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技術 ガス配管気密検査用圧力計

出願人 アズビル金門株式会社西部瓦斯株式会社武州瓦斯株式会社秦野瓦斯株式会社東邦瓦斯株式会社山口合同ガス株式会社小田原瓦斯株式会社
発明者 向野尚二小田修平須藤圭史山田勇一種延優飯田昌一曽我信啓中島達朗高本三樹大木健司相澤満芳成田英樹
出願日 2012年8月22日 (7年10ヶ月経過) 出願番号 2012-183557
公開日 2014年3月6日 (6年4ヶ月経過) 公開番号 2014-041059
状態 特許登録済
技術分野 流体圧力測定
主要キーワード ガス圧範囲 検査口 低圧チャンバー 監視測定 測定監視 開閉用弁 防止用フィルタ 並び位置
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (8)

課題

低圧から中圧または高圧までの広い範囲にわたる圧力の変化を、圧力計をいちいち交換または複数台の圧力計を同時に設置することなく、1台のガス圧力測定機器信頼性のあるデータを継続的に取得できるようにしたガス配管気密検査用圧力計を提供することにある。

解決手段

圧力測定対象の検査口82に対し着脱自在に接続される圧力導入口40に通じる導入管路43から分岐する中高測定用管路46及び低圧測定用管路47と有し、上記中高圧測定用管路には中高圧用センサー45を設け、上記低圧測定用管路には電磁弁48を設け、上記電磁弁よりも下流側に位置する上記低圧測定用管路には低圧用センサー49を設け、この低圧用センサーは上記中高圧用センサーが検出する圧力信号を処理する圧力信号処理回路50により上記電磁弁が開放したとき該低圧測定用管路の圧力を測定するようにした。

概要

背景

ガス事業者には、ガス事業法上のガス設備の定期的な気密検査の他、ガスメータ交換又はガス配管等の設備設置工事改修工事が行われる場合等においてガス配管等の気密検査が求められ、ガス圧の測定とその監視が継続的に行われる。このガス圧の測定及び監視はガス配管の検査口ガス圧力計を接続してガス配管内のガス圧を測定することにより行われる。

しかし、例えば、都市ガスの供給においても、測定対象となるガス配管のガス圧範囲は広い帯域に及ぶ。また、一般家庭で使用されている低圧から工業用等で使用されている中高圧までガスの帯域は広範に渡る。例えば、低圧は0〜30KPa、中高圧は0.1MPa以上等、ガス圧範囲は広い帯域に及ぶ。工事の際には通常の供給圧より高い圧力で確認試験が行なわれる。

ところが、ガス配管のガス圧を測定する圧力計は、その圧力センサーの特性上、広い帯域にわたり求められる精度と強度が得られないので、圧力計は測定対象とする圧力の帯域に応じて個々に設計された別々の圧力計を夫々用いるようにしている。すなわち、低圧ガス用圧力計は低圧ガスの帯域において高い感度を持たすためにその圧力センサーの耐圧は低いものとなってしまう。この脆弱な低圧ガス用圧力計を設置したガス配管が中高圧ガスの想定外の圧力状況下にさらされると、その耐圧範囲を超えたガス圧が圧力センサー部分に加わることになり、これが長くなると、低圧ガス用圧力計を壊す虞があった。一方、中高圧ガス用圧力計で中高圧のガス圧を測定するために低圧ガスの帯域まで測定することは一応可能であるとしても、低圧ガスの圧力測定領域での誤差極端に大きくなり、実効性のあるガス圧測定値としては意味がない。

このため、従来では、それぞれの帯域に有効な精度で使用できるガス圧力計を別々に用意し、それらのものから選択して使用してきた。つまり、低圧ガスの帯域においては低圧ガス用の圧力計を用い、中高圧ガスの帯域においては中高圧ガス用の圧力計を用いて、それぞれの圧力範囲に応じた専用のガス圧力計を選択又は交換しながら測定するようにしてきた。

概要

低圧から中圧または高圧までの広い範囲にわたる圧力の変化を、圧力計をいちいち交換または複数台の圧力計を同時に設置することなく、1台のガス圧力測定機器信頼性のあるデータを継続的に取得できるようにしたガス配管気密検査用圧力計を提供することにある。圧力測定対象の検査口82に対し着脱自在に接続される圧力導入口40に通じる導入管路43から分岐する中高圧測定用管路46及び低圧測定用管路47と有し、上記中高圧測定用管路には中高圧用センサー45を設け、上記低圧測定用管路には電磁弁48を設け、上記電磁弁よりも下流側に位置する上記低圧測定用管路には低圧用センサー49を設け、この低圧用センサーは上記中高圧用センサーが検出する圧力信号を処理する圧力信号処理回路50により上記電磁弁が開放したとき該低圧測定用管路の圧力を測定するようにした。

