(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測対象の状態量を計測する計測手段が出力する状態量計測信号から当該状態量計測信号に重畳している持続性のノイズを除去する持続性ノイズ除去装置において、
前記ノイズに周波数と位相が同じである信号をノイズ波形信号として生成するノイズ波形信号生成手段、前記ノイズについて振幅を検出するノイズ振幅検出手段、前記ノイズ波形信号に前記ノイズ振幅を乗算してノイズ除去用信号を生成するノイズ除去用信号生成手段、および前記状態量計測信号から前記ノイズ除去用信号を減算してノイズ処理済信号を生成するノイズ処理済信号生成手段を備えており、
前記ノイズ波形信号生成手段は、位相比較手段として位相比較器、位相補償手段としてループフィルタ、および電圧制御発振手段として電圧制御発振器を含み、
前記位相補償手段は、比例演算手段と積分演算手段を含み、さらに微分演算手段を含む比例積分微分制御方式とされ、
前記ノイズ振幅検出手段は、ハイパスフィルタ、整流回路、および平滑回路を有していることを特徴とする持続性ノイズ除去装置。
【請求項２】
前記電圧制御発振手段は、前記ノイズに位相が同じである正弦波を前記ノイズに同期させて１周期分発生するワンショット正弦波発生手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の持続性ノイズ除去装置。
【請求項３】
前記ノイズ振幅検出手段は、前記ノイズの振幅の最大値と前記ノイズの微分値の最大値から演算することで前記ノイズ振幅を検出するようにされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の持続性ノイズ除去装置。
【請求項４】
計測対象の状態量を計測する計測手段で得られる状態量計測結果に基づいて制御や監視を行うようになっている制御／監視システムにおいて、
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の持続性ノイズ除去装置を備えていることを特徴とする制御／監視システム。
【請求項５】
前記計測対象の状態量として、貯液タンクに貯留された液体の液位を含むことを特徴とする請求項４に記載の制御／監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばプラントの制御や監視などのためにそのプラントプロセスにおける状態量を計測する技術に係り、特に計測手段が出力する状態量計測信号から持続性のノイズを除去する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば発電所、変電所、化学工場などのようなプラントでは、プラントプロセスの制御や監視のために、プラントプロセスにおける例えば液位、流量、圧力、電圧など多種多様な状態量について計測が行われている。こうした状態量計測では、測定対象や計測システムの構造によっては、それらの構造に起因するノイズ、特に測定対象や計測システムに生じる振動に起因するノイズが状態量計測信号に乗ってしまう場合がある。
【０００３】
そのような例の代表的な１つとして、図１５に示すような液位計測システム１とそれを用いた液位制御システム２がある。液位制御システム２は、貯液タンク３を含み、この貯液タンク３に液体４が貯留されている。貯液タンク３には、液体４を貯液タンク３に注入する液体注入配管５と液体４を貯液タンク３から排出する液体排出配管６が接続されている。液体排出配管６には、調節弁７が設けられ、この調節弁７により貯液タンク３から液体４の排出流量を調節できるようにされている。
【０００４】
また貯液タンク３には、貯液タンク３の頂部で貯液タンク３に連通するように接続された上側計測用配管８ｕと貯液タンク３の底部で貯液タンク３に連通するように接続された下側計測用配管８ｄが設けられている。これら上側計測用配管８ｕと下側計測用配管８ｄは、互いの端部で連結されて液位計測用配管８を形成している。
【０００５】
液位計測用配管８は、貯液タンク３に連通しているので貯液タンク３からの液体４で満たされ、貯液タンク３における液体４と同じレベルの液位を保っており、液位計測システム１による貯液タンク３の液位測定に用いられる。以下では液位計測用配管８に滞留する液体４を仮に液体４ｐとする。
【０００６】
このように液位計測用配管８を介して貯液タンク３の液位を測定する構造としてあるのは、例えば液体４に半減期が比較的短い放射性物質が含まれているなどの理由から、液位計測用の機器を貯液タンク３に直接的に設置することができないなどの事情によるものである。そのため液位計測用配管８の配管長は、数十メートルになる場合もある。
【０００７】
液位計測システム１は、液位計測手段として差圧計１１を有している。差圧計１１は、上側計測用配管８ｕと下側計測用配管８ｄの差圧として貯液タンク３の液位を計測する。
【０００８】
差圧計１１からの差圧計測信号、つまり液位計測信号Ｓ１は、制御装置１３に提供される。制御装置１３は、差圧計１１から提供された液位計測信号Ｓ１に基づいて生成する液位調節弁制御信号Ｓ２を出力して調節弁７の開閉や開度を制御することで貯液タンク３における液体４の液位を一定に保つ。
【０００９】
以上のような液位制御システム２ないし液位計測システム１では、液位計測用配管８を用いていることに起因して、液位計測信号Ｓ１に特有のノイズが重畳する。
【００１０】
液位計測用配管８に滞留する液体４ｐは、貯液タンク３での液位の変化に応じて液位を変化させることになるが、何らかの原因で貯液タンク３の液位に変化を生じた場合、液体４ｐには、固有の振動数でかなりの時間にわたって持続する振動（スロッシング現象）が発生する。液体４ｐの滞留部分がＵ字形になっている液位計測用配管８の場合、その振動は周期が一定している定周期性の振動であり、その周波数ｆは下記（１）式で表される。
【００１１】
ｆ＝１／２π・（ｇ／Ｌ）１／２            （１）
ここで、ｇは重力加速度、Ｌは液位計測用配管８における液柱の長さであり、例えば、液位計測用配管８の長さが２０ｍの場合、周波数ｆは約０．１Ｈｚ（周期約１０秒）となる。
【００１２】
