(57)【要約】【課題】測定対象の測定値に応じた信号レベルでセンサから出力された検出信号の温度ドリフトを精度よく解消すること。【解決手段】センサ１１からの検出信号の信号レベルに温度ドリフトを生じさせる要因となる伝送ケーブル１９に沿って配設した信号線２１の、温度により変動する抵抗値を測定し、信号線２１の抵抗値−温度特性から、伝送ケーブル１９の全長に亘る周辺温度に対応する温度情報、つまり、周辺温度の基準温度に対する温度差の情報を取得する。そして、温度ドリフト補正装置１５のメモリ１５ｂに記憶されている、伝送ケーブル１９の長さに適合する温度−ドリフト相関テーブルから、受信装置１３が検出する検出信号の信号レベルに生じる温度ドリフト率を特定し、特定した温度ドリフト率に基づき温度ドリフト補正装置１５が検出信号の変位出力の信号レベルに、温度ドリフトを解消する補正を行う。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象の測定値に応じた信号レベルでセンサから出力された検出信号が信号ケーブルを介して入力される受信側において、前記信号ケーブルの周辺温度の変動により前記入力される検出信号に生じる前記信号レベルの温度ドリフトを補正する方法であって、
前記信号ケーブルに沿って前記センサから前記受信装置に亘って配設した感温素子の、温度により変動する物理量を測定し、
前記感温素子の前記物理量と温度との関係を示す既知の特性に基づいて、前記測定した物理量から前記信号ケーブルの周辺温度に対応する温度情報を取得し、
前記信号レベルの温度ドリフトの内容と前記信号ケーブルの周辺温度との対応関係を示す既知の温度−ドリフト相関情報を用いて、前記取得した温度情報に対応する前記信号ケーブルの周辺温度から、該周辺温度に対応する前記温度ドリフトの内容を特定し、
前記特定した温度ドリフトの内容に基づいた補正を、前記入力される検出信号の前記信号レベルに対して行うようにした、
ことを特徴とするセンサ検出信号の温度ドリフト補正方法。
【請求項２】
前記温度−ドリフト相関情報として、前記信号ケーブルの周辺温度の基準温度に対する変化量又は変化率と、前記基準温度における前記信号レベルに対する温度ドリフト量又は温度ドリフト率とを対応付けたテーブルを用いるようにしたことを特徴とする請求項１記載のセンサ検出信号の温度ドリフト補正方法。
【請求項３】
前記感温素子として、温度により抵抗値が変化する信号線を用い、前記センサ側を短絡し前記受信側を開放した前記信号線の抵抗値を前記物理量として測定するようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載のセンサ検出信号の温度ドリフト補正方法。
【請求項４】
前記センサは、防爆施設に設置された圧縮機のピストンに装着されて前記圧縮機のシリンダと摺接するライダーリングの摩耗検出センサであり、前記受信装置は、前記防爆施設から所定の安全確保距離離間した監視施設に設置されており、前記信号ケーブルは、前記防爆施設から前記監視施設に亘って敷設されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載のセンサ検出信号の温度ドリフト補正方法。
【請求項５】
測定対象の測定値に応じた信号レベルでセンサから出力された検出信号が信号ケーブルを介して入力される受信側において、前記信号ケーブルの周辺温度の変動により前記入力される検出信号に生じる前記信号レベルの温度ドリフトを補正する装置であって、
前記信号ケーブルに沿わせて前記センサから前記受信装置に亘って配設され、自身の物理量が温度により変動する感温素子と、
前記感温素子の物理量を測定し、該測定した物理量から、前記感温素子の前記物理量と温度との関係を示す既知の特性に基づいて、前記信号ケーブルの周辺温度に対応する温度情報を取得する温度情報取得手段と、
前記信号レベルの温度ドリフトの内容と前記信号ケーブルの周辺温度との対応関係を示す温度−ドリフト相関情報を記憶する記憶手段と、
前記温度−ドリフト相関情報を用いて、前記温度情報取得手段が取得した温度情報に対応する前記信号ケーブルの周辺温度から、該周辺温度に対応する前記温度ドリフトの内容を特定する温度ドリフト特定手段と、
前記温度ドリフト特定手段が特定した温度ドリフトの内容に基づいた補正を、前記入力される検出信号の前記信号レベルに対して行う補正手段と、
を備えることを特徴とする検出信号の温度ドリフト補正装置。
【請求項６】
前記温度−ドリフト相関情報は、前記信号ケーブルの周辺温度の基準温度に対する変化量又は変化率と、前記基準温度における前記信号レベルに対する温度ドリフト量又は温度ドリフト率とを対応付けたテーブルであることを特徴とする請求項５記載の検出信号の温度ドリフト補正装置。
【請求項７】
前記感温素子は、前記センサ側が短絡され前記受信側が開放された、温度により抵抗値が変化する信号線であり、前記温度情報取得手段は、前記信号線の抵抗値を前記物理量として測定する抵抗値測定手段を備えていることを特徴とする請求項５又は６記載のセンサ検出信号の温度ドリフト補正装置。
