサ(14)は、下流側信号S2(14a)を出力する。 First, the upstream sensor (13) of the detection unit (10) outputs an upstream signal S1 (13a). Also, the downstream sensor (14) of the detection unit (10) outputs a downstream signal S2 (14a).
次に、変換部(20)の駆動制御部(21)は、上流側信号S1(13a)の振幅が、振幅目標値(27c)になるように、励振信号ドライブ(12a)を制御する。ここで、振幅演算部(21a)は、上流側信号S1(13a)の振幅を出力する。振幅制御部(21b)は、振幅演算部(21a)で求めた振幅と、振幅目標値(27c)とから、ドライブゲイン(27b)を算出する。このとき、P制御やPI制御等が使われる。乗算器(21c)は、上流側信号S1(13a)とドライブゲイン(27b)を乗算して、制御信号を計算する。励振回路(21d)は、制御信号から励振信号ドライブ(12a)を作成する。そして、検出部(10)の加振部(12)は、励振信号ドライブ(12a)によって駆動する。このとき、加振部(12)は、電流を力に変換する。また、電流振幅演算部(21e)は、励振回路(21d)が出力する電流値の振幅を、ドライブ電流(27a)として出力する。 Next, the drive control unit (21) of the conversion unit (20) controls the excitation signal drive (12a) so that the amplitude of the upstream signal S1 (13a) becomes the amplitude target value (27c). Here, the amplitude calculation unit (21a) outputs the amplitude of the upstream signal S1 (13a). The amplitude control unit (21b) calculates the drive gain (27b) from the amplitude calculated by the amplitude calculation unit (21a) and the amplitude target value (27c). At this time, P control, PI control, etc. are used. The multiplier (21c) multiplies the upstream signal S1 (13a) by the drive gain (27b) to calculate a control signal. The excitation circuit (21d) creates the excitation signal drive (12a) from the control signal. Then, the excitation unit (12) of the detection unit (10) is driven by the excitation signal drive (12a). At this time, the excitation unit (12) converts the current into force. In addition, the current amplitude calculation unit (21e) outputs the amplitude of the current value output by the excitation circuit (21d) as the drive current (27a).
図3で示す例では、上流側信号S1(13a)により振幅制御を行っているが、下流側信号S2(14a)により振幅制御を行うこともできる。また、上流側信号S1(13a)および下流側信号S2(14a)両方を使用することもできる。 In the example shown in FIG. 3, amplitude control is performed using the upstream signal S1 (13a), but amplitude control can also be performed using the downstream signal S2 (14a). It is also possible to use both the upstream signal S1 (13a) and the downstream signal S2 (14a).
変換部(20)の振幅演算部(24c)は、上流側信号S1(13a)の振幅S1(27d)を出力する。また、振幅演算部(24d)は、下流側信号S2(14a)の振幅S2(27e)を出力する。なお、振幅演算部(24c、24d)は、ヒルベルト変換等を用いて、位相差計算と同時に出力処理を行うこともできる。また、変換部(20)の位相差演算部(24a)は、上流側信号S1(13a)および下流側信号S2(14a)から位相差θ(28d)を算出する。また、変換部(20)の周波数演算部(24b)は、上流側信号S1(13a)および下流側信号S2(14a)のうち少なくとも1つから周波数f(28c)を算出する。また、変換部(20)の温度演算部(24e)は、温度信号T(15a)から温度T(28e)を算出する。 The amplitude calculation unit (24c) of the conversion unit (20) outputs the amplitude S1 (27d) of the upstream signal S1 (13a). The amplitude calculation unit (24d) outputs the amplitude S2 (27e) of the downstream signal S2 (14a). The amplitude calculation units (24c, 24d) can also perform output processing at the same time as the phase difference calculation using a Hilbert transform or the like. The phase difference calculation unit (24a) of the conversion unit (20) calculates the phase difference θ (28d) from the upstream signal S1 (13a) and the downstream signal S2 (14a). The frequency calculation unit (24b) of the conversion unit (20) calculates the frequency f (28c) from at least one of the upstream signal S1 (13a) and the downstream signal S2 (14a). The temperature calculation unit (24e) of the conversion unit (20) calculates the temperature T (28e) from the temperature signal T (15a).
変換部(20)の質量流量演算部(22)は、位相差θ(28d)および周波数f(28c)から、上述した(2)式により質量流量Qm(28a)を算出する。質量流量演算部(22)は、流量測定係数Cq(28f)を用いて、質量流量Qm(28a)を算出する。ここで、質量流量Qm(28a)は、温度や圧力、密度に依存する。コリオリ質量流量計(1)では圧力の測定ができないため、外部に圧力計(29)を付けて外部入力圧力Pin(28r)の取得、または既定圧力Ps(28q)の設定を行う。圧力計(29)が接続された場合は、圧力計接続信号(28s)がセットされる。圧力選択スイッチ(24f)は、圧力計接続信号(28s)により、外部入力圧力Pin(28r)または既定圧力Ps(28q)を出力し、圧力P(28t)とする。このとき、質量流量演算部(22)は、流量測定補正係数(28g)と、温度T(28e)、密度ρ(28b)および圧力P(28t)のうち少なくとも1つとを用いて、質量流量Qm(28a)を補正する。 The mass flow calculation unit (22) of the conversion unit (20) calculates the mass flow rate Qm (28a) from the phase difference θ (28d) and the frequency f (28c) using the above-mentioned formula (2). The mass flow calculation unit (22) calculates the mass flow rate Qm (28a) using the flow measurement coefficient Cq (28f). Here, the mass flow rate Qm (28a) depends on temperature, pressure, and density. Since the Coriolis mass flow meter (1) cannot measure pressure, an external pressure gauge (29) is attached to obtain the external input pressure Pin (28r) or set the default pressure Ps (28q). When the pressure gauge (29) is connected, the pressure gauge connection signal (28s) is set. The pressure selection switch (24f) outputs the external input pressure Pin (28r) or the default pressure Ps (28q) according to the pressure gauge connection signal (28s), and sets it as the pressure P (28t). At this time, the mass flow calculation unit (22) corrects the mass flow Qm (28a) using the flow measurement correction coefficient (28g) and at least one of the temperature T (28e), density ρ (28b), and pressure P (28t).
変換部(20)の密度演算部(23)は、周波数f(28c)から、上述した(12)式により、密度ρ(28b)を算出する。密度演算部(23)は、密度測定係数Cd(28k)および密度測定係数fa(28l)を用いて、密度ρ(28b)を算出する。ここで、密度ρ(28b)は、温度や圧力に依存する。このとき、密度演算部(23)は、密度測定補正係数(28m)と、温度T(28e)および圧力P(28t)のうち少なくとも1つとを用いて、密度ρ(28b)を補正する。なお、この補正は、測定対象の変化に対する補正ではなく、振動管(11)の剛性等が変化することで、上述した(9)式が成立しない状況への補正である。密度演算部(23)は、例えば20℃、1気圧等の規定状態での周波数に補正する。 The density calculation unit (23) of the conversion unit (20) calculates the density ρ (28b) from the frequency f (28c) using the above-mentioned formula (12). The density calculation unit (23) calculates the density ρ (28b) using the density measurement coefficient Cd (28k) and the density measurement coefficient fa (28l). Here, the density ρ (28b) depends on the temperature and pressure. At this time, the density calculation unit (23) corrects the density ρ (28b) using the density measurement correction coefficient (28m) and at least one of the temperature T (28e) and the pressure P (28t). Note that this correction is not a correction for a change in the measurement target, but a correction for a situation in which the above-mentioned formula (9) does not hold due to a change in the rigidity of the vibration tube (11). The density calculation unit (23) corrects the frequency to a specified state, such as 20°C and 1 atmosphere.
なお、変換部(20)は、上述した演算で使用する係数や設定値、測定結果を、すべて、制御パラメータ(27)およびパラメータ(28)として記憶する。また、校正制御部(40)や診断制御部(60)は、このパラメータの値を読み、設定することで動作する。 The conversion unit (20) stores all of the coefficients, setting values, and measurement results used in the above-mentioned calculations as control parameters (27) and parameters (28). The calibration control unit (40) and diagnosis control unit (60) operate by reading and setting the values of these parameters.
(1-4.従来技術の課題)
以下では、従来技術の課題について、剛性減衰診断処理および腐食診断処理、密度校正処理、流量校正処理、メインテナンス等の予測処理の順に説明する。
(1-4. Issues with the prior art)
Below, the problems with the conventional technology will be described in the order of stiffness damping diagnosis processing, corrosion diagnosis processing, density calibration processing, flow rate calibration processing, and prediction processing for maintenance, etc.
(1-4-1.剛性減衰診断処理および腐食診断処理)
従来の剛性減衰診断処理および腐食診断処理では、振幅情報を使うため、駆動回路や測定回路の増幅感度に影響される。また、従来の処理では、変換器の入出力信号により診断を行うので、ドライバおよびピックオフの磁石の磁束密度や回路のゲインの変化等の測定できない特性を含んでいる。よって、従来の処理では、振動管の剛性の絶対値を測定できず、相対値を判定する。
(1-4-1. Stiffness Damping Diagnosis Processing and Corrosion Diagnosis Processing)
Conventional stiffness attenuation diagnostic processing and corrosion diagnostic processing use amplitude information, so they are affected by the amplification sensitivity of the drive circuit and measurement circuit. In addition, conventional processing performs diagnosis using input and output signals of the converter, so it includes unmeasurable characteristics such as changes in magnetic flux density of the magnets of the driver and pick-off and gain of the circuit. Therefore, conventional processing cannot measure the absolute value of the stiffness of the vibration tube, and determines the relative value.
また、従来の処理では、振幅を測定するので、振動や温度等の影響を受ける。ここで、コリオリ質量流量計の質量流量および密度の測定は、位相差と周波数から行っており、振幅測定の精度は低い。さらに、従来の処理では、ドライブゲインを固定し、振幅の変化率の測定等、変換器に特別な仕組みを要するために、通常の質量流量と密度の測定以外に、負荷の大きな演算が必要になる。また、従来の処理では、剛性により腐食を判定しており、肉厚変化を直接求めていない。ここで、剛性変化の要因は、腐食だけとは限らない。診断システム(1000)で実行される密度誤差診断処理および肉厚剛性診断処理は、上記の課題の解決に寄与する。 In addition, the conventional process measures amplitude, so it is subject to the effects of vibration, temperature, and the like. Here, the mass flow rate and density of the Coriolis mass flowmeter are measured from the phase difference and frequency, and the accuracy of the amplitude measurement is low. Furthermore, in the conventional process, the drive gain is fixed and a special mechanism is required for the converter, such as measuring the rate of change of the amplitude, so in addition to the normal mass flow rate and density measurement, a heavy load calculation is required. In addition, in the conventional process, corrosion is determined by stiffness, and thickness change is not directly obtained. Here, the cause of stiffness change is not limited to corrosion. The density error diagnosis process and thickness stiffness diagnosis process executed by the diagnosis system (1000) contribute to solving the above problems.
(1-4-2.密度校正処理)
従来の密度校正処理では、パラメータを変えることで、測定結果に非連続性が生まれる。特に、頻繁に校正する場合は変動要因となる。また、従来の処理であっても、校正時に、校正に使用した流体の既知の密度との差から密度誤差を計算することは可能であるが、密度誤差は、測定対象の密度に依存する。ここで、コリオリ質量流量計の目的は、質量流量と密度とを測定することであるので、性能を保証するためには、密度誤差を把握する必要がある。診断システム(1000)で実行される密度校正処理および密度誤差診断処理は、上記の課題の解決に寄与する。
(1-4-2. Density calibration process)
In conventional density calibration processing, changing parameters creates discontinuity in the measurement results. This becomes a factor of variation, particularly when calibration is performed frequently. Furthermore, even with conventional processing, it is possible to calculate density error from the difference with the known density of the fluid used for calibration at the time of calibration, but the density error depends on the density of the object to be measured. Here, since the purpose of a Coriolis mass flowmeter is to measure mass flow rate and density, it is necessary to grasp the density error in order to guarantee performance. The density calibration processing and density error diagnosis processing executed by the diagnosis system (1000) contribute to solving the above problems.
(1-4-3.流量校正処理)
従来の流量校正処理は、既知の流量を与える装置、あるいは基準の質量流量計が必要であり、校正装置が大掛かりになる。また、従来の処理では、質量流量の校正は、装置を取り外し、校正設備まで輸送して校正することで、多額の費用と流量計を使用できない時間が生じる。なお、測定精度は重要であるため、定期修理中に校正が行われている。また、従来の処理では、コリオリ質量流量計の校正を使用現場で行う試みもあるが、コンパクトな流量校正装置が必要となる。ここで、コリオリ質量流量計の目的は、質量流量と密度とを測定することであるので、性能を保証するためには、流量誤差を把握する必要がある。診断システム(1000)で実行される流量誤差診断・簡易補正処理は、上記の課題の解決に寄与する。
(1-4-3. Flow rate calibration process)
Conventional flow rate calibration processes require a device that provides a known flow rate or a reference mass flow meter, and the calibration device is large-scale. In addition, in conventional processes, mass flow rate calibration requires removing the device and transporting it to a calibration facility for calibration, which results in a large amount of cost and time when the flow meter cannot be used. Since measurement accuracy is important, calibration is performed during regular maintenance. In conventional processes, there are attempts to calibrate Coriolis mass flow meters at the site of use, but this requires a compact flow rate calibration device. Here, since the purpose of the Coriolis mass flow meter is to measure mass flow rate and density, it is necessary to grasp the flow rate error in order to guarantee performance. The flow rate error diagnosis and simple correction process performed by the diagnostic system (1000) contributes to solving the above problems.
(1-4-4.メインテナンス等の予測処理)
従来のメインテナンスや交換時期の予測処理は、剛性または減衰から時期予測を行っている。これらのパラメータのみでは、メインテナンスを必要とする値を決定することが難しい。診断システム(1000)で実行される時期予測診断処理は、上記の課題の解決に寄与する。
(1-4-4. Prediction processing of maintenance, etc.)
Conventional maintenance and replacement timing prediction processes predict timing based on stiffness or damping. It is difficult to determine the value that requires maintenance based on these parameters alone. The timing prediction diagnostic process executed by the diagnostic system (1000) contributes to solving the above problem.
(1-5.診断システム(1000)の効果)
以下では、診断システム(1000)の効果について、密度誤差診断処理および肉厚剛性診断処理、流量誤差診断・簡易補正処理、時期予測診断処理の順に説明する。
(1-5. Effects of diagnostic system (1000))
In the following, the effects of the diagnostic system (1000) will be described in the order of density error diagnostic processing, thickness stiffness diagnostic processing, flow rate error diagnostic/simple correction processing, and timing prediction diagnostic processing.
(1-5-1.密度誤差診断処理および肉厚剛性診断処理)
上述してきたように診断システム(1000)では、診断装置(2)は、振動させた振動管(11)に作用するコリオリ力に基づいて振動管(11)を流れる流体の流量および密度を計測するコリオリ質量流量計(1)を校正することによって生成された流体の密度の校正に関する密度校正結果に基づいて、密度の校正前後の流体の密度誤差に関する密度診断結果を生成し、密度診断結果に基づいて振動管(11)の肉厚および剛性のうち少なくとも1つに関する計算を実行し、振動管(11)の変化に関する肉厚剛性診断結果を生成する。また、診断装置(2)は、初期の密度測定係数と、密度校正結果が示す密度測定係数と、測定対象の密度とを用いて前記密度誤差を算出し、密度校正結果が示す密度測定係数の変化率と振動管(11)の設計値とを用いて、振動管(11)の肉厚変化および剛性変化に関する結果のうち少なくとも1つを含む肉厚剛性診断結果を生成し、肉厚剛性診断結果が閾値以上である場合に、振動管(11)に関する異常を検出する。さらに、診断装置(2)は、振動管(11)の内径、肉厚、肉厚変化、肉厚変化率、剛性変化率、腐食診断および付着診断のうち少なくとも1つを含む肉厚剛性診断結果を生成する。
(1-5-1. Density Error Diagnosis Processing and Thickness Stiffness Diagnosis Processing)
As described above, in the diagnostic system (1000), the diagnostic device (2) generates a density diagnostic result regarding the density error of the fluid before and after the density calibration based on a density calibration result regarding the calibration of the density of the fluid generated by calibrating the Coriolis mass flowmeter (1) that measures the flow rate and density of the fluid flowing through the vibrating tube (11) based on the Coriolis force acting on the vibrating tube (11), and performs a calculation regarding at least one of the thickness and rigidity of the vibrating tube (11) based on the density diagnostic result to generate a thickness and rigidity diagnostic result regarding the change in the vibrating tube (11). The diagnostic device (2) also calculates the density error using the initial density measurement coefficient, the density measurement coefficient indicated by the density calibration result, and the density of the measurement target, and generates a thickness and rigidity diagnostic result including at least one of the results regarding the thickness change and rigidity change of the vibrating tube (11) using the rate of change of the density measurement coefficient indicated by the density calibration result and the design value of the vibrating tube (11), and detects an abnormality regarding the vibrating tube (11) when the thickness and rigidity diagnostic result is equal to or greater than a threshold value. Furthermore, the diagnostic device (2) generates a thickness/rigidity diagnostic result including at least one of the inner diameter, wall thickness, wall thickness change, wall thickness change rate, rigidity change rate, corrosion diagnosis, and adhesion diagnosis of the vibration pipe (11).
このため、診断システム(1000)では、駆動回路や測定回路の増幅感度に影響される振幅情報を用いることなく振動管の腐食を判定することができるので、コリオリ質量流量計(1)の振動管の状態を正確に診断することができる。また、診断システム(1000)では、上記振動管の肉厚変化を直接求めることもできるので、コリオリ質量流量計(1)の故障や性能劣化を容易に診断することができる。 As a result, the diagnostic system (1000) can determine corrosion of the oscillating tube without using amplitude information that is affected by the amplification sensitivity of the drive circuit or measurement circuit, and can accurately diagnose the condition of the oscillating tube of the Coriolis mass flowmeter (1). In addition, the diagnostic system (1000) can also directly determine changes in the wall thickness of the oscillating tube, making it easy to diagnose malfunctions and performance degradation of the Coriolis mass flowmeter (1).
(1-5-2.流量誤差診断・簡易補正処理)
上述してきたように診断システム(1000)では、診断装置(2)は、前記肉厚剛性診断結果に基づいて前記流体の流量に関する計算を実行し、前記流体の流量誤差に関する流量診断結果を生成する。また、診断装置(2)は、剛性変化率、肉厚変化率および前記密度測定係数の変化率のうち少なくとも1つを用いて流量補正係数を算出し、算出した流量補正係数に基づいて、コリオリ質量流量計(1)が流量の計測に用いる流量補正係数の更新制御を実行する。このため、診断システム(1000)では、校正設備における質量流量の校正を行わずに、剛性変化、肉厚変化、密度測定係数の変化等から、質量流量を簡易補正することができる。
(1-5-2. Flow rate error diagnosis and simple correction process)
As described above, in the diagnostic system (1000), the diagnostic device (2) performs calculations on the flow rate of the fluid based on the thickness/rigidity diagnostic result, and generates a flow rate diagnostic result on the flow rate error of the fluid. The diagnostic device (2) also calculates a flow rate correction coefficient using at least one of the stiffness change rate, the thickness change rate, and the change rate of the density measurement coefficient, and performs update control of the flow rate correction coefficient used by the Coriolis mass flowmeter (1) to measure the flow rate based on the calculated flow rate correction coefficient. Therefore, in the diagnostic system (1000), the mass flow rate can be simply corrected from stiffness change, thickness change, density measurement coefficient change, etc., without calibrating the mass flow rate in a calibration facility.
(1-5-3.時期予測診断処理)
上述してきたように診断システム(1000)では、診断装置(2)は、密度校正結果、密度診断結果、肉厚剛性診断結果または流量診断結果に基づいて、コリオリ質量流量計(1)における障害の発生、メインテナンスもしくは機器の交換に関する所要時間、稼働時間または流体の積算流量を予測し、時期予測診断結果として生成する。このため、診断システム(1000)では、校正処理の結果および各診断処理の結果のいずれかを用いることによって、メインテナンス等の時期をより正確かつ容易に予測することができる。
(1-5-3. Timing Prediction Diagnosis Processing)
As described above, in the diagnostic system (1000), the diagnostic device (2) predicts the occurrence of a fault in the Coriolis mass flowmeter (1), the time required for maintenance or equipment replacement, the operating time, or the integrated flow rate of the fluid based on the density calibration result, the density diagnosis result, the wall thickness/rigidity diagnosis result, or the flow rate diagnosis result, and generates these as timing prediction diagnostic results. Therefore, in the diagnostic system (1000), by using either the result of the calibration process or the result of each diagnostic process, it is possible to more accurately and easily predict the timing of maintenance, etc.
〔2.診断システム(1000)の各装置の構成〕
図4を用いて、図1に示した診断システム(1000)が有する各装置の機能構成について説明する。図4は、実施形態に係る診断システムの各装置の構成例を示すブロック図である。以下では、診断システム(1000)全体の構成例および処理を説明した上で、診断装置(2)の構成例について説明する。なお、図4において、実線の矢印は信号等の情報であることを示し、破線の矢印は処理のトリガであることを示す。
2. Configuration of each device in the diagnostic system (1000)
The functional configuration of each device of the diagnostic system (1000) shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. 4. FIG. 4 is a block diagram showing an example of the configuration of each device of the diagnostic system according to the embodiment. Below, an example of the configuration and processing of the diagnostic system (1000) as a whole will be described, and then an example of the configuration of the diagnostic device (2) will be described. In FIG. 4, the solid arrows indicate information such as signals, and the dashed arrows indicate triggers for processing.
(2-1.診断システム(1000)全体の構成例)
図4に示すように、診断システム(1000)は、コリオリ質量流量計(1)、診断装置(2)および校正装置(3)を有する。また、図4において、コリオリ質量流量計(1)、診断装置(2)および校正装置(3)は、別装置として示されているが、上記の3つの装置のうち、2つまたは3つの装置が統合された構成であってもよい。なお、コリオリ質量流量計(1)の構成および処理については、(1-3-1.コリオリ質量流量計(1)の基本構成)で説明したコリオリ質量流量計(1)の構成および処理と共通するので、説明を省略する。
(2-1. Example of the overall configuration of the diagnostic system (1000))
As shown in Fig. 4, the diagnostic system (1000) has a Coriolis mass flowmeter (1), a diagnostic device (2), and a calibration device (3). In Fig. 4, the Coriolis mass flowmeter (1), the diagnostic device (2), and the calibration device (3) are shown as separate devices, but two or three of the above three devices may be integrated into one configuration. Note that the configuration and processing of the Coriolis mass flowmeter (1) are common to the configuration and processing of the Coriolis mass flowmeter (1) described in (1-3-1. Basic configuration of the Coriolis mass flowmeter (1)), and therefore will not be described here.
また、校正装置(3)が有する校正制御部(40)の構成および処理の概要については、(1-3-1.コリオリ質量流量計(1)の基本構成)で説明した外部装置(31)またはコリオリ質量流量計(1)の変換部(20)における校正制御部(40)と共通するので、説明を省略するが、校正制御部(40)の構成および処理の詳細については、〔3.校正装置(3)および診断装置(2)の各処理の詳細〕で後述する。 The configuration and processing overview of the calibration control unit (40) of the calibration device (3) are the same as those of the external device (31) or the calibration control unit (40) in the conversion unit (20) of the Coriolis mass flowmeter (1) described in (1-3-1. Basic configuration of the Coriolis mass flowmeter (1)), so a detailed description is omitted. However, the configuration and processing details of the calibration control unit (40) will be described later in [3. Details of each process of the calibration device (3) and the diagnosis device (2)].
(2-2.診断システム(1000)全体の処理)
図4に示すように、校正装置(3)は、密度校正部(51)による密度校正処理を実行する。診断装置(2)は、密度誤差診断部(61)による密度誤差診断処理、肉厚剛性診断部(70)による肉厚剛性診断処理、流量誤差診断簡易補正部(80)による流量誤差診断・簡易補正処理、時期予測診断部(90)による時期予測診断処理の順に、診断処理を実行する。すなわち、診断システム(1000)において、診断装置(2)は、以下に示すように、密度校正部(51)で得られた密度測定係数の変化から各診断を行う。
(2-2. Overall Processing of the Diagnostic System (1000))
As shown in Fig. 4, the calibration device (3) executes density calibration processing by the density calibration unit (51). The diagnosis device (2) executes diagnosis processing in the following order: density error diagnosis processing by the density error diagnosis unit (61), thickness stiffness diagnosis processing by the thickness stiffness diagnosis unit (70), flow rate error diagnosis and simple correction processing by the flow rate error diagnosis simple correction unit (80), and timing prediction diagnosis processing by the timing prediction diagnosis unit (90). That is, in the diagnosis system (1000), the diagnosis device (2) executes each diagnosis from the change in the density measurement coefficient obtained by the density calibration unit (51) as shown below.
(2-2-1.密度校正処理)
第1の処理として、密度校正処理について説明する。まず、校正装置(3)の密度校正部(51)は、密度校正結果(151)を出力し、密度測定係数Cd(28k)および密度測定係数fa(28l)を更新する。また、密度校正部(51)は、密度が既知である測定対象において、周波数f(28c)を測定し、密度測定係数を求める。また、密度校正部(51)は、測定対象の密度と、コリオリ質量流量計(1)の周波数演算部(24b)により得られた周波数f(28c)のみを用いる。そして、密度校正部(51)は、実行終了時に、密度校正完了信号(160)をセットする。なお、校正装置(3)の質量流量校正部(41)は、既知の流量で、周波数f(28c)および位相差θ(28d)を測定し、流量測定係数Cq(28f)を求める。そして、質量流量校正部(41)は、処理終了時に、流量校正完了信号(120)をセットする。
(2-2-1. Density calibration process)
As the first process, the density calibration process will be described. First, the density calibration unit (51) of the calibration device (3) outputs the density calibration result (151) and updates the density measurement coefficient Cd (28k) and the density measurement coefficient fa (28l). The density calibration unit (51) also measures the frequency f (28c) of the measurement object whose density is known, and obtains the density measurement coefficient. The density calibration unit (51) also uses only the density of the measurement object and the frequency f (28c) obtained by the frequency calculation unit (24b) of the Coriolis mass flowmeter (1). The density calibration unit (51) then sets a density calibration completion signal (160) at the end of execution. The mass flow calibration unit (41) of the calibration device (3) measures the frequency f (28c) and the phase difference θ (28d) at a known flow rate, and obtains the flow measurement coefficient Cq (28f). Then, the mass flow rate calibration unit (41) sets a flow rate calibration completion signal (120) when the process is completed.
(2-2-2.密度誤差診断処理)
第2の処理として、密度誤差診断処理について説明する。まず、診断装置(2)の密度誤差診断部(61)は、密度校正完了信号(160)がセットされたときに処理を実行する。このとき、密度誤差診断部(61)は、密度校正結果(151)に含まれる密度測定係数の変化から、密度誤差診断処理を行う。また、密度誤差診断部(61)は、処理結果を密度診断結果(201)に保存する。そして、密度誤差診断部(61)は、処理終了時に、密度校正完了信号(160)をリセットし、密度診断完了信号(210)をセットする。
(2-2-2. Density Error Diagnosis Processing)
As the second process, the density error diagnosis process will be described. First, the density error diagnosis unit (61) of the diagnosis device (2) executes the process when the density calibration completion signal (160) is set. At this time, the density error diagnosis unit (61) executes the density error diagnosis process from the change in the density measurement coefficient included in the density calibration result (151). The density error diagnosis unit (61) also stores the process result in the density diagnosis result (201). Then, when the process ends, the density error diagnosis unit (61) resets the density calibration completion signal (160) and sets the density diagnosis completion signal (210).
(2-2-3.肉厚剛性診断処理)
第3の処理として、肉厚剛性診断処理について説明する。まず、診断装置(2)の肉厚剛性診断部(70)は、密度診断完了信号(210)がセットされたときに処理を実行する。このとき、肉厚剛性診断部(70)は、密度測定係数の変化から、肉厚と剛性の変化率を求め、診断を行う。また、肉厚剛性診断部(70)は、処理結果を肉厚剛性診断結果(301)に保存する。そして、肉厚剛性診断部(70)は、処理終了時に、密度診断完了信号(210)をリセットする。肉厚剛性診断完了信号(310)をセットする。
(2-2-3. Thickness and rigidity diagnosis process)
As the third process, the thickness/rigidity diagnosis process will be described. First, the thickness/rigidity diagnosis unit (70) of the diagnosis device (2) executes the process when the density diagnosis completion signal (210) is set. At this time, the thickness/rigidity diagnosis unit (70) obtains the rate of change of thickness and rigidity from the change in the density measurement coefficient, and performs diagnosis. The thickness/rigidity diagnosis unit (70) also stores the processing result in the thickness/rigidity diagnosis result (301). Then, the thickness/rigidity diagnosis unit (70) resets the density diagnosis completion signal (210) when the process is completed. The thickness/rigidity diagnosis completion signal (310) is set.
(2-2-4.流量誤差診断・簡易補正処理)
第4の処理として、流量誤差診断・簡易補正処理について説明する。まず、診断装置(2)の流量誤差診断簡易補正部(80)は、肉厚剛性診断完了信号(310)または流量校正完了信号(120)がセットされたときに処理を実行する。このとき、流量誤差診断簡易補正部(80)は、密度測定係数の変化、肉厚の変化、剛性の変化等から、流量補正係数fk(28u)を更新することで流量誤差を減らすとともに流量誤差を診断する。また、流量誤差診断簡易補正部(80)は、処理結果を流量診断結果(501)に保存する。流量誤差診断簡易補正部(80)は、処理終了時に、肉厚剛性診断完了信号(310)および流量校正完了信号(120)をリセットする。
(2-2-4. Flow rate error diagnosis and simple correction process)
As the fourth process, the flow error diagnosis and simple correction process will be described. First, the flow error diagnosis simple correction unit (80) of the diagnosis device (2) executes the process when the thickness stiffness diagnosis completion signal (310) or the flow calibration completion signal (120) is set. At this time, the flow error diagnosis simple correction unit (80) reduces the flow error and diagnoses the flow error by updating the flow correction coefficient fk (28u) based on the change in the density measurement coefficient, the change in the thickness, the change in the stiffness, etc. In addition, the flow error diagnosis simple correction unit (80) saves the process result in the flow diagnosis result (501). When the process is completed, the flow error diagnosis simple correction unit (80) resets the thickness stiffness diagnosis completion signal (310) and the flow calibration completion signal (120).
(2-2-5.時期予測診断処理)
第5の処理として、時期予測診断処理について説明する。まず、診断装置(2)の時期予測診断部(90)は、密度校正結果(151)密度診断結果(201)肉厚剛性診断結果(301)または流量診断結果(501)を使い、目標値に達する時期を予測する。このとき、時期予測診断部(90)は、閾値を設定することで、障害が発生する、もしくはメインテナンスが必要になる状態になるまでに要する時間、稼働時間、または流体の積算流量を予測する。
(2-2-5. Timing Prediction Diagnosis Processing)
As the fifth process, a timing prediction diagnosis process will be described. First, the timing prediction diagnosis unit (90) of the diagnosis device (2) predicts the time when the target value will be reached by using the density calibration result (151), density diagnosis result (201), thickness stiffness diagnosis result (301), or flow rate diagnosis result (501). At this time, the timing prediction diagnosis unit (90) sets a threshold value to predict the time required until a failure occurs or a state where maintenance is required, the operating time, or the accumulated flow rate of the fluid.
(2-3.診断装置(2)の構成例)
以下では、実施形態に係る診断装置(2)の構成例について説明する。図4に示すように、診断装置(2)は、診断制御部(60)、送受信部(200)および通知部(300)を有する。なお、診断装置(2)は、診断装置(2)の管理者等から各種操作を受け付ける入力部(例えば、キーボードやマウス等)や、各種情報を表示するための表示部(例えば、液晶ディスプレイ等)を有してもよい。
(2-3. Configuration example of diagnostic device (2))
An example of the configuration of the diagnostic device (2) according to the embodiment will be described below. As shown in Fig. 4, the diagnostic device (2) has a diagnostic control unit (60), a transmitting/receiving unit (200), and a notification unit (300). The diagnostic device (2) may also have an input unit (e.g., a keyboard, a mouse, etc.) that accepts various operations from an administrator of the diagnostic device (2), and a display unit (e.g., a liquid crystal display, etc.) that displays various information.
(2-3-1.診断制御部(60))
診断制御部(60)は、例えば、CPU(Central Processing Unit)やMPU(Micro Processing Unit)等によって、診断装置(2)内部の記憶装置に記憶されている各種プログラム(情報処理プログラムの一例に相当)がRAMを作業領域として実行されることにより実現される。また、診断制御部(60)は、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等の集積回路により実現される。
(2-3-1. Diagnosis Control Unit (60))
The diagnostic control unit (60) is realized, for example, by a central processing unit (CPU), a micro processing unit (MPU), etc., executing various programs (corresponding to an example of an information processing program) stored in a storage device inside the diagnostic device (2) using a RAM as a working area. The diagnostic control unit (60) is also realized, for example, by an integrated circuit such as an application specific integrated circuit (ASIC) or a field programmable gate array (FPGA).
図4に示すように、診断制御部(60)は、密度誤差診断部(61)、肉厚剛性診断部(70)、流量誤差診断簡易補正部(80)および時期予測診断部(90)を有し、以下に説明する情報処理の機能や作用を実現または実行する。なお、診断制御部(60)の内部構成は、図4に示した構成に限られず、後述する情報処理を行う構成であれば他の構成であってもよい。また、診断制御部(60)が有する各処理部の接続関係は、図4に示した接続関係に限られず、他の接続関係であってもよい。 As shown in FIG. 4, the diagnosis control unit (60) has a density error diagnosis unit (61), a wall thickness rigidity diagnosis unit (70), a flow rate error diagnosis simple correction unit (80), and a timing prediction diagnosis unit (90), and realizes or executes the functions and actions of the information processing described below. Note that the internal configuration of the diagnosis control unit (60) is not limited to the configuration shown in FIG. 4, and may be other configurations as long as they perform the information processing described below. Also, the connection relationships of the processing units in the diagnosis control unit (60) are not limited to the connection relationships shown in FIG. 4, and may be other connection relationships.
(2-3-1-1.密度誤差診断部(61))
密度誤差診断部(61)は、振動させた振動管(11)に作用するコリオリ力に基づいて振動管(11)を流れる流体の流量および密度を計測するコリオリ質量流量計(1)を校正することによって生成された流体の密度の校正に関する密度校正結果(151)に基づいて、密度の校正前後の流体の密度誤差に関する密度診断結果(201)を生成する。
(2-3-1-1. Density Error Diagnosis Unit (61))
The density error diagnosis unit (61) generates a density diagnosis result (201) relating to the density error of the fluid before and after the density calibration based on a density calibration result (151) relating to the calibration of the density of the fluid generated by calibrating a Coriolis mass flowmeter (1) that measures the flow rate and density of the fluid flowing through the vibrating tube (11) based on the Coriolis force acting on the vibrated vibrating tube (11).
例えば、密度誤差診断部(61)は、初期の密度測定係数(Cd0、fa0)と、密度校正結果が示す密度測定係数(Cdc、fac)と、測定対象の密度ρtとを用いて密度誤差Δρ0を算出する。また、密度誤差診断部(61)は、初期の密度測定係数(Cd0、fa0)と、密度校正結果が示す密度測定係数(Cdc、fac)と、測定対象の密度ρtとを用いて、密度測定係数の変化率(aCd、afa)を算出する。 For example, the density error diagnosis unit (61) calculates the density error Δρ0 using the initial density measurement coefficients (Cd0, fa0), the density measurement coefficients (Cdc, fac) indicated by the density calibration result, and the density ρt of the object to be measured. The density error diagnosis unit (61) also calculates the rate of change (aCd, afa) of the density measurement coefficients using the initial density measurement coefficients (Cd0, fa0), the density measurement coefficients (Cdc, fac) indicated by the density calibration result, and the density ρt of the object to be measured.
