(57)【要約】      （修正有）【課題】ハードウェアの付加を要することなく、構成簡単かつローコストに実施できるものでありながら、不具合弁を容易迅速かつ確実に特定し検出することができる流体流路装置における不具合電磁弁の検出方法及びそのシステムを提供する。【解決手段】予め定められた複数個の自動弁ＳＶ−１〜ＳＶ−５または手動弁の開閉動作パターンに対応して複数の流路４，７，１４，１５に流体を流動させた際の流量等の流体物理量の正常値からなる基準値と前記複数個の弁の開閉動作の遷移状態を数値化した数値とを用いて作成した弁検査パターンを記憶しておき、この弁検査パターンの実行によって、計測される流体物理量の値と基準値との比較判定により不具合候補の弁を抽出するとともに、不具合候補の弁の遷移状態の数値を積算することで複数個の不具合候補の弁の中から不具合弁の特定を行うようにしている。【選択図】図２
2010101468.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の自動弁または手動弁を予め定められたパターンで開閉動作させることにより、流体を選択的かつ順次的に切替え流動させる複数の流路を有し、これら複数の流路に流体を選択的かつ順次的に流動させた際の流体物理量の正常値を基準値とし、これら基準値と前記複数個の弁の開閉動作の遷移状態を数値化した数値とを記憶した弁検査パターンを作成しておき、この弁検査パターンを実行した時に計測される流体物理量の値と前記基準値とを比較して両値が異なると判定された場合、流体が現に流動している流路に関与する弁の中から不具合候補の弁を抽出し、さらに、複数の前記弁検査パターンを実行して不具合候補として抽出された弁の遷移状態の数値を積算することにより、不具合弁を特定することを特徴とする流体流路装置における不具合弁の検出方法。
【請求項２】
複数個の自動弁または手動弁を予め定められたパターンで開閉動作させることにより、流体を選択的かつ順次的に切替え流動させる複数の流路を有するとともに、これら複数の流路に流体を選択的かつ順次的に流動させた際の流体物理量を計測する少なくとも一つの計測センサを有する流体流路装置において、前記複数の流路に流体を流動させた際に前記計測センサにより計測される流体物理量の正常値を基準値とし、これら基準値と前記複数個の弁の開閉動作の遷移状態を数値化した数値とにより作成した弁検査パターンを記憶する手段と、この記憶された弁検査パターンを読み出して実行した時に前記計測センサにより計測される流体物理量の値と前記基準値とを比較して両値が異なると判定された場合、流体が現に流動している流路に関与する弁の中から不具合候補の弁を抽出し、さらに、複数の前記弁検査パターンを実行して不具合候補として抽出された弁の遷移状態の数値を積算することにより、不具合弁を特定する演算処理手段とを備えていることを特徴とする流体流路装置における不具合弁の検出システム。
【請求項３】
前記弁検査パターンの記憶手段に記憶されている弁の遷移状態の数値が、複数の流路に関与する弁について、不具合の発生度合いに応じて、その度合いが大きいほど大きな数値となるように重み付けされたものである請求項２に記載の流体流路装置における不具合弁の検出システム。
【請求項４】
前記流体物理量の値が、流路に本来的に介装されている温度計、圧力計、圧力スイッチ、流体分析計を含む既設の計測センサによる計測値である請求項２または３に記載の流体流路装置における不具合弁の検出システム。
【請求項５】
対象とする流体流路装置が、ガス分析計にスパンガス、ゼロガス、測定ガスを選択的かつ順次的に流動させてガス分析を行うための複数の流路を有するものである請求項２ないし４のいずれかに記載の流体流路装置における不具合弁の検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ガス分析計にスパンガス、ゼロガス、測定ガスを選択的かつ順次的に流動させてガス分析を行うガス分析用ガス流路装置のように、複数個の弁を予め定められたパターンで開閉動作させることにより、流体を選択的かつ順次的に切替え流動させる複数の流路を有する流体流路装置における不具合弁の検出方法及びその検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の流体流路装置における不具合電磁弁の検出手段として、従来、電磁弁の吸着コイル近傍に検査コイルを設け、そのうち一方のコイルに閉弁維持程