(57)【要約】【課題】導圧管の詰まりを判定するための閾値の設定を効率良く且つ簡単に行う。【解決手段】高圧側導圧管を介して伝達される高圧側静圧と、低圧側導圧管を介して伝達される低圧側静圧と、前記高圧側静圧及び低圧側静圧の差圧とを検出する圧力検出手段と、予め設定された補正係数を記憶する記憶手段と、低圧側静圧の時系列データに基づいて低圧側静圧揺動を算出する一方、低圧側静圧揺動と補正係数とに基づいて補正低圧側静圧揺動を算出する第１の揺動算出手段と、高圧側静圧の時系列データに基づいて高圧側静圧揺動を算出する第２の揺動算出手段と、差圧の時系列データに基づいて差圧揺動を算出する一方、差圧揺動と低圧側静圧揺動と補正係数とに基づいて補正差圧揺動を算出する第３の揺動算出手段とを備える。【選択図】図１
2008241544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧側導圧管を介して伝達される高圧側静圧と、低圧側導圧管を介して伝達される低圧側静圧と、前記高圧側静圧及び低圧側静圧の差圧とを検出する圧力検出手段と、
予め設定された補正係数を記憶する記憶手段と、
前記低圧側静圧の時系列データに基づいて低圧側静圧揺動を算出する一方、当該低圧側静圧揺動と前記記憶手段に記憶されている補正係数とに基づいて補正低圧側静圧揺動を算出する第１の揺動算出手段と、
前記高圧側静圧の時系列データに基づいて高圧側静圧揺動を算出する第２の揺動算出手段と、
前記差圧の時系列データに基づいて差圧揺動を算出する一方、当該差圧揺動と前記第１の揺動算出手段によって算出された低圧側静圧揺動と前記記憶手段に記憶されている補正係数とに基づいて補正差圧揺動を算出する第３の揺動算出手段と、
前記補正差圧揺動の２乗和を算出する第１の２乗和算出手段と、
前記高圧側静圧揺動の２乗和を算出する第２の２乗和算出手段と、  
前記補正低圧側静圧揺動の２乗和を算出する第３の２乗和算出手段と、
前記補正差圧揺動、前記高圧側静圧揺動、前記補正差圧揺動の２乗和及び前記高圧側静圧揺動の２乗和に基づいて第１の相関係数を算出し、前記補正差圧揺動、前記補正低圧側静圧揺動、前記補正差圧揺動の２乗和及び前記補正低圧側静圧揺動の２乗和に基づいて第２の相関係数を算出する相関係数算出手段と、
前記第１の相関係数及び第２の相関係数から中間変数を算出する中間変数算出手段と、
前記中間変数から詰まり度数を算出する詰まり度数算出手段と、
前記詰まり度数に基づいて前記高圧側導圧管及び低圧側導圧管の詰まりを判定する詰まり判定手段と、
を備えることを特徴とする導圧管詰まり検出装置。
【請求項２】
前記補正係数は、
前記高圧側導圧管及び前記低圧側導圧管に詰まりのない正常な状態において得られた、前記高圧側静圧揺動の２乗平均平方根と前記低圧側静圧揺動の２乗平均平方根との比である、
ことを特徴とする請求項１記載の導圧管詰まり検出装置。
【請求項３】
前記第１の揺動算出手段は、前記低圧側静圧揺動に前記補正係数を乗算することで前記補正低圧側静圧揺動を算出し、
第３の揺動算出手段は、前記補正係数から１を減算した値を乗算した前記低圧側静圧揺動を、前記差圧揺動から減算することで前記補正差圧揺動を算出する、
ことを特徴とする請求項２記載の導圧管詰まり検出装置。
【請求項４】
高圧側導圧管を介して伝達される高圧側静圧と、低圧側導圧管を介して伝達される低圧側静圧と、前記高圧側静圧及び低圧側静圧の差圧とを検出する第１ステップと、
前記差圧の時系列データに基づいて差圧揺動を算出する第２ステップと、
前記高圧側静圧の時系列データに基づいて高圧側静圧揺動を算出する第３ステップと、
前記低圧側静圧の時系列データに基づいて低圧側静圧揺動を算出する第４ステップと、
前記低圧側静圧揺動と予め設定されている補正係数とに基づいて補正低圧側静圧揺動を算出する第５ステップと、
前記差圧揺動、前記低圧側静圧揺動及び前記補正係数に基づいて前記補正差圧揺動を算出する第６ステップと、
前記補正差圧揺動の２乗和を算出する第７ステップと、
前記高圧側静圧揺動の２乗和を算出する第８ステップと、  
前記補正低圧側静圧揺動の２乗和を算出する第９ステップと、
前記補正差圧揺動、前記高圧側静圧揺動、前記補正差圧揺動の２乗和及び前記高圧側静圧揺動の２乗和に基づいて第１の相関係数を算出し、前記補正差圧揺動、前記補正低圧側静圧揺動、前記補正差圧揺動の２乗和及び前記補正低圧側静圧揺動の２乗和に基づいて第２の相関係数を算出する第１０ステップと、
前記第１の相関係数及び第２の相関係数から中間変数を算出する第１１ステップと、
前記中間変数から詰まり度数を算出する第１２ステップと、
前記詰まり度数に基づいて前記高圧側導圧管及び低圧側導圧管の詰まりを判定する第１３ステップと、