さらに、密度誤差診断部(61)は、変化前の密度測定係数(Cd0、fa0)と、密度校正結果が示す密度測定係数(Cdc、fac)と、測定対象の密度ρtとを用いて、密度測定係数を更新した際に生じる密度変動Δρ0を算出し、当該密度変動が許容値を超過した場合には、振動管(11)に関する異常を検知する。 Furthermore, the density error diagnosis unit (61) calculates the density fluctuation Δρ0 that occurs when the density measurement coefficient is updated using the density measurement coefficient (Cd0, fa0) before the change, the density measurement coefficient (Cdc, fac) indicated by the density calibration result, and the density ρt of the measurement target, and detects an abnormality related to the vibrating tube (11) if the density fluctuation exceeds an allowable value.
(2-3-1-2.肉厚剛性診断部(70))
肉厚剛性診断部(70)は、密度校正結果(151)に基づいて振動管(11)の肉厚および剛性のうち少なくとも1つに関する計算を実行し、振動管(11)の変化に関する肉厚剛性診断結果(301)を生成する。例えば、肉厚剛性診断部(70)は、密度校正結果(151)または密度診断結果(201)が示す密度測定係数の変化率(aCd、afa)と振動管(11)の設計値(振動管内径d、振動管外径D)とを用いて、振動管(11)の肉厚変化および剛性変化に関する結果のうち少なくとも1つを含む肉厚剛性診断結果(301)を生成し、肉厚剛性診断結果(301)が閾値以上である場合に、振動管(11)に関する異常を検出する。また、肉厚剛性診断部(70)は、振動管(11)の内径dc、肉厚tc、肉厚変化dt、肉厚変化率rtおよび剛性変化率aKのうち少なくとも1つを含む肉厚剛性診断結果(301)を生成する。
(2-3-1-2. Thickness and rigidity diagnosis unit (70))
The thickness and stiffness diagnosis unit (70) performs calculations on at least one of the thickness and stiffness of the vibration tube (11) based on the density calibration result (151) and generates a thickness and stiffness diagnosis result (301) on the change of the vibration tube (11). For example, the thickness and stiffness diagnosis unit (70) uses the change rate (aCd, afa) of the density measurement coefficient indicated by the density calibration result (151) or the density diagnosis result (201) and the design values (vibration tube inner diameter d, vibration tube outer diameter D) of the vibration tube (11) to generate a thickness and stiffness diagnosis result (301) including at least one of the results on the change of the thickness and stiffness of the vibration tube (11), and detects an abnormality related to the vibration tube (11) when the thickness and stiffness diagnosis result (301) is equal to or greater than a threshold value. In addition, the thickness/rigidity diagnosis unit (70) generates a thickness/rigidity diagnosis result (301) including at least one of the inner diameter dc, the thickness tc, the thickness change dt, the thickness change rate rt, and the rigidity change rate aK of the vibration pipe (11).
さらに、肉厚剛性診断部(70)は、振動管(11)の肉厚変化および剛性変化に関する結果を用いて、肉厚診断、剛性診断、腐食診断および付着診断のうち少なくとも1つを含むコリオリ質量流量計(1)の故障診断を実行し、上記の結果が警報値を超過した場合には、コリオリ質量流量計(1)の故障を検知する。 Furthermore, the thickness/rigidity diagnosis unit (70) uses the results regarding the thickness and rigidity changes of the vibrating tube (11) to perform a fault diagnosis of the Coriolis mass flowmeter (1), including at least one of a thickness diagnosis, a rigidity diagnosis, a corrosion diagnosis, and an adhesion diagnosis, and detects a fault in the Coriolis mass flowmeter (1) if the above results exceed an alarm value.
(2-3-1-3.流量誤差診断簡易補正部(80))
流量誤差診断簡易補正部(80)は、肉厚剛性診断結果(301)に基づいて流体の流量に関する計算を実行し、流体の流量誤差に関する流量診断結果(501)を生成する。例えば、流量誤差診断簡易補正部(80)は、剛性変化率aK、肉厚変化率dtおよび密度測定係数の変化率adcのうち少なくとも1つを用いて流量補正係数fkqを算出し、算出した流量補正係数fkqに基づいて、コリオリ質量流量計(1)が流量の計測に用いる流量補正係数の更新制御を実行する。
(2-3-1-3. Flow Error Diagnosis Simplified Correction Unit (80))
The flow rate error diagnosis simple correction unit (80) performs calculations related to the flow rate of the fluid based on the thickness/rigidity diagnosis result (301) and generates a flow rate diagnosis result (501) related to the flow rate error of the fluid. For example, the flow rate error diagnosis simple correction unit (80) calculates a flow rate correction coefficient fkq using at least one of the stiffness change rate aK, the thickness change rate dt, and the change rate adc of the density measurement coefficient, and performs update control of the flow rate correction coefficient used by the Coriolis mass flowmeter (1) to measure the flow rate based on the calculated flow rate correction coefficient fkq.
このとき、流量誤差診断簡易補正部(80)は、変化前の流量補正係数fk、算出した流量補正係数fkqを用いて、流量補正係数を更新した際の流量変動率rqdを算出し、当該流量変動率が許容値を超過した場合には、コリオリ質量流量計(1)が流量の計測に用いる流量測定係数の更新を実行する。また、流量誤差診断簡易補正部(80)は、流量補正係数fkqの計算に使用する変化率の種類および重み係数を、シミュレーションまたは実験の結果から、あらかじめ決定することもできる。 At this time, the flow error diagnosis simple correction unit (80) uses the flow correction coefficient fk before the change and the calculated flow correction coefficient fkq to calculate the flow rate fluctuation rate rqd when the flow correction coefficient is updated, and if the flow rate fluctuation rate exceeds the allowable value, updates the flow measurement coefficient used by the Coriolis mass flowmeter (1) to measure the flow rate. In addition, the flow error diagnosis simple correction unit (80) can also determine in advance the type of rate of change and the weighting coefficient used to calculate the flow correction coefficient fkq from the results of a simulation or experiment.
(2-3-1-4.時期予測診断部(90))
時期予測診断部(90)は、密度校正結果(151)、密度診断結果(201)、肉厚剛性診断結果(301)または流量診断結果(501)に基づいて、コリオリ質量流量計(1)における障害の発生、メインテナンスもしくは機器の交換に関する所要時間、稼働時間または流体の積算流量を予測し、時期予測診断結果(603)として生成する。
(2-3-1-4. Timing Prediction Diagnosis Unit (90))
The timing prediction diagnosis unit (90) predicts the occurrence of a fault in the Coriolis mass flowmeter (1), the time required for maintenance or equipment replacement, the operating time, or the accumulated flow rate of the fluid based on the density calibration result (151), the density diagnosis result (201), the wall thickness/rigidity diagnosis result (301), or the flow rate diagnosis result (501), and generates the result as a timing prediction diagnosis result (603).
例えば、時期予測診断部(90)は、密度診断結果(201)として、算出した密度測定係数(Cdc、fac)、密度測定係数変化率(aCdc、afac)および密度誤差Δρ0のうち少なくとも1つを用いて、時期予測診断結果(603)として出力する。また、時期予測診断部(90)は、肉厚剛性診断結果(301)として、振動管(11)の内径dc、肉厚tc、肉厚変化dtおよび肉厚変化率rtのうち少なくとも1つを用いて、時期予測診断結果(603)として出力する。また、時期予測診断部(90)は、流量診断結果(501)として、流量補正係数fkqおよび流量誤差率rqeのうち少なくとも1つを用いて、時期予測診断結果(603)として出力する。 For example, the timing prediction diagnosis unit (90) uses at least one of the calculated density measurement coefficient (Cdc, fac), density measurement coefficient change rate (aCdc, afac), and density error Δρ0 as the density diagnosis result (201) and outputs it as the timing prediction diagnosis result (603). The timing prediction diagnosis unit (90) also uses at least one of the inner diameter dc, thickness tc, thickness change dt, and thickness change rate rt of the vibration tube (11) as the thickness stiffness diagnosis result (301) and outputs it as the timing prediction diagnosis result (603). The timing prediction diagnosis unit (90) also uses at least one of the flow correction coefficient fkq and flow error rate rqe as the flow rate diagnosis result (501) and outputs it as the timing prediction diagnosis result (603).
また、時期予測診断部(90)は、密度校正結果(151)、密度診断結果(201)、肉厚剛性診断結果(301)または流量診断結果(501)に含まれるパラメータの時間に対する変化、当該パラメータの稼働時間に対する変化または当該パラメータの積算流量に対する変化を示す近似直線または近似曲線を求め、当該近似直線または近似曲線が、障害が発生メインテナンスもしくは機器の交換が必要になる状態として規定された診断目標値に達するまでの所要時間、稼働時間または流体の積算流量を予測し、時期予測診断結果(603)として出力する。 The timing prediction diagnosis unit (90) also finds an approximate straight line or an approximate curve that indicates the change over time of the parameters included in the density calibration result (151), density diagnosis result (201), thickness stiffness diagnosis result (301) or flow rate diagnosis result (501), the change over operation time of the parameter, or the change over the cumulative flow rate of the parameter, and predicts the time, operation time, or cumulative flow rate of the fluid until the approximate straight line or approximate curve reaches a diagnostic target value specified as a state in which a fault has occurred and maintenance or equipment replacement is required, and outputs this as a timing prediction diagnosis result (603).
(2-3-2.送受信部(200))
送受信部(200)は、例えば、NIC(Network Interface Card)等によって実現される。例えば、送受信部(200)は、校正装置(3)から密度校正結果(151)を取得する。そして、送受信部(200)は、所定の通信網(ネットワーク)と有線または無線で接続され、各種装置との間で情報の送受信を行う。
(2-3-2. Transmitter/receiver unit (200))
The transmitting/receiving unit (200) is realized by, for example, a network interface card (NIC) or the like. For example, the transmitting/receiving unit (200) acquires a density calibration result (151) from a calibration device (3). The transmitting/receiving unit (200) is connected to a predetermined communication network by wire or wirelessly, and transmits and receives information between various devices.
(2-3-3.通知部(300))
通知部(300)は、密度校正結果(151)、密度診断結果(201)、肉厚剛性診断結果(301)または流量診断結果(501)が所定の警報値を超過した場合には、振動管(11)に関する異常を通知する。
(2-3-3. Notification Department (300))
The notification unit (300) notifies of an abnormality related to the vibrating pipe (11) when the density calibration result (151), the density diagnosis result (201), the wall thickness/rigidity diagnosis result (301) or the flow rate diagnosis result (501) exceeds a predetermined alarm value.
〔3.校正装置(3)および診断装置(2)の各処理の詳細〕
図5~図26および数式を用いて、実施形態に係る校正装置(3)および診断装置(2)の各処理の詳細を説明する。以下では、校正装置(3)の密度校正診断処理、診断装置(2)の肉厚剛性診断処理、流量誤差診断・簡易補正処理、時期予測診断処理の順に説明する。
[3. Details of each process of the calibration device (3) and the diagnosis device (2)]
5 to 26 and equations, the details of each process of the calibration device (3) and diagnosis device (2) according to the embodiment will be described. The following describes the density calibration diagnosis process of the calibration device (3), the thickness stiffness diagnosis process of the diagnosis device (2), the flow rate error diagnosis and simple correction process, and the timing prediction diagnosis process in that order.
(3-1.密度校正処理)
図5~図6および数式を用いて、実施形態に係る校正装置(3)の密度校正部(51)が実行する密度校正処理について説明する。以下では、密度校正処理の理論式を説明した上で、密度校正処理全体の処理、密度校正係数演算処理の順に説明する。
(3-1. Density calibration process)
The density calibration process executed by the density calibration unit (51) of the calibration device (3) according to the embodiment will be described with reference to Figures 5 and 6 and equations. Below, the theoretical equation of the density calibration process will be explained, followed by the overall density calibration process and the density calibration coefficient calculation process.
(3-1-1.密度校正処理の理論式)
以下では、密度校正処理の理論式について説明する。密度測定係数Cd(28k)および密度測定係数fa(28l)は、2点以上の密度が既知の流体を使って校正する。上述した(12)式を一次式と考える。また、校正後の係数を、密度測定係数Cdcおよび密度測定係数facとすると、下記(15)式~(18)式となる。
(3-1-1. Theoretical formula for density calibration process)
The theoretical formula for the density calibration process will be explained below. The density measurement coefficient Cd (28k) and the density measurement coefficient fa (28l) are calibrated using fluids with two or more known densities. The above-mentioned formula (12) is considered to be a linear formula. If the coefficients after calibration are the density measurement coefficient Cdc and the density measurement coefficient fac, then the following formulas (15) to (18) are obtained.
ここで、2点での校正を考える。密度ρ1の物質における周波数をf1、密度ρ2の物質における周波数をf2とすると、下記(19)式および(20)式となる。ここで、周波数f1および周波数f2は、上述した(9)式が成り立つために補正されているとする。 Now consider calibration at two points. If the frequency in a material with density ρ1 is f1 and the frequency in a material with density ρ2 is f2, then we obtain the following equations (19) and (20). Here, we assume that frequency f1 and frequency f2 have been corrected so that the above-mentioned equation (9) holds.
係数aと係数bを求めると、下記(21)式および(22)式となる。 Calculating coefficients a and b gives us the following equations (21) and (22).
密度測定係数Cdcおよび密度測定係数facを求めると、下記(23)式および(24)式となる。 The density measurement coefficient Cdc and density measurement coefficient fac are calculated using the following equations (23) and (24).
なお、3点以上で校正する場合は、各々の結果で上記(15)式を作り、最小自乗法等を用いて係数を求める。 When calibrating at three or more points, create the above formula (15) for each result and use the least squares method or other methods to find the coefficients.
(3-1-2.密度校正処理全体の処理)
図5~図6を用いて、密度校正処理全体の処理について説明する。図5は、実施形態に係る密度校正処理全体の処理の一例を示す図である。以下では、校正装置(3)の密度校正部(51)の構成および処理について説明する。
(3-1-2. Overall density calibration process)
The overall process of the density calibration process will be described with reference to Fig. 5 and Fig. 6. Fig. 5 is a diagram showing an example of the overall process of the density calibration process according to the embodiment. The configuration and process of the density calibration unit (51) of the calibration device (3) will be described below.
図5を用いて、密度校正部(51)の構成および処理について説明する。図5に示すように、密度校正部(51)は、密度測定係数演算部(52)を有する。密度測定係数演算部(52)は、パラメータ(28)および密度校正設定値(152)から、密度校正結果(151)を出力する。また、密度測定係数演算部(52)は、密度校正完了信号(160)をセットする。ここで、密度校正完了信号(160)は、密度誤差診断部(61)の実行に使用され、診断装置(2)の密度誤差診断部(61)内でリセットされる。 The configuration and processing of the density calibration unit (51) will be described with reference to FIG. 5. As shown in FIG. 5, the density calibration unit (51) has a density measurement coefficient calculation unit (52). The density measurement coefficient calculation unit (52) outputs a density calibration result (151) from the parameters (28) and the density calibration set value (152). The density measurement coefficient calculation unit (52) also sets a density calibration completion signal (160). Here, the density calibration completion signal (160) is used to execute the density error diagnosis unit (61) and is reset within the density error diagnosis unit (61) of the diagnosis device (2).
密度測定係数演算部(52)は、密度校正結果(151)を、パラメータ(28)に設定する。また、後述の密度誤差診断部(61)は、設定の可否を判断し、パラメータ(28)に設定する。密度誤差診断部(61)を使用する場合は、ここでは設定しない。 The density measurement coefficient calculation unit (52) sets the density calibration result (151) in the parameter (28). The density error diagnosis unit (61) described below determines whether or not the result can be set, and sets the result in the parameter (28). If the density error diagnosis unit (61) is to be used, no setting is made here.
(3-1-3.密度測定係数演算処理)
図6を用いて、密度校正部(51)の密度測定係数演算部(52)による密度測定係数演算処理について説明する。図6は、実施形態に係る密度校正処理の一例を示す図である。図6に示すように、密度測定係数演算部(52)は、周波数補正部(53)、物質選択スイッチ(54)、標準密度演算部(55)、密度選択スイッチ(56)、物質選択スイッチ(57)および密度測定係数演算実行部(58)を有する。
(3-1-3. Density measurement coefficient calculation process)
The density measurement coefficient calculation process by the density measurement coefficient calculation unit (52) of the density calibration unit (51) will be described with reference to Fig. 6. Fig. 6 is a diagram showing an example of the density calibration process according to the embodiment. As shown in Fig. 6, the density measurement coefficient calculation unit (52) has a frequency correction unit (53), a material selection switch (54), a standard density calculation unit (55), a density selection switch (56), a material selection switch (57), and a density measurement coefficient calculation execution unit (58).
ここで、手動入力密度ρin(152a)は、表示操作部(30)または外部装置(31)により手動で入力された密度値を示す。また、密度選択(152b)は、密度選択スイッチ(56)を制御する信号を示し、標準密度ρc(156)または手動入力密度ρin(152a)を選択する。係数n(152c)は、測定物質の番号を示す。 Here, the manually input density ρin (152a) indicates a density value manually input by the display operation unit (30) or the external device (31). Also, the density selection (152b) indicates a signal that controls the density selection switch (56), and selects the standard density ρc (156) or the manually input density ρin (152a). The coefficient n (152c) indicates the number of the measured substance.
周波数補正部(53)は、密度測定補正係数(28m)、温度T(28e)および圧力P(28t)により周波数f(28c)を補正し、補正後周波数fn(153)を出力する。この補正は測定対象の変化に対する補正ではなく、振動管(11)の剛性等が変化することで上述した(9)式が成立しない状況への補正である。周波数補正部(53)は、20℃、1atm等の規定状態での周波数に補正する。この処理は、密度演算部(23)に含まれる処理と同じである。 The frequency correction unit (53) corrects the frequency f (28c) using the density measurement correction coefficient (28m), temperature T (28e), and pressure P (28t), and outputs the corrected frequency fn (153). This correction is not for changes in the measurement object, but for a situation in which the above-mentioned equation (9) does not hold due to changes in the rigidity of the vibration tube (11), etc. The frequency correction unit (53) corrects the frequency to a specified state, such as 20°C and 1 atm. This process is the same as the process included in the density calculation unit (23).
物質選択スイッチ(54)は、係数n(152c)により、補正後周波数f1(154)または補正後周波数f2(155)を出力する。標準密度演算部(55)は、温度T(28e)、圧力P(28t)および係数n(152c)から標準密度ρc(156)を算出する。標準密度演算部(55)は、対象物質に対応した密度計算式が準備されているときに動作する。密度選択スイッチ(56)は、密度選択(152b)により、標準密度ρc(156)または手動入力密度ρin(152a)を選択し、密度ρn(157)とする。物質選択スイッチ(57)は、係数n(152c)により、密度ρ1(158)、又は、密度ρ2(159)を出力する。 The material selection switch (54) outputs the corrected frequency f1 (154) or the corrected frequency f2 (155) according to the coefficient n (152c). The standard density calculation unit (55) calculates the standard density ρc (156) from the temperature T (28e), the pressure P (28t) and the coefficient n (152c). The standard density calculation unit (55) operates when a density calculation formula corresponding to the target material is prepared. The density selection switch (56) selects the standard density ρc (156) or the manually input density ρin (152a) according to the density selection (152b) to obtain the density ρn (157). The material selection switch (57) outputs the density ρ1 (158) or the density ρ2 (159) according to the coefficient n (152c).
密度測定係数演算実行部(58)は、補正後周波数f1(154)、補正後周波数f2(155)、密度ρ1(158)および密度ρ2(159)を用いて、上述した(21)式~(24)式により、密度測定係数Cdc(151a)および密度測定係数fac(151b)を算出する。 The density measurement coefficient calculation execution unit (58) uses the corrected frequency f1 (154), the corrected frequency f2 (155), the density ρ1 (158), and the density ρ2 (159) to calculate the density measurement coefficient Cdc (151a) and the density measurement coefficient fac (151b) according to the above-mentioned equations (21) to (24).
また、密度測定係数演算部(52)は、日時(28x)を校正日時(151x)に保存する。ここで、日時(28x)は、変換部(20)または外部装置(31)が保持している時刻で、校正を行った日時とする。また、密度測定係数演算部(52)は、変換部駆動時間(28y)を駆動時間(151y)に保存する。ここで、変換部駆動時間(28y)は、変換部(20)が保持しており、変換部(20)の駆動時間を積算した値を示す。また、密度測定係数演算部(52)は、積算流量(28z)を積算流量(151z)に保存する。ここで、積算流量(28z)は、変換部(20)が保持しており、質量流量を積算した値を示す。 The density measurement coefficient calculation unit (52) also stores the date and time (28x) in the calibration date and time (151x). Here, the date and time (28x) is the time held by the conversion unit (20) or the external device (31) and is the date and time when the calibration was performed. The density measurement coefficient calculation unit (52) also stores the conversion unit drive time (28y) in the drive time (151y). Here, the conversion unit drive time (28y) is held by the conversion unit (20) and indicates a value obtained by integrating the drive time of the conversion unit (20). The density measurement coefficient calculation unit (52) also stores the integrated flow rate (28z) in the integrated flow rate (151z). Here, the integrated flow rate (28z) is held by the conversion unit (20) and indicates a value obtained by integrating the mass flow rate.
密度測定係数演算部(52)は、密度測定係数演算処理を終了するときに、更新フラグ(151s)と密度校正完了信号(160)をセットする。更新フラグ(151s)は、時期予測診断部(90)で用いられる。 When the density measurement coefficient calculation unit (52) ends the density measurement coefficient calculation process, it sets the update flag (151s) and the density calibration completion signal (160). The update flag (151s) is used by the timing prediction diagnosis unit (90).
(3-2.密度誤差診断処理)
図7~図10および数式を用いて、実施形態に係る診断装置(2)の密度誤差診断部(61)が実行する密度誤差診断処理について説明する。以下では、密度誤差診断処理の理論式を説明した上で、密度誤差診断処理全体の処理、初期化判定処理、密度誤差初期化処理、密度誤差演算判定処理の順に説明する。
(3-2. Density Error Diagnosis Processing)
7 to 10 and equations, the density error diagnosis process executed by the density error diagnosis unit (61) of the diagnosis device (2) according to the embodiment will be described. Below, the theoretical equation of the density error diagnosis process will be explained, followed by the overall density error diagnosis process, the initialization determination process, the density error initialization process, and the density error calculation determination process, in that order.
(3-2-1.密度誤差診断処理の理論式)
以下では、密度誤差診断処理の理論式について説明する。まず、密度測定係数Cd(28k)および密度測定係数fa(28l)の変化から、密度変動Δρ(201c)を算出する。ここで、密度校正により得られた密度測定係数を、密度測定係数Cdc(151a)および密度測定係数fac(151b)とする。また、校正前の密度測定係数を、密度測定係数Cd(28k)および密度測定係数fa(28l)とする。上述した(13)式より、校正後の状態で測定対象密度ρt(202c)の物質を測定した場合、周波数fは、下記(25)式となる。
(3-2-1. Theoretical formula for density error diagnosis processing)
The theoretical formula of the density error diagnosis process will be described below. First, the density fluctuation Δρ (201c) is calculated from the changes in the density measurement coefficient Cd (28k) and the density measurement coefficient fa (28l). Here, the density measurement coefficients obtained by density calibration are the density measurement coefficient Cdc (151a) and the density measurement coefficient fac (151b). In addition, the density measurement coefficients before calibration are the density measurement coefficient Cd (28k) and the density measurement coefficient fa (28l). From the above-mentioned formula (13), when a material with a measurement target density ρt (202c) is measured in a calibrated state, the frequency f is given by the following formula (25).
周波数fと、校正前の係数である、密度測定係数Cd(28k)および密度測定係数fa(28l)を使い、密度を計算することで誤差を生じる。誤差を含んだ密度をρeとすると、下記(26)式となる。 An error occurs when calculating density using frequency f and the pre-calibration coefficients, density measurement coefficient Cd (28k) and density measurement coefficient fa (28l). If the density including the error is ρe, then we get the following equation (26).
密度測定係数を変更したときの密度変動Δρ(201c)は、下記(27)式で計算できる。 The density variation Δρ (201c) when the density measurement coefficient is changed can be calculated using the following formula (27).
密度変動Δρ(201c)は、測定対象密度ρt(202c)に依存する。前回の密度校正以降に発生した密度誤差を示す。 The density variation Δρ (201c) depends on the measured density ρt (202c). It indicates the density error that has occurred since the last density calibration.
密度測定係数を変更することは、密度の測定結果に不連続点を生む。密度変動Δρ(201c)が許容範囲内であれば、測定値の連続性を優先する選択肢もある。密度変動許容値(202d)を変数ρlimとし、密度変動Δρ(201c)の絶対値と比較し、密度測定係数の置き換えの可否を判定することで、密度測定結果の変動を抑える。このとき、条件式は、下記(28)式となる。 Changing the density measurement coefficient creates discontinuities in the density measurement results. If the density fluctuation Δρ (201c) is within the allowable range, there is also the option of prioritizing the continuity of the measurement values. The density fluctuation allowable value (202d) is set as the variable ρlim, and is compared with the absolute value of the density fluctuation Δρ (201c) to determine whether or not the density measurement coefficient can be replaced, thereby suppressing fluctuations in the density measurement results. In this case, the conditional formula is the following formula (28).
密度測定係数が置き換えられたときに、アラームをセットすることが可能である。また、密度変動Δρ(201c)を表示操作部(30)または外部装置(31)に表示し、密度測定係数の置き換えの可否を入力することもできる。 When the density measurement coefficient is replaced, an alarm can be set. In addition, the density variation Δρ (201c) can be displayed on the display operation unit (30) or an external device (31), and it is also possible to input whether or not the density measurement coefficient should be replaced.
出荷時等の初期状態の密度測定係数を記憶し、初期係数Cd0(202a)、初期係数fa0(202b)とする。初期状態からの密度誤差Δρ0(201d)を算出すると、下記(29)式となる。 The density measurement coefficients in the initial state, such as at the time of shipment, are stored and designated as the initial coefficients Cd0 (202a) and fa0 (202b). The density error Δρ0 (201d) from the initial state is calculated as in the following formula (29).
密度誤差Δρ0(201d)の絶対値が、密度誤差警報値(202h)以上になったときに、密度誤差異常(201h)をセットする。密度誤差警報値(202h)を変数ρ0limとする。このとき、条件式は、下記(30)式となる。 When the absolute value of the density error Δρ0 (201d) becomes equal to or greater than the density error warning value (202h), a density error abnormality (201h) is set. The density error warning value (202h) is set as the variable ρ0lim. In this case, the condition formula is the following formula (30).
初期値からの誤差により密度誤差異常(201h)を設定することで、使用者に装置の異常を伝える。密度誤差の発生は、質量流量の測定結果にも誤差が生じていることを示す。密度誤差異常(201h)により、測定器として再調整が必要であることを通知する。 By setting a density error anomaly (201h) due to an error from the initial value, the user is notified of an abnormality in the device. The occurrence of a density error indicates that an error has also occurred in the mass flow measurement results. The density error anomaly (201h) notifies the user that readjustment of the measuring device is necessary.
初期係数Cd0(202a)と密度測定係数Cdc(151a)から係数変化率aCd(201e)を求めると、下記(31)式となる。 The coefficient change rate aCd (201e) is calculated from the initial coefficient Cd0 (202a) and the density measurement coefficient Cdc (151a) as shown in the following formula (31).
初期係数fa0(202b)と密度測定係数fac(151b)とから係数変化率afa(201f)を求めると、下記(32)式となる。 The coefficient change rate afa (201f) is calculated from the initial coefficient fa0 (202b) and the density measurement coefficient fac (151b) as shown in the following formula (32).
前回の校正時の密度測定係数Cd、密度測定係数faを用いれば、前回からの変化を計算できる。 The change from the previous calibration can be calculated using the density measurement coefficient Cd and density measurement coefficient fa from the previous calibration.
密度測定係数の変化率から異常診断を行う。係数変化率aCd(201e)が、係数変化率aCd許容値(202i)より大きいかを判定する。係数aCdlimは、係数変化率aCd許容値(202i)を示す。大きい場合に係数変化率aCd異常(201i)をセットする。係数変化率aCd(201e)は、変化がない場合に数値1.0となる。上限と下限を決めて判定することもできる。このとき、条件式は、下記(33)式となる。 Abnormality diagnosis is performed from the rate of change of the density measurement coefficient. It is determined whether the coefficient change rate aCd (201e) is greater than the coefficient change rate aCd tolerance (202i). The coefficient aCdlim indicates the coefficient change rate aCd tolerance (202i). If it is greater, a coefficient change rate aCd abnormality (201i) is set. If there is no change, the coefficient change rate aCd (201e) becomes the value 1.0. It is also possible to determine an upper and lower limit for the judgment. In this case, the condition formula is the following formula (33).
係数変化率afa(201f)が、係数変化率afa許容値(202j)より大きいかを判定する。係数afalimは、係数変化率afa許容値(202j)を示す。大きい場合に係数変化率afa異常(201j)をセットする。係数変化率afa(201f)は、変化がない場合に数値1.0となる。上限と下限を決めて判定することもできる。このとき、条件式は、下記(34)式となる。 It is determined whether the coefficient change rate afa (201f) is greater than the coefficient change rate afa tolerance value (202j). The coefficient afalim indicates the coefficient change rate afa tolerance value (202j). If it is greater, a coefficient change rate afa abnormality (201j) is set. If there is no change, the coefficient change rate afa (201f) becomes the value 1.0. It is also possible to determine upper and lower limits for the determination. In this case, the condition formula is the following formula (34).
(3-2-2.密度診断処理全体の処理)
図7を用いて、密度誤差診断処理全体の処理について説明する。図7は、実施形態に係る密度誤差診断処理全体の処理の一例を示す図である。以下では、診断装置(2)の密度誤差診断部(61)の構成について説明する。
(3-2-2. Overall Density Diagnostic Processing)
The overall process of the density error diagnosis process will be described with reference to Fig. 7. Fig. 7 is a diagram showing an example of the overall process of the density error diagnosis process according to the embodiment. The configuration of the density error diagnosis unit (61) of the diagnosis device (2) will be described below.
図7に示すように、密度誤差診断部(61)は、診断制御部(60)の一部であり、密度校正完了信号(160)がセットされたときに処理を実行する。また、密度誤差診断部(61)は、初期化判定部(62)、密度誤差初期化部(63)および密度誤差演算判定部(64)を有する。また、密度校正部(51)では、計算後すぐにパラメータ(28)を更新しているが、密度誤差診断部(61)は、密度変動Δρ(201c)により更新の判断を行う。 As shown in FIG. 7, the density error diagnosis unit (61) is part of the diagnosis control unit (60) and executes processing when the density calibration completion signal (160) is set. The density error diagnosis unit (61) also has an initialization determination unit (62), a density error initialization unit (63), and a density error calculation determination unit (64). The density calibration unit (51) updates the parameters (28) immediately after calculation, but the density error diagnosis unit (61) determines whether to update based on the density fluctuation Δρ (201c).
初期化判定部(62)は、密度校正完了信号(160)および密度診断設定値(202)より、実行する処理を選択する。このとき、初期化判定部(62)は、初期化が必要であるときは、密度誤差初期化部(63)を実行するために、初期化信号(203)をセットする。一方、初期化判定部(62)は、初期化が必要でない場合は、密度誤差演算判定部(64)を実行するために、演算判定信号(204)をセットする。 The initialization determination unit (62) selects the process to be executed based on the density calibration completion signal (160) and the density diagnosis setting value (202). At this time, if initialization is required, the initialization determination unit (62) sets the initialization signal (203) to execute the density error initialization unit (63). On the other hand, if initialization is not required, the initialization determination unit (62) sets the calculation determination signal (204) to execute the density error calculation determination unit (64).
密度誤差初期化部(63)は、密度診断設定値(202)および密度診断結果(201)の初期化を行う。そして、密度誤差初期化部(63)は、処理終了時に密度校正完了信号(160)をリセットし、密度診断完了信号(210)をセットする。 The density error initialization unit (63) initializes the density diagnosis setting value (202) and the density diagnosis result (201). Then, the density error initialization unit (63) resets the density calibration completion signal (160) at the end of processing, and sets the density diagnosis completion signal (210).
密度誤差演算判定部(64)は、密度診断結果(201)を更新し、パラメータ(28)の密度校正係数を更新する。そして、密度誤差演算判定部(64)は、処理終了時に密度校正完了信号(160)をリセットし、密度診断完了信号(210)をセットする。 The density error calculation and determination unit (64) updates the density diagnosis result (201) and updates the density calibration coefficient of the parameter (28). Then, the density error calculation and determination unit (64) resets the density calibration completion signal (160) at the end of processing and sets the density diagnosis completion signal (210).
(3-2-3.初期化判定処理)
図8を用いて、密度誤差診断部(61)の初期化判定部(62)による初期化判定処理について説明する。図8は、実施形態に係る密度誤差診断処理1の一例を示す図である。図8に示すように、初期化判定部(62)は、密度校正完了信号(160)がセットされたときに処理を実行する。また、初期化判定部(62)は、密度診断設定値(202)として、初期係数Cd0(202a)、初期係数fa0(202b)、初期化実行命令(202u)および初期日時(202x)をもとに、初期化信号(203)および演算判定信号(204)を出力する。なお、初期化判定処理の流れについては、〔5.校正装置(3)および診断装置(2)の各処理の流れ〕で後述する。
(3-2-3. Initialization Determination Process)
The initialization judgment process by the initialization judgment unit (62) of the density error diagnosis unit (61) will be described with reference to FIG. 8. FIG. 8 is a diagram showing an example of density
(3-2-4.密度誤差初期化処理)
図9を用いて、密度誤差診断部(61)の密度誤差初期化部(63)による密度誤差初期化処理について説明する。図9は、実施形態に係る密度誤差診断処理2の一例を示す図である。
(3-2-4. Density error initialization process)
The density error initialization process performed by the density error initialization unit (63) of the density error diagnosis unit (61) will be described with reference to Fig. 9. Fig. 9 is a diagram showing an example of density
密度誤差初期化部(63)は、以下に示すように、密度校正結果(151)をパラメータ(28)に保存する。すなわち、密度誤差初期化部(63)は、校正日時(151x)の値を密度校正日時(28n)に代入し、駆動時間(151y)の値を密度校正駆動時間(28o)に代入し、積算流量(151z)の値を密度校正積算流量(28p)に代入し、密度測定係数Cdc(151a)の値を密度測定係数Cd(28k)に代入し、密度測定係数fac(151b)の値を密度測定係数fa(28l)に代入する。 The density error initialization unit (63) stores the density calibration result (151) in the parameter (28) as shown below. That is, the density error initialization unit (63) assigns the value of the calibration date and time (151x) to the density calibration date and time (28n), the value of the drive time (151y) to the density calibration drive time (28o), the value of the integrated flow rate (151z) to the density calibration integrated flow rate (28p), the value of the density measurement coefficient Cdc (151a) to the density measurement coefficient Cd (28k), and the value of the density measurement coefficient fac (151b) to the density measurement coefficient fa (28l).
密度誤差初期化部(63)は、以下に示すように、密度校正結果(151)を用いて、密度診断設定値(202)の初期値を設定する。すなわち、密度誤差初期化部(63)は、校正日時(151x)の値を初期日時(202x)に代入し、駆動時間(151y)の値を初期駆動時間(202y)に代入し、積算流量(151z)の値を初期積算流量(202z)に代入し、密度測定係数Cdc(151a)の値を初期係数Cd0(202a)に代入し、密度測定係数fac(151b)の値を初期係数fa0(202b)に代入する。また、密度誤差初期化部(63)は、初期化実行命令を(202u)リセットする。 The density error initialization unit (63) uses the density calibration result (151) to set the initial value of the density diagnosis setting value (202) as shown below. That is, the density error initialization unit (63) substitutes the value of the calibration date and time (151x) into the initial date and time (202x), the value of the drive time (151y) into the initial drive time (202y), the value of the integrated flow rate (151z) into the initial integrated flow rate (202z), the value of the density measurement coefficient Cdc (151a) into the initial coefficient Cd0 (202a), and the value of the density measurement coefficient fac (151b) into the initial coefficient fa0 (202b). The density error initialization unit (63) also resets the initialization execution command (202u).
