JP6556709B2 - サンプリング機器の正常機能を確認する方法 - Google Patents
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Description
a)吸気口と排気口、その吸気口と排気口との間に延在する流路と、その流路に沿って配置されてその流路に気体流を通すように構成されたポンプと、前記流路の内側に配置された第1マスフローセンサーと、そのマスフローセンサーの近傍に配置されて前記流路内の第1の圧力を測定するように構成された第1圧力センサーと、前記流路の外側に配置された第2圧力センサーであって、周囲の大気圧である第2圧力を測定するように構成された第2圧力センサーと、を具えるポンプ装置を提供するステップと;
b)前記第1圧力と前記第2圧力との圧力差を算出するステップと;
c)その圧力差とマスフロー出力シグナル値の事前較正表の値とを比較して、マスフローセンサーからの出力シグナルのエラーを前記圧力差に応じて算出するステップと;
d)その算出するエラー値が既定閾値を上回る場合に、その算出するエラー値を含むエラーシグナルを提供するステップと;
を具える方法である。
a)吸気口(2)と排気口(3)、その吸気口(2)と排気口(3)との間に延在する流路(4)、流路(4)に沿って配置されその流路(4)に気体流を入れるように構成されたポンプ、ポンプ運転速度センサー(11)、前記流路(4)の内側に配置された第1マスフローセンサー(6)、マスフローセンサー(6)の近傍に配置されて前記流路(4)の内側に第1の圧力を測定するように構成された第1圧力センサー(7)、前記流路(4)の外側に配置された第2圧力センサー(8)であり、周囲の大気圧である第2圧力を測定するように構成された第2圧力センサー(8)、を具えるポンプ装置(1)を提供するステップと;
b)第1マスフローセンサー(6)を用いて測定するマスフロー、前記第1圧力センサーと前記第2圧力センサーを用いて測定した圧力差、及び前記ポンプ運転速度センサー(11)を用いて測定したポンプ運転速度、の3つの特性のうちのいずれか1つを第1の特性として測定するステップと;
c)これら3つの特性のうち、第1の特性と異なる第2の特性を測定するステップと;
d)ステップb)及びc)で測定した特性から、ステップb)及びc)で測定していない第3の特性の近似値を算出するステップと;
e)ステップb)及びc)で測定していない第3の特性を測定するステップと;
f)第3の特性の近似値と第3の特性の測定値との差を算出するステップと;
g)この算出した差が予め決められた値を越える場合に、サンプリング機器が正常に機能していないことを表示するエラーシグナルを提供するステップと;
を具える。それゆえ、このエラーシグナルは、マスフロー、圧力差、又はポンプ運転速度を測定するセンサーの少なくとも1つが正常に機能していないことを示し、すなわち、流量(Flow)、圧力差(differential Pressure)、ポンプ運転速度(pump operatinal Speed)との間の関係(別称、FPS関係)を示す。測定時間内の事前に測定した値、例えば1秒乃至10分前の測定値から約5%を超える急な誤差値は正常に機能していないことを示す。エラーシグナルが工場設定のキャリブレーション値から10%以上の逸脱誤差のエラー値を示すが、最近の測定値から5%以下の誤差がある場合、そのエラーはポンプ装置の摩耗や裂け目が原因である可能性がある。いずれのエラータイプもポンプ装置の操作者に対して表示されることが好ましい。ポンプ運転速度を利用して流量を測定する性能によって、マスフローセンサーの結果が期待値に近いことを確認する機会が得られる。この確認は測定前のポンプを起動する時に行われることが好ましく、それによって、正常に機能していないマスフローセンサーを測定が行われる前に検出できる。上述したように、例えば気体汚染測定用のサンプリング装置を用いた測定には、気体中の汚染濃度を算出できるようにサンプラーを通る正確な流量値が必要である。正常に機能していないフローセンサーが取り付けてあるポンプを使用して行われた測定は、それゆえ役に立たない。ゆえに、時間のかかる測定を行う前に、このようなエラーを検出することが不可欠である。
