(57)【要約】【課題】電磁流量計の総合的な診断に適した信号出力を実現する。【解決手段】電磁流量計の変換器２ａは、検出器１から出力された第１の起電力信号を増幅する交流増幅回路２６と、検出器１から出力された、第１の起電力信号と相補な第２の起電力信号を増幅する交流増幅回路２７と、交流増幅回路２６によって増幅された第１の起電力信号を出力する信号出力端子２８と、交流増幅回路２７によって増幅された第２の起電力信号を出力する信号出力端子２９とを備える。【選択図】  図３
2019215233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出器から出力された第１の起電力信号を増幅するように構成された第１の交流増幅回路と、
前記検出器から出力された、前記第１の起電力信号と相補な第２の起電力信号を増幅するように構成された第２の交流増幅回路と、
前記第１の交流増幅回路によって増幅された第１の起電力信号を出力するように構成された第１の信号出力端子と、
前記第２の交流増幅回路によって増幅された第２の起電力信号を出力するように構成された第２の信号出力端子とを備えることを特徴とする電磁流量計の変換器。
【請求項２】
検出器から出力された第１の起電力信号を増幅するように構成された第１の交流増幅回路と、
前記検出器から出力された、前記第１の起電力信号と相補な第２の起電力信号を増幅するように構成された第２の交流増幅回路と、
前記第１、第２の交流増幅回路によって増幅された第１、第２の起電力信号をそれぞれ無線送信するように構成された送信器とを備えることを特徴とする電磁流量計の変換器。
【請求項３】
測定管を流れる流体の流量に応じた起電力信号を出力するように構成された検出器と、
この検出器から出力された第１の起電力信号と、前記検出器から出力された、前記第１の起電力信号と相補な第２の起電力信号とを個別に記録するように構成された記録装置とを備えることを特徴とする電磁流量計の診断装置。
【請求項４】
請求項１記載の変換器と、
この変換器の前記第１、第２の信号出力端子から出力された第１、第２の起電力信号を個別に記録するように構成された記録装置とを備えることを特徴とする電磁流量計の診断装置。
【請求項５】
請求項３または４記載の診断装置において、
前記記録装置に記録された第１、第２の起電力信号を解析するように構成された解析装置をさらに備えることを特徴とする電磁流量計の診断装置。
【請求項６】
請求項２記載の電磁流量計の変換器と、
この変換器から無線送信された第１、第２の起電力信号を受信するように構成された受信器と、
この受信器によって受信された第１、第２の起電力信号を解析するように構成された解析装置とを備えることを特徴とする電磁流量計の診断装置。
【請求項７】
請求項５または６記載の電磁流量計の診断装置において、
前記解析装置は、前記第１、第２の起電力信号の波形を表示することを特徴とする電磁流量計の診断装置。
【請求項８】
請求項５または６記載の電磁流量計の診断装置において、
前記解析装置は、前記第１、第２の起電力信号の周波数スペクトルを表示することを特徴とする電磁流量計の診断装置。
【請求項９】
請求項５または６記載の電磁流量計の診断装置において、
前記解析装置は、前記第１、第２の起電力信号に基づいて電磁流量計の健全性を診断することを特徴とする電磁流量計の診断装置。
【請求項１０】
請求項２記載の電磁流量計の変換器と、
この変換器から無線送信された第１、第２の起電力信号を受信するように構成された端末装置と、
前記第１、第２の起電力信号に基づいて電磁流量計の健全性を診断するように構成された解析装置とを備え、
前記端末装置は、
前記変換器から無線送信された第１、第２の起電力信号を受信するように構成された第１の受信部と、
この第１の受信部によって受信された第１、第２の起電力信号を前記解析装置に転送するように構成された第１の送信部と、
前記解析装置から送信された診断結果を受信するように構成された第２の受信部と、
前記解析装置から送信された診断結果を表示するように構成された表示部とを備え、
前記解析装置は、
前記端末装置から送信された第１、第２の起電力信号を受信するように構成された第３の受信部と、
この第３の受信部によって受信された第１、第２の起電力信号に基づく電磁流量計の診断結果を前記端末装置に送信するように構成された第２の送信部とを備えることを特徴とする電磁流量計の診断装置。
【請求項１１】
請求項９または１０記載の電磁流量計の診断装置において、
前記解析装置は、
過去に発生した電磁流量計の起電力信号の音響的特徴を予め記憶するように構成された音響モデルと、
この音響モデルに記憶された音響的特徴が得られたときの電磁流量計の診断結果を予め記憶するように構成された診断結果モデルと、
前記第１、第２の起電力信号の音響的特徴を抽出するように構成された特徴抽出部と、