目的

本発明は、上記課題に着目してなされたものであり、その目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

ガス配管ガス圧を測定するガス配管気密検査圧力計において、圧力測定対象の検査口に対し着脱自在に接続される圧力導入口に通じる導入管路と、この導入管路から分岐する中高測定用管路及び低圧測定用管路と、上記中高圧測定用管路に設けられ、その中高圧測定用管路の圧力を測定するための中高圧用センサーと、上記低圧測定用管路に設けられ、該低圧測定用管路を開閉する低圧センサ保護用電磁弁と、上記低圧測定用管路に上記低圧センサー保護用電磁弁よりも下流側に設けられ、上記電磁弁が開放したとき該低圧測定用管路の圧力を測定するための低圧用センサーと、上記中高圧用センサーが測定する圧力信号を処理し、上記中高圧用センサーが測定する測定値が低圧のしきい値を超えた領域にあるとき上記低圧センサー保護用電磁弁を遮断し、上記中高圧用センサーが測定する測定値が低圧のしきい値を下回るときに上記低圧センサー保護用電磁弁を開放する圧力信号処理回路と、を具備したことを特徴とするガス配管気密検査用圧力計。

請求項2

上記低圧センサー保護用電磁弁は、弁を開閉駆動する励磁コイルを有し、該励磁コイル対する通電を継続することなく、励磁コイルに瞬間的に通電することで上記弁を閉じまたは上記弁を開き、それら弁の状態が切り替わった後、励磁コイルに無給電で電磁弁の閉じまたは開き状態を維持する自己保持機能を備えることを特徴とする請求項1に記載のガス配管気密検査用圧力計。

技術分野

0001

本発明は、例えば、ガス配管工事時での圧力監視リーク検査等において使用され、ガス配管のガス圧を測定するガス配管気密検査圧力計に関する。

背景技術

0002

ガス事業者には、ガス事業法上のガス設備の定期的な気密検査の他、ガスメータ交換又はガス配管等の設備設置工事改修工事が行われる場合等においてガス配管等の気密検査が求められ、ガス圧の測定とその監視が継続的に行われる。このガス圧の測定及び監視はガス配管の検査口ガス圧力計を接続してガス配管内のガス圧を測定することにより行われる。

0003

しかし、例えば、都市ガスの供給においても、測定対象となるガス配管のガス圧範囲は広い帯域に及ぶ。また、一般家庭で使用されている低圧から工業用等で使用されている中高圧までガスの帯域は広範に渡る。例えば、低圧は0〜30KPa、中高圧は0.1MPa以上等、ガス圧範囲は広い帯域に及ぶ。工事の際には通常の供給圧より高い圧力で確認試験が行なわれる。

0004

ところが、ガス配管のガス圧を測定する圧力計は、その圧力センサーの特性上、広い帯域にわたり求められる精度と強度が得られないので、圧力計は測定対象とする圧力の帯域に応じて個々に設計された別々の圧力計を夫々用いるようにしている。すなわち、低圧ガス用圧力計は低圧ガスの帯域において高い感度を持たすためにその圧力センサーの耐圧は低いものとなってしまう。この脆弱な低圧ガス用圧力計を設置したガス配管が中高圧ガスの想定外の圧力状況下にさらされると、その耐圧範囲を超えたガス圧が圧力センサー部分に加わることになり、これが長くなると、低圧ガス用圧力計を壊す虞があった。一方、中高圧ガス用圧力計で中高圧のガス圧を測定するために低圧ガスの帯域まで測定することは一応可能であるとしても、低圧ガスの圧力測定領域での誤差極端に大きくなり、実効性のあるガス圧測定値としては意味がない。

0005

このため、従来では、それぞれの帯域に有効な精度で使用できるガス圧力計を別々に用意し、それらのものから選択して使用してきた。つまり、低圧ガスの帯域においては低圧ガス用の圧力計を用い、中高圧ガスの帯域においては中高圧ガス用の圧力計を用いて、それぞれの圧力範囲に応じた専用のガス圧力計を選択又は交換しながら測定するようにしてきた。