度のパルス電圧を印加し、そのとき、他方のコイルに発生する誘導起電力を検出して、その誘導起電力を所定の基準値と比較することにより、電磁弁の開弁故障（不具合の一例）を検知するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、電磁弁の開側ソレノイドと閉側ソレノイドに対して、ＣＰＵから一方のソレノイドに通電信号を、他方のソレノイドに通電遮断信号を出力して、非通電ソレノイド側の出力端子における電圧波形の有無を検出することにより、エッジが検出されていないと判定された場合、通電されているソレノイド又はそれの接続回路が断線故障（不具合の一例）していると診断するようにしたものも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１０８２３２号公報
【特許文献２】特開平８−３１９８７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１で示す従来技術の場合は、電磁弁自体に検査コイルを付加する必要があるとともに、バルス電圧印加用回路及び誘導起電力検出・比較回路などの不具合検出回路の付加も必要であり、また、上記特許文献２で示す従来技術の場合も、近接する複数のソレノイドを必要とするとともに、それらソレノイドに通電及び通電遮断の制御信号を出力するＣＰＵやエッジ検出回路などを付加する必要もある。このように複数個の電磁弁を備えた流体流路装置に従来技術を適用した場合、各電磁弁毎にコイルやソレノイド及び上記のような回路などハードウェアの付加が必要となるために、装置の全体構成が非常に複雑化するとともに、著しいコストアップを招くといった問題があるのみならず、複数個の電磁弁を一つ一つ順番に検査（診断）していかねばならないために、不具合の発生した電磁弁を特定するのに多大な操作手数及び時間を要するという問題がある。
【０００６】
また、上記した従来技術の場合はいずれも、電磁弁のソレノイドが正常位置まで移動していると正常と看做されるために、例えば微細な異物が弁座に付着して閉弁状態で微小に生じているリークなどの異常、不具合を検出することは困難であるという問題があった。
【０００７】
上述のような問題は、電磁弁に限らず、モータ制御弁などの電気駆動弁や、空気制御弁あるいは油圧制御弁などの流体駆動弁等の自動弁、さらには人手により開閉操作される手動弁を有する流体流路装置においても、同様に生じる問題である。
【０００８】
本発明は上述の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、ハードウェアの付加を要することなく、構成簡単かつローコストに実施できるものでありながら、不具合弁を容易迅速かつ確実に特定し検出することができる流体流路装置における不具合弁の検出方法及びそのシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために案出された本発明に係る流体流路装置における不具合弁の検出方法は、複数個の自動弁または手動弁を予め定められたパターンで開閉動作させることにより、流体を選択的かつ順次的に切替え流動させる複数の流路を有し、これら複数の流路に流体を選択的かつ順次的に流動させた際の流体物理量の正常値を基準値とし、これら基準値と前記複数個の弁の開閉動作の遷移状態を数値化した数値とを記憶した弁検査パターンを作成しておき、この弁検査パターンを実行した時に計測される流体物理量の値と前記記憶された基準値とを比較して両値が異なると判定された場合、流体が現に流動している流路に関与する弁の中から不具合候補の弁を抽出し、さらに、複数の前記弁検査パターンを実行して不具合候補として抽出された弁の遷移状態の数値を積算することにより、不具合弁を特定することを特徴としている（請求項１）。
【００１０】
また、上記と同一の目的を達成するために案出された本発明に係る流体流路装置における不具合弁の検出システムは、複数個の自動弁または手動弁を予め定められたパターンで開閉動作させることにより、流体を選択的かつ順次的に切替え流動させる複数の流路を有するとともに、これら複数の流路に流体を選択的かつ順次的に流動させた際の流体物理量を計測する少なくとも一つの計測センサを有する流体流路装置において、前記複数の流路に流体を流動させた際に前記計測センサにより計測される流体物理量の正常値を基準値とし、これら基準値と前記複数個の弁の開閉動作の遷移状態を数値化した数値とにより作成した弁検査パターンを記憶する手段と、この記憶された弁検査パターンを読み出して実行した時に前記計測センサにより計測される流体物理量の値と前記基準値とを比較して両値が異なると判定された場合、流体が現に流動している流路に関与する弁の中から不具合候補の弁を抽出し、さらに、複数の前記弁検査パターンを実行して不具合候補として抽出された弁の遷移状態の数値を積算することにより、不具合弁を特定する演算処理手段とを備えていることを特徴としている（請求項２）。