前記音響モデルと前記診断結果モデルとを用いて、前記特徴抽出部によって抽出された音響的特徴に対応する診断結果を出力するように構成された認識部とを備えることを特徴とする電磁流量計の診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁流量計に係り、特に健全性診断のための信号出力が可能な電磁流量計の変換器および診断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電磁流量計で正しく流量が測れない原因として、（Ａ）測定管内の流体が空になっている、（Ｂ）測定管や電極に異物が付着している、（Ｃ）流体に気泡やスラリーが発生している、（Ｄ）流体が低導電率流体である、（Ｅ）電極間やケーブルの絶縁不良によりノイズが発生している、（Ｆ）インバータノイズなどの環境ノイズが混入する、など数々の原因があり、これらの原因を特定するのは非常に困難であった。また、流量が正しく測れているかどうかはタンクに流体をためてその体積や重さの変化で流速や流量を確認するしか手段がないため、大きな誤差が発生していても気づかない。このため、電磁流量計自身の健全性診断（正しく計測できているか否か）は非常に重要である。
【０００３】
電磁流量計の健全性を診断する技術としては、特許文献１に開示された技術がある。特許文献１に開示された電磁流量計は、測定管の電極に生じた交流の起電力信号からデジタルフィルタにより高周波成分を抽出し、抽出した高周波成分に基づいて、電極への異物の付着の有無を判定するようにしたものである。
【０００４】
電磁流量計において、流量誤差が発生するような異常があった場合、測定管の電極に生じる起電力信号が乱れて、高周波ノイズが多くなる。特許文献１に開示された技術は、このような原理に基づくものである。しかし、特許文献１に開示された技術では、高周波ノイズの量で電極への異物の付着の有無を判定しているため、異物の付着以外で発生しているノイズ、例えば環境ノイズ（インバータノイズなど）、流体ノイズ（気泡、スラリーなど）、液種（低導電率流体など）によるノイズ、電極間やケーブルの絶縁不良によるノイズなども検出してしまい、検出器の交換が必要な異常と交換の必要がない異常とを判別することができないという問題点があった。つまり、異物付着や電極間の絶縁不良については検出器の交換が必要になるが、他の異常については検出器を交換する必要はない。このように、特許文献１に開示された技術では、高周波ノイズが発生している原因を特定することができないので、誤診断が発生する可能性があり、電磁流量計の総合的な診断には適していないという問題点があった。
【０００５】
一方、発明者は、起電力信号を増幅してスピーカから出力させることにより、ユーザがスピーカから出力される音を聞いて健全性を診断できるようにした電磁流量計を提案した（特許文献２参照）。しかし、特許文献２に開示された技術では、電磁流量計の検出器の２つの出力端子から出力される互いに相補な起電力信号を差動増幅しているため、交流増幅後の信号ではコモンモードノイズが減殺されてしまうことと、３００Ｈｚ以上（後段の直流増幅に影響を与えないように交流増幅で通常高域はカットしている）の高い周波数が失われてしまうことから、測定管や電極への異物の付着、気泡やスラリーの発生、低導電率流体、絶縁不良、環境ノイズなどの数々の要因から生成された信号の波の情報を消してしまう可能性があった。また、特許文献２に開示された技術では、ユーザがスピーカから出力される音色で電磁流量計の健全性を診断するため、誤診断が発生する可能性があった。
【０００６】
また、特許文献３、特許文献４、特許文献５には、励磁極性の変化時に発生する微分ノイズに着目して電磁流量計の健全性を診断する方法が開示されている。しかしながら、特許文献３、特許文献４、特許文献５に開示された技術では、特定の条件下では有効であっても、様々な条件下で異常診断ができるとは限らず、時間的な変化を含めて起電力信号全体を波として捉えた方がより信頼性の高い診断ができる可能性が高い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第５５３０３３１号公報
【特許文献２】特開２０１７−０４４５５３号公報
【特許文献３】特開２０１６−１６６８５４号公報
【特許文献４】特開２０１６−０４０５２５号公報
【特許文献５】特開２０１１−２０９２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、電磁流量計の総合的な診断に適した信号出力を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の電磁流量計の変換器は、矩形波で与える励磁電流に比例して検出器から出力された第１の起電力信号を増幅するように構成された第１の交流増幅回路と、前記検出器から出力された、前記第１の起電力信号と相補な第２の起電力信号を増幅するように構成された第２の交流増幅回路と、前記第１の交流増幅回路によって増幅された第１の起電力信号を出力するように構成された第１の信号出力端子と、前記第２の交流増幅回路によって増幅された第２の起電力信号を出力するように構成された第２の信号出力端子とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の電磁流量計の変換器は、検出器から出力された第１の起電力信号を増幅するように構成された第１の交流増幅回路と、前記検出器から出力された、前記第１の起電力信号と相補な第２の起電力信号を増幅するように構成された第２の交流増幅回路と、前記第１、第２の交流増幅回路によって増幅された第１、第２の起電力信号をそれぞれ無線送信するように構成された送信器とを備えることