JP4590963B2 - 多チャネル式測定装置およびその電源供給方法 - Google Patents

Description

本発明は、それぞれに検出器が接続された複数のチャネルユニットを有し、複数点の測定出力に対して平均値演算などの演算処理を行う多チャネル式測定装置およびその電源供給方法に関するものである。
更に詳しくは、装置全体の電源を遮断することなく、個別のチャネルユニットおよび検出器の保守を行うことのできる多チャネル式測定装置およびその電源供給方法に関するものである。

電力や鉄鋼のプラントで使用される大型ボイラーなどの燃焼管理・制御システムにおいては、環境保全や省エネルギーの観点から、炉内酸素濃度を監視して、燃焼状態を最適に管理・制御する必要がある。
例えば、燃料を燃やす時、酸素濃度が低いと不完全燃焼によって煙が多く発生し、環境悪化を招いてしまう。逆に、酸素過多の状態では、燃料を多く消費するうえ、空気中の窒素と結びついて、大気汚染物質のＮＯｘが生じてしまう。

本発明の多チャネル式測定装置は、上記のような用途に使用される酸素濃度計などに応用して、好適なものである。
酸素濃度計においては、炉内における複数点の酸素濃度を測定するとともに、その平均値などを算出して、燃焼制御装置などにフィードバックする。燃焼制御装置では炉内の平均酸素濃度が最適値となるように、空燃比などの制御が行われる。

図５は、従来の多チャネル式測定装置の一例を示す構成図である。図において、１は電源ユニット、２１〜２８はそれぞれに測定動作を行うチャネルユニット、３１〜３８はチャネルユニット２１〜２８に対応して設けられた検出器（センサ）、４はチャネルユニット２１〜２８より得られる測定出力を受け、平均値などの演算処理を行うコントロールユニット、４１は測定値などを表示する表示器である。図に示す装置は、８つの測定点を有する多チャネル式測定装置を例示している。

図に示すように、チャネルユニット２１と検出器３１とは一組の独立した測定装置（測定ユニット）を構成しており、残りのチャネルユニット２２〜２８と検出器３２〜３８も同様の測定装置（測定ユニット）を構成し、全部で８つの測定装置（測定ユニット）が併設されている。
また、図に示すように、チャネルユニット２１〜２８およびコントロールユニット４には、電源ユニット１から電源が供給されており、その断続はメインスイッチＳ０により行われている。

チャネルユニット２１〜２８から得られた測定出力はコントロールユニット４に入力され、８点の平均値などが演算される。また、この演算出力は制御装置などにフィードバックされる。コントロールユニット４の出力としては、平均値の他に、警報動作に利用する接点出力などがある。
表示器４１は各測定点における測定値や演算処理により求められた平均値などを表示する。

特開平１１−０３０５８１号公報

しかしながら、上記のような従来装置においては、チャネルユニット２１〜２８を修理したり、検出器３１〜３８の交換や保守を行うためには、装置全体の電源を遮断しなければならない。
このため、１つの検出器の保守のみを行うような場合においても、保守の対象とならない他のチャネルに対しても電源を落とさなければならず、この間は測定が行われなくなってしまう。
特に、ジルコニア式酸素濃度計のように、検出器（ジルコニア式センサ）のウォーミングアップに長い時間を要する測定装置においては、一旦電源を落としてしまうと、再度測定を開始するまでに長い時間がかかり、装置の稼働率が著しく低下してしまう。

本発明は、上記のような従来装置の欠点をなくし、全体の電源を遮断することなく、個別のチャネルユニットおよび検出器の保守を行うことのできる多チャネル式測定装置およびその電源供給方法を実現することを目的としたものである。

上記のような目的を達成するために、本発明の請求項１では、それぞれに検出器を有しその検出出力を利用して測定動作を行う複数のチャネルユニットと、これら複数のチャネルユニットに電源を供給する電源ユニットとを有する多チャネル式測定装置において、前記複数のチャネルユニット毎に設けられ各チャネルユニットに供給する電源を断続する複数のサブスイッチと、前記複数のチャネルユニットから得られる測定出力を演算処理して出力するとともに前記複数のサブスイッチの断続を制御するコントロールユニットとを具備することを特徴とする。

請求項２では、請求項１の多チャネル式測定装置において、前記コントロールユニットは、タッチパネル式の表示器を有し、このタッチパネルの操作により前記複数のサブスイッチの断続を制御することを特徴とする。

請求項３では、請求項１または２の多チャネル式測定装置において、前記コントロールユニットは、電源を遮断したチャネルユニットの測定出力を除いて演算処理を行うことを特徴とする。

請求項４では、それぞれに検出器を有しその検出出力を利用して測定動作を行う複数の
チャネルユニットと、これら複数のチャネルユニットに電源を供給する電源ユニットとを
有する多チャネル式測定装置の電源供給方法において、前記複数のチャネルユニット毎に
供給する電源を断続するサブスイッチを設けるとともに、前記複数のチャネルユニットか
ら得られる測定出力を演算処理して出力するコントロールユニットにより前記複数のサブ
スイッチの断続を制御することを特徴とする。

