(57)【要約】      （修正有）【課題】外部のシステムに依存することなく任意のタイミングでゼロ補正することができるゼロ補正機能を有する圧力計及びゼロ補正方法を提供する。【解決手段】圧力計１は、圧力センサー２を有し、対象流体の流れに応動するダイヤフラム３によって圧力を計測する。圧力計１の筐体背面には、圧力センサー２に対象流体を導く＋側の接続端子４＋と−側の接続端子４−が配設され、第１流路５＋は、接続端子４＋と圧力センサー２とを制御機構７を介して導通する一方、第１流路５−は、接続端子４−と圧力センサー２とを制御機構７を介して導通する。また、制御機構７は、第１流路５＋と第１流路５−とを接続する第２流路６を有する。システム流路からの対象流体の流入を遮断して第２流路６と圧力センサー２とを導通することで、均衡状態の圧力（理論上はゼロ）を計測することができ、この計測値とゼロ値との差分を用いてゼロ補正を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象流体の圧力を圧力センサーにより計測する圧力計であって、
対象流体が流れるシステム流路と接続され、前記圧力センサーに対象流体を導く＋／−の接続端子と、
前記＋／−の接続端子のそれぞれと前記圧力センサーとを連通する第１流路と、
前記第１流路間を接続する第２流路と、
前記＋／−の接続端子の一方又は両方からの対象流体の流入を遮断するとともに、前記第２流路を介して前記圧力センサーとの導通を確保する制御機構と、
前記圧力センサーによる計測値をゼロ値とするゼロ補正を行うゼロ補正機構と、
を有することを特徴とする圧力計。
【請求項２】
前記制御機構は、前記＋／−の接続端子側のそれぞれに設けられた２方向制御弁と、前記第２流路に設けられた２方向制御弁と、で構成され、
前記ゼロ補正機構を作動させることを特徴とする請求項１記載の圧力計。
【請求項３】
前記制御機構は、前記第１流路と前記第２流路との接続部の一方又は両方に設けられた３方向制御弁により構成され、
前記ゼロ補正機構を作動させることを特徴とする請求項１記載の圧力計。
【請求項４】
前記制御機構及び前記ゼロ補正機構を作動させるタイマーを内蔵することを特徴とする請求項１から３のいずれか記載の圧力計。
【請求項５】
対象流体が流れるシステム流路と接続され、圧力センサーに対象流体を導く＋／−の接続端子と、前記＋／−の接続端子のそれぞれと前記圧力センサーとを導通する第１流路と、前記第１流路間を接続する第２流路と、を有し、対象流体の圧力を圧力センサーにより計測する圧力計を用いて、圧力センサーによる計測値をゼロ値とするゼロ補正方法であって、
前記＋／−の接続端子の一方又は両方からの対象流量の流入を遮断する遮断工程及び前記第２流路を介して前記圧力センサーとの導通を確保する導通工程と、
前記遮断工程及び前記導通工程の状態において、圧力センサーによる計測値をゼロ値とするゼロ補正工程と、
を有することを特徴とするゼロ補正方法。
【請求項６】
前記圧力計は、前記＋／−の接続端子側のそれぞれに設けられた２方向制御弁と、前記第２流路に設けられた２方向制御弁と、を有し、
前記遮断工程は、前記第１流路の各接続端子側を遮断し、
前記導通工程は、前記第２流路を導通することを特徴とする請求項５記載のゼロ補正方法。
【請求項７】
前記圧力計は、前記第１流路と前記第２流路との接続部の一方に設けられた３方向制御弁を有し、
前記遮断工程は、前記第１流路の接続端子側を遮断し、
前記導通工程は、前記第２流路を導通することを特徴とする請求項５記載のゼロ補正方法。
【請求項８】
前記圧力計は、前記第１流路と前記第２流路との接続部の両方に設けられた３方向制御弁を有し、
前記遮断工程は、前記第１流路の接続端子側を遮断し、
前記導通工程は、前記第２流路を導通することを特徴とする請求項５記載のゼロ補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゼロ補正機能を有する圧力計及びゼロ補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、流路内の対象流体の流量や圧力を計測する際、計測値がゼロ値からどれだけ外れているかでゼロ補正値を求めるゼロ補正を行っている。