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の電磁流量計の診断装置は、測定管を流れる流体の流量に応じた起電力信号を出力するように構成された検出器と、この検出器から出力された第１の起電力信号と、前記検出器から出力された、前記第１の起電力信号と相補な第２の起電力信号とを個別に記録するように構成された記録装置とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の電磁流量計の診断装置は、変換器と、この変換器の前記第１、第２の信号出力端子から出力された第１、第２の起電力信号を個別に記録するように構成された記録装置とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の電磁流量計の診断装置の１構成例は、前記記録装置に記録された第１、第２の起電力信号を解析するように構成された解析装置をさらに備えることを特徴とするものである。
また、本発明の電磁流量計の診断装置は、電磁流量計の変換器と、この変換器から無線送信された第１、第２の起電力信号を受信するように構成された受信器と、この受信器によって受信された第１、第２の起電力信号を解析するように構成された解析装置とを備えることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の電磁流量計の診断装置の１構成例において、前記解析装置は、前記第１、第２の起電力信号の波形を表示することを特徴とするものである。
また、本発明の電磁流量計の診断装置の１構成例において、前記解析装置は、前記第１、第２の起電力信号の周波数スペクトルを表示することを特徴とするものである。
また、本発明の電磁流量計の診断装置の１構成例において、前記解析装置は、前記第１、第２の起電力信号に基づいて電磁流量計の健全性を診断することを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の電磁流量計の診断装置は、電磁流量計の変換器と、この変換器から無線送信された第１、第２の起電力信号を受信するように構成された端末装置と、前記第１、第２の起電力信号に基づいて電磁流量計の健全性を診断するように構成された解析装置とを備え、前記端末装置は、前記変換器から無線送信された第１、第２の起電力信号を受信するように構成された第１の受信部と、この第１の受信部によって受信された第１、第２の起電力信号を前記解析装置に転送するように構成された第１の送信部と、前記解析装置から送信された診断結果を受信するように構成された第２の受信部と、前記解析装置から送信された診断結果を表示するように構成された表示部とを備え、前記解析装置は、前記端末装置から送信された第１、第２の起電力信号を受信するように構成された第３の受信部と、この第３の受信部によって受信された第１、第２の起電力信号に基づく電磁流量計の診断結果を前記端末装置に送信するように構成された第２の送信部とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の電磁流量計の診断装置の１構成例において、前記解析装置は、過去に発生した電磁流量計の起電力信号の音響的特徴を予め記憶するように構成された音響モデルと、この音響モデルに記憶された音響的特徴が得られたときの電磁流量計の診断結果を予め記憶するように構成された診断結果モデルと、前記第１、第２の起電力信号の音響的特徴を抽出するように構成された特徴抽出部と、前記音響モデルと前記診断結果モデルとを用いて、前記特徴抽出部によって抽出された音響的特徴に対応する診断結果を出力するように構成された認識部とを備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、電磁流量計の変換器に、第１、第２の交流増幅回路と、第１、第２の信号出力端子とを設けることにより、電磁流量計の総合的な診断に適した信号出力を実現することができる。
【００１４】
また、本発明では、電磁流量計の変換器に、第１、第２の交流増幅回路と、送信器とを設けることにより、電磁流量計の総合的な診断に適した信号出力を実現することができる。本発明では、変換器に記録装置を直接接続することが難しい場合であっても、起電力信号を無線送信し、遠方の記録装置で受信したり、解析装置で解析したりすることが可能となる。
【００１５】
また、本発明では、検出器または変換器から出力された第１、第２の起電力信号を記録する記録装置を設けることにより、電磁流量計の総合的な診断に適した信号記録を実現することができる。
【００１６】
また、本発明では、解析装置を設けることにより、電磁流量計の自動診断を実現することができる。
【００１７】
また、本発明では、変換器から無線送信された第１、第２の起電力信号を端末装置から解析装置に転送し、解析装置で得られた診断結果を端末装置に送信することにより、ユーザは端末装置に表示された診断結果を基に、電磁流量計の各種メンテナンス作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の第１の実施例に係る電磁流量計の診断装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、電磁流量計の各部の信号波形を示す図である。