を有することを特徴とする導圧管詰まり検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導圧管の詰まり、特に管路を流れる流体の差圧を計測する差圧伝送器における導圧管の詰まりを検出する導圧管詰まり検出装置及び導圧管詰まり検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、差圧伝送器とは、流体の配管に設けられたオリフィスの前段（高圧側）と後段（低圧側）との差圧を、当該オリフィスの前段及び後段に配置された導圧管を介して伝達される圧力に基づいて計測するものである。このような差圧伝送器において導圧管に詰まりが生じた場合、正確に差圧を計測することが困難となる。よって、上記導圧管の詰まりを検出することは、流体管理の観点から非常に重要である。以下、従来行なわれていた導圧管詰まりの検出技術の一例について説明する。
【０００３】
まず、差圧伝送器から時系列的に得られる高圧側静圧データＳph(i)を用いて、下記（１）式に基づき高圧側静圧揺動Ｆsph(i)を算出する一方、同様に差圧伝送器から時系列的に得られる低圧側静圧データＳpl(i)を用いて、下記（２）式に基づき低圧側静圧揺動Ｆspl(i)を算出する。なお、以下の説明において、(i)が付されているデータは時系列データの今回値を示し、(i−1)が付されているデータは時系列データの前回値を示す。
【０００４】
【数１】
2008241544.tif 000003
【０００５】
続いて、上記高圧側静圧揺動Ｆsph(i)の２乗和Ｓsphを下記（３）式に基づいて算出すると共に、低圧側静圧揺動Ｆspl(i) の２乗和Ｓsplを下記（４）式に基づいて算出する。
【０００６】
【数２】
2008241544.tif 000004
【０００７】
そして、上記高圧側静圧揺動の２乗和Ｓsphと低圧側静圧揺動の２乗和Ｓsplとの比率Ｄ（＝Ｓsph／Ｓspl）を算出する。導圧管の詰まり状態に応じて比率Ｄが変化するため、導圧管の詰まりを検出することができる。例えば、高圧側導圧管が完全に詰まった場合、理論的にＳsph＝０となるため、比率Ｄ＝０となる（実際には、差圧伝送器固有の信号ノイズのため完全に０にはならず0.05程度の値となる）。また、低圧側導圧管が完全に詰まった場合、理論的にＳspl＝０となるため、比率Ｄ→∞となる（実際には、差圧伝送器固有の信号ノイズのため無限大にはならず２０程度の値となる）。また、正常の場合、ＳsphとＳsplとは近い値となるため、比率Ｄは１に近づく。
【０００８】
従って、比率Ｄと所定の閾値とを比較することにより、高圧側導圧管及び低圧側導圧管のどちらが詰まっているか、または正常かを判断することができる。一方、流体の流量が増減した場合、ＳsphとＳsplとは同じような変化（増減）をするため、比率Ｄは変化しない。よって、この方法によると、流体の流量の影響を受けることなく、導圧管の詰まり状態を正確に検出することができる。
なお、その他の導圧管詰まりの検出技術については、下記特許文献１〜３を参照されたい。
【特許文献１】特開２００４−１３２８１７号公報
【特許文献２】特開２００４−２９４１７５号公報
【特許文献３】特開２００５−２７４５０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、従来の導圧管詰まりの検出技術では、流体の流量の影響を受けることなく、導圧管の詰まり状態を正確に検出することができる。しかしながら、この技術では、比率Ｄとの比較を行う閾値の設定が困難という問題があった。具体的に説明すると、上述したように、高圧側導圧管が完全に詰まった場合、比率Ｄはおよそ0.05程度の値になり、また、低圧側導圧管が完全に詰まった場合、比率Ｄはおよそ２０程度の値になる。一方、正常の場合、比率Ｄは１に近い値となるので、例えば閾値を１に設定したと仮定する。つまり比率Ｄ＜１の場合、高圧側導圧管が詰まったと判定し、比率Ｄ＞１の場合、低圧側導圧管が詰まったと判定する。
【００１０】
この場合、低圧側導圧管の詰まりを判定可能な比率Ｄの範囲は１＜Ｄ≦２０と高範囲であることに対して、高圧側導圧管の詰まりを判定可能な比率Ｄの範囲は0.05≦Ｄ＜１と非常に狭い。つまり、高圧側導圧管と低圧側導圧管との詰まりの判定範囲が非対称であり、ユーザにとって閾値の設定基準がわかりづらく、よって閾値の設定が困難であった。
【００１１】
この問題を解決するために、本願発明者は、特願２００６−０８４５２４において以下に説明する導圧管詰まりの検出技術を提案している。
まず、差圧伝送器から時系列的に得られる高圧側静圧データＳph(i)を用いて、上記（１）式に基づき高圧側静圧揺動Ｆsph(i)を算出する一方、同様に差圧伝送器から時系列的に得られる低圧側静圧データＳpl(i)を用いて、上記（２）式に基づき低圧側静圧揺動Ｆspl(i)を算出する。さらに、差圧伝送器から時系列的に得られる差圧データＤp(i)を用いて、下記（５）式に基づき差圧揺動Ｆdp(i)を算出する。