液位計測用配管８の液体４ｐに振動が発生すると、液体４ｐの液面が振動し、それにより液位計測信号Ｓ１は液体４ｐの液面の振動に応じた液位変化を含むことになる。なお、貯液タンク３での液体４は液位が一定になった状態であっても、液体４ｐの振動が収まらないことから、液位計測信号Ｓ１は、液体４ｐの振動に起因するために持続性であるノイズを結果として含むことになる。この関係を図１６に示す。図１６の上側は、貯液タンク３における実際の液位、図１６の下側は、液位計測信号Ｓ１から得られる液位であり、液体４ｐの振動（以下ではこれをノイズ源振動と呼ぶ）による定周期で持続する持続性ノイズ（以下では適宜にノイズと略称する）に固有の波形で重畳している。なお、図ではノイズの周期を誇張してあり、実際には本来の液位信号との関係での周期は図の状態より長い場合もある。
【００１３】
このようなノイズを液位計測信号Ｓ１が含んでいると、それが定周期で持続するものであることから、調節弁７が不必要な調節動作を過度に繰り返すことになる。その結果、貯液タンク３の液位にも振動をもたらし、それによりさらに液位計測用配管８の液体４ｐの振動が助長され、このことで振動を長引かせることになり、制御の安定性を損なうことになってしまう。また調節弁７の不必要な調節動作は、調節弁７の可動部を徒に磨耗させてしまうなどの問題を招くことになり、また貯液タンク３の液位が所定のレベルを逸脱した場合に警報を発するようにしてある場合であれば、不用な警報が発されて混乱をもたらすような問題も招くことになる。
【００１４】
こうしたことから、持続性ノイズに対する効果的なノイズ対策が求められる。そのノイズ対策としては、オリフィス方式、ローパスフィルタ方式、バンドストップフィルタ方式の各方式がある。以下では、これらについて順次説明する。
【００１５】
図１７に示すのは、オリフィス方式を用いた液位制御システム１５である。液位計測用配管８にはオリフィス１６が設けられている。このオリフィス１６は、以下のようにして液位計測用配管８における液体４ｐの振動を減弱させることでノイズを排除するのに機能する。
【００１６】
例えば貯液タンク３の液位が上昇した場合、貯液タンク３の液体４と液位計測用配管８の液体４ｐの静水頭差により、液体４は貯液タンク３から液位計測用配管８に流入しようとする。この場合、液位計測用配管８におけるオリフィス１６は、貯液タンク３から液位計測用配管８への液体４の流入量を制限するように作用し、それによりノイズ源振動を減弱させる。その一方でオリフィス１６は、液位計測用配管８における液位変化の貯液タンク３における液位変化に対する遅れをもたらす。すなわち液位計測用配管８の液位は、オリフィス１６による流入量制限により、貯液タンク３の液位に対して遅れて変化する。この遅れは、ほぼ１次遅れとなる。またその１次遅れ回路の時定数は、オリフィス１６の孔径に依存し、孔径を小さくすると大きくなり、孔径を大きくすると小さくなる。
【００１７】
図１８に、液位計測用配管８の液位変化幅と貯液タンク３の液位変化幅の間の伝達関数（１次遅れ）の内、ゲイン（＝計測液位の振幅／実液位の振幅）の周波数特性を示す。これに見られるように、液位計測用配管８の液位変化幅は、周波数が１次遅れ回路のしゃ断周波数を超えると、周波数が高くなるにつれて小さくなる。なお、１次遅れ回路の時定数としゃ断周波数の関係は、下記（２）式で表される。
【００１８】
しゃ断周波数＝１／（２π・時定数）          （２）
ここで、オリフィス１６の孔径は、前記１次遅れ回路のしゃ断周波数が液位計測用配管８におけるノイズ源振動の周波数より多少低めになるよう、小さ目に設定する。これは、しゃ断周波数を高めに設定すると、前述のようにノイズ源振動を十分に減弱させることが出来ないからである。また、しゃ断周波数を余り低めに設定すると、ノイズ源振動を十分に減弱させることができるものの、液体４ｐの液位変化が緩慢になってしまい、制御の動特性を悪化させてしまうからである。なお、制御の動特性悪化の例としては、応答時間が長くなる、オーバーシュート量が大きくなる、整定時間が長くなるなどが挙げられる。
【００１９】
図１９に、図１７の液位制御システム１５における液位計測信号Ｓ１から得られる液位の時間変化と貯液タンク３における実液位の時間変化を示す。これに見られるように、液位制御システム１５では、オリフィス１６によりノイズ源振動が減弱され、図１５の液位制御システム２に比べてノイズのレベルが低下している。しかし液位制御システム１５では、上述のような１次遅れがあることから、例えば液位が変化幅の９０％に到達する時刻を比較すると、１次遅れの時定数程度の遅れを生じ、これにより制御の動特性が悪くなるといった問題を残しており、オリフィス方式は十分なノイズ対策とならない。
【００２０】
図２０に示すのは、ローパスフィルタ方式を用いた液位制御システム１７である。液位制御システム１７では、差圧計１１から制御装置１３に液位計測信号Ｓ１を伝送する信号ラインにＬＰＦ（ ローパスフィルタ）１８を挿入している。ＬＰＦ１８のしゃ断周波数は、上述の液位制御システム１５の場合と同様に、液体４ｐの振動の周波数より多少低めに設定する（図１８参照）。これにより、差圧計１１からの液位計測信号Ｓ１をＬＰＦ１８で処理して得られるノイズ除去後液位計測信号Ｓ４は、図１９の場合と同様に、ノイズのレベルが低下する。しかしＬＰＦ１８が遅れを有しており、その遅れ特性から、例えば液位が変化幅の９０％に到達する時刻を比較すると、図１９の場合と同様に、１次遅れの時定数程度の遅れを生じることになる。
【００２１】
このことは、液体４ｐの振動に起因するノイズの特性による問題として捉えることもできる。すなわち液体４ｐの振動は、液位計測用配管８の配管長が長くなると、その周期が数秒〜十数秒程度となり、貯液タンク３における液体４の液位変化における数秒〜数十秒程度の周期に近接するという特性がある。そしてそのために液体４ｐの振動に起因するノイズをＬＰＦ１８で液位計測信号Ｓ１から十分に除去しようとすると、液位計測信号における本来の信号を鈍らせてしまことから、制御の動特性を悪化させるという問題を招き、一方、液位計測信号における本来の信号の鈍りを防ごうとすると、十分なノイズ除去を行えないという問題を招くということである。そしてこうしたことにより、制御の動特性などが悪くなるといった問題を残しており、ローパスフィルタ方式も十分なノイズ対策とならない。