【請求項８】
前記センサは、防爆施設に設置された圧縮機のピストンに装着されて前記圧縮機のシリンダと摺接するライダーリングの摩耗検出センサであり、前記受信装置及び前記各手段は、前記防爆施設から所定の安全確保距離離間した監視施設に設置されており、前記信号ケーブルは、前記防爆施設から前記監視施設に亘って敷設されていることを特徴とする請求項５、６又は７記載のセンサ検出信号の温度ドリフト補正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ検出信号の温度ドリフトを補正する方法とその装置に係り、特に、センサからの検出信号を信号ケーブルを介して受信装置に入力させる際に生じる、信号ケーブルに起因する検出信号の温度ドリフトを補正する方法とその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水平型往復動圧縮機等においては、シリンダ内を水平方向に往復動するピストンの外周に、シール用のピストンリングと共に荷重支持用のライダーリングが装着される。このライダーリングはシリンダライナよりも軟質材で作られており、ピストンの往復動に伴う摩耗はシリンダライナでなくライダーリングで積極的に発生する。したがって、保守整備の際の交換アイテムをシリンダライナでなくライダーリングとして、保守整備作業を格段に簡素化することができる。
【０００３】
このような事情から、圧縮機のメンテナンスの一環としてライダーリングの摩耗量を知ることが重要である。ライダーリングの摩耗量はセンサによって測定することができ、特に、圧縮機を連続運転しながら測定できる非接触式の摩耗センサを用いることが理想的である（例えば、特許文献１，２）。
【０００４】
そして、本出願人も、例えば液化石油ガス（ＬＰＧ）や液化天然ガス（ＬＮＧ）の貯蔵プラントのような防爆施設において使用するのに適した、ライダーリングの摩耗計測装置を提案している。この摩耗計測装置によれば、圧縮機のセンサからの検出信号を信号ケーブルにて圧縮機から離れた安全な計器室の受信装置に伝送し、その信号レベルからライダーリングの摩耗状態を計器室側で判定するようにしている（以上、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６２−１５８３０４号公報
【特許文献２】実開昭６２−１９３５０７号公報
【特許文献３】特許第４３５９７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した摩耗計測装置のセンサのような、測定値に対応する信号レベルの検出信号を出力するセンサについては、温度によって信号レベルがシフトする（温度ドリフト）ことが知られている。このような信号レベルの温度ドリフトは、ライダーリングの摩耗量を実際よりも少ないと判定してしまったり、反対に、ライダーリングが実際よりも摩耗していると判定してしまうという誤判定の元となる。このような誤判定は、ライダーリングの適切な交換時期を見つけ損ねてしまい、圧縮機の適切なメンテナンスを確保する上で好ましくない。
【０００７】
しかも、１日の気温分布が春夏秋冬の季節の進行に伴って変化すると、検出信号の信号レベルに生じる温度ドリフトの内容も変化し、信号レベルに基づいたライダーリングの摩耗状態の判定に生じる誤差の内容も変化する。したがって、検出信号の信号レベルからライダーリングの摩耗状態を正確に判定するには、検出信号の温度ドリフトを解消し正しい信号レベルとすることが必要となる。
【０００８】
ところで、上述した防爆施設で用いられる圧縮機のライダーリングの摩耗計測装置の場合には、センサから計器室までの距離がときには何百メートルにも及ぶ。したがって、センサから計器室の受信装置に亘って敷設される信号ケーブルの周辺温度に起因する温度ドリフトを、信号ケーブルの敷設経路上の単一箇所に設置した温度センサによる検出温度に基づいて補正するのは無理がある。仮に複数の温度センサを信号ケーブルの敷設経路上に設置できたとしても、各温度センサの設置箇所から計器室までのセンサケーブルの敷設距離が長ければ、センサケーブルに起因する温度ドリフトが温度センサの出力信号にも生じてしまうので、結局元も子もなくなってしまう。
【０００９】
このような問題は、ライダーリングの摩耗検出装置のセンサに限らず、測定対象の測定値に応じた信号レベルでセンサから出力された検出信号の温度ドリフトを解消する際にも同様に発生する。
【００１０】
本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、測定対象の測定値に応じた信号レベルでセンサから出力された検出信号の温度ドリフトを精度よく解消することができるセンサ検出信号の温度ドリフト補正方法と、この方法を実施する際に用いて好適なセンサ検出信号の温度ドリフト補正装置とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項１に記載した本発明のセンサ検出信号の温度ドリフト補正方法は、