【図３】図３は、本発明の第２の実施例に係る電磁流量計の変換器の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、本発明の第２の実施例に係る電磁流量計の診断装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、本発明の第３の実施例に係る電磁流量計の変換器の構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、本発明の第４の実施例に係る電磁流量計の診断装置の構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、本発明の第４の実施例に係る電磁流量計の診断装置の別の構成を示すブロック図である。
【図８】図８は、本発明の第４の実施例の起電力信号の波形表示例を示す図である。
【図９】図９は、本発明の第４の実施例の起電力信号の別の波形表示例を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の第５の実施例に係る電磁流量計の診断装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、本発明の第５の実施例に係る電磁流量計の診断装置の別の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、本発明の第５の実施例の起電力信号の周波数スペクトル表示例を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明の第５の実施例の起電力信号の別の周波数スペクトル表示例を示す図である。
【図１４】図１４は、本発明の第５の実施例の起電力信号の別の周波数スペクトル表示例を示す図である。
【図１５】図１５は、本発明の第５の実施例の起電力信号の別の周波数スペクトル表示例を示す図である。
【図１６】図１６は、本発明の第５の実施例の起電力信号の別の周波数スペクトル表示例を示す図である。
【図１７】図１７は、本発明の第５の実施例の起電力信号の別の周波数スペクトル表示例を示す図である。
【図１８】図１８は、本発明の第５の実施例の疑似起電力信号の周波数スペクトル表示例を示す図である。
【図１９】図１９は、本発明の第５の実施例の疑似起電力信号の別の周波数スペクトル表示例を示す図である。
【図２０】図２０は、本発明の第６の実施例に係る電磁流量計の診断装置の構成を示すブロック図である。
【図２１】図２１は、本発明の第６の実施例に係る電磁流量計の診断装置の別の構成を示すブロック図である。
【図２２】図２２は、本発明の第６の実施例に係る電磁流量計の診断装置の別の構成を示すブロック図である。
【図２３】図２３は、本発明の第４〜第６の実施例の解析装置を実現するコンピュータの構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［発明の原理］
発明者は、電磁流量計の検出器が出力する差動の起電力信号Ａ，Ｂ，Ｃを、市販のボイスレコーダのマイク端子に入力してそのまま記録できる（例えばＡ−Ｃ間をＲ、Ｂ−Ｃ間をＬ）ことに想到した。もともと磁場の中を導電性の物体が動くと起電力が発生するという電磁流量計の原理（フレーミングの右手の法則）は、ダイナミックマイクロフォンと原理が同じなので、起電力信号を波の信号として記録できることが推測できる。
【００２０】
電磁流量計は、検出器の励磁コイルに矩形波の交流電流を流して測定管内に磁界を発生させて流体の通過により発生する起電力に基づいて流量値を測る装置である。このため、検出器が発生した差動の起電力信号Ａ−Ｃ間，Ｂ−Ｃ間の信号は、交流の波として出力される。この波は、マイクロフォンが空気の振動を拾って電気信号を出力する波と同じで、ボイスレコーダなどの記録装置のマイク端子に入力することで録音できる。ボイスレコーダで記録した起電力信号は、流量を求める基の信号であり、診断情報を含む全情報が含まれている。このため、記録した波をオーディオ信号として扱って解析することで、流量計の各種異常を判別することを提案する。
【００２１】
電磁流量計の異常には、スラリ発生、測定管や電極への異物の付着、流体の導電率の低下、気泡発生、測定管の空状態、電極の絶縁劣化、励磁コイルの劣化、電極の汚れ、電極の摩耗、断線、電子回路の特性の変化などがあり、測定管に流れる流体も水道水、汚泥、薬品、飲料、紙パルプ、アルミナなど様々なので、現場ではこれらの様々な現象が複雑に絡み合って起電力信号に影響している。また、流量計測が異常（誤差が大きい）かどうかは、基準となる電磁流量計を同じ配管上に並べて流量値を比較するか、実流設備で確かめるしか方法がなかった。
本発明では、上記の様々な現象が複雑に絡み合って生じた起電力信号の波形が記録装置に記録されるため、この波形の中に隠された特徴パターンを見つけることで異常の原因を特定することが可能である。
【００２２】
［第１の実施例］