【００２２】
図２１に示すのは、バンドストップフィルタ方式を用いた液位制御システム２１である。液位制御システム２１では、差圧計１１から制御装置１３に液位計測信号Ｓ１を伝送する信号ラインにＢＳＦ（ バンドストップフィルタ；帯域消去フィルタ）２２を挿入している。ＢＳＦ２２の消去中心周波数は、ノイズ源振動の周波数と同じにする。図２２に、ＢＳＦ２２の伝達関数の内、ゲイン（＝計測液位の振幅／実液位の振幅）の周波数特性を示す。これに見られるように、差圧計１１からの液位計測信号Ｓ１をＢＳＦ２２で処理して得られるノイズ除去後液位計測信号Ｓ４の変化幅は、ノイズ源振動の周波数がＢＳＦ２２の消去中心周波数近傍の場合、小さくなっている。
【００２３】
図２３は、貯液タンク３内の液位が変化した際のノイズ除去後液位計測信号Ｓ４の時間変化を貯液タンク３における実液位の時間変化とともに示している。これに見られるように、液位制御システム２１では、ＢＳＦ２２により液位計測信号Ｓ１からノイズが除去され、図１５の液位制御システム２に比べてノイズのレベルが低下している。そしてそのノイズ除去性は、ローパスフィルタ方式よりも優れており、しかもノイズ除去後液位計測信号Ｓ４が貯液タンク３における実際液位の変化に対してほとんど遅れていない。
【００２４】
したがってバンドストップフィルタ方式は、液体４ｐの振動に起因するノイズ（これは上述のように本来の信号と周期が近接している）についても、ＢＳＦ２２の消去中心帯域を十分に狭くすることで、有効性の高いノイズ対策になるといえる。しかしバンドストップフィルタ方式では、ノイズ源振動の周波数変化への対応問題がある。すなわちＢＳＦ２２の消去中心帯域が固定的であることから、ノイズ源振動の周波数が何らかの理由により変化した場合に、ノイズの帯域が狭い消去中心帯域から外れてＢＳＦ２２がノイズ除去能を発揮できなくなるという問題である。これについては、ＢＳＦ２２の消去中心帯域をノイズ源振動の周波数変化に応じて調節できるようにすることで対応可能であるが、それにはノイズ源振動の周波数の常時的な監視が必要となり、液位制御システム２１の構造などが複雑化し、またシステム管理が煩雑になってしまうといった問題を招く。一方、ＢＳＦ２２の消去中心帯域を広くすると、ノイズ源振動の周波数変化への対応性を高めることができるものの、ノイズ除去性や即応性が低下するという問題を招く。こうしたことからバンドストップフィルタ方式も十分なノイズ対策とならない。
【００２５】
ここで、状態量計測信号からフィルタなどによりノイズを除去する技術としては、例えば特許文献１や特許文献２に開示の例が知られている。
【００２６】
【特許文献１】特開２００７−１２９４０８号公報
【特許文献２】特開２００４−１５０８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
本発明は、状態量計測信号についてのノイズ対策における上述のような従来の事情を背景になされてものであり、状態量計測信号に重畳している持続性ノイズについて、より効果的なノイズ対策を可能とする持続性ノイズ除去装置の提供を課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
上述のように状態量計測信号に重畳するノイズにはノイズ源振動起因の持続性ノイズがあり、この持続性ノイズが特に問題である。したがってノイズ対策としては、持続性ノイズの除去が特に重要となる。状態量計測信号に重畳する持続性ノイズは、上述の例のように定周期性である場合が一般的である。こうした持続性ノイズの特性に着目する。またそれとともに、特開昭６０−３３７５４号公報に開示の例のような位相同期回路（Phase-locked loop：ＰＬＬ）の機能性に着目する。
【００２９】
ＰＬＬは、位相比較手段（通常は位相比較器として構成される）、位相補償手段（通常はループフィルタとして構成される）、および電圧制御発振手段（通常は電圧制御発振器として構成される）を含んでなり、入力信号と周波数が同じで位相が同期した信号を発振する。こうしたＰＬＬの機能性は、状態量計測信号における持続性ノイズの定周期性と考え合わせると、その持続性ノイズをより鋭敏に除去するノイズ除去手段として活用することが可能である。すなわちＰＬＬは、入力信号の特定成分についての信号を生成するように機能させることができ、この機能により、定周期性であり、しかも本来の信号と周期が近接している持続性ノイズをそれが重畳している状態量計測信号からきわめて鋭敏に除去することが可能になるということである。
【００３０】
本発明は以上のような知見に基づいており、上記課題を解決するために、計測対象の状態量を計測する計測手段が出力する状態量計測信号から当該状態量計測信号に重畳している持続性のノイズを除去する持続性ノイズ除去装置において、前記ノイズに周波数と位相が同じである信号をノイズ波形信号として生成するノイズ波形信号生成手段、前記ノイズについて振幅を検出するノイズ振幅検出手段、前記ノイズ波形信号に前記ノイズ振幅を乗算してノイズ除去用信号を生成するノイズ除去用信号生成手段、および前記状態量計測信号から前記ノイズ除去用信号を減算してノイズ処理済信号を生成するノイズ処理済信号生成手段を備えていることを特徴としている。
【００３１】
上記のような持続性ノイズ除去装置におけるノイズ波形信号生成手段は、上述のようにＰＬＬ構成を基本とすることになる。したがって本発明では、上記のような持続性ノイズ除去装置について、そのノイズ波形信号生成手段は、位相比較手段として位相比較器、位相補償手段としてループフィルタ、および電圧制御発振手段として電圧制御発振器を含むものとし、位相補償手段は、比例演算手段と積分演算手段を含み、さらに微分演算手段を含む比例積分微分制御方式とされることを特徴としている。また、ノイズ振幅検出手段は、ハイパスフィルタ、整流回路、および平滑回路を有することを特徴としている。
【００３３】
このように、位相補償手段を比例積分微分制御方式にして機能性を向上させることにより、除去対象の持続性ノイズに位相の急激な変化を生じた場合でも、十分な応答性を確保することができるようになり、ノイズ除去性を高めることができる。