測定対象の測定値に応じた信号レベルでセンサから出力された検出信号が信号ケーブルを介して入力される受信側において、前記信号ケーブルの周辺温度の変動により前記入力される検出信号に生じる前記信号レベルの温度ドリフトを補正する方法であって、
前記信号ケーブルに沿って前記センサから前記受信装置に亘って配設した感温素子の、温度により変動する物理量を測定し、
前記感温素子の前記物理量と温度との関係を示す既知の特性に基づいて、前記測定した物理量から前記信号ケーブルの周辺温度に対応する温度情報を取得し、
前記信号レベルの温度ドリフトの内容と前記信号ケーブルの周辺温度との対応関係を示す既知の温度−ドリフト相関情報を用いて、前記取得した温度情報に対応する前記信号ケーブルの周辺温度から、該周辺温度に対応する前記温度ドリフトの内容を特定し、
前記特定した温度ドリフトの内容に基づいた補正を、前記入力される検出信号の前記信号レベルに対して行うようにした、
ことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５に記載した本発明のセンサ検出信号の温度ドリフト補正装置は、
測定対象の測定値に応じた信号レベルでセンサから出力された検出信号が信号ケーブルを介して入力される受信側において、前記信号ケーブルの周辺温度の変動により前記入力される検出信号に生じる前記信号レベルの温度ドリフトを補正する装置であって、
前記信号ケーブルに沿わせて前記センサから前記受信装置に亘って配設され、自身の物理量が温度により変動する感温素子と、
前記感温素子の物理量を測定し、該測定した物理量から、前記感温素子の前記物理量と温度との関係を示す既知の特性に基づいて、前記信号ケーブルの周辺温度に対応する温度情報を取得する温度情報取得手段と、
前記信号レベルの温度ドリフトの内容と前記信号ケーブルの周辺温度との対応関係を示す温度−ドリフト相関情報を記憶する記憶手段と、
前記温度−ドリフト相関情報を用いて、前記温度情報取得手段が取得した温度情報に対応する前記信号ケーブルの周辺温度から、該周辺温度に対応する前記温度ドリフトの内容を特定する温度ドリフト特定手段と、
前記温度ドリフト特定手段が特定した温度ドリフトの内容に基づいた補正を、前記入力される検出信号の前記信号レベルに対して行う補正手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項１に記載した本発明のセンサ検出信号の温度ドリフト補正方法と、請求項５に記載した本発明のセンサ検出信号の温度ドリフト補正装置とによれば、センサからの検出信号の信号レベルに温度ドリフトを生じさせる要因となる信号ケーブルに沿って配設した感温素子の、温度により変動する物理量を測定することで、感温素子の物理量−温度特性から、信号ケーブルの全長に亘る周辺温度に対応する温度情報を取得することができる。
【００１４】
したがって、この温度情報と温度ドリフトとの相関から特定した温度ドリフトの内容に基づいた補正を、センサから受信側に信号ケーブルを介して入力された検出信号の信号レベルに対して行うことで、測定対象の測定値に応じた信号レベルでセンサから出力された検出信号の温度ドリフトを受信側において精度よく解消することができる。
【００１５】
さらに、請求項２に記載した本発明のセンサ検出信号の温度ドリフト補正方法は、請求項１に記載した本発明のセンサ検出信号の温度ドリフト補正方法において、前記温度−ドリフト相関情報として、前記信号ケーブルの周辺温度の基準温度に対する変化量又は変化率と、前記基準温度における前記信号レベルに対する温度ドリフト量又は温度ドリフト率とを対応付けたテーブルを用いるようにしたことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項６に記載した本発明のセンサ検出信号の温度ドリフト補正装置は、請求項５に記載した本発明のセンサ検出信号の温度ドリフト補正装置において、前記温度−ドリフト相関情報が、前記信号ケーブルの周辺温度の基準温度に対する変化量又は変化率と、前記基準温度における前記信号レベルに対する温度ドリフト量又は温度ドリフト率とを対応付けたテーブルであることを特徴とする。
【００１７】
請求項２に記載した本発明のセンサ検出信号の温度ドリフト補正方法によれば、請求項１に記載した本発明のセンサ検出信号の温度ドリフト補正方法において、また、請求項６に記載した本発明のセンサ検出信号の温度ドリフト補正装置によれば、請求項５に記載した本発明のセンサ検出信号の温度ドリフト補正装置において、いずれも、温度−ドリフト相関情報に、信号ケーブルの周辺温度の絶対値ではなく、周辺温度の基準温度に対する変化量又は変化率を用いるので、温度−ドリフト相関情報のデータベース構築時や、温度−ドリフト相関情報を用いてセンサからの検出信号に生じた温度ドリフトの内容を特定する時に、信号ケーブルの周辺温度を絶対値によって取得しなくても済むようになる。
【００１８】