先行技術

0006

特開平11−248592号公報

発明が解決しようとする課題

0007

以上の如く、従来では、低圧ガスの帯域においては低圧ガス用の圧力計を用い、中高圧ガスの帯域においては中高圧ガス用の圧力計を用いて、それぞれの圧力範囲に応じた専用の圧力計を選択又は交換しながら使用することが必要であったので、ガス事業者は、例えば、低圧用圧力計と中高圧用圧力計等の複数種のガス圧力計を多数用意する必要があり、複雑な機器管理を行っていた。

0008

さらに、ガス配管工事でのガス圧力減圧の際には、広いレンジでガス圧力が変化するため、それらの各レンジでのガス圧力を測定するために専用のガス圧力計を頻繁に選択又は交換しなければならず、作業を中断する等、煩雑で手間のかかるものであった。

0009

しかも、それら複数のガス圧力測定機器で測定した各々のデータ等が断続的に個別に得られることになり、連続的に管理することが困難であり、それらのデータ等の信頼性を確保する取り扱いが非常に煩雑で面倒であった。

0010

本発明は、上記課題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、低圧から中圧または高圧までの広い範囲にわたるガス圧力の変化を、ガス配管気密検査用圧力計をいちいち交換または複数台の圧力計を同時に設置することなく、1台のガス配管気密検査用圧力計で信頼性のあるデータを取得できるようにしたガス配管気密検査用圧力計を提供することにある。

課題を解決するための手段

0011

上記課題を解決するために、請求項1に係る発明は、ガス配管のガス圧を測定するガス配管気密検査用圧力計において、少なくとも、圧力測定対象の検査口に対し着脱自在に接続される圧力導入口に通じる導入管路と、この導入管路から分岐する中高圧測定用管路及び低圧測定用管路と、上記中高圧測定用管路に設けられその中高圧測定用管路の圧力を測定するための中高圧用センサーと、上記低圧測定用管路に設けられ該低圧測定用管路を開閉する低圧センサ保護用電磁弁と、上記低圧測定用管路に上記低圧センサー保護用電磁弁よりも下流側に設けられ上記電磁弁が開放したとき該低圧測定用管路の圧力を測定するための低圧用センサーと、上記中高圧用センサーが検出する圧力信号を処理し、上記中高圧用センサーが測定する測定値が低圧のしきい値を超えた領域にあるとき上記低圧センサー保護用電磁弁を遮断し、上記中高圧用センサーが測定する測定値が低圧のしきい値を下回るときに上記低圧センサー保護用電磁弁を開放する圧力信号処理回路とを具備したことを特徴とする。

0012

請求項2に係る発明は、請求項1に記載のガス配管気密検査用圧力計において、上記低圧センサー保護用電磁弁は、弁を開閉駆動する励磁コイルを有し、該励磁コイルに対する通電を継続することなく、励磁コイルに瞬間的に通電することで上記弁を閉じまたは上記弁を開き、それら弁の状態が切り替わった後、励磁コイルに無給電で電磁弁の閉じまたは開き状態を維持する自己保持機能を備えることを特徴とする。

発明の効果

0013

本発明によれば、一台のガス配管気密検査用圧力計で、中高圧用センサーの測定領域と低圧用センサーの測定領域との使い分けとそれらの協働により広い圧力領域にわたり高い測定精度及び分解能で正確に測定できる。低圧用センサー及び中高圧用センサーの感度をそれぞれ高め得ることが容易に可能になる。したがって、低圧から中高圧にわたるガス圧を、より高精度でそれぞれ測定することも十分に可能である。

0014

また、従来の場合のように、低圧帯域においては低圧用圧力計を用い、中高圧帯域においては中高圧用圧力計を用い、それぞれの圧力範囲に応じた専用の圧力計を選択又は交換しながら個別的に監視測定を行う必要がない。したがって、事業者は多数種のガス圧力計を予め用意しておくことの必要がなくなる。

0015

また、配管工事等では広いレンジにわたり圧力が変化し易いので、従来では、それらの各レンジでの圧力を測定するためには頻繁に専用のガス圧力計を選択又は交換しなければならず、工事作業を中断する等、煩雑で手間のかかる作業が必要であったが、本発明によると、この課題も解決できる。

0016

しかも、本発明のガス配管気密検査用圧力計によると、複数のガス配管気密検査用圧力計で測定した各データ等を中断することなく、連続的に監視しながら連続的に管理することも容易であり、監視性能も向上する。

0017

さらに、本発明のガス配管気密検査用圧力計は、簡便な形態での携帯式圧力計とすることもできるようになる。特に、中高圧用センサーと低圧用センサーを一台の圧力計の中、同じ圧力センサー部内にセンサー機構部を一体的に組み込み収納するように構成できるも容易にできるようになる。