密度誤差初期化部(63)は、以下に示すように、密度診断結果(201)を初期化する。すなわち、密度誤差初期化部(63)は、校正日時(151x)の値を診断日時(201x)に代入し、駆動時間(151y)の値を駆動時間(201y)に代入し、積算流量(151z)の値を積算流量(201z)に代入し、密度測定係数Cdc(151a)の値を密度測定係数Cd(201a)に代入し、密度測定係数fac(151b)の値を密度測定係数fa(201b)に代入する。また、密度誤差初期化部(63)は、密度変動Δρ(201c)に数値0.0を設定し、密度誤差Δρ0(201d)に数値0.0を設定し、係数変化率aCd(201e)に数値1.0を設定し、係数変化率afa(201f)に数値1.0を設定する。また、密度誤差初期化部(63)は、密度誤差異常(201h)をリセットし、係数変化率aCd異常(201i)をリセットし、係数変化率afa異常(201j)をリセットする。そして、密度誤差初期化部(63)は、初期化フラグ(201t)をセットし、密度診断結果(201)を初期化したことを示す。また、密度誤差初期化部(63)は、更新フラグ(201s)をセットし、密度診断結果(201)を更新したことを示す。 The density error initialization unit (63) initializes the density diagnosis result (201) as shown below. That is, the density error initialization unit (63) substitutes the value of the calibration date and time (151x) for the diagnosis date and time (201x), the value of the drive time (151y) for the drive time (201y), the value of the integrated flow rate (151z) for the integrated flow rate (201z), the value of the density measurement coefficient Cdc (151a) for the density measurement coefficient Cd (201a), and the value of the density measurement coefficient fac (151b) for the density measurement coefficient fa (201b). The density error initialization unit (63) also sets the density fluctuation Δρ (201c) to a value of 0.0, the density error Δρ0 (201d) to a value of 0.0, the coefficient change rate aCd (201e) to a value of 1.0, and the coefficient change rate afa (201f) to a value of 1.0. The density error initialization unit (63) also resets the density error abnormality (201h), the coefficient change rate aCd abnormality (201i), and the coefficient change rate afa abnormality (201j). The density error initialization unit (63) then sets the initialization flag (201t) to indicate that the density diagnosis result (201) has been initialized. The density error initialization unit (63) also sets the update flag (201s) to indicate that the density diagnosis result (201) has been updated.
密度誤差初期化部(63)は、密度校正完了信号(160)をリセットし、密度校正処理が次回に実行されるまで待つ。また、密度誤差初期化部(63)は、密度診断完了信号(210)をセットする。 The density error initialization unit (63) resets the density calibration completion signal (160) and waits until the next time the density calibration process is performed. The density error initialization unit (63) also sets the density diagnosis completion signal (210).
(3-2-5.密度誤差演算判定処理)
図10を用いて、密度誤差診断部(61)の密度誤差演算判定部(64)による密度誤差演算判定処理について説明する。図10は、実施形態に係る密度誤差診断処理3の一例を示す図である。図10に示すように、密度誤差演算判定部(64)は、密度誤差演算部(65)、密度誤差比較器1(66)、係数選択器(67)および密度誤差比較器2(68a、68b、68c)を有する。
(3-2-5. Density Error Calculation and Determination Process)
The density error calculation determination process by the density error calculation determination unit (64) of the density error diagnostic unit (61) will be described with reference to Fig. 10. Fig. 10 is a diagram showing an example of density error
密度誤差演算部(65)は、以下に示すように、密度測定係数の変化から密度診断結果(201)を算出する。すなわち、密度誤差演算部(65)は、上述した(27)式を用いて密度変動Δρ(201c)を算出し、上述した(29)式を用いて密度誤差Δρ0(201d)を算出し、上述した(31)式を用いて係数変化率aCd(201e)を算出し、上述した(32)式を用いて係数変化率afa(201f)を算出する。 The density error calculation unit (65) calculates the density diagnosis result (201) from the change in the density measurement coefficient as shown below. That is, the density error calculation unit (65) calculates the density fluctuation Δρ (201c) using the above-mentioned formula (27), calculates the density error Δρ0 (201d) using the above-mentioned formula (29), calculates the coefficient change rate aCd (201e) using the above-mentioned formula (31), and calculates the coefficient change rate afa (201f) using the above-mentioned formula (32).
密度誤差比較器1(66)は、上述した(28)式を用いて、密度変動Δρ(201c)の絶対値と密度変動許容値(202d)とを比較する。このとき、密度誤差比較器1(66)は、密度変動Δρ(201c)の絶対値が密度変動許容値(202d)より大きい場合は、係数選択信号(205)をセットする。一方、密度誤差比較器1(66)は、密度変動Δρ(201c)の絶対値が密度変動許容値(202d)以下の場合は、係数選択信号(205)をリセットする。 The density error comparator 1 (66) uses the above-mentioned equation (28) to compare the absolute value of the density fluctuation Δρ (201c) with the density fluctuation tolerance (202d). At this time, if the absolute value of the density fluctuation Δρ (201c) is greater than the density fluctuation tolerance (202d), the density error comparator 1 (66) sets the coefficient selection signal (205). On the other hand, if the absolute value of the density fluctuation Δρ (201c) is equal to or less than the density fluctuation tolerance (202d), the density error comparator 1 (66) resets the coefficient selection signal (205).
係数選択器(67)は、係数選択信号(205)がセットされているかを判定し、係数選択信号(205)がセットされている場合は、密度校正結果(151)をパラメータ(28)に設定する。すなわち、係数選択器(67)は、校正日時(151x)の値を密度校正日時(28n)に代入し、駆動時間(151y)の値を密度校正駆動時間(28o)に代入し、積算流量(151z)の値を密度校正積算流量(28p)に代入し、密度測定係数Cdc(151a)の値を密度測定係数Cd(28k)に代入し、密度測定係数fac(151b)の値を密度測定係数fa(28l)に代入する。 The coefficient selector (67) determines whether the coefficient selection signal (205) is set, and if the coefficient selection signal (205) is set, sets the density calibration result (151) to the parameter (28). That is, the coefficient selector (67) assigns the value of the calibration date and time (151x) to the density calibration date and time (28n), the value of the drive time (151y) to the density calibration drive time (28o), the value of the integrated flow rate (151z) to the density calibration integrated flow rate (28p), the value of the density measurement coefficient Cdc (151a) to the density measurement coefficient Cd (28k), and the value of the density measurement coefficient fac (151b) to the density measurement coefficient fa (28l).
密度誤差比較器2(68a、68b、68c)は、以下に示すような処理を実行する。すなわち、密度誤差比較器2(68a)は、密度誤差Δρ0(201d)の変化と密度誤差警報値(202h)とを比較し、上述した(30)式を用いて密度誤差異常(201h)を設定する。また、密度誤差比較器2(68b)は、係数変化率aCd(201e)の変化と係数変化率aCd許容値(202i)とを比較し、上述した(33)式を用いて係数変化率aCd異常(201i)を設定する。また、密度誤差比較器2(68c)は、係数変化率afa(201f)の変化と係数変化率afa許容値(202j)とを比較し、上述した(34)式を用いて係数変化率afa異常(201j)を設定する。 The density error comparator 2 (68a, 68b, 68c) executes the following process. That is, the density error comparator 2 (68a) compares the change in the density error Δρ0 (201d) with the density error warning value (202h) and sets the density error abnormality (201h) using the above-mentioned formula (30). The density error comparator 2 (68b) compares the change in the coefficient change rate aCd (201e) with the coefficient change rate aCd allowable value (202i) and sets the coefficient change rate aCd abnormality (201i) using the above-mentioned formula (33). The density error comparator 2 (68c) compares the change in the coefficient change rate afa (201f) with the coefficient change rate afa allowable value (202j) and sets the coefficient change rate afa abnormality (201j) using the above-mentioned formula (34).
密度誤差初期化部(63)は、初期化フラグ(201t)をリセットし、初期化されていないことを示す。また、密度誤差初期化部(63)は、更新フラグ(201s)をセットし、密度診断結果(201)を更新したことを示す。また、密度誤差初期化部(63)は、密度校正完了信号(160)をリセットし、密度校正処理が次回に実行されるまで待つ。また、密度誤差初期化部(63)は、密度診断完了信号(210)をセットする。 The density error initialization unit (63) resets the initialization flag (201t) to indicate that it has not been initialized. The density error initialization unit (63) also sets the update flag (201s) to indicate that the density diagnosis result (201) has been updated. The density error initialization unit (63) also resets the density calibration completion signal (160) and waits until the next time the density calibration process is performed. The density error initialization unit (63) also sets the density diagnosis completion signal (210).
(3-3.肉厚剛性診断処理)
図11~図16および数式を用いて、実施形態に係る診断装置(2)の肉厚剛性診断部(70)が実行する肉厚診断処理について説明する。以下では、肉厚剛性診断処理の理論式を説明した上で、肉厚剛性診断処理全体の処理、初期化判定処理、肉厚剛性診断初期化処理、肉厚剛性演算処理、肉厚剛性変化初期化処理、肉厚剛性変化判定処理の順に説明し、最後に密度校正結果(151)を用いた肉厚剛性診断処理について説明する。
(3-3. Thickness and rigidity diagnosis process)
11 to 16 and mathematical expressions, the thickness diagnosis process executed by the thickness stiffness diagnosis unit (70) of the diagnosis device (2) according to the embodiment will be described. In the following, the theoretical expressions of the thickness stiffness diagnosis process will be described, and then the overall thickness stiffness diagnosis process, the initialization determination process, the thickness stiffness diagnosis initialization process, the thickness stiffness calculation process, the thickness stiffness change initialization process, and the thickness stiffness change determination process will be described in that order. Finally, the thickness stiffness diagnosis process using the density calibration result (151) will be described.
(3-3-1.肉厚剛性診断処理の理論式)
以下では、肉厚剛性診断処理の理論式について説明する。まず、断面が円管で、外径D、内径dの振動管を考える。振動管の密度をρu、振動管の長さをlu、振動管の本数をmとすると、振動管自体の質量Muは、下記(35)式で表される。
(3-3-1. Theoretical formula for thickness and stiffness diagnosis processing)
The theoretical formula of the thickness stiffness diagnosis process will be described below. First, consider a vibration tube with a circular cross section, an outer diameter D, and an inner diameter d. If the density of the vibration tube is ρu, the length of the vibration tube is lu, and the number of vibration tubes is m, the mass Mu of the vibration tube itself is expressed by the following formula (35).
振動管の肉厚tは、下記(36)式となる。 The wall thickness t of the vibration tube is given by the following formula (36).
振動管の内容積Vは、下記(37)式となる。 The internal volume V of the vibrating tube is given by the following formula (37).
上述した(11)式より係数Cdを計算すると、下記(38)式となる。 Calculating the coefficient Cd from the above formula (11) gives the following formula (38).
上記(38)式において、第1項Cdaは、振動管の質量と内容積による項目で、断面の形状と材質に依存する。また、第2項Cdbは、付属品の質量Muと振動管の内容積による項目を示す。すなわち、付属品が重いほどCdが大きくなることを示す。 In the above formula (38), the first term Cda is an item that depends on the mass and internal volume of the vibration tube, and is dependent on the cross-sectional shape and material. The second term Cdb is an item that depends on the mass Mu of the accessory and the internal volume of the vibration tube. In other words, the heavier the accessory, the larger Cd.
コリオリ質量流量計(1)は先端に行くほど振幅が大きく、固定点からの距離により運動エネルギーが異なり、遠い位置の質量ほど振動への影響が大きい。正確な議論をするためには、等価質量を考える必要がある。上記(38)式において、係数Cdの第1項Cdaは、振動管の形状が変化しなければ、位置の影響を受けない。また、第2項Cdbは、位置の影響を受ける。振動管長さluと付属品の質量Mdは、等価質量の考えを入れた値となる。 In the Coriolis mass flowmeter (1), the amplitude becomes larger toward the tip, the kinetic energy varies depending on the distance from the fixed point, and the farther the mass is located, the greater the impact on the vibration. In order to discuss this accurately, it is necessary to consider the equivalent mass. In the above equation (38), the first term Cda of the coefficient Cd is not affected by the position as long as the shape of the vibrating tube does not change. Also, the second term Cdb is affected by the position. The vibrating tube length lu and the mass Md of the accessory are values that take into account the equivalent mass.
腐食等により、振動管の内径dが一様に増大して内径dcとなった場合を考える。変化後の係数Cdcは、下記(39)式となる。 Let us consider a case where the inner diameter d of the vibrating tube increases uniformly due to corrosion or other reasons to become an inner diameter dc. The coefficient Cdc after the change is expressed by the following formula (39).
コリオリ質量流量計(1)の振動状況が変わらなければ、等価質量に変化がなく、振動管長さluと付属品の質量Mdには変化が生じない。 If the vibration conditions of the Coriolis mass flowmeter (1) do not change, there will be no change in the equivalent mass, and there will be no change in the vibration tube length lu and the mass Md of the accessories.
変化後の係数Cdcと剛性Kcとの関係は、下記(40)式となる。密度ρaの物質を測定したときの周波数をfacとする。 The relationship between the coefficient Cdc after the change and the stiffness Kc is given by the following equation (40). The frequency at which a material with density ρa is measured is fac.
内径dcにより、振動管の内容積Vcを求めると、下記(41)式となる。 The internal volume Vc of the vibrating tube can be calculated from the inner diameter dc using the following formula (41).
内径が変化した場合、再度校正を行い、係数Cdcと周波数facを更新することで測定誤差を無くすことができる。 If the inner diameter changes, measurement errors can be eliminated by recalibrating and updating the coefficient Cdc and frequency fac.
上記(38)式および(39)式より、変化後の振動管(11)の内径dc(301c)を求めると、下記(42)式となる。初期状態での密度測定係数Cdを、初期係数Cd0(302a)とする。初期状態での振動管(11)の内径dcを初期内径d0(302c)とする。振動管密度ρu(303b)は変わらないとする。変化後の密度測定係数Cdc(151a)と初期係数Cd0(302a)とから、変化後の振動管(11)の内径dc(301c)を計算すると、下記(42)式となる。 The inner diameter dc (301c) of the vibration tube (11) after the change is calculated from the above formulas (38) and (39), and the following formula (42) is obtained. The density measurement coefficient Cd in the initial state is set as the initial coefficient Cd0 (302a). The inner diameter dc of the vibration tube (11) in the initial state is set as the initial inner diameter d0 (302c). The vibration tube density ρu (303b) is assumed to remain unchanged. The inner diameter dc (301c) of the vibration tube (11) after the change is calculated from the density measurement coefficient Cdc (151a) after the change and the initial coefficient Cd0 (302a), and the following formula (42) is obtained.
振動管(11)の肉厚tc(301d)は、下記(43)式で求められる。 The wall thickness tc (301d) of the vibration tube (11) is calculated using the following formula (43).
肉厚変化dt(301e)は、下記(44)式となる。 The thickness change dt (301e) is given by the following formula (44).
肉厚変化率rt(301f)は、下記(45)式となる。肉厚変化率rt(301f)は、変化がない場合は1となる。1を引いて、変化分だけを計算することもできる。 The wall thickness change rate rt (301f) is given by the following formula (45). If there is no change, the wall thickness change rate rt (301f) is 1. It is also possible to subtract 1 and calculate only the amount of change.
初期状態の密度測定係数faを、初期係数fa0(302b)とする。初期状態からの振動管(11)の剛性変化率aKは、上述した(14)および上記(40)式から、下記(46)式で計算できる。剛性K0は初期剛性を示す。剛性変化率aKは、変化がない場合は1となる。1を引いて、変化分だけを計算することもできる。剛性変化率aKを、剛性変化率aK(301g)と表記する。 The density measurement coefficient fa in the initial state is set as the initial coefficient fa0 (302b). The stiffness change rate aK of the vibration tube (11) from the initial state can be calculated from the above equations (14) and (40) using the following equation (46). Stiffness K0 indicates the initial stiffness. The stiffness change rate aK is 1 if there is no change. It is also possible to subtract 1 and calculate only the change. The stiffness change rate aK is expressed as the stiffness change rate aK (301g).
ここで、前回の校正時の振動管(11)の内径dを用いれば、前回からの変化を計算できる。 Here, by using the inner diameter d of the vibration tube (11) at the time of the previous calibration, the change from the previous calibration can be calculated.
肉厚変化と剛性変化から肉厚剛性診断を行う。振動管(11)の内径dc(301c)と初期内径d0(302c)の差の絶対値が、内径許容値(302k)より大きいかを判定する。係数dclimは、内径許容値(302k)を示す。大きい場合に内径異常(301k)をセットする。上限と下限を決めて判定することもできる。このとき、条件式は、下記(47)式となる。 A thickness and rigidity diagnosis is performed based on changes in thickness and rigidity. It is determined whether the absolute value of the difference between the inner diameter dc (301c) of the vibration tube (11) and the initial inner diameter d0 (302c) is greater than the inner diameter tolerance (302k). The coefficient dclim indicates the inner diameter tolerance (302k). If it is greater, an inner diameter abnormality (301k) is set. It is also possible to determine upper and lower limits for the judgment. In this case, the conditional formula is the following formula (47).
振動管(11)の肉厚tc(301d)と初期肉厚との差の絶対値が、肉厚許容値(302l)より大きいかを判定する。係数tclimは、肉厚許容値(302l)を示す。大きい場合に肉厚異常(301l)をセットする。上限と下限を決めて判定することもできる。このとき、条件式は、下記(48)式となる。 It is determined whether the absolute value of the difference between the wall thickness tc (301d) of the vibration pipe (11) and the initial wall thickness is greater than the wall thickness tolerance (302l). The coefficient tclim indicates the wall thickness tolerance (302l). If it is greater, a wall thickness abnormality (301l) is set. It is also possible to determine upper and lower limits for the determination. In this case, the condition formula is the following formula (48).
肉厚変化dt(301e)の絶対値が、肉厚変化許容値(302m)より大きいかを判定する。係数dtlimは、肉厚変化許容値(302m)を示す。大きい場合に肉厚変化異常(301m)をセットする。上限と下限を決めて判定することもできる。このとき、条件式は、下記(49)式となる。 It is determined whether the absolute value of the thickness change dt (301e) is greater than the thickness change tolerance (302m). The coefficient dtlim indicates the thickness change tolerance (302m). If it is greater, a thickness change abnormality (301m) is set. It is also possible to determine upper and lower limits for the determination. In this case, the condition formula is the following formula (49).
肉厚変化率rt(301f)が、肉厚変化率許容値(302n)より大きいかを判定する。係数rtlimは、肉厚変化率許容値(302n)を示す。大きい場合に肉厚変化率異常(301n)をセットする。肉厚変化率rt(301f)は、変化がない場合に数値1.0となる。上限と下限を決めて判定することもできる。このとき、条件式は、下記(50)式となる。 It is determined whether the wall thickness change rate rt (301f) is greater than the wall thickness change rate tolerance (302n). The coefficient rtlim indicates the wall thickness change rate tolerance (302n). If it is greater, a wall thickness change rate abnormality (301n) is set. If there is no change, the wall thickness change rate rt (301f) becomes the value 1.0. It is also possible to determine upper and lower limits for the determination. In this case, the condition formula is the following formula (50).
剛性変化率aK(301g)が、剛性変化率許容値(302o)より大きいかを判定する。係数aKlimは、剛性変化率許容値(302o)を示す。大きい場合に剛性変化率異常(301o)をセットする。剛性変化率aK(301g)は、変化がない場合に数値1.0となる。上限と下限を決めて判定することもできる。このとき、条件式は、下記(51)式となる。 It is determined whether the stiffness change rate aK (301g) is greater than the stiffness change rate tolerance (302o). The coefficient aKlim indicates the stiffness change rate tolerance (302o). If it is greater, a stiffness change rate abnormality (301o) is set. If there is no change, the stiffness change rate aK (301g) becomes the value 1.0. It is also possible to determine upper and lower limits for the judgment. In this case, the condition formula is the following formula (51).
肉厚と剛性の変化から、腐食判定が可能である。上記で求めた7パラメータのうち、複数を用いる。ここでは、肉厚変化率rt(301f)と剛性変化率aK(301g)を使った判定式の例を、下記(52)式に示す。腐食が発生したときには、肉厚変化率rt(301f)が1より小さくなる。剛性変化率aK(301g)が1より小さくなる。 Corrosion can be judged from the changes in thickness and rigidity. Several of the seven parameters obtained above are used. Here, an example of a judgment formula using the thickness change rate rt (301f) and rigidity change rate aK (301g) is shown in the following formula (52). When corrosion occurs, the thickness change rate rt (301f) becomes smaller than 1. The rigidity change rate aK (301g) becomes smaller than 1.
このとき、判定値rtcorおよび判定値aKcorを、腐食判定値(302p)とする。 At this time, the judgment value rtcor and the judgment value aKcor are set as the corrosion judgment value (302p).
肉厚と剛性の変化から、付着判定が可能である。肉厚が増加し、剛性の変化がない場合は、付着が考えられる。振動管内部に付着がある場合、付着部分の体積が、測定流体から付着物に置き換わる。付着物は空気より重いため、質量分だけ、密度測定係数fac(151b)が低下し、密度測定係数Cdc(151a)が増加する。流体で満たされている場合は、流体と付着物の密度差に影響される。やわらかい物質が付着した場合は、剛性に影響がない。 Adhesion can be determined from changes in thickness and rigidity. If the thickness increases without a change in rigidity, adhesion is likely. If adhesion is present inside the vibrating tube, the volume of the adhered portion is replaced by the adherent material from the measured fluid. Since the adherent material is heavier than air, the density measurement coefficient fac (151b) decreases by the mass, and the density measurement coefficient Cdc (151a) increases. If the tube is filled with fluid, it is affected by the density difference between the fluid and the adherent material. If a soft material adheres, there is no effect on rigidity.
上記で求めた7パラメータのうち、複数を用いる。ここでは、係数変化率aCd(201e)と係数変化率afa(201f)を使った判定式の例を、下記(53)式に示す。 Of the seven parameters calculated above, several are used. Here, an example of a determination formula using the coefficient change rate aCd (201e) and the coefficient change rate afa (201f) is shown in the following formula (53).
このとき、判定値aCdadおよび判定値afaadを、付着判定値(302q)とする。 At this time, the judgment value aCdad and the judgment value afaad are set as the adhesion judgment value (302q).
上述してきた理論式は、断面形状が円形の管についてのものであるが、楕円や矩形等の管でも式の展開が可能である。 The theoretical formula above is for a tube with a circular cross-sectional shape, but the formula can also be expanded for tubes with an elliptical or rectangular cross-sectional shape.
(3-3-2.肉厚剛性診断処理全体の処理)
図11を用いて、肉厚剛性診断処理全体の処理について説明する。図11は、実施形態に係る肉厚剛性診断処理全体の処理の一例を示す図である。以下では、診断装置(2)の肉厚剛性診断部(70)の構成について説明する。
(3-3-2. Overall Processing of Thickness and Stiffness Diagnosis)
The entire thickness stiffness diagnosis process will be described with reference to Fig. 11. Fig. 11 is a diagram showing an example of the entire thickness stiffness diagnosis process according to the embodiment. The configuration of the thickness stiffness diagnosis unit (70) of the diagnosis device (2) will be described below.
図11に示すように、肉厚剛性診断部(70)は、診断制御部(60)の一部であり、密度誤差診断処理の実行後、密度誤差診断部(61)から得られた密度診断結果(201)を使って肉厚と剛性の診断を行う。また、肉厚剛性診断部(70)は、初期化判定部(71)、肉厚剛性診断初期化部(72)、肉厚剛性演算部(73)、肉厚剛性変化初期化部(74)および肉厚剛性変化判定部(75)を有し、それぞれ、初期化判定処理、肉厚剛性診断初期化処理、肉厚剛性演算処理、肉厚剛性変化初期化処理および肉厚剛性変化判定処理を実行する。 As shown in FIG. 11, the thickness stiffness diagnosis unit (70) is part of the diagnosis control unit (60), and after executing the density error diagnosis process, diagnoses the thickness and stiffness using the density diagnosis result (201) obtained from the density error diagnosis unit (61). The thickness stiffness diagnosis unit (70) also has an initialization determination unit (71), a thickness stiffness diagnosis initialization unit (72), a thickness stiffness calculation unit (73), a thickness stiffness change initialization unit (74), and a thickness stiffness change determination unit (75), which respectively execute the initialization determination process, the thickness stiffness diagnosis initialization process, the thickness stiffness calculation process, the thickness stiffness change initialization process, and the thickness stiffness change determination process.
肉厚剛性診断部(70)は、密度診断完了信号(210)がセットされたときに処理を実行する。また、肉厚剛性診断部(70)は、処理終了時に密度診断完了信号(210)をリセットし、次の密度校正の実施を待つ。また、肉厚剛性診断部(70)は、肉厚剛性診断完了信号(310)をセットする。ここで、肉厚剛性診断完了信号(310)は、肉厚剛性診断部(70)が行われたことを示す。また、後述する流量誤差診断簡易補正部(80)は、肉厚剛性診断部(70)により得られた剛性及び肉厚の変化を使用する。肉厚剛性診断完了信号(310)をセットすることにより、流量誤差診断簡易補正部(80)は、処理を実行する。 The thickness stiffness diagnosis unit (70) executes processing when the density diagnosis completion signal (210) is set. The thickness stiffness diagnosis unit (70) also resets the density diagnosis completion signal (210) when processing is completed, and waits for the next density calibration to be performed. The thickness stiffness diagnosis unit (70) also sets the thickness stiffness diagnosis completion signal (310). Here, the thickness stiffness diagnosis completion signal (310) indicates that the thickness stiffness diagnosis unit (70) has been performed. The flow rate error diagnosis simple correction unit (80), which will be described later, uses the stiffness and thickness changes obtained by the thickness stiffness diagnosis unit (70). By setting the thickness stiffness diagnosis completion signal (310), the flow rate error diagnosis simple correction unit (80) executes processing.
初期化判定部(71)は、肉厚剛性診断設定値(302)および密度診断完了信号(210)により、実行すべき処理を判断し、初期化信号(306)、診断初期化信号(307)または診断実行信号(308)を設定する。初期化判定部(71)は、初回の実行時には、初期化信号(306)をセットし、肉厚剛性診断初期化処理が実行される。初期化判定部(71)は、基準データの再設定が必要である場合は、診断初期化信号(307)をセットし、肉厚剛性演算処理および肉厚剛性変化初期化処理が実行される。初期化判定部(71)は、通常の診断時は、診断実行信号(308)をセットし、肉厚剛性演算処理および肉厚剛性変化判定処理が実行される。 The initialization determination unit (71) determines the processing to be performed based on the thickness stiffness diagnosis setting value (302) and the density diagnosis completion signal (210), and sets the initialization signal (306), diagnosis initialization signal (307), or diagnosis execution signal (308). When the initialization determination unit (71) is executed for the first time, it sets the initialization signal (306), and the thickness stiffness diagnosis initialization processing is executed. When it is necessary to reset the reference data, the initialization determination unit (71) sets the diagnosis initialization signal (307), and the thickness stiffness calculation processing and the thickness stiffness change initialization processing are executed. During normal diagnosis, the initialization determination unit (71) sets the diagnosis execution signal (308), and the thickness stiffness calculation processing and the thickness stiffness change determination processing are executed.
肉厚剛性診断初期化部(72)は、関連パラメータの初期化処理を実行する。肉厚剛性診断初期化部(72)は、初期化信号(306)がセットされた場合のみ初期化処理を実行する。肉厚剛性診断初期化部(72)は、振動管設計値(303)および密度診断結果(201)により、肉厚剛性診断設定値(302)および肉厚剛性診断結果(301)を初期化する。また、肉厚剛性診断初期化部(72)は、肉厚剛性診断完了信号(310)をセットし、密度診断完了信号(210)をリセットする。 The wall thickness stiffness diagnosis initialization unit (72) executes initialization processing of related parameters. The wall thickness stiffness diagnosis initialization unit (72) executes initialization processing only when the initialization signal (306) is set. The wall thickness stiffness diagnosis initialization unit (72) initializes the wall thickness stiffness diagnosis setting value (302) and the wall thickness stiffness diagnosis result (301) based on the vibration pipe design value (303) and the density diagnosis result (201). In addition, the wall thickness stiffness diagnosis initialization unit (72) sets the wall thickness stiffness diagnosis completion signal (310) and resets the density diagnosis completion signal (210).
肉厚剛性演算部(73)は、肉厚剛性変化率を算出し、肉厚剛性診断結果(301)に出力する処理を実行する。このとき、肉厚剛性演算部(73)は、密度診断結果(201)、肉厚剛性診断設定値(302)および振動管設計値(303)を用いる。また、肉厚剛性演算部(73)は、診断初期化信号(307)または診断実行信号(308)がセットされた場合に処理を実行する。 The thickness stiffness calculation unit (73) executes a process of calculating the thickness stiffness change rate and outputting it to the thickness stiffness diagnosis result (301). At this time, the thickness stiffness calculation unit (73) uses the density diagnosis result (201), the thickness stiffness diagnosis setting value (302), and the vibration pipe design value (303). In addition, the thickness stiffness calculation unit (73) executes the process when the diagnosis initialization signal (307) or the diagnosis execution signal (308) is set.
肉厚剛性変化初期化部(74)は、初期値の再設定を行う処理を実行する。肉厚剛性変化初期化部(74)は、肉厚剛性演算部(73)によって得られた肉厚剛性診断結果(301)を初期値に設定する。肉厚剛性変化初期化部(74)は、診断初期化信号(307)がセットされた場合に処理を実行する。肉厚剛性変化初期化部(74)は、肉厚剛性診断結果(301)、密度診断結果(201)および肉厚剛性診断設定値(302)により、肉厚剛性診断設定値(302)および肉厚剛性診断結果(301)を初期化する。また、肉厚剛性変化初期化部(74)は、肉厚剛性診断完了信号(310)をセットし、密度診断完了信号(210)をリセットする。 The thickness stiffness change initialization unit (74) executes a process of resetting the initial value. The thickness stiffness change initialization unit (74) sets the thickness stiffness diagnosis result (301) obtained by the thickness stiffness calculation unit (73) to the initial value. The thickness stiffness change initialization unit (74) executes a process when the diagnosis initialization signal (307) is set. The thickness stiffness change initialization unit (74) initializes the thickness stiffness diagnosis setting value (302) and the thickness stiffness diagnosis result (301) based on the thickness stiffness diagnosis result (301), the density diagnosis result (201), and the thickness stiffness diagnosis setting value (302). In addition, the thickness stiffness change initialization unit (74) sets the thickness stiffness diagnosis completion signal (310) and resets the density diagnosis completion signal (210).
肉厚剛性変化判定部(75)は、肉厚剛性診断結果(301)を設定する処理を実行する。このとき、肉厚剛性変化初期化部(74)は、肉厚剛性診断結果(301)および肉厚剛性診断設定値(302)を用いる。肉厚剛性変化初期化部(74)は、診断実行信号(308)がセットされた場合のみ処理を実行する。また、肉厚剛性変化初期化部(74)は、肉厚剛性診断完了信号(310)をセットし、密度診断完了信号(210)をリセットする。 The thickness stiffness change determination unit (75) executes a process to set the thickness stiffness diagnosis result (301). At this time, the thickness stiffness change initialization unit (74) uses the thickness stiffness diagnosis result (301) and the thickness stiffness diagnosis setting value (302). The thickness stiffness change initialization unit (74) executes the process only when the diagnosis execution signal (308) is set. In addition, the thickness stiffness change initialization unit (74) sets the thickness stiffness diagnosis completion signal (310) and resets the density diagnosis completion signal (210).
上述してきたように、肉厚剛性診断部(70)は、肉厚変化および剛性変化の診断処理を実行することができ、どちらか一方のみを実行することもできる。 As described above, the thickness/rigidity diagnosis unit (70) can perform diagnosis processing for thickness changes and rigidity changes, or can perform only one of them.
(3-3-3.初期化判定処理)
図12を用いて、肉厚剛性診断部(70)の初期化判定部(71)による初期化判定処理について説明する。図12は、実施形態に係る肉厚剛性診断処理1の一例を示す図である。図12に示すように、初期化判定部(71)は、密度診断完了信号(210)がセットされたときに処理を実行する。また、初期化判定部(71)は、肉厚剛性診断設定値(302)として、初期内径d0(302c)、初期日時(302x)および初期化実行命令(302u)をもとに、初期化信号(306)、診断初期化信号(307)および診断実行信号(308)を出力する。なお、初期化判定処理の流れについては、〔5.校正装置(3)および診断装置(2)の各処理の流れ〕で後述する。
(3-3-3. Initialization Determination Process)
The initialization determination process by the initialization determination unit (71) of the thickness stiffness diagnosis unit (70) will be described with reference to FIG. 12. FIG. 12 is a diagram showing an example of the thickness
(3-3-4.肉厚剛性診断初期化処理)
図13を用いて、肉厚剛性診断部(70)の肉厚剛性診断初期化部(72)による肉厚診断初期化処理について説明する。図13は、実施形態に係る肉厚剛性診断処理2の一例を示す図である。図13に示すように、肉厚剛性診断初期化部(72)は、肉厚計算部(76)を有する。
(3-3-4. Thickness and stiffness diagnosis initialization process)
A wall thickness diagnosis initialization process by the wall thickness stiffness diagnosis initialization unit (72) of the wall thickness stiffness diagnosis unit (70) will be described with reference to Fig. 13. Fig. 13 is a diagram showing an example of the wall thickness
肉厚剛性診断初期化部(72)は、以下に示すように、肉厚剛性診断設定値(302)に初期値を設定する。すなわち、密度測定係数Cd(201a)の値を初期係数Cd0(302a)に代入し、密度測定係数fa(201b)の値を初期係数fa0(302b)に代入し、診断日時(201x)の値を初期日時(302x)に代入し、駆動時間(201y)の値を初期駆動時間(302y)に代入し、積算流量(201z)の値を初期積算流量(302z)に代入する。また、肉厚剛性診断初期化部(72)は、振動管内径d(303c)の値を初期内径d0(302c)に代入する。ここで、初回は肉厚の変化がない状態である。また、肉厚剛性診断初期化部(72)は、初期化実行命令(302u)をリセットする。 The wall thickness stiffness diagnosis initialization unit (72) sets an initial value to the wall thickness stiffness diagnosis setting value (302) as shown below. That is, the value of the density measurement coefficient Cd (201a) is substituted for the initial coefficient Cd0 (302a), the value of the density measurement coefficient fa (201b) is substituted for the initial coefficient fa0 (302b), the value of the diagnosis date and time (201x) is substituted for the initial date and time (302x), the value of the drive time (201y) is substituted for the initial drive time (302y), and the value of the integrated flow rate (201z) is substituted for the initial integrated flow rate (302z). In addition, the wall thickness stiffness diagnosis initialization unit (72) substitutes the value of the vibration pipe inner diameter d (303c) for the initial inner diameter d0 (302c). Here, the first time, there is no change in the wall thickness. In addition, the thickness stiffness diagnosis initialization unit (72) resets the initialization execution command (302u).