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施例に係る電磁流量計の診断装置の構成を示すブロック図である。周知のとおり、電磁流量計は、検出器１と、変換器２とから構成される。検出器１は、磁界を発生する励磁コイル１０と、励磁コイル１０から発生する磁界中に配置された測定管１１と、測定管１１に設けられた電極１２，１３と、電極１２と電気的に接続され、測定対象の流体が測定管１１を流れることにより発生する起電力信号を出力する信号出力端子Ａと、電極１３と電気的に接続され、電極１２の起電力信号と相補な、電極１３に発生する起電力信号を出力する信号出力端子Ｂと、測定管１１に設けられたアースリング（不図示）と電気的に接続された信号出力端子Ｃと、励磁電流入力端子Ｘ，Ｙとを備えている。
【００２３】
変換器２の励磁回路２０は、検出器１の励磁コイル１０に図２（Ａ）に示すような励磁電流を供給する。測定管１１に流体が流れると、この流体の流量に応じて検出器１の信号出力端子Ａ−Ｃ間には図２（Ｂ）のような起電力信号が現れ、この起電力信号と相補な関係にある図２（Ｃ）のような起電力信号が出力端子Ｂ−Ｃ間に現れる。変換器２は、検出器１から出力される起電力信号を、流体の流量や流速を示すアナログ信号またはデジタル信号に変換する。
【００２４】
通常の電磁流量計の使用方法では、検出器１の信号出力端子Ａ，Ｂ，Ｃを変換器２と接続するが、本実施例の診断装置では、検出器１の励磁電流入力端子Ｘ，Ｙのみを変換器２と接続し、信号出力端子Ａ，Ｂ，Ｃをボイスレコーダ等の記録装置３と接続する。
【００２５】
具体的には、３Ｐ（ＴＲＳ）バランス型フォンケーブル４のチップ（Tip）信号線４０を検出器１の信号出力端子Ｂに接続し、ケーブル４のリング（Ring）信号線４１を検出器１の信号出力端子Ａに接続し、ケーブル４のスリーブ（Sleeve）線４２を検出器１の信号出力端子Ｃに接続して、プラグ４３を記録装置３（本実施例ではボイスレコーダ）のマイク端子３０に挿入する。そして、記録装置３により、Ａ−Ｃ間起電力信号をＲチャンネルオーディオ信号、Ｂ−Ｃ間起電力信号をＬチャンネルオーディオ信号としてステレオ録音する。
【００２６】
このように、本実施例では、検出器１から出力されたＡ−Ｃ間起電力信号、Ｂ−Ｃ間起電力信号を個別に記録するため、Ａ−Ｃ間起電力信号とＢ−Ｃ間起電力信号を差動増幅する場合のようにコモンモードノイズが減殺されることがなく、また変換器内で増幅された信号を取り出す場合のように３００Ｈｚ以上の高い周波数が失われてしまうこともない。したがって、本実施例では、電磁流量計の総合的な診断に適した信号記録を実現することができる。ユーザは、記録装置３に記録された信号を解析することで、異常の原因を特定することも可能である。
【００２７】
また、本実施例では、既存の検出器１を利用することができ、また記録装置３として市販のボイスレコーダを利用することができるので、実施にあたって特別な回路は必要なく、既存の電磁流量計であっても起電力信号を記録装置３に取り込むことができる。
【００２８】
なお、市販のボイスレコーダでモノラル録音すると、Ｌ＋Ｒが録音されるものと、Ｌ−Ｒ（差動信号）が録音されるものとがある。もともとＡ−Ｃ間起電力信号、Ｂ−Ｃ間起電力信号は位相が逆になっているので、Ｌ＋Ｒで録音するとコモンモードノイズだけが強調されて録音されることになる。一方、Ｌ−Ｒで録音するとコモンモードノイズがキャンセルされて、起電力信号とノルマルノイズの波形が強調されて録音される。これらのモノラル録音は本発明の目的と合致しないので、Ａ−Ｃ間起電力信号、Ｂ−Ｃ間起電力信号をステレオ録音する必要がある。
【００２９】
また、本実施例では、検出器１が発生する起電力信号がある程度大きいものでないと、記録装置３の増幅率が足りず、記録される信号のレベルが小さくなってしまう場合がある。このため、２線式や電池式のような起電力が数μＶしかない電磁流量計の場合には、以下の実施例のように変換器内で増幅した後の信号を記録する方がよい。
【００３０】
［第２の実施例］
次に、本発明の第２の実施例について説明する。図３は本発明の第２の実施例に係る電磁流量計の変換器の構成を示すブロック図であり、図１と同一の構成には同一の符号を付してある。電磁流量計の検出器１については第１の実施例で説明したとおりである。
【００３１】
本実施例の変換器２ａは、検出器１の励磁コイル１０に励磁電流を供給する励磁回路２０と、検出器１から出力されたＡ−Ｃ間起電力信号とＢ−Ｃ間起電力信号とを差動増幅する交流増幅回路２１と、励磁電流が正極性のときの交流増幅回路２１の出力電圧と励磁電流が負極性のときの交流増幅回路２１の出力電圧とを個別に保持するサンプルホールド回路２２と、サンプルホールド回路２２で個別に保持した２つの電圧を差動増幅する直流増幅回路２３と、直流増幅回路２３の出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２４と、Ａ／Ｄ変換器２４のデジタル出力を流量値や流速値に変換するＣＰＵ（Central Processing Unit）からなる制御回路２５と、検出器１から出力されたＡ−Ｃ間起電力信号を増幅する交流増幅回路２６と、検出器１から出力されたＢ−Ｃ間起電力信号を増幅する交流増幅回路２７と、交流増幅回路２６によって増幅されたＡ−Ｃ間起電力信号を出力する信号出力端子２８と、交流増幅回路２７によって増幅されたＢ−Ｃ間起電力信号を出力する信号出力端子２９と、グランド端子３１とを備えている。
【００３２】
このように、本実施例では、変換器２ａに交流増幅回路２６，２７と端子２８，２９，３１とを設けることにより、検出器１から出力されたＡ−Ｃ間起電力信号とＢ−Ｃ間起電力信号とを個別に増幅して出力することができる。
