(57)【要約】【課題】瞬時積算流量の積算流量が適正に妥当かどうか判断可能なマルチバリアブル質量流量伝送器を提供する。【解決手段】プロセスより検出される信号からリアルタイムで差圧値と静圧値と温度値とを算出する差圧・静圧・温度演算部と、前記差圧値と前記静圧値と前記温度値とから瞬時流量を算出する瞬時流量演算部と、前記瞬時流量演算部の出力を積算し積算流量を生ずる積算カウンタと、積算カウンタの出力の値が所定の値になったときにアラームを生成する積算流量アラーム部とを備える。【選択図】                    図１
2007218586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセスより検出される信号からリアルタイムで差圧値と静圧値と温度値とを算出する差圧・静圧・温度演算部と、
前記差圧値と前記静圧値と前記温度値とから瞬時流量を算出する瞬時流量演算部と、
前記瞬時流量演算部の出力を積算し積算流量を生ずる積算カウンタと、
積算カウンタの出力の値が所定の値になったときにアラームを生成する積算流量アラーム部とを備える
ことを特徴とするマルチバリアブル質量流量伝送器。
【請求項２】
前記積算流量アラーム部の上限の閾値（Ｓ１）と下限の閾値（Ｓ２）とが、前記瞬時流量（Ａ）と流量精度百分率（±ａ〔％〕）と前記積算流量の誤差（±Ｂ）と経過時間（ｔ）に対し、以下の式を満足する、
Ｓ１＝Ａ・ｔ・（（１００＋ａ）／１００）＋Ｂ、
Ｓ２＝Ａ・ｔ・（（１００−ａ）／１００）−Ｂ、
ことを特徴とする請求項１記載のマルチバリアブル質量流量伝送器。
【請求項３】
食品加工工程に用いられる
ことを特徴とする請求項２記載のマルチバリアブル質量流量伝送器。
【請求項４】
高性能工業炉に用いられる
ことを特徴とする請求項２記載のマルチバリアブル質量流量伝送器。
【請求項５】
クリーンルーム開発に用いられる
ことを特徴とする請求項２記載のマルチバリアブル質量流量伝送器。
【請求項６】
前記流量精度百分率（±ａ〔％〕）と前記積算流量の誤差（±Ｂ）とが外部の通信設定ツールから設定される
ことを特徴とする請求項３乃至５記載のマルチバリアブル質量流量伝送器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロセスより検出される複数の物理信号（差圧信号、静圧信号、温度信号）を入力してマイクロプロセッサにより質量流量を演算し、例えば、４−２０ｍＡのアナログ電流信号として２線式伝送線へ出力する、または、通信規格に基づくプロトコルによる通信手段を有し、演算処理結果等のディジタル情報をフィールド・バスへ出力する、マルチバリアブル質量流量伝送器（多変数伝送器）に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３は、従来のマルチバリアブル質量流量伝送器１０’を示す構成図である（特許文献１参照）。
【０００３】
差圧・静圧・温度演算部１１は、プロセスより検出され、入力される信号から差圧値と静圧値と温度値とをリアルタイムで算出する。さらにまた、差圧・静圧・温度出力部１４は、差圧・静圧・温度演算部１１の出力に接続され、差圧値と静圧値と温度値とを出力し、このそれぞれの値は外部に伝送される。
【０００４】
また、瞬時流量演算部１２は、差圧・静圧・温度演算部１１の出力に接続され、差圧値と静圧値と温度値とから、リアルタイムで瞬時の流量（瞬時流量）を算出する。さらにまた、瞬時流量出力部１３は、瞬時流量演算部１２の出力に接続され、瞬時流量の値を出力し、この値は外部へ伝送される。
【０００５】
さらに、瞬時流量アラーム部１７は、瞬時流量演算部１２の出力に接続され、瞬時流量の値が所定の値になったときにアラームを生成し、このアラームは外部に伝送される。さらにまた、差圧・静圧・温度アラーム部１８は、差圧・静圧・温度演算部１１の出力に接続され、差圧値の値が所定の値になったときと静圧値の値が所定の値になったときと温度値の値が所定の値になったときとにそれぞれアラームを生成し、このアラームは外部に伝送される。
【０００６】
図４は、図３の従来例の積算流量アラーム部１７の閾値を示す特性図である。横軸は時間であり、縦軸は瞬時流量演算部１２が生成した瞬時流量の積算値である。
【０００７】
同図において、特性Ｆ１は、瞬時流量Ａがほぼ一定の場合の特性であり、経過時間ｔと積算流量Ｓとは、比例の関係になり、以下の式（１）を満足する。
Ｓ＝Ａ・ｔ    （１）
【０００８】
また、特性Ｆ２は、瞬時流量Ａがほぼ一定であり、流量精度百分率±ａ〔％〕の上限＋ａであるとき、経過時間ｔと積算流量Ｓとは、比例の関係になり、傾きが増加し、以下の式（２）を満足する。
Ｓ＝Ａ・ｔ・（（１００＋ａ）／１００）    （２）
