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公開番号2024048549
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-09
出願番号2022154514
出願日2022-09-28
発明の名称流量制御装置
出願人アズビル株式会社
代理人個人
主分類G05D 7/06 20060101AFI20240402BHJP(制御;調整)
要約【課題】流量制御装置内に圧力センサを実装したり、外部から圧力値を設定したりすることなく、圧力値を取得する。
【解決手段】流量制御装置は、配管2に配設されたバルブ4と、配管2を流れる流体の流量を計測する流量計測部6と、流量計測部6によって得られた流量計測値を所定の流量オフセット値によって補正する流量補正部11と、補正された流量計測値と流量設定値とが一致するようにバルブ4の開度を制御する流量制御部13と、ゼロ点調整時における補正された流量計測値の代表値をゼロ点補正値として算出するゼロ点調整部8と、ゼロ点補正値に基づいて配管2の入口側の配管内圧力を算出する入口圧推定部9とを備える。
【選択図】 図1
特許請求の範囲【請求項1】
配管に配設されたバルブと、
前記配管を流れる流体の流量を計測するように構成された流量計測部と、
前記流量計測部によって得られた流量計測値を所定の流量オフセット値によって補正するように構成された流量補正部と、
前記補正された流量計測値と流量設定値とが一致するように前記バルブの開度を制御するように構成された流量制御部と、
前記流量がゼロの状態で実施するゼロ点調整時における前記補正された流量計測値の代表値をゼロ点補正値として算出するように構成されたゼロ点調整部と、
前記ゼロ点補正値に基づいて前記配管の入口側の配管内圧力を算出するように構成された入口圧推定部とを備えることを特徴とする流量制御装置。
続きを表示(約 760 文字)【請求項2】
請求項1記載の流量制御装置において、
前記流量補正部は、前記ゼロ点調整の後に前記流量計測部によって得られた流量計測値から前記流量オフセット値と前記ゼロ点補正値とを減算して前記流量計測値を補正することを特徴とする流量制御装置。
【請求項3】
請求項1または2記載の流量制御装置において、
前記流量に対応する値の信号を出力するように構成されたフローセンサと、
前記フローセンサの出力値に乗算して前記流量計測値を算出するための流量スケールを、前記配管内圧力に基づいて算出して前記流量計測部に設定するように構成された流量スケール算出部とをさらに備え、
前記流量計測部は、前記フローセンサの出力値に前記流量スケールを乗算して前記流量計測値を算出することを特徴とする流量制御装置。
【請求項4】
請求項3記載の流量制御装置において、
前記流量スケール算出部は、前記配管内圧力と所定の基準圧力との差に基づいて前記流量スケールを算出することを特徴とする流量制御装置。
【請求項5】
請求項1または2記載の流量制御装置において、
前記流量制御部のPID定数を、前記配管内圧力に基づいて決定して前記流量制御部に設定するように構成されたPID定数決定部をさらに備え、
前記流量制御部は、前記PID定数を用いたPID制御演算により前記バルブに出力する操作量を算出することを特徴とする流量制御装置。
【請求項6】
請求項1または2記載の流量制御装置において、
前記入口圧推定部は、流量制御装置の設置の向きと前記流体の種類と前記ゼロ点補正値とに基づいて前記配管内圧力を算出することを特徴とする流量制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、流量制御装置に関するものである。
続きを表示(約 2,000 文字)【背景技術】
【0002】
流体の流量を制御する流量制御装置においては、実動作時の管内圧力と出荷時の調整・校正実施時の圧力(基準圧力)との違いにより、計測流量にずれが生じることがある。この計測流量のずれの補正のため実動作環境の入口圧力値を使用することがある(特許文献1参照)。特許文献1に開示された技術のように管内圧力に基づいて流量を補正する場合、流量制御装置内に圧力センサを実装したり、外部から圧力値を設定したりする必要があった。
【0003】
また、流量制御装置では、バルブの制御を行う流量制御部のPID定数(比例帯、積分時間、微分時間)は、動作圧力によって最適値が異なることが一般的に知られている。流量制御の応答速度や制御安定性を最適な状態に保つためには、圧力値に応じてPID定数を変える必要があるが、流量補正の場合と同様に流量制御装置内に圧力センサを実装したり、外部から圧力値を設定したりする必要があった。
【0004】
しかしながら、流量制御装置内に圧力センサを実装する場合、圧力センサから圧力値を取得するためにアナログ入力回路を実装する必要があり、製品の小型化に支障が出る。また、ユーザが圧力値を別途設定する場合、ユーザが正確な圧力値を把握する必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
特許第4269046号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、流量制御装置内に圧力センサを実装したり、外部から圧力値を設定したりすることなく、圧力値を取得することができる流量制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の流量制御装置は、配管に配設されたバルブと、前記配管を流れる流体の流量を計測するように構成された流量計測部と、前記流量計測部によって得られた流量計測値を所定の流量オフセット値によって補正するように構成された流量補正部と、前記補正された流量計測値と流量設定値とが一致するように前記バルブの開度を制御するように構成された流量制御部と、前記流量がゼロの状態で実施するゼロ点調整時における前記補正された流量計測値の代表値をゼロ点補正値として算出するように構成されたゼロ点調整部と、前記ゼロ点補正値に基づいて前記配管の入口側の配管内圧力を算出するように構成された入口圧推定部とを備えることを特徴とするものである。
【0008】
また、本発明の流量制御装置の1構成例において、前記流量補正部は、前記ゼロ点調整の後に前記流量計測部によって得られた流量計測値から前記流量オフセット値と前記ゼロ点補正値とを減算して前記流量計測値を補正することを特徴とするものである。
また、本発明の流量制御装置の1構成例は、前記流量に対応する値の信号を出力するように構成されたフローセンサと、前記フローセンサの出力値に乗算して前記流量計測値を算出するための流量スケールを、前記配管内圧力に基づいて算出して前記流量計測部に設定するように構成された流量スケール算出部とをさらに備え、前記流量計測部は、前記フローセンサの出力値に前記流量スケールを乗算して前記流量計測値を算出することを特徴とするものである。
また、本発明の流量制御装置の1構成例において、前記流量スケール算出部は、前記配管内圧力と所定の基準圧力との差に基づいて前記流量スケールを算出することを特徴とするものである。
【0009】
また、本発明の流量制御装置の1構成例は、前記流量制御部のPID定数を、前記配管内圧力に基づいて決定して前記流量制御部に設定するように構成されたPID定数決定部をさらに備え、前記流量制御部は、前記PID定数を用いたPID制御演算により前記バルブに出力する操作量を算出することを特徴とするものである。
また、本発明の流量制御装置の1構成例において、前記入口圧推定部は、流量制御装置の設置の向きと前記流体の種類と前記ゼロ点補正値とに基づいて前記配管内圧力を算出することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、ゼロ点調整時における補正された流量計測値の代表値をゼロ点補正値として算出するように構成されたゼロ点調整部と、ゼロ点補正値に基づいて配管の入口側の配管内圧力を算出するように構成された入口圧推定部とを設けることにより、流量制御装置内に圧力センサを実装したり、外部から圧力値を設定したりすることなく、配管内圧力の値を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
(【0011】以降は省略されています)

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