JP2009265988A - 流量自己診断機能を備えた圧力式流量制御装置の圧力制御弁用駆動回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】予め測定して記憶した初期圧力降下特性データと,前記初期圧力降下特性の測定と同じ条件下で測定した流量診断時の圧力降下特性データとを対比し、両特性データの差異から流量制御の異常を検出するようにした流量自己診断機能を備えた圧力制御装置の圧力制御弁用ピエゾ素子駆動回路に於いて、ピエゾ素子への駆動用電圧の供給回路と並列に、圧力式流量制御装置の中央処理装置からの降圧指令信号によりピエゾ駆動素子に印加したピエゾ駆動電圧を降圧指令回路を通して緩慢に放電下降させる第1放電回路と、前記中央処理装置からの高速降圧指令信号により前記ピエゾ駆動素子に印加したピエゾ駆動電圧を高速降圧指令回路を通して急速に放電下降させる第2放電回路とを設ける。
【選択図】図1
Description
次に、ピエゾ素子駆動型圧力制御弁1を急全閉にすると共に、圧力検出器P1の検出圧力と時間のデータを所定時間毎に計測し、これをメモリー装置Mに記憶する(初期値データの記憶)。
次に、ピエゾ素子駆動型圧力制御弁1を急全閉にし、この時の配管路3内の検出圧力−時間のデータを所定時間毎に計測すると共に、演算処理装置CPUに於いて、予めメモリー装置Mに記憶されている初期値データと比較し、両者間の差異が設定値よりも大きい場合には、診断結果が異常としてアラームを発信する。尚、図5に於いて、Eは電源電圧である。
一般に、ノーマルクローズ型のピエゾ素子駆動型圧力制御弁1にあっては、供給圧力が低い場合には、供給圧力が高い場合に比較してピエゾ素子電圧が高くなり、圧力制御弁の閉止時間が遅れ易くなる(特開2005−149075号)。その結果、供給圧力が低くなると、ピエゾ素子駆動電圧が上昇して圧力制御弁の閉止時間遅れが大きくなり、図7のように診断結果(%)がプラス側に変動することとなる。
具体的には、昇圧指令信号によって電界トランジスタFET2がONにされると、インダクタLに電圧が誘起され、その後電界トランジスタFET2がOFFになると、インダクタL内の誘導電圧が駆動電圧に重畳され、この誘導電圧が重畳された電圧がピエゾ素子駆動電圧としてピエゾ素子(コンデンサ)に印加(充電)される。また、昇圧を継続する場合には、前記昇圧用電界トランジスタFET2のON−OFFが繰り返される。
また、当該ピエゾ素子への充電によりピエゾ素子の全長が伸長し、圧力制御弁が開弁されることになる。
しかし、この時に測定された圧力降下特性は、供給ガス圧力やピエゾ駆動電圧の大きさが変化すると特性曲線の形態が変ったり、或いは全く同一条件下の測定であっても、圧力降下特性曲線が変動したりすることがあり、使用開始前(初期時)と診断時の圧力降下特性曲線の対比を基礎とする流量制御の自己診断に於いては、高精度な診断を迅速に行うことが出来ないという問題がある。
また、端子11へは圧力式流量制御装置の演算処理装置CPU10から入力電圧が、端子12へは昇圧指令信号が、端子13へは降圧指令信号が夫々入力され、更に、流量自己診断(流量異常診断時)には、端子14へ高速降圧指令信号が入力される。
また、図4(B)は上記図4(A)の部分拡大図であり、高速降圧指令回路8を設けた本発明に係るピエゾ素子駆動回路5に於いては、バルブ閉止速度が極めて高速となることが判る。
更に、上記実施形態に於いては、スイッチング素子として電界トランジスタを使用しているが、電界トランジスタ以外のスイッチング素子であってもよいことは勿論である。制御弁の駆動部についても同様であり、ピエゾ素子駆動部以外の駆動部例えばソレノイド駆動部であってもよく、また、ピエゾ素子の種類や構造も如何なるものであっても良い。
1aはピエゾ素子駆動部
2はオリフィス
3は配管路
4はピエゾ素子
5はピエゾ素子駆動回路
6は昇圧指令回路
7は降圧指令回路
8は高速降圧指令回路
9はピエゾ電圧信号フィードバック回路
10はCPU(演算処理装置)
11〜16は入力端子
17〜18はピエゾ素子への出力端子
FCSは圧力式流量制御装置
Eは電源
Mはメモリー装置
Qcは演算流量
Qs設定流量
ΔQはQs−Qc
Sは制御信号
P1は圧力検出器
T1は温度検出器
Claims (6)
- 予め測定して記憶した初期圧力降下特性データと,前記初期圧力降下特性の測定と同じ条件下で測定した流量診断時の圧力降下特性データとを対比し、両特性データの差異から流量制御の異常を検出するようにした流量自己診断機能を備えた圧力制御装置の圧力制御弁用駆動回路に於いて、制御弁の駆動回路と並列に、制御弁を高速閉止させるための閉止回路を設けたことを特徴とする流量自己診断機能を備えた圧力式流量制御装置の圧力制御弁用駆動回路。
- 圧力制御弁用駆動回路を、ピエゾ素子駆動型圧力制御弁を作動させる圧力制御弁用ピエゾ素子駆動回路とすると共に、制御弁を高速閉止させるための閉止回路を、前記中央処理装置からの高速降圧指令信号により前記ピエゾ素子に印加したピエゾ素子駆動電圧を高速降圧指令回路を通して急速に放電下降させる第2放電回路とした請求項1に記載の流量自己診断機能を備えた圧力式流量制御装置の圧力制御弁用駆動回路。
- 第2放電回路を、低抵抗と、高速降圧指令信号の入力により導通する高速降圧指令回路を構成するスイッチング素子との直列回路により形成するようにした請求項2に記載の流量自己診断機能を備えた圧力式流量制御装置の圧力制御弁用素子駆動回路。
- 第2放電回路と並列に、圧力式流量制御装置の中央処理装置からの降圧指令信号によりピエゾ素子に印加したピエゾ素子駆動電圧を降圧指令回路を通して放電下降させる第1放電回路を設けるようにした請求項2又は請求項3に記載の流量自己診断機能を備えた圧力式流量制御装置の圧力制御弁用駆動回路。
- 第1放電回路を、高抵抗と、降圧指令信号の入力により導通する降圧指令回路を構成するスイッチング素子との直列回路により形成するようにした請求項4に記載の流量自己診断機能を備えた圧力式流量制御装置の圧力制御弁用素子駆動回路。
- 第2放電回路の時定数を0.3msec以下とするようにした請求項2、請求項3又は請求項4に記載の流量自己診断機能を備えた圧力式流量制御装置の圧力制御弁用素子駆動回路。
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