【０００９】
さらに、特性Ｆ３は、瞬時流量Ａがほぼ一定であり、流量精度百分率±ａ〔％〕の下限―ａであるとき、経過時間ｔと積算流量Ｓとは、比例の関係になり、傾きが減少し、以下の式（３）を満足する。
Ｓ＝Ａ・ｔ・（（１００―ａ）／１００）    （３）
【００１０】
そして、瞬時流量アラーム部１７は、瞬時流量Ａが上限ａよりも大きくなるとアラームを生成し、瞬時流量Ａが下限―ａよりも小さくなるとアラームを生成する。
【００１１】
また、瞬時流量Ａがほぼ一定であり、流量精度百分率±ａ〔％〕であるとき、時刻Ｔ１では、積算流量Ｓ３（＝Ａ・ｔ・（（１００―Ｔ１）／１００））から積算流量Ｓ２（＝Ａ・ｔ・（（１００＋Ｔ１）／１００））まで変動する可能性がある。
【００１２】
【特許文献１】特開２００５−１９０４６１号公報
【特許文献２】特開２００３−５７０９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、図３、４の従来例において、経過時間ｔが増加すると、積算流量Ｓ２と積算流量Ｓ３との差（Ａ・ｔ・（（１００＋２・ａ）／１００））が増加するという課題がある。具体的には、経過時間ｔが２倍に増加すると、積算流量Ｓ２と積算流量Ｓ３との差も２倍に増加する。
【００１４】
したがって、積算流量が妥当かどうかを、瞬時積算流量アラーム部１７の閾値で精度良く設定できないという課題がある。
【００１５】
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、瞬時積算流量の積算流量が適正に妥当かどうか判断可能なマルチバリアブル質量流量伝送器を提供することにある。また、本発明は、食品加工工程または高性能工業炉または石油精製システムまたはクリーンルーム開発に用いて好適なマルチバリアブル質量流量伝送器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
このような目的を達成する本発明は、次の通りである。
（１）プロセスより検出される信号からリアルタイムで差圧値と静圧値と温度値とを算出する差圧・静圧・温度演算部と、前記差圧値と前記静圧値と前記温度値とから瞬時流量を算出する瞬時流量演算部と、前記瞬時流量演算部の出力を積算し積算流量を生ずる積算カウンタと、積算カウンタの出力の値が所定の値になったときにアラームを生成する積算流量アラーム部とを備えることを特徴とするマルチバリアブル質量流量伝送器。
（２）前記積算流量アラーム部の上限の閾値（Ｓ１）と下限の閾値（Ｓ２）とが、前記瞬時流量（Ａ）と流量精度百分率（±ａ〔％〕）と前記積算流量の誤差（±Ｂ）と経過時間（ｔ）に対し、以下の式を満足する、Ｓ１＝Ａ・ｔ・（（１００＋ａ）／１００）＋Ｂ、Ｓ２＝Ａ・ｔ・（（１００−ａ）／１００）−Ｂ、ことを特徴とする請求項１記載のマルチバリアブル質量流量伝送器。
（３）食品加工工程に用いられることを特徴とする（２）記載のマルチバリアブル質量流量伝送器。
（４）高性能工業炉に用いられることを特徴とする（２）記載のマルチバリアブル質量流量伝送器。
（５）クリーンルーム開発に用いられることを特徴とする（２）記載のマルチバリアブル質量流量伝送器。
（６）前記流量精度百分率（±ａ〔％〕）と前記積算流量の誤差（±Ｂ）とが外部の通信設定ツールから設定されることを特徴とする（３）乃至（５）記載のマルチバリアブル質量流量伝送器。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば次のような効果がある。
本発明によれば、瞬時積算流量の積算流量が適正に妥当かどうか判断可能なマルチバリアブル質量流量伝送器を提供できる。また、本発明によれば、食品加工工程または高性能工業炉または石油精製システムまたはクリーンルーム開発に用いて好適なマルチバリアブル質量流量伝送器を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に図１に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は、本発明のマルチバリアブル質量流量伝送器１０の一実施例を示す構成図である。図３の従来例と同一の要素には同一符号を付し、説明を省略する。
【００１９】
積算カウンタ１５は、瞬時流量演算部１２の出力に接続され、瞬時流量演算部１２の出力を積算する。また、積算流量出力部１６は、積算カウンタ１５の出力に接続され、積算流量を出力し、この積算流量は外部に伝送される。
【００２０】
また、積算流量アラーム部１９は、積算カウンタ１５の出力に接続され、積算カウンタ１５の出力の値（積算流量）が所定の値になったときにアラームを生成し、このアラームは外部に伝送される。
【００２１】