a)吸気口(2)及び排気口(3)と、吸気口(2)と排気口(3)との間に延在する流路(4)と、流路(4)に沿って配置されて流路(4)に気体流を押し入れるように構成されたポンプと、ポンプ運転速度センサー(11)と、ポンプの消費電力を測定するポンプ消費電流センサー(16)と、流路(4)の中に配置された第1マスフローセンサー(6)と、マスフローセンサー(6)の近傍に配置されて前記流路(4)内に第1の圧力を測定するように構成された第1圧力センサー(7)と、前記流路(4)の外側に配置された第2圧力センサー(8)であり、周囲の大気圧である第2圧力を測定するように構成された第2圧力センサー(8)と、を具えるポンプ装置(1)を提供するステップと;
b)前記ポンプ消費電流センサー(16)を用いて測定したポンプ消費電流と、前記第1圧力センサーと前記第2圧力センサーを用いて測定した圧力差と、ポンプ運転速度センサー(11)を用いて測定したポンプ運転速度と、の3つの特性のうちのいずれか1つである第1の特性を測定するステップと;
c)3つの特性のうち、第1の特性と異なる第2の特性を測定するステップと;
d)ステップb)及びc)で測定した特性から、ステップb)及びc)で測定しなかった第3の特性の近似値を算出するステップと;
e)ステップb)及びc)で測定してなかった第3の特性を測定するステップと;
f)第3の特性の近似値と第3の特性の測定値との差を算出するステップと;
g)算出した値が規定の値を上回る場合に、サンプリング機器が正常に機能していないことを表示するエラーシグナルを提供するステップと;
を具える。
a)FPS関係に関連する方法がエラーシグナルを提供し、CPS関係に関連する前記方法もエラーシグナルを提供する場合に、圧力センサー又はポンプが故障していることを表示する第3のエラーシグナルを提供するステップと;
b)FPS関係に関連する方法がエラーシグナルを提供するが、CPS関係に関連する方法はエラーシグナルを提供しない場合、不確実な流量測定であることを表示する第4のエラーシグナルを提供するステップと;
c)FPS関係に関連する方法がエラーシグナルを提供しないが、CPS関係に関連する方法がエラーシグナルを提供する場合、ポンプに故障があることを表示する第5のエラーシグナルを提供するステップと;
を具える。
Claims (15)
- サンプリング機器の正常機能を確認する方法において、前記方法が:
a)吸気口(2)及び排気口(3)と、
前記吸気口(2)と排気口(3)との間に延在する流路(4)と、
前記流路(4)に沿って配置されて前記流路(4)に気体流を通すように構成されたポンプと、
前記流路(4)の内側に配置された第1マスフローセンサー(6)と、
前記流路(4)の内側で第1の圧力を測定するように構成された前記マスフローセンサー(6)の近傍に配置した第1圧力センサー(7)と、
前記流路(4)の外側に配置された第2圧力センサー(8)であり、周囲の大気圧である第2圧力を測定するように構成された第2圧力センサー(8)と、
を具えるポンプ装置(1)を提供するステップと;
b)前記第1圧力と前記第2圧力との間の圧力差を算出するステップと;
c)前記圧力差と出力シグナルの事前較正表の値とを比較して、前記第1マスフローセンサー(6)からの出力シグナルについてのエラー値を、前記圧力差に応じて算出するステップと;
d)算出した前記エラー値が既定の閾値を上回る場合に、前記算出したエラー値を含むエラーシグナルを提供するステップと;
を具え、
前記ポンプ装置(1)がサンプリング装置に接続されており、当該サンプリング装置を通って、前記ポンプ装置(1)を用いて前記気体流を吸引し、
前記方法が、前記算出する圧力差が既定値を上回る場合に、サンプリング装置の詰まり又は閉塞を示すエラーシグナルを提供して、前記算出する圧力差が既定値を下回る場合に、前記サンプリング装置の破損及び/又は漏れを示すエラーシグナルを提供するステップを更に含むことを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法が更に、前記算出したエラー値が前記既定の閾値を下回る場合に、前記第1マスフローセンサー(6)からの前記出力シグナルを調節するステップを具えることを特徴とする方法。