【００３４】
また本発明では、上記のような持続性ノイズ除去装置について、そのノイズ波形信号生成手段における電圧制御発振手段は、前記ノイズに位相が同じである正弦波を前記ノイズに同期させて１周期分発生するワンショット正弦波発生手段を含むものとしている。
【００３５】
このようにすることにより、ノイズ波形信号の生成に際してノイズへの位相の同期化処理を不要にすることができる。このため、除去対象の持続性ノイズに位相の急激な変化を生じた場合の応答性を改善でき、ノイズ除去性を高めることができる。
【００３６】
また本発明では、上記のような持続性ノイズ除去装置について、そのノイズ波形信号生成手段は、前記ノイズの振幅の最大値と前記ノイズの微分値の最大値から演算することで前記ノイズ振幅を検出するようにするものとしている。
【００３７】
このようにすることにより、ノイズ振幅の検出における時間遅れをより少なくすることができ、これにより除去対象の持続性ノイズに振幅の急激な変化を生じた場合の応答性を改善することができ、ノイズ除去性を高めることができる。
【００３８】
以上のような持続性ノイズ除去装置は、これをプラントなどにおける制御／監視システムに適用することで、その効用をより効果的に発揮させることができる。そこで本発明では、計測対象の状態量を計測する計測手段で得られる状態量計測結果に基づいて制御や監視を行うようになっている制御／監視システムについて、上記のような持続性ノイズ除去装置を備えさせるものとしている。
【００３９】
また上記のような持続性ノイズ除去装置は、上述の例のような液位制御システムに対して特に有効である。そこで本発明では、上記のような制御／監視システムについて、前記計測対象の状態量として、貯液タンクに貯留された液体の液位を含むものとしている。
【発明の効果】
【００４０】
以上のような本発明によれば、状態量計測信号に重畳している持続性ノイズについて、より効果的なノイズ対策が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。図１に、第１の実施形態による液位制御システム３１とそこにおける液位計測システム３２の構成を模式化して示す。液位制御システム３１は、その基本的に構成として、上述した図１５の液位制御システム２と同様である。したがって液位制御システム２と共通する要素について、図１５におけるのと同一の符号を付して示し、それらについての説明は省略する。
【００４２】
液位計測システム３２は、差圧計１１から制御装置１３に液位計測信号Ｓ１を伝送する信号ラインに持続性ノイズ除去装置３３が設けられている。持続性ノイズ除去装置３３は、液位計測信号Ｓ１からノイズの成分を抽出するノイズ成分抽出手段として機能するＨＰＦ（ハイパスフィルタ）３４、ノイズ波形信号生成手段として機能するＰＬＬ（Phase-locked loop：位相同期回路）３５、ノイズ振幅検出手段として機能するレベル検出器３６、ノイズ除去用信号生成手段として機能する乗算器３７、およびノイズ処理済信号生成手段として機能する減算器３８を備えてなる。
【００４３】
図２に、ＰＬＬ３５の構成をＨＰＦ３４との関係で示す。ＰＬＬ３５は、位相比較手段として機能する位相比較器３９、位相補償手段として機能するループフィルタ４０、および電圧制御発振手段として機能する電圧制御発振器４１を含む。
【００４４】
ＰＬＬ３５の前段に設けられたＨＰＦ３４は、液位計測信号Ｓ１からノイズの成分を大まかに抽出し、粗ノイズ信号Ｓ１１を生成する。したがってＨＰＦ３４の通過帯域は、液位計測信号Ｓ１に重畳するノイズの周波数程度、より具体的には液位計測システム３２で通常的に発生するノイズ源振動の周波数程度することになる。ＰＬＬ３５は、この粗ノイズ信号Ｓ１１を入力信号とし、入力信号のＨＰＦ３８による処理、ＨＰＦ３８の出力の位相比較器３９による処理、位相比較器３９の出力のループフィルタ４０による処理、ループフィルタ４０の出力に基づく電圧制御発振器４１での処理という各処理、および電圧制御発振器４１の出力を位相比較器３９にフィードバックするフィードバック制御により、入力信号における特定の成分と周波数が同じで位相が同期した信号をノイズ波形信号Ｓ１２として出力する。このようなＰＬＬ３５の動作原理は周知であることから、それらについての詳しい説明は省略する。ここで、位相比較は、周波数比較でもあり、したがって位相比較器３９は、位相比較に機能するとともに周波数比較にも機能する。
【００４５】
図３に、ループフィルタ４０の構成を示す。ループフィルタ４０は、比例積分制御器と機能的に同等で、その比例積分制御機能によりＰＬＬ３５でのフィードバックループで必要となる位相補償を行う。そのためループフィルタ４０は、比例器４３と積分器４４を有しており、位相比較器３９からの出力信号を入力信号とし、その入力信号を比例器４３と積分器４４それぞれで演算し、その結果を加算器４５で加算して出力信号を生成し、それを電圧制御発振器４１に入力させる。ここで、ＰＬＬ３５が出力するノイズ波形信号Ｓ１２の位相や周波数が液位計測信号Ｓ１に対して迅速かつ安定的に応答する必要があることから、ループフィルタ４０に設定する制御定数は、両条件を満たす折衷値にする。
【００４６】
図４に、レベル検出器３６の構成を示す。レベル検出器３６は、ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）４６、整流回路４７、および平滑回路４８を有している。そしてＨＰＦ４６により入力信号である液位計測信号Ｓ１から直流成分や超低周波成分を除去した後、整流回路４７と平滑回路４８で順次処理し、これにより液位計測信号Ｓ１に重畳のノイズについてノイズ振幅信号Ｓ１３を生成する。なお、ＨＰＦ４６は、その機能をＨＰＦ３４に負わせるようにすることで省略することが可能である。
【００４７】