したがって、信号ケーブルの周辺温度の絶対値を感温素子の物理量から割り出せるように感温素子の寸法を特定する必要がなく、よって、感温素子の寸法上の制約をなくして、信号ケーブルに沿わせてセンサから受信装置に亘り感温素子を配設することを容易にすることができる。
【００１９】
さらに、請求項３に記載した本発明のセンサ検出信号の温度ドリフト補正方法は、請求項１又は２に記載した本発明のセンサ検出信号の温度ドリフト補正方法において、前記感温素子として、温度により抵抗値が変化する信号線を用い、前記センサ側を短絡し前記受信側を開放した前記信号線の抵抗値を前記物理量として測定するようにしたことを特徴とする。
【００２０】
また、請求項７に記載した本発明のセンサ検出信号の温度ドリフト補正装置は、請求項５又は６に記載した本発明のセンサ検出信号の温度ドリフト補正装置において、前記感温素子が、前記センサ側が短絡され前記受信側が開放された、温度により抵抗値が変化する信号線であり、前記温度情報取得手段が、前記信号線の抵抗値を前記物理量として測定する抵抗値測定手段を備えていることを特徴とする。
【００２１】
請求項３に記載した本発明のセンサ検出信号の温度ドリフト補正方法によれば、請求項１又は２に記載した本発明のセンサ検出信号の温度ドリフト補正方法において、また、請求項７に記載した本発明のセンサ検出信号の温度ドリフト補正装置によれば、請求項５又は６に記載した本発明のセンサ検出信号の温度ドリフト補正装置において、いずれも、信号線が信号ケーブルと同じ周辺温度分布中に晒されて、信号線の抵抗値が信号ケーブルの周辺温度に追従して変化することになる。したがって、信号線の抵抗値に基づいて信号ケーブルの全長に亘る周辺温度に対応する温度情報を容易に取得することができる。
【００２２】
さらに、請求項４に記載した本発明のセンサ検出信号の温度ドリフト補正方法は、請求項１、２又は３に記載した本発明のセンサ検出信号の温度ドリフト補正方法において、前記センサが、防爆施設に設置された圧縮機のピストンに装着されて前記圧縮機のシリンダと摺接するライダーリングの摩耗検出センサであり、前記受信装置が、前記防爆施設から所定の安全確保距離離間した監視施設に設置されており、前記信号ケーブルが、前記防爆施設から前記監視施設に亘って敷設されていることを特徴とする。
【００２３】
また、請求項８に記載した本発明のセンサ検出信号の温度ドリフト補正装置は、請求項５、６又は７に記載した本発明のセンサ検出信号の温度ドリフト補正装置において、前記センサが、防爆施設に設置された圧縮機のピストンに装着されて前記圧縮機のシリンダと摺接するライダーリングの摩耗検出センサであり、前記受信装置及び前記各手段が、前記防爆施設から所定の安全確保距離離間した監視施設に設置されており、前記信号ケーブルが、前記防爆施設から前記監視施設に亘って敷設されていることを特徴とする。
【００２４】
請求項４に記載した本発明のセンサ検出信号の温度ドリフト補正方法によれば、請求項１、２又は３に記載した本発明のセンサ検出信号の温度ドリフト補正方法において、また、請求項８に記載した本発明のセンサ検出信号の温度ドリフト補正装置によれば、請求項５、６又は７に記載した本発明のセンサ検出信号の温度ドリフト補正装置において、いずれも、防爆施設から監視施設まで所定の安全確保距離に亘って配設された信号ケーブルの周辺温度分布が全て反映された物理量を、信号ケーブルに沿わせて配設された感温素子が持つことになる。したがって、防爆施設から監視施設までの安全確保距離が長距離に及ぶ場合であっても、感温素子の物理量に基づいて信号ケーブルの全長に亘る周辺温度に対応する温度情報を容易に取得することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のセンサ検出信号の温度ドリフト補正方法によれば、測定対象の測定値に応じた信号レベルでセンサから出力された検出信号の温度ドリフトを精度よく解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る温度ドリフト補正方法を適用した温度ドリフト補正装置を有するライダーリング摩耗監視システムの一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１のセンサが配置される水平型往復動圧縮機の概略構成を示す説明図である。
【図３】図１の各要素や図２の水平型往復動圧縮機の配置を示す説明図である。
【図４】図２のピストンの往復動に伴い図１のセンサに発生する変位出力とこの変位出力に応じて変換されて図１のセンサから出力される検出信号との信号レベルの推移を示す説明図である。
【図５】図３のメモリに記憶される温度−ドリフト相関テーブルの内容をグラフ形式にて示す説明図である。
【図６】図３のＣＰＵがメモリに記憶されたプログラムにしたがって実行する温度ドリフト補正処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２８】