【００３３】
本実施例の変換器２ａと記録装置３とを接続した診断装置の構成を図４に示す。このときの接続方法は、第１の実施例と同様に３Ｐ（ＴＲＳ）バランス型フォンケーブル４のチップ（Tip）信号線４０を変換器２ａの信号出力端子２９に接続し、ケーブル４のリング（Ring）信号線４１を変換器２ａの信号出力端子２８に接続し、ケーブル４のスリーブ（Sleeve）線４２を変換器２ａのグランド端子３１に接続して、ケーブル４のプラグを記録装置３（本実施例ではボイスレコーダ）のマイク端子に挿入する。そして、記録装置３により、Ａ−Ｃ間起電力信号をＲチャンネルオーディオ信号、Ｂ−Ｃ間起電力信号をＬチャンネルオーディオ信号としてステレオ録音する。
【００３４】
こうして、本実施例では、第１の実施例と同様の効果を得ることができる。また、本実施例では、検出器１から出力されたＡ−Ｃ間起電力信号とＢ−Ｃ間起電力信号とを個別に増幅して出力することができるので、検出器１から出力される起電力信号が小さい場合でも、市販のボイスレコーダ等で記録が可能となる。
【００３５】
［第３の実施例］
次に、本発明の第３の実施例について説明する。図５は本発明の第３の実施例に係る電磁流量計の変換器の構成を示すブロック図であり、図１、図３、図４と同一の構成には同一の符号を付してある。電磁流量計の検出器１については第１の実施例で説明したとおりである。
【００３６】
本実施例の変換器２ｂは、励磁回路２０と、交流増幅回路２１と、サンプルホールド回路２２と、直流増幅回路２３と、Ａ／Ｄ変換器２４と、制御回路２５と、交流増幅回路２６，２７と、交流増幅回路２６によって増幅されたＡ−Ｃ間起電力信号と交流増幅回路２７によって増幅されたＢ−Ｃ間起電力信号をそれぞれ無線送信する送信器３２とを備えている。
【００３７】
送信器３２としては、交流増幅回路２６によって増幅されたＡ−Ｃ間起電力信号と交流増幅回路２７によって増幅されたＢ−Ｃ間起電力信号とをステレオオーディオ信号として無線送信可能なブルートゥース（Bluetooth（登録商標））トランスミッターがある。
【００３８】
本実施例では、第２の実施例のように変換器に記録装置を直接接続することが難しい場合であっても、起電力信号を無線送信し、遠方の記録装置で受信したり、解析装置で解析したりすることが可能となる。特に変換器にケーブルを接続することが難しい防爆形の電磁流量計において、本実施例は有効である。
【００３９】
［第４の実施例］
次に、本発明の第４の実施例について説明する。図６は本発明の第４の実施例に係る電磁流量計の診断装置の構成を示すブロック図であり、図１、図３〜図５と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施例の診断装置は、記録装置３に記録されたＡ−Ｃ間起電力信号とＢ−Ｃ間起電力信号とを個別に波形表示する解析装置５を備えている。
【００４０】
図６と組み合わせる形態としては、図１に示した第１の実施例の構成を用いてもよいし、図４に示した第２の実施例の構成を用いてもよい。
また、図５に示した第３の実施例の構成と組み合わせる場合には、図７に示すように、変換器２ｂから無線送信されたＡ−Ｃ間起電力信号とＢ−Ｃ間起電力信号とを受信する受信器６を解析装置５に接続してもよい。なお、受信器６を解析装置５内に設けるようにしてもよい。
【００４１】
図８は、本実施例の起電力信号の波形表示例を示す図であり、励磁オフ（電源オフ）状態から励磁オン（電源オン）状態に変化したときの起電力信号の変化を示す図である。図９は、本実施例の起電力信号の別波形表示例を示す図であり、測定管１１が空の状態から満水状態に変化したときの起電力信号の変化を示す図である。図８、図９の例では、解析装置５の画面５００に、Ｌチャンネルオーディオ信号（Ｂ−Ｃ間起電力信号）とＲチャンネルオーディオ信号（Ａ−Ｃ間起電力信号）の波形が表示されている。図８、図９中の波形の縦軸は信号強度、横軸は時間である。
【００４２】
図８、図９の例から明らかなとおり、励磁の有無や、測定管１１が空か満水状態かどうかは、起電力信号の振幅の違い（急激な変化）で判断することができる。
【００４３】
［第５の実施例］
次に、本発明の第５の実施例について説明する。図１０は本発明の第５の実施例に係る電磁流量計の診断装置の構成を示すブロック図であり、図１、図３〜図７と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施例の診断装置は、記録装置３に記録されたＡ−Ｃ間起電力信号とＢ−Ｃ間起電力信号の周波数スペクトルを個別に表示する解析装置５ａを備えている。
【００４４】
図１０と組み合わせる形態としては、図１に示した第１の実施例の構成を用いてもよいし、図４に示した第２の実施例の構成を用いてもよい。
また、図５に示した第３の実施例の構成と組み合わせる場合には、図１１に示すように、変換器２ｂから無線送信されたＡ−Ｃ間起電力信号とＢ−Ｃ間起電力信号とを受信する受信器６を解析装置５ａに接続してもよい。なお、受信器６を解析装置５ａ内に設けるようにしてもよい。
【００４５】