【００１２】
【数３】
2008241544.tif 000005
【００１３】
続いて、差圧揺動Ｆdp(i)の２乗和Ｓdpを下記（６）式に基づいて算出する。また、高圧側静圧揺動Ｆsph(i)の２乗和Ｓsphを上記（３）式に基づいて算出し、低圧側静圧揺動Ｆspl(i)の２乗和Ｓsplを上記（４）式に基づいて算出する。
【００１４】
【数４】
2008241544.tif 000006
【００１５】
そして、上記のようにして得られる差圧揺動Ｆdp(i)、高圧側静圧揺動Ｆsph(i)、低圧側静圧揺動Ｆspl(i)、差圧揺動２乗和Ｓdp、高圧側静圧２乗和Ｓsph及び低圧側静圧２乗和Ｓsplを用いて、下記（７）（８）式に基づき、第１の相関係数Ｃor1、第２の相関係数Ｃor2を算出する。
【００１６】
【数５】
2008241544.tif 000007
【００１７】
ここで、差圧は高圧側静圧と低圧側静圧との差であるから、差圧揺動Ｆdp(i)も同様に高圧側静圧揺動Ｆsph(i)と低圧側静圧揺動Ｆspl(i)との差である。よって、例えば、低圧側導圧管が詰まった場合、差圧揺動Ｆdp(i)は高圧側静圧揺動Ｆsph(i)に近づくことになり、また、差圧揺動２乗和Ｓdpは高圧側静圧２乗和Ｓsphに近づく。つまり、この場合、上記（７）式の分子は高圧側静圧揺動Ｆsph(i)の２乗和に近づき、分母は高圧側静圧２乗和Ｓsphに近づくため、第１の相関係数Ｃor1は１に近づくことになる。一方、高圧側導圧管が詰まった場合、差圧揺動Ｆdp(i)は負の低圧側静圧揺動Ｆspl(i)に近づくことになり、また、差圧揺動２乗和Ｓdpは低圧側静圧２乗和Ｓsplに近づく。つまり、この場合、上記（８）式の分子は低圧側静圧揺動Ｆspl(i)の２乗和（負の符号となる）に近づき、分母は低圧側静圧２乗和Ｓsplに近づくため、第２の相関係数Ｃor２は−１に近づくことになる。以上まとめると、低圧側導圧管が詰まった場合、第１の相関係数Ｃor1は１に近づき、高圧側導圧管が詰まった場合、第２の相関係数Ｃor２は−１に近づく。なお、高圧側導圧管及び低圧側導圧管が共に正常の場合、第１の相関係数Ｃor1及び第２の相関係数Ｃor２は０近傍の値となる。
【００１８】
次に、第１の相関係数Ｃor1及び第２の相関係数Ｃor2を用いて下記（９）式から中間変数Ｚを算出する。上述したように、低圧側導圧管が詰まった場合、第１の相関係数Ｃor1は１に近づくため、中間変数Ｚは無限大に近づく。また、高圧側導圧管が詰まった場合、第２の相関係数Ｃor２は−１に近づくため、中間変数Ｚは０に近づく。また、高圧側導圧管及び低圧側導圧管が共に正常の場合、第１の相関係数Ｃor1及び第２の相関係数Ｃor２は０近傍の値となるため、中間変数Ｚは１に近づく。つまり、中間変数Ｚは、導圧管の詰まり状態に応じて０から無限大までの範囲で変化する。
【００１９】
【数６】
2008241544.tif 000008
【００２０】
そして、中間変数Ｚを用いて下記（１０）式から導圧管の詰まり状態を示す詰まり度数Ｆを算出する。下記（１０）式からわかるように、低圧側導圧管が詰まった場合、中間変数Ｚは無限大に近づくため、詰まり度数Ｆは−１に近づく。また、高圧側導圧管が詰まった場合、中間変数Ｚは０に近づくため、詰まり度数Ｆは１に近づく。さらに、高圧側導圧管及び低圧側導圧管が共に正常の場合、中間変数Ｚは１に近づくため、詰まり度数Ｆは０に近づく。すなわち、下記（１０）式を用いることにより、詰まり度数Ｆを導圧管の詰まり状態に応じて±１に規格化することができる。
【００２１】
【数７】
2008241544.tif 000009
【００２２】
詰まり度数Ｆは、正常な場合（Ｆ＝０）を中心として正負対称な変化をすることになり、高圧側導圧管または低圧側導圧管のどちらか一方の導圧管の詰まりを判定するための閾値を決定しさえすれば、他方の導圧管の詰まりの判定をするための閾値は正負の符号を変えるのみで良い。従って、従来の分散比率Ｄを用いて導圧管の詰まり状態を判定する場合と比べて、非常に効率良く且つ簡単に閾値の設定をすることができる。
【００２３】
具体的には、高圧側導圧管の詰まりを判定するための第１閾値を0.4と設定した場合、低圧側導圧管の詰まりを判定するための第２閾値は−0.4と設定される。よって、0.4≦Ｆ≦１の場合、高圧側導圧管が詰まっていると判定でき、また、−１≦Ｆ≦−0.4の場合、低圧側導圧管が詰まっていると判定でき、さらに、−0.4＜Ｆ＜0.4の場合、正常であると判定することができる。さらに、流体の流量が増減した場合、上記（７）式及び（８）式における分子、分母は同じような変化（増減）をするため、第１の相関係数Ｃor1及び第２の相関係数Ｃor２は変化しない。よって、この特願２００６−０８４５２４の技術では、流体の流量の影響を受けることなく、導圧管の詰まり状態を正確に検出することもできる。