図５に、液位計測システム３２の動作の説明のために、差圧計１１、ＰＬＬ３５、レベル検出器３６、乗算器３７、および減算器３８それぞれの出力信号の時間変化を示す。貯液タンク３に対する液体４の注入や排出などで貯液タンク３の液位が変化すると、その液位変化に液位計測用配管８での液位が追従する過程で液位計測用配管８の液体４ｐに振動を生じる。また、貯液タンク３に対する液体４の注入や排出あるいは貯液タンク３に加わる振動などで貯液タンク３の液体４の液面が傾くと、スロッシング現象と呼ばれる現象として、液体４に振動を生じ、これに伴って液位計測用配管８の液体４ｐにも振動を生じる。そしてこうした液体４ｐの振動がノイズ源振動となって液位計測信号Ｓ１に持続性ノイズが重畳する（図５の（１））。
【００４８】
ＰＬＬ３５は、ＨＰＦ３４からの粗ノイズ信号Ｓ１１を入力とし、図５の（２）に示すように、液位計測信号Ｓ１に重畳のノイズと周波数が同じで位相が同期したノイズ波形信号Ｓ１２を出力する。レベル検出器３６は、液位計測信号Ｓ１を入力とし、図１２の（３）に示すノイズ振幅信号Ｓ１３を生成して出力する。乗算器３７は、ＰＬＬ３５からのノイズ波形信号Ｓ１２とレベル検出器３６からのノイズ振幅信号Ｓ１３を乗算し、図１２の（４）に示すノイズ除去用信号Ｓ１４を生成して出力する。減算器３８は、液位計測信号Ｓ１からノイズ除去用信号Ｓ１４を減算し、図１２の（５）に示すノイズ処理済信号Ｓ１５を生成して出力する。
【００４９】
以上のような持続性ノイズ除去装置３３で得られるノイズ処理済信号Ｓ１５には、上述のようなノイズ源振動によるノイズの重畳が実質的にないといえる。またノイズ処理済信号Ｓ１５は、大きな遅れを伴うこともない。つまり液位計測システム３２では、持続性ノイズ除去装置３３により、きわめて効果的なノイズ除去がなされているということである。このため液位制御システム３１では、より高精度な制御を安定的に行うことが可能となる。なお、本実施形態では持続性ノイズ除去装置３３を制御装置１３の前段に設けているが、制御装置１３と調節弁７の間に持続性ノイズ除去装置３３を設けるようにしても機能的には同等である。
【００５０】
次に、第２の実施形態について説明する。上述のようにループフィルタ４０では、ＰＬＬ３５が出力するノイズ波形信号Ｓ１２の位相や周波数が液位計測信号Ｓ１に対して迅速かつ安定的に応答するという条件を満たすような折衷値としてその制御定数が設定される。そのため液位計測信号Ｓ１に重畳のノイズの周波数や位相が急激に変化した場合にノイズ波形信号Ｓ１２に応答の遅れを生じることがある。第２の実施形態は、このことについて改善を図るもので、その他の構成については第１の実施形態におけるそれらと同様である。ここで、ノイズの周波数や位相の急激な変化は、例えばノイズ源振動が貯液タンク３や液位計測用配管８に生じている状態で新たな振動原因が加わって、それまでのノイズ源振動とは周波数や位相の異なるノイズ源振動を発生するなどして生じ、特に位相について急激な変化を生じる場合が多い。
【００５１】
図６に、第２の実施形態におけるループフィルタ５１の構成を示す。ループフィルタ５１は、第１の実施形態におけるループフィルタ４０が比例積分制御方式であったのに対し、比例積分微分制御方式としている。すなわちループフィルタ５１は、比例器４３と積分器４４を有するのに加えて微分器５２を有しており、図２の位相比較器３９からの出力信号を入力信号とし、その入力信号を比例器４３、積分器４４、微分器５２のそれぞれで演算し、その結果を加算器４５で加算して出力信号を生成し、それを電圧制御発振器４１に入力させる。
【００５２】
このように比例積分微分制御方式としてことにより、ノイズの周波数や位相に急激な変化を生じても、微分機能の働きにより、ＰＬＬ３５からのノイズ波形信号Ｓ１２の周波数や位相を迅速に追従させることができ、したがってノイズ波形信号Ｓ１２の応答の遅れについて改善することができ、より効果的なノイズ除去が可能となる。
【００５３】
次に、第３の実施形態について説明する。ＰＬＬ３５における電圧制御発振器４１は、その発振信号の周波数を入力電圧に応じて変化させるようになっているが、発振信号の位相を液位計測信号Ｓ１に重畳のノイズの位相に一致させるよう動作をそれ自身で積極的になすものではない。このため、液位計測信号Ｓ１に重畳のノイズの位相や周波数が変化した場合、その変化に追従するのに数周期分の時間を要する。このような追従の遅れは、ノイズの周期が数秒〜十数秒程度といった長周期である場合には大きな影響を及ぼす。第３の実施形態は、第１の実施形態における電圧制御発振器４１の機能を改善することで上記のような追従遅れの改善を図るもので、その他の構成については第１の実施形態におけるそれらと同様である。
【００５４】
図７に、第３の実施形態における電圧制御発振器５３の構成を示し、図８に、電圧制御発振器５３における各機能要素からの出力信号の時間変化を示す。電圧制御発振器５３は、ＨＰＦ５４、第１波形整形回路５５、微分回路５６、整流回路５７、ワンショット正弦波発生回路５８、第２波形整形回路５９、減算器（位相差演算器）６０、積分回路６１、積算器６２、および加算器６３を含んでいる。
【００５５】
ＨＰＦ５４は、図２のループフィルタ４０または図６のループフィルタ５１からの出力信号を入力信号Ｘ１とし、これを処理して信号Ｘ２を出力する。第１波形整形回路５５は、信号Ｘ２を入力とし、信号Ｘ２の信号が正の場合は１、負の場合は０となるように演算し、信号Ｘ３を出力する。微分回路５６は、信号Ｘ３を微分して信号Ｘ４を出力する。整流回路５７は、信号Ｘ４を入力とし、信号Ｘ４の値が正の場合のみ１となるよう信号Ｘ５を出力する。
【００５６】
ワンショット正弦波発生回路５８は、ワンショット正弦波発生手段であり、液位計測信号Ｓ１に重畳のノイズに位相が同じである正弦波をそのノイズに同期させて１周期分発生する。具体的にはワンショット正弦波発生回路５８は、信号Ｘ５を入力とし、信号Ｘ５が１になったタイミングで正弦波を１周期分、信号Ｘ６として出力する。またワンショット正弦波発生回路５８は、後述する加算器６３からの信号Ｘ１１も入力し、この信号Ｘ１１の値を基にして１周期分の正弦波の周期を設定する。
【００５７】
第２波形整形回路５９は、信号Ｘ６を入力とし、信号Ｘ６の信号が正の場合は１、負の場合は０となるように演算し、信号Ｘ７を出力する。減算器６０は、信号Ｘ３から信号Ｘ７の値を減じ、信号Ｘ８を出力する。ここで、液位計測信号Ｓ１に重畳のノイズの周期が本発振回路の周期に対して長い場合には、その周期の差分の時間だけ＋１のパルスが出力される。逆に、液位計測信号Ｓ１に重畳のノイズの周期が本発振回路の周期に対して短い場合には、その周期の差分の時間だけ−１のパルスが出力される。