【０００３】
例えば、特許文献１は、所定の時点の対象流体が使用されない時間帯において、対象流体を一時遮断して、このときの流量計の計測値からゼロ値までのゼロ補正値を求め、このゼロ補正値によりゼロ補正するものである。また、特許文献２は、遮断弁を閉じて流量ゼロの状態を作り出し、流量ゼロの状態においてゼロ補正するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２７０００８号公報
【特許文献２】特開２００１−２４９０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１も特許文献２も、システムの稼動を止めて流量ゼロの状態を作り出してゼロ補正しており、ゼロ補正するタイミングは外部のシステムに依存している。システム稼動中における流量や圧力を示す概念図を図８に示す。図８において、計測値が０の時（黒線部分）にゼロ補正すれば良いが、現実的にこのタイミングを狙ってゼロ補正するのは困難である。
【０００６】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、外部のシステムに依存することなく任意のタイミングでゼロ補正することができるゼロ補正機能を有する圧力計及びゼロ補正方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、以下のものを提供する。
【０００８】
（１）  対象流体の圧力を圧力センサーにより計測する圧力計であって、対象流体が流れるシステム流路と接続され、前記圧力センサーに対象流体を導く＋／−の接続端子と、前記＋／−の接続端子のそれぞれと前記圧力センサーとを連通する第１流路と、前記第１流路間を接続する第２流路と、前記＋／−の接続端子の一方又は両方からの対象流体の流入を遮断するとともに、前記第２流路を介して前記圧力センサーとの導通を確保する制御機構と、前記圧力センサーによる計測値をゼロ値とするゼロ補正を行うゼロ補正機構と、を有することを特徴とする圧力計。
【０００９】
本発明によれば、制御機構はシステム流路からの対象流体の流入を遮断するとともに、第２流路を介して圧力センサーとの導通を確保することにより、システムとは無関係に無負荷状態を作り出すことができることから、この環境下においてゼロ補正機構を作動させることでゼロ補正を行うことができる。
【００１０】
（２）  前記制御機構は、前記＋／−の接続端子側のそれぞれに設けられた２方向制御弁と、前記第２流路に設けられた２方向制御弁と、で構成され、前記ゼロ補正機構を作動させることを特徴とする圧力計。
【００１１】
本発明によれば、制御機構を３つの２方向制御弁（２方向電磁弁）で構成してゼロ補正機構を作動させる。
【００１２】
（３）  前記制御機構は、前記第１流路と前記第２流路との接続部の一方又は両方に設けられた３方向制御弁により構成され、前記ゼロ補正機構を作動させることを特徴とする圧力計。
【００１３】
本発明によれば、制御機構を１つの３方向制御弁（３方向電磁弁）又は２つの３方向制御弁（３方向電磁弁）で構成してゼロ補正機構を作動させる。
【００１４】
（４）  前記制御機構及び前記ゼロ補正機構を作動させるタイマーを内蔵することを特徴とする圧力計。
【００１５】
本発明によれば、制御機構及びゼロ補正機構を作動させるタイマーを内蔵することから、所定時間毎又は所定時刻にゼロ補正を行うことができる。タイマーの設定はシステムの状態に関係なく行うことができる。
【００１６】