【００２４】
しかしながら、上述した特願２００６−０８４５２４の技術では、オリフィスの低圧側が極端に低い圧力の場合（例えば、プラントにおいて低圧側の配管が流体の排出口と直結している等、大気開放されている場合）に、正常時であっても詰まり度数Ｆが０近傍から大きくずれてしまうという問題がある。具体的に説明すると、低圧側が極端に低い圧力の場合、低圧側導圧管が詰まっている状態と等価な状態となり、正常時、つまり低圧側導圧管が詰まっていない状態であっても、詰まり度数Ｆは例えば−0.6という−１に近い値となってしまう。
【００２５】
この場合、ユーザは正常時であっても低圧側導圧管が詰まっていると誤判断してしまう。一方、予め低圧側の配管構造から上記のような現象が発生することを予想し、正常時での詰まり度数Ｆを−0.6とし、−0.6から−１の間で第２閾値を設定するという方法も考えられる。しかし、この方法では、特願２００６−０８４５２４の技術の特徴である、正常時の詰まり度数Ｆ＝０を原点とし、正負対称的に第１閾値及び第２閾値を設定することで、効率良く且つ簡単に閾値の設定をすることができる、という効果を得られなくなってしまう。
【００２６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、オリフィスの低圧側が極端に低い圧力の場合であっても、導圧管の詰まりを判定するための閾値の設定を効率良く且つ簡単に行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
上記課題を解決するために、本発明では、導圧管詰まり検出装置に係る第１の解決手段として、高圧側導圧管を介して伝達される高圧側静圧と、低圧側導圧管を介して伝達される低圧側静圧と、前記高圧側静圧及び低圧側静圧の差圧とを検出する圧力検出手段と、予め設定された補正係数を記憶する記憶手段と、前記低圧側静圧の時系列データに基づいて低圧側静圧揺動を算出する一方、当該低圧側静圧揺動と前記記憶手段に記憶されている補正係数とに基づいて補正低圧側静圧揺動を算出する第１の揺動算出手段と、前記高圧側静圧の時系列データに基づいて高圧側静圧揺動を算出する第２の揺動算出手段と、前記差圧の時系列データに基づいて差圧揺動を算出する一方、当該差圧揺動と前記第１の揺動算出手段によって算出された低圧側静圧揺動と前記記憶手段に記憶されている補正係数とに基づいて補正差圧揺動を算出する第３の揺動算出手段と、前記補正差圧揺動の２乗和を算出する第１の２乗和算出手段と、前記高圧側静圧揺動の２乗和を算出する第２の２乗和算出手段と、前記補正低圧側静圧揺動の２乗和を算出する第３の２乗和算出手段と、前記補正差圧揺動、前記高圧側静圧揺動、前記補正差圧揺動の２乗和及び前記高圧側静圧揺動の２乗和に基づいて第１の相関係数を算出し、前記補正差圧揺動、前記補正低圧側静圧揺動、前記補正差圧揺動の２乗和及び前記補正低圧側静圧揺動の２乗和に基づいて第２の相関係数を算出する相関係数算出手段と、前記第１の相関係数及び第２の相関係数から中間変数を算出する中間変数算出手段と、前記中間変数から詰まり度数を算出する詰まり度数算出手段と、前記詰まり度数に基づいて前記高圧側導圧管及び低圧側導圧管の詰まりを判定する詰まり判定手段とを備えることを特徴とする。
【００２８】
また、本発明では、導圧管詰まり検出装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記補正係数は、高圧側導圧管及び低圧側導圧管に詰まりのない正常な状態において得られた、前記高圧側静圧揺動の２乗平均平方根と前記低圧側静圧揺動の２乗平均平方根との比であることを特徴とする。
【００２９】
また、本発明では、導圧管詰まり検出装置に係る第３の解決手段として、上記第２の解決手段において、前記第１の揺動算出手段は、前記低圧側静圧揺動に前記補正係数を乗算することで前記補正低圧側静圧揺動を算出し、第３の揺動算出手段は、前記補正係数から１を減算した値を乗算した前記低圧側静圧揺動を、前記差圧揺動から減算することで前記補正差圧揺動を算出することを特徴とする。
【００３０】
一方、本発明では、導圧管詰まり検出方法に係る解決手段として、高圧側導圧管を介して伝達される高圧側静圧と、低圧側導圧管を介して伝達される低圧側静圧と、前記高圧側静圧及び低圧側静圧の差圧とを検出する第１ステップと、前記差圧の時系列データに基づいて差圧揺動を算出する第２ステップと、前記高圧側静圧の時系列データに基づいて高圧側静圧揺動を算出する第３ステップと、前記低圧側静圧の時系列データに基づいて低圧側静圧揺動を算出する第４ステップと、前記低圧側静圧揺動と予め設定されている補正係数とに基づいて補正低圧側静圧揺動を算出する第５ステップと、前記差圧揺動、前記低圧側静圧揺動及び前記補正係数に基づいて前記補正差圧揺動を算出する第６ステップと、前記補正差圧揺動の２乗和を算出する第７ステップと、前記高圧側静圧揺動の２乗和を算出する第８ステップと、前記補正低圧側静圧揺動の２乗和を算出する第９ステップと、前記補正差圧揺動、前記高圧側静圧揺動、前記補正差圧揺動の２乗和及び前記高圧側静圧揺動の２乗和に基づいて第１の相関係数を算出し、前記補正差圧揺動、前記補正低圧側静圧揺動、前記補正差圧揺動の２乗和及び前記補正低圧側静圧揺動の２乗和に基づいて第２の相関係数を算出する第１０ステップと、前記第１の相関係数及び第２の相関係数から中間変数を算出する第１１ステップと、前記中間変数から詰まり度数を算出する第１２ステップと、