【発明の効果】
【００１１】
上記のような特徴構成を有する請求項１及び請求項２に係る本発明によれば、予め定められた複数個の自動弁または手動弁の開閉動作パターンに対応して複数の流路に流体を流動させた際の流量等の流体物理量の正常値からなる基準値と前記複数個の弁の開閉動作の遷移状態を数値化した数値とを用いて作成し記憶した弁検査パターンというソフトウェアを、例えばガス分析など流体流路装置の各動作開始前や自己診断の必要時に実行することによって、現実に流体が流動している流路に関与する弁に不具合が生じていて、計測センサにより計測される流体物理量の値が基準値と異なると判定された場合、複数個の弁の中から不具合候補の弁を抽出することが可能であり、また、このとき、不具合候補の弁が複数抽出された場合、複数の弁検査パターンを実行して不具合候補として抽出された弁の遷移状態の数値を積算することによって、複数個の不具合候補の弁の中から不具合弁を特定することが可能である。したがって、複数個の弁毎にそれぞれ検査コイルや複数のソレノイド及び不具合を検出のための特別な回路などハードウェアの付加が全く不要で、装置の全体構成を非常に簡単化することができるとともに、著しいコストダウンを図ることができる。
【００１２】
しかも、前記弁検査パターンを実行するだけでよく、従来技術のように、複数個の弁を一つ一つ順番に検査（診断）する必要がないために、操作手数の著しい減少を図り得るとともに、不具合の発生した弁を非常に短時間のうちに迅速に、かつ、確実に抽出し特定することができる。加えて、弁検査パターンの実行時に各流路に流動している流体流量等の流体物理量の値と正常値として予め記憶されている基準値とを比較して両値に差があるか否かを判定するものであるから、例えば電磁弁の場合、ソレノイドが正常位置にまで移動しているか否かの異常の有無だけでなく、例えば微細な異物が弁座に付着して閉弁状態で微小にリークが生じているなどのあらゆる弁の不具合を確実に検出し、その不具合弁を特定することができる。したがって、流体流路装置全体の本来機能が常に確実に達成されるような的確な検査を実現できるという効果を奏する。
【００１３】
特に、前記弁の遷移状態の数値として、複数の流路に関与する弁について、不具合の発生度合いに応じて、その度合いが大きいほど大きな数値となるように重み付けすることが望ましい（請求項３）。これは、以下の理由による。
検出対象とする前記弁が、例えば、ソレノイドへの通電時に弁体が開動し、通電停止時に弁体がバネにより閉動するタイプの電磁弁の場合は、弁体自体の作動不良に伴い開動が不確実、不完全になる以外に断線等によりソレノイドへの通電が不能、不良なときも、弁体が開動しないといったように、閉から開への遷移状態のときの不具合の発生度合い、つまり、不具合の発生確率が、ソレノイドへの通電停止に伴いバネの力で弁体を閉動させる開から閉への遷移状態のときよりも大きい。また、検出対象とする前記弁が、上記とは逆にソレノイドへの通電停止時に弁体がバネにより開動し、通電時に弁体が閉動するタイプの電磁弁の場合は、開から閉への遷移状態のときの不具合の発生度合い、つまり、不具合の発生の確率が、閉から開への遷移状態のときよりも大きい。このような電磁弁の開閉タイプに対応して、電磁弁の遷移状態を数値化するにあたり、不具合の発生度合い（確率）が大きいほど大きな数値に重み付けすることによって、上記したいずれのタイプの電磁弁であっても、不具合候補として抽出された複数の電磁弁の中から実際に不具合を発生している電磁弁を必要最小限の弁検査パターンの実行により、容易かつ効率よく特定することができる。
【００１４】
また、本発明において、前記流体物理量の値として、流路に本来的に介装されている温度計、圧力計、圧力スイッチ、流体分析計を含む既設の計測センサによる計測値を用いることが望ましい（請求項４）。この場合は、不具合候補弁の抽出に際して、不具合検出のためだけの特別な計測機器を追加的に設置する必要がなく、計測センサも含めて既存の流体流路装置をそのまま利用して装置全体の構成を簡単かつ低コストに抑えつつ、不具合弁を容易迅速かつ確実に特定し検出することができる。