（５）  対象流体が流れるシステム流路と接続され、圧力センサーに対象流体を導く＋／−の接続端子と、前記＋／−の接続端子のそれぞれと前記圧力センサーとを導通する第１流路と、前記第１流路間を接続する第２流路と、を有し、対象流体の圧力を圧力センサーにより計測する圧力計を用いて、圧力センサーによる計測値をゼロ値とするゼロ補正方法であって、前記＋／−の接続端子の一方又は両方からの対象流量の流入を遮断する遮断工程及び前記第２流路を介して前記圧力センサーとの導通を確保する導通工程と、前記遮断工程及び前記導通工程の状態において、圧力センサーによる計測値をゼロ値とするゼロ補正工程と、を有することを特徴とするゼロ補正方法。
【００１７】
本発明によれば、システム流路からの対象流体の流入を遮断する遮断工程とともに、第２流路を介して圧力センサーとの導通を確保する導通工程を行うことにより、システムとは無関係に無負荷状態を作り出すことができることから、この環境下においてゼロ補正工程を行うことでゼロ補正を行うことができる。
【００１８】
（６）  前記圧力計は、前記＋／−の接続端子側のそれぞれに設けられた２方向制御弁と、前記第２流路に設けられた２方向制御弁と、を有し、前記遮断工程は、前記第１流路の各接続端子側を遮断し、前記導通工程は、前記第２流路を導通することを特徴とする請求項５記載のゼロ補正方法。
【００１９】
本発明によれば、遮断工程及び導通工程を行う機構を３つの２方向制御弁（２方向電磁弁）で構成してゼロ補正を行う。
【００２０】
（７）  前記圧力計は、前記第１流路と前記第２流路との接続部の一方に設けられた３方向制御弁を有し、前記遮断工程は、前記第１流路の接続端子側を遮断し、前記導通工程は、前記第２流路を導通することを特徴とするゼロ補正方法。
【００２１】
本発明によれば、遮断工程及び導通工程を行う機構を１つの３方向制御弁（３方向電磁弁）で構成してゼロ補正を行う。
【００２２】
（８）  前記圧力計は、前記第１流路と前記第２流路との接続部の両方に設けられた３方向制御弁を有し、前記遮断工程は、前記第１流路の接続端子側を遮断し、前記導通工程は、前記第２流路を導通することを特徴とするゼロ補正方法。
【００２３】
本発明によれば、遮断工程及び導通工程を行う機構を２つの３方向制御弁（３方向電磁弁）で構成してゼロ補正を行う。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の圧力計及びゼロ補正方法は、外部システムの稼動状況に依存することなく任意のタイミングでゼロ補正を行うことができ、正確な圧力値を計測することに資するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態に係る圧力計のブロック図である。
【図２】圧力計の電気的構成の概略を示すブロック図である。
【図３】圧力計のゼロ補正処理の流れを示すフロー図である。
【図４】基準圧力値とセンサー出力値との特性の一例を示す図である。
【図５】制御機構の第１の例とその動作を示す図である。
【図６】制御機構の第２の例とその動作を示す図である。
【図７】制御機構の第３の例とその動作を示す図である。
【図８】実稼働時の圧力センサーの波形の例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００２７】
図１は、本発明の実施の形態に係る圧力計１のブロック図であり、圧力計１は、計測対象となる対象流体が流れるシステム内のシステム流路に並列に接続されて圧力の計測が行われる。
【００２８】
圧力計１は、ガスや水その他の対象流体の圧力を計測する圧力センサー２を有し、対象流体の流れに機械的に応動するダイヤフラム３によって圧力を正確に計測する。圧力計１の筐体背面には、圧力センサー２に対象流体を導く＋側の接続端子４＋と−側の接続端子４−が配設されており、これらの接続端子４＋，４−はシステム流路と接続される。
【００２９】
第１流路５＋は、接続端子４＋と圧力センサー２の＋側２＋とを制御機構７を介して導通する一方、第１流路５−は、接続端子４−と圧力センサー２の−側２−とを制御機構７を介して導通する。また、制御機構７は、第１流路５＋と第１流路５−とを接続する第２流路６を有しており、第２流路６は、システム流路に対するバイパスとして機能する。すなわち、第２流路６を遮断してバイパスとしての機能を無効化することで、システム流路内を流れる対象流体の圧力を計測することができる一方、システム流路からの対象流体の流入を遮断して第２流路６と圧力センサー２とを導通することで、バイパス内の圧力（理論上はゼロ）を計測することができる。
