JPH08136305A - 伝送器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、一台の伝送器を用いて、プラント
配管内を流通する流体の差圧および圧力の他、圧力およ
び温度の補正を行うことにある。 【構成】 プロセス配管１を流通するプロセス流体の差
圧・圧力を測定し、流量信号に変換して上位機器２０に
伝送する伝送器において、プラント配管内の流体差圧発
生体２の前後の差圧取出口から得られる流体の差圧を測
定する差圧信号変換部６１と、プラント配管内の流体の
圧力を測定する圧力信号変換部６２と、これら信号変換
部の出力および温度センサ９からの温度信号を用いて圧
力および温度の補正を行う補正処理部６３と、この補正
処理された信号を流量信号に変換する開平演算手段６４
とを、１つの伝送器本体６にハードウェア的に内装した
伝送器である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプロセス流体の差圧や圧
力を測定する伝送器の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、プロセス配管内を流通する気
体，液体等のプロセス流体の圧力は、その流体の位置と
エネルギーとにより決まるので流量などと密接な関係を
もっている。従って、流体の圧力を測定することによ
り、流体の流量を測定することができる。そこで、流量
検出端の多くは圧力検出素子で構成され、圧力の測定精
度ないし圧力計測技術の向上は、プラント計装上，重要
な意義をもっている。

【０００３】ところで、従来、プロセス配管内を流通す
るプロセス流体の差圧・圧力を測定する場合、プロセス
配管上に差圧伝送器と圧力伝送器とを個別に設置し、こ
れら伝送器でそれぞれ測定された信号からプロセス流体
の流量信号を求めた後、コントローラに伝送する構成と
なっている。

【０００４】また、これら差圧伝送器や圧力伝送器で
は、ダイヤフラムを保持する受圧部本体の静圧，温度な
どによる変形その他の要因から測定誤差が生ずることか
ら温度補正や圧力補正を行っているが、これら補正処理
は専らソフトウェア的に行っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、以上のような
差圧・圧力測定は、差圧測定用と圧力測定用の２台の伝
送器を据え付ける必要があり、それに伴って伝送器２台
分のコストと取り付けスペースが必要となり、この種の
伝送器をプラントの各所に多数設置することおよび取り
付け工数等を考えれば、莫大な設備費用がかかり、また
伝送器の取り付け作業が煩雑となる問題がある。

【０００６】また、温度および圧力の補正には、それぞ
れ個別に温度補正用、圧力補正用のプログラムを組み込
まなければならない。本発明は上記実情に鑑みてなされ
たもので、一台で流体の差圧と圧力とを測定し、かつ、
圧力補正および温度補正等を行う伝送器を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に対応する発明は、プロセス配管を流通す
るプロセス流体の差圧・圧力を測定し、上位機器に伝送
する伝送器において、前記プロセス配管内に設けた流体
差圧発生体の前後の差圧取出口よりそれぞれ取り込む流
体の差圧を測定する差圧信号変換部と、前記プロセス配
管内の流体の圧力を測定する圧力信号変換部と、これら
信号変換部の出力および前記プロセス配管に設置される
温度センサからの温度信号を用いて圧力および温度の補
正を行う補正処理部とを、圧力受圧部である１つの伝送
器本体にハードウェア的に内装してなる伝送器である。

【０００８】次に、請求項２に対応する発明は、プロセ
ス配管を流通するプロセス流体の差圧・圧力を測定し、
流量信号に変換して上位機器に伝送する伝送器におい
て、前記プロセス配管内に設けた流体差圧発生体の前後
の差圧取出口よりそれぞれ取り込む流体の差圧を測定す
る差圧信号変換部と、前記プロセス配管内の流体の圧力
を測定する圧力信号変換部と、これら信号変換部の出力
および前記プロセス配管に設置される温度センサからの
温度信号を用いて圧力および温度の補正を行う補正処理
部と、この補正処理部によって補正処理された信号を流
量信号に変換する開平演算処理部とを、圧力受圧部であ
る１つの伝送器本体にハードウェア的に内装してなる伝
送器である。