【００５８】
積分回路６１は、信号Ｘ８を入力とし、信号Ｘ８を積分して信号Ｘ９を出力する。これにより、信号Ｘ９の値が周期の差分に比例することになる。また積分回路６１は、信号Ｘ５も入力し、信号Ｘ５が１になった場合には、積分値をゼロにリセットする。積算器６２は、信号Ｘ９を入力とし、信号Ｘ５が１の場合のみ積算演算を実施し、信号Ｘ１０を出力する。加算器６３は、信号Ｘ１０にバイアス値を加算し、信号Ｘ１１を出力する。なお、信号Ｘ１１のレベルは、電圧制御発振器５３の発振周波数の逆数、つまり周期に対応する。また、電圧制御発振器５３の発振周波数については、貯液タンク３や液位計測用配管８での液体４や液体４ｐの振動とは明らかに異なる振動との混同を回避するため、上限と下限を設定する。
【００５９】
以上のように本実施形態の電圧制御発振器５３は、ワンショット正弦波発生手段であるワンショット正弦波発生回路５８で発生させた１周期分の正弦波を利用してノイズ波形信号Ｓ１２を発振する。このようなワンショット正弦波方式で発振を行う電圧制御発振器５３を用いた位相同期処理構造では、液位計測信号Ｓ１に重畳のノイズに対する位相合せが実質的に不要となり、周波数合わせだけで済む。したがって、追従遅れについて効果的に改善することができ、このことで高い応答性を実現でき、ノイズ除去性をさらに高めることができる。
【００６０】
ここで、電圧制御発振器５３の上述のような構成は、ワンショット正弦波方式の発振として特に好ましい形態の１つであるものの、これに限られるものでない。要は、ワンショット正弦波発生手段で発生させる１周期分の正弦波を利用してノイズ波形信号を発振することができればよく、そうした発振器には適宜の構成を与えることができる。
【００６１】
次に、第４の実施形態について説明する。第１の実施形態における図５のレベル検出器３６は、ＨＰＦ４６、整流回路４７、平滑回路４８で構成されている。こうしたレベル検出器３６における平滑回路４８は、時間遅れという特性を有している。このため液位計測信号Ｓ１に重畳のノイズの位相や周波数が変化した場合に、それへの追従に遅れを生じる。このような追従の遅れは、ノイズの周期が数秒〜十数秒程度といった長周期である場合には大きな影響を及ぼす。第４の実施形態は、第１の実施形態におけるレベル検出器３６の機能を改善することで上記のような追従遅れの改善を図るもので、その他の構成については第１の実施形態ないし第３の実施形態におけるそれらと同様である。
【００６２】
図９に、第４の実施形態におけるレベル検出器６５の構成を示し、図１０に、レベル検出器６５における各機能要素からの出力信号の時間変化を示す。レベル検出器６５は、ＨＰＦ６６、第１ゼロ通過判定回路６７、微分回路６８、第１絶対値演算回路６９、乗算器７０、第１サンプルホールド回路７１、第１スイッチ７２、第２ゼロ通過判定回路７３、第２絶対値演算回路７４、第２サンプルホールド回路７５、第２スイッチ７６、および第３スイッチ７７を含んでいる。
【００６３】
ＨＰＦ６６は、液位計測信号Ｓ１を入力信号Ｙ１とし、これを処理して信号Ｙ２を出力する。第１ゼロ通過判定回路６７は、信号Ｙ２についてゼロ通過を判定し、その判定結果として信号Ｙ３を出力する。信号Ｙ３は、信号Ｙ２がゼロ値を通過した際に１となり、それ以外は０となる。微分回路６８は、信号Ｙ２を微分して信号Ｙ４を出力する。第１絶対値演算回路６９は、信号Ｙ４の値の絶対値を取って信号Ｙ５を出力する。乗算器７０は、信号Ｙ５にパルス幅を２πで除した値、つまり角周波数を乗じることで信号Ｙ６を出力する。なお、この場合のパルス幅には、第３の実施形態における電圧制御発振器５３で得られる信号Ｘ１１（図７）を用いる。
【００６４】
第１サンプルホールド回路７１には、第１スイッチ７２を介して信号Ｙ６が入力する。第１スイッチ７２は、信号Ｙ３が１の場合、つまり信号Ｙ２がゼロ通過の場合にＯＮとなり、信号Ｙ３が０の場合、つまり信号Ｙ２がゼロ通過でない場合にはＯＦＦとなる。したがって第１サンプルホールド回路７１は、信号Ｙ３が１の場合に信号Ｙ６の値を取り込むことで、それまで保持していた値を更新し、一方、信号Ｙ３が０の場合にはそれまでの値を保持し続けるという処理を行いつつ、信号Ｙ７を出力する。
【００６５】
第２ゼロ通過判定回路７３は、信号Ｙ４についてゼロ通過を判定し、その判定結果として信号Ｙ８を出力する。信号Ｙ８は、信号Ｙ４がゼロ値を通過した際に１となり、それ以外は０となる。第２絶対値演算回路７４は、信号Ｙ２の値の絶対値を取って信号Ｙ９を出力する。
【００６６】
第２サンプルホールド回路７５には、第２スイッチ７６を介して信号Ｙ９が入力する。第２スイッチ７６は、信号Ｙ８が１の場合、つまり信号Ｙ４がゼロ通過の場合にＯＮとなり、信号Ｙ８が０の場合、つまり信号Ｙ４がゼロ通過でない場合にはＯＦＦとなる。したがって第２サンプルホールド回路７５は、信号Ｙ８が１の場合に信号Ｙ９の値を取り込むことで、それまで保持していた値を更新し、一方、信号Ｙ８が０の場合にはそれまでの値を保持し続けるという処理を行いつつ、信号Ｙ１０を出力する。
【００６７】
第１サンプルホールド回路７１と第２サンプルホールド回路７５それぞれの出力である信号Ｙ７、信号Ｙ１０は、第３スイッチ７７を通じて出力信号Ｙ１１として出力される。第３スイッチ７７は、オルタネート型であり、信号Ｙ３が１の場合には信号Ｙ７側に接続されて保持され、信号Ｙ８が１の場合には信号Ｙ１０側に接続されて保持される。
【００６８】
以上のような本実施形態のレベル検出器６５は、液位計測信号Ｓ１に重畳のノイズの振幅の最大値とそのノイズの微分値の最大値から演算することでノイズ振幅を検出するものであり、液位計測信号Ｓ１に重畳のノイズの周期の半分の時間遅れでその周期の値を検出することができる。したがって、追従遅れについて効果的に改善することができ、このことで高い応答性を実現でき、ノイズ除去性をさらに高めることができる。
【００６９】
