(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセスからの高圧力及び低圧力の被測定流体を導入する高圧側及び低圧側フランジ部と、前記被測定流体の圧力を検出するセンサ部と、前記高圧側及び低圧側フランジ部を外気温度よりも高く保温する保温構造とを備えた圧力検出ユニットと、前記圧力を電気信号に変換するアンプユニットとが一体に形成された差圧伝送器であって、
前記圧力検出ユニットは、熱伝導率が悪い部材で形成され、筐体内部の温度を測定する第１の温度センサを備え、
前記アンプユニットは、熱伝導率が良い部材で形成され、筐体内部の温度を測定する第２の温度センサと、前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサで測定した温度に基づいて前記保温構造の故障を予知・診断する温度推定回路部とを備えた
ことを特徴とする差圧伝送器。
【請求項２】
前記圧力検出ユニットはステンレスで形成され、
前記アンプユニットはアルミニウムで形成された
ことを特徴とする請求項１に記載の差圧伝送器。
【請求項３】
前記温度推定回路部は、凝固温度データを設定する凝固温度設定部と、前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサからの測定温度信号を受信すると共に、前記高圧側及び低圧側フランジ部の温度を推定する演算を行なう演算回路部と、前記凝固温度データを記憶する記憶回路部と、前記凝固温度データと前記演算回路部で推定した温度とに基づき警報信号等を発生させて報知する出力回路部とを備え、
前記演算回路部は、前記第１の温度センサの温度と前記第２の温度センサの温度との差に基づく演算を行う
ことを特徴とする請求項２に記載の差圧伝送器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、差圧伝送器及び差圧伝送器の温度推定方法に関し、特に差圧伝送器が不慮の状態になったときでも実際の温度を推定し、その推定した温度により診断する診断機能を備えた差圧伝送器及び差圧伝送器の温度推定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術における差圧伝送器は、図３に示すように、プロセスからの被測定流体の高圧及び低圧の圧力差を電気信号に変換する圧力検出ユニット１１と、この圧力検出ユニット１１で生成された信号を増幅して検出信号を生成する増幅部１２を備えたアンプユニット１３とからなる。
【０００３】
圧力検出ユニット１１は、プロセスからの被測定流体の高圧の圧力を導入する導圧配管部１４を有する高圧側フランジ部１５と、プロセスからの被測定流体の低圧の圧力を導入する導圧配管部１６を有する低圧側フランジ部１７と、この高圧側フランジ部１５及び低圧側フランジ部１７からの高低圧をダイアフラムで検出するセンサ部１８とからなり、高圧側及び低圧側フランジ部１５、１７はナット１９とボルト２０で係止された構造となっている。
【０００４】
このような構造からなる差圧伝送器は、オリフィスと組み合わせて流量を測定したり、プロセスの被測定流体の圧力を測定したりするのに用いられる。
【０００５】
又、凝固点の低い流体、例えば、エチレン等を測定する場合で寒冷地又は冬の低温になる期間で周囲温度が凝固点以下になる場合には、図において破線で囲んだ圧力検出ユニット１１の高圧側及び低圧側フランジ部１５、１７及び導圧配管部１４、１６に高温スチームを流して保温する。
保温は、一般的に保温部分をチューブで巻き、その周囲を石膏、ガラスウール等の断熱材で巻いて行う。又、専用の保温用スチームトレースユニットを使用する場合もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術で説明した従来構造において、凝固点の低い測定流体を測定する場合、差圧伝送器の高圧側及び低圧側フランジ部の内部及び導圧配管部の内部で流体が凝固しないようにスチーム等により保温することによって凝固によるトラブルを防いでいるが、以下のような場合に保温温度が不足して凝固してしまうことがある。
▲１▼  周囲温度が予想以上に低下した場合
▲２▼  スチーム温度（圧力）が不足した場合、例えば、スチーム供給系統の故障の場合
【０００７】