【００１５】
さらに、本発明が対象とする流体流路装置としては、ガス分析計にスパンガス、ゼロガス、測定ガスを選択的かつ順次的に流動させてガス分析を行うための複数の流路を有するガス分析用流路装置における不具合弁の検出に好適に利用可能である（請求項５）が、このガス分析用流路装置以外のいかなる流体流路装置に適用してもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明方法及びシステムが対象とする流体流路装置としてガス分析用流路装置に適用する場合の一例で、現実には存在しないものであるが、本発明による不具合弁の検出原理を説明するために示した最もシンプルな原理構成図である。
【００１７】
図１に示したガス分析用流路装置１は、校正用スパン（ＳＰＡＮ）ガスを収容したガスボンベ２からガス分析計（計測センサの一例）３に至るガス流路４に、検出対象弁のうち電気駆動弁の一例としての電磁弁ＳＶ−１と流量計（計測センサの一例）５が介在されているとともに、校正用ゼロ（ＺＥＲＯ）ガスを収容したガスボンベ６から前記電磁弁ＳＶ−１と流量計５との間で前記ガス流路４に合流してガス分析計３に至るガス流路７にも電気駆動弁の一例としての電磁弁ＳＶ−２が介在されている。これら二つの電磁弁ＳＶ−１，ＳＶ−２を、制御部８から出力される制御信号Ｃにより、表１に示すように、予め定められたパターンで開閉動作させることにより、前記二つのガス流路４，７にＳＰＡＮガス及びＺＥＲＯガスを選択的かつ順次的に流動させる状態及び二つのガス流路４，７のいずれにもガスを流動させない初期状態（ａｌｌ  ＯＦＦ）の三つのパターンａ，ｂ，ｆに切替え可能に構成されている。なお、表１において、○は電磁弁の開弁状態を、×は閉弁状態を示す。
【００１８】
上記三つのパターンａ，ｂ，ｆに切替えて各流路４，７にＳＰＡＮ及びＺＥＲＯガスを流動させた状態において、前記ガス分析計３による分析値（流体物理量の一例）と流量計５による流量値（流体物理量の一例）を計測し、それら計測した値を正常時の基準値として、後述の判定処理を行うＣＰＵ９のメモリ１０に記憶させる。詳述すると、パターンａでは、例えば分析値が５秒以内に１００±５になり、流量値が５秒以内に１０±１になるか否かを不具合有無の判定基準とし、パターンｂでは、分析値が５秒以内に５未満になり、流量値が５秒以内に１０±１になるか否かを不具合有無の判定基準とし、パターンｆでは、流量値が５秒以内に０になるか否かを不具合有無の判定基準として前記メモリ１０に保存させる。なお、上記した各判定基準の数値は、あくまでも一例である。
【００１９】
【表１】
2010101468.tif 000003
【００２０】
また、前記二つの電磁弁ＳＶ−１，ＳＶ−２の開閉動作の遷移状態を、例えば表２や表３に示すように数値化して、それら遷移状態の数値を前記の各判定基準値と共に前記メモリ１０に記憶させることにより、弁検査パターンが作成されている。この弁検査パターンは前記ＣＰＵ９の演算処理部１１に読み出し可能に構成されているとともに、ＣＰＵ９には、前記演算処理部１１での演算処理結果を表示する表示部１２が接続されている。
【００２１】
なお、表２に示す遷移状態の数値は、電磁弁ＳＶ−１，ＳＶ−２として、ソレノイドへの通電時に弁体が開動し、通電停止時に弁体がバネにより閉動するタイプ（以下、常閉型という）のものを使用した場合の数値であって、このような常閉型の電磁弁の場合は、弁体自体の作動不良に伴い開動が不確実、不完全になる以外に断線等によりソレノイドへの通電が不能、不良なときも、弁体が開動しないことがあるといったように、閉（×）から開（○）への遷移状態のときの不具合の発生度合い（発生確率）が、ソレノイドへの通電停止に伴いバネの力で弁体を閉動させる開（○）から閉（×）への遷移状態のときよりも大きいことに鑑みて、その不具合の発生度合いが大きいほど大きな数値となるように重み付けして、×→×を０、×→○を１０、○→×を１、○→○を５なる数値に設定したものである。
【００２２】