【０００９】

【作用】従って、請求項１に対応する発明は、以上のよ
うな手段を講じたことにより、プロセス配管内に設けた
流体差圧発生体の前後の差圧取出口からそれぞれ取り込
んだ流体を伝送器本体の差圧信号変換部に導入して差圧
を測定し、同様にプロセス配管内の流体を伝送器本体の
圧力信号変換部に導入して圧力を測定し、さらにプロセ
ス配管に温度センサを設置し、この温度センサの検出信
号を温度信号変換器で温度信号に変換した後、前記伝送
器本体の補正処理部に導入する。ここで、この伝送器本
体の補正処理部では、各信号変換部の出力および温度信
号を取り込んで圧力および温度の補正を行うので、１台
の伝送器本体を用いて差圧および圧力の測定の他、圧力
および温度の補正を行うことができ、据え付け作業が容
易となり、コストおよび取り付けスペースの低減化に大
きく貢献する。また、伝送器本体内にハードウェア的な
温度・圧力の補正回路をコンパクトに収納できる。

【００１０】さらに、請求項２に対応する発明は、請求
項１に対応する発明の構成要素の他に、伝送器本体内に
開平演算処理部を内装すれば、請求項１に対応する発明
の作用の他に、流量信号に変換して上位機器に伝送でき
る。

【００１１】

【実施例】以下、本発明に係わる伝送器の実施例につい
て図面を参照して説明する。図１は伝送器の全体構成
図、図２は伝送器を構成する伝送器本体の機能構成図、
図３は伝送器のハードウェアとソフトウェアの範囲を区
別する図である。

【００１２】この伝送器は、プロセス配管１の適宜な個
所の管内部に高低圧差を発生するためのオリフィスその
他の流体の抵抗機能を有する流体差圧発生体２が取り付
けられ、この流体差圧発生体２の前後の差圧取出口のう
ち、上流側の差圧取出口には高圧側元弁３、下流側の差
圧取出口には低圧側元弁４がそれぞれ設けられている。

【００１３】これら高圧側元弁３および低圧側元弁４の
出力側にはマニホールドバルブ５を介して受圧部本体を
もつ伝送器本体６が取り付けられ、流体抵抗発生体２前
後の差圧取出口の流体の差圧を検出する構成となってい
る。

【００１４】また、この差圧取出口の流体の流れによる
影響を受けない位置、例えば差圧取出口から上流側の適
宜なプロセス配管１の位置に圧力取出口が設けられ、こ
の圧力取出口から導圧管７を導いて前記伝送器本体６に
接続され、プロセス配管１内の流体の圧力を取り込む構
成となっている。８は流体の圧力を取り込む側の元弁で
ある。

【００１５】さらに、プロセス配管１の例えば圧力取出
口よりも上流側にはプロセス配管１内の流体の温度を計
測する温度センサ９と、この温度センサ９による検出信
号を温度信号に変換する温度信号変換器１０とが設けら
れ、ここで信号変換された温度信号は伝送器本体６に導
入され、差圧の温度補正処理を行うようになっている。

【００１６】ゆえに、この伝送器本体６は、図２に示す
ようにプロセス配管１内を流通する流体の高圧と低圧と
の差圧によって変位する従来周知の差圧検出用ダイヤフ
ラムおよびこのダイヤフラムの変位から差圧を検出する
静電容量式・半導体式その他の差圧検出部を有する差圧
信号変換部６１と、導圧管７を通ってくる流体の圧力に
よって変位する圧力検出用ダイヤフラムおよびこの圧力
検出用ダイヤフラムの変位から圧力を検出する同じく静
電容量式・半導体式その他の圧力検出部を有する圧力信
号変換部６２と、これら差圧信号変換部６１、圧力信号
変換部６２および温度信号変換器１０からの信号を用い
て圧力補正および温度補正を行う補正処理部６３と、こ
の補正処理後の信号を開平演算して流量信号を取り出す
開平演算処理部６４とが設けられている。

【００１７】次に、図３はハードウェア構成をもつ伝送
器と、この伝送器から伝送されてくる信号に基づいて所
定の演算処理を実行するソフトウェア構成をもつ上位機
器であるコントローラ２０との関係を示す図である。

【００１８】このコントローラ２０は、伝送器本体６か
ら伝送されてくる流量信号に対し、流体差圧発生体２に
よる圧力損失等に基づくα補正を実行するα補正手段２
１と、適宜な目標値ＳＶを可変設定する目標値設定部２
２と、前記α補正手段２１によるα補正後のプロセス入
力値（例えば流量信号）ＰＶと前記目標値設定部２２に
設定される目標値ＳＶとの偏差に基づいて例えばＰＩ
（Ｐ：比例、Ｉ：積分）またはＰＩＤ（Ｄ：微分）調節
演算を実行し操作出力ＭＶを求める調節手段２３とによ
って構成されている。

【００１９】２４は調節手段２３からの操作出力ＭＶに
基づいてプラント配管内の流量を制御する操作端であ
る。次に、以上のように構成された装置の動作について
説明する。