請求項５では、請求項４の多チャネル式測定装置の電源供給方法において、前記コント
ロールユニットは、タッチパネル式の表示器を有し、このタッチパネルの操作により前記
複数のサブスイッチの断続を制御することを特徴とする。

請求項６では、請求項４または５の多チャネル式測定装置の電源供給方法において、前
記コントロールユニットは、電源を遮断したチャネルユニットの測定出力を除いて演算処
理を行うことを特徴とする。

このように、複数のチャネルユニット毎に供給する電源を断続するサブスイッチを設けるとともに、複数のチャネルユニットから得られる測定出力を演算処理して出力するコントロールユニットにより前記複数のサブスイッチの断続を制御するようにすると、全体の電源を遮断することなく、個別のチャネルユニットおよび検出器の保守を行うことのできる多チャネル式測定装置およびその電源供給方法を実現することができる。
したがって、保守の対象とならないチャネルユニットは引き続き測定動作を継続することができ、チャネルユニットや検出器の保守作業が装置全体としての稼働率を低下させてしまうことがない。
また、複数のサブスイッチの断続と連携させ、電源を遮断したチャネルユニットの測定出力を除いて演算処理を行うようにすると、保守作業により０や不定となった測定出力を無視することができ、平均値などを演算した場合にも、演算結果に誤差を生じてしまうことがない。

以下、図面を用いて、本発明の多チャネル式測定装置およびその電源供給方法を説明する。

図１は、本発明の多チャネル式測定装置およびその電源供給方法の一実施例を示す構成図である。図において、前記図５と同様のものは同一符号を付して示す。Ｓ１〜Ｓ８はチャネルユニット２１〜２８毎に設けられ、各チャネルユニット２１〜２８に供給する電源を断続するサブスイッチで、その断続はコントロールユニット４により制御される。また、５はタッチパネルのような入力手段を有する表示器であり、測定値などの表示の他、測定装置における各種設定情報の入力や各チャネルユニット２１〜２８に対する電源供給の制御に使用される。

装置の動作開始に際して、メインスイッチＳ０が投入されると、コントロールユニット４はサブスイッチＳ１〜Ｓ８をオンとして、チャネルユニット２１〜２８に電源を供給する。なお、コントロールユニット４において、通常、サブスイッチＳ１〜Ｓ８のデフォルトの設定はオンである。

この結果、各チャネルユニット２１〜２８は測定動作を開始して、その測定出力がコントロールユニット４に入力される。コントロールユニット４では、各測定出力を基に、平均値などの演算処理を行う。
また、コントロールユニット４における演算処理の例としては、平均値演算の他に、最大の測定点の抽出、トレンドグラフの表示、警報出力の発生などがある。

次に、チャネルユニット２１〜２８や検出器３１〜３８の保守作業に伴う電源制御動作について説明する。
図２は、表示器５における表示画面の一例を示す図である。図は、本発明の多チャネル式測定装置を酸素濃度計に応用した場合を例示したもので、画面には各測定点（ＣＨ１〜ＣＨ８）における酸素濃度の測定値が表示されている。図において、Ｍ１〜Ｍ５は表示画面中に設けられた操作キー（ソフトウエアキー）である。

ここで、チャネルユニット２１〜２８や検出器３１〜３８の保守作業を実施する場合には、画面上の保守キー（Ｍ３）を押し、操作メニュー（図示せず）から電源制御モードを選択する。

図３は、電源制御モードにおける画面表示を表す図であり、図３（ａ）に示されるように、各チャネルユニット２１〜２８（ＣＨ１〜ＣＨ８）における電源状態は“Ｅｎａｂｌｅ”（有効）となっている。

保守すべきチャネルユニットを２１（ＣＨ１）とすれば、選択キー（Ｍ２、Ｍ３）を操作して、ＣＨ１を選択し（図示の状態）、確定キー（Ｍ４）を押す。
これに応じて、画面には“Ｅｎａｂｌｅ”（有効）、“Ｄｉｓａｂｌｅ”（無効）の選択が表示されるので（図３（ｂ））、選択を“Ｄｉｓａｂｌｅ”（無効）に切り換え、確定キー（Ｍ４）を押す。

この結果、図３（ｃ）に示されるように、チャネルユニット２１（ＣＨ１）の電源状態の設定は“Ｄｉｓａｂｌｅ”（無効）となる。
このとき、コントロールユニット４はサブスイッチＳ１をオフとして、チャネルユニット２１（ＣＨ１）に対する電源の供給を遮断する。

したがって、チャネルユニット２１（ＣＨ１）の電源のみが遮断され、他のチャネルユニット２２〜２８（ＣＨ２〜ＣＨ８）は測定動作を続けたまま、チャネルユニット２１（ＣＨ１）に対する保守作業を行うことが可能となる。