また、表３に示す遷移状態の数値は、電磁弁ＳＶ−１，ＳＶ−２として、ソレノイドへの通電停止時に弁体がバネにより開動し、通電時に弁体が閉動するタイプ（以下、常開型という）のものを使用した場合の数値であって、このような常開型の電磁弁の場合は、開（○）から閉（×）への遷移状態のときの不具合の発生度合い（発生確率）が、閉（×）から開（○）への遷移状態のときよりも大きいことに鑑みて、その不具合の発生度合いが大きいほど大きな数値になるように重み付けして、×→×を５、×→○を１、○→×を１０、○→○を０なる数値に設定したものである。
【００２３】
【表２】
2010101468.tif 000004
【００２４】
【表３】
2010101468.tif 000005
【００２５】
上記のように構成された図１のガス分析用流路装置１において、所定のガス分析動作前あるいは自己診断動作時にＣＰＵ９に接続された制御部８から出力される制御信号ＣによりＣＰＵ９のメモリ１０に保存されている上述のような弁検査パターンを演算処理部１１に読み出して該弁検査パターンを、例えばｆ、ｆ→ｂ、ｂ→ａ、ａ→ｂの順序で実行する。
【００２６】
この場合、各パターン実行時のそれぞれにおいて計測されるガス分析計３による分析値及び流量計５による流量値が、前述の判定基準値と比較されて両値が一致する場合は不具合なし（ＯＫ）と判定され、一致しない場合は不具合あり（ＮＧ）と判定され、その判定結果が表示部１２に表４のように表示される。この表示を見ることによって、作業者は、二つの電磁弁ＳＶ−１，ＳＶ−２のうち、ＳＶ−１が不具合候補の電磁弁であることを抽出（検知）することができる。また、このとき、ＮＧと判定されたパターンについてのみ、遷移状態に対応して重み付けした数値が積算されてその積算合計値が表４のように表示されるので、この積算合計値からも不具合を発生した電磁弁が前記ＳＶ−１であることを特定（確認）することができる（これを、以下、Ｃａｓｅ１という）。このような確認に基いて、電磁弁ＳＶ−１を人為的にチェックして不具合の原因を調べ、その不具合を解消することができる。
【００２７】
【表４】
2010101468.tif 000006
【００２８】
また、所定のガス分析動作前あるいは自己診断動作時にＣＰＵ９のメモリ１０に保存されている上述のような弁検査パターンを演算処理部１１に読み出して該弁検査パターンを、例えば、Ｃａｓｅ１と同様な順序で実行した場合の判定結果が表５に示すように表示されたときは、二つの電磁弁が共に不具合候補であると抽出されてその何れが実際に不具合を発生しているのか特定できないが、ここで、ＮＧと判定されたパターンの重み付け数値が積算されてその積算合計値が表５のように表示されるので、その積算合計値の大きい方のＳＶ−２が不具合を発生している電磁弁であると特定することができる（これを、以下、Ｃａｓｅ２という）。このような確認に基いて、電磁弁ＳＶ−２を人為的にチェックして不具合の原因を調べ、その不具合を解消することができる。
【００２９】
【表５】
2010101468.tif 000007
【００３０】
なお、上述したように、二つのガス流路４，７及び電磁弁ＳＶ−１，ＳＶ−２からなるシンプルな原理構成のガス分析用流路装置の場合は、遷移状態の数値を重み付けしなくても単に１と０に数値化するだけで、不具合の発生している電磁弁を特定することが可能であり、表６は、ソレノイドへの通電時に弁体が開動する常閉型の電磁弁における開閉の遷移状態を数値化したものであり、表７は、ソレノイドへの通電時に弁体が閉動する常開型の電磁弁における開閉の遷移状態を数値化したものである。
【００３１】
【表６】
2010101468.tif 000008
【００３２】
【表７】
2010101468.tif 000009
【００３３】
この場合においても、所定のガス分析動作前あるいは自己診断動作時にＣＰＵ９のメモリ１０に保存されている上述のような弁検査パターンを演算処理部１１に読み出して該弁検査パターンを、上記同様に、例えばｆ、ｆ→ｂ、ｂ→ａ、ａ→ｂの順序で実行することにより、Ｃａｓｅ１の場合は、表８に示すような判定結果及び積算結果が表示され、また、Ｃａｓｅ２の場合は、表９に示すような判定結果及び積算結果が表示されて、不具合を発生している電磁弁を検出し特定することができるものである。
【００３４】
【表８】
2010101468.tif 000010
【００３５】
【表９】
2010101468.tif 000011
【００３６】