このような問題が生じるのは、差圧伝送器の診断機能は自己の電気回路及びセンサの故障に関する診断が主体となっており、被測定流体を導入する高圧側及び低圧側フランジ部及び導圧配管部が実際に凝固してしまうことを診断する機能を持っていないことに起因する。
又、実際に差圧伝送器内部に一つの温度センサを備えた構造にして凝固を検出する構成にして、高圧側及び低圧側フランジ部の温度を測定する診断機能も存在するが、温度を測定する温度センサの位置と高圧側及び低圧側フランジ部或いは導圧配管部が離れた位置関係にあると、温度センサで測定した温度と実際のフランジ部或いは導圧配管部の温度に、温度差が発生し、正確に且つ確度の高い診断が出来ないという基本的な問題がある。
【０００８】
従って、差圧伝送器に導入する被測定流体が凝固させないように保温する保温構造を備えた差圧伝送器において、保温構造の故障を予知・診断することによって、周囲温度が予想以上に低下した場合或いは保温構造のスチーム温度（圧力）が不足した場合、例えば、スチーム供給系統の故障の場合であっても、正確に保温状態を予測することができる診断機能を備え、結果としてメンテナンスコストを抑制することに解決しなければならない課題を有する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る差圧伝送器は、次に示す構成にすることである。
（Ａ）プロセスからの高圧力及び低圧力の被測定流体を導入する高圧側及び低圧側フランジ部と、前記被測定流体の圧力を検出するセンサ部と、前記高圧側及び低圧側フランジ部を外気温度よりも高く保温する保温構造とを備えた圧力検出ユニットと、前記圧力を電気信号に変換するアンプユニットとが一体に形成された差圧伝送器であって、前記圧力検出ユニットは、熱伝導率が悪い部材で形成され、筐体内部の温度を測定する第１の温度センサを備え、前記アンプユニットは、熱伝導率が良い部材で形成され、筐体内部の温度を測定する第２の温度センサと、前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサで測定した温度に基づいて前記保温構造の故障を予知・診断する温度推定回路部とを備えたことを特徴とする差圧伝送器。
（Ｂ）前記圧力検出ユニットはステンレスで形成され、前記アンプユニットはアルミニウムで形成されたことを特徴とする（Ａ）に記載の差圧伝送器。
（Ｃ）前記温度推定回路部は、凝固温度データを設定する凝固温度設定部と、前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサからの測定温度信号を受信すると共に、前記高圧側及び低圧側フランジ部の温度を推定する演算を行なう演算回路部と、前記凝固温度データを記憶する記憶回路部と、前記凝固温度データと前記演算回路部で推定した温度とに基づき警報信号等を発生させて報知する出力回路部とを備え、前記演算回路部は、前記第１の温度センサの温度と前記第２の温度センサの温度との差に基づく演算を行うことを特徴とする（Ｂ）に記載の差圧伝送器。
【００１０】
（１）プロセスからの被測定流体の圧力を検出する差圧伝送器において、
上記差圧伝送器には、単一或いは複数の温度センサと演算回路部と記憶回路部とを備え、
上記演算回路部は、上記温度センサの信号から被測定流体を導入するフランジ部或いは導圧配管部の温度を推定し、該推定した温度が予め設定されている温度に近づくと報知信号を出力する機能を備えたことを特徴とする差圧伝送器。
【００１１】
このように、差圧伝送器内部に温度センサを組み込み、この温度センサで測定した温度信号から、フランジ部或いは導圧配管部の温度を推定するようにし、この推定した温度が予め設定されている所定の温度になったときには、報知するようにしたことにより、フランジ部或いは導圧配管部を流れる被測定流体が凝固することを未然に知ることができる。
【００１２】
（２）プロセスからの高圧力及び低圧力の被測定流体を導入する導圧配管部を備えた高圧側及び低圧側フランジ部と、該高圧側及び低圧側フランジ部に導入された上記被測定流体の圧力を検出するセンサ部と、筐体内部の温度を測定する第１の温度センサと、上記高圧側及び低圧側フランジ部或いは上記導圧配管部を保温する保温手段とを備えてなる圧力検出ユニットと、