- サンプリング機器の正常機能を確認する方法において、前記方法が:
a)吸気口(2)と排気口(3)と、
前記吸気口(2)と排気口(3)との間に延在する流路(4)と、
前記流路(4)に沿って配置されて前記流路(4)に気体流を通すように構成されたポンプと、
ポンプ運転速度センサー(11)と、
前記流路(4)内側に配置された第1マスフローセンサー(6)と、
前記マスフローセンサー(6)の近傍に配置されて前記流路(4)の内側の第1の圧力を測定するように構成された第1圧力センサー(7)と、
前記流路(4)の外側に配置された第2圧力センサー(8)であり、周囲の大気圧である第2圧力を測定するように構成された第2圧力センサー(8)と、
を具えるポンプ装置(1)を提供するステップと;
b)第1マスフローセンサー(6)を用いて測定するマスフローと、
前記第1圧力センサーと前記第2圧力センサーを用いて測定する圧力差と、
前記ポンプ運転速度センサー(11)を用いて測定するポンプ運転速度と、
の3つの特性のうちのいずれか1つを第1特性として測定するステップと;
c)前記3つの特性の第2特性であって、前記第1特性と異なる第2特性を測定するステップと;
d)ステップb)及びc)で測定した特性から、ステップb)及びc)で測定しなかった第3特性の近似値を算出するステップと;
e)ステップb)及びc)で測定していない第3特性を測定するステップと;
f)前記第3特性の近似値と前記第3特性の測定値との差を算出するステップと;
g)前記算出した差が規定値を上回る場合に、前記サンプリング機器が正常に機能していないことを表示するエラーシグナルを提供するステップと;
を具えることを特徴とする方法(FPS関係)。 - サンプリング機器の正常機能を確認する方法において、前記方法が:
a)吸気口(2)と排気口(3)と、
前記吸気口(2)と排気口(3)との間に延在する流路(4)と、
前記流路(4)に沿って配置されて前記流路(4)に気体流を通すように構成されたポンプと、
ポンプ運転速度センサー(11)と、
前記ポンプの消費電流を測定するポンプ消費電流センサー(16)と、
前記流路(4)の内側に配置された第1マスフローセンサー(6)と、
前記マスフローセンサー(6)の近傍に配置されて前記流路(4)の内側の第1の圧力を測定するように構成された第1圧力センサー(7)と、
前記流路(4)の外側に配置された第2圧力センサー(8)であり、周囲の大気圧である第2圧力を測定するように構成された第2圧力センサー(8)と、
を具えるポンプ装置(1)を提供するステップと;
b)前記ポンプ消費電流センサー(16)を用いて測定するポンプ消費電流と、
前記第1圧力センサーと前記第2圧力センサーを用いて測定する圧力差と、
前記ポンプ運転速度センサー(11)を用いて測定するポンプ運転速度と、
の3つの特性のうちのいずれか1つを第1特性として測定するステップと;
c)前記3つの特性の第2特性であって、前記第1特性と異なる第2特性を測定するステップと;
d)ステップb)及びc)で測定した特性から、ステップb)及びc)で測定しなかった第3特性の近似値を算出するステップと;
e)ステップb)及びc)で測定していない第3特性を測定するステップと;
f)前記第3特性の近似値と前記第3特性の測定値との差を算出するステップと;
g)前記算出した差が規定値を上回る場合に、前記サンプリング機器が正常に機能していないことを表示するエラーシグナルを提供するステップと;
を具えることを特徴とする方法(CPS関係)。 - 請求項3及び4に記載の方法を用いてサンプリング機器の正常機能を確認する方法であって、
a)請求項3に記載の前記方法(FPS関係)がエラーシグナルを提供しており、請求項4に記載の前記方法(CPS関係)もエラーシグナルを提供している場合に、前記圧力センサー(7)又はポンプ(5)が故障していることを表示する第3のエラーシグナルを提供するステップと;