図１は本発明に係る温度ドリフト補正方法を適用した温度ドリフト補正装置を有するライダーリング摩耗監視システムの一実施形態を示す概略構成図、図２は図１のセンサが配置される水平型往復動圧縮機の概略構成を示す説明図である。
【００２９】
図１に示すように、本実施形態のライダーリング摩耗監視システム１は、ライダーリング摩耗センサ（請求項中のセンサに相当、以下、「センサ」と略記する。）１１と、受信装置１３と、温度ドリフト補正装置１５と、警報設定器１７とを有している。センサ１１と受信装置１３とは伝送ケーブル１９（請求項中の信号ケーブルに相当）によって接続されている。また、センサ１１と温度ドリフト補正装置１５との間には信号線２１（請求項中の感温素子に相当）が敷設されている。
【００３０】
センサ１１は、図２に示すように、水平型往復動圧縮機（以下、「圧縮機」と略記する。）１００のシリンダ１０１の外周壁に形成した取付孔１０３に取り付けられる。シリンダ１０１にはピストン１０５が収容されている。このピストン１０５は、図２中の実線で示す位置と破線で示す位置との間でシリンダ１０１内を往復動できるように構成されている。ピストン１０５の外周面には、ピストン１０５の前後をシールするための不図示のピストンリングが装着されていると共に、ピストン１０５の荷重を支持するためのライダーリング１０７が装着されている。センサ１１は、ピストン１０５の外周面と対向するように配置されている。
【００３１】
本実施形態のセンサ１１は、背景技術の欄で特許文献３として説明した本出願人の提案による特許第４３５９７５９号公報の「ライダーリングの摩耗計測装置」の計測原理で、ライダーリング１０７の摩耗量を検出するものである。
【００３２】
詳しくは、図１に示すように、センサ１１は、センサヘッド１１ａと、伝送器１１ｂと、センサヘッド１１ａ及び伝送器１１ｂ間を接続するフレキシブルケーブル１１ｃとを有している。センサヘッド１１ａは、受信装置１３から伝送器１１ｂに供給される高周波電流によりピストン１０５の外周面に発生する渦電流の強さを検出するコイル（図示せず）を有している。コイルが検出する渦電流の強さは、ピストン１０５の外周面からセンサヘッド１１ａまでの距離Ｌ（図２参照、請求項中の測定対象の測定値に相当）の変化によって変動する。この渦電流の強さは、コイルのインダクタンス変化としてセンサヘッド１１ａにより検出される。
【００３３】
伝送器１１ｂは、フレキシブルケーブル１１ｃと共に並列共振回路を構成するコンデンサ（図示せず）と、この並列共振回路の共振特性の変化を検出するためのハーフブリッジ回路（図示せず）とを有している。また、伝送器１１ｂは、受信装置１３から供給される高周波電流をターミネートするための終端装置等を有している。
【００３４】
以上のように構成されたセンサ１１は、伝送器１１ｂのコンデンサとフレキシブルケーブル１１ｃとの容量和で形成される並列共振回路により、センサヘッド１１ａのコイルで検出されたインダクタンス変化を共振特性の変化に置き換える。そして、置き換えた共振特性を示す検出信号を、フレキシブルケーブル１１ｃから伝送器１１ｂを介して受信装置１３に出力する。即ち、センサ１１が出力する検出信号は、ピストン１０５の外周面からセンサヘッド１１ａまでの距離Ｌ（図２参照）を示す信号であり、ライダーリング１０７の摩耗に伴う距離Ｌの変化を受信装置１３で検出することで、ライダーリング１０７の摩耗量を受信装置１３が算出することができる。
【００３５】
上述した圧縮機１００は、例えば液化石油ガス（ＬＰＧ）や液化天然ガス（ＬＮＧ）の貯蔵プラントのような防爆構造を必要とする施設において使用される。したがって、圧縮機１００と共に防爆施設に設置されるセンサ１１についても、センサヘッド１１ａや伝送器１１ｂのハウジング等に防爆構造が採用されている。
【００３６】
図３は図１のの各要素や図２の水平型往復動圧縮機の配置を示す説明図である。図３に示すように、受信装置１３は、伝送ケーブル１９によってセンサ１１と接続されている。この受信装置１３は、圧縮機１００やセンサ１１が設置される防爆施設Ａから安全確保に必要な所定距離離間した監視施設Ｂに設置される。防爆施設Ａと監視施設Ｂとの間に確保される所定距離（請求項中の所定の安全確保距離に相当）は、長い場合には４００ｍにも達することがある。したがって、従来のライダーリング摩耗監視システムではコルゲートケーブルが伝送ケーブル１９として用いられる。これは、伝送ケーブル１９の敷設環境温度の変動を原因とするセンサ１１の検出信号の温度ドリフトを少しでも生じにくくするためである。しかし、本実施形態のライダーリング摩耗監視システム１では、コルゲートチューブを持たない安価なケーブルを伝送ケーブル１９として用いている。これは、後述するように、伝送ケーブル１９の敷設環境温度の変動により生じるセンサ１１の検出信号の温度ドリフトを温度ドリフト補正装置１５で補正するからである。
【００３７】