次に、第５の実施形態について説明する。図１１に、第５の実施形態による液位制御システム８１の構成を模式化して示す。液位制御システム８１は、基本的には第１の実施形態の液位制御システム３１と同様で、第１の液位計測システム８２ａと第２の液位計測システム８２ｂとして２つの液位計測システムが設けられている点で相違している。この他の構成は液位制御システム３１と共通するので、それらの共通要素については、図１におけるのと同一の符号を付して示し、説明を省略する。
【００７０】
第１の液位計測システム８２ａは、第１の液位計測用配管８３ａに第１の差圧計８４ａを設け、第１の差圧計８４ａが出力する第１の液位計測信号Ｓ２１ａを第１の持続性ノイズ除去装置８５ａで処理した後に制御装置１３に入力させる構成とされている。一方、第２の液位計測システム８２ｂは、第１の液位計測用配管８３ａと連通するようにして貯液タンク３に接続された第２の液位計測用配管８６ｂに第２の差圧計８４ｂを設け、第２の差圧計８４ｂが出力する第２の液位計測信号Ｓ２１ｂを第２の持続性ノイズ除去装置８５ｂで処理した後に制御装置１３以外の機器、例えば警報装置（図示を省略）に入力させる構成とされている。
【００７１】
以上のような構成にあっては、第１の液位計測用配管８３ａと第２の液位計測用配管８６ｂそれぞれの配管長が異なる。この場合、第１の液位計測用配管８３ａと第２の液位計測用配管８６ｂのそれぞれで発生するノイズ源振動は、周波数が異なる。そして、第１の液位計測用配管８３ａと第２の液位計測用配管８６ｂは、それぞれで発生する周波数の異なったノイズ源振動の影響を互いに受ける。このため、第１の差圧計８４ａからの第１の液位計測信号Ｓ２１ａと第２の差圧計８４ｂからの第２の液位計測信号Ｓ２１ｂには、第１の液位計測システム８２ａと第２の液位計測システム８２ｂそれぞれにおけるノイズ源振動に起因するノイズが重畳することになる。つまり第１の液位計測信号Ｓ２１ａと第２の液位計測信号Ｓ２１ｂには、第１の液位計測システム８２ａと第２の液位計測システム８２ｂそれぞれにおけるノイズ源振動に起因し、それぞれ周波数の異なっている２種類のノイズが重畳することになる。また第１の液位計測信号Ｓ２１ａと第２の液位計測信号Ｓ２１ｂには、第１の液位計測システム８２ａと第２の液位計測システム８２ｂそれぞれに固有なノイズ源振動の高調波成分によるノイズが重畳する場合もある。
【００７２】
したがって持続性ノイズ除去装置８５（第１の持続性ノイズ除去装置８５ａ、第２の持続性ノイズ除去装置８５ｂ）は、周波数がそれぞれ異なる複数のノイズに対応できるように構成する必要がある。図１２に、持続性ノイズ除去装置８５の構成を示す。持続性ノイズ除去装置８５は、周波数がそれぞれ異なる２つのノイズに対応できる場合としたもので、それぞれＰＬＬ３５、レベル検出器３６、乗算器３７を有した第１系ユニット８８ｘと第２系ユニット８８ｙを備えている。そして第１系ユニット８８ｘと第２系ユニット８８ｙそれぞれで得られる一次ノイズ除去用信号Ｓ１４ｘと一次ノイズ除去用信号Ｓ１４ｙは、加算器８９で加算されることでノイズ除去用信号Ｓ１４とされる。そしてこのノイズ除去用信号Ｓ１４を減算器３８で第１の液位計測信号Ｓ２１ａや第２の液位計測信号Ｓ２１ｂから減算することで、ノイズ処理済信号Ｓ１５が生成される。
【００７３】
ここで、本実施形態では除去対象のノイズの数を２としあるが、これ以上の数のノイズについてもユニットの数を増やすことで対応することができる。また本実施形態では、２つの持続性ノイズ除去装置８５を並列接続で設けているが、直列接続によっても同様の機能が得られる。
【００７４】
次に、第６の実施形態について説明する。第６の実施形態では、本発明による持続性ノイズ除去装置を流量制御システムに適用する。図１３に、第６の実施形態による流量制御システム９１の構成を模式化して示す。
【００７５】
流量制御システム９１は、流体９２を流下させる配管９３、配管９３の途中に設けられたポンプ９４、配管９３を流下する流体９２の流量を調節する流量調節弁９５、流体９２の流量を計測する計測手段であるオリフィス式の流量計９６、流量計９６からの流量計測信号（状態量計測信号）Ｓ２２に対してノイズ除去処理を行う持続性ノイズ除去装置９７、および持続性ノイズ除去装置９７で処理して得られるノイズ処理済信号Ｓ２３に基づいて流量調節弁９５を制御する流量制御装置９８を備えてなり、その流量計９６から持続性ノイズ除去装置９７までが流量計測システム９９を形成している。
【００７６】
このような流量制御システム９１では、ポンプ９４の駆動などに伴って配管９３や流体９２などに振動を生じ、それがノイズ源振動となる。したがって持続性ノイズ除去装置９７を上述の各実施形態における持続性ノイズ除去装置３３や持続性ノイズ除去装置８５と同様に構成することにより、ノイズ源振動に起因して流量計測信号Ｓ２２に重畳するノイズを効果的に除去することができ、より高精度な流量制御を行えるようになる。
【００７７】
次に、第７の実施形態について説明する。第７の実施形態では、本発明による持続性ノイズ除去装置を圧力制御・監視システムに適用する。図１４に、第７の実施形態による圧力制御・監視システム１０１の構成を模式化して示す。圧力制御・監視システム１０１は、流体１０２が流下する配管１０３、流体１０２の圧力を計測する計測手段である圧力計１０４、圧力計１０４からの圧力計測信号（状態量計測信号）Ｓ２４に対してノイズ除去処理を行う持続性ノイズ除去装置１０５、および持続性ノイズ除去装置１０５で処理して得られるノイズ処理済信号Ｓ２５に基づいて流体１０２の圧力を制御・監視するための制御・監視装置１０６を備えてなり、その圧力計１０４から持続性ノイズ除去装置１０５までが圧力計測システム１０７を構成している。
【００７８】
このような圧力制御・監視システム１０１では、配管１０３の内部に設けられているフィルタなどの構造物１０８の下流でカルマン渦１０９などが発生することで配管１０３や流体１０２などに振動を生じ、それがノイズ源振動となる。したがって持続性ノイズ除去装置１０５を上述の各実施形態における持続性ノイズ除去装置３３や持続性ノイズ除去装置８５と同様に構成することにより、ノイズ源振動に起因して圧力計測信号Ｓ２４に重畳するノイズを効果的に除去することができ、より高精度な圧力の制御や監視を行えるようになる。