前記詰まり度数に基づいて前記高圧側導圧管及び低圧側導圧管の詰まりを判定する第１３ステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、オリフィスの低圧側の圧力が極端に低い場合であっても、高圧側導圧管及び低圧側導圧管の詰まり状態が正常な場合を中心として正負対称な特性を有する詰まり度数を得ることができるので、その結果、効率良く且つ簡単に閾値の設定をすることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。図１は本実施形態における導圧管詰まり検出装置の構成概略図である。なお、本導圧管詰まり検出装置は、プラント等の流体の配管１に設けられたオリフィス２の前段（高圧側）と後段（低圧側）とに配設された高圧側導圧管３及び低圧側導圧管４の詰まりを検出するものである。
【００３３】
図１に示すように、本導圧管詰まり検出装置は、差圧伝送器（圧力検出手段）５、補正係数メモリ（記憶手段）６、差圧揺動算出部（第３の揺動算出手段）７、高圧側静圧揺動算出部（第２の揺動算出手段）８、低圧側静圧揺動算出部（第１の揺動算出手段）９、差圧２乗和算出部（第１の２乗和算出手段）１０、高圧側静圧２乗和算出部（第２の２乗和算出手段）１１、低圧側静圧２乗和算出部（第３の２乗和算出手段）１２、相関係数算出部（相関係数算出手段）１３、中間変数算出部（中間変数算出手段）１４、詰まり度数算出部（詰まり度数算出手段）１５、詰まり判定部（詰まり判定手段）１６及び表示部１７から構成されている。
【００３４】
差圧伝送器５は、２つの振動式センサ（第１センサ及び第２センサ）を備え、高圧側導圧管３を介して伝達される高圧側圧力と、低圧側導圧管４を介して伝達される低圧側圧力とに基づいて流体の差圧を検出し、当該差圧を示す差圧データＤp(i)を差圧揺動算出部７に出力する。また、この差圧伝送器５は、高圧側圧力（静圧）データＳph(i)を高圧側静圧揺動算出部８に出力し、低圧側圧力（静圧）データＳpl(i)を低圧側静圧揺動算出部９に出力する。
【００３５】
補正係数メモリ６は、オリフィス２の低圧側が極端に低い圧力の場合に、低圧側静圧揺動Ｆspl(i)に及ぼす影響を打ち消すことのできる補正係数ＰＦを予め記憶しているメモリである。なお、この補正係数ＰＦについての詳細は後述する。
【００３６】
差圧揺動算出部７は、差圧伝送器５から時系列的に得られる差圧データＤp(i)に基づいて、上記（５）式から差圧揺動Ｆdp(i)を算出する。なお、上記（５）式に代えて下記（１１）式を用いて差圧揺動Ｆdp(i)を算出しても良い。上記（５）式を用いると、差圧に過渡的な変化（上昇または下降）が生じた場合、その過渡的変化成分が揺動として表れてしまうという問題があった。そこで、下記（１１）式を用いることにより、差圧に過渡的な変化が生じた場合であっても、その過渡的変化成分を除去することができ、真の揺動成分のみを捉えることができる。なお、下記（１１）式において、Ｄp(i-2)は差圧データの前々回値である。
【００３７】
さらに、この差圧揺動算出部７は、補正係数メモリ６から補正係数ＰＦを取得すると共に、低圧側静圧揺動算出部９から低圧側静圧揺動Ｆspl(i)を取得し、下記（１２）式を用いて補正差圧揺動Ｆ’dp(i)を算出し、当該補正差圧揺動Ｆ’dp(i)を差圧２乗和算出部１０及び相関係数算出部１３に出力する。
【００３８】
【数８】
2008241544.tif 000010
【００３９】
高圧側静圧揺動算出部８は、差圧伝送器５から時系列的に得られる高圧側静圧データＳph(i)に基づいて、上記（１）式から高圧側静圧揺動Ｆsph(i)を算出し、当該高圧側静圧揺動Ｆsph(i)を高圧側静圧２乗和算出部１１及び相関係数算出部１３に出力する。なお、上記（１）式に代えて下記（１３）式を用いて高圧側静圧揺動Ｆsph(i)を算出しても良い。
【００４０】
【数９】
2008241544.tif 000011
【００４１】