【００３０】
図２は、圧力計１の電気的構成の概略を示すブロック図であり、圧力センサー２を搭載する回路基板に実装されたマイクロチップ等の半導体回路によって構成される。
【００３１】
圧力検出手段８ａは、ダイヤフラム３の機械的応動を検出するものである。この機械的応動に伴う圧力値は演算手段８ｃによって算出される。制御手段８ｂは、制御機構７の電磁弁を制御してゼロ補正を行う環境を構築するとともに、ゼロ補正を行う場合に演算手段８ｃに補正量を演算させ、ゼロ補正手段８ｄにゼロ補正を行わせるものである。また、タイマー手段８ｅは、所定時間毎又は所定時刻に制御手段８ｂを駆動させ、ゼロ補正を行うタイミングを計時するものである。
【００３２】
図３は、圧力計１のゼロ補正処理の流れを示すフロー図であり、ゼロ補正処理の機能は圧力センサー２を搭載する回路基板に実装されたマイクロチップ等の半導体回路によって実行される。
【００３３】
まず、タイマー手段８ｅによってゼロ補正を行うタイミングが計時され、ゼロ補正の要／不要が判断される（ステップＳ１）。ゼロ補正が不要と判定した場合は、所定のタイミングの経過までステップ１の処理を繰り返す。
【００３４】
ゼロ補正が必要なタイミングになったと判定した場合、接続端子４＋，４−の一方又は両方からの対象流体の流入を遮断するとともに、第２流路６を介して圧力センサー２との導通を確保するために、制御手段８ｂによって制御機構７の有する電磁弁の開閉を行い、遮断導通を実行する（ステップＳ２）。
【００３５】
遮断導通が実行されると、圧力計１の内部では、システム流路から接続端子４＋，４−を介して流入する対象流体は遮断され、第２流路６と圧力センサー２とを導通するバイパスが形成されることから、この状態における圧力値を圧力センサー２によって計測する（ステップＳ３）。バイパス内には対象流体は存在せずダイヤフラム３は無負荷であるから、理論上の圧力値はゼロとなるはずであるが、ダイヤフラム３の個体差（製造時のバラツキ）、温度特性や経年劣化等による歪みによってゼロ点がシフトし、ゼロとはならない圧力値を計測することがある。
【００３６】
そこで、無負荷時の圧力値がゼロとなるように演算手段８ｃによりゼロ補正値算出を行う（ステップＳ４）。ゼロ補正値算出は、例えば図４に示すように、無負荷時の圧力値がゼロとなるように基準値とセンサー出力値との特性を全体的に平行移動することによる移動量を算出して行うことができる。０値やＦＳ値などの全ての基準値は、回路基板に実装されたマイクロチップ等のマイコン（圧力検出手段８ａ）が記憶しており、センサー出力値を読み取る度に適宜補正値を算出する。
【００３７】
次に、演算手段８ｃにより算出されたゼロ補正値に基づいてゼロ補正手段８ｄはゼロ補正を行う（ステップＳ５）。ゼロ補正が行われると、圧力検出手段８ａが有するテーブルが書き換えられる。
【００３８】
ゼロ補正後は、ステップＳ２で遮断導通した制御機構７の遮断導通を解除する（ステップＳ６）。これにより、システム流路を流れる対象流体の圧力値を圧力センサー２で計測する通常運用の環境状態となって、本サブルーチンを終了する。
【００３９】
図５〜図７を用いて、本発明の実施の形態に係る圧力計１の制御機構７と制御機構７の動作を説明する。
【００４０】
（第１の制御機構）
図５に示す第１の制御機構は、３個の２方向電磁弁ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＶ３を用いる例であり、第１流路５＋の接続端子４＋側に電磁弁ＳＶ１、第１流路５−の接続端子４−側に電磁弁ＳＶ２、第２流路６に電磁弁ＳＶ３が設けられている。なお、電磁弁ＳＶ１，ＳＶ２は、非通電時に導通し、通電時に遮断するよう制御され、電磁弁ＳＶ３は、通電時に導通し、非通電時に遮断するよう制御される。
【００４１】