肉厚剛性診断初期化部(72)は、以下に示すように、肉厚剛性診断結果(301)を初期化する。すなわち、診断日時(201x)の値を診断日時(301x)に代入し、駆動時間(201y)の値を駆動時間(301y)に代入し、積算流量(201z)の値を積算流量(301z)に代入し、振動管内径d(303c)を内径dc(301c)に設定する。また、肉厚剛性診断初期化部(72)は、肉厚計算部(76)によって初期状態の肉厚を計算し、肉厚tc(301d)に設定する。また、肉厚剛性診断初期化部(72)は、振動管内径d(303c)と振動管外径D(303a)とを、上述した(36)式に代入して、肉厚tを求め、肉厚tc(301d)に代入する。さらに、肉厚剛性診断初期化部(72)は、数値0.0を肉厚変化dt(301e)に設定し、数値0.0を肉厚変化率rt(301f)に設定し、数値1.0を剛性変化率aK(301g)に設定し、内径異常(301k)をリセットし、肉厚異常(301l)をリセットし、肉厚変化異常(301m)をリセットし、肉厚変化率異常(301n)をリセットし、剛性変化率異常(301o)をリセットし、腐食異常(301p)をリセットし、付着異常(301q)をリセットする。また、肉厚剛性診断初期化部(72)は、初期化フラグ(301t)をセットし、肉厚剛性診断結果(301)を初期化したことを示す。また、肉厚剛性診断初期化部(72)は、更新フラグ(301s)をセットし、肉厚剛性診断結果(301)を更新したことを示す。 The wall thickness/rigidity diagnosis initialization unit (72) initializes the wall thickness/rigidity diagnosis result (301) as shown below. That is, the value of the diagnosis date and time (201x) is substituted for the diagnosis date and time (301x), the value of the drive time (201y) is substituted for the drive time (301y), the value of the integrated flow rate (201z) is substituted for the integrated flow rate (301z), and the vibration tube inner diameter d (303c) is set to the inner diameter dc (301c). The wall thickness/rigidity diagnosis initialization unit (72) also calculates the initial wall thickness by the wall thickness calculation unit (76) and sets it to the wall thickness tc (301d). The wall thickness/rigidity diagnosis initialization unit (72) also substitutes the vibration tube inner diameter d (303c) and the vibration tube outer diameter D (303a) into the above-mentioned formula (36) to obtain the wall thickness t and substitutes it for the wall thickness tc (301d). Furthermore, the thickness stiffness diagnosis initialization unit (72) sets the thickness change dt (301e) to a value of 0.0, sets the thickness change rate rt (301f) to a value of 0.0, sets the stiffness change rate aK (301g) to a value of 1.0, resets the inner diameter abnormality (301k), resets the thickness abnormality (301l), resets the thickness change abnormality (301m), resets the thickness change rate abnormality (301n), resets the stiffness change rate abnormality (301o), resets the corrosion abnormality (301p), and resets the adhesion abnormality (301q). The thickness stiffness diagnosis initialization unit (72) also sets an initialization flag (301t) to indicate that the thickness stiffness diagnosis result (301) has been initialized. The thickness stiffness diagnosis initialization unit (72) also sets an update flag (301s) to indicate that the thickness stiffness diagnosis result (301) has been updated.
密度診断完了信号(210)をリセットし、密度誤差診断処理が次回に実行されるまで待つ。また、肉厚剛性診断初期化部(72)は、肉厚剛性診断完了信号(310)をセットし、肉厚剛性診断処理が終了したことを示す。 The density diagnosis completion signal (210) is reset and the process waits until the next time the density error diagnosis process is executed. The thickness stiffness diagnosis initialization unit (72) also sets the thickness stiffness diagnosis completion signal (310) to indicate that the thickness stiffness diagnosis process has ended.
(3-3-5.肉厚剛性演算処理)
図14を用いて、肉厚剛性診断部(70)の肉厚剛性演算部(73)による肉厚剛性演算処理について説明する。図14は、実施形態に係る肉厚診断処理3の一例を示す図である。図14に示すように、肉厚剛性演算部(73)は、肉厚演算部(77)および剛性演算部(78)を有する。
(3-3-5. Thickness and stiffness calculation processing)
The thickness stiffness calculation process by the thickness stiffness calculation unit (73) of the thickness stiffness diagnosis unit (70) will be described with reference to Fig. 14. Fig. 14 is a diagram showing an example of the
肉厚剛性演算部(73)は、以下に示すように、肉厚演算部(77)によって肉厚変化率を計算する。すなわち、肉厚演算部(77)は、上述した(42)式~(45)式を使って、肉厚剛性診断結果(301)を計算する。このとき、肉厚演算部(77)は、密度診断結果(201)、肉厚剛性診断設定値(302)、振動管設計値(303)を使用し、内径dc(301c)、肉厚tc(301d)、肉厚変化dt(301e)および肉厚変化率rt(301f)を計算する。なお、肉厚演算部(77)は、上記の肉厚剛性診断結果(301)のうち、一部のみを計算することもできる。 The thickness stiffness calculation unit (73) calculates the thickness change rate by the thickness calculation unit (77) as shown below. That is, the thickness calculation unit (77) calculates the thickness stiffness diagnosis result (301) using the above-mentioned formulas (42) to (45). At this time, the thickness calculation unit (77) uses the density diagnosis result (201), the thickness stiffness diagnosis set value (302), and the vibration tube design value (303) to calculate the inner diameter dc (301c), the thickness tc (301d), the thickness change dt (301e), and the thickness change rate rt (301f). Note that the thickness calculation unit (77) can also calculate only a part of the above-mentioned thickness stiffness diagnosis result (301).
肉厚剛性演算部(73)は、以下に示すように、剛性演算部(78)によって剛性変化率を計算する。すなわち、肉厚演算部(77)は、上述した(46)式を使って、剛性変化率aK(301g)を計算する。このとき、肉厚剛性演算部(73)は、密度診断結果(201)、肉厚剛性診断設定値(302)および振動管設計値(303)を用いる。 The thickness and stiffness calculation unit (73) calculates the stiffness change rate by the stiffness calculation unit (78) as shown below. That is, the thickness calculation unit (77) calculates the stiffness change rate aK (301g) using the above-mentioned formula (46). At this time, the thickness and stiffness calculation unit (73) uses the density diagnosis result (201), the thickness and stiffness diagnosis setting value (302), and the vibration pipe design value (303).
肉厚剛性演算部(73)は、以下に示すように、肉厚剛性診断結果(301)の診断情報を設定する。すなわち、肉厚剛性演算部(73)は、診断日時(201x)の値を診断日時(301x)に代入し、駆動時間(201y)の値を駆動時間(301y)に代入し、積算流量(201z)の値を積算流量(301z)に代入する。 The thickness/rigidity calculation unit (73) sets the diagnosis information of the thickness/rigidity diagnosis result (301) as shown below. That is, the thickness/rigidity calculation unit (73) substitutes the value of the diagnosis date/time (201x) for the diagnosis date/time (301x), the value of the drive time (201y) for the drive time (301y), and the value of the integrated flow rate (201z) for the integrated flow rate (301z).
(3-3-6.肉厚剛性変化初期化処理)
図15を用いて、肉厚剛性診断部(70)の肉厚剛性変化初期化部(74)による肉厚剛性変化初期化処理について説明する。図15は、実施形態に係る肉厚剛性診断処理4の一例を示す図である。
(3-3-6. Initialization process for thickness and stiffness change)
A description will be given of a thickness stiffness change initialization process by the thickness stiffness change initialization unit (74) of the thickness stiffness diagnosis unit (70) with reference to Fig. 15. Fig. 15 is a diagram showing an example of a thickness
肉厚剛性変化初期化部(74)は、以下に示すように、肉厚剛性診断設定値(302)の初期値を設定する。すなわち、肉厚剛性変化初期化部(74)は、密度測定係数Cd(201a)の値を初期係数Cd0(302a)に代入し、密度測定係数fa(201b)の値を初期係数fa0(302b)に代入し、診断日時(201x)の値を初期日時(302x)に代入し、駆動時間(201y)の値を初期駆動時間(302y)に代入し、積算流量(201z)の値を初期積算流量(302z)に代入し、内径dc(301c)の値を初期内径d0(302c)に代入する。また、肉厚剛性変化初期化部(74)は、初期化実行命令(302u)をリセットする。 The thickness stiffness change initialization unit (74) sets the initial value of the thickness stiffness diagnosis setting value (302) as shown below. That is, the thickness stiffness change initialization unit (74) assigns the value of the density measurement coefficient Cd (201a) to the initial coefficient Cd0 (302a), the value of the density measurement coefficient fa (201b) to the initial coefficient fa0 (302b), the value of the diagnosis date and time (201x) to the initial date and time (302x), the value of the drive time (201y) to the initial drive time (302y), the value of the integrated flow rate (201z) to the initial integrated flow rate (302z), and the value of the inner diameter dc (301c) to the initial inner diameter d0 (302c). The thickness stiffness change initialization unit (74) also resets the initialization execution command (302u).
肉厚剛性変化初期化部(74)は、以下に示すように、肉厚剛性診断結果(301)を初期化する。すなわち、肉厚剛性変化初期化部(74)は、診断日時(201x)の値を診断日時(301x)に代入し、駆動時間(201y)の値を駆動時間(301y)に代入し、積算流量(201z)の値を積算流量(301z)に代入し、数値0.0を肉厚変化dt(301e)に設定し、数値1.0を肉厚変化率rt(301f)に設定し、数値1.0を剛性変化率aK(301g)に設定し、内径異常(301k)をリセットし、肉厚異常(301l)をリセットし、肉厚変化異常(301m)をリセットし、肉厚変化率異常(301n)をリセットし、剛性変化率異常(301o)をリセットし、腐食異常(301p)をリセットし、付着異常(301q)をリセットする。 The thickness stiffness change initialization unit (74) initializes the thickness stiffness diagnosis result (301) as shown below. That is, the thickness/rigidity change initialization unit (74) assigns the value of the diagnosis date and time (201x) to the diagnosis date and time (301x), assigns the value of the drive time (201y) to the drive time (301y), assigns the value of the integrated flow rate (201z) to the integrated flow rate (301z), sets the value of the thickness change dt (301e) to 0.0, sets the value of the thickness change rate rt (301f) to 1.0, sets the value of the stiffness change rate aK (301g) to 1.0, resets the inner diameter abnormality (301k), resets the thickness abnormality (301l), resets the thickness change abnormality (301m), resets the thickness change rate abnormality (301n), resets the stiffness change rate abnormality (301o), resets the corrosion abnormality (301p), and resets the adhesion abnormality (301q).
肉厚剛性変化初期化部(74)は、初期化フラグ(301t)をセットし、肉厚剛性診断結果(301)を初期化したことを示す。また、更新フラグ(301s)をセットし、肉厚剛性診断結果(301)を更新したことを示す。また、肉厚剛性変化初期化部(74)は、密度診断完了信号(210)をリセットし、密度誤差診断処理が次回に実行されるまで待つ。また、肉厚剛性変化初期化部(74)は、肉厚剛性診断完了信号(310)をセットし、肉厚剛性診断処理が終了したことを示す。 The thickness stiffness change initialization unit (74) sets the initialization flag (301t) to indicate that the thickness stiffness diagnosis result (301) has been initialized. It also sets the update flag (301s) to indicate that the thickness stiffness diagnosis result (301) has been updated. The thickness stiffness change initialization unit (74) also resets the density diagnosis completion signal (210) and waits until the density error diagnosis process is executed next time. The thickness stiffness change initialization unit (74) also sets the thickness stiffness diagnosis completion signal (310) to indicate that the thickness stiffness diagnosis process has ended.
(3-3-7.肉厚剛性変化判定処理)
図16を用いて、肉厚剛性診断部(70)の肉厚剛性変化判定部(75)による肉厚剛性変化判定処理について説明する。図16は、実施形態に係る肉厚剛性診断処理5の一例を示す図である。図16に示すように、肉厚剛性変化判定部(75)は、異常判定部(79)を有する。
(3-3-7. Thickness and rigidity change determination process)
The thickness stiffness change determination process by the thickness stiffness change determination unit (75) of the thickness stiffness diagnosis unit (70) will be described with reference to Fig. 16. Fig. 16 is a diagram showing an example of the thickness
肉厚剛性変化判定部(75)は、以下に示すように、異常判定機能(79)によって、肉厚剛性診断結果(301)および密度診断結果(201)と、肉厚剛性診断設定値(302)とを比較し、肉厚剛性診断結果(301)内の診断異常情報を設定し、診断異常を判定する。すなわち、肉厚剛性変化判定部(75)は、肉厚剛性診断結果(301)の肉厚剛性変化率、密度診断結果(201)の係数変化率、肉厚剛性診断設定値(302)の許容値を比較し異常を判定する。 The thickness stiffness change determination unit (75), as shown below, uses the abnormality determination function (79) to compare the thickness stiffness diagnosis result (301) and density diagnosis result (201) with the thickness stiffness diagnosis set value (302), set diagnostic abnormality information in the thickness stiffness diagnosis result (301), and determine a diagnostic abnormality. That is, the thickness stiffness change determination unit (75) compares the thickness stiffness change rate of the thickness stiffness diagnosis result (301), the coefficient change rate of the density diagnosis result (201), and the allowable value of the thickness stiffness diagnosis set value (302) to determine an abnormality.
肉厚剛性変化判定部(75)は、上述した(47)式を用いて、内径dc(301c)と、内径許容値(302k)とを比較する。このとき、許容値外であれば、肉厚剛性変化判定部(75)は、内径異常(301k)をセットする。一方、許容値内であれば、肉厚剛性変化判定部(75)は、内径異常(301k)をリセットする。なお、腐食の場合は、内径dc(301c)が大きくなる。 The thickness and stiffness change determination unit (75) uses the above-mentioned formula (47) to compare the inner diameter dc (301c) with the inner diameter tolerance (302k). If it is outside the tolerance, the thickness and stiffness change determination unit (75) sets the inner diameter abnormality (301k). On the other hand, if it is within the tolerance, the thickness and stiffness change determination unit (75) resets the inner diameter abnormality (301k). In the case of corrosion, the inner diameter dc (301c) becomes large.
また、肉厚剛性変化判定部(75)は、上述した(48)式を用いて、肉厚tc(301d)と肉厚許容値(302l)とを比較する。このとき、許容値外であれば、肉厚剛性変化判定部(75)は、肉厚異常(301l)をセットする。一方、許容値内であれば、肉厚剛性変化判定部(75)は、肉厚異常(301l)をリセットする。なお、腐食の場合は、肉厚tc(301d)が小さくなる。 The thickness/rigidity change determination unit (75) also uses the above-mentioned formula (48) to compare the thickness tc (301d) with the thickness tolerance (302l). If it is outside the tolerance, the thickness/rigidity change determination unit (75) sets the thickness abnormality (301l). On the other hand, if it is within the tolerance, the thickness/rigidity change determination unit (75) resets the thickness abnormality (301l). In the case of corrosion, the thickness tc (301d) becomes smaller.
また、肉厚剛性変化判定部(75)は、上述した(49)式を用いて、肉厚変化dt(301e)と肉厚変化許容値(302m)とを比較する。このとき、許容値外であれば、肉厚剛性変化判定部(75)は、肉厚変化異常(301m)をセットする。一方、許容値内であれば、肉厚剛性変化判定部(75)は、肉厚変化異常(301m)をリセットする。なお、腐食の場合は、肉厚変化dt(301e)がマイナスになる。 The thickness/rigidity change determination unit (75) also uses the above-mentioned formula (49) to compare the thickness change dt (301e) with the thickness change tolerance (302m). If it is outside the tolerance, the thickness/rigidity change determination unit (75) sets the thickness change abnormality (301m). On the other hand, if it is within the tolerance, the thickness/rigidity change determination unit (75) resets the thickness change abnormality (301m). In the case of corrosion, the thickness change dt (301e) becomes negative.
また、肉厚剛性変化判定部(75)は、上述した(50)式を用いて、肉厚変化率rt(301f)と肉厚変化率許容値(302n)とを比較する。このとき、許容値外であれば、肉厚剛性変化判定部(75)は、肉厚変化率異常(301n)をセットする。一方、許容値内であれば、肉厚剛性変化判定部(75)は、肉厚変化率異常(301n)をリセットする。なお、腐食の場合は、肉厚変化率rt(301f)が1より小さくなる。 The thickness/rigidity change determination unit (75) also uses the above-mentioned formula (50) to compare the thickness change rate rt (301f) with the thickness change rate tolerance (302n). If it is outside the tolerance, the thickness/rigidity change determination unit (75) sets the thickness change rate abnormality (301n). On the other hand, if it is within the tolerance, the thickness/rigidity change determination unit (75) resets the thickness change rate abnormality (301n). In the case of corrosion, the thickness change rate rt (301f) becomes smaller than 1.
また、肉厚剛性変化判定部(75)は、上述した(51)式を用いて、剛性変化率aK(301g)と剛性変化率許容値(302o)とを比較する。このとき、許容値外であれば、肉厚剛性変化判定部(75)は、剛性変化率異常(301o)をセットする。一方、許容値内であれば、肉厚剛性変化判定部(75)は、剛性変化率異常(301o)をリセットする。なお、腐食の場合は、剛性変化率aK(301g)が1より小さくなる。 The thickness/rigidity change determination unit (75) also uses the above-mentioned formula (51) to compare the stiffness change rate aK (301g) with the stiffness change rate tolerance (302o). If it is outside the tolerance, the thickness/rigidity change determination unit (75) sets the stiffness change rate abnormality (301o). On the other hand, if it is within the tolerance, the thickness/rigidity change determination unit (75) resets the stiffness change rate abnormality (301o). In the case of corrosion, the stiffness change rate aK (301g) becomes smaller than 1.
さらに、肉厚剛性変化判定部(75)は、腐食判定を行う。このとき、上述した(52)式が成立する場合は、肉厚剛性変化判定部(75)は、腐食異常(301p)をセットする。一方、上述した(52)式が成立しない場合は、肉厚剛性変化判定部(75)は、腐食異常(301p)をリセットする。 Furthermore, the thickness/rigidity change determination unit (75) performs a corrosion determination. At this time, if the above-mentioned formula (52) is satisfied, the thickness/rigidity change determination unit (75) sets the corrosion abnormality (301p). On the other hand, if the above-mentioned formula (52) is not satisfied, the thickness/rigidity change determination unit (75) resets the corrosion abnormality (301p).
また、肉厚剛性変化判定部(75)は、付着判定を行う。このとき、上述した(53)式が成立する場合は、肉厚剛性変化判定部(75)は、付着異常(301q)をセットする。一方、上述した(53)式が成立しない場合は、付着異常(301q)をリセットする。 The thickness/rigidity change determination unit (75) also performs adhesion determination. At this time, if the above-mentioned formula (53) is satisfied, the thickness/rigidity change determination unit (75) sets adhesion abnormality (301q). On the other hand, if the above-mentioned formula (53) is not satisfied, the adhesion abnormality (301q) is reset.
肉厚剛性変化判定部(75)は、初期化フラグ(301t)をリセットし、肉厚剛性診断結果(301)が初期化されていないことを示す。また、肉厚剛性変化判定部(75)は、更新フラグ(301s)をセットし、肉厚剛性診断結果(301)を更新したことを示す。 The thickness stiffness change determination unit (75) resets the initialization flag (301t) to indicate that the thickness stiffness diagnosis result (301) has not been initialized. The thickness stiffness change determination unit (75) also sets the update flag (301s) to indicate that the thickness stiffness diagnosis result (301) has been updated.
肉厚剛性変化判定部(75)は、密度診断完了信号(210)をリセットし、密度誤差診断処理が次回に実行されるまで待つ。また、肉厚剛性変化判定部(75)は、肉厚剛性診断完了信号(310)をセットし、肉厚剛性診断処理が終了したことを示す。 The thickness stiffness change determination unit (75) resets the density diagnosis completion signal (210) and waits until the density error diagnosis process is executed next time. The thickness stiffness change determination unit (75) also sets the thickness stiffness diagnosis completion signal (310) to indicate that the thickness stiffness diagnosis process has ended.
(3-3-8.密度校正結果(151)を用いた肉厚剛性診断処理)
上述してきたように、肉厚剛性診断部(70)は、密度誤差診断部(61)によって生成された密度診断結果(201)を用いて肉厚剛性診断結果(301)を生成する。一方、肉厚剛性診断部(70)は、密度校正結果(151)を用いて肉厚剛性診断結果を生成することもできる。以下では、密度誤差診断処理を介さない肉厚剛性診断処理について説明する。
(3-3-8. Thickness and stiffness diagnosis process using density calibration result (151))
As described above, the thickness/rigidity diagnosis unit (70) generates the thickness/rigidity diagnosis result (301) using the density diagnosis result (201) generated by the density error diagnosis unit (61). On the other hand, the thickness/rigidity diagnosis unit (70) can also generate the thickness/rigidity diagnosis result using the density calibration result (151). In the following, the thickness/rigidity diagnosis process that does not involve the density error diagnosis process will be described.
肉厚剛性診断部(70)は、密度診断結果(201)である密度測定係数Cd(201a)に代えて、密度校正結果(151)である密度測定係数Cdc(151a)を取得する。また、肉厚剛性診断部(70)は、密度診断結果(201)である密度測定係数fa(201b)に代えて、密度校正結果(151)である密度測定係数fac(151b)を取得する。 The thickness/rigidity diagnosis unit (70) acquires the density measurement coefficient Cdc (151a), which is the density calibration result (151), instead of the density measurement coefficient Cd (201a), which is the density diagnosis result (201). Also, the thickness/rigidity diagnosis unit (70) acquires the density measurement coefficient fac (151b), which is the density calibration result (151), instead of the density measurement coefficient fa (201b), which is the density diagnosis result (201).
肉厚剛性診断部(70)は、初期係数Cd0(202a)と密度測定係数Cdc(151a)から初期値との比として算出された密度診断結果(201)である係数変化率aCd(201e)に代えて、初期係数Cd0(302a)と密度校正結果(151)である密度測定係数Cdc(151a)とを用いて係数変化率aCdを算出する。 The thickness stiffness diagnosis unit (70) calculates the coefficient change rate aCd using the initial coefficient Cd0 (302a) and the density measurement coefficient Cdc (151a), which is the density calibration result (151), instead of the coefficient change rate aCd (201e), which is the density diagnosis result (201) calculated as the ratio of the initial coefficient Cd0 (202a) and the density measurement coefficient Cdc (151a) to the initial value.
肉厚剛性診断部(70)は、初期係数Cd0(202a)と密度測定係数Cdc(151a)から初期値との比として算出された密度診断結果(201)である係数変化率afa(201f)に代えて、初期係数fa0(302b)と密度校正結果(151)である密度測定係数fac(151b)とを用いて係数変化率afaを算出する。 The thickness stiffness diagnosis unit (70) calculates the coefficient change rate afa using the initial coefficient fa0 (302b) and the density measurement coefficient fac (151b), which is the density calibration result (151), instead of the coefficient change rate afa (201f), which is the density diagnosis result (201) calculated as the ratio of the initial coefficient Cd0 (202a) and the density measurement coefficient Cdc (151a) to the initial value.
肉厚剛性診断部(70)は、密度診断結果(201)である診断日時(201x)に代えて、密度校正結果(151)である校正日時(151x)を取得する。また、肉厚剛性診断部(70)は、密度診断結果(201)である駆動時間(201y)に代えて、密度校正結果(151)である駆動時間(151y)を取得する。また、肉厚剛性診断部(70)は、密度診断結果(201)である積算流量(201z)に代えて、密度校正結果(151)である積算流量(151z)を取得する。 The thickness/rigidity diagnosis unit (70) acquires the calibration date/time (151x), which is the density calibration result (151), instead of the diagnosis date/time (201x), which is the density diagnosis result (201). The thickness/rigidity diagnosis unit (70) also acquires the drive time (151y), which is the density calibration result (151), instead of the drive time (201y), which is the density diagnosis result (201). The thickness/rigidity diagnosis unit (70) also acquires the integrated flow rate (151z), which is the density calibration result (151), instead of the integrated flow rate (201z), which is the density diagnosis result (201).
肉厚剛性診断部(70)は、密度診断完了信号(210)に代えて、密度校正完了信号(160)と並列に密度校正完了信号2(161)を生成する。 The thickness stiffness diagnosis unit (70) generates a density calibration completion signal 2 (161) in parallel with the density calibration completion signal (160) instead of the density diagnosis completion signal (210).
(3-4.流量誤差診断・簡易補正処理)
図17~図21および数式を用いて、実施形態に係る診断装置(2)の流量誤差診断簡易補正部(80)が実行する流量誤差診断・簡易補正処理について説明する。以下では、流量誤差診断・簡易補正処理の理論式を説明した上で、流量誤差診断・簡易補正処理全体の処理、初期化判定処理、流量初期化処理、剛性肉厚初期化処理、流量補正係数更新処理の順に説明する。
(3-4. Flow Error Diagnosis and Simple Correction Processing)
17 to 21 and equations, the flow error diagnosis and simple correction process executed by the flow error diagnosis simple correction unit (80) of the diagnosis device (2) according to the embodiment will be described. Below, the theoretical formula of the flow error diagnosis and simple correction process will be explained, and then the overall flow error diagnosis and simple correction process, the initialization determination process, the flow initialization process, the rigidity thickness initialization process, and the flow correction coefficient update process will be described in that order.
(3-4-1.流量誤差診断・簡易補正処理の理論式)
以下では、流量誤差診断・簡易補正処理の理論式について説明する。まず、密度校正結果から、下記(54)式に含まれる流量補正係数fk(28u)を求め、質量流量を簡易補正する。
(3-4-1. Theoretical formula for flow rate error diagnosis and simple correction processing)
The theoretical formula for the flow rate error diagnosis and simple correction process will be described below. First, the flow rate correction coefficient fk(28u) included in the following formula (54) is found from the density calibration result, and the mass flow rate is simply corrected.
上記(54)式において、流量測定係数Cqは、流量測定係数Cq(28f)を示し、位相差θ0は、位相差θ(28d)を示し、周波数fは、周波数f(28c)を示し、質量流量Qmcは、簡易補正後の質量流量Qm(28a)を示し、補正係数fkの値は、流量補正係数fk(28u)を示す。 In the above equation (54), the flow measurement coefficient Cq represents the flow measurement coefficient Cq (28f), the phase difference θ0 represents the phase difference θ (28d), the frequency f represents the frequency f (28c), the mass flow rate Qmc represents the mass flow rate Qm (28a) after simple correction, and the value of the correction coefficient fk represents the flow correction coefficient fk (28u).
上述した(2)式に示す質量流量測定式の流量測定係数Cqは、振動管のねじれ振動の剛性(ばね定数)ksと、曲げ振動とねじれ振動の共振周波数の比を含んでいる。診断装置(2)が測定する剛性変化率は、振動方向の剛性であるが、ねじれ振動の剛性と似た変動をすると考えられる。肉厚変化は共振周波数の変化に関連する。診断装置(2)によって得られた変化率より補正係数fkを求めることで、質量流量の簡易補正が可能となる。 The flow rate measurement coefficient Cq in the mass flow rate measurement formula shown in the above formula (2) includes the stiffness (spring constant) ks of the torsional vibration of the vibrating tube and the ratio of the resonance frequencies of the bending vibration and torsional vibration. The stiffness change rate measured by the diagnostic device (2) is the stiffness in the vibration direction, but is thought to fluctuate similarly to the stiffness of the torsional vibration. The change in wall thickness is related to the change in the resonance frequency. By calculating the correction coefficient fk from the rate of change obtained by the diagnostic device (2), simple correction of the mass flow rate is possible.
上述してきた診断処理では、密度測定係数Cdと密度測定係数faから、剛性および肉厚を求める。ここで、密度測定係数Cdと密度測定係数faは、振動管の情報を含んでいる。そのため、密度測定係数自体または密度測定係数の変化率を使うことで、質量流量の簡易補正が可能となる。 In the diagnostic process described above, the rigidity and thickness are determined from the density measurement coefficient Cd and density measurement coefficient fa. Here, the density measurement coefficient Cd and density measurement coefficient fa contain information about the vibrating tube. Therefore, by using the density measurement coefficient itself or the rate of change of the density measurement coefficient, simple correction of the mass flow rate is possible.
剛性変化率aK(301g)、肉厚変化率rt(301f)、密度測定係数の係数変化率aCd(201e)および密度測定係数の係数変化率afa(201f)を使った流量補正係数fkqの計算式を、下記(55)式に示す。ここで、流量補正係数fkqを流量補正係数fk(28u)に代入することで簡易補正を行う。 The calculation formula for the flow rate correction coefficient fkq using the stiffness change rate aK (301g), the wall thickness change rate rt (301f), the coefficient change rate of the density measurement coefficient aCd (201e), and the coefficient change rate of the density measurement coefficient afa (201f) is shown in the following formula (55). Here, a simple correction is performed by substituting the flow rate correction coefficient fkq for the flow rate correction coefficient fk (28u).
上記(55)式において、係数Ckxは、流量補正係数Ckx(28v)を示し、コリオリ質量流量計(1)の検出部(10)の特性に依存する値である。流量補正係数fkqの補正式は、近似直線または近似曲線でもよい。すべての変化率を使用しなくてもよい。使用するパラメータと補正係数は、重回帰分析、AI(Artificial Intelligence)による推論等を使い決定する。流量補正係数Ckx(28v)は、検出器に依存するので、あらかじめ検出器ごとに設定しておく。実際に振動管を腐食させる手法、シミュレーションで腐食の影響を計算する手法等がある。 In the above formula (55), the coefficient Ckx indicates the flow correction coefficient Ckx (28v) and is a value that depends on the characteristics of the detection unit (10) of the Coriolis mass flowmeter (1). The correction formula for the flow correction coefficient fkq may be an approximate straight line or an approximate curve. It is not necessary to use all the change rates. The parameters and correction coefficients to be used are determined using multiple regression analysis, inference using AI (Artificial Intelligence), etc. The flow correction coefficient Ckx (28v) depends on the detector, so it is set in advance for each detector. There are methods such as actually corroding the vibrating tube and calculating the effects of corrosion through simulation.
上記(55)式では、肉厚変化率rt(301f)を使用したが、内径dc(301c)、肉厚tc(301d)、肉厚変化dt(301e)のいずれかによっても流量補正係数fkqの補正式を構成できる。 In the above formula (55), the wall thickness change rate rt (301f) is used, but the correction formula for the flow rate correction coefficient fkq can also be constructed using the inner diameter dc (301c), the wall thickness tc (301d), or the wall thickness change dt (301e).
なお、本来の流量校正は、実際に水等を流して行う必要があり、別途装置が必要となる。密度の校正は、2つの密度が判明した流体、すなわち空気と水で測定すればよく、特別な装置を必要としない。流体を流す流量校正とは違い、誤差を伴う可能性が大きい。 Note that traditional flow rate calibration requires actual flow of water or other fluids, which requires separate equipment. Density calibration can be performed by measuring two fluids with known densities, namely air and water, and does not require special equipment. Unlike flow rate calibration, which involves flowing a fluid, there is a high possibility of error.
質量流量校正を行うと、流量補正係数fk(28u)で補正していた誤差分が、流量測定係数Cq(28f)に吸収される。よって、質量流量校正後に、流量補正係数fk(28u)を初期値1.0に設定する必要がある。(55)式では、流量補正係数Ckx(28v)は、検出部(10)の特性に依存するため、固定である。よって、初期時または質量流量校正時には、変化率を初期化する必要がある。 When mass flow calibration is performed, the error that was corrected using the flow correction coefficient fk (28u) is absorbed by the flow measurement coefficient Cq (28f). Therefore, after mass flow calibration, it is necessary to set the flow correction coefficient fk (28u) to its initial value of 1.0. In equation (55), the flow correction coefficient Ckx (28v) is fixed because it depends on the characteristics of the detection unit (10). Therefore, the rate of change must be initialized at the start or when mass flow calibration is performed.
各変化率は、肉厚剛性診断部(70)内で計算される。肉厚剛性診断機能(70)に初期化命令を出し、初期化する構成も可能であるが、流量誤差診断簡易補正機能(80)内に初期値を記憶し、初期値からの変化率を用いた下記(56)式を示す。 Each rate of change is calculated within the thickness and stiffness diagnosis section (70). It is also possible to issue an initialization command to the thickness and stiffness diagnosis function (70) to perform initialization, but the initial values are stored within the flow error diagnosis simple correction function (80), and the following formula (56) is shown, using the rate of change from the initial values.
このとき、初期値として、初期剛性変化率aK0(502g)、初期肉厚変化率rt0(502f)、初期係数変化率aCd0(502a)、初期係数変化率afa0(502b)を用いる。 At this time, the initial stiffness change rate aK0 (502g), initial thickness change rate rt0 (502f), initial coefficient change rate aCd0 (502a), and initial coefficient change rate afa0 (502b) are used as initial values.
質量流量校正時には、流量補正係数fk(28u)を初期値1.0にする。質量流量校正と密度校正が同期しているとは限らない。特に、前回の密度校正時から、剛性が変化している場合は、流量誤差が発生する。よって、流量測定係数の簡易補正の誤差を小さくするためには、質量流量校正と同じタイミングで、密度校正を行う必要がある。 When calibrating mass flow rate, the flow rate correction coefficient fk (28u) is set to an initial value of 1.0. Mass flow rate calibration and density calibration are not necessarily synchronized. In particular, if the stiffness has changed since the previous density calibration, a flow rate error will occur. Therefore, to reduce errors in the simple correction of the flow rate measurement coefficient, density calibration must be performed at the same time as mass flow rate calibration.
流量測定係数を変更することは、流量の測定結果に不連続点を生む。流量の変動が許容範囲内であれば、測定値の連続性を優先する選択肢もある。簡易補正前の流量補正係数をfk、簡易補正後の流量補正係数をfkqとして、流量変動率rqd(501c)を定義すると、下記(57)式となる。簡易補正前の質量流量を質量流量Qmc、簡易補正後の質量流量を質量流量Qmcqとする。 Changing the flow rate measurement coefficient creates discontinuities in the flow rate measurement results. If the flow rate fluctuations are within an acceptable range, there is also the option of prioritizing the continuity of the measurement values. If the flow rate correction coefficient before simple correction is fk and the flow rate correction coefficient after simple correction is fkq, the flow rate fluctuation rate rqd (501c) is defined as the following equation (57). The mass flow rate before simple correction is mass flow rate Qmc, and the mass flow rate after simple correction is mass flow rate Qmcq.
流量変動許容値(502h)をrqdlimとし、流量変化率rqdと比較する。流量補正係数fkの置き換えの可否を判定することで、小さな変動を抑えることができる。このとき、条件式は、下記(58)式となる。 The flow rate fluctuation tolerance (502h) is set to rqdlim and is compared with the flow rate change rate rqd. By determining whether or not the flow rate correction coefficient fk can be replaced, small fluctuations can be suppressed. In this case, the conditional formula is the following formula (58).
流量変動許容比値rqdlimを0とすると、常に置き換える。流量補正係数fkを更新しない場合、流量補正係数fkは、前回更新した時の値を継続する。 If the flow rate fluctuation tolerance ratio value rqdlim is set to 0, it is always replaced. If the flow rate correction coefficient fk is not updated, the flow rate correction coefficient fk will maintain the value from the last time it was updated.
簡易補正後の流量補正係数fkqを用いて、流量校正時からの質量流量測定の流量誤差率rqe(501b)を求めると、下記(59)式となる。流量誤差率rqe(501b)は、流量誤差診断の判断材料となる。流量校正時の質量流量を質量流量Qmとする。 The flow rate error rate rqe (501b) of the mass flow measurement from the time of flow rate calibration is calculated using the flow rate correction coefficient fkq after simple correction, as shown in the following formula (59). The flow rate error rate rqe (501b) is used as a basis for diagnosing the flow rate error. The mass flow rate at the time of flow rate calibration is defined as the mass flow rate Qm.
流量誤差率rqe(501b)を、流量誤差警報値rqelimと比較し、変動が大きくなった場合に、流量診断異常(501r)を設定する。流量誤差警報値rqelimは、流量誤差警報値(502r)を示す。このとき、条件式は、下記(60)式となる。 The flow rate error rate rqe (501b) is compared with the flow rate error alarm value rqelim, and if the fluctuation becomes large, a flow rate diagnosis abnormality (501r) is set. The flow rate error alarm value rqelim indicates the flow rate error alarm value (502r). In this case, the condition formula is the following formula (60).
流量診断異常(501r)を設定することで、使用者に装置の異常を伝えることができる。また、流量誤差率rqeを表示操作部(30)または外部装置(31)に表示し、係数更新の可否を入力することもできる。 By setting the flow rate diagnosis abnormality (501r), the user can be notified of an abnormality in the device. In addition, the flow rate error rate rqe can be displayed on the display operation unit (30) or external device (31), and it is also possible to input whether or not the coefficient should be updated.
上述してきた流量誤差診断・簡易補正処理には、流量誤差を監視して警報を発する診断処理と、流量補正係数fkqを更新して、密度誤差を小さくする簡易補正処理を含んでおり、一方のみを使用することも可能である。 The flow rate error diagnosis and simple correction process described above includes a diagnosis process that monitors the flow rate error and issues an alarm, and a simple correction process that updates the flow rate correction coefficient fkq to reduce the density error, and it is possible to use only one of them.