【００７９】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、これらは代表的な例に過ぎず、本発明は、その趣旨を逸脱することのない範囲で様々な形態で実施することができる。例えば上記各実施形態は、計測対象の状態量が貯液タンクにおける液体の液位、配管を流下する流体の流量、配管を流下する流体の圧力であったが、これらに限られるものでなく、例えば温度、差圧、カロリー、加速度、速度、位置、面積、体積、電圧、電流、電力、周波数、位相角度、回転数、水素イオン濃度、導電率、密度、露点、湿度、中性子束レベル、放射線レベル、トルク、濃度、角度など様々な状態量の計測について本発明を適用することが可能である。また、以上では発電所、変電所、化学工場などのプラントにおける制御や監視を前提した例として説明したが、これに限られず、プラント以外における制御や監視などについても本発明を適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】第１の実施形態による液位制御システムの構成を示す図である。
【図２】ＰＬＬの構成を示す図である。
【図３】ループフィルタの構成を示す図である。
【図４】レベル検出器の構成を示す図である。
【図５】液位計測システムにおける出力信号の時間変化を示す図である。
【図６】第２の実施形態におけるループフィルタの構成を示す図である。
【図７】第３の実施形態における電圧制御発振器の構成を示す図である。
【図８】図７の電圧制御発振器における各機能要素からの出力信号の時間変化を示す図である。
【図９】第４の実施形態におけるレベル検出器の構成を示す図である。
【図１０】図９のレベル検出器における各機能要素からの出力信号の時間変化を示す図である。
【図１１】第５の実施形態による液位制御システムの構成を模式化して示す図である。
【図１２】第５の実施形態における持続性ノイズ除去装置の構成を示す図である。
【図１３】第６の実施形態による流量制御システムの構成を示す図である。
【図１４】第７の実施形態による圧力制御・監視システムの構成を示す図である。
【図１５】従来の液位計測システムと液位制御システムの構成を示す図である。
【図１６】図１５の液位計測システムにおける計測液位と実液位それぞれの時間変化を示す図である。
【図１７】オリフィス方式を用い従来の液位制御システムの構成を示す図である。
【図１８】図１７の液位制御システムにおける伝達関数を示す図である。
【図１９】図１７の液位制御システムにおける計測液位と実液位それぞれの時間変化を示す図である。
【図２０】ローパスフィルタ方式を用いた従来の液位制御システムの構成を示す図である。
【図２１】バンドストップフィルタ方式を用いた従来の液位制御システムの構成を示す図である。
【図２２】図２１の液位制御システムにおける伝達関数を示す図である。
【図２３】図２１の液位制御システムにおける計測液位と実液位それぞれの時間変化を示す図である。
【符号の説明】
【００８１】
３        貯液タンク
４        液体
８        液位計測用配管
１１      差圧計（計測手段）
１３      制御装置
３１      液位制御システム（制御／監視システム）
３３      持続性ノイズ除去装置
３４      ＨＰＦ（ノイズ成分抽出手段）
３５      ＰＬＬ（ノイズ波形信号生成手段）
３６      レベル検出器（ノイズ振幅検出手段）
３７      乗算器（ノイズ除去用信号生成手段）
３８      減算器（ノイズ処理済信号生成手段）
３９      位相比較器（位相比較手段）
４０      ループフィルタ（位相補償手段）
４１      電圧制御発振器（電圧制御発振手段）
４３      比例器（比例演算手段）
４４      積分器（積分演算手段）
４５      加算器
４６      ＨＰＦ
４７      整流回路
４８      平滑回路
５１      ループフィルタ（位相補償手段）
５２      微分器（微分演算手段）
５３      電圧制御発振器（電圧制御発振手段）
５４      ＨＰＦ
５５      第１波形整形回路
５６      微分回路
５７      整流回路
５８      ワンショット正弦波発生回路（ワンショット正弦波発生手段）
５９      第２波形整形回路
６０      減算器（位相差演算器）
６１      積分回路
６２      積算器
６３      加算器
６５      レベル検出器（ノイズ振幅検出手段）
６６      ＨＰＦ
６７      第１ゼロ通過判定回路
６８      微分回路
６９      第１絶対値演算回路
７０      乗算器
７１      第１サンプルホールド回路
７２      第１スイッチ
７４      第２絶対値演算回路
７５      第２サンプルホールド回路
７６      第２スイッチ
７７      第３スイッチ
８１      液位制御システム
８２ａ    第１の液位計測システム
８２ｂ    第２の液位計測システム
８４ａ    第１の差圧計
８４ｂ    第２の差圧計
８５      持続性ノイズ除去装置
９１      流量制御システム
９２      流体
９３      配管
９４      ポンプ
９５      流量調節弁
９６      流量計
９７      持続性ノイズ除去装置
９８      流量制御装置
９９      流量計測システム
１０１    圧力制御・監視システム
１０２    流体
１０３    配管
１０４    圧力計
１０５    持続性ノイズ除去装置
１０６    制御・監視装置
１０７    圧力計測システム
１０８    構造物
１０９    カルマン渦
Ｓ１      液位計測信号（状態量計測信号）
Ｓ１２    ノイズ波形信号
Ｓ１３    ノイズ振幅信号
Ｓ１４    ノイズ除去用信号
Ｓ１５    ノイズ処理済信号
Ｘ１〜Ｘ１１    信号
Ｙ１〜Ｙ１１    信号
【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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