さらに、積算流量アラーム部１９において、上限の閾値Ｓ１を以下の式（４）を満足するように定める。ただし、積算流量Ｓ、瞬時流量Ａ、経過時間ｔ、流量精度百分率±ａ〔％〕、積算流量の誤差±Ｂとする。
Ｓ１＝Ａ・ｔ・（（１００＋ａ）／１００）＋Ｂ    （４）
【００２２】
また、積算流量アラーム部１９において、下限の閾値Ｓ２を以下の式（５）を満足するように定める。
Ｓ２＝Ａ・ｔ・（（１００ーａ）／１００）−Ｂ    （５）
【００２３】
図２は、図１の実施例の積算流量アラーム部１９の閾値を示す特性図である。図４の特性図と同一の要素には同一符号を付し、説明を省略する。
【００２４】
同図において、特性Ｆ４は、瞬時流量Ａがほぼ一定であり、流量精度百分率±ａ〔％〕の上限＋ａであり、積算流量の誤差±Ｂの上限＋Ｂであるときの特性であり、上述の式（４）に関係する。
【００２５】
また、特性Ｆ５は、瞬時流量Ａがほぼ一定であり、流量精度百分率±ａ〔％〕の下限−ａであり、積算流量の誤差±Ｂの下限−Ｂであるときの特性であり、上述の式（５）に関係する。
【００２６】
そして、積算流量アラーム部１９は、積算流量Ｓが上限Ｓ１よりも大きくなるとアラームを生成し、積算流量Ｓが下限Ｓ２よりも小さくなるとアラームを生成する。
【００２７】
さらに、瞬時流量Ａがほぼ一定であり、流量精度百分率±ａ〔％〕であり、積算流量の誤差±Ｂであるとき、時刻Ｔ２では、積算流量Ｓ４から積算流量Ｓ５まで変動する可能性がある。ただし、積算流量Ｓ４と積算流量Ｓ５とは以下の式（６）、式（７）を満足する。
Ｓ４＝Ａ・Ｔ２・（（１００＋ａ）／１００）＋Ｂ    （６）
Ｓ５＝Ａ・Ｔ２・（（１００ーａ）／１００）−Ｂ    （７）
【００２８】
そして、積算流量Ｓ４と積算流量Ｓ５との差ΔＳ４５は以下の式（８）を満足する。
ΔＳ４５＝Ａ・Ｔ２・（（１００＋２・ａ）／１００）＋２・Ｂ    （８）
【００２９】
よって、経過時間ｔが変化しても差ΔＳ４５の変化は小さい。具体的には、経過時間ｔが２倍に増加しても、差ΔＳ４５は２倍とはならず、差ΔＳ４５の変動は小さい。このため、図１の実施例は、瞬時積算流量の積算流量が適正に妥当かどうか判断できる。
【００３０】
また、図１の実施例のマルチバリアブル質量流量伝送器１０は、積算流量の値がおおきい、例えば、食品加工工程または高性能工業炉または石油精製システムまたはクリーンルーム開発に用いると好適である。
【００３１】
詳しくは、積算流量の値は、初期の積算流量の誤差±Ｂと、流量誤差（Ａ・ｔ・ａ／１００）とによって決まる。このため、積算流量の値が大きくても、簡便に積算流量を目標に合わせやすい。
【００３２】
なお、図３の従来例では、流量測定対象の予想される瞬時流量の流量精度百分率±10〔％〕を超えたときにアラームを出す設定とすると、経過時間後の積算流量の値が±10〔％〕の誤差を生ずる可能性がある。
【００３３】
また、図１の実施例において、流量精度百分率±ａ〔％〕と積算流量の誤差±Ｂとを、外部の通信設定ツール（図示せず）から設定するようにしても良い。詳しくは、外部の通信設定ツールが、２線式伝送腺（図示せず）を介して、流量精度百分率±ａ〔％〕と積算流量の誤差±Ｂとをマルチバリアブル質量流量伝送器１０に設定する。そして、マルチバリアブル質量流量伝送器１０は、流量精度百分率±ａ〔％〕と積算流量の誤差±Ｂに基づいて積算流量Ｓ４と積算流量Ｓ５を設定する。
【００３４】
このようにすると、積算流量の積算流量が適正に妥当かどうか判断できると共に、簡便に積算流量のアラームが設定できる。
【００３５】
また、本発明は、上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】
【００３６】
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】図１の実施例の積算流量アラーム部１９の閾値を示す特性図である。
【図３】従来のマルチバリアブル質量流量伝送器を示す構成図である。
【図４】図３の従来例の瞬時積算流量アラーム部１７の閾値を示す特性図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  マルチバリアブル質量流量伝送器
１１  差圧・静圧・温度演算部
１２  瞬時流量演算部
１３  瞬時流量出力部
１４  差圧・静圧・温度出力部
１５  積算カウンタ
１６  積算流量出力部
１７  瞬時流量アラーム部
１８  差圧・静圧・温度アラーム部
１９  瞬時流量アラーム部
【図１】
2007218586.tif 000003
【図２】
2007218586.tif 000004
【図３】
2007218586.tif 000005
【図４】
2007218586.tif 000006