(3-4-2.流量誤差診断・簡易補正処理全体の処理)
図17を用いて、流量誤差診断・簡易補正処理全体の処理について説明する。図17は、実施形態に係る流量誤差診断・簡易補正処理全体の処理の一例を示す図である。以下では、診断装置(2)の流量誤差診断簡易補正部(80)の構成について説明する。
(3-4-2. Overall Processing of Flow Error Diagnosis and Simple Correction Processing)
The overall flow rate error diagnosis and simple correction process will be described with reference to Fig. 17. Fig. 17 is a diagram showing an example of the overall flow rate error diagnosis and simple correction process according to the embodiment. The configuration of the flow rate error diagnosis simple correction unit (80) of the diagnosis device (2) will be described below.
図17に示すように、流量誤差診断簡易補正部(80)は、診断制御部(60)の一部である。また、流量誤差診断簡易補正部(80)は、初期化判定部(81)、流量初期化部(82)、剛性肉厚初期化部(83)および流量補正係数更新部(84)を有し、それぞれ、初期化判定処理、流量初期化処理、剛性肉厚初期化処理および流量補正係数更新処理を実行する。 As shown in FIG. 17, the flow error diagnosis simple correction unit (80) is part of the diagnosis control unit (60). The flow error diagnosis simple correction unit (80) also has an initialization determination unit (81), a flow initialization unit (82), a rigidity thickness initialization unit (83), and a flow correction coefficient update unit (84), which respectively execute an initialization determination process, a flow initialization process, a rigidity thickness initialization process, and a flow correction coefficient update process.
流量誤差診断簡易補正部(80)は、肉厚剛性診断完了信号(310)または流量校正完了信号(120)がセットされたときに処理を実行する。また、流量誤差診断簡易補正部(80)は、肉厚剛性診断結果(301)および密度診断結果(201)により、流量診断結果(501)を更新し、パラメータ(28)を更新する。 The flow error diagnosis simple correction unit (80) executes processing when the thickness stiffness diagnosis completion signal (310) or the flow calibration completion signal (120) is set. The flow error diagnosis simple correction unit (80) also updates the flow diagnosis result (501) and updates the parameters (28) based on the thickness stiffness diagnosis result (301) and the density diagnosis result (201).
初期化判定部(81)は、初期化実行信号1(507)、初期化実行信号2(508)または更新実行信号(509)を設定する。初期化判定部(81)は、流量校正完了信号(120)、肉厚剛性診断結果(301)、肉厚剛性診断完了信号(310)および流量診断設定値(502)から判定する。 The initialization determination unit (81) sets the initialization execution signal 1 (507), the initialization execution signal 2 (508), or the update execution signal (509). The initialization determination unit (81) makes a determination based on the flow calibration completion signal (120), the thickness stiffness diagnosis result (301), the thickness stiffness diagnosis completion signal (310), and the flow diagnosis setting value (502).
流量初期化部(82)は、パラメータ(28)、密度診断結果(201)および肉厚剛性診断結果(301)から、パラメータ(28)、流量診断結果(501)および流量診断設定値(502)を設定し、流量校正完了信号(120)をリセットする。流量初期化部(82)は、質量流量校正処理が実行されたときの初期化処理を実行する。また、流量初期化部(82)は、初期化実行信号1(507)がセットされたときに処理を実行する。 The flow rate initialization unit (82) sets the parameters (28), the flow rate diagnosis result (501), and the flow rate diagnosis set value (502) from the parameters (28), the density diagnosis result (201), and the wall thickness stiffness diagnosis result (301), and resets the flow rate calibration completion signal (120). The flow rate initialization unit (82) executes the initialization process when the mass flow rate calibration process is executed. The flow rate initialization unit (82) also executes the process when the initialization execution signal 1 (507) is set.
剛性肉厚初期化部(83)は、密度診断結果(201)および肉厚剛性診断結果(301)から、パラメータ(28)、流量診断結果(501)および流量診断設定値(502)を設定し、肉厚剛性診断完了信号(310)をリセットする。剛性肉厚初期化部(83)は、肉厚剛性診断部(70)が実行されたときの初期化処理を実行する。また、剛性肉厚初期化部(83)は、初期化実行信号2(508)がセットされたときに処理を実行する。 The rigidity/thickness initialization unit (83) sets the parameters (28), flow rate diagnosis result (501) and flow rate diagnosis set value (502) from the density diagnosis result (201) and thickness/rigidity diagnosis result (301), and resets the thickness/rigidity diagnosis completion signal (310). The rigidity/thickness initialization unit (83) executes initialization processing when the thickness/rigidity diagnosis unit (70) is executed. The rigidity/thickness initialization unit (83) also executes processing when the initialization execution signal 2 (508) is set.
流量補正係数更新部(84)は、パラメータ(28)、密度診断結果(201)、肉厚剛性診断結果(301)および流量診断設定値(502)から、パラメータ(28)および流量診断結果(501)を設定し、肉厚剛性診断完了信号(310)をリセットする。また、流量補正係数更新部(84)は、更新実行信号(509)がセットされたときに処理を実行する。 The flow correction coefficient update unit (84) sets the parameters (28) and the flow diagnosis result (501) from the parameters (28), the density diagnosis result (201), the thickness stiffness diagnosis result (301), and the flow diagnosis set value (502), and resets the thickness stiffness diagnosis completion signal (310). In addition, the flow correction coefficient update unit (84) executes processing when the update execution signal (509) is set.
(3-4-3.初期化判定処理)
図18を用いて、初期化判定処理について説明する。流量誤差診断簡易補正部(80)の初期化判定部(81)による初期化判定処理について説明する。図18は、実施形態に係る流量誤差診断・簡易補正処理1の一例を示す図である。図18に示すように、初期化判定部(81)は、流量校正完了信号(120)または肉厚剛性診断完了信号(310)がセットされたときに処理を実行する。また、初期化判定部(81)は、肉厚剛性診断結果(301)として、初期化フラグ(301t)、流量診断設定値(502)として、初期日時(502x)および初期化実行命令(502u)をもとに、初期化実行信号1(507)、初期化実行信号2(508)および更新実行信号(509)を出力する。なお、初期化判定処理の流れについては、〔5.校正装置(3)および診断装置(2)の各処理の流れ〕で後述する。
(3-4-3. Initialization Determination Process)
The initialization judgment process will be described with reference to FIG. 18. The initialization judgment process by the initialization judgment unit (81) of the flow error diagnosis simple correction unit (80) will be described. FIG. 18 is a diagram showing an example of the flow error diagnosis and
(3-4-4.流量初期化処理)
図19を用いて、流量誤差診断簡易補正部(80)の流量初期化部(82)による密度流量初期化処理について説明する。図19は、実施形態に係る流量誤差診断・簡易補正処理3の一例を示す図である。図19に示すように、流量初期化部(82)は、剛性肉厚選択部(85)を有する。
(3-4-4. Flow rate initialization process)
The density flow rate initialization process by the flow rate initialization unit (82) of the flow rate error diagnosis simple correction unit (80) will be described with reference to Fig. 19. Fig. 19 is a diagram showing an example of flow rate error diagnosis and
流量初期化部(82)は、以下に示すように、剛性肉厚選択部(85)によって、流量診断設定値(502)を初期化する。すなわち、流量初期化部(82)は、変化率の初期値を選択する。このとき、診断日時(301x)が設定されていない場合は、流量初期化部(82)は、初期係数変化率aCd0(502a)、初期係数変化率afa0(502b)、初期肉厚変化率rt0(502f)および初期剛性変化率aK0(502g)に、数値1.0を設定する。一方、診断日時(301x)が設定されている場合は、流量初期化部(82)は、初期係数変化率aCd0(502a)に係数変化率aCd(201e)の値を代入し、初期係数変化率afa0(502b)に係数変化率afa(201f)の値を代入し、初期肉厚変化率rt0(502f)に肉厚変化率rt(301f)の値を代入し、初期剛性変化率aK0(502g)に剛性変化率aK(301g)の値を代入し、初期日時(502x)に流量校正日時(28h)の値を代入し、初期駆動時間(502y)に流量校正駆動時間(28i)の値を代入し、初期積算流量(502z)に流量校正積算流量(28j)の値を代入する。また、流量初期化部(82)は、初期化実行命令(502u)をセットし、次回の密度校正時に初期化を行う。さらに、流量初期化部(82)は、流量補正係数fk(28u)に初期値1.0を設定する。 The flow rate initialization unit (82) initializes the flow rate diagnosis setting value (502) by the stiffness/thickness selection unit (85) as shown below. That is, the flow rate initialization unit (82) selects the initial value of the change rate. At this time, if the diagnosis date and time (301x) is not set, the flow rate initialization unit (82) sets the initial coefficient change rate aCd0 (502a), the initial coefficient change rate afa0 (502b), the initial thickness change rate rt0 (502f), and the initial stiffness change rate aK0 (502g) to the value 1.0. On the other hand, when the diagnosis date and time (301x) is set, the flow rate initialization unit (82) assigns the value of the coefficient change rate aCd (201e) to the initial coefficient change rate aCd0 (502a), assigns the value of the coefficient change rate afa (201f) to the initial coefficient change rate afa0 (502b), assigns the value of the thickness change rate rt (301f) to the initial thickness change rate rt0 (502f), assigns the value of the stiffness change rate aK (301g) to the initial stiffness change rate aK0 (502g), assigns the value of the flow rate calibration date and time (28h) to the initial date and time (502x), assigns the value of the flow rate calibration drive time (28i) to the initial drive time (502y), and assigns the value of the flow rate calibration integrated flow rate (28j) to the initial integrated flow rate (502z). The flow rate initialization unit (82) also sets an initialization execution command (502u) and performs initialization the next time density calibration is performed. Furthermore, the flow rate initialization unit (82) sets the flow rate correction coefficient fk (28u) to an initial value of 1.0.
流量初期化部(82)は、以下に示すように、流量診断結果(501)を初期化する。すなわち、流量初期化部(82)は、流量補正係数fkq(501a)に数値1.0を代入し、流量誤差率rqe(501b)に数値0.0を代入し、流量変動率rqd(501c)に数値0.0を代入し、補正日時(501x)に流量校正日時(28h)の値を代入し、駆動時間(501y)に流量校正駆動時間(28i)の値を代入し、積算流量(501z)に流量校正積算流量(28j)の値を代入する。また、流量初期化部(82)は、流量診断異常(501r)をリセットする。また、流量初期化部(82)は、初期化フラグ(501t)をセットし、流量診断結果(501)が初期化されたことを示す。また、流量初期化部(82)は、更新フラグ(501s)をセットし、流量診断結果(501)が更新されたことを示す。さらに、流量初期化部(82)は、流量校正完了信号(120)をリセットし、次回の流量校正処理の実行を待つ。 The flow rate initialization unit (82) initializes the flow rate diagnosis result (501) as shown below. That is, the flow rate initialization unit (82) assigns a value of 1.0 to the flow rate correction coefficient fkq (501a), assigns a value of 0.0 to the flow rate error rate rqe (501b), assigns a value of 0.0 to the flow rate fluctuation rate rqd (501c), assigns the value of the flow rate calibration date and time (28h) to the correction date and time (501x), assigns the value of the flow rate calibration drive time (28i) to the drive time (501y), and assigns the value of the flow rate calibration integrated flow rate (28j) to the integrated flow rate (501z). The flow rate initialization unit (82) also resets the flow rate diagnosis abnormality (501r). The flow rate initialization unit (82) also sets the initialization flag (501t) to indicate that the flow rate diagnosis result (501) has been initialized. The flow rate initialization unit (82) also sets the update flag (501s) to indicate that the flow rate diagnosis result (501) has been updated. Furthermore, the flow rate initialization unit (82) resets the flow rate calibration completion signal (120) and waits for the next flow rate calibration process to be performed.
(3-4-5.剛性肉厚初期化処理)
図20を用いて、流量誤差診断簡易補正部(80)の剛性肉厚初期化部(83)による剛性肉厚初期化処理について説明する。図20は、実施形態に係る流量誤差診断・簡易補正処理3の一例を示す図である。
(3-4-5. Rigidity and thickness initialization process)
The rigidity thickness initialization process by the rigidity
剛性肉厚初期化部(83)は、以下に示すように、流量診断設定値(502)を初期化する。すなわち、剛性肉厚初期化部(83)は、初期係数変化率aCd0(502a)に係数変化率aCd(201e)の値を代入し、初期係数変化率afa0(502b)に係数変化率afa(201f)の値を代入し、初期肉厚変化率rt0(502f)に肉厚変化率rt(301f)の値を代入し、初期剛性変化率aK0(502g)に剛性変化率aK(301g)の値を代入し、初期日時(502x)に診断日時(301x)の値を代入し、初期駆動時間(502y)に駆動時間(301y)の値を代入し、初期積算流量(502z)に積算流量(301z)の値を代入する。また、剛性肉厚初期化部(83)は、初期化実行命令(502u)をリセットし、外部からの初期化命令を待つ。さらに、剛性肉厚初期化部(83)は、流量補正係数fk(28u)に初期値1.0を設定する。 The stiffness thickness initialization unit (83) initializes the flow rate diagnosis setting value (502) as shown below. That is, the stiffness thickness initialization unit (83) assigns the value of the coefficient change rate aCd (201e) to the initial coefficient change rate aCd0 (502a), assigns the value of the coefficient change rate afa (201f) to the initial coefficient change rate afa0 (502b), assigns the value of the thickness change rate rt (301f) to the initial thickness change rate rt0 (502f), assigns the value of the stiffness change rate aK (301g) to the initial stiffness change rate aK0 (502g), assigns the value of the diagnosis date and time (301x) to the initial date and time (502x), assigns the value of the drive time (301y) to the initial drive time (502y), and assigns the value of the integrated flow rate (301z) to the initial integrated flow rate (502z). In addition, the rigidity thickness initialization unit (83) resets the initialization execution command (502u) and waits for an initialization command from the outside. Furthermore, the rigidity thickness initialization unit (83) sets the flow rate correction coefficient fk (28u) to an initial value of 1.0.
剛性肉厚初期化部(83)は、以下に示すように、流量診断結果(501)を初期化する。すなわち、剛性肉厚初期化部(83)は、流量補正係数fkq(501a)に数値1.0を代入し、流量誤差率rqe(501b)に数値0.0を代入し、流量変動率rqd(501c)に数値0.0を代入し、補正日時(501x)に診断日時(301x)の値を代入し、駆動時間(501y)に駆動時間(301y)の値を代入し、積算流量(501z)に積算流量(301z)の値を代入する。また、剛性肉厚初期化部(83)は、流量診断異常(501r)をリセットする。また、剛性肉厚初期化部(83)は、初期化フラグ(501t)をセットし、流量診断結果(501)が初期化されたことを示す。また、剛性肉厚初期化部(83)は、更新フラグ(501s)をセットし、流量診断結果(501)が更新されたことを示す。さらに、肉厚剛性診断完了信号(310)をリセットし、次回の肉厚剛性診断処理の実行を待つ。 The rigid thickness initialization unit (83) initializes the flow diagnosis result (501) as shown below. That is, the rigid thickness initialization unit (83) assigns a value of 1.0 to the flow correction coefficient fkq (501a), assigns a value of 0.0 to the flow error rate rqe (501b), assigns a value of 0.0 to the flow rate fluctuation rate rqd (501c), assigns the value of the diagnosis date and time (301x) to the correction date and time (501x), assigns the value of the drive time (301y) to the drive time (501y), and assigns the value of the integrated flow rate (301z) to the integrated flow rate (501z). The rigid thickness initialization unit (83) also resets the flow diagnosis abnormality (501r). The rigid thickness initialization unit (83) also sets the initialization flag (501t) to indicate that the flow diagnosis result (501) has been initialized. In addition, the stiffness/thickness initialization unit (83) sets the update flag (501s) to indicate that the flow rate diagnosis result (501) has been updated. Furthermore, it resets the stiffness/thickness diagnosis completion signal (310) and waits for the next execution of the stiffness/thickness diagnosis process.
(3-4-6.流量補正係数更新処理)
図21を用いて、流量誤差診断簡易補正部(80)の流量補正係数更新部(84)による流量補正係数更新処理について説明する。図21は、実施形態に係る流量誤差診断・簡易補正処理4の一例を示す図である。図21に示すように、流量補正係数演算部(86)、流量変動比較器1(87)、流量補正係数設定器(88)および流量変動比較器2(89)を有する。
(3-4-6. Flow rate correction coefficient update process)
The flow rate correction coefficient update process by the flow rate correction coefficient update unit (84) of the flow rate error diagnosis simple correction unit (80) will be described with reference to Fig. 21. Fig. 21 is a diagram showing an example of flow rate error diagnosis and
流量補正係数更新部(84)は、流量補正係数演算部(86)を用いて、流量補正係数、流量誤差率および流量変動率を算出する。すなわち、流量補正係数更新部(84)は、上述した(56)式より流量補正係数fkqを算出し、流量補正係数fkq(501a)に代入する。また、流量補正係数更新部(84)は、上述した(57)式より流量変動率rqdを計算し、流量変動率rqd(501c)に代入する。また、流量補正係数更新部(84)は、上述した(59)式より流量誤差率rqeを算出し、流量誤差率rqe(501b)に代入する。 The flow correction coefficient update unit (84) uses the flow correction coefficient calculation unit (86) to calculate the flow correction coefficient, the flow error rate, and the flow rate fluctuation rate. That is, the flow correction coefficient update unit (84) calculates the flow correction coefficient fkq from the above-mentioned equation (56) and substitutes it into the flow correction coefficient fkq (501a). The flow correction coefficient update unit (84) also calculates the flow rate fluctuation rate rqd from the above-mentioned equation (57) and substitutes it into the flow rate fluctuation rate rqd (501c). The flow correction coefficient update unit (84) also calculates the flow error rate rqe from the above-mentioned equation (59) and substitutes it into the flow rate error rate rqe (501b).
流量補正係数更新部(84)は、以下に示すように、流量診断結果(501)を設定する。すなわち、流量補正係数更新部(84)は、補正日時(501x)に診断日時(301x)の値を代入し、駆動時間(501y)に駆動時間(301y)の値を代入し、積算流量(501z)に積算流量(301z)の値を代入する。 The flow correction coefficient update unit (84) sets the flow diagnosis result (501) as shown below. That is, the flow correction coefficient update unit (84) assigns the value of the diagnosis date and time (301x) to the correction date and time (501x), assigns the value of the drive time (301y) to the drive time (501y), and assigns the value of the integrated flow rate (301z) to the integrated flow rate (501z).
流量補正係数更新部(84)は、流量変動比較器1(87)によって、流量変動率rqd(501c)の絶対値と流量変動許容値(502h)とを比較する。このとき、流量補正係数更新部(84)は、上述した(58)式を用いて判定する。流量変動率rqd(501c)の絶対値が流量変動許容値(502h)より大きい場合に、流量補正係数更新部(84)は、流量係数選択信号(504)をセットし、流量補正係数設定器(88)によって、流量補正係数fkq(501a)の値を流量補正係数fk(28u)に設定する。 The flow correction coefficient update unit (84) uses the flow fluctuation comparator 1 (87) to compare the absolute value of the flow rate fluctuation rate rqd (501c) with the flow rate fluctuation tolerance value (502h). At this time, the flow correction coefficient update unit (84) makes a judgment using the above-mentioned formula (58). If the absolute value of the flow rate fluctuation rate rqd (501c) is greater than the flow rate fluctuation tolerance value (502h), the flow correction coefficient update unit (84) sets the flow coefficient selection signal (504) and sets the value of the flow correction coefficient fkq (501a) to the flow correction coefficient fk (28u) using the flow correction coefficient setter (88).
流量補正係数更新部(84)は、流量変動比較器2(89)によって、以下の処理を実行する。すなわち、流量補正係数更新部(84)は、上述した(60)式を用いて、流量誤差率rqe(501b)を流量誤差警報値(502r)と比較する。このとき、流量誤差率rqe(501b)の絶対値が流量誤差警報値(502r)より大きい場合に、流量補正係数更新部(84)は、流量診断異常(501r)をセットする。一方、流量誤差率rqe(501b)の絶対値が流量誤差警報値(502r)以下である場合に、流量補正係数更新部(84)は、流量診断異常(501r)をリセットする。また、流量補正係数更新部(84)は、初期化フラグ(501t)をリセットするし、流量診断結果(501)が初期化されていないことを示す。また、剛性肉厚初期化部(83)は、更新フラグ(501s)をセットし、流量診断結果(501)が更新されたことを示す。さらに、流量補正係数更新部(84)は、肉厚剛性診断完了信号(310)をリセットし、次回の肉厚剛性診断処理の実行を待つ。 The flow correction coefficient update unit (84) executes the following process using the flow fluctuation comparator 2 (89). That is, the flow correction coefficient update unit (84) uses the above-mentioned formula (60) to compare the flow error rate rqe (501b) with the flow error alarm value (502r). At this time, if the absolute value of the flow error rate rqe (501b) is greater than the flow error alarm value (502r), the flow correction coefficient update unit (84) sets a flow diagnosis abnormality (501r). On the other hand, if the absolute value of the flow error rate rqe (501b) is equal to or less than the flow error alarm value (502r), the flow correction coefficient update unit (84) resets the flow diagnosis abnormality (501r). In addition, the flow correction coefficient update unit (84) resets the initialization flag (501t), indicating that the flow diagnosis result (501) has not been initialized. In addition, the stiffness/thickness initialization unit (83) sets the update flag (501s) to indicate that the flow rate diagnosis result (501) has been updated. Furthermore, the flow rate correction coefficient update unit (84) resets the stiffness/thickness diagnosis completion signal (310) and waits for the next execution of the stiffness/thickness diagnosis process.
(3-5.時期予測診断処理)
図22~図26および数式を用いて、実施形態に係る診断装置(2)の時期予測診断部(90)が実行する時期予測診断処理について説明する。以下では、時期予測診断処理の理論式を説明した上で、時期予測診断処理全体の処理、校正診断結果を用いた時期予測診断処理、密度診断結果を用いた時期予測診断処理、肉厚剛性診断結果を用いた時期予測診断処理、流量診断結果を用いた時期予測診断処理の順に説明する。
(3-5. Timing Prediction Diagnosis Processing)
22 to 26 and equations, the timing prediction diagnostic process executed by the timing prediction diagnostic unit (90) of the diagnostic device (2) according to the embodiment will be described. Below, after explaining the theoretical equation of the timing prediction diagnostic process, the entire timing prediction diagnostic process, the timing prediction diagnostic process using the calibration diagnostic result, the timing prediction diagnostic process using the density diagnostic result, the timing prediction diagnostic process using the wall thickness/rigidity diagnostic result, and the timing prediction diagnostic process using the flow rate diagnostic result will be described in this order.
(3-5-1.時期予測診断処理の理論式)
以下では、時期予測診断処理の理論式について説明する。ここでは、時期予測診断で用いる式の一例として、肉厚変化dt(301e)の例を示す。また、他の診断値においても同様の式を作ることができる。ここで、係数変化率aCd(201e)、係数変化率afa(201f)、内径dc(301c)、肉厚tc(301d)、肉厚変化率rt(301f)、剛性変化率aK(301g)、密度誤差Δρ0(201d)、流量補正係数fkq(501a)、流量誤差率rqe(501b)とする。
(3-5-1. Theoretical formula for timing prediction diagnostic processing)
The theoretical formula for the timing prediction diagnosis process will be described below. Here, an example of the wall thickness change dt (301e) is shown as an example of the formula used in the timing prediction diagnosis. Similar formulas can also be created for other diagnosis values. Here, the coefficient change rate aCd (201e), the coefficient change rate afa (201f), the inner diameter dc (301c), the wall thickness tc (301d), the wall thickness change rate rt (301f), the stiffness change rate aK (301g), the density error Δρ0 (201d), the flow rate correction coefficient fkq (501a), and the flow rate error rate rqe (501b) are defined as follows.
ここで、多点のデータから近似直線または近似曲線で変化を近似し、時期予測診断を行う。使用するパラメータと補正係数は、重回帰分析、AIによる推論等を使い決定する。複数のデータから変化率の最大値を使用することで、変化が最大の条件下での予測が可能となる。 Here, the changes are approximated using an approximate straight line or curve from multiple data points, and timing prediction diagnosis is performed. The parameters and correction coefficients used are determined using multiple regression analysis, AI inference, etc. Using the maximum rate of change from multiple data points makes it possible to make predictions under conditions where the change is greatest.
ここでは、2点の診断結果から近似直線を作り、時期予測診断を行う例を示す。係数xを履歴情報の番号とし、x=1を開始、x=2を現在とし、日時をTmxとし、駆動時間をTdxとし、積算流量をQmxとし、肉厚変化をdtxとして、近似直線を作ると、下記(61)式~(63)式となる。 Here, we will show an example of creating an approximation line from the diagnostic results of two points and performing timing prediction diagnosis. If we create an approximation line by letting the coefficient x be the history information number, x=1 being the start, x=2 being the present, the date and time being Tmx, the drive time being Tdx, the integrated flow rate being Qmx, and the change in thickness being dtx, we obtain the following equations (61) to (63).
上記(61)式において、係数amは、日時あたりの肉厚変化を示す。また、係数bmは、x=0における肉厚変化を示す。上記(62)式において、係数adは、駆動時間あたりの肉厚変化を示す。また、係数bdは、x=0における肉厚変化を示す。上記(63)式において、係数aqは、積算流量あたりの肉厚変化を示す。また、係数bqは、x=0における肉厚変化を示す。ここで、上記(61)式~(63)式より、下記(64)式~(69)式となる。 In the above formula (61), the coefficient am indicates the change in thickness per date and time. Furthermore, the coefficient bm indicates the change in thickness when x = 0. In the above formula (62), the coefficient ad indicates the change in thickness per drive time. Furthermore, the coefficient bd indicates the change in thickness when x = 0. In the above formula (63), the coefficient aq indicates the change in thickness per integrated flow rate. Furthermore, the coefficient bq indicates the change in thickness when x = 0. Here, the above formulas (61) to (63) give the following formulas (64) to (69).
ここで、肉厚変化の診断目標値dtsを設定する。診断目標値dtsまで達する予測値を求める。予測値を日時Tme、駆動時間Tde、質量流量Qmeで示すと、下記(70)式~(72)式となる。 Here, the diagnostic target value dts for the thickness change is set. The predicted value that reaches the diagnostic target value dts is obtained. If the predicted value is expressed by the date and time Tme, the drive time Tde, and the mass flow rate Qme, it becomes the following equations (70) to (72).
流量補正係数fk(28u)は発生している流量誤差を示している。流量補正係数fk(28u)を流量測定式に入れることで、流量誤差を補正できるが、流量補正係数fk(28u)は推定であるため、一定の誤差を含む。流量補正係数fk(28u)を使用して時期予測診断を行うことで、誤差の制限値に達する日時、駆動時間、質量流量を予測できる。 The flow rate correction coefficient fk (28u) indicates the flow rate error that has occurred. By entering the flow rate correction coefficient fk (28u) into the flow rate measurement formula, the flow rate error can be corrected, but since the flow rate correction coefficient fk (28u) is an estimate, it contains a certain amount of error. By using the flow rate correction coefficient fk (28u) to perform timing prediction diagnosis, it is possible to predict the date and time when the error limit value will be reached, the operating time, and the mass flow rate.
(3-5-2.時期予測診断処理全体の処理)
図22を用いて、時期予測診断処理全体の処理について説明する。図22は、実施形態に係る時期予測診断処理全体の処理の一例を示す図である。以下では、診断装置(2)の時期予測診断部(90)の構成について説明する。
(3-5-2. Overall Processing of Timing Prediction Diagnosis Processing)
The entire timing prediction diagnosis process will be described with reference to Fig. 22. Fig. 22 is a diagram showing an example of the entire timing prediction diagnosis process according to the embodiment. The configuration of the timing prediction diagnosis unit (90) of the diagnosis device (2) will be described below.
時期予測診断部(90)は、履歴部(91)、変化傾向算出部(92)および予測部(93)を有し、密度校正部(51)、密度誤差診断部(61)、肉厚剛性診断部(70)および流量誤差診断簡易補正部(80)のいずれかの結果から時期予測を行う。 The timing prediction diagnosis unit (90) has a history unit (91), a change trend calculation unit (92), and a prediction unit (93), and predicts timing from the results of any of the density calibration unit (51), density error diagnosis unit (61), thickness stiffness diagnosis unit (70), and flow rate error diagnosis simple correction unit (80).
まず、時期予測診断部(90)は、更新フラグがセットされているかを判定する。ここで、時期予測診断部(90)は、各診断の結果に含まれる診断データの更新フラグをチェックする。すなわち、時期予測診断部(90)は、密度校正部(51)の校正結果である密度校正結果(151)に含まれる更新フラグ(151s)をチェックし、肉厚剛性診断部(70)の診断結果である肉厚剛性診断結果(301)に含まれる更新フラグ(301s)をチェックし、密度誤差診断部(61)の診断結果である密度診断結果(201)に含まれる更新フラグ(201s)をチェックし、流量誤差診断簡易補正部(80)の補正結果である流量診断結果(501)に含まれる更新フラグ(501s)をチェックする。時期予測診断部(90)は、上記の更新フラグのうちいずれもセットされていない場合は、処理を終了する。 First, the timing prediction diagnosis unit (90) determines whether an update flag is set. Here, the timing prediction diagnosis unit (90) checks the update flag of the diagnosis data included in the result of each diagnosis. That is, the timing prediction diagnosis unit (90) checks the update flag (151s) included in the density calibration result (151) which is the calibration result of the density calibration unit (51), checks the update flag (301s) included in the thickness stiffness diagnosis result (301) which is the diagnosis result of the thickness stiffness diagnosis unit (70), checks the update flag (201s) included in the density diagnosis result (201) which is the diagnosis result of the density error diagnosis unit (61), and checks the update flag (501s) included in the flow diagnosis result (501) which is the correction result of the flow error diagnosis simple correction unit (80). If none of the above update flags are set, the timing prediction diagnosis unit (90) ends the process.
次に、時期予測診断部(90)は、履歴部(91)によって、上記の診断結果を保存する。続いて、時期予測診断部(90)は、変化傾向算出部(92)によって、更新された履歴部(91)のデータより、変化傾向値(601)を算出する。このとき、時期予測診断部(90)は、上述した(64)式~(69)式に示された近似直線または近似曲線で変化を近似する。なお、時期予測診断部(90)は、使用するパラメータと補正係数とは、重回帰分析、AIによる推論等を使い決定する。 Next, the timing prediction diagnosis unit (90) stores the above diagnosis results using the history unit (91). Next, the timing prediction diagnosis unit (90) calculates a change trend value (601) from the updated data in the history unit (91) using the change trend calculation unit (92). At this time, the timing prediction diagnosis unit (90) approximates the change with the approximation line or approximation curve shown in the above-mentioned equations (64) to (69). The timing prediction diagnosis unit (90) determines the parameters and correction coefficients to be used using multiple regression analysis, AI inference, etc.
そして、時期予測診断部(90)は、予測部(93)によって、変化傾向値(601)と診断目標値(602)とから、予測値を算出し、時期予測診断結果(603)に出力する。このとき、時期予測診断部(90)は、上述した(70)式~(72)式に示された演算を行う。時期予測診断部(90)は、算出された時期予測診断結果(603)を、コリオリ質量流量計(1)の表示操作部(30)または外部装置(31)に送信する。最後に、時期予測診断部(90)は、更新フラグをリセットする。 Then, the timing prediction diagnosis unit (90) calculates a predicted value from the change trend value (601) and the diagnosis target value (602) using the prediction unit (93), and outputs the result of the timing prediction diagnosis (603). At this time, the timing prediction diagnosis unit (90) performs the calculations shown in the above-mentioned equations (70) to (72). The timing prediction diagnosis unit (90) transmits the calculated timing prediction diagnosis result (603) to the display operation unit (30) of the Coriolis mass flowmeter (1) or the external device (31). Finally, the timing prediction diagnosis unit (90) resets the update flag.
(3-5-3.密度校正結果を用いた時期予測診断処理)
図23を用いて、密度校正結果を用いた時期予測診断処理について説明する。図23は、実施形態に係る時期予測診断処理1の一例を示す図である。
(3-5-3. Timing prediction diagnosis process using density calibration results)
A timing prediction diagnostic process using the density calibration result will be described with reference to Fig. 23. Fig. 23 is a diagram showing an example of timing prediction
時期予測診断部(90)は、以下に示すように、密度校正部(51)の密度校正結果(151)から時期予測診断を行う。すなわち、時期予測診断部(90)は、密度校正結果(151)に含まれる更新フラグ(151s)がセットされることで、時期予測診断処理を実行する。このとき、時期予測診断部(90)の履歴部(91)は、更新フラグ(151s)がセットされたことをトリガとして、データを取り込む。なお、履歴部(91)は、入力されたデータのうち、必要なデータを選択することも可能である。ここで、密度測定係数Cdc(151a)および密度測定係数fac(151b)は、時期予測の上で重要なパラメータである。履歴部(91)は、取り込みが終了したときに、更新フラグ(151s)をリセットする。 The timing prediction diagnosis unit (90) performs timing prediction diagnosis from the density calibration result (151) of the density calibration unit (51) as shown below. That is, the timing prediction diagnosis unit (90) executes timing prediction diagnosis processing when the update flag (151s) included in the density calibration result (151) is set. At this time, the history unit (91) of the timing prediction diagnosis unit (90) imports data using the setting of the update flag (151s) as a trigger. The history unit (91) can also select necessary data from the input data. Here, the density measurement coefficient Cdc (151a) and the density measurement coefficient fac (151b) are important parameters for timing prediction. The history unit (91) resets the update flag (151s) when the import is completed.
(3-5-4.密度診断結果を用いた時期予測診断処理)
図24を用いて、密度診断結果を用いた時期予測診断処理について説明する。図24は、実施形態に係る時期予測診断処理2の一例を示す図である。
(3-5-4. Timing Prediction Diagnosis Processing Using Density Diagnosis Results)
A timing prediction diagnostic process using the density diagnosis result will be described with reference to Fig. 24. Fig. 24 is a diagram showing an example of timing prediction
時期予測診断部(90)は、以下に示すように、密度誤差診断部(61)の密度診断結果(201)から時期予測診断を行う。すなわち、時期予測診断部(90)は、密度診断結果(201)に含まれる更新フラグ(201s)がセットされることで、時期予測診断処理を実行する。このとき、時期予測診断部(90)の履歴部(91)は、更新フラグ(201s)がセットされたことをトリガとして、データを取り込む。なお、履歴部(91)は、入力されたデータのうち、必要なデータを選択することも可能である。ここで、密度誤差Δρ0(201d)、係数変化率aCd(201e)および係数変化率afa(201f)は、時期予測の上で重要なパラメータである。履歴部(91)は、取り込みが終了したときに、更新フラグ(201s)をリセットする。 The timing prediction diagnosis unit (90) performs timing prediction diagnosis from the density diagnosis result (201) of the density error diagnosis unit (61) as shown below. That is, the timing prediction diagnosis unit (90) executes timing prediction diagnosis processing when the update flag (201s) included in the density diagnosis result (201) is set. At this time, the history unit (91) of the timing prediction diagnosis unit (90) imports data, triggered by the setting of the update flag (201s). The history unit (91) can also select necessary data from the input data. Here, the density error Δρ0 (201d), the coefficient change rate aCd (201e), and the coefficient change rate afa (201f) are important parameters for timing prediction. The history unit (91) resets the update flag (201s) when the import is completed.