図１２は、本実施例の起電力信号の周波数スペクトル表示例を示す図であり、満水状態の起電力信号の周波数スペクトルを示す図である。図１３は、本実施例の起電力信号の別の周波数スペクトル表示例を示す図であり、満水状態で泡（炭酸水）を発生させたときの起電力信号の周波数スペクトルを示す図である。なお、本実施例では、Ａ−Ｃ間起電力信号とＢ−Ｃ間起電力信号の周波数スペクトルを個別に表示可能であるが、図１２、図１３の例では見易くするために、Ｒチャンネルオーディオ信号（Ａ−Ｃ間起電力信号）の周波数スペクトルＲＳのみを示している。図１２、図１３によれば、起電力信号の波形では違いが分からないが、起電力信号の周波数スペクトルで見ると、泡の有無を判別できることが分かる。
【００４６】
図１４は、本実施例の起電力信号の別の周波数スペクトル表示例を示す図であり、満水状態の起電力信号の周波数スペクトルを示す図である。図１５は、本実施例の起電力信号の別の周波数スペクトル表示例を示す図であり、非満水状態の起電力信号の周波数スペクトルを示す図である。図１２、図１３と同様に、図１４、図１５の例では、Ｒチャンネルオーディオ信号（Ａ−Ｃ間起電力信号）の周波数スペクトルＲＳのみを示している。
【００４７】
図１６は、本実施例の起電力信号の別の周波数スペクトル表示例を示す図であり、スラリ（研磨剤）を混入させた水道水を流速１ｍ／ｓで流したときの起電力信号の周波数スペクトルを示す図である。図１７は、本実施例の起電力信号の別の周波数スペクトル表示例を示す図であり、スラリ（研磨剤）なしの水道水を流速１ｍ／ｓで流したときの起電力信号の周波数スペクトルを示す図である。図１６、図１７の例では、Ｌチャンネルオーディオ信号（Ｂ−Ｃ間起電力信号）の周波数スペクトルＬＳのみを示している。
【００４８】
図１８は、本実施例の別の周波数スペクトル表示例を示す図であり、検出器の代わりにキャリブレータを変換器に接続して、キャリブレータから変換器に疑似起電力信号を入力したときの疑似起電力信号の周波数スペクトルを示す図である。図１９は、本実施例の別の周波数スペクトル表示例を示す図であり、検出器の代わりにキャリブレータを変換器に接続して、キャリブレータから変換器に微分ノイズ入りの疑似起電力信号を入力したときの疑似起電力信号の周波数スペクトルを示す図である。ここでは、励磁の変化点で疑似スパイクノイズを混入させている。図１８、図１９の例では、Ｌチャンネルオーディオ信号（Ｂ−Ｃ間起電力信号）の周波数スペクトルＬＳのみを示している。
【００４９】
以上のように、信号の波形では違いが分からない場合でも、起電力信号の周波数スペクトルを表示することで、電磁流量計の診断に適した情報を提供することができる。
【００５０】
［第６の実施例］
次に、本発明の第６の実施例について説明する。図２０は本発明の第６の実施例に係る電磁流量計の診断装置の構成を示すブロック図であり、図１、図３〜図７、図１０、図１１と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施例の診断装置は、記録装置３に記録されたＡ−Ｃ間起電力信号とＢ−Ｃ間起電力信号に基づいて電磁流量計の健全性を診断する解析装置５ｂを備えている。
【００５１】
図２０と組み合わせる形態としては、図１に示した第１の実施例の構成を用いてもよいし、図４に示した第２の実施例の構成を用いてもよい。
また、図５に示した第３の実施例の構成と組み合わせる場合には、図２１に示すように、変換器２ｂから無線送信されたＡ−Ｃ間起電力信号とＢ−Ｃ間起電力信号とを受信する受信器６を解析装置５ｂに接続してもよい。なお、受信器６を解析装置５ｂ内に設けるようにしてもよい。
【００５２】
解析装置５ｂは、過去に発生した電磁流量計の起電力信号の音響的特徴を予め記憶する音響モデル５０と、この音響モデル５０に記憶された音響的特徴が得られたときの電磁流量計の診断結果を予め記憶する診断結果モデル５１と、記録装置３に記録されたＡ−Ｃ間起電力信号とＢ−Ｃ間起電力信号、または受信器６によって受信されたＡ−Ｃ間起電力信号とＢ−Ｃ間起電力信号の音響的特徴を抽出する特徴抽出部５２と、特徴抽出部５２によって抽出された音響的特徴と音響モデル５０と診断結果モデル５１とを用いて、特徴抽出部５２によって抽出された音響的特徴に対応する診断結果を出力する認識部５３と、音響モデル５０と診断結果モデル５１の学習を行う学習部５４と、過去に発生した電磁流量計の起電力信号とこの起電力信号が得られたときの電磁流量計の診断結果とを記憶する記憶部５５とから構成される。
【００５３】
電磁流量計の異常にはスラリ発生、測定管や電極への異物の付着、流体の導電率の低下、気泡発生、測定管の空状態、電極の絶縁劣化、励磁コイルの劣化、電極の汚れ、電極の摩耗、断線、電子回路の特性の変化などがあり、測定管に流れる流体も水道水、汚泥、薬品、飲料、紙パルプ、アルミナなど様々なので、現場ではこれらの様々な現象が複雑に絡み合って起電力信号に影響している。そこで、本実施例では、音声認識技術を利用して、電磁流量計の自動診断を行う。音響的特徴および音響モデル５０の例としては、隠れマルコフモデルがある。
【００５４】
記憶部５５には、様々な状態の電磁流量計で収集されたＡ−Ｃ間起電力信号およびＢ−Ｃ間起電力信号と、この様々な状態において現場のサービス担当者が行った電磁流量計の健全性の診断結果とが記憶されている。
【００５５】