低圧側静圧揺動算出部９は、上記差圧伝送器５から時系列的に得られる低圧側静圧データＳpl(i)に基づいて、上記（２）式から低圧側静圧揺動Ｆspl(i)を算出し、当該低圧側静圧揺動Ｆspl(i)を差圧揺動算出部７に出力する。なお、上記（２）式に代えて下記（１４）式を用いて低圧側静圧揺動Ｆspl(i)を算出しても良い。さらに、この低圧側静圧揺動算出部９は、補正係数メモリ６から補正係数ＰＦを取得し、下記（１５）式を用いて補正低圧側静圧揺動Ｆ’spl(i)を算出し、当該補正低圧側静圧揺動Ｆ’spl(i)を低圧側静圧２乗和算出部１２及び相関係数算出部１３に出力する。
【００４２】
【数１０】
2008241544.tif 000012
【００４３】
差圧２乗和算出部１０は、上記差圧揺動算出部７から得られる補正差圧揺動Ｆ’dp(i)の２乗和Ｓdpを下記（１６）式に基づいて算出し、当該差圧揺動２乗和Ｓdpを相関係数算出部１３に出力する。高圧側静圧２乗和算出部１１は、高圧側静圧揺動算出部８から得られる高圧側静圧揺動Ｆsph(i)の２乗和Ｓsphを上記（３）式に基づいて算出し、当該高圧側静圧２乗和Ｓsphを相関係数算出部１３に出力する。低圧側静圧２乗和算出部１２は、低圧側静圧揺動算出部９から得られる補正低圧側静圧揺動Ｆ’spl(i)の２乗和Ｓsplを下記（１７）式に基づいて算出し、当該低圧側静圧２乗和Ｓsplを相関係数算出部１３に出力する。
【００４４】
【数１１】
2008241544.tif 000013
【００４５】
相関係数算出部１３は、上記補正差圧揺動Ｆ’dp(i)、高圧側静圧揺動Ｆsph(i)、補正低圧側静圧揺動Ｆ’spl(i)、差圧揺動２乗和Ｓdp、高圧側静圧２乗和Ｓsph及び低圧側静圧２乗和Ｓsplからなる下記（１８）（１９）式に基づいて、第１の相関係数Ｃor1、第２の相関係数Ｃor2を算出し、これら第１の相関係数Ｃor1及び第２の相関係数Ｃor2を中間変数算出部１４に出力する。
【００４６】
【数１２】
2008241544.tif 000014
【００４７】
中間変数算出部１４は、上記第１の相関係数Ｃor1及び第２の相関係数Ｃor2からなる上記（９）式に基づいて中間変数Ｚを算出し、当該中間変数Ｚを詰まり度数算出部１５に出力する。詰まり度数算出部１５は、上記中間変数Ｚからなる上記（１０）式に基づいて詰まり度数Ｆを算出し、当該詰まり度数Ｆを詰まり判定部１６に出力する。詰まり判定部１６は、上記詰まり度数Ｆと所定の閾値とを比較することにより、高圧側導圧管３及び低圧側導圧管４の詰まり状態を判定し、当該判定結果を表示部１７に出力する。表示部１７は、例えば液晶表示装置であり、上記詰まり判定部１６による高圧側導圧管３及び低圧側導圧管４の詰まり状態の判定結果を表示する。
【００４８】
次に、このように構成された本導圧管詰まり検出装置の動作について説明する。
＜補正係数ＰＦの設定＞
まず、予め補正係数ＰＦを設定し、補正係数メモリ６に記憶しておく必要がある。この補正係数ＰＦの設定手順について以下説明する。
高圧側導圧管３及び低圧側導圧管４の正常時、つまり導圧管に詰まりがない状態で、差圧伝送器５から時系列的に得られる高圧側静圧データＳph(i)及び低圧側静圧データＳpl(i)を用い、上記（１）及び（２）式、または（１３）及び（１４）式に基づいて、高圧側静圧揺動Ｆsph(i)と低圧側静圧揺動Ｆspl(i)とを算出する。
【００４９】
続いて、下記（２０）式を用いて、高圧側静圧揺動Ｆsph(i)の２乗平均平方根ＲＭＳhを算出すると共に、下記（２１）式を用いて、低圧側静圧揺動Ｆspl(i)の２乗平均平方根ＲＭＳlを算出する。そして、下記（２２）式を用いて、高圧側静圧揺動Ｆsph(i)の２乗平均平方根ＲＭＳhと低圧側静圧揺動Ｆspl(i)の２乗平均平方根ＲＭＳlとの比である補正係数ＰＦを算出する。
【００５０】
【数１３】
2008241544.tif 000015
【００５１】
このように補正係数ＰＦは、高圧側静圧揺動Ｆsph(i)の２乗平均平方根ＲＭＳhと低圧側静圧揺動Ｆspl(i)の２乗平均平方根ＲＭＳlとの比である。プラントの構造上、オリフィス２の低圧側の配管が流体の排出口と直結している等、大気開放されている場合、つまり低圧側の圧力が極端に低い場合、低圧側静圧揺動Ｆspl(i)の２乗平均平方根ＲＭＳlは小さくなるので補正係数ＰＦは大きくなる。一方、オリフィス２の低圧側の配管が他の装置に接続されている等、大気開放されていない場合、オリフィス２の高圧側と低圧側との差圧は小さくなるので、高圧側静圧揺動Ｆsph(i)の２乗平均平方根ＲＭＳhと低圧側静圧揺動Ｆspl(i)の２乗平均平方根ＲＭＳlとはほぼ等しくなり、補正係数ＰＦは１近傍の値となる。
【００５２】
つまり、上記（１５）式に示すように、低圧側静圧揺動Ｆspl(i)に補正係数ＰＦを乗算することにより、オリフィス２の低圧側が極端に低い圧力の状態における低い値の低圧側静圧揺動Ｆspl(i)を、オリフィス２の低圧側が大気開放されていない状態における値に補正することができる。具体的には、例えば、高圧側静圧揺動Ｆsph(i)の２乗平均平方根ＲＭＳhと低圧側静圧揺動Ｆspl(i)の２乗平均平方根ＲＭＳlとの比が、1：0.5であるようなプラント構造である場合（補正係数ＰＦ＝２の場合）、低圧側静圧揺動Ｆspl(i)を２倍することによって、オリフィス２の低圧側が大気開放されていない状態と等価な状態とすることができる。このような補正係数ＰＦを予め補正係数メモリ６に記憶しておく。