通常運用時（計測時）は、図５（Ａ）に示すように、電磁弁ＳＶ１，ＳＶ２を開いて第１流路５＋，５−を導通（ｓｈｏｒｔ）する一方、電磁弁ＳＶ３を閉じて第２流路６を遮断（ｏｐｅｎ）する。これにより、対象流体は接続端子４＋，４−から第１流路５＋，５−を介して圧力センサー２に流入し、ダイヤフラム３は対象流体の計測値を観測することとなる。
【００４２】
ゼロ補正時は、図５（Ｂ）に示すように、電磁弁ＳＶ１，ＳＶ２を閉じて第１流路５＋，５−の各接続端子４＋，４−側を遮断（ｏｐｅｎ）する一方、電磁弁ＳＶ３を開いて第２流路６を導通（ｓｈｏｒｔ）する。これにより、システム流路からの対象流体は電磁弁ＳＶ１，ＳＶ２によって遮断される一方、第２流路６と圧力センサー２とが連通され、ダイヤフラム３は均衡状態での計測値を観測することとなる。
【００４３】
（第２の制御機構）
図６に示す第２の制御機構は、１個の３方向電磁弁ＳＶ４を用いる例であり、第１流路５＋と第２流路６との接続部に電磁弁ＳＶ４が設けられている。なお、電磁弁ＳＶ４は、非通電時に導通し、通電時に遮断するよう制御される。
【００４４】
通常運用時（計測時）は、図６（Ａ）に示すように、電磁弁ＳＶ４の接続端子４＋側を開いて第１流路５＋を導通（ｓｈｏｒｔ）する。また、電磁弁ＳＶ４の第２流路６側を閉じて第２流路６を遮断（ｏｐｅｎ）する。これにより、対象流体は接続端子４＋，４−から第１流路５＋，５−を介して圧力センサー２に流入し、ダイヤフラム３は対象流体の計測値を観測することとなる。
【００４５】
ゼロ補正時は、図６（Ｂ）に示すように、電磁弁ＳＶ４の接続端子４＋側を閉じて第１流路５＋を遮断（ｏｐｅｎ）する。また、電磁弁ＳＶ４の第２流路６側を開いて第２流路６を導通（ｓｈｏｒｔ）する。これにより、システム流路からの対象流体は電磁弁ＳＶ４によって遮断される一方、第２流路６と圧力センサー２とが連通され、ダイヤフラム３は均衡状態での計測値を観測することとなる。なお、接続端子４−からの対象流体の流入があり、ゼロ補正に若干の影響を与える可能性がある。
【００４６】
（第３の制御機構）
図７に示す第３の制御機構は、２個の３方向電磁弁ＳＶ５，ＳＶ６を用いる例であり、第１流路５＋と第２流路６との接続部に電磁弁ＳＶ５が設けられ、第１流路５−と第２流路６との接続部に電磁弁ＳＶ６が設けられている。なお、電磁弁ＳＶ５，ＳＶ６は、非通電時に導通し、通電時に遮断するよう制御される。
【００４７】
通常運用時（計測時）は、図７（Ａ）に示すように、電磁弁ＳＶ５，ＳＶ６の接続端子４＋，４−側を開いて第１流路５＋を導通（ｓｈｏｒｔ）する。また、電磁弁ＳＶ５，ＳＶ６の第２流路６側を閉じて第２流路６を遮断（ｏｐｅｎ）する。これにより、対象流体は接続端子４＋，４−から第１流路５＋，５−を介して圧力センサー２に流入し、ダイヤフラム３は対象流体の計測値を観測することとなる。
【００４８】
ゼロ補正時は、図７（Ｂ）に示すように、電磁弁ＳＶ５，ＳＶ６の接続端子４＋，４−側を閉じて第１流路５＋を遮断（ｏｐｅｎ）する。また、電磁弁ＳＶ５，ＳＶ６の第２流路６側を開いて第２流路６を導通（ｓｈｏｒｔ）する。これにより、システム流路からの対象流体は電磁弁ＳＶ５，ＳＶ６によって遮断される一方、第２流路６と圧力センサー２とが連通され、ダイヤフラム３は均衡状態での計測値を観測することとなる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明に係る圧力計は、システムの稼動中においてもゼロ補正を行なえるものとして有用である。
【符号の説明】
【００５０】
１  圧力計
２  圧力センサー
３  ダイヤフラム
４  接続端子（４＋，４−）
５  第１流路（５＋，５−）
６  第２流路
７  制御機構
８  マイコン
【図１】
2019168369.tif 000003
【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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