音響モデル５０および診断結果モデル５１の学習時には、学習部５４は、記憶部５５に記憶されているＡ−Ｃ間起電力信号とＢ−Ｃ間起電力信号とから特徴抽出部５２が抽出した音響的特徴を音響モデル５０に記憶させると共に、この音響的特徴に対応する診断結果を診断結果モデル５１に記憶させる。
【００５６】
電磁流量計の診断時には、特徴抽出部５２は、記録装置３に記録された診断対象の電磁流量計のＡ−Ｃ間起電力信号とＢ−Ｃ間起電力信号、または受信器６によって受信された診断対象の電磁流量計のＡ−Ｃ間起電力信号とＢ−Ｃ間起電力信号の音響的特徴を抽出する。
【００５７】
認識部５３は、特徴抽出部５２によって抽出された音響的特徴と音響モデル５０に記憶されている音響的特徴とを照合し、特徴抽出部５２によって抽出された音響的特徴に最も近い音響的特徴を音響モデル５０の中から特定し、特定した音響的特徴に対応する診断結果を診断結果モデル５１から取得して出力する。
【００５８】
こうして、本実施例では、電磁流量計の自動診断を実現することができる。従来から行われている電磁流量計の点検の結果を利用すれば、大量の診断結果を得ることができるので、この点検の際に電磁流量計のＡ−Ｃ間起電力信号とＢ−Ｃ間起電力信号を併せて収集すれば、大量の情報を収集することができ、この収集した情報によって音響モデル５０および診断結果モデル５１の学習を行うことで、診断の精度を向上させることができる。なお、認識部５３による診断にＡＩ（Ａrtificial Intelligence）の技術を適用してもよい。
【００５９】
また、本実施例の診断装置を図２２のように構成してもよい。この図２２の例では、診断対象の電磁流量計が設けられた現場でサービス担当者が用いる端末装置７に受信器６（第１の受信部）を設ける。端末装置７の例としては、例えばスマートフォンやパーソナルコンピュータがある。
【００６０】
端末装置７の制御部７１は、受信器６によって受信した診断対象の電磁流量計のＡ−Ｃ間起電力信号とＢ−Ｃ間起電力信号を送信部７０からネットワーク８を介して解析装置５ｃ（流量計診断サーバ）に送信させる。
【００６１】
解析装置５ｃは、解析装置５ｂに受信部５６と送信部５７とを追加したものである。解析装置５ｃの受信部５６が、端末装置７からネットワーク８を介して送信されたＡ−Ｃ間起電力信号とＢ−Ｃ間起電力信号を受信すると、上記の解析装置５ｂと同様に解析装置５ｃにおいて電磁流量計の自動診断が行われる。解析装置５ｃの認識部５３は、診断結果を送信部５７からネットワーク８を介して端末装置７に送信させる。
【００６２】
端末装置７の制御部７１は、受信部７２で受信した診断結果を表示部７３に表示させる。こうして、現場のサービス担当者は、端末装置７に表示された診断結果を基に、電磁流量計の各種メンテナンス作業を行うことができる。
【００６３】
なお、図６に示した第４の実施例、図１０に示した第５の実施例、図２０に示した第６の実施例において、記録装置３を解析装置５，５ａ，５ｂの内部に設けるようにしてもよい。つまり、起電力信号を解析装置５，５ａ，５ｂに直接取り込むことも可能である。
また、変換器２ｂの送信器３２と受信器６との間で行われる無線通信は、ブルートゥースに限るものでなく、例えば光通信、無線ＬＡＮなど他の無線通信を利用してもよいことは言うまでもない。
【００６４】
第４〜第６の実施例で説明した解析装置５，５ａ，５ｂ，５ｃは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。このコンピュータの構成例を図２３に示す。コンピュータは、ＣＰＵ２００と、記憶装置２０１と、インターフェース装置（以下、Ｉ／Ｆと略する）２０２とを備えている。Ｉ／Ｆ２０２には、例えば記録装置３や受信器６、受信部５６および送信部５７のハードウェア等が接続される。このようなコンピュータにおいて、解析装置５，５ａ，５ｂ，５ｃを実現させるためのプログラムは記憶装置２０１に格納される。ＣＰＵ２００は、記憶装置２０１に格納されたプログラムに従って第４〜第６の実施例で説明した処理を実行する。同様に、図２２の端末装置７についてもコンピュータによって実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、電磁流量計の健全性を診断する技術に適用することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１…検出器、２，２ａ，２ｂ…変換器、３…記録装置、４…３Ｐバランス型フォンケーブル、５，５ａ，５ｂ，５ｃ…解析装置、６…受信器、７…端末装置、８…ネットワーク、１０…励磁コイル、１１…測定管、１２，１３…電極、２０…励磁回路、２１，２６，２７…交流増幅回路、２２…サンプルホールド回路、２３…直流増幅回路、２４…Ａ／Ｄ変換器、２５…制御回路、２８，２９…信号出力端子、３０…マイク端子、３１…グランド端子、３２…送信器、５０…音響モデル、５１…診断結果モデル、５２…特徴抽出部、５３…認識部、５４…学習部、５５…記憶部、５６，７２…受信部、５７，７０…送信部、７１…制御部、７３…表示部、Ａ，Ｂ，Ｃ…信号出力端子、Ｘ，Ｙ…励磁電流入力端子。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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