上記センサ部で検出した高圧及び低圧の被測定流体の圧力を電気信号に変換する増幅部と、筐体内部の温度を測定する第２の温度センサとを備えてなるアンプユニットと、
を備えた差圧伝送器であって、
上記圧力検出ユニット或いは前記アンプユニットには、前記第１及び第２の温度センサで測定した温度から上記高圧側及び低圧側フランジ部或いは上記導圧配管部の温度を推定する温度推定手段を備えたことを特徴とする差圧伝送器。
（３）上記温度推定手段には、推定した温度が予め設定されている温度或いはその近傍値になったときに報知する報知手段を備えたことを特徴とする（２）に記載の差圧伝送器。
（４）上記圧力検出ユニットを形成する部材は熱伝導の悪いステンレスであり、上記アンプユニットを形成する部材は熱伝導の良いアルミニウムである（２）に記載の差圧伝送器。
【００１３】
（５）筐体内部に被測定流体を導圧配管部を介して導入し、該導入した被測定流体の圧力を検出すると共にフランジ部或いは導圧配管部を保温する保温手段を備えた圧力検出ユニットに第１の温度センサを配置し、
筐体内部に前記圧力検出ユニットで検出した圧力信号を増幅する増幅手段を有するアンプユニットに第２の温度センサを配置し、
上記第１の温度センサで上記被測定流体の温度に近い温度を測定し、
上記第２の温度センサで外気温度に近い温度を測定し、
外気温度が上記保温手段により保温しているフランジ部或いは導圧配管部の温度よりも低い場合に、
外気温度、第２の温度センサで測定した温度、第１の温度センサで測定した温度、フランジ部の保温温度或いは導圧配管部の保温温度の順に高いことを前提として、
前記第１及び第２の温度センサで測定した温度に基づいて上記圧力検出ユニットの被測定流体が流れるフランジ部或いは導圧配管部の温度を推定するようにしたことを特徴とする差圧伝送器の温度推定方法。
（６）前記圧力検出ユニットを形成する部材は熱伝導の悪いステンレスであり、前記アンプユニットを形成する部材は熱伝導の良いアルミニウムである（５）に記載の差圧伝送器の温度推定方法。
【００１４】
このように、材質の異なるユニットの内部に配設した第１及び第２の温度センサにより、検出した信号に基づいて、被測定流体を導入するフランジ部或いは導圧配管部の温度を推定するようにしたことにより、例えば寒冷地で使用している差圧伝送器の場合に、凝固しないように保温する保温手段が故障等してフランジ部或いは導圧配管部を予測しない低温になるとき、或いは外気が予測しなかった低温になってしまった場合でも、その不慮の温度に対応して報知等の対応をとることが可能になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る差圧伝送器及び差圧伝送器の温度推定方法の実施形態について、図面を参照して説明する。尚、従来技術と同じものには同一符号を付与して説明する。
【００１６】
本願発明の差圧伝送器は、図１に示すように、プロセスからの被測定流体の高圧側の圧力及び低圧側の圧力の圧力差を電気信号に変換する圧力検出ユニット１１と、この圧力検出ユニット１１で生成された信号を増幅する電気回路からなる増幅部１２を備えたアンプユニット１３とからなる。
【００１７】
圧力検出ユニット１１は、ステンレス等の熱伝導率が悪い部材で形成され、プロセスからの被測定流体の高圧の圧力を導入する高圧側の導圧配管部１４を有する高圧側フランジ部１５と、プロセスからの被測定流体の低圧の圧力を導入する低圧側の導圧配管部１６を有する低圧側フランジ部１７と、この高圧側フランジ部１５及び低圧側フランジ部１７からの高低圧をダイアフラムで検出するセンサ部１８と、内部にユニット自体の温度を測定する第１の温度センサ２１とを備えており、高圧側及び低圧側フランジ部１５、１７はナット１９とボルト２０で係止された構造となっている。
第１の温度センサ２１は、熱伝導率の悪いステンレスで形成されたボディ内にあるため外気温度よりフランジ内の被測定流体の温度に近い温度を測定することができる。
【００１８】
この圧力検出ユニット１１は、図示の破線で示す保温範囲において、凝固点の低い流体、例えば、エチレン等を測定する場合で寒冷地又は冬の低温になる期間で周囲温度が凝固点以下になる場合には、高圧側及び低圧側フランジ部１５、１７及び導圧配管部１４、１６に高温スチームを流して保温する構造となっている。保温する構造は、一般的に保温部分をチューブで巻き、その周囲を石膏、ガラスウール等の断熱材で巻いて行う。又、専用の保温用スチームトレースユニットを使用する場合もある。