【００２０】差圧・圧力の測定時、例えば上位機器であ
るコントローラ２０等から開制御信号を送出し、各元弁
３，４，８およびマニホールドパルブ５を構成する複数
のバルブの中の必要とするバルブを開弁し、プロセス配
管１内から差圧検出用流体および圧力検出用流体をそれ
ぞれ個別に取り込んで伝送器本体６に導入する。

【００２１】この伝送器本体６では、差圧検出用ダイヤ
フラムおよび差圧検出部と、圧力検出用ダイヤフラムお
よび圧力検出部とをそれぞれ個別に備えているので、差
圧検出部により流体の差圧信号Ａを検出して補正処理部
６３に送出し、また圧力検出部によって流体の圧力信号
Ｂを検出して同様に補正処理部６３に送出する。

【００２２】さらに、プロセス配管内の流体の温度は、
温度センサ９で検出し、温度信号変換器１０で温度信号
Ｃに変換し、伝送器本体６の補正処理部６３に送出され
る。ここで、補正処理部６３は、入力される信号Ａ〜Ｃ
を用いて、例えば（Ａ・Ｂ）／Ｃなる演算を行って圧力
および温度の補正処理を行った後、この補正後の信号Ｄ
について開平演算処理部６４で開平演算処理を実行し、
プラント配管１内を流通する流体の流量に比例する信号
Ｆを取り出し、上位機器のコントローラ２０に伝送す
る。

【００２３】従って、以上のような実施例の構成によれ
ば、伝送器本体６内に差圧検出機能と圧力検出機能とを
内装することにより、従来のようにプロセス配管上に差
圧伝送器と圧力伝送器とを個別に設置する必要がなくな
り、コストの低減化、据付け作業の簡素化および取り付
けスペースの大幅な削減化を図ることができる。

【００２４】しかも、伝送器本体６内に差圧検出機能お
よび圧力検出機能を内装しているので、伝送器本体６内
部に補正処理部６３が内装可能となり、伝送器本体６内
で圧力および温度の補正処理を行うことができ、伝送器
全体のコンパクト化に大きく貢献する。

【００２５】さらに、伝送器本体６内に差圧検出機能、
圧力検出機能および補正処理機能の他、開平演算処理部
６４を内装すれば、さらにコンパクトな構造体となり、
差圧・圧力の測定値からプラント配管内を流通する流体
の流量を測定できる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、一
台の伝送器を用いて、プラント配管内を流通する流体の
差圧および圧力の他、圧力および温度の補正を行うこと
ができ、コストの低減化、据付け作業の簡素化および取
り付けスペースの大幅な削減化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係わる伝送器の一実施例を示す全体
構成図。

【図２】 伝送器の一部である伝送器本体の機能構成を
示す図。

【図３】 ハードウェア構成の伝送器とソフトウェア構
成のコントローラとの関係を示す図。

【符号の説明】

１…プラント配管、２…流体差圧発生体、６…伝送器本
体、９…温度センサ、１０…温度信号変換器、６１…差
圧信号変換部、６２…圧力信号変換部、６３…補正処理
部、６４…開平演算処理部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プロセス配管を流通するプロセス流体の
   差圧・圧力を測定し、上位機器に伝送する伝送器におい
   て、 前記プロセス配管内に設けた流体差圧発生体の前後の差
   圧取出口よりそれぞれ取り込む流体の差圧を測定する差
   圧信号変換部と、前記プロセス配管内の流体の圧力を測
   定する圧力信号変換部と、これら信号変換部の出力およ
   び前記プロセス配管に設置される温度センサからの温度
   信号を用いて圧力および温度の補正を行う補正処理部と
   を、圧力受圧部である１つの伝送器本体にハードウェア
   的に内装してなることを特徴とする伝送器。
2. 【請求項２】 プロセス配管を流通するプロセス流体の
   差圧・圧力を測定し、流量信号に変換して上位機器に伝
   送する伝送器において、 前記プロセス配管内に設けた流体差圧体の前後の差圧取
   出口よりそれぞれ取り込む流体の差圧を測定する差圧信
   号変換部と、前記プロセス配管内の流体の圧力を測定す
   る圧力信号変換部と、これら信号変換部の出力および前
   記プロセス配管に設置される温度センサからの温度信号
   を用いて圧力および温度の補正を行う補正処理部と、こ
   の補正処理部によって補正処理された信号を流量信号に
   変換する開平演算処理部とを、圧力受圧部である１つの
   伝送器本体にハードウェア的に内装してなることを特徴
   とする伝送器。