図２は、本発明方法及びシステムが対象とする流体流路装置として、現実に存在し実用されているガス分析用流路装置に適用した場合の一例を示す構成図である。このガス分析用流路装置１は、校正用スパン（ＳＰＡＮ）ガスを収容したガスボンベ２からガス分析計３に至るガス流路４に電磁弁ＳＶ−１と流量計５が介在されているとともに、校正用ゼロ（ＺＥＲＯ）ガスを収容したガスボンベ６から前記電磁弁ＳＶ−１と流量計５との間で前記ガス流路４に合流接続されてガス分析計３に至るガス流路７に電磁弁ＳＶ−２が介在されていることに加えて、測定対象（ＭＥＡＳ）ガスを収容したガスボンベ１３から前記電磁弁ＳＶ−１と流量計５との間で前記ガス流路４に合流してガス分析計３に至るガス流路１４に電磁弁ＳＶ−３が介在され、かつ、パージ（ＰＵＧＥ）及びチェック（ＴＥＳＴ）のためにＺＥＲＯガスを流すように前記電磁弁ＳＶ−２の上流側でガス流路７に分岐接続されているとともに、前記ガス分析計３の下流側でガス流路４に合流接続されているガス流路１５に電磁弁ＳＶ−４が介在され、さらに、前記ガス流路１５の合流接続箇所よりも下流のガス流路４にも電磁弁ＳＶ−５が介在されている。
なお、図２では、ガスボンベ１３に収容されている測定対象（ＭＥＡＳ）ガスをガス流路１４に供給し流動させるものについて示したが、例えば自動車の排気管などＭＥＡＳガスの発生源から直接、ＭＥＡＳガスをガス流路１４に供給するものであっても、また、サンプリングによって発生源より回収したＭＥＡＳガスをそのサンプリング回収装置からガス流路１４に供給するものであってもよい。
【００３７】
これら五つの電磁弁ＳＶ−１〜ＳＶ−５を、制御部８から出力される制御信号Ｃにより、表１０に示すように、予め定められたパターンで開閉動作させることにより、前記四つのガス流路４，７，１４，１５にＳＰＡＮガス、ＺＥＲＯガス、ＭＥＡＳガス、ＰＵＧＥガス及びＴＥＳＴガスを選択的かつ順次的に流動させる状態及び四つのガス流路４，７，１４，１５のいずれにもガスを流動させない初期状態（ａｌｌ  ＯＦＦ）の六つのパターンａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆに切替え可能に構成されている。なお、表１０において、○は電磁弁の開弁状態を、×は閉弁状態を示し、また、ＰＵＧＥ時には、ＺＥＲＯガスのみならずＭＥＡＳガスもガス流路１４及び流量計５、ガス分析計３に流すべく電磁弁ＳＶ−３を電磁弁ＳＶ−４と共に開弁するものである。
【００３８】
図２に示すガス分析用流路装置において、上記六つのパターンａ〜ｆに切替え流動させた状態で、前記ガス分析計３による分析値と流量計５による流量値を計測し、それら計測した値を正常時の基準値として、後述の判定処理を行うＣＰＵ９のメモリ１０に記憶させる。詳述すると、パターンａでは、例えば分析値が５秒以内に１００±５になり、流量値が５秒以内に１０±１になるか否かを不具合有無の判定基準とし、パターンｂでは、分析値が５秒以内に５未満になり、流量値が５秒以内に１０±１になるか否かを不具合有無の判定基準とし、パターンｃでは、分析値が５秒以内に５以上になり、流量値が５秒以内に１０±１になるか否かを不具合有無の判定基準とし、パターンｄでは、分析値が５秒以内に５未満になり、流量値が５秒以内に１０±１になるか否かを不具合有無の判定基準とし、パターンｅでは、分析値が５秒以内に５以上の変動が無く、流量値が５秒以内に０になるか否かを不具合有無の判定基準とし、さらに、パターンｆでは、流量値が５秒以内に０になるか否かを不具合有無の判定基準として前記メモリ１０に保存させる。なお、上記した各判定基準の数値は、あくまでも一例である。
【００３９】
【表１０】
2010101468.tif 000012
【００４０】
また、前記五つの電磁弁ＳＶ−１〜ＳＶ−５の開閉動作の遷移状態を、例えば上述した表２に示すように数値化して、それら遷移状態の数値を前記の各判定基準値と共に前記メモリ１０に記憶させることにより、弁検査パターンが作成されている。この弁検査パターンは前記ＣＰＵ９の演算処理部１１に読み出し可能に構成されているとともに、ＣＰＵ９には、前記演算処理部１１での演算処理結果を表示する表示部１２が接続されている。
【００４１】
なお、表２に示す遷移状態の数値は、各電磁弁ＳＶ−１〜ＳＶ−５として、既述の常閉型のものを使用する場合の数値であって、このような常閉型の電磁弁の場合は、閉（×）から開（○）への遷移状態のときの不具合の発生度合い（発生確率）が、開（○）から閉（×）への遷移状態のときよりも大きいことに鑑みて、その不具合の発生度合いが大きいほど大きな数値となるように重み付けして、×→×を０、×→○を１０、○→×を１、○→○を５なる数値に設定（数値化）している。