受信装置１３は、発振器（図示せず）を有している。この発振器の発振周波数により受信装置１３で生成される高周波電流は、ピストン１０５の外周面に渦電流を発生させるために、伝送ケーブル１９を介してセンサ１１の伝送器１１ｂに供給される。また、受信装置１３は、安全保持回路１３ａを有している。この安全保持回路１３ａは、高耐圧コンデンサと抵抗とを有している。この高耐圧コンデンサと抵抗とにより安全保持回路１３ａは、発振器が発振する高周波に対しては低リアクタンス、低周波数の電源周波数に対しては高リアクタンスとなる。したがって、安全保持回路１３ａは高周波と低周波との間にバリアを形成する。
【００３８】
また、受信装置１３は、センサ１１からの検出信号を伝送ケーブル１９を介して受信する。そして、受信した検出信号の信号レベルを検出する。
【００３９】
図４は受信装置が検出するセンサからの検出信号の信号レベルを示す説明図である。受信装置１３が検出するセンサ１１からの検出信号の信号レベルは、図４中の実線で示すように矩形波状に変化する。このうち、信号レベルが高い飽和出力の部分は、センサ１１のセンサヘッド１１ａがピストン１０５の外周面と対向していない（図２の実線で示す位置にピストン１０５がある）状態を示している。また、信号レベルが低い変位出力の部分は、センサヘッド１１ａがピストン１０５の外周面と対向している（図２の破線で示す位置にピストン１０５がある）状態を示している。
【００４０】
図１に示す受信装置１３は、センサ１１からの検出信号のボトムホールド回路（図示せず）を有している。このボトムホールド回路は、検出信号中の変位出力の信号レベル（請求項中の信号レベルに相当）をホールドする。受信装置１３は、ボトムホールド回路がホールドした変位出力の信号レベルを示す信号を、温度ドリフト補正装置１５に出力する。この出力信号に基づいて、ピストン１０５の外周面からセンサヘッド１１ａまでの距離Ｌ（図２参照）を算出することができる。そして、算出した距離Ｌに基づいて、ライダーリング１０７の摩耗量を算出することができる。
【００４１】
ところで、受信装置１３が検出するセンサ１１からの検出信号中の変位出力の信号レベルは、伝送ケーブル１９が敷設される防爆施設Ａ及び監視施設Ｂ（図３参照）間の環境温度（請求項中の信号ケーブルの周辺温度に相当）の変化の影響による温度ドリフトを含んでいる。そこで、本実施形態のライダーリング摩耗監視システム１では、この温度ドリフトを解消する補正を、後述する温度ドリフト補正装置１５において行うようにしている。
【００４２】
図３に示すように、信号線２１は、センサ１１と受信装置１３との間で伝送ケーブル１９に沿うように、センサ１１と温度ドリフト補正装置１５との間に敷設されている。信号線２１は、銅を芯線とする２芯以上の被覆ケーブルによって構成されている。信号線２１に存在する芯線のうち２本は、センサ１１側の端部において短絡されており、温度ドリフト補正装置１５側の端部において開放されている。したがって、信号線２１は、温度ドリフト補正装置１５側を始端及び終端とする１本の銅線を有していることになる。
【００４３】
２本の芯線を短絡させて１本にした銅線を有する信号線２１の抵抗値は、伝送ケーブル１９に沿って信号線２１が敷設されている防爆施設Ａ及び監視施設Ｂ間の環境温度によって変化する。したがって、信号線２１の銅線に通電すると、環境温度に対応する信号線２１の抵抗値に応じた電圧降下が、銅線の始端及び終端間に生じる。
【００４４】
温度ドリフト補正装置１５は、電流検出回路１５ａ、メモリ１５ｂ（請求項中の記憶手段に相当）、及び、ＣＰＵ１５ｃを有している。電流検出回路１５ａは、信号線２１の銅線の始端及び終端間に既知の電圧を印加し銅線を流れる電流を検出する。
【００４５】
メモリ１５ｂは、ＣＰＵ１５ｃが実行するプログラムの他、信号線２１の抵抗値と信号線２１が敷設されている防爆施設Ａ及び監視施設Ｂ間の環境温度との相関を示す抵抗値−環境温度相関テーブルや、センサ１１からの検出信号中に含まれる温度ドリフトを解消するために用いる温度−ドリフト相関テーブル（請求項中の温度−ドリフト相関情報）を記憶している。
【００４６】
図５は温度−ドリフト相関テーブルの元となる両者の関係を示すサンプルのグラフである。このグラフは、ピストン１０５の外周面からセンサヘッド１１ａまでの距離Ｌ（図２参照）を固定した場合の、伝送ケーブル１９が敷設される防爆施設Ａ及び監視施設Ｂ間の環境温度と、受信装置１３が検出する変位出力の信号レベルに生じる温度ドリフトとの関係を示すものである。
【００４７】
具体的には、図５のグラフの横軸は、基準温度に対する防爆施設及び監視施設間の環境温度の温度差を示している。また、縦軸は、受信装置１３が検出する変位出力の、基準温度に対する温度ドリフト率を示している。そして、図５のグラフには、長さが異なる２種類の伝送ケーブル１９のそれぞれについて、基準温度（例えば２０°Ｃ）に対する環境温度の温度差と変位出力の温度ドリフト率とをプロットしている。
【００４８】
このような温度−ドリフト相関テーブルは、次のようにして構築することができる。即ち、ピストン１０５の外周面からセンサヘッド１１ａまでの距離Ｌ（図２参照）を既知の値で固定した状態で、信号線２１の抵抗値と信号線２１が敷設されている防爆施設Ａ及び監視施設Ｂ間の環境温度の温度変化に対する、受信装置１３が検出する検査信号中の変位出力の信号レベルの変化をサンプリングする。