(3-5-5.肉厚剛性診断結果を用いた時期予測診断処理)
図25を用いて、肉厚剛性診断結果を用いた時期予測診断処理について説明する。図25は、実施形態に係る時期予測診断処理3の一例を示す図である。
(3-5-5. Timing Prediction Diagnosis Processing Using Thickness and Stiffness Diagnosis Results)
The timing prediction diagnostic process using the thickness stiffness diagnosis result will be described with reference to Fig. 25. Fig. 25 is a diagram showing an example of timing prediction
時期予測診断部(90)は、以下に示すように、肉厚剛性診断部(70)の肉厚剛性診断結果(301)から時期予測診断を行う。すなわち、時期予測診断部(90)は、肉厚剛性診断結果(301)に含まれる更新フラグ(301s)がセットされることで、時期予測診断処理を実行する。このとき、時期予測診断部(90)の履歴部(91)は、更新フラグ(301s)がセットされたことをトリガとして、データを取り込む。なお、履歴部(91)は、入力されたデータのうち、必要なデータを選択することも可能である。ここで、内径dc(301c)、肉厚tc(301d)、肉厚変化率rt(301f)および剛性変化率aK(301g)は、時期予測の上で重要なパラメータである。履歴部(91)は、取り込みが終了したときに、更新フラグ(301s)をリセットする。 The timing prediction diagnosis unit (90) performs timing prediction diagnosis from the thickness stiffness diagnosis result (301) of the thickness stiffness diagnosis unit (70) as shown below. That is, the timing prediction diagnosis unit (90) executes timing prediction diagnosis processing when the update flag (301s) included in the thickness stiffness diagnosis result (301) is set. At this time, the history unit (91) of the timing prediction diagnosis unit (90) imports data triggered by the setting of the update flag (301s). The history unit (91) can also select necessary data from the input data. Here, the inner diameter dc (301c), the thickness tc (301d), the thickness change rate rt (301f), and the stiffness change rate aK (301g) are important parameters for timing prediction. The history unit (91) resets the update flag (301s) when the import is completed.
(3-5-6.流量診断結果を用いた時期予測診断処理)
図26を用いて、流量診断結果を用いた時期予測診断処理について説明する。図26は、実施形態に係る時期予測診断処理4の一例を示す図である。
(3-5-6. Timing Prediction Diagnosis Processing Using Flow Rate Diagnosis Results)
A timing prediction diagnostic process using the flow rate diagnosis result will be described with reference to Fig. 26. Fig. 26 is a diagram showing an example of timing prediction
時期予測診断部(90)は、以下に示すように、流量誤差診断簡易補正部(80)の流量診断結果(501)から時期予測診断を行う。すなわち、時期予測診断部(90)は、流量診断結果(501)に含まれる更新フラグ(501s)がセットされることで、時期予測診断処理を実行する。時期予測診断部(90)の履歴部(91)は、更新フラグ(501s)がセットされたことをトリガとして、データを取り込む。なお、履歴部(91)は、入力されたデータのうち、必要なデータを選択することも可能である。ここで、流量補正係数fkq(501a)および流量誤差率rqe(501b)は、時期予測の上で重要なパラメータである。履歴部(91)は、取り込みが終了したときに、更新フラグ(501s)をリセットする。 The timing prediction diagnosis unit (90) performs timing prediction diagnosis from the flow diagnosis result (501) of the flow error diagnosis simple correction unit (80) as shown below. That is, the timing prediction diagnosis unit (90) executes timing prediction diagnosis processing when the update flag (501s) included in the flow diagnosis result (501) is set. The history unit (91) of the timing prediction diagnosis unit (90) imports data when the update flag (501s) is set. The history unit (91) can also select necessary data from the input data. Here, the flow correction coefficient fkq (501a) and the flow error rate rqe (501b) are important parameters for timing prediction. The history unit (91) resets the update flag (501s) when the import is completed.
〔4.診断装置(2)の各処理の処理結果〕
図27~図37を用いて、実施形態に係る診断装置(2)の各処理の処理結果およびその効果を説明する。以下では、密度診断結果、肉厚剛性診断結果、流量診断結果、時期予測診断結果の順に説明する。
4. Processing results of each process of the diagnostic device (2)
27 to 37, the results of each process of the diagnosis device (2) according to the embodiment and their effects will be described. The following describes the density diagnosis result, wall thickness rigidity diagnosis result, flow rate diagnosis result, and timing prediction diagnosis result in that order.
(4-1.密度診断結果および効果)
図27を用いて、密度診断結果および効果について説明する。図27は、実施形態に係る密度診断結果の一例を示す図である。以下では、密度診断結果について説明した上で、密度診断処理の効果について説明する。
(4-1. Density diagnosis results and effects)
The density diagnosis result and the effect will be described with reference to Fig. 27. Fig. 27 is a diagram showing an example of the density diagnosis result according to the embodiment. In the following, the density diagnosis result will be described, and then the effect of the density diagnosis process will be described.
(4-1-1.密度診断結果)
図27を用いて、密度診断結果について説明する。密度診断結果は、コリオリ質量流量計(1)に腐食流体を流し、腐食前後で密度校正を行い、密度校正とともに、特許文献1の方式で剛性変化を測定した結果を示す。
(4-1-1. Density diagnosis results)
The density diagnosis result will be described with reference to Fig. 27. The density diagnosis result shows the result of flowing a corrosive fluid through a Coriolis mass flowmeter (1), performing density calibration before and after corrosion, and measuring the stiffness change together with the density calibration using the method described in
図27(1)に、測定データを示す。Test#はテスト回数で、0は腐食前を示す。腐食前と腐食流体を一定時間流した後に密度校正を行った。Test#の数値は腐食の回数を示す。Test#が増えるに従い、腐食量が増加する。密度校正は、空気(Air)と水(Water)で行った。圧力は加えていない。数値f1sおよび数値f2sは、測定で得られた周波数f(28c)を示す。数値T1sおよび数値T2sは、測定時の温度T(28e)を示す。数値f1は、周波数f1sを温度T1sで補正した、補正後周波数f1(154)を示す。数値f2は、周波数f2sを温度T2sで補正した、補正後周波数f2(155)を示す。密度ρ1(158)および密度ρ2(159)は、温度T1sおよび温度T2sを使用して求めた、標準状態での空気の密度、および標準状態での水の密度を示す。 Figure 27 (1) shows the measurement data. Test # is the number of tests, with 0 indicating before corrosion. Density calibration was performed before corrosion and after the corrosive fluid was allowed to flow for a certain period of time. The Test # value indicates the number of corrosion events. As the Test # value increases, the amount of corrosion increases. Density calibration was performed with air and water. No pressure was applied. The values f1s and f2s indicate the frequency f (28c) obtained in the measurement. The values T1s and T2s indicate the temperature T (28e) at the time of measurement. The value f1 indicates the corrected frequency f1 (154) obtained by correcting the frequency f1s by the temperature T1s. The value f2 indicates the corrected frequency f2 (155) obtained by correcting the frequency f2s by the temperature T2s. Density ρ1 (158) and density ρ2 (159) indicate the density of air at standard conditions and the density of water at standard conditions, determined using temperatures T1s and T2s.
図27(2)に、密度校正結果(151)および密度診断結果(201)を示す。密度測定係数Cdc(151a)および密度測定係数fac(151b)は、図27(1)の測定値を、上述した(21)式~(24)式に代入し計算した。密度変動Δρ(201c)は、上述した(27)式より計算した。測定対象密度ρt(202c)として、空気と水の密度を用いた。また、前回の密度校正以降に発生した密度変動を示す。密度誤差Δρ0(201d)は、上述した(29)式より計算した。測定対象密度ρt(202c)として、空気と水の密度を用いた。また、初期状態からの密度誤差を示す。上述した(28)式により、密度変動Δρ(201c)と密度変動許容値(202d)を比較して変動を評価し、密度測定係数の置き換えを判定できる。また、上述した(30)式により、密度誤差Δρ0(201d)と密度誤差警報値(202h)とを比較して密度誤差異常(201h)を設定できる。 Figure 27 (2) shows the density calibration result (151) and the density diagnosis result (201). The density measurement coefficient Cdc (151a) and the density measurement coefficient fac (151b) were calculated by substituting the measured values in Figure 27 (1) into the above-mentioned formulas (21) to (24). The density fluctuation Δρ (201c) was calculated from the above-mentioned formula (27). The density of air and water was used as the measurement target density ρt (202c). Also, the density fluctuation that occurred after the previous density calibration is shown. The density error Δρ0 (201d) was calculated from the above-mentioned formula (29). The density of air and water was used as the measurement target density ρt (202c). Also, the density error from the initial state is shown. The density fluctuation Δρ (201c) is compared with the density fluctuation tolerance value (202d) by the above-mentioned formula (28), and the fluctuation is evaluated, and the replacement of the density measurement coefficient can be determined. In addition, the density error Δρ0 (201d) can be compared with the density error warning value (202h) using the above-mentioned formula (30) to set the density error abnormality (201h).
図27(3)に、腐食回数による、密度測定係数fac(151b)および密度測定係数Cdc(151a)の変化を示す。両者とも腐食量が増えると減少する。 Figure 27 (3) shows the change in density measurement coefficient fac (151b) and density measurement coefficient Cdc (151a) depending on the number of corrosions. Both decrease as the amount of corrosion increases.
図27(4)に、腐食回数による密度誤差Δρ0(201d)の変化を示す。測定対象密度ρt(202c)として、空気と水の密度を用いた。密度変動Δρ(201c)は、腐食量が増えると増加する。測定対象密度ρt(202c)の設定により、密度誤差Δρ0(201d)が変化する。腐食流体を流し、強制的に腐食させているため、密度誤差Δρ0(201d)が大きく変化している。このように、密度校正により、実施形態に係る密度診断結果(201)として、密度誤差Δρ0(201d)を推定でき、密度誤差を監視することで、密度測定の精度を維持できる。 Figure 27 (4) shows the change in density error Δρ0 (201d) depending on the number of corrosions. The density of air and water was used as the measurement object density ρt (202c). The density variation Δρ (201c) increases as the amount of corrosion increases. The density error Δρ0 (201d) changes depending on the setting of the measurement object density ρt (202c). Since the corrosive fluid is flowed and corrosion is forced, the density error Δρ0 (201d) changes significantly. In this way, by density calibration, the density error Δρ0 (201d) can be estimated as the density diagnosis result (201) according to the embodiment, and by monitoring the density error, the accuracy of the density measurement can be maintained.
(4-1-2.効果)
上記のように、密度校正によって得られた、密度測定係数の変化から、発生している密度誤差を推定することができる。密度誤差は測定対象の密度に依存するため、測定対象の密度を考慮した密度誤差を計算する。密度誤差の許容値を設け、アラームを出すことで異常を通知することができる。密度誤差の発生は、質量流量の測定結果にも誤差が生じていることを示す。測定器として再調整が必要であることを通知することもできる。密度校正は、コリオリ質量流量計の精度を決定する重要な機能であり、安定した状況で行われる。よって、外乱に影響されずに精度のよい測定ができる。密度校正により、密度測定係数を変更することは、密度の測定結果に不連続点を生む。密度変動が許容範囲内であれば、測定値の連続性を優先する選択肢もある。密度変動許容値を設定することで、密度測定係数の置き換えの可否を判定し、密度測定結果の変動を抑える。コリオリ質量流量計は、精度よく測定できることが特徴である。密度測定は、コリオリ質量流量計の基本機能の一つであり、密度誤差を監視することで目標精度を維持できる。
(4-1-2. Effects)
As described above, the density error occurring can be estimated from the change in the density measurement coefficient obtained by density calibration. Since the density error depends on the density of the object to be measured, the density error is calculated taking into account the density of the object to be measured. A density error tolerance can be set and an alarm can be issued to notify of an abnormality. The occurrence of a density error indicates that an error has also occurred in the mass flow measurement results. It is also possible to notify that the measurement instrument needs to be readjusted. Density calibration is an important function that determines the accuracy of a Coriolis mass flowmeter and is performed in a stable situation. Therefore, accurate measurements can be made without being affected by disturbances. Changing the density measurement coefficient by density calibration creates discontinuities in the density measurement results. If the density fluctuation is within the tolerance range, there is also the option of prioritizing the continuity of the measurement values. By setting a density fluctuation tolerance, it is possible to determine whether or not the density measurement coefficient can be replaced, and the fluctuation of the density measurement results can be suppressed. Coriolis mass flowmeters are characterized by their ability to perform accurate measurements. Density measurement is one of the basic functions of a Coriolis mass flowmeter, and the target accuracy can be maintained by monitoring the density error.
(4-2.肉厚剛性診断結果および効果)
図28~図32を用いて、肉厚剛性診断結果および効果について説明する。以下では、肉厚剛性診断結果1、肉厚剛性診断結果2および肉厚剛性診断結果3について説明した上で、肉厚剛性診断処理の効果について説明する。
(4-2. Thickness and rigidity diagnosis results and effects)
The wall thickness stiffness diagnosis results and effects will be described with reference to Figures 28 to 32. Below, wall thickness
(4-2-1.肉厚剛性診断結果1)
図28を用いて、肉厚剛性診断結果1について説明する。図28は、実施形態に係る肉厚剛性診断結果1の一例を示す図である。
(4-2-1. Thickness and rigidity diagnosis result 1)
A wall thickness/
図28(1)に、実施形態に係る計算式により計算した結果を示す。ここでは、密度校正結果である、上記図27(1)および図27(2)より、肉厚剛性診断を行った。“Density Calibration”が、実施形態に係る計算式により計算した結果である。Test#0の値を基準として変化量を計算した。上述した(42)式~(46)式により、内径dc(301c)、肉厚tc(301d)、肉厚変化dt(301e)、肉厚変化率rt(301f)および剛性変化率aK(301g)を計算した。また、初回のTest#0からの変化を示した。変数aKcは、特許文献1の方式で測定した剛性変化率aKcを示す。剛性変化率aK(301g)とほぼ同じ値となった。
Figure 28 (1) shows the results of calculations using the formula according to the embodiment. Here, thickness and stiffness diagnosis was performed using the density calibration results shown in Figures 27 (1) and 27 (2). "Density Calibration" is the result of calculation using the formula according to the embodiment. The amount of change was calculated based on the value of
図28(2)に、腐食回数と、肉厚変化dt(301e)、肉厚変化率rt(301f)、剛性変化率aK(301g)および特許文献1の方式で測定した剛性変化率aKcを示す。実施形態に係る剛性変化率aK(301g)、特許文献1による剛性変化率aKcが同一となる。また、肉厚の変化率も同じ傾向で減少した。このように、密度校正結果により、実施形態に係る肉厚剛性診断結果(301)として、肉厚変化率および剛性変化率を推定できる。
Figure 28 (2) shows the number of corrosions, thickness change dt (301e), thickness change rate rt (301f), stiffness change rate aK (301g), and stiffness change rate aKc measured using the method of
(4-2-2.肉厚剛性診断結果2)
図29~図30を用いて、肉厚剛性診断結果2について説明する。図29は、実施形態に係る肉厚剛性診断結果2を説明するための図である。図30は、実施形態に係る肉厚剛性診断結果2の一例を示す図である。
(4-2-2. Thickness and rigidity diagnosis result 2)
The wall thickness
以下では、図29に示すように、上流側センサ(13)の感度の影響を検証する試験を行った。図29に示すように、減衰器(13b)により、上流側信号S1(13a)を検出部(10)と変換部(20)の間で減衰させた。上流側センサ(13)の感度が低下することを模擬した。 Below, as shown in FIG. 29, a test was conducted to verify the effect of the sensitivity of the upstream sensor (13). As shown in FIG. 29, the upstream signal S1 (13a) was attenuated between the detection unit (10) and the conversion unit (20) by an attenuator (13b). This simulated a decrease in the sensitivity of the upstream sensor (13).
図30(1)に、減衰器(13b)のゲインを変え、密度校正を行った結果を示す。密度測定係数Cdc(151a)と密度測定係数fac(151b)のばらつきは0.01%以下となった。密度測定係数Cdc(151a)と密度測定係数fac(151b)を、減衰器(13b)のゲインに関係なく求めることができる。 Figure 30 (1) shows the results of density calibration performed by changing the gain of the attenuator (13b). The variation in the density measurement coefficient Cdc (151a) and the density measurement coefficient fac (151b) was less than 0.01%. The density measurement coefficient Cdc (151a) and the density measurement coefficient fac (151b) can be obtained regardless of the gain of the attenuator (13b).
図30(2)に、減衰器(13b)のゲインを変化させて、密度校正で求めた剛性変化率aK(301g)および特許文献1の方式で求めた剛性変化率aKcを示す。剛性変化率aK(301g)は、減衰器(13b)のゲインに依存しない。剛性変化率aKcは、減衰器(13b)のゲインに依存する。特許文献1の方式は、上流側センサ(13)の感度が低下し、上流側信号S1(13a)が小さくなると、振動管(11)が硬くなったと解釈する。下流センサ(14)、加振部(12)でも同じ現象が発生する。
Figure 30 (2) shows the stiffness change rate aK (301g) obtained by density calibration while changing the gain of the damper (13b) and the stiffness change rate aKc obtained by the method of
図30(3)に、剛性変化率aK(301g)と肉厚変化率rt(301f)を示す。変動0.01%以下で求められた。実施形態に係る肉厚剛性処理では、センサの振幅情報を使わないため、センサ(13、14)や加振部(12)の感度変化に関係なく、剛性変化率aK(301g)と肉厚変化率rt(301f)を測定できる。 Figure 30 (3) shows the stiffness change rate aK (301g) and the thickness change rate rt (301f). They were obtained with a variation of less than 0.01%. In the thickness stiffness processing according to the embodiment, the sensor amplitude information is not used, so the stiffness change rate aK (301g) and the thickness change rate rt (301f) can be measured regardless of the sensitivity change of the sensor (13, 14) or the vibration unit (12).
(4-2-3.肉厚剛性診断結果3)
図31~図32を用いて、肉厚剛性診断結果3について説明する。図31~図32は、実施形態に係る肉厚剛性診断結果3の一例を示す図である。以下では、肉厚剛性診断処理として、付着診断を検証する試験を行った。
(4-2-3. Thickness and rigidity diagnosis result 3)
A description will be given of a thickness/
図31(1)に、振動管の外側に合計0.978gのビニールテープをつけて密度校正を行った結果を示す。“Normal”は付けない場合、“Tape”は付けた場合を示し、各々空気と水で周波数と温度を測定した。温度により周波数の補正と密度の計算を行った。各5回測定した。 Figure 31 (1) shows the results of density calibration with a total of 0.978 g of vinyl tape attached to the outside of the vibrating tube. "Normal" shows the case where no tape was attached, and "Tape" shows the case where tape was attached. The frequency and temperature were measured in air and water for each case. The frequency was corrected and the density was calculated based on the temperature. Each measurement was performed five times.
図31(2)および図31(3)に、図31(1)から、密度測定係数Cd(28k)および密度測定係数fa(28l)を求めた結果を示す。測定対象密度ρt(202c)を空気と水として、密度誤差Δρ0(201d)を計算した。テープを外部に付着することにより、密度測定係数faが低下し、密度測定係数Cdが増加した。密度誤差Δρ0(201d)の単位は、g/lである。テープを外部に付着することにより、密度誤差Δρ0(201d)が増加する。重量が増えたためと考えられる。 Figures 31 (2) and 31 (3) show the results of determining the density measurement coefficient Cd (28k) and density measurement coefficient fa (28l) from Figure 31 (1). The density error Δρ0 (201d) was calculated with the measurement object density ρt (202c) being air and water. By attaching tape to the outside, the density measurement coefficient fa decreased and the density measurement coefficient Cd increased. The density error Δρ0 (201d) is in g/l. By attaching tape to the outside, the density error Δρ0 (201d) increases. This is thought to be due to the increased weight.
図32に、肉厚診断結果を示す。Test#1の値を基準として変化量を計算した。内径dc(301c)は、上述した(42)式で計算した値であり、肉厚tc(301d)は、上述した(43)式で計算した値であり、肉厚変化dt(301e)は、上述した(44)式で計算した値であり、肉厚変化率rt(301f)は、上述した(45)式で計算した値であり、剛性変化率aK(301g)は、上述した(46)式で計算した結果である。付着発生時に、密度測定係数Cd(28k)及び密度測定係数fa(28l)が変動するため、密度校正により付着診断が可能である。
Figure 32 shows the thickness diagnosis results. The amount of change was calculated based on the value of
(4-2-4.効果)
上記のように、実施形態に係る肉厚剛性診断処理では、密度校正により得られた密度測定係数の変化と、振動管の設計情報とを用いることで、肉厚および剛性変化率を個別に求めることができる。肉厚情報と剛性変化率とを個別に求められるため、腐食診断と付着診断が可能となる。また、剛性変化から腐食を判断するのではなく、直接、肉厚変化を診断する。肉厚情報および剛性変化率の変動許容値を設け、アラームを出すことで異常を通知することができる。このとき、肉厚情報として、内径、肉厚、肉厚変化、肉厚変化率を含み、異常と直接関係した値で異常判定の許容値を設定する。
(4-2-4. Effects)
As described above, in the thickness stiffness diagnosis process according to the embodiment, the thickness and stiffness change rate can be determined individually by using the change in density measurement coefficient obtained by density calibration and the design information of the vibrating tube. Since the thickness information and stiffness change rate can be determined individually, corrosion diagnosis and adhesion diagnosis are possible. Furthermore, instead of judging corrosion from stiffness change, the thickness change is diagnosed directly. A fluctuation tolerance value is set for the thickness information and stiffness change rate, and an abnormality can be notified by issuing an alarm. At this time, the thickness information includes the inner diameter, thickness, thickness change, and thickness change rate, and the allowable value for abnormality judgment is set as a value directly related to the abnormality.
また、実施形態に係る肉厚剛性診断処理では、密度校正により得られた密度測定係数の変化と、振動管の設計情報とを用いて、肉厚情報および剛性変化率を求めるため、ドライブゲインを固定する、周波数応答を得る等の新たな仕組みが不要である。このとき、特別な動作と、解析を行うソフトウェアが不要となる。また、コリオリ質量流量計(1)の変換部(20)だけでなく、外部装置(31)または校正装置(3)で診断機能を実現できる。コリオリ質量流量計(1)の校正とともに診断が可能となる。密度校正手順の後に診断手順を追加することで、装置の健全性を診断する。 In addition, in the thickness/stiffness diagnostic process according to the embodiment, thickness information and stiffness change rate are obtained using the change in density measurement coefficient obtained by density calibration and the design information of the vibration tube, so new mechanisms such as fixing the drive gain or obtaining a frequency response are not required. In this case, special operations and software for analysis are not required. Also, the diagnostic function can be realized not only by the conversion unit (20) of the Coriolis mass flowmeter (1) but also by the external device (31) or calibration device (3). Diagnosis is possible along with the calibration of the Coriolis mass flowmeter (1). The soundness of the device is diagnosed by adding a diagnostic procedure after the density calibration procedure.
従来の剛性変化による診断では、周波数以外にセンサ信号の振幅を用いる。この場合、センサの感度等の影響を受ける。実施形態に係る肉厚剛性診断処理では、センサの振幅情報を使わないため、センサや加振部の感度変化、回路ゲインの変化に関係なく、個別に剛性変化率と肉厚変化を推定する。 In conventional diagnosis based on stiffness change, the amplitude of the sensor signal is used in addition to the frequency. In this case, it is affected by the sensitivity of the sensor, etc. In the thickness stiffness diagnosis process according to the embodiment, the sensor amplitude information is not used, so the stiffness change rate and thickness change are estimated individually regardless of changes in the sensitivity of the sensor or vibration unit, or changes in the circuit gain.
(4-3.流量診断結果および効果)
図33~図36を用いて、流量診断結果および効果について説明する。以下では、流量診断結果1および流量診断結果2について説明した上で、流量誤差診断・簡易補正処理の効果について説明する。
(4-3. Flow rate diagnosis results and effects)
The flow rate diagnosis results and effects will be described with reference to Figures 33 to 36. Below, flow
(4-3-1.流量診断結果1)
図33を用いて、流量診断結果1について説明する。図33は、実施形態に係る流量診断結果1の一例を示す図である。
(4-3-1. Flow rate diagnosis result 1)
The flow
まず、腐食により、流量誤差が増大する状況を考える。腐食により、流量測定係数Cqは減少し、位相差θ0と周波数fの比θ0/fが増大する。流量測定係数Cq(28f)が腐食前の値であるために誤差が発生する。 First, consider a situation in which corrosion increases the flow rate error. Corrosion reduces the flow rate measurement coefficient Cq and increases the ratio θ0/f of the phase difference θ0 and the frequency f. An error occurs because the flow rate measurement coefficient Cq (28f) is the value before corrosion.
図33に、誤差と簡易補正の関係を示す。回数当たりの誤差変動を-0.1%とした場合、10回で-1.0%の誤差となる。流量測定係数Cq(28f)の初期値を使用し続けている場合、10回目の流量測定値に+1.0%の誤差を生む。 Figure 33 shows the relationship between error and simple correction. If the error variation per measurement is -0.1%, then after 10 measurements, the error will be -1.0%. If the initial value of the flow measurement coefficient Cq (28f) is continued to be used, an error of +1.0% will be produced in the 10th flow measurement.
“Qe=-0.1%”に、流量校正を行わない場合の流量誤差を示す。流量補正係数fk(28u)を更新した場合の流量誤差を計算した。流量補正係数fk(28u)の変化率が、流量誤差に等しい場合の流量誤差を“fk=-0.1%”に示す。この場合、流量補正係数fk(28u)を用いることにより、流量測定係数Cq(28f)を補正できる。密度校正を行うことで、流量誤差はゼロに戻る。 "Qe = -0.1%" shows the flow rate error when no flow rate calibration is performed. The flow rate error was calculated when the flow rate correction coefficient fk (28u) is updated. "fk = -0.1%" shows the flow rate error when the rate of change of the flow rate correction coefficient fk (28u) is equal to the flow rate error. In this case, the flow rate measurement coefficient Cq (28f) can be corrected by using the flow rate correction coefficient fk (28u). The flow rate error returns to zero by performing density calibration.
流量補正係数fk(28u)の変化率を-0.05%/校正とした場合の誤差を、“fk=-0.05%”に示す。-0.15%/校正とした場合を“fk=-0.15%”に示す。簡易補正により誤差は抑えられる。許容誤差を±0.5%とすると、簡易補正がない場合は、5回で許容誤差に達するが、簡易補正を行えば10回となる。これは、流量補正係数fk(28u)を使い、流量測定係数を簡易補正すれば、流量校正の間隔を伸ばせることを示す。 The error when the rate of change of the flow correction coefficient fk (28u) is -0.05%/calibration is shown as "fk = -0.05%". When it is -0.15%/calibration, it is shown as "fk = -0.15%". The error can be suppressed by simple correction. If the allowable error is ±0.5%, without simple correction, the allowable error is reached after 5 tries, but with simple correction, it becomes 10 tries. This shows that the interval between flow calibrations can be extended by using the flow correction coefficient fk (28u) and performing simple correction of the flow measurement coefficient.
このように、密度校正結果により流量補正係数fk(28u)を更新することにより、流量の簡易補正が可能である。 In this way, simple flow correction is possible by updating the flow correction coefficient fk (28u) based on the density calibration results.
(4-3-2.流量診断結果2)
図34~図36を用いて、流量診断結果2について説明する。図34~図36は、実施形態に係る流量診断結果2の一例を示す図である。
(4-3-2. Flow rate diagnosis result 2)
The flow
図34(1)に、腐食を複数回繰り返した時の、密度測定係数の変化率、剛性変化率、肉厚変化率、流量誤差を示す。図27(1)の密度校正の実験と同時に、水を流し、流量誤差率Qeを測定した。係数変化率aCdと係数変化率afaは、図27(2)で求めた密度測定係数の変化比率を示す。係数変化率aCd(201e)は、密度測定係数Cdc(151a)の変化率を示す。係数変化率afa(201f)は、密度測定係数fac(151b)の変化率を示す。内径変化率rtは、図28(1)の肉厚剛性診断で計算した、肉厚変化率rt(301f)を示す。剛性変化率aKは、図28(1)の肉厚剛性診断で計算した、剛性変化率aK(301g)を示す。流量誤差率Qeから、流量測定係数Cq(28f)の変化を計算し、変化率aCqとした。 Figure 34 (1) shows the rate of change of density measurement coefficient, rate of change of stiffness, rate of change of thickness, and flow rate error when corrosion was repeated multiple times. At the same time as the density calibration experiment in Figure 27 (1), water was run and the flow rate error rate Qe was measured. The coefficient change rate aCd and the coefficient change rate afa show the change ratio of the density measurement coefficient obtained in Figure 27 (2). The coefficient change rate aCd (201e) shows the rate of change of density measurement coefficient Cdc (151a). The coefficient change rate afa (201f) shows the rate of change of density measurement coefficient fac (151b). The inner diameter change rate rt shows the rate of change of thickness rt (301f) calculated in the thickness stiffness diagnosis in Figure 28 (1). The stiffness change rate aK shows the stiffness change rate aK (301g) calculated in the thickness stiffness diagnosis in Figure 28 (1). The change in the flow measurement coefficient Cq (28f) was calculated from the flow error rate Qe, and the change rate was aCq.
図34(2)に、密度測定係数の変化率、肉厚変化率、剛性変化率と流量係数Cqの変化の関係を示す。流量誤差Qeは、流量測定係数Cq(28f)を更新せずに測定した場合の誤差率を示している。流量補正係数fk(28u)が変化率aCqと同じ傾向であれば、流量誤差を補正できる。変化率aCqと各変化率の傾向が一致しているが、腐食が大きくなるにつれ差が出ている。係数変化率afaは変化が小さい。係数変化率aCd、肉厚変化率rtおよび剛性変化率aKのうち少なくとも1つにより、流量測定係数Cq(28f)の変化を簡易補正できる。 Figure 34 (2) shows the relationship between the rate of change of the density measurement coefficient, the rate of change of the wall thickness, the rate of change of the stiffness, and the change in the flow coefficient Cq. The flow error Qe indicates the error rate when the flow measurement coefficient Cq (28f) is measured without updating it. If the flow correction coefficient fk (28u) has the same trend as the rate of change aCq, the flow error can be corrected. The trends of the rate of change aCq and each rate of change match, but differences appear as the corrosion increases. The change in the coefficient rate of change afa is small. The change in the flow measurement coefficient Cq (28f) can be easily corrected using at least one of the coefficient rate of change aCd, the rate of change of the wall thickness rt, and the rate of change of the stiffness aK.
図34(3)に、図34(1)の結果を用いて、実施形態に係る流量誤差診断簡易補正処理を行った結果を示す。簡易補正を行わないときの流量誤差をQeに示す。剛性変化率aK(301g)、肉厚変化率rt(301f)、係数変化率aCd(201e)、係数変化率afa(201f)を使い、簡易補正を行ったときの流量誤差を示す。上述した(56)式において、Ckx(x=1~4)のいずれかを1、他を0とし、各変化率を流量補正係数fk(28u)とした結果を示す。流量誤差Qe以外は、流量補正係数fk(28u)を更新する前と後を示す。係数変化率afa(201f)を使用した場合は、影響が少ない。流量測定係数Cq(28f)の変化に比べ、係数変化率afa(201f)の変化が小さいためである。他の3パラメータを使った結果は、同等の結果となる。流量測定係数Cq(28f)に比べ変化率が大きいため、回数を追うごとに簡易補正後の流量誤差がマイナスになる。 Figure 34 (3) shows the results of the flow error diagnosis simple correction process according to the embodiment using the results of Figure 34 (1). The flow error when simple correction is not performed is shown in Qe. The flow error when simple correction is performed using the stiffness change rate aK (301g), the wall thickness change rate rt (301f), the coefficient change rate aCd (201e), and the coefficient change rate afa (201f) is shown. In the above-mentioned (56) formula, one of Ckx (x = 1 to 4) is set to 1, the others are set to 0, and each change rate is set to the flow correction coefficient fk (28u). Other than the flow error Qe, the results are shown before and after updating the flow correction coefficient fk (28u). When the coefficient change rate afa (201f) is used, the effect is small. This is because the change in the coefficient change rate afa (201f) is smaller than the change in the flow measurement coefficient Cq (28f). The results using the other three parameters are equivalent. Because the rate of change is greater than that of the flow measurement coefficient Cq (28f), the flow error after simple correction becomes negative with each iteration.
図34(4)に、流量測定係数Cq(28f)に対する、肉厚変化率rt(301f)、剛性変化率aK(301g)、係数変化率aCd(201e)および係数変化率afa(201f)の関係を示す。すべての変数に相関がある。係数変化率afa(201f)の傾きは小さい。 Figure 34 (4) shows the relationship between the flow measurement coefficient Cq (28f) and the wall thickness change rate rt (301f), stiffness change rate aK (301g), coefficient change rate aCd (201e), and coefficient change rate afa (201f). There is a correlation between all variables. The slope of the coefficient change rate afa (201f) is small.
図35(1)に、重回帰分析により流量補正係数Ckx(28v)を求めた結果を示す。空白は、数値が0であることを示す。4パラメータを独立で使用する場合と、剛性変化率aK(301g)と肉厚変化率rt(301f)、係数変化率aCd(201e)と係数変化率afa(201f)を組み合わせて補正係数を求めた結果を示す。すべての場合で相関が大きい。組み合わせとF値が小さくなるが、組み合わせも有効である。係数変化率aCd(201e)、肉厚変化率rt(301f)、剛性変化率aK(301g)および肉厚変化率rt(301f)、または、係数変化率aCd(201e)および係数変化率afa(201f)を使用して、流量補正係数fk(28u)を計算でき、質量流量の簡易補正が可能である。 Figure 35 (1) shows the results of determining the flow correction coefficient Ckx (28v) using multiple regression analysis. A blank indicates a value of 0. The results show the case where the four parameters are used independently, and the case where the correction coefficient is determined by combining the stiffness change rate aK (301g) and the wall thickness change rate rt (301f), the coefficient change rate aCd (201e) and the coefficient change rate afa (201f). Correlation is high in all cases. Although the combination and F value become small, the combination is also effective. The flow correction coefficient fk (28u) can be calculated using the coefficient change rate aCd (201e), the wall thickness change rate rt (301f), the stiffness change rate aK (301g) and the wall thickness change rate rt (301f), or the coefficient change rate aCd (201e) and the coefficient change rate afa (201f), allowing for simple correction of the mass flow rate.
図35(2)に、図35(1)の流量補正係数Ckx(28v)を用いた場合の流量補正結果を示す。密度校正を行うことで誤差がほぼ0に戻る。密度校正結果により流量補正係数fk(28u)を更新することにより、流量の簡易補正が可能である。 Figure 35 (2) shows the flow rate correction result when the flow rate correction coefficient Ckx (28v) in Figure 35 (1) is used. By performing density calibration, the error returns to almost zero. By updating the flow rate correction coefficient fk (28u) using the density calibration result, simple correction of the flow rate is possible.
図36(1)に、流量誤差を推定した結果を示す。上述した(56)式より流量補正係数fk(28u)を求め、上述した(59)式により流量誤差率rqe(501b)を計算した。流量補正係数fk(28u)は、4変数のうち1変数を使った。上述した(56)式で、使用する変数に該当する流量補正係数Ckx(28v)を数値1.0にした結果rqex1と、流量補正係数Ckx(28v)を相関により求めた数値を使用した結果rqex2を示す。 Figure 36 (1) shows the results of estimating the flow rate error. The flow rate correction coefficient fk (28u) was found from the above formula (56), and the flow rate error rate rqe (501b) was calculated from the above formula (59). One of the four variables was used for the flow rate correction coefficient fk (28u). Shown here is the result rqex1 when the flow rate correction coefficient Ckx (28v) corresponding to the variable used in the above formula (56) is set to the value 1.0, and the result rqex2 when the flow rate correction coefficient Ckx (28v) is used using the value found by correlation.
図36(2)に、流量誤差Qeと流量誤差率rqex1の変化を示す。係数変化率afa(201f)を使用した結果の変化は小さい。剛性変化率aK(301g)、肉厚変化率rt(301f)および係数変化率aCd(201e)により求めた流量誤差率rqe(501b)は、流量誤差Qeと変化傾向が一致する。 Figure 36 (2) shows the change in flow rate error Qe and flow rate error rate rqex1. The change resulting from using the coefficient change rate afa (201f) is small. The flow rate error rate rqe (501b) calculated using the stiffness change rate aK (301g), the wall thickness change rate rt (301f) and the coefficient change rate aCd (201e) shows the same change trend as the flow rate error Qe.
図36(3)に、流量誤差Qeと流量誤差率rqex2の変化を示す。各結果とも、流量誤差Qeと変化傾向が一致した。 Figure 36 (3) shows the change in flow error Qe and flow error rate rqex2. The change trend of each result was consistent with that of the flow error Qe.
