(57)【要約】【課題】  高圧側導圧管の詰まりの発生と、低圧側導圧管の詰まりの発生とを簡便に診断可能な圧力検出器及び圧力検出器の詰まり診断方法を提供する。【解決手段】  高圧側導圧管と低圧側導圧管との圧力を検出する第１センサと、前記高圧側導圧管と前記低圧側導圧管との圧力を検出し前記第１センサと一体に形成する第２センサと、前記第１センサの出力と前記第２センサの出力とから差圧信号と静圧信号とを生成する演算手段とを備える圧力検出器において、前記演算手段は、前記低圧側導圧管の圧力に基づく前記静圧信号の揺動の分散と、前記高圧側導圧管の圧力に基づく前期静圧信号の揺動の分散とから、前記高圧側導圧管の詰まりと、前記低圧側導圧管の詰まりとを診断することを特徴とする圧力検出器。【選択図】                    図１
2005274501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧側導圧管と低圧側導圧管との圧力を検出する第１センサと、
前記高圧側導圧管と前記低圧側導圧管との圧力を検出し前記第１センサと一体に形成する第２センサと、
前記第１センサの出力と前記第２センサの出力とから差圧信号と静圧信号とを生成する演算手段と
を備える圧力検出器において、
前記演算手段は、前記低圧側導圧管の圧力に基づく前記静圧信号の揺動の分散と、前記高圧側導圧管の圧力に基づく前期静圧信号の揺動の分散とから、
前記高圧側導圧管の詰まりと、前記低圧側導圧管の詰まりとを診断する
ことを特徴とする圧力検出器。
【請求項２】
前記演算手段は、前記低圧側導圧管の圧力を一定とし前記高圧側導圧管の圧力のみが変化する場合に前記静圧信号が一定となる定数と、
前記高圧側導圧管の圧力を一定とし前記低圧側導圧管の圧力のみが変化する場合に前記静圧信号が一定となる定数と
を備えることを特徴とする請求項１記載の圧力検出器。
【請求項３】
前記第１センサ及び第２センサは振動式センサであり、
静圧信号は前記第１センサの出力の２乗と前記第２センサの出力の２乗と所定の定数とから生成する
ことを特徴とする請求項２記載の圧力検出器。
【請求項４】
高圧側導圧管と低圧側導圧管との圧力を検出する第１センサと、
前記高圧側導圧管と前記低圧側導圧管との圧力を検出し前記第１センサと一体に形成する第２センサと、
前記第１センサの出力と前記第２センサの出力とから差圧信号と静圧信号とを生成する演算手段と
を備える圧力検出器の詰まり診断方法において、
前記低圧側導圧管の圧力を一定とし前記高圧側導圧管の圧力のみが変化する場合に前記静圧信号が一定となる定数と、前記高圧側導圧管の圧力を一定とし前記低圧側導圧管の圧力のみが変化する場合に前記静圧信号が一定となる定数とを定めるステップ、
前記高圧側導圧管の圧力に基づく前記静圧信号の揺動の分散と、前記低圧側導圧管の圧力に基づく前期静圧信号の揺動の分散とから、前記高圧側導圧管の詰まりと、前記低圧側導圧管の詰まりとを診断するステップ、
とを備えることを特徴とする圧力検出器の詰まり診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧側導圧管と低圧側導圧管との差圧と静圧とを検出する圧力検出器及び圧力検出器の詰まり診断方法に関し、特に、導圧管の詰まりを診断する圧力検出器及び圧力検出器の詰まり診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の管路閉塞検出装置は、差圧信号の揺動と静圧信号の揺動との相関関係から導圧管の一方又は両方の詰まり状態を検出するものもある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このような従来の圧力検出器（差圧伝送器）の構成について説明する。
高圧側導圧管と低圧側導圧管との圧力を検出する第１センサと、高圧側導圧管と低圧側導圧管との圧力を検出する第２センサとを備える（図示せず）。また、第１センサと第２センサとは一体に形成する。
【０００４】
具体的には、第１センサと第２センサとは、振動式センサで形成し、１チップの半導体素子に形成する。そして、第１センサは周波数Fcを出力し、第２センサは周波数Frを出力する。
【０００５】
また、高圧側導圧管と低圧側導圧管との静圧に基づく静圧信号Spは、例えば、以下の式で定義する。ただし、定数Apは所定の定数とする。
Sp＝Fc2＋Ap・Fr2    （１）
【０００６】