このとき、測定値の表示状態は、図４に示すように変化し、チャネルユニット２１（ＣＨ１）が停止中であることが表示される。
図４の表示画面への移行は、図３（ｃ）の状態から、戻るキー（Ｍ５）を押すことにより実現される。

また、この状態において、コントロールユニット４は、チャネルユニット２２〜２８（ＣＨ２〜ＣＨ８）の測定出力のみを使用して、平均値の演算を実施する。
したがって、チャネルユニット２１（ＣＨ１）の保守作業のために、その測定出力が０または不定の状態となった場合にも、これが平均値演算に影響を与えてしまうことがなく、保守の対象とならないチャネルユニット２２〜２８（ＣＨ２〜ＣＨ８）を利用して、引き続き測定動作（平均値の演算）を継続することができる。

チャネルユニット２１（ＣＨ１）に対する保守作業が終了し、チャネルユニット２１（ＣＨ１）の測定動作を再開する場合には、前記図３に示した手順に従い、チャネルユニット２１（ＣＨ１）の電源状態の設定を“Ｅｎａｂｌｅ”（有効）に切り換える。

この変更を受け、コントロールユニット４はサブスイッチＳ１をオンとして、チャネルユニット２１（ＣＨ１）に対する電源の供給を再開する。
なお、チャネルユニット２１（ＣＨ１）においては電源供給とともに測定動作を再開するが、ジルコニア式酸素濃度計のように、検出器（ジルコニア式センサ）のウォームアップ（加熱）が必要な場合には、ウォームアップが終了するまで測定動作の開始をホールドする。

コントロールユニット４は、チャネルユニット２１（ＣＨ１）の測定動作再開を待って、その測定値を表示器５に表示するとともに、平均値の演算を全チャネルユニット２１〜２８（ＣＨ１〜ＣＨ８）の測定出力を対象としたものに変更する。

なお、上記の説明においては、コントロールユニット４に電源管理の情報等を入力する手段としてタッチパネル（表示器５）を使用した場合を例示したが、入力手段はこれに限られるものではなく、マウス等のポインティングデバイスを使用することもできる。

また、表示器５における画面展開は、図示のものに限らず、任意の構成を採用することができるものである。
さらに、接続するチャネルユニット２１〜２８の数を８点とした場合を例示したが、測定点の数はこれに限られるものではない。

図１は本発明の多チャネル式測定装置およびその電源供給方法の一実施例を示す構成図。 図２は表示器５における表示画面の一例を示す図。 図３は電源制御モードにおける画面表示を表す図。 図４は表示器５における表示画面の一例を示す図。 図５は従来の多チャネル式測定装置の一例を示す構成図。

符号の説明

１ 電源ユニット
２１〜２８ チャネルユニット
３１〜３８ 検出器
４ コントロールユニット
４１ 表示器
５ 表示器（タッチパネル）
Ｓ０ メインスイッチ
Ｓ１〜Ｓ８ サブスイッチ
Ｍ１〜Ｍ５ 操作キー（ソフトウエアキー）

Claims (6)

1. それぞれに検出器を有しその検出出力を利用して測定動作を行う複数のチャネルユニッ
   トと、これら複数のチャネルユニットに電源を供給する電源ユニットとを有する多チャネ
   ル式測定装置において、前記複数のチャネルユニット毎に設けられ各チャネルユニットに
   供給する電源を断続する複数のサブスイッチと、前記複数のチャネルユニットから得られ
   る測定出力を演算処理して出力するとともに前記複数のサブスイッチの断続を制御するコ
   ントロールユニットとを具備してなる多チャネル式測定装置。
2. 前記コントロールユニットは、タッチパネル式の表示器を有し、このタッチパネルの操
   作により前記複数のサブスイッチの断続を制御することを特徴とする請求項１に記載の多
   チャネル式測定装置。
3. 前記コントロールユニットは、電源を遮断したチャネルユニットの測定出力を除いて演
   算処理を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の多チャネル式測定装置。
4. それぞれに検出器を有しその検出出力を利用して測定動作を行う複数のチャネルユニッ
   トと、これら複数のチャネルユニットに電源を供給する電源ユニットとを有する多チャネ
   ル式測定装置の電源供給方法において、前記複数のチャネルユニット毎に供給する電源を
   断続するサブスイッチを設けるとともに、前記複数のチャネルユニットから得られる測定
   出力を演算処理して出力するコントロールユニットにより前記複数のサブスイッチの断続
   を制御することを特徴とする多チャネル式測定装置の電源供給方法。
5. 前記コントロールユニットは、タッチパネル式の表示器を有し、このタッチパネルの操
   作により前記複数のサブスイッチの断続を制御することを特徴とする請求項４に記載の多
   チャネル式測定装置の電源供給方法。
6. 前記コントロールユニットは、電源を遮断したチャネルユニットの測定出力を除いて演
   算処理を行うことを特徴とする請求項４または５に記載の多チャネル式測定装置の電源供
   給方法。

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