流量誤差率rqe(501b)に対し、流量誤差警報値(502r)を設定することで、流流量診断異常(501r)の判定を行うことができる。 By setting a flow rate error alarm value (502r) for the flow rate error rate rqe (501b), it is possible to determine whether the flow rate diagnosis is abnormal (501r).
(4-3-3.効果)
上記のように、実施形態に係る流量誤差診断・簡易補正処理では、密度校正、密度診断処理および肉厚剛性診断処理から得られた剛性変化率、肉厚変化率および密度測定係数の変化率を使い、流量測定係数と流量誤差を求めることができる。これらを使い、流量測定係数を簡易補正することで、流量校正をすることなく、流量誤差を小さくする。
(4-3-3. Effects)
As described above, in the flow rate error diagnosis and simple correction process according to the embodiment, the flow rate measurement coefficient and the flow rate error can be obtained by using the stiffness change rate, thickness change rate, and density measurement coefficient change rate obtained from the density calibration, density diagnosis process, and thickness stiffness diagnosis process. By using these, the flow rate measurement coefficient is simply corrected, thereby reducing the flow rate error without flow rate calibration.
密度校正は、空気と水などの既知の流体での周波数と温度を測定すればよく、設置現場で実現できる。流量補正係数の簡易補正により、実際の校正周期を長くする。 Density calibration can be accomplished on-site by measuring frequency and temperature in known fluids such as air and water. Simple correction of the flow correction factor extends the actual calibration interval.
質量流量の誤差と、剛性変化率、肉厚変化率、密度測定係数の変化率は高い相関があるが、傾きに差がある。質量流量の誤差と、各変化率の関係を、近似直線、又は、近似曲線で補正することにより、簡易補正の誤差を小さくする。使用するパラメータと補正係数は、重回帰分析、AIによる推論等を使い決定する。 There is a high correlation between the mass flow rate error and the rate of change of stiffness, wall thickness, and density measurement coefficient, but there is a difference in the slope. By correcting the relationship between the mass flow rate error and each rate of change with an approximate straight line or curve, the error of the simplified correction is reduced. The parameters and correction coefficients used are determined using multiple regression analysis, AI inference, etc.
簡易補正の精度は、流量補正係数の補正式で使うパラメータの測定精度に依存する。密度校正は安定した環境で実施できるため、精度よく求めることができる。 The accuracy of the simple correction depends on the measurement accuracy of the parameters used in the correction formula for the flow correction coefficient. Since density calibration can be performed in a stable environment, it can be calculated with high accuracy.
流量補正係数の変化から、流量誤差を推定する。流量誤差の許容値を設け、アラームを出すことで異常を通知する。 The flow rate error is estimated from the change in the flow rate correction coefficient. A tolerance is set for the flow rate error, and an alarm is issued to notify of any abnormalities.
流量補正係数を変更することは、質量流量の測定結果に不連続点を生む。流量補正係数の変更による流量変動が許容範囲内であれば、測定値の連続性を優先する選択肢もある。流量変動許容値を設定することで、流量補正係数の置き換えの可否を判定し、質量流量測定結果の変動を抑える。 Changing the flow correction coefficient creates discontinuities in the mass flow measurement results. If the flow rate fluctuation caused by changing the flow correction coefficient is within the acceptable range, you can choose to prioritize the continuity of the measurement value. Setting a flow rate fluctuation tolerance determines whether or not the flow correction coefficient can be replaced, and suppresses fluctuations in the mass flow measurement results.
コリオリ質量流量計は、精度よく測定できることが特徴である。質量流量測定は、コリオリ質量流量計の基本機能の一つであり、流量誤差を監視することで目標精度を維持する。 Coriolis mass flowmeters are characterized by their ability to provide highly accurate measurements. Mass flow measurement is one of the basic functions of a Coriolis mass flowmeter, and the target accuracy is maintained by monitoring flow rate errors.
(4-4.時期予測診断結果)
図37を用いて、時期予測診断結果および効果について説明する。以下では、時期予測診断結果について説明した上で、時期予測診断処理の効果について説明する。
(4-4. Timing prediction diagnosis results)
The timing prediction diagnostic result and the effect will be described with reference to Fig. 37. In the following, the timing prediction diagnostic result will be described, and then the effect of the timing prediction diagnostic process will be described.
(4-4-1.時期予測診断結果)
図37に、時期予測診断の計算例を示す。図37は、実施形態に係る時期予測診断結果の一例を示す図である。
(4-4-1. Timing prediction diagnosis results)
An example of calculation of timing prediction diagnosis is shown in Fig. 37. Fig. 37 is a diagram showing an example of a timing prediction diagnosis result according to the embodiment.
日時、駆動時間、積算流量、密度誤差を各2点想定した。“Data 1”、及び、“Data 2“に示す。上述した(64)式~(69)式により、近似直線の係数を求めた結果を、“Slope ax”と“Intercept bx”に示す。診断目標値dtsを-0.5mmとする。上述した(70)式~(72)式により、予測値を求めた結果を、“Estimation”に示す。“Estimation - Data 2”は、“Data 2”からの予測値を示す。図37では、“Data 2”から、8日、駆動時間60時間または積算流量760tで、診断目標値dtsに達する結果となる。
Two points were assumed for each date and time, drive time, accumulated flow rate, and density error. These are shown in "
(4-4-2.効果)
上記のように、時期予測診断により、障害が発生するまたはメインテナンスや装置交換の時期を予測することができる。校正や診断の履歴を持つことで、機器の健全性を把握する。時刻以外に、変換器の駆動時間、積算流量を用いることで、現実に近い診断を行う。腐食は、腐食性流体を流したときに発生するため、積算流量が重要となる。変換部の故障は、駆動時間に影響されることが多い。密度誤差と流量誤差を評価することで、流量校正が必要となる時期を予想することができる。得られた診断結果を履歴に記憶することにより、状態変化の様子を把握する。これにより時期予測診断(寿命診断)が可能となる。複数のパラメータから、目的にあったパラメータを使用する。
(4-4-2. Effects)
As described above, timing prediction diagnosis makes it possible to predict when a failure will occur or when maintenance or equipment replacement will be required. By having a history of calibration and diagnosis, the health of the equipment can be understood. By using the converter's operating time and integrated flow rate in addition to the time, a diagnosis that is close to reality can be performed. Corrosion occurs when corrosive fluids are flowed, so the integrated flow rate is important. Converter failures are often affected by the operating time. By evaluating density error and flow rate error, it is possible to predict when flow rate calibration will be necessary. By storing the obtained diagnosis results in a history, the state of condition changes can be understood. This makes timing prediction diagnosis (life diagnosis) possible. From multiple parameters, the parameter that suits the purpose can be used.
利用者にとって、メインテナンスや交換時期の予測することは、設備の有効利用の上で重要である。メインテナンスは、設備の停止を伴い、校正の費用が発生する。腐食等の故障が発生しやすい設備では、交換を想定する必要がある。 For users, predicting when maintenance or replacement is necessary is important for the effective use of equipment. Maintenance requires the equipment to be shut down and calibration costs are incurred. For equipment prone to breakdowns such as corrosion, replacement must be anticipated.
〔5.校正装置(3)および診断装置(2)の各処理の流れ〕
図38~図43を用いて、実施形態に係る校正装置(3)および診断装置(2)の各処理の流れを説明する。以下では、実施形態に係る診断処理全体の流れについて説明した上で、校正装置(3)の処理の流れとして、密度校正処理の流れについて説明し、診断装置(2)の処理の流れとして、密度誤差診断処理の流れ、肉厚剛性診断処理の流れ、流量誤差診断・簡易補正処理の流れ、時期予測診断処理の流れの順に説明する。
5. Flow of each process of the calibration device (3) and the diagnosis device (2)
38 to 43, the flow of each process of the calibration device (3) and the diagnosis device (2) according to the embodiment will be described. Below, the flow of the entire diagnosis process according to the embodiment will be described, followed by the flow of the density calibration process as the flow of the calibration device (3), and the flow of the density error diagnosis process, the flow of the wall thickness stiffness diagnosis process, the flow of the flow rate error diagnosis/simple correction process, and the flow of the timing prediction diagnosis process as the flow of the diagnosis device (2).
(5-1.診断処理全体の流れ)
図38を用いて、診断処理全体の流れについて説明する。図38は、実施形態に係る診断処理全体の流れの一例を示すフローチャートである。なお、下記のステップS101~S105の処理は、異なる順序で実行することもできる。また、下記のステップS101~S105の処理のうち、省略される処理があってもよい。
(5-1. Overall flow of diagnostic processing)
The flow of the entire diagnostic process will be described with reference to Fig. 38. Fig. 38 is a flowchart showing an example of the flow of the entire diagnostic process according to the embodiment. Note that the processes of steps S101 to S105 below can be executed in a different order. Also, some of the processes of steps S101 to S105 below may be omitted.
まず、校正装置(3)は、密度校正処理を実行する(ステップS101)。次に、診断装置(2)は、密度誤差診断処理を実行し(ステップS102)、肉厚剛性診断処理を実行し(ステップS103)、流量誤差診断・簡易補正処理を実行し(ステップS104)、時期予測診断処理を実行し(ステップS105)、処理を終了する。 First, the calibration device (3) executes density calibration processing (step S101). Next, the diagnosis device (2) executes density error diagnosis processing (step S102), thickness stiffness diagnosis processing (step S103), flow rate error diagnosis and simple correction processing (step S104), timing prediction diagnosis processing (step S105), and ends the processing.
(5-2.密度校正処理の流れ)
図39を用いて、診断処理全体の流れについて説明する。図39は、実施形態に係る密度校正処理全体の流れの一例を示すフローチャートである。以下では、密度校正処理全体の流れについて説明した上で、各処理の流れについて説明する。なお、下記の各処理は、異なる順序で実行することもできる。また、下記の各処理のうち、省略される処理があってもよい。
(5-2. Density calibration process flow)
The flow of the entire diagnosis process will be described with reference to FIG. 39. FIG. 39 is a flowchart showing an example of the flow of the entire density calibration process according to the embodiment. Below, the flow of the entire density calibration process will be described, and then the flow of each process will be described. Note that each of the processes below can also be executed in a different order. Also, some of the processes below may be omitted.
(5-2-1.密度校正処理全体の流れ)
図39に示すように、校正装置(3)は、密度測定係数演算処理を実行し(ステップS201~S223)、密度測定係数をパラメータ(28)に保存し(ステップS224)、処理を終了する。
(5-2-1. Overall flow of density calibration process)
As shown in FIG. 39, the calibration device (3) executes a density measurement coefficient calculation process (steps S201 to S223), stores the density measurement coefficient in the parameter (28) (step S224), and ends the process.
(5-2-2.密度測定係数演算処理全体の流れ)
校正装置(3)は、以下で示すように、密度測定の校正を行い、密度測定係数を更新する。まず、密度が既知である2種の物質において、周波数を測定する。このとき、係数n(152c)を使い、2回の測定を行い、初期値として係数n(152c)を1と置く(ステップS201)。次に、校正装置(3)は、振動管の物質が入れ替えられたことを判定するために、充填中をOnとする(ステップS202)。続いて、校正装置(3)は、充填中がOnであるかを判定する(ステップS203)。このとき、校正装置(3)は、振動管(11)に物質nが充填されるまで待つ。校正装置(3)は、充填中がOnである場合(ステップS203:Yes)、ステップS204の処理に移行し、充填中がOnでない場合(ステップS203:No)、ステップS206の処理に移行する。
(5-2-2. Overall flow of density measurement coefficient calculation process)
The calibration device (3) calibrates the density measurement and updates the density measurement coefficient as shown below. First, the frequency is measured for two types of materials with known densities. At this time, the coefficient n (152c) is used to perform two measurements, and the coefficient n (152c) is set to 1 as an initial value (step S201). Next, the calibration device (3) sets the filling state to On in order to determine that the material in the vibration tube has been replaced (step S202). Next, the calibration device (3) determines whether the filling state is On (step S203). At this time, the calibration device (3) waits until the material n is filled into the vibration tube (11). If the filling state is On (step S203: Yes), the calibration device (3) proceeds to the process of step S204, and if the filling state is not On (step S203: No), the calibration device (3) proceeds to the process of step S206.
校正装置(3)は、振動管(11)に物質nを充填する(ステップS204)。このとき、コリオリ質量流量計(1)とは異なる外部の機器は、空気の場合には振動管(11)を空にし、真空の場合には真空ポンプ等で内部の物質を排出する。ここで、密度校正処理には、物質nの密度が必要となり、温度と圧力により密度が変化する場合は、温度と圧力に関した計算式または数表が必要となる。そして、表示操作部(30)または外部装置(31)は、充填が終了したことを示すため、充填中をOffとし(ステップS205)、ステップS203の処理に戻る。 The calibration device (3) fills the vibrating tube (11) with the substance n (step S204). At this time, an external device different from the Coriolis mass flowmeter (1) empties the vibrating tube (11) in the case of air, and in the case of a vacuum, discharges the substance inside using a vacuum pump or the like. Here, the density calibration process requires the density of the substance n, and if the density changes with temperature and pressure, a formula or a mathematical table related to temperature and pressure is required. Then, the display operation unit (30) or the external device (31) turns off filling to indicate that filling has ended (step S205), and the process returns to step S203.
校正装置(3)は、物質の入れ替えにより温度等が不安定になるため、測定値が安定するまで待つ(ステップS206)。このとき、校正装置(3)は、一定時間待ってもよいし、周波数f(28c)や温度T(28e)の変動を監視してもよいし、変動が結果に影響しない場合は待たなくてもよい。そして、校正装置(3)は、周波数f(28c)および温度T(28e)を取得し(ステップS207)、ステップS208の処理に移行する。 The calibration device (3) waits until the measured values stabilize, since the temperature and other parameters become unstable due to the replacement of the substance (step S206). At this time, the calibration device (3) may wait for a fixed period of time, or may monitor fluctuations in the frequency f (28c) and temperature T (28e), or may not wait if the fluctuations do not affect the results. The calibration device (3) then acquires the frequency f (28c) and temperature T (28e) (step S207) and proceeds to the processing of step S208.
校正装置(3)は、圧力計接続信号(28s)により、圧力計(29)が接続されているかを判定する(ステップS208)。このとき、校正装置(3)は、圧力計(29)が接続されている場合(ステップS208:Yes)、外部入力圧力Pin(28r)を取得し、圧力P(28t)とし(ステップS210)、ステップS211の処理に移行する。一方、校正装置(3)は、圧力計(29)が接続されていない場合(ステップS208:No)、既定圧力Ps(28q)を圧力P(28t)とし(ステップS209)、ステップS211の処理に移行する。 The calibration device (3) determines whether the pressure gauge (29) is connected based on the pressure gauge connection signal (28s) (step S208). At this time, if the pressure gauge (29) is connected (step S208: Yes), the calibration device (3) acquires the external input pressure Pin (28r) and sets it as pressure P (28t) (step S210), and proceeds to the process of step S211. On the other hand, if the pressure gauge (29) is not connected (step S208: No), the calibration device (3) sets the default pressure Ps (28q) as pressure P (28t) (step S209), and proceeds to the process of step S211.
校正装置(3)は、周波数補正部(53)を用いて、周波数f(28c)を温度T(28e)および圧力P(28t)で補正し、補正後周波数fn(153)を計算する(ステップS211)。また、校正装置(3)は、物質選択スイッチ(54)を用いて、係数n(152c)により、補正後周波数fn(153)を補正後周波数f1(154)または補正後周波数f2(155)に保存する(ステップS212)。また、校正装置(3)は、標準密度演算部(55)を用いて、温度T(28e)、圧力P(28t)および係数n(152c)から、物質nの標準密度ρc(156)を算出し(ステップS213)、ステップS214の処理に移行する。 The calibration device (3) uses the frequency correction unit (53) to correct the frequency f (28c) with the temperature T (28e) and pressure P (28t) and calculates the corrected frequency fn (153) (step S211). The calibration device (3) also uses the material selection switch (54) to store the corrected frequency fn (153) in the corrected frequency f1 (154) or the corrected frequency f2 (155) according to the coefficient n (152c) (step S212). The calibration device (3) also uses the standard density calculation unit (55) to calculate the standard density ρc (156) of the material n from the temperature T (28e), pressure P (28t) and coefficient n (152c) (step S213), and proceeds to the processing of step S214.
校正装置(3)は、密度選択スイッチ(56)を用いて、密度選択(152b)により、密度ρn(157)を手動で入力するかを判定する(ステップS214)。このとき、校正装置(3)は、手動で入力する場合(ステップS214:Yes)、表示操作部(30)または外部装置(31)が設定した手動入力密度ρin(152a)を密度ρn(157)とし(ステップS215)、ステップS217の処理に移行する。一方、校正装置(3)は、手動で入力しない場合(ステップS214:No)、標準密度ρc(156)を密度ρn(157)とし(ステップS216)、ステップS217の処理に移行する。 The calibration device (3) uses the density selection switch (56) to determine whether the density ρn (157) is to be manually input by density selection (152b) (step S214). At this time, if the calibration device (3) determines that the density is to be manually input (step S214: Yes), the calibration device (3) sets the manually input density ρin (152a) set by the display operation unit (30) or the external device (31) as the density ρn (157) (step S215) and proceeds to the process of step S217. On the other hand, if the calibration device (3) determines that the density is not to be manually input (step S214: No), the calibration device (3) sets the standard density ρc (156) as the density ρn (157) (step S216) and proceeds to the process of step S217.
校正装置(3)は、物質選択スイッチ(57)を用いて、係数n(152c)により、密度ρn(157)を密度ρ1(158)または密度ρ2(159)に保存する(ステップS217)。また、校正装置(3)は、係数n(152c)をn+1とする(ステップS218)。また、校正装置(3)は、係数n(152c)が2以下の場合は(ステップS219:Yes)、ステップS208の処理に移行し、2番目の物質の測定を行う。一方、校正装置(3)は、係数n(152c)が2より大きい場合(ステップS219:No)、密度測定係数演算実行部(58)を用いて、密度測定係数Cdc(151a)および密度測定係数fac(151b)を計算する(ステップS220)。このとき、校正装置(3)は、補正後周波数f1(154)、補正後周波数f2(155)、密度ρ1(158)および密度ρ2(159)を、上述した(21)式~(24)式に代入することによって密度測定係数を算出する。 The calibration device (3) uses the material selection switch (57) to store the density ρn (157) in the density ρ1 (158) or density ρ2 (159) according to the coefficient n (152c) (step S217). The calibration device (3) also sets the coefficient n (152c) to n+1 (step S218). If the coefficient n (152c) is 2 or less (step S219: Yes), the calibration device (3) proceeds to the processing of step S208 and measures the second material. On the other hand, if the coefficient n (152c) is greater than 2 (step S219: No), the calibration device (3) uses the density measurement coefficient calculation execution unit (58) to calculate the density measurement coefficient Cdc (151a) and the density measurement coefficient fac (151b) (step S220). At this time, the calibration device (3) calculates the density measurement coefficient by substituting the corrected frequency f1 (154), the corrected frequency f2 (155), the density ρ1 (158), and the density ρ2 (159) into the above-mentioned equations (21) to (24).
校正装置(3)は、日時、変換部駆動時間および積算流量を保存する(ステップS221)。このとき、校正装置(3)は、日時(28x)を校正日時(151x)に保存し、変換部駆動時間(28y)を駆動時間(151y)に保存し、積算流量(28z)を積算流量(151z)に保存する。 The calibration device (3) saves the date and time, the converter drive time, and the accumulated flow rate (step S221). At this time, the calibration device (3) saves the date and time (28x) in the calibration date and time (151x), the converter drive time (28y) in the drive time (151y), and the accumulated flow rate (28z) in the accumulated flow rate (151z).
校正装置(3)は、更新フラグ(151s)をセットし(ステップS222)、密度校正完了信号(160)をセットし(ステップS223)、ステップS224の処理に移行する。 The calibration device (3) sets the update flag (151s) (step S222), sets the density calibration completion signal (160) (step S223), and proceeds to processing in step S224.
(5-3.密度誤差診断処理の流れ)
図40を用いて、密度誤差診断処理の流れについて説明する。図40は、実施形態に係る密度誤差診断処理全体の流れの一例を示すフローチャートである。以下では、密度誤差診断処理全体の流れについて説明した上で、各処理の流れについて説明する。なお、下記の各処理は、異なる順序で実行することもできる。また、下記の各処理のうち、省略される処理があってもよい。
(5-3. Flow of Density Error Diagnosis Processing)
The flow of density error diagnosis processing will be described with reference to Fig. 40. Fig. 40 is a flowchart showing an example of the overall flow of density error diagnosis processing according to an embodiment. Below, the overall flow of density error diagnosis processing will be described, and then the flow of each process will be described. Note that each process below can also be executed in a different order. Also, some of the processes below may be omitted.
(5-3-1.密度誤差診断処理全体の流れ)
図40に示すように、診断装置(2)は、初期化判定処理を実行し(ステップS301~S307)、初期化信号(203)がセットされている場合(ステップS308:Yes)、密度誤差初期化処理を実行し(ステップS309)、処理を終了する。一方、診断装置(2)は、初期化信号(203)がセットされていない場合(ステップS308:No)、ステップS310の処理に移行する。
(5-3-1. Overall flow of density error diagnosis process)
As shown in Fig. 40, the diagnostic device (2) executes an initialization determination process (steps S301 to S307), and if the initialization signal (203) is set (step S308: Yes), it executes a density error initialization process (step S309) and ends the process. On the other hand, if the initialization signal (203) is not set (step S308: No), the diagnostic device (2) proceeds to the process of step S310.
診断装置(2)は、演算判定信号(204)がセットされている場合(ステップS310:Yes)、密度誤差演算判定処理を実行し(ステップS311)、処理を終了する。一方、診断装置(2)は、演算判定信号(204)がセットされていない場合(ステップS310:No)、処理を終了する。 If the calculation judgment signal (204) is set (step S310: Yes), the diagnostic device (2) executes density error calculation judgment processing (step S311) and ends the processing. On the other hand, if the calculation judgment signal (204) is not set (step S310: No), the diagnostic device (2) ends the processing.
(5-3-2.初期化判定処理の流れ)
図40に示すように、診断装置(2)は、校正装置(3)による密度測定係数の密度校正処理(ステップS301)の実行後、密度校正完了信号(160)および密度診断設定値(202)より、実行する処理の選択を行う。
(5-3-2. Flow of initialization determination process)
As shown in FIG. 40, after the calibration device (3) performs density calibration processing (step S301) of the density measurement coefficient, the diagnostic device (2) selects the processing to be performed based on the density calibration completion signal (160) and the density diagnosis setting value (202).
診断装置(2)は、初期化信号(203)および演算判定信号(204)をリセットする(ステップS302)。次に、診断装置(2)は、密度校正完了信号(160)がセットされているかを判定する(ステップS303)。このとき、診断装置(2)は、密度校正完了信号(160)がセットされている場合(ステップS303:Yes)、ステップS304の処理に移行する。一方、診断装置(2)は、密度校正完了信号(160)がセットされていない場合(ステップS303:No)、処理を終了する。 The diagnostic device (2) resets the initialization signal (203) and the calculation judgment signal (204) (step S302). Next, the diagnostic device (2) judges whether the density calibration completion signal (160) is set (step S303). At this time, if the density calibration completion signal (160) is set (step S303: Yes), the diagnostic device (2) proceeds to the process of step S304. On the other hand, if the density calibration completion signal (160) is not set (step S303: No), the diagnostic device (2) ends the process.
診断装置(2)は、初期化実行命令(202u)がセットされているかを判定する(S304)。このとき、診断装置(2)は、初期化実行命令(202u)がセットされている場合(ステップS304:Yes)、初期化信号(203)をセットし(ステップS305)、ステップS308以降の処理に移行する。一方、診断装置(2)は、初期化実行命令(202u)がセットされていない場合(ステップS304:No)、ステップS305の処理に移行する。 The diagnostic device (2) determines whether the initialization execution command (202u) is set (S304). At this time, if the initialization execution command (202u) is set (step S304: Yes), the diagnostic device (2) sets the initialization signal (203) (step S305) and proceeds to processing from step S308 onwards. On the other hand, if the initialization execution command (202u) is not set (step S304: No), the diagnostic device (2) proceeds to processing of step S305.
診断装置(2)は、初期値の存在を判定する(ステップS305)。診断装置(2)は、初期値がない場合(ステップS305:Yes)、初期化信号(203)をセットし(ステップS306)、ステップS308以降の処理に移行する。一方、診断装置(2)は、初期値がある場合(ステップS305:No)、演算判定信号(204)をセットし(ステップS307)、ステップS308以降の処理に移行する。ここで、診断装置(2)は、初期係数Cd0(202a)が0であるとき、初期係数fa0(202b)が0であるとき、または初期日時(202x)が設定されていないときのいずれかに該当する場合には、初期値がないと判定する。 The diagnostic device (2) judges whether an initial value exists (step S305). If there is no initial value (step S305: Yes), the diagnostic device (2) sets the initialization signal (203) (step S306) and proceeds to processing from step S308 onwards. On the other hand, if there is an initial value (step S305: No), the diagnostic device (2) sets the calculation judgment signal (204) (step S307) and proceeds to processing from step S308 onwards. Here, the diagnostic device (2) judges that there is no initial value when the initial coefficient Cd0 (202a) is 0, the initial coefficient fa0 (202b) is 0, or the initial date and time (202x) is not set.
(5-3-3.密度誤差初期化処理の流れ)
診断装置(2)は、密度校正結果(151)をパラメータ(28)に保存し、密度診断設定値(202)の初期値を設定し、初期化実行命令を(202u)リセットし、密度診断結果(201)を初期化し、初期化フラグ(201t)をセットし、更新フラグ(201s)をセットし、密度校正完了信号(160)をリセットし、密度診断完了信号(210)をセットし、処理を終了する。
(5-3-3. Flow of density error initialization process)
The diagnostic device (2) saves the density calibration result (151) in the parameter (28), sets the initial value of the density diagnosis setting value (202), resets the initialization execution command (202u), initializes the density diagnosis result (201), sets the initialization flag (201t), sets the update flag (201s), resets the density calibration completion signal (160), sets the density diagnosis completion signal (210), and ends the process.
(5-3-4.密度誤差演算判定処理の流れ)
診断装置(2)は、密度測定係数の変化から密度診断結果(201)として、密度変動Δρ(201c)、密度誤差Δρ0(201d)、係数変化率aCd(201e)および係数変化率afa(201f)を計算する。このとき、診断装置(2)は、密度変動Δρ(201c)の絶対値が密度変動許容値(202d)より大きい場合は、係数選択信号(205)をセットする。一方、診断装置(2)は、密度変動Δρ(201c)の絶対値が密度変動許容値(202d)以下の場合は、係数選択信号(205)をリセットする。
(5-3-4. Flow of Density Error Calculation and Determination Process)
The diagnostic device (2) calculates density fluctuation Δρ (201c), density error Δρ0 (201d), coefficient change rate aCd (201e), and coefficient change rate afa (201f) as density diagnostic results (201) from the change in density measurement coefficient. At this time, the diagnostic device (2) sets the coefficient selection signal (205) if the absolute value of the density fluctuation Δρ (201c) is greater than the density fluctuation allowable value (202d). On the other hand, the diagnostic device (2) resets the coefficient selection signal (205) if the absolute value of the density fluctuation Δρ (201c) is equal to or less than the density fluctuation allowable value (202d).
診断装置(2)は、係数選択信号(205)がセットされているかを判定する。このとき、係数選択信号(205)がセットされている場合は、密度校正結果(151)をパラメータ(28)に設定する。一方、診断装置(2)は、係数選択信号(205)がセットされている場合は、次の処理に移行する。 The diagnostic device (2) determines whether the coefficient selection signal (205) is set. At this time, if the coefficient selection signal (205) is set, the density calibration result (151) is set to the parameter (28). On the other hand, if the coefficient selection signal (205) is set, the diagnostic device (2) proceeds to the next process.
診断装置(2)は、測定係数と測定情報とを密度診断結果(201)に設定する。また、診断装置(2)は、密度誤差Δρ0(201d)の変化と密度誤差警報値(202h)とを比較し、密度誤差異常(201h)を設定し、係数変化率aCd(201e)の変化と係数変化率aCd許容値(202i)とを比較し、係数変化率aCd異常(201i)を設定し、係数変化率afa(201f)の変化と係数変化率afa許容値(202j)とを比較し、係数変化率afa異常(201j)を設定する。 The diagnostic device (2) sets the measurement coefficient and the measurement information in the density diagnosis result (201). The diagnostic device (2) also compares the change in density error Δρ0 (201d) with the density error warning value (202h) and sets a density error abnormality (201h), compares the change in coefficient change rate aCd (201e) with the coefficient change rate aCd allowable value (202i) and sets a coefficient change rate aCd abnormality (201i), and compares the change in coefficient change rate afa (201f) with the coefficient change rate afa allowable value (202j) and sets a coefficient change rate afa abnormality (201j).
診断装置(2)は、初期化フラグ(201t)をリセットし、更新フラグ(201s)をセットし、密度校正完了信号(160)をリセットし、密度診断完了信号(210)をセットし、処理を終了する。 The diagnostic device (2) resets the initialization flag (201t), sets the update flag (201s), resets the density calibration completion signal (160), sets the density diagnosis completion signal (210), and ends the process.
(5-4.肉厚剛性診断処理の流れ)
図41を用いて、肉厚剛性診断処理の流れについて説明する。図41は、実施形態に係る肉厚剛性診断処理全体の流れの一例を示すフローチャートである。以下では、肉厚剛性診断処理全体の流れについて説明した上で、各処理の流れについて説明する。なお、下記の各処理は、異なる順序で実行することもできる。また、下記の各処理のうち、省略される処理があってもよい。
(5-4. Flow of thickness and stiffness diagnosis process)
The flow of the wall thickness stiffness diagnosis process will be described with reference to FIG. 41. FIG. 41 is a flowchart showing an example of the flow of the entire wall thickness stiffness diagnosis process according to the embodiment. Below, the flow of the entire wall thickness stiffness diagnosis process will be described, and then the flow of each process will be described. Note that each of the processes below can also be executed in a different order. Also, some of the processes below may be omitted.
(5-4-1.肉厚剛性診断処理全体の流れ)
図41に示すように、診断装置(2)は、初期化判定処理を実行し(ステップS401~S407)、初期化信号(306)がセットされている場合(ステップS408:Yes)、肉厚剛性診断初期化処理を実行し(ステップS409)、処理を終了する。一方、診断装置(2)は、初期化信号(306)がセットされていない場合(ステップS408:No)、ステップS410の処理に移行する。
(5-4-1. Overall flow of thickness and stiffness diagnosis process)
As shown in Fig. 41, the diagnostic device (2) executes an initialization determination process (steps S401 to S407), and if the initialization signal (306) is set (step S408: Yes), it executes a thickness/stiffness diagnosis initialization process (step S409) and ends the process. On the other hand, if the initialization signal (306) is not set (step S408: No), the diagnostic device (2) proceeds to the process of step S410.
診断装置(2)は、診断初期化信号(307)がセットされている場合(ステップS410:Yes)、肉厚剛性演算処理を実行し(ステップS411)、肉厚剛性変化初期化処理を実行し(ステップS412)、処理を終了する。一方、診断装置(2)は、診断初期化信号(307)がセットされていない場合(ステップS410:No)、ステップS413の処理に移行する。 If the diagnostic initialization signal (307) is set (step S410: Yes), the diagnostic device (2) executes thickness stiffness calculation processing (step S411), executes thickness stiffness change initialization processing (step S412), and ends the processing. On the other hand, if the diagnostic initialization signal (307) is not set (step S410: No), the diagnostic device (2) proceeds to processing in step S413.
診断装置(2)は、診断実行信号(308)がセットされている場合(ステップS413:Yes)、肉厚剛性演算処理を実行し(ステップS414)、肉厚剛性変化判定処理を実行し(ステップS415)、処理を終了する。一方、診断装置(2)は、診断実行信号(308)がセットされていない場合(ステップS413:No)、処理を終了する。 When the diagnosis execution signal (308) is set (step S413: Yes), the diagnosis device (2) executes a thickness stiffness calculation process (step S414), executes a thickness stiffness change determination process (step S415), and ends the process. On the other hand, when the diagnosis execution signal (308) is not set (step S413: No), the diagnosis device (2) ends the process.
(5-4-2.初期化判定処理の流れ)
図41に示すように、まず、診断装置(2)は、初期化信号(306)、診断初期化信号(307)および診断実行信号(308)をリセットする(ステップS401)。次に、診断装置(2)は、密度診断完了信号(210)がセットされているかを判定する(ステップS402)。このとき、診断装置(2)は、密度診断完了信号(210)がセットされている場合(ステップS402:Yes)、ステップS403の処理に移行し、密度診断完了信号(210)がセットされていない場合(ステップS402:No)、処理を終了する。
(5-4-2. Flow of initialization determination process)
As shown in Fig. 41, first, the diagnostic device (2) resets the initialization signal (306), the diagnostic initialization signal (307), and the diagnostic execution signal (308) (step S401). Next, the diagnostic device (2) judges whether the density diagnosis completion signal (210) is set (step S402). At this time, if the density diagnosis completion signal (210) is set (step S402: Yes), the diagnostic device (2) proceeds to the process of step S403, and if the density diagnosis completion signal (210) is not set (step S402: No), the diagnostic device (2) ends the process.
診断装置(2)は、初期値の存在を判定する(ステップS403)。このとき、診断装置(2)は、初期値がない場合(ステップS403:Yes)、初期化信号(306)をセットする(ステップS404)。一方、診断装置(2)は、初期値がある場合(ステップS403:No)、ステップS405の処理に移行する。ここで、診断装置(2)は、初期内径d0(302c)が数値0であるとき、または初期日時(302x)が設定されていないときのいずれかに該当する場合には、初期値がないと判定する。
The diagnostic device (2) determines whether an initial value exists (step S403). At this time, if there is no initial value (step S403: Yes), the diagnostic device (2) sets the initialization signal (306) (step S404). On the other hand, if there is an initial value (step S403: No), the diagnostic device (2) proceeds to the process of step S405. Here, the diagnostic device (2) determines that there is no initial value when either the initial inner diameter d0 (302c) is the
診断装置(2)は、初期化実行命令(302u)がセットされているかを判定する(ステップS405)。このとき、初期化実行命令(302u)がセットされている場合(ステップS405:Yes)、診断初期化信号(307)をセットし(ステップS406)、ステップS408以降の処理に移行する。一方、診断装置(2)は、初期化実行命令(302u)がセットされていない場合(ステップS405:No)、診断実行信号(308)をセットし(ステップS407)、ステップS408以降の処理に移行する。 The diagnostic device (2) determines whether the initialization execution command (302u) is set (step S405). At this time, if the initialization execution command (302u) is set (step S405: Yes), the diagnostic initialization signal (307) is set (step S406) and the process proceeds to step S408 and subsequent steps. On the other hand, if the initialization execution command (302u) is not set (step S405: No), the diagnostic device (2) sets the diagnostic execution signal (308) (step S407) and the process proceeds to step S408 and subsequent steps.
(5-4-3.肉厚剛性診断初期化処理の流れ)
診断装置(2)は、肉厚剛性診断設定値(302)に初期値を設定し、初期化実行命令(302u)をリセットし、肉厚剛性診断結果(301)を初期化し、初期化フラグ(301t)をセットし、更新フラグ(301s)をセットし、密度診断完了信号(210)をリセットし、肉厚剛性診断完了信号(310)をセットし、処理を終了する。
(5-4-3. Flow of wall thickness and stiffness diagnosis initialization process)
The diagnostic device (2) sets an initial value to the thickness stiffness diagnosis setting value (302), resets the initialization execution command (302u), initializes the thickness stiffness diagnosis result (301), sets the initialization flag (301t), sets the update flag (301s), resets the density diagnosis completion signal (210), sets the thickness stiffness diagnosis completion signal (310), and terminates the processing.