【００４２】
また、各電磁弁ＳＶ−１〜ＳＶ−５として既述の常開型のものを使用する場合の遷移状態の数値は、例えば上述した表３に示すように数値化すればよい。すなわち、常開型の電磁弁の場合は、開（○）から閉（×）への遷移状態のときの不具合の発生度合い（発生確率）が、閉（×）から開（○）への遷移状態のときよりも大きいことに鑑みて、その不具合の発生度合いが大きいほど大きな数値になるように重み付けして、×→×を５、×→○を１、○→×を１０、○→○を０なる数値に設定（数値化）する。
【００４３】
上記のように構成された図２のガス分析用流路装置１において、所定のガス分析動作前あるいは自己診断動作時に制御部８から出力される制御信号ＣによりＣＰＵ９のメモリ１０に保存されている上述のような弁検査パターンを演算処理部１１に読み出して該弁検査パターンを、例えばｅ→ｂ、ｂ→ａ、ａ→ｃの順序で実行する。
【００４４】
この場合、各パターン実行時のそれぞれにおいて計測されるガス分析計３による分析値及び流量計５による流量値が、前述の判定基準値と比較されて両値が一致する場合は不具合なし（ＯＫ）と判定され、一致しない場合は不具合あり（ＮＧ）と判定され、その結果が表示部１２に表示される。この表示を見ることによって、作業者は、五つの電磁弁ＳＶ−１〜ＳＶ−５のうち、不具合候補の電磁弁がＳＶ−１であることを抽出（検知）することができる。また、このとき、ＮＧと判定されたパターンについては、遷移状態に対応して重み付けした数値が積算されてその積算合計値が表１１のように表示されるので、不具合を発生した電磁弁が前記ＳＶ−１のみであることを特定（確認）することができる（これを、以下、Ｃａｓｅ３という）。このような確認に基いて、電磁弁ＳＶ−１を人為的にチェックして不具合の原因を調べ、その不具合を解消することができる。
【００４５】
【表１１】
2010101468.tif 000013
【００４６】
また、所定のガス分析動作前あるいは自己診断動作時にＣＰＵ９のメモリ１０に保存されている上述のような弁検査パターンを演算処理部１１に読み出して該弁検査パターンを、例えば、Ｃａｓｅ３と同様な順序で実行した場合の判定結果が表１２に示すように表示されたときは、不具合候補といえる電磁弁ＳＶ−４が弁検査パターンに含まれていなかった場合（これを、以下、Ｃａｓｅ４という）である。
【００４７】
【表１２】
2010101468.tif 000014
【００４８】
このＣａｓｅ４の場合は、前記ｅ→ｂ、ｂ→ａ、ａ→ｃに加えて、ｃ→ｄの順序で弁検査パターンを実行する。これによって、ｃ→ｄの弁検査パターンによって不具合あり（ＮＧ）と判定され、その結果が表示部１２に表１３のように表示されるので、この表示を見ることによって、作業者は、不具合候補の電磁弁がＳＶ−３、ＳＶ−４、ＳＶ−５であることを抽出（検知）することができる。また、このとき、ＮＧと判定されたパターンについてのみ遷移状態に対応して重み付けした数値が積算されてその積算合計値が表１３のように表示されるので、不具合候補の電磁弁がＳＶ−３、ＳＶ−４、ＳＶ−５のうち実際に不具合を発生した電磁弁が前記ＳＶ−４であることを特定（確認）することができる（これを、以下、Ｃａｓｅ５という）。このような確認に基いて、電磁弁ＳＶ−４を人為的にチェックして不具合の原因を調べ、その不具合を解消することができる。
【００４９】
【表１３】
2010101468.tif 000015
【００５０】
また、所定のガス分析動作前あるいは自己診断動作時にＣＰＵ９のメモリ１０に保存されている上述のような弁検査パターンを演算処理部１１に読み出して該弁検査パターンを、例えば、Ｃａｓｅ３と同様な順序、すなわち、ｅ→ｂ、ｂ→ａ、ａ→ｃの順序で実行した場合、その判定結果は表１４に示すように表示される。このときは、分析値のいずれも変化がなく、流量値がＮＧであると検出されるだけであるから何れの電磁弁が不具合を発生しているのかを特定できないものの、ＮＧと判定されたパターンの重み付け数値が積算されてその積算合計値が表１４のように表示されるので、その積算合計値の大きい方ＳＶ−５が不具合を発生している電磁弁であることを検出し特定することができる（これを、以下、Ｃａｓｅ６という）。このような確認に基いて、電磁弁ＳＶ−５を人為的にチェックして不具合の原因を調べ、その不具合を解消することができる。
【００５１】
【表１４】
2010101468.tif 000016
【００５２】