【００４９】
ここで、環境温度の温度変化に対する変位出力の信号レベルの変化は、防爆施設Ａ及び監視施設Ｂ間の距離、つまり、伝送ケーブル１９の長さによって異なる。そのため、伝送ケーブル１９の長さ、環境温度、受信装置１３が検出する検査信号中の変位出力の信号レベルによって、サンプリングした内容を仕分ける。そして、仕分けした各サンプリング内容に基づいて、伝送ケーブル１９の長さ別で、かつ、環境温度の範囲別の、環境温度の温度変化に対する変位出力の信号レベルの変化の相関を求める。
【００５０】
これにより、防爆施設Ａ及び監視施設Ｂ間の環境温度の基準温度に対する温度差と、その温度差における変位出力の信号レベルの温度ドリフト率との相関を示す、図５のグラフに示す多数のプロット点を得る。このようにして得たプロット点の集合によって、伝送ケーブル１９の長さ別の温度−ドリフト相関テーブルを構成することができる。
【００５１】
なお、防爆施設Ａ及び監視施設Ｂ間の環境温度の基準温度に対する温度差は、防爆施設Ａ及び監視施設Ｂ間の環境温度の基準温度に対する変化率に変えてもよく、また、センサ１１からの検出信号における変位出力の信号レベルの温度ドリフト率は温度ドリフト量に変えてもよい。
【００５２】
したがって、温度ドリフト補正装置１５のメモリ１５ｂには、このようにして構成された伝送ケーブル１９の長さ別の温度−ドリフト相関テーブルが記憶される。
【００５３】
ちなみに、伝送ケーブル１９の長さ別の温度−ドリフト相関テーブルの代わりに、伝送ケーブル１９の長さ別の、基準温度に対する環境温度の温度差と変位出力の温度ドリフト率との相関を示す数式を、温度−ドリフト相関情報としてメモリ１５ｂに記憶させるようにしてもよい。この数式は、図５のグラフの伝送ケーブル長毎の各プロット点に最小二乗法等を適用して近似曲線化又は近似直線化することで求めることができる。
【００５４】
ＣＰＵ１５ｃには、センサ１１からの検出信号中の変位出力の信号レベルを示す信号が、受信装置１３から入力される。また、ＣＰＵ１５ｃには、電流検出回路１５ａが検出した信号線２１の銅線を流れる電流値を示す信号が入力される。
【００５５】
次に、ＣＰＵ１５ｃがメモリ１５ｂに記憶されたプログラムにしたがって実行する温度ドリフト補正処理について、図６のフローチャートを参照して説明する。まず、ＣＰＵ１５ｃは、センサ１１からの検出信号中の変位出力の信号レベルを示す信号が、受信装置１３から入力されたか否かを確認する（ステップＳ１）。入力されていない場合は（ステップＳ１でＮＯ）、入力されるのを待機する。
【００５６】
変位出力の信号レベルを示す信号が受信装置１３から入力された場合は（ステップＳ１でＹＥＳ）、ＣＰＵ１５ｃは、電流検出回路１５ａからの入力信号によって示される電流値と、電流検出回路１５ａが信号線２１の銅線に印加した電圧値とから、信号線２１の抵抗値を算出する（ステップＳ３）。そして、算出した抵抗値を用いてＣＰＵ１５ｃは、メモリ１５ｂの抵抗値−環境温度相関テーブルを参照し、信号線２１が敷設されている防爆施設Ａ及び監視施設Ｂ間の環境温度を検出する（ステップＳ５）。
【００５７】
さらに、ＣＰＵ１５ｃは、検出した環境温度と基準温度との温度差に基づいて、メモリ１５ｂの温度−ドリフト相関テーブルを参照し、受信装置１３が検出する変位出力の基準温度に対する温度ドリフト率を検出する（ステップＳ７）。そして、検出した温度ドリフト率を解消するように、ステップＳ１で入力されたセンサ１１からの検出信号中の変位出力の信号レベルを補正する（ステップＳ９）。最後に、補正後の変位出力の信号レベルを、警報設定器１７（図１参照）や上位制御盤２３（図３参照）に出力する（ステップＳ１１）。その後、一連の処理を終了する。以後、ステップＳ１〜ステップＳ１１の処理を繰り返し実行する。
【００５８】
以上の説明で明らかなように、本実施形態のライダーリング摩耗監視システム１では、図６のフローチャートにおけるステップＳ３が、請求項中の抵抗値測定手段に相当する処理となっている。そして、このステップＳ３と図６中のステップＳ５とによって、請求項中の温度情報取得手段に対応する処理が構成されている。また、本実施形態のライダーリング摩耗監視システム１では、図６中のステップＳ７が、請求項中の温度ドリフト特定手段に対応する処理となっている。さらに、本実施形態のライダーリング摩耗監視システム１では、図６中のステップＳ９が、請求項中の補正手段に相当する処理となっている。
【００５９】
図３に示す警報設定器１７は、温度ドリフト補正装置１５から入力される補正後の変位出力の信号レベルを、ライダーリング１０７が交換を要する摩耗量に至った場合に相当する警報レベルと比較し、この警報レベルに達した（警報レベルまで低下した）場合に、音声や表示等によって、ライダーリング１０７の交換を促す警報を出力する。
【００６０】