さらに、高圧側導圧管と低圧側導圧管との差圧に基づく差圧信号Dpは、例えば、以下の式で定義する。ただし、定数Bpは所定の定数とする。
Dp＝Fc2−Bp・Fr2    （２）
【０００７】
このように、演算手段は、周波数Fcと周波数Frとから差圧信号Dpと静圧信号Spとを生成する。そして、静圧信号Spと差圧信号Dpとは同時に算出できる。また、例えば、高圧側導圧管の圧力を静圧信号Spとなるように、定数Apを設定する。
【０００８】
このような従来の圧力検出器の動作を説明する。
高圧側導圧管の詰まりが発生した場合、高圧側導圧管の圧力の揺動は小さくなる。また、低圧側導圧管の詰まりが発生した場合、低圧側導圧管の圧力の揺動は小さくなる。
【０００９】
【特許文献１】特許第３１２９１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来の圧力検出器は、高圧側導圧管のみの詰まりと低圧側導圧管のみの詰まりとの実用的な診断が困難という課題がある。
【００１１】
詳しくは、高圧側導圧管のみの詰まりの場合、静圧信号Spは、第１センサと第２センサとを１チップの半導体素子に形成するため、低圧側導圧管の圧力の揺動の影響を受けて揺動する。
【００１２】
また、低圧側導圧管のみの詰まりの場合、静圧信号Spの揺動の感度は、高圧側導圧管の圧力の揺動に対して差圧の影響を抑制される関係にあるため、小さくなる。
【００１３】
このため、差圧信号の揺動と静圧信号の揺動との相関関係を検出することは容易ではなく、高圧側導圧管のみの詰まりと、低圧側導圧管のみの詰まりとを容易に診断することはできない。
【００１４】
本発明の目的は、以上説明した課題を解決するものであり、高圧側導圧管の詰まりの発生と、低圧側導圧管の詰まりの発生とを簡便・正確に診断可能な圧力検出器及び圧力検出器の詰まり診断方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
このような目的を達成する本発明は、次の通りである。
（１）高圧側導圧管と低圧側導圧管との圧力を検出する第１センサと、前記高圧側導圧管と前記低圧側導圧管との圧力を検出し前記第１センサと一体に形成する第２センサと、前記第１センサの出力と前記第２センサの出力とから差圧信号と静圧信号とを生成する演算手段とを備える圧力検出器において、前記演算手段は、前記低圧側導圧管の圧力に基づく前記静圧信号の揺動の分散と、前記高圧側導圧管の圧力に基づく前期静圧信号の揺動の分散とから、前記高圧側導圧管の詰まりと、前記低圧側導圧管の詰まりとを診断することを特徴とする圧力検出器。
【００１６】
（２）前記演算手段は、前記低圧側導圧管の圧力を一定とし前記高圧側導圧管の圧力のみが変化する場合に前記静圧信号が一定となる定数と、前記高圧側導圧管の圧力を一定とし前記低圧側導圧管の圧力のみが変化する場合に前記静圧信号が一定となる定数とを備えることを特徴とする（１）記載の圧力検出器。
【００１７】
（３）前記第１センサ及び第２センサは振動式センサであり、静圧信号は前記第１センサの出力の２乗と前記第２センサの出力の２乗と所定の定数とから生成することを特徴とする（２）記載の圧力検出器。
【００１８】
（４）高圧側導圧管と低圧側導圧管との圧力を検出する第１センサと、前記高圧側導圧管と前記低圧側導圧管との圧力を検出し前記第１センサと一体に形成する第２センサと、前記第１センサの出力と前記第２センサの出力とから差圧信号と静圧信号とを生成する演算手段とを備える圧力検出器の詰まり診断方法において、前記低圧側導圧管の圧力を一定とし前記高圧側導圧管の圧力のみが変化する場合に前記静圧信号が一定となる定数と、前記高圧側導圧管の圧力を一定とし前記低圧側導圧管の圧力のみが変化する場合に前記静圧信号が一定となる定数とを定めるステップ、前記高圧側導圧管の圧力に基づく前記静圧信号の揺動の分散と、前記低圧側導圧管の圧力に基づく前期静圧信号の揺動の分散とから、前記高圧側導圧管の詰まりと、前記低圧側導圧管の詰まりとを診断するステップ、とを備えることを特徴とする圧力検出器の詰まり診断方法。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
本発明によれば、高圧側導圧管の詰まりの発生と、低圧側導圧管の詰まりの発生とを簡便・正確に診断可能な圧力検出器及び圧力検出器の詰まり診断方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明の圧力検出器の特徴は、高圧側導圧管の圧力に基づく静圧信号Spの揺動の分散と、低圧側導圧管の圧力に基づく静圧信号Spの揺動の分散とから、高圧側導圧管の詰まりと、低圧側導圧管の詰まりと、を診断する点にある。