b)請求項3に記載の前記方法(FPS関係)はエラーシグナルを提供しているが、請求項4に記載の前記方法(CPS関係)はエラーシグナルを提供していない場合に、不確定な流量測定を表示する第4のエラーシグナルを提供するステップと;
c)請求項3に記載の前記方法(FPS関係)はエラーシグナルを提供していないが、請求項4に記載の前記方法(CPS関係)がエラーシグナルを提供している場合に、ポンプ(5)のエラーを表示する第5のエラーシグナルを提供するステップと;
を具えることを特徴とする方法。 - 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の方法において、前記ポンプ装置(1)が吸気口フィルタ(14)と排気口フィルタ(15)を更に具え、前記方法が、
前記算出した圧力差が既定値を下回る場合に、前記ポンプ装置(1)の吸気口フィルタ(14)又は排気口フィルタ(15)の破損を表示するエラーシグナルを提供するステップを更に具えることを特徴とする方法。 - 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の方法において、前記ポンプ装置(1)が周囲温度センサー(12)を更に具え、前記方法が更に:
周囲温度センサー(12)によって周囲温度を測定するステップと、
マスフローセンサーが提供する基準温度測定値を用いて前記流路(4)の中の温度を測定するステップと、
測定した周囲温度と測定した流路(4)の中の基準温度との間の温度差を、CPU(9)を用いて算出するステップと、
前記算出した温度差が既定閾値を上回る場合に、エラーシグナルを提供するステップと、
を具えることを特徴とする方法。 - 請求項7に記載の方法が更に、算出に用いる周囲温度値を、所定の値に手動で設定するオプションを提供するステップを具えることを特徴とする方法。
- 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の方法において、前記ポンプ装置(1)が周囲温度センサー(12)を更に具え、前記方法が、測定したマスフローと測定した周囲温度とから理想気体の法則を用いて体積流量を算出するステップを更に具えることを特徴とする方法。
- 請求項7又は8に記載の方法において、前記方法が:
前記排気口(3)又は吸気口(2)に第2マスフローセンサーを着脱可能に接続するステップと;
前記第1マスフローセンサー(6)によって第1マスフロー値を、前記第2マスフローセンサーによって第2マスフロー値を測定するステップと;
前記第1マスフロー値と第2マスフロー値との間の差の算出をするステップと;
前記算出差値を表す出力シグナルを提供するステップと;
を更に具えることを特長とする方法。 - 請求項10に記載の方法が更に、前記第1マスフローセンサーの前記出力シグナルを調節して前記算出差値を補正するステップを具えることを特徴とする方法。
- 請求項10又は11に記載の方法において、前記ポンプ装置が記憶媒体(10)を更に具え、前記周囲温度、第1マスフロー値、第2マスフロー値、第1圧力、第2圧力、基準温度、及び、算出したエラーの少なくとも1つの値が、前記記憶媒体(10)にその時間と値を書き込むことによって記録されることを特徴とする方法。
- 請求項1乃至12のいずれか一項に記載の方法において、制御装置に1つ又は複数のポンプ装置(1)が連通して接続されていることを特徴とする方法。
- 請求項1乃至13のいずれか一項に記載の方法において、1つ又は複数のポンプ装置(1)が、互いに連通して接続されていることを特徴とする方法。
- 請求項1乃至14のいずれか一項に記載の方法において、前記ポンプ装置が:
CPU(9)(中央演算処理装置)と、
記憶媒体(10)とを更に具え、
前記記憶媒体(10)に全ての方法ステップがコンピュータープログラム内の命令として保存されており、当該コンピュータープログラムが前記CPU(9)で実行され、
全ての算出ステップが前記CPU(9)を用いて実行されることを特徴とする方法。
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