(5-4-4.肉厚剛性演算処理の流れ)
診断装置(2)は、肉厚変化率を計算し、剛性変化率を計算し、肉厚剛性診断結果(301)の診断情報を設定し、処理を終了する。
(5-4-4. Flow of wall thickness stiffness calculation process)
The diagnostic device (2) calculates the thickness change rate, calculates the stiffness change rate, sets the diagnostic information of the thickness stiffness diagnostic result (301), and ends the process.
(5-4-5.肉厚剛性変化初期化処理の流れ)
診断装置(2)は、肉厚剛性診断設定値(302)の初期値を設定し、初期化実行命令(302u)をリセットし、肉厚剛性診断結果(301)を初期化し、初期化フラグ(301t)をセットし、更新フラグ(301s)をセットし、密度診断完了信号(210)をリセットし、肉厚剛性診断完了信号(310)をセットし、処理を終了する。
(5-4-5. Flow of Initialization Process for Thickness and Stiffness Change)
The diagnostic device (2) sets the initial value of the thickness stiffness diagnosis setting value (302), resets the initialization execution command (302u), initializes the thickness stiffness diagnosis result (301), sets the initialization flag (301t), sets the update flag (301s), resets the density diagnosis completion signal (210), sets the thickness stiffness diagnosis completion signal (310), and terminates the processing.
(5-4-6.肉厚剛性変化判定処理の流れ)
診断装置(2)は、肉厚剛性診断結果(301)および密度診断結果(201)と、肉厚剛性診断設定値(302)とを比較し、肉厚剛性診断結果(301)内の診断異常情報を設定し、初期化フラグ(301t)をリセットし、更新フラグ(301s)をセットし、密度診断完了信号(210)をリセットし、肉厚剛性診断完了信号(310)をセットし、処理を終了する。
(5-4-6. Flow of thickness stiffness change determination process)
The diagnostic device (2) compares the wall thickness stiffness diagnosis result (301) and the density diagnosis result (201) with the wall thickness stiffness diagnosis setting value (302), sets the diagnostic abnormality information in the wall thickness stiffness diagnosis result (301), resets the initialization flag (301t), sets the update flag (301s), resets the density diagnosis completion signal (210), sets the wall thickness stiffness diagnosis completion signal (310), and terminates the processing.
(5-5.流量誤差診断・簡易補正処理の流れ)
図42を用いて、流量誤差診断・簡易補正処理の流れについて説明する。図42は、実施形態に係る流量誤差診断・簡易補正処理全体の流れの一例を示すフローチャートである。以下では、流量誤差診断・簡易補正処理全体の流れについて説明した上で、各処理の流れについて説明する。なお、下記の各処理は、異なる順序で実行することもできる。また、下記の各処理のうち、省略される処理があってもよい。
(5-5. Flow of flow rate error diagnosis and simple correction process)
The flow of the flow error diagnosis and simple correction process will be described with reference to FIG. 42. FIG. 42 is a flowchart showing an example of the overall flow of the flow error diagnosis and simple correction process according to the embodiment. Below, the overall flow of the flow error diagnosis and simple correction process will be described, and then the flow of each process will be described. Note that each of the processes below can also be executed in a different order. Also, some of the processes below may be omitted.
(5-5-1.流量誤差診断・簡易補正処理全体の流れ)
図42に示すように、まず、診断装置(2)は、初期化判定処理を実行し(ステップS501~S509)、初期化実行信号1(507)がセットされている場合(ステップS510:Yes)、流量初期化処理を実行し(ステップS511)、処理を終了する。一方、診断装置(2)は、初期化実行信号1(507)がセットされていない場合(ステップS510:No)、ステップS512の処理に移行する。
(5-5-1. Overall flow of flow rate error diagnosis and simple correction process)
As shown in Fig. 42, first, the diagnostic device (2) executes an initialization determination process (steps S501 to S509), and if the initialization execution signal 1 (507) is set (step S510: Yes), it executes a flow rate initialization process (step S511) and ends the process. On the other hand, if the initialization execution signal 1 (507) is not set (step S510: No), the diagnostic device (2) proceeds to the process of step S512.
診断装置(2)は、初期化実行信号2(508)がセットされている場合(ステップS512:Yes)、剛性肉厚初期化処理を実行し(ステップS513)、処理を終了する。一方、診断装置(2)は、初期化実行信号2(508)がセットされていない場合(ステップS512:No)、ステップS514の処理に移行する。 If the initialization execution signal 2 (508) is set (step S512: Yes), the diagnostic device (2) executes the rigidity thickness initialization process (step S513) and ends the process. On the other hand, if the initialization execution signal 2 (508) is not set (step S512: No), the diagnostic device (2) proceeds to the process of step S514.
診断装置(2)は、更新実行信号(509)がセットされている場合(ステップS514:Yes)、流量補正係数更新処理を実行し(ステップS515)、処理を終了する。一方、診断装置(2)は、更新実行信号(509)がセットされていない場合(ステップS514:No)、処理を終了する。 If the update execution signal (509) is set (step S514: Yes), the diagnostic device (2) executes the flow correction coefficient update process (step S515) and ends the process. On the other hand, if the update execution signal (509) is not set (step S514: No), the diagnostic device (2) ends the process.
(5-5-2.初期化判定処理の流れ)
図42に示すように、まず、診断装置(2)は、初期化実行信号1(507)、初期化実行信号2(508)、更新実行信号(509)をリセットする(ステップS501)。次に、診断装置(2)は、流量校正完了信号(120)がセットされているかを判定する(ステップS502)。ここで、流量校正完了信号(120)は、校正装置(3)の質量流量校正部(41)による質量流量校正処理が実行された場合にセットされる。このとき、診断装置(2)は、流量校正完了信号(120)がセットされている場合(ステップS502:Yes)、初期化実行信号1(507)をセットし(ステップS503)、ステップS510以降の処理に移行する。一方、診断装置(2)は、流量校正完了信号(120)がセットされていない場合(ステップS502:No)、ステップS504の処理に移行する。
(5-5-2. Flow of initialization determination process)
As shown in FIG. 42, first, the diagnostic device (2) resets the initialization execution signal 1 (507), the initialization execution signal 2 (508), and the update execution signal (509) (step S501). Next, the diagnostic device (2) judges whether the flow rate calibration completion signal (120) is set (step S502). Here, the flow rate calibration completion signal (120) is set when the mass flow rate calibration process is executed by the mass flow rate calibration unit (41) of the calibration device (3). At this time, if the flow rate calibration completion signal (120) is set (step S502: Yes), the diagnostic device (2) sets the initialization execution signal 1 (507) (step S503) and proceeds to the process of step S510 and after. On the other hand, if the flow rate calibration completion signal (120) is not set (step S502: No), the diagnostic device (2) proceeds to the process of step S504.
診断装置(2)は、肉厚剛性診断完了信号(310)がセットされているかを判定する(ステップS504)。このとき、肉厚剛性診断完了信号(310)がセットされている場合(ステップS504:Yes)、ステップS505の処理に移行し、肉厚剛性診断完了信号(310)がセットされていない場合(ステップS504:No)、処理を終了する。ここで、肉厚剛性診断完了信号(310)は、肉厚剛性診断部(70)による肉厚剛性診断処理が実行された場合にセットされる。 The diagnostic device (2) determines whether the thickness stiffness diagnosis completion signal (310) is set (step S504). At this time, if the thickness stiffness diagnosis completion signal (310) is set (step S504: Yes), the process proceeds to step S505, and if the thickness stiffness diagnosis completion signal (310) is not set (step S504: No), the process ends. Here, the thickness stiffness diagnosis completion signal (310) is set when the thickness stiffness diagnosis process is executed by the thickness stiffness diagnosis unit (70).
診断装置(2)は、初期値の存在を判定する(ステップS505)。ここで、診断装置(2)は、初期日時(502x)が設定されているかを判断する。このとき、診断装置(2)は、初期値が存在しない場合(ステップS505:Yes)、初期化実行信号2(508)をセットし(ステップS508)、ステップS510以降の処理に移行する。一方、診断装置(2)は、初期値が存在する場合(ステップS505:No)、ステップS506の処理に移行する。 The diagnostic device (2) determines whether an initial value exists (step S505). Here, the diagnostic device (2) determines whether an initial date and time (502x) has been set. At this time, if an initial value does not exist (step S505: Yes), the diagnostic device (2) sets the initialization execution signal 2 (508) (step S508) and proceeds to processing from step S510 onwards. On the other hand, if an initial value exists (step S505: No), the diagnostic device (2) proceeds to processing of step S506.
診断装置(2)は、初期化フラグ(301t)がセットされているかを判定する(ステップS506)。このとき、診断装置(2)は、初期化フラグ(301t)がセットされている場合(ステップS506:Yes)、初期化実行信号2(508)をセットし(ステップS508)、ステップS510以降の処理に移行する。一方、診断装置(2)は、初期化フラグ(301t)がセットされていない場合(ステップS506:No)、ステップS507の処理に移行する。 The diagnostic device (2) determines whether the initialization flag (301t) is set (step S506). At this time, if the initialization flag (301t) is set (step S506: Yes), the diagnostic device (2) sets the initialization execution signal 2 (508) (step S508) and proceeds to processing from step S510 onwards. On the other hand, if the initialization flag (301t) is not set (step S506: No), the diagnostic device (2) proceeds to processing of step S507.
診断装置(2)は、初期化実行命令(502u)がセットされているかを判定する(ステップS507)。このとき、診断装置(2)は、初期化実行命令(502u)がセットされている場合(ステップS507:Yes)、初期化実行信号2(508)をセットし(ステップS508)、ステップS510以降の処理に移行する。一方、診断装置(2)は、初期化実行命令(502u)がセットされていない場合(ステップS507:No)、更新実行信号(509)をセットし(ステップS509)、ステップS510以降の処理に移行する。 The diagnostic device (2) determines whether the initialization execution command (502u) is set (step S507). At this time, if the initialization execution command (502u) is set (step S507: Yes), the diagnostic device (2) sets the initialization execution signal 2 (508) (step S508) and proceeds to processing from step S510 onwards. On the other hand, if the initialization execution command (502u) is not set (step S507: No), the diagnostic device (2) sets the update execution signal (509) (step S509) and proceeds to processing from step S510 onwards.
(5-5-3.流量初期化処理の流れ)
診断装置(2)は、流量診断設定値(502)を初期化し、初期化実行命令(502u)をセットし、流量補正係数fk(28u)に初期値1.0を設定し、流量診断結果(501)を初期化し、流量診断異常(501r)をリセットし、初期化フラグ(501t)をセットし、更新フラグ(501s)をセットし、流量校正完了信号(120)をリセットし、処理を終了する。
(5-5-3. Flow of flow rate initialization process)
The diagnostic device (2) initializes the flow diagnosis setting value (502), sets an initialization execution command (502u), sets the flow correction coefficient fk (28u) to an initial value of 1.0, initializes the flow diagnosis result (501), resets the flow diagnosis abnormality (501r), sets the initialization flag (501t), sets the update flag (501s), resets the flow calibration completion signal (120), and ends the process.
(5-5-4.剛性肉厚初期化処理の流れ)
診断装置(2)は、流量診断設定値(502)を初期化し、初期化実行命令(502u)をリセットし、流量補正係数fk(28u)に初期値1.0を設定し、流量診断結果(501)を初期化し、流量診断異常(501r)をリセットし、初期化フラグ(501t)をセットし、更新フラグ(501s)をセットし、肉厚剛性診断完了信号(310)をリセットし、処理を終了する。
(5-5-4. Flow of rigidity thickness initialization process)
The diagnostic device (2) initializes the flow rate diagnosis setting value (502), resets the initialization execution command (502u), sets the flow rate correction coefficient fk (28u) to an initial value of 1.0, initializes the flow rate diagnosis result (501), resets the flow rate diagnosis abnormality (501r), sets the initialization flag (501t), sets the update flag (501s), resets the thickness/stiffness diagnosis completion signal (310), and ends the process.
(5-5-5.流量補正係数更新処理の流れ)
診断装置(2)は、流量補正係数、流量誤差率、流量変動率を計算する。このとき、診断装置(2)は、流量変動率rqd(501c)の絶対値が流量変動許容値(502h)より大きい場合に、流量係数選択信号(504)をセットし、流量補正係数fk(28u)を設定する。また、診断装置(2)は、流量誤差率rqe(501b)の絶対値が、流量誤差警報値(502r)より大きい場合に、流量診断異常(501r)をセットする。一方、診断装置(2)は、流量誤差率rqe(501b)の絶対値が流量誤差警報値(502r)以下である場合に、流量診断異常(501r)をリセットする。
(5-5-5. Flow of flow rate correction coefficient update process)
The diagnostic device (2) calculates the flow correction coefficient, the flow error rate, and the flow rate fluctuation rate. At this time, if the absolute value of the flow rate fluctuation rate rqd (501c) is greater than the flow rate fluctuation allowable value (502h), the diagnostic device (2) sets the flow coefficient selection signal (504) and sets the flow correction coefficient fk (28u). Also, if the absolute value of the flow rate error rate rqe (501b) is greater than the flow rate error alarm value (502r), the diagnostic device (2) sets a flow rate diagnosis abnormality (501r). On the other hand, if the absolute value of the flow rate error rate rqe (501b) is equal to or less than the flow rate error alarm value (502r), the diagnostic device (2) resets the flow rate diagnosis abnormality (501r).
診断装置(2)は、初期化フラグ(501t)をリセットし、更新フラグ(501s)をセットし、肉厚剛性診断完了信号(310)をリセットし、処理を終了する。 The diagnostic device (2) resets the initialization flag (501t), sets the update flag (501s), resets the thickness stiffness diagnosis completion signal (310), and ends the process.
(5-6.時期予測診断処理の流れ)
図43を用いて、時期予測診断処理の流れについて説明する。図43は、実施形態に係る時期予測診断処理全体の流れの一例を示すフローチャートである。なお、下記のステップS601~S605の処理は、異なる順序で実行することもできる。また、下記のステップS601~S605の処理のうち、省略される処理があってもよい。
(5-6. Flow of timing prediction diagnosis process)
The flow of the timing prediction diagnosis process will be described with reference to Fig. 43. Fig. 43 is a flowchart showing an example of the flow of the entire timing prediction diagnosis process according to the embodiment. Note that the processes of steps S601 to S605 below can be executed in a different order. Also, some of the processes of steps S601 to S605 below may be omitted.
診断装置(2)は、更新フラグがセットされているかを判定する(ステップS601)。このとき、診断装置(2)は、更新フラグがセットされている場合(ステップS601:Yes)、ステップS602の処理に移行する。一方、診断装置(2)は、更新フラグがいずれもセットされていない場合(ステップS601:No)、処理を終了する。なお、診断データの更新フラグは、各診断の結果に含まれる。 The diagnostic device (2) determines whether an update flag is set (step S601). At this time, if an update flag is set (step S601: Yes), the diagnostic device (2) proceeds to the process of step S602. On the other hand, if none of the update flags are set (step S601: No), the diagnostic device (2) ends the process. Note that the update flag of the diagnostic data is included in the result of each diagnosis.
診断装置(2)は、密度校正結果(151)、密度診断結果(201)、肉厚剛性診断結果(301)および流量診断結果(501)をチェックし、診断結果のデータを取り込み(ステップS602)、取り込んだデータから変化傾向値(601)を算出し(ステップS603)、変化傾向値(601)と診断目標値(602)とから時期予測診断結果(603)を算出し(ステップS604)、更新フラグをリセットし(ステップS605)、処理を終了する。 The diagnostic device (2) checks the density calibration result (151), density diagnosis result (201), thickness stiffness diagnosis result (301), and flow rate diagnosis result (501), imports the diagnosis result data (step S602), calculates a change trend value (601) from the imported data (step S603), calculates a timing prediction diagnosis result (603) from the change trend value (601) and the diagnosis target value (602) (step S604), resets the update flag (step S605), and ends the process.
〔6.実施形態の効果〕
最後に、実施形態の効果について説明する。以下では、実施形態に係る処理に対応する効果1~7について説明する。
6. Effects of the embodiment
Finally, effects of the embodiment will be described below:
(6-1.効果1)
上述した実施形態に係る処理では、振動させた振動管(11)に作用するコリオリ力に基づいて振動管(11)を流れる流体の流量および密度を計測するコリオリ質量流量計(1)を校正することによって生成された流体の密度の校正に関する密度校正結果(151)に基づいて、密度の校正前後の流体の密度誤差に関する密度診断結果(201)を生成し、密度診断結果(201)に基づいて振動管(11)の肉厚および剛性のうち少なくとも1つに関する計算を実行し、振動管(11)の変化に関する肉厚剛性診断結果(301)を生成する。このため、本処理では、コリオリ質量流量計(1)の振動管(11)の状態を正確に診断することができる。
(6-1. Effect 1)
In the process according to the embodiment described above, a density diagnostic result (201) relating to the density error of the fluid before and after the density calibration is generated based on a density calibration result (151) relating to the calibration of the density of the fluid generated by calibrating the Coriolis mass flowmeter (1) that measures the flow rate and density of the fluid flowing through the vibrating tube (11) based on the Coriolis force acting on the vibrated vibrating tube (11), and a calculation is performed on at least one of the thickness and rigidity of the vibrating tube (11) based on the density diagnostic result (201) to generate a thickness rigidity diagnostic result (301) relating to the change in the vibrating tube (11). Therefore, in this process, the state of the vibrating tube (11) of the Coriolis mass flowmeter (1) can be accurately diagnosed.
(6-2.効果2)
上述した実施形態に係る処理では、初期の密度測定係数と、密度校正結果(151)が示す密度測定係数と、測定対象の密度とを用いて密度誤差を算出し、密度診断結果(201)が示す密度測定係数の変化率と振動管(11)の設計値とを用いて、振動管(11)の肉厚変化および剛性変化に関する結果のうち少なくとも1つを含む肉厚剛性診断結果(301)を生成し、肉厚剛性診断結果(301)が閾値以上である場合に、振動管(11)に関する異常を検出する。このため、本処理では、密度診断結果(201)および肉厚剛性診断結果(301)を効果的に生成することにより、コリオリ質量流量計(1)の振動管(11)の状態を正確に診断することができる。
(6-2. Effect 2)
In the process according to the embodiment described above, a density error is calculated using the initial density measurement coefficient, the density measurement coefficient indicated by the density calibration result (151), and the density of the object to be measured, and a thickness and stiffness diagnosis result (301) including at least one of the results related to the thickness change and stiffness change of the vibration tube (11) is generated using the change rate of the density measurement coefficient indicated by the density diagnosis result (201) and the design value of the vibration tube (11), and an abnormality related to the vibration tube (11) is detected when the thickness and stiffness diagnosis result (301) is equal to or greater than a threshold value. Therefore, in this process, the density diagnosis result (201) and the thickness and stiffness diagnosis result (301) are effectively generated, thereby making it possible to accurately diagnose the state of the vibration tube (11) of the Coriolis mass flowmeter (1).
(6-3.効果3)
上述した実施形態に係る処理では、振動管(11)の内径、肉厚、肉厚変化、肉厚変化率、剛性変化率、腐食診断および付着診断のうち少なくとも1つを含む肉厚剛性診断結果(301)を生成する。このため、本処理では、肉厚剛性診断結果(301)を効果的に使用することにより、コリオリ質量流量計(1)の振動管(11)の状態を正確に診断することができる。
(6-3. Effect 3)
In the process according to the embodiment described above, a thickness/rigidity diagnosis result (301) is generated that includes at least one of the inner diameter, thickness, thickness change, thickness change rate, rigidity change rate, corrosion diagnosis, and adhesion diagnosis of the vibration tube (11). Therefore, in this process, the thickness/rigidity diagnosis result (301) is effectively used to accurately diagnose the state of the vibration tube (11) of the Coriolis mass flowmeter (1).
(6-4.効果4)
上述した実施形態に係る処理では、肉厚剛性診断結果(301)に基づいて流体の流量に関する計算を実行し、流体の流量誤差に関する流量診断結果(501)を生成する。このため、本処理では、流量診断結果(501)を生成することにより、コリオリ質量流量計(1)の振動管(11)の状態を正確に診断するとともに、流量に関する簡易補正を行うことができる。
(6-4. Effect 4)
In the process according to the embodiment described above, a calculation related to the flow rate of the fluid is performed based on the thickness/rigidity diagnosis result (301) to generate a flow rate diagnosis result (501) related to the flow rate error of the fluid. Therefore, in this process, by generating the flow rate diagnosis result (501), it is possible to accurately diagnose the state of the vibrating tube (11) of the Coriolis mass flowmeter (1) and perform a simple correction related to the flow rate.
(6-5.効果5)
上述した実施形態に係る処理では、剛性変化率、肉厚変化率および密度測定係数の変化率のうち少なくとも1つを用いて流量補正係数を算出し、算出した流量補正係数に基づいて、コリオリ質量流量計(1)が流量の計測に用いる流量補正係数の更新制御を実行する。本処理では、流量診断結果(501)を効果的に生成することにより、コリオリ質量流量計(1)の振動管(11)の状態を正確に診断するとともに、流量に関する簡易補正を行うことができる。
(6-5. Effect 5)
In the process according to the embodiment described above, a flow correction coefficient is calculated using at least one of the stiffness change rate, the wall thickness change rate, and the change rate of the density measurement coefficient, and based on the calculated flow correction coefficient, update control of the flow correction coefficient used by the Coriolis mass flowmeter (1) to measure the flow rate is performed. In this process, by effectively generating a flow diagnosis result (501), it is possible to accurately diagnose the state of the vibrating tube (11) of the Coriolis mass flowmeter (1) and perform simple correction related to the flow rate.
(6-6.効果6)
上述した本実施形態に係る処理では、密度校正結果(151)、密度診断結果(201)、肉厚剛性診断結果(301)または流量診断結果(501)に基づいて、コリオリ質量流量計(1)における障害の発生、メインテナンスもしくは機器の交換に関する所要時間、稼働時間または流体の積算流量を予測し、時期予測診断結果として生成する。このため、本処理では、コリオリ質量流量計(1)の振動管(11)の状態を正確に診断するとともに、診断結果を効果的に活用することができる。
(6-6. Effect 6)
In the process according to the present embodiment described above, the occurrence of a fault in the Coriolis mass flowmeter (1), the time required for maintenance or equipment replacement, the operating time, or the integrated flow rate of the fluid are predicted based on the density calibration result (151), the density diagnosis result (201), the wall thickness/rigidity diagnosis result (301), or the flow rate diagnosis result (501), and generated as a timing prediction diagnosis result. Therefore, in this process, the condition of the vibrating tube (11) of the Coriolis mass flowmeter (1) can be accurately diagnosed, and the diagnosis result can be effectively utilized.
(6-7.効果7)
上述した本実施形態に係る処理では、密度校正結果(151)、密度診断結果(201)、肉厚剛性診断結果(301)または流量診断結果(501)が所定の警報値を超過した場合には、振動管(11)に関する異常を通知する。このため、本処理では、コリオリ質量流量計(1)の振動管(11)の状態を正確に診断するとともに、診断結果を効果的に活用し、有益な情報を提供することができる。
(6-7. Effect 7)
In the process according to the present embodiment described above, if the density calibration result (151), the density diagnosis result (201), the wall thickness stiffness diagnosis result (301), or the flow rate diagnosis result (501) exceeds a predetermined alarm value, an abnormality related to the vibrating tube (11) is notified. Therefore, in this process, the condition of the vibrating tube (11) of the Coriolis mass flowmeter (1) is accurately diagnosed, and the diagnosis result is effectively utilized to provide useful information.
〔システム〕
上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
〔system〕
The information including the processing procedures, control procedures, specific names, various data and parameters shown in the above documents and drawings can be changed arbitrarily unless otherwise specified.
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散や統合の具体的形態は図示のものに限られない。つまり、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。 In addition, each component of each device shown in the figure is a functional concept, and does not necessarily have to be physically configured as shown in the figure. In other words, the specific form of distribution and integration of each device is not limited to that shown in the figure. In other words, all or part of them can be functionally or physically distributed and integrated in any unit depending on various loads, usage conditions, etc.
さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、CPUおよび当該CPUにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。 Furthermore, each processing function performed by each device may be realized, in whole or in part, by a CPU and a program analyzed and executed by the CPU, or may be realized as hardware using wired logic.
〔ハードウェア〕
次に、診断装置(2)のハードウェア構成例を説明する。なお、他の装置も同様のハードウェア構成とすることができる。図44は、ハードウェア構成例を説明する図である。図44に示すように、診断装置(2)は、通信装置(2a)、HDD(Hard Disk Drive)(2b)、メモリ(2c)、プロセッサ(2d)を有する。また、図44に示した各部は、バス等で相互に接続される。
[Hardware]
Next, a hardware configuration example of the diagnostic device (2) will be described. Note that other devices can also have a similar hardware configuration. FIG. 44 is a diagram for explaining a hardware configuration example. As shown in FIG. 44, the diagnostic device (2) has a communication device (2a), a hard disk drive (HDD) (2b), a memory (2c), and a processor (2d). In addition, each unit shown in FIG. 44 is connected to each other by a bus or the like.
通信装置(2a)は、ネットワークインタフェースカードなどであり、他のサーバとの通信を行う。HDD(2b)は、図4に示した機能を動作させるプログラムやDBを記憶する。 The communication device (2a) is a network interface card or the like, and communicates with other servers. The HDD (2b) stores the programs and DB that operate the functions shown in FIG. 4.
プロセッサ(2d)は、図4に示した各処理部と同様の処理を実行するプログラムをHDD(2b)等から読み出してメモリ(2c)に展開することで、図4等で説明した各機能を実行するプロセスを動作させる。例えば、このプロセスは、診断装置(2)が有する各処理部と同様の機能を実行する。具体的には、プロセッサ(2d)は、密度誤差診断部(61)、肉厚剛性診断部(70)、流量誤差診断簡易補正部(80)、時期予測診断部(90)等と同様の機能を有するプログラムをHDD(2b)等から読み出す。そして、プロセッサ(2d)は、密度誤差診断部(61)、肉厚剛性診断部(70)、流量誤差診断簡易補正部(80)、時期予測診断部(90)等と同様の処理を実行するプロセスを実行する。 The processor (2d) reads out a program that executes the same processes as the respective processing units shown in FIG. 4 from the HDD (2b) or the like and expands it in the memory (2c), thereby operating a process that executes the respective functions described in FIG. 4 or the like. For example, this process executes the same functions as the respective processing units possessed by the diagnostic device (2). Specifically, the processor (2d) reads out a program having the same functions as the density error diagnostic unit (61), the thickness stiffness diagnostic unit (70), the flow rate error diagnosis simple correction unit (80), the timing prediction diagnostic unit (90), and the like from the HDD (2b) or the like. Then, the processor (2d) executes a process that executes the same processes as the density error diagnostic unit (61), the thickness stiffness diagnostic unit (70), the flow rate error diagnosis simple correction unit (80), the timing prediction diagnostic unit (90), and the like.
このように、診断装置(2)は、プログラムを読み出して実行することで各種処理方法を実行する情報処理装置として動作する。また、診断装置(2)は、媒体読取装置によって記録媒体から上記プログラムを読み出し、読み出された上記プログラムを実行することで上記した実施形態と同様の機能を実現することもできる。なお、この他の実施形態でいうプログラムは、診断装置(2)によって実行されることに限定されるものではない。例えば、他のコンピュータまたはサーバがプログラムを実行する場合や、これらが協働してプログラムを実行するような場合にも、本発明を同様に適用することができる。 In this way, the diagnostic device (2) operates as an information processing device that executes various processing methods by reading and executing a program. The diagnostic device (2) can also realize functions similar to those of the above-mentioned embodiment by reading the program from a recording medium using a media reading device and executing the read program. Note that the program in these other embodiments is not limited to being executed by the diagnostic device (2). For example, the present invention can be similarly applied to cases where another computer or server executes a program, or where these cooperate to execute a program.
このプログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することができる。また、このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク(FD)、CD-ROM、MO(Magneto-Optical disk)、DVD(Digital Versatile Disc)などのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することができる。 This program can be distributed via a network such as the Internet. In addition, this program can be recorded on a computer-readable recording medium such as a hard disk, a flexible disk (FD), a CD-ROM, an MO (Magneto-Optical disk), or a DVD (Digital Versatile Disc), and can be executed by being read from the recording medium by a computer.
1 コリオリ質量流量計
2 診断装置
3 校正装置
10 検出部
11 振動管
20 変換部
21 駆動制御部
22 質量流量演算部
23 密度演算部
30 表示操作部
31 外部装置
40 校正制御部
41 質量流量校正部
51 密度校正部
60 診断制御部
61 密度誤差診断部
70 肉厚剛性診断部
80 流量誤差簡易補正部
90 時期予測診断部
200 送受信部
300 通知部
1000 診断システム
REFERENCE SIGNS
Claims (8)
前記密度校正結果に基づいて、前記密度の校正前後の前記流体の密度誤差に関する密度診断結果を生成する密度誤差診断部と、
前記密度校正結果または前記密度診断結果に基づいて前記振動管の肉厚および剛性のうち少なくとも1つに関する計算を実行し、前記振動管の変化に関する肉厚剛性診断結果を生成する肉厚剛性診断部と、
前記肉厚剛性診断結果に基づいて前記流体の流量に関する計算を実行し、前記流体の流量誤差に関する流量診断結果を生成する流量誤差診断簡易補正部と、
を備える診断装置。 a transceiver for acquiring a density calibration result related to the calibration of the density of a fluid generated by calibrating a Coriolis mass flowmeter that measures a flow rate and density of a fluid flowing through a vibrating tube based on a Coriolis force acting on the vibrating tube;
a density error diagnosis unit that generates a density diagnosis result regarding a density error of the fluid before and after the density calibration based on the density calibration result;
a thickness and stiffness diagnosis unit that performs calculations regarding at least one of the thickness and stiffness of the vibration tube based on the density calibration result or the density diagnosis result, and generates a thickness and stiffness diagnosis result regarding a change in the vibration tube;
a flow rate error diagnosis simple correction unit that performs a calculation regarding a flow rate of the fluid based on the wall thickness stiffness diagnosis result and generates a flow rate diagnosis result regarding a flow rate error of the fluid;
A diagnostic device comprising:
初期の密度測定係数と、前記密度校正結果が示す密度測定係数と、測定対象の密度とを用いて前記密度誤差を算出し、
前記肉厚剛性診断部は、
前記密度校正結果または前記密度診断結果が示す密度測定係数の変化率と前記振動管の設計値とを用いて、前記振動管の肉厚変化、剛性変化、腐食および付着に関する結果のうち少なくとも1つを含む前記肉厚剛性診断結果を生成し、
前記肉厚剛性診断結果が閾値以上である場合に、前記振動管に関する異常を検出する、
請求項1に記載の診断装置。 The density error diagnosis unit includes:
Calculating the density error using an initial density measurement coefficient, a density measurement coefficient indicated by the density calibration result, and the density of the object to be measured;
The thickness and rigidity diagnosis unit includes:
Using the rate of change of the density measurement coefficient indicated by the density calibration result or the density diagnosis result and the design value of the vibration tube, a thickness and stiffness diagnosis result is generated, the thickness and stiffness diagnosis result including at least one result related to a thickness change, a stiffness change, corrosion, and adhesion of the vibration tube;
When the wall thickness rigidity diagnosis result is equal to or greater than a threshold value, an abnormality related to the vibration pipe is detected.
The diagnostic device of claim 1 .
前記振動管の内径、肉厚、肉厚変化、肉厚変化率、剛性変化率、腐食診断および付着診断のうち少なくとも1つを含む前記肉厚剛性診断結果を生成する、
請求項2に記載の診断装置。 The thickness and rigidity diagnosis unit includes:
generating a thickness/rigidity diagnosis result including at least one of an inner diameter, a wall thickness, a wall thickness change, a wall thickness change rate, a rigidity change rate, a corrosion diagnosis, and an adhesion diagnosis of the vibration tube;
The diagnostic device of claim 2 .
前記振動管の剛性変化率、肉厚変化率および密度測定係数の変化率のうち少なくとも1つを用いて、流量補正係数および流量誤差のうち少なくとも1つを含む前記流量診断結果を生成し、
前記流量補正係数に基づいて、前記コリオリ質量流量計が前記流量の計測に用いる流量補正係数の更新制御を実行する、
請求項1に記載の診断装置。 The flow rate error diagnosis simple correction unit includes:
generating the flow diagnostic result including at least one of a flow correction coefficient and a flow error using at least one of a stiffness change rate, a wall thickness change rate, and a density measurement coefficient change rate of the vibration pipe;
and performing update control of a flow rate correction coefficient used by the Coriolis mass flowmeter to measure the flow rate based on the flow rate correction coefficient.
The diagnostic device of claim 1 .
をさらに備える請求項1に記載の診断装置。 a timing prediction and diagnosis unit that predicts the occurrence of a fault in the Coriolis mass flowmeter, the time required for maintenance or equipment replacement, the operating time, or the integrated flow rate of the fluid based on the density calibration result, the density diagnosis result, the wall thickness and stiffness diagnosis result, or the flow rate diagnosis result, and generates the result as a timing prediction and diagnosis result;
The diagnostic device of claim 1 further comprising:
をさらに備える請求項5に記載の診断装置。 a notification unit that notifies an abnormality related to the vibration pipe when the density calibration result, the density diagnosis result, the wall thickness rigidity diagnosis result, or the flow rate diagnosis result exceeds a predetermined alarm value;
The diagnostic device of claim 5 further comprising:
振動させた振動管に作用するコリオリ力に基づいて前記振動管を流れる流体の流量および密度を計測するコリオリ質量流量計を校正することによって生成された前記流体の密度の校正に関する密度校正結果を取得し、
前記密度校正結果に基づいて、前記密度の校正前後の前記流体の密度誤差に関する密度診断結果を生成し、
前記密度校正結果または前記密度診断結果に基づいて前記振動管の肉厚および剛性のうち少なくとも1つに関する計算を実行し、前記振動管の変化に関する肉厚剛性診断結果を生成し、
前記肉厚剛性診断結果に基づいて前記流体の流量に関する計算を実行し、前記流体の流量誤差に関する流量診断結果を生成する、
処理を実行する診断方法。 The computer
A density calibration result is obtained regarding calibration of the density of the fluid generated by calibrating a Coriolis mass flowmeter that measures a flow rate and density of the fluid flowing through a vibrating tube based on a Coriolis force acting on the vibrating tube;
generating a density diagnostic result regarding a density error of the fluid before and after the density calibration based on the density calibration result;
Calculating at least one of the thickness and stiffness of the vibration tube based on the density calibration result or the density diagnosis result to generate a thickness stiffness diagnosis result regarding the change of the vibration tube;
Executing a calculation related to a flow rate of the fluid based on the wall thickness stiffness diagnosis result, and generating a flow rate diagnosis result related to a flow rate error of the fluid.
A diagnostic method to perform the action.
振動させた振動管に作用するコリオリ力に基づいて前記振動管を流れる流体の流量および密度を計測するコリオリ質量流量計を校正することによって生成された前記流体の密度の校正に関する密度校正結果を取得し、
前記密度校正結果に基づいて、前記密度の校正前後の前記流体の密度誤差に関する密度診断結果を生成し、
前記密度校正結果または前記密度診断結果に基づいて前記振動管の肉厚および剛性のうち少なくとも1つに関する計算を実行し、前記振動管の変化に関する肉厚剛性診断結果を生成し、
前記肉厚剛性診断結果に基づいて前記流体の流量に関する計算を実行し、前記流体の流量誤差に関する流量診断結果を生成する、
処理を実行させる診断プログラム。 On the computer,
A density calibration result is obtained regarding calibration of the density of the fluid generated by calibrating a Coriolis mass flowmeter that measures a flow rate and density of the fluid flowing through a vibrating tube based on a Coriolis force acting on the vibrating tube;
generating a density diagnostic result regarding a density error of the fluid before and after the density calibration based on the density calibration result;
Calculating at least one of the thickness and stiffness of the vibration tube based on the density calibration result or the density diagnosis result to generate a thickness stiffness diagnosis result regarding the change of the vibration tube;
Executing a calculation related to a flow rate of the fluid based on the wall thickness stiffness diagnosis result, and generating a flow rate diagnosis result related to a flow rate error of the fluid.
A diagnostic program that performs the process.
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