【００２１】
本発明の圧力検出器の構成は、従来の圧力検出器の構成と同様に、第１センサと、第２センサと、演算手段とを備える（図示せず）。また、第１センサと第２センサとは一体に形成する。
【００２２】
具体的には、第１センサと第２センサとは、振動式センサで形成し、１チップの半導体素子に形成する。また、第１センサは圧力検出器のダイアフラム（図示せず）の中央部分に形成し、第２センサはこのダイアフラムの周辺部分に形成する。そして、第１センサは周波数Fcを出力し、第２センサは周波数Frを出力する。
【００２３】
まず、低圧側導圧管の圧力を一定とし、高圧側導圧管の圧力のみが変化する場合を説明する。例えば、低圧側導圧管の圧力は99kPaとし、高圧側導圧管の圧力は101kPaから102kPaに変化する。
【００２４】
このとき、定数Ap1の値を所定の値とすると静圧信号Sp1が一定となる。また、静圧信号Sp1は、第１センサの出力の２乗と第２センサの出力の２乗と所定の定数Ap1とから生成し、例えば、以下の式（３）で定義する。
Sp1＝Fc2＋Ap1・Fr2    （３）
【００２５】
即ち、静圧信号Sp1は、高圧側導圧管の圧力の変化から影響を受けにくい。そして、静圧信号Sp1は、低圧側導圧管の圧力に基づく値となる。即ち、静圧信号Sp1は、低圧側導圧管の圧力の変化及び揺動を示す値となる。
【００２６】
また、このとき、差圧信号Dp1は、2kPa（101kPa−99kPa）から3kPa（102kPa−99kPa）へ変化する。さらにまた、高圧側導圧管の圧力の変化により、第１センサと第２センサとに歪みが発生する。
【００２７】
さらに、n番目に生成する静圧信号Sp1を静圧信号Sp1(n)とし、(n−1)番目に生成する静圧信号Sp1を静圧信号Sp1(n−1)とすると、差圧信号Sp1に係るn番目の揺動Fsp1(n)は、例えば、以下の差分の式（４）で定義する。
Fsp1(n)＝Sp1(n)−Sp1(n−1)    （４）
【００２８】
また、揺動Fsp1'(n)は、例えば、以下の式（５）で定義する。ただし、(n−2)番目に生成する静圧信号Sp1を静圧信号Sp1(n−2)とする。そして、揺動Fsp1(n)は、揺動Fsp1'(n)と置き換えることが可能である。
Fsp1'(n)＝Sp1(n)−2・Sp1(n−1)＋Sp1(n−2)    （５）
【００２９】
さらに、揺動Fsp1(n)の分散Vasp1は、例えば、以下の式（６）で定義する。ただし、Nは全サンプル数とする。
Vasp1＝Σ{Fsp1(n)・Fsp1(n)}/N    （６）
【００３０】
次に、高圧側導圧管の圧力を一定とし、低圧側導圧管の圧力のみが変化する場合を説明する。例えば、高圧側導圧管の圧力は101kPaとし、低圧側導圧管の圧力は99kPaから98kPaに変化する。
【００３１】
このとき、定数Ap2の値を所定の値とすると静圧信号Sp2が一定となる。また、静圧信号Sp2は、第１センサの出力の２乗と第２センサの出力の２乗と所定の定数Ap2とから生成し、例えば、以下の式（７）で定義する。
Sp2＝Fc2＋Ap2・Fr2    （７）
【００３２】
即ち、静圧信号Sp2は、低圧側導圧管の圧力の変化から影響を受けにくい。そして、静圧信号Sp2は、高圧側導圧管の圧力に基づく値となる。即ち、静圧信号Sp2は、高圧側導圧管の圧力の変化及び揺動を示す値となる。
【００３３】
また、このとき、差圧信号Dp2は、2kPa（101kPa−99kPa）から3kPa（101kPa−98kPa）へ変化する。さらにまた、低圧側導圧管の圧力の変化により、第１センサと第２センサとに歪みが発生する。
【００３４】
さらに、n番目に生成する静圧信号Sp2を静圧信号Sp2(n)とし、(n−1)番目に生成する静圧信号Sp2を静圧信号Sp2(n−1)とすると、差圧信号Sp2に係るn番目の揺動Fsp2(n)は、例えば、以下の差分の式（８）で定義する。
Fsp2(n)＝Sp2(n)−Sp2(n−1)    （８）
【００３５】
また、揺動Fsp2'(n)は、例えば、以下の式（９）で定義する。ただし、(n−2)番目に生成する静圧信号Sp2を静圧信号Sp2(n−2)とする。そして、揺動Fsp2(n)は、揺動Fsp2'(n)と置き換えることが可能である。
Fsp2'(n)＝Sp2(n)−2・Sp2(n−1)＋Sp2(n−2)    （９）
【００３６】