さらに、所定のガス分析動作前あるいは自己診断動作時にＣＰＵ９のメモリ１０に保存されている上述のような弁検査パターンを演算処理部１１に読み出して該弁検査パターンを、例えば、Ｃａｓｅ５と同様な順序、すなわち、ｅ→ｂ、ｂ→ａ、ａ→ｃ、ｃ−ｄの順序で実行した場合も、その判定結果及び重み付け数値の積算合計値は表１５に示すように表示される。この表示を見ることによって、作業者は不具合を発生している電磁弁はＳＶ−５であることを検出し特定（確認）することができる（これを、Ｃａｓｅ７という。このような確認に基いて、電磁弁ＳＶ−５を人為的にチェックして不具合の原因を調べ、その不具合を解消することができる。
【００５３】
【表１５】
2010101468.tif 000017
【００５４】
なお、上記実施の形態では、電磁弁が全て２方向の電磁弁である場合について説明したが、実際には、流路を３方向などの多方向に分岐・合流させる形態の電磁弁が存在し実用されていることが多い。このような３以上の多方向に分岐・合流させる形態の電磁弁が介在されている流路装置の場合は、例えば、図３（Ａ）に示すように、Ｘ方向から流れてくるガス等の流体をＹ及びＺ方向に選択的に切替えて流す形態の３方向電磁弁ＳＶ−ｉであれば、図３（Ｂ）に示すように、Ｙ方向及びＺ方向への流れを相互に背反的に開閉する２つの電磁弁ＳＶ−ｉ１とＳＶ−ｉ２に置き換えることによって、遷移状態の数値化や判定基準方法を上記実施の形態で示した２方向電磁弁の場合と同様に適用することが可能である。
【００５５】
また、電磁弁の不具合状態とその不具合原因とは、電磁弁の構造や形態、使用年月等によって異なるので、ＣＰＵ９に学習機能を付加して適宜に学習を行い、その結果で自動的に重み付け数値を変更するようにすることが望ましい。
【００５６】
そして、弁検査パターンとしては、例えばガス分析用流路装置である場合、ガス分析のために通常一般的に動作されるパターン、即ち、ＰＵＧＥガス、ＳＰＡＮガス、ＺＥＲＯガス、ＭＥＡＳガスの順に切替え流動させる基本パターンに一致させることが望ましい。この場合は、弁検査実行のために余分な動作が不要であるとともに、上記基本パターンでのガス流動時における分析値、流量値が安定しているので、弁検査パターンの実行時に計測される分析値、流量値との比較による判定精度を一層向上することができるからである。
【００５７】
また、上記各実施の形態において、重み付け数値の積算合計値のリセットは、弁検査パターンの実行後に手動で行っても、電源投入時に自動で行ってもよく、さらに、例えばボンベ残圧不足などのアラームと組み合わせて該アラーム発生と同時に自動リセットもしくはリセットを促すメッセージを出力するようにしてもよい。
【００５８】
さらに、判定基準値は、手入力してもよく、また、ＳＰＡＮガスやＺＥＲＯガス濃度のボンベ値を管理するように設けられているデータベースからＣＰＵに直接入力してもよい。
【００５９】
さらにまた、本発明は上記実施の形態で示したガス分析用流路装置に限らず、液体や気体などいかなる流体流路装置に適用しても上記同様の機能及び効果を奏するものであり、また、検出対象とする弁としては、上記実施の形態で示した電磁弁などの電気駆動弁に限られることなく、流体駆動弁などの自動弁であっても、さらに、人手により開閉する手動弁であってもよい。また、流体物理量の計測センサとしては、ガス分析計、流量計に限定されることなく、圧力計、圧力スイッチ、温度計などを利用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明による不具合電磁弁の検出原理を説明するために示した最もシンプルな原理構成図である。
【図２】本発明方法及びシステムが対象とする流体流路装置として、現実に存在し実用されているガス分析用流路装置に適用した場合の構成図である。
【図３】（Ａ），（Ｂ）は、本発明方法及びシステムを３方向電磁弁を有する流体流路装置に適用する場合の要部の説明図である。
【符号の説明】
【００６１】
３  ガス分析計（計測センサの一例）
４，７，１４，１５  ガス流路
５  流量計（計測センサの一例）
９  ＣＰＵ
１０  メモリ
１１  演算処理部
ＳＶ−１〜ＳＶ−５  電磁弁（検出対象弁の一例）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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