【００５３】
＜実運転時における導圧管の詰まり判定動作＞
図２は、プラントの実運転時における導圧の管詰まり判定動作のフローチャート図である。なお、図２に示す動作フローは、導圧管の診断時期が到来する毎に行なわれるものである。
【００５４】
まず、差圧伝送器５は、高圧側導圧管３を介して伝達される高圧側静圧と、低圧側導圧管４を介して伝達される低圧側静圧とに基づいて流体の差圧を検出して、当該差圧を示す差圧データＤp(i)を差圧揺動算出部７に出力する(ステップＳ１)。また、差圧伝送器５は、高圧側静圧データＳph(i)を高圧側静圧揺動算出部８に出力し（ステップＳ２）、低圧側静圧データＳpl(i)を低圧側静圧揺動算出部９に出力する（ステップＳ３）。
【００５５】
差圧揺動算出部７は、差圧伝送器５から時系列的に得られる差圧データＤp(i)に基づいて、上記（５）式または（１１）式から差圧揺動Ｆdp(i)を算出する（ステップＳ４）。また、高圧側静圧揺動算出部８は、差圧伝送器５から時系列的に得られる高圧側静圧データＳph(i)に基づいて、上記（１）式または（１３）式から高圧側静圧揺動Ｆsph(i)を算出し、当該高圧側静圧揺動Ｆsph(i)を高圧側静圧２乗和算出部１１及び相関係数算出部１３に出力する（ステップＳ５）。
【００５６】
また、低圧側静圧揺動算出部９は、上記差圧伝送器５から時系列的に得られる低圧側静圧データＳpl(i)に基づいて、上記（２）または（１４）式から低圧側静圧揺動Ｆspl(i)を算出し、当該低圧側静圧揺動Ｆspl(i)を差圧揺動算出部７に出力する（ステップＳ６）。さらに、この低圧側静圧揺動算出部９は、補正係数メモリ６から補正係数ＰＦを取得し、上記（１５）式を用いて補正低圧側静圧揺動Ｆ’spl(i)を算出し、当該補正低圧側静圧揺動Ｆ’spl(i)を低圧側静圧２乗和算出部１２及び相関係数算出部１３に出力する（ステップＳ７）。上述したように、低圧側静圧揺動Ｆspl(i)に補正係数ＰＦを乗算することにより、オリフィス２の低圧側が大気開放されていない状態と等価な状態とすることができる。
【００５７】
一方、差圧揺動算出部７は、補正係数メモリ６から補正係数ＰＦを取得すると共に、低圧側静圧揺動算出部９から低圧側静圧揺動Ｆspl(i)を取得し、上記（１２）式を用いて補正差圧揺動Ｆ’dp(i)を算出し、当該補正差圧揺動Ｆ’dp(i)を差圧２乗和算出部１０及び相関係数算出部１３に出力する（ステップＳ８）。ステップＳ７において、低圧側静圧揺動Ｆspl(i)に補正係数ＰＦを乗算したことにより、差圧揺動Ｆdp(i)を補正する必要がある。上記（１２）式に示すように、例えば、補正係数ＰＦ＝２の場合、Ｆdp(i)−Ｆspl(i)によって差圧揺動Ｆdp(i)を補正することができ、また、補正係数ＰＦ＝１の場合、つまりオリフィス２の低圧側が大気開放されていない場合は、差圧揺動Ｆdp(i)を補正する必要はないので、補正差圧揺動Ｆ’dp(i)＝Ｆdp(i)となる。
【００５８】
続いて、差圧２乗和算出部１０は、上記差圧揺動算出部７から得られる補正差圧揺動Ｆ’dp(i)の２乗和Ｓdpを上記（１６）式に基づいて算出し、当該差圧揺動２乗和Ｓdpを相関係数算出部１３に出力する（ステップＳ９）。また、高圧側静圧２乗和算出部１１は、高圧側静圧揺動算出部８から得られる高圧側静圧揺動Ｆsph(i)の２乗和Ｓsphを上記（３）式に基づいて算出し、当該高圧側静圧２乗和Ｓsphを相関係数算出部１３に出力する（ステップＳ１０）。また、低圧側静圧２乗和算出部１２は、低圧側静圧揺動算出部９から得られる補正低圧側静圧揺動Ｆ’spl(i)の２乗和Ｓsplを上記（１７）式に基づいて算出し、当該低圧側静圧２乗和Ｓsplを相関係数算出部１３に出力する（ステップＳ１１）。
【００５９】
そして、相関係数算出部１３は、上記補正差圧揺動Ｆ’dp(i)、高圧側静圧揺動Ｆsph(i)、補正低圧側静圧揺動Ｆ’spl(i)、差圧揺動２乗和Ｓdp、高圧側静圧２乗和Ｓsph及び低圧側静圧２乗和Ｓsplからなる上記（１８）（１９）式に基づいて、第１の相関係数Ｃor1、第２の相関係数Ｃor2を算出し、これら第１の相関係数Ｃor1及び第２の相関係数Ｃor2を中間変数算出部１４に出力する（ステップＳ１２）。
【００６０】