さらに、揺動Fsp2(n)の分散Vasp2は、例えば、以下の式（１０）で定義する。ただし、Nは全サンプル数とする。
Vasp2＝Σ{Fsp2(n)・Fsp2(n)}/N    （１０）
【００３７】
そして、演算手段は、周波数Fcと周波数Frとから静圧信号Sp1と静圧信号Sp2とを生成し、分散Vasp1と分散Vasp2とを生成する。
【００３８】
このように構成する本発明の圧力検出器の実用的な設定例を説明する。
定数Ap1は、高圧側導圧管の圧力の変化により差圧信号Dp1が0から0.1MPaまで変化するときに、静圧信号Sp1がほぼ一定となる値にする。また、定数Ap2は、低圧側導圧管の圧力の変化により差圧信号Dp2が0から0.1MPaまで変化するときに、静圧信号Sp2がほぼ一定となる値にする。
【００３９】
また、高圧側導圧管の圧力の変化による第１センサと第２センサとに歪みと、低圧側導圧管の圧力の変化による第１センサと第２センサとに歪みとは異なる。よって、定数Ap1の値と定数Ap2の値とは異なる。
【００４０】
以上のように構成する本発明の圧力検出器の動作について図１を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例における診断の判定表である。
【００４１】
第１に、正常の場合を説明する。このとき、高圧側導圧管の圧力の揺動は大きく、低圧側導圧管の圧力の揺動は大きい。よって、分散Vasp1は大きくなる。また、分散Vasp2は大きくなる。
【００４２】
第２に、高圧側導圧管のみの詰まりの場合を説明する。このとき、高圧側導圧管の圧力の揺動は小さく、低圧側導圧管の圧力の揺動は大きい。よって、分散Vasp1は、主に低圧側導圧管の圧力の揺動からの影響を受けるため、中程度の値となる。また、分散Vasp2は、詰まりにより、小さくなる。
【００４３】
第３に、低圧側導圧管のみの詰まりの場合を説明する。このとき、高圧側導圧管の圧力の揺動は大きく、低圧側導圧管の圧力の揺動は小さい。よって、分散Vasp1は、詰まりにより、小さくなる。また、分散Vasp2は、主に高圧側導圧管の圧力の揺動からの影響を受けるため、中程度の値となる。
【００４４】
第４に、高圧側導圧管の詰まり及び低圧導圧管の詰まりの場合、即ち、高圧側導圧管と低圧導圧管とが共に詰まりの場合を説明する。このとき、高圧側導圧管の圧力の揺動は小さく、低圧側導圧管の圧力の揺動は大きい。よって、分散Vasp1は、詰まりにより、小さくなる。また、分散Vasp2は、詰まりにより、小さくなる。
【００４５】
このようにして、演算手段は、分散Vasp1と分散Vasp2とから高圧側導圧管の詰まりと、低圧側導圧管の詰まりとを診断する。
【００４６】
したがって、本発明の圧力検出器は、高圧側導圧管の詰まりの発生と、低圧側導圧管の詰まりの発生とを簡便・正確に診断できる。
【００４７】
さらに、本発明に係る圧力検出器の詰まり診断方法をステップごとに説明する。
まず、低圧側導圧管の圧力を一定とし高圧側導圧管の圧力のみが変化する場合に静圧信号Sp1が一定となる定数Ap1を定める。また、高圧側導圧管の圧力を一定とし低圧側導圧管の圧力のみが変化する場合に静圧信号Sp2が一定となる定数Ap2とを定める。
【００４８】
次に、高圧側導圧管の圧力に基づく静圧信号Sp1の揺動Fsp1(n)の分散Vasp1を算出する。また、低圧側導圧管の圧力に基づく静圧信号Sp2の揺動Fsp2(n)の分散Vasp2を算出する。さらに、図１の判定表に基づき、分散Vasp1と分散Vasp2とから、高圧側導圧管の詰まりと、前記低圧側導圧管の詰まりとを診断する。
【００４９】
したがって、本発明に係る圧力検出器の詰まり診断方法は、高圧側導圧管の詰まりの発生と、低圧側導圧管の詰まりの発生とを簡便・正確に診断できる。
【００５０】
また、上述の例では、本発明を振動式の圧力検出器に適用する場合を説明したが、これとは別に、本発明をピエゾ抵抗式の圧力検出器に適用することもできる。このようなピエゾ抵抗式の圧力検出器も、振動式の圧力検出器と同様の作用を有し、高圧側導圧管の詰まりの発生と、低圧側導圧管の詰まりの発生とを簡便・正確に診断できる。
【００５１】
以上のように、本発明は、前述の実施例に限定されることなく、その本質を逸脱しない範囲でさらに多くの変更及び変形を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施例における診断の判定表である。
【図１】
2005274501.tif 000003