【００１９】
アンプユニット１３は、アルミニウム等の熱伝導率が良い部材で形成され、その内部に、圧力検出ユニット１１で検出した圧力差の電気信号を増幅する増幅部１２と、アンプユニット１３の筐体内の温度を測定する第２の温度センサ２２と、圧力検出ユニット１１に組み込んである第１の温度センサ２１及びこの第２の温度センサ２２で測定した温度データに基づいて高圧側及び低圧側フランジ部１５、１７或いは高圧側及び低圧側の導圧配管部１４、１６の温度を推定する温度推定回路部２３とを備えた構成になっている。
この第１の温度センサ２１は、熱伝導率の良いアルミニウムで形成されたハウジング内にあるので外気温度に近い温度を測定することができる。
【００２０】
温度推定回路部２３は、図２に示すように、凝固温度を設定する凝固温度設定部２４と、第１の温度センサ２１及び第２の温度センサ２２からの測定温度信号を受信すると共に、高圧側及び低圧側フランジ部１５、１７或いは導圧配管部１４、１６の温度を推定する演算を行なう演算回路部２５と、凝固温度設定部２４で設定した凝固温度データを記憶する記憶回路部２６と、記憶回路部２６に記憶されている凝固温度データに演算回路部２５で推定した温度が接近或いは近傍値、或いはそれ以上の値になったときに警報信号等を発生させて報知する出力回路部２７とからなる。
【００２１】
このように、圧力検出ユニット１１とアンプユニット１３とのそれぞれに第１及び第２の温度センサ２１、２２を有し、それぞれの出力信号はアンプユニット１３の温度推定回路部２３に入力される。
【００２２】
このような構成において、外気温度がフランジ部１５、１７の保温温度より低い場合には、次に示す関係になる。
【００２３】
Ｔ１≦Ｔ２＜Ｔ３≦Ｔ４………式（１）
Ｔ１；外気温度
Ｔ２；第２の温度センサの温度
Ｔ３；第１の温度センサの温度
Ｔ４；フランジ部保温温度又は導圧配管部の保温温度
【００２４】
第１の温度センサ２１と第２の温度センサ２２とフランジ部１５、１７の距離とユニット１１、１３を構成する筐体の伝熱部材は決まっているので、上記式（１）の温度勾配は概略決まり第２の温度センサ２２又は２つの第１及び第２の温度センサ２１、２２の出力からフランジ部１５，１７或いは導圧配管部１４、１６の温度を推定することができる。
例えば、推定するために、下記の式（２）の関係が成り立ち、温度を推定することが可能である。
【００２５】
Ｔ４＝ｆ（（Ｔ３−Ｔ２）／（第１の温度センサと第２の温度センサの距離））……式（２）
【００２６】
この式（２）で推定されたフランジ部１５、１７或いは導圧配管部１４、１６の温度が予め記憶回路部２６に入力された測定流体の凝固温度に近づくほど低下した場合、出力回路部２７は警報信号を出力する。
【００２７】
【発明の効果】
上記説明したように、本発明に係る差圧伝送器は、内部に組み込んだ温度センサからの信号に基づいて凝固温度を推定するようにしたことにより、差圧伝送器の凝固を防止する保温構造が故障等して不慮の温度低下になっても、温度低下したことを推定して報知できるため、凝固する前に異常状態を検出或いは診断して、未然に被測定流体の凝固を防止する策を施すことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る差圧伝送器を概略的に示した説明図である。
【図２】同温度推定回路部のブロック図である。
【図３】従来技術における差圧伝送器を概略的に示した説明図である。
【符号の説明】
１１      圧力検出ユニット
１２      増幅器
１３      アンプユニット
１４      導圧配管部
１５      高圧側フランジ部
１６      導圧配管部
１７      低圧側フランジ部
１８      センサ部
１９      ナット
２０      ボルト
２１      第１の温度センサ
２２      第２の温度センサ
２３      温度推定回路部
２４      凝固温度設定部
２５      演算回路部
２６      記憶回路部
２７      出力回路部
【図１】
0003758185.tif 000002
【図２】
0003758185.tif 000003
【図３】
0003758185.tif 000004