そして、中間変数算出部１４は、上記第１の相関係数Ｃor1及び第２の相関係数Ｃor2からなる上記（９）式に基づいて中間変数Ｚを算出し、当該中間変数Ｚを詰まり度数算出部１５に出力する（ステップＳ１３）。詰まり度数算出部１５は、上記中間変数Ｚからなる上記（１０）式に基づいて詰まり度数Ｆを算出し、当該詰まり度数Ｆを詰まり判定部１６に出力する（ステップＳ１４）。詰まり判定部１６は、上記詰まり度数Ｆと所定の閾値とを比較することにより、高圧側導圧管３及び低圧側導圧管４の詰まり状態を判定し、当該判定結果を表示部１７に出力する（ステップＳ１５）。表示部１７は、高圧側導圧管３及び低圧側導圧管４の詰まり状態の判定結果を表示する。
【００６１】
ステップＳ９〜Ｓ１５までは特願２００６−０８４５２４と同様な処理なので詳細な説明を省略するが、オリフィス２の低圧側の圧力が極端に低い場合であっても、低圧側静圧揺動Ｆspl(i)に補正係数ＰＦを乗算することにより、低圧側が大気開放されていない状態と等価な状態に補正しているため、ステップＳ１４で得られる詰まり度数Ｆは、正常な場合（Ｆ＝０）を中心として正負対称な特性を有することになる。
【００６２】
図３に、シミュレーションによって求めた詰まり度数Ｆの特性曲線を示す。図３において、縦軸は詰まり度数Ｆであり、横軸は高圧側導圧管３の応答時定数ＴＨと低圧側導圧管４の応答時定数ＴＬとの比の対数尺である。応答時定数は導圧管の詰まり状態に応じて変化するものであり、横軸の値（つまりＴＨ／ＴＬ）が１の場合が正常な状態を示し、ＴＨ／ＴＬが１より大きい程、低圧側導圧管４の詰まり状態が悪く、また、ＴＨ／ＴＬが１より小さい程、高圧側導圧管３の詰まり状態が悪いことを示している。
【００６３】
図３において、符号３０はオリフィス２の低圧側が大気開放されていない場合の詰まり度数Ｆの特性曲線である。この特性曲線３０からわかるように、オリフィス２の低圧側が大気開放されていない場合、詰まり度数Ｆは、正常時（ＴＨ／ＴＬ＝１）に０となり、Ｆ＝０を中心として正負対称な特性を有することになる。一方、符号４０は補正係数ＰＦ＝１．５の場合の詰まり度数Ｆの特性曲線である。符号５０は補正係数ＰＦ＝２．０の場合の詰まり度数Ｆの特性曲線である。符号６０は補正係数ＰＦ＝０．５の場合の詰まり度数Ｆの特性曲線である。なお、特性曲線４０〜６０は、各々の補正係数ＰＦによって低圧側静圧揺動Ｆspl(i)を補正していない場合の特性曲線を示している。
【００６４】
つまり、図３からわかるように、補正係数ＰＦによって低圧側静圧揺動Ｆspl(i)を補正していない場合、詰まり度数Ｆは、正常時（ＴＨ／ＴＬ＝１）に０から大きくはずれた値となり、そのはずれた値を中心として正負非対称な特性を有することになる。本願発明者は、特性曲線４０〜６０について、各々の補正係数ＰＦによって低圧側静圧揺動Ｆspl(i)を補正した場合、各特性曲線４０〜６０が特性曲線３０に一致することを確認した。
【００６５】
以上のように、本実施形態によれば、オリフィス２の低圧側の圧力が極端に低い場合であっても、正常な場合（Ｆ＝０）を中心として正負対称な特性を有する詰まり度数Ｆを得ることができるので、その結果、効率良く且つ簡単に閾値の設定をすることが可能である。
【００６６】
なお、上記実施形態では、差圧揺動算出部７、高圧側静圧揺動算出部８、低圧側静圧揺動算出部９、差圧２乗和算出部１０、高圧側静圧２乗和算出部１１、低圧側静圧２乗和算出部１２、相関係数算出部１３、中間変数算出部１４、詰まり度数算出部１５及び詰まり判定部１６を、それぞれ個別の構成要素として説明したが、これに限定されず、これら各構成要素の機能を、例えばＣＰＵ(Central Processing Unit)やＭＰＵ(Micro Processing Unit)の機能として集約し、プログラム処理による数値計算によって図２のステップＳ４〜Ｓ１５までの処理を行うような構成を採用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施形態における導圧管詰まり検出装置の構成概略図である。
【図２】本発明の一実施形態における導圧管詰まり検出装置の動作フローチャート図である。
【図３】本発明の一実施形態における詰まり度数Ｆの特性曲線図である。
【符号の説明】
【００６８】
１…配管、２…オリフィス、３…高圧側導圧管、４…低圧側導圧管、５…差圧伝送器（圧力検出手段）、６補正係数メモリ（記憶手段）、７…差圧揺動算出部（第３の揺動算出手段）、８…高圧側静圧揺動算出部（第２の揺動算出手段）、９…低圧側静圧揺動算出部（第１の揺動算出手段）、１０…差圧２乗和算出部（第１の２乗和算出手段）、１１…高圧側静圧２乗和算出部（第２の２乗和算出手段）、１２…低圧側静圧２乗和算出部（第３の２乗和算出手段）、１３…相関係数算出部（相関係数算出手段）、１４…中間変数算出部（中間変数算出手段）、１５…詰まり度数算出部（詰まり度数算出手段）、１６…詰まり判定部（詰まり判定手段）、１７…表示部
【図１】
2008241544.tif 000016
【図２】
2008241544.tif 000017
【図３】
2008241544.tif 000018