上位制御盤２３は、例えば分散制御システム（ＤＣＳ）によって構成される。上位制御盤２３は、温度ドリフト補正装置１５から入力される補正後の変位出力の信号レベルに基づいて、ライダーリング１０７の摩耗量を算出し、その経時変化の傾向管理データベースを構築するためのデータプロファイリング等を行う。本実施形態のライダーリング摩耗監視システム１では、温度ドリフト補正装置１５を新たに設けることになるので、上位制御盤２３が行うデータプロファイリングを、温度ドリフト補正装置１５において行うようにして、上位制御盤２３の負担を少なくすることもできる。
【００６１】
このように構成された本実施形態のライダーリング摩耗監視システム１によれば、センサ１１からの検出信号の信号レベルに温度ドリフトを生じさせる要因となる伝送ケーブル１９に沿って配設した信号線２１の、温度により変動する抵抗値を測定することで、信号線２１の抵抗値−温度特性から、伝送ケーブル１９の全長に亘る周辺温度に対応する温度情報、つまり、周辺温度の基準温度に対する温度差の情報を取得することができる。
【００６２】
したがって、温度ドリフト補正装置１５のメモリ１５ｂに記憶されている、伝送ケーブル１９の長さ、つまり、防爆施設Ａ及び監視施設Ｂ間の距離に適合する温度−ドリフト相関テーブルから、受信装置１３が検出する検出信号の信号レベルに生じる温度ドリフト率を特定することができる。そして、特定した温度ドリフト率に基づき温度ドリフト補正装置１５が検出信号の変位出力の信号レベルに対して行う補正によって、伝送ケーブル１９の周辺温度に起因して検出信号の信号レベルに生じた温度ドリフトを、精度よく解消することができる。
【００６３】
なお、温度ドリフト補正装置１５のメモリ１５ｂに記憶させる温度−ドリフト相関テーブルは、防爆施設Ａ及び監視施設Ｂ間の環境温度の絶対値と、その環境温度における変位出力の信号レベルの、基準温度における信号レベルに対する温度ドリフト量又は温度ドリフト率との相関を示すものとしてもよい。
【００６４】
しかし、防爆施設Ａ及び監視施設Ｂ間の環境温度の絶対値ではなく、本実施形態のように、防爆施設Ａ及び監視施設Ｂ間の環境温度の基準温度に対する温度差とすれば、温度−ドリフト相関テーブルの構築時又はその相関を示す数式の特定時や、温度−ドリフト相関テーブルを用いてセンサ１１からの検出信号に生じた温度ドリフトの内容を特定する時に、伝送ケーブル１９の周辺温度を絶対値によって取得しなくても済むようになる。
【００６５】
したがって、伝送ケーブル１９の周辺温度の絶対値を信号線２１の抵抗値から割り出せるように信号線２１（又は伝送ケーブル１９）の寸法を特定する必要がなく、よって、信号線２１の寸法上の制約をなくして、伝送ケーブル１９に沿わせて防爆施設Ａ及び監視施設Ｂ間に信号線２１を配設することを容易にすることができる。
【００６６】
また、本実施形態では信号線２１を伝送ケーブル１９に沿わせて配設するものとしたが、信号線２１に代えて、センサ１１側の端部を閉塞し温度ドリフト補正装置１５側の端部を開放させた導圧管を伝送ケーブル１９に沿わせて配設する構成としてもよい。その場合には、温度ドリフト補正装置１５において、電流検出回路１５ａの代わりに圧力検出回路を設け、これを用いて導圧管の開放端における導圧管内の圧力を検出することになる。この圧力も、伝送ケーブル１９の周辺温度に応じて変化するので、導圧管内圧力に基づいて伝送ケーブル１９の周辺温度を算出し、本実施形態と同様の温度ドリフト補正を行う構成とすることができる。
【００６７】
さらに、本実施形態では、防爆施設Ａに設置した圧縮機１００のライダーリング１０７の摩耗量を検出するセンサ１１の受信装置１３が設置される監視施設Ｂにおいて、伝送ケーブル１９の周辺温度の変化により生じる、センサ１１からの検出信号の信号レベルの温度ドリフトを補正する場合について説明した。
【００６８】
しかし、本発明は、測定対象の測定値に応じた信号レベルでセンサから出力された検出信号が信号ケーブルを介して入力される受信側において、信号ケーブルの周辺温度の変動により受信側に入力される検出信号に生じる信号レベルの温度ドリフトを補正する際に、広く適用可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１  ライダーリング摩耗監視システム
１１  センサ
１１ａ  センサヘッド
１１ｂ  伝送器
１１ｃ  フレキシブルケーブル
１３  受信装置
１３ａ  安全保持回路
１５  温度ドリフト補正装置
１５ａ  電流検出回路
１５ｂ  メモリ
１５ｃ  ＣＰＵ
１７  警報設定器
１９  伝送ケーブル
２１  信号線
２３  上位制御盤
１００  圧縮機
１０１  シリンダ
１０３  取付孔
１０５  ピストン
１０７  ライダーリング
Ａ  防爆施設
Ｂ  監視施設
Ｌ  ピストン外周面からセンサヘッドまでの距離
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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