0018

請求項2に係る発明のガス配管気密検査用圧力計は、電磁弁を省電力化が図れる形態になるため、電池の消耗を抑え、長時間の使用を可能となり、工事現場等での使用に適する。

図面の簡単な説明

0019

本発明に係る一実施形態のガス配管気密検査用圧力計の使用状態での外観を概略的に示す説明図である。
本発明に係る一実施形態のガス配管気密検査用圧力計をその周辺機器を含めて示したブロック図である。
本発明に係る一実施形態のガス配管気密検査用圧力計の機能的要部を概念的に示したブロック図である。
本発明に係る一実施形態のガス配管気密検査用圧力計に組み込まれる電磁弁の説明図である。
本発明に係る一実施形態のガス配管気密検査用圧力計に組み込まれる電磁弁の動作説明図であって圧力しきい値との関係で動作を説明する図である。
本発明に係る一実施形態のガス配管気密検査用圧力計に組み込まれる電磁弁の動作説明図であってガス圧の変化に対する電磁弁の動作を説明する図である。
本発明に係る一実施形態のガス配管気密検査用圧力計の電源オンからの圧力監視モードのフローを示す説明図である。

実施例

0020

図1は、本発明に係る一実施形態のガス配管気密検査用圧力計の構成の外観を示す。この圧力計は、圧力計本体(本体ユニット)1と、この圧力計本体1とは別に設けられる圧力センサー部(圧力センサーユニット)2と、温度センサー部(温度センサーユニット)3とを備えている。これら各部は別々または接続した状態で携帯が可能である。

0021

圧力センサー部2は圧力計本体1に圧力センサー部用ケーブル5を介して接続される。温度センサー部3は圧力計本体1に温度センサー部用ケーブル6を介して接続される。なお、温度センサー部3は圧力センサー部2に一体的に組み込むようにしてもよい。

0022

圧力計本体1のケース11の上壁には、圧力センサー用ケーブル5を着脱自在に接続するためのコネクタ12と、温度センサー用ケーブル6を着脱自在に接続するためのコネクタ13とが設けられている。さらに、コネクタ12、13に並び位置してUSBコネクタ14が設けられている。

0023

圧力計本体1におけるケース11の正面パネルには、表示機能としての表示画面15と、圧力計を操作する機能としての複数の機能選択用A〜Dスイッチ16〜19及び電源スイッチ20が設けられている。

0024

ここで、表示画面15の表示方式は、例えば、図2に示すバックライト21付の液晶表示装置22が採用されている。表示画面15には、圧力表示温度表示、圧力監視、気密試験状態表示電池残量表示等の各種の表示がなされる。これらの表示状態はA〜Dスイッチ16〜19を押下によりそれぞれが選択される。

0025

図2で示すように、圧力計本体1には、各種機能を実行するための制御装置25と、圧力センサー部2及び温度センサー部3で検出した信号を夫々増幅する増幅器26a,26b,26cと、これらの増幅器26a,26b,26cの出力を設定モードに応じて選択する切換スイッチ27と、この切換スイッチ27で選択した検出信号アナログ信号をそれぞれデジタル信号に変換して制御装置25に入力させるA/D変換器28と、制御装置25に実行を指示する上記A〜Dスイッチ16〜19及び電源スイッチ20のスイッチ回路29と、バックライト21を含む液晶表示装置22と、記録装置本体内蔵メモリ)33と、カレンダー時計機能を備えたタイマー34と、警報用ブザー23等が組み込まれている。記録装置33には測定値の他、測定年月日時分秒や温度も保存され、また、制御装置25で演算したリーク値等も保存するようにしてもよい。過去に測定した結果・ログの参照が可能である。

0026

さらに、圧力計本体1には、乾電池等からなる内蔵電源としてのバッテリー36や外部入出力端子としてのUSB端子14による外部給電手段が設けられている。USB端子14は外部のパソコン(PC)等のコンピユータに接続が可能であり、外部コンピユータで専用ソフトを用いて測定データ等の情報や記録装置33に保存したデータの収集解析レポートの作成などが可能である。USB端子14を利用する給電の場合、電源回路38により外部から給電できる。電源回路38により、バッテリー、USBどちらでも動作可能である。

0027

一方、図1,2に示すように、圧力センサー部2には、被測定対象の、例えばガス導管に対して着脱自在に接続するためのガス導入ポートとしての圧力導入口40が設けられ、この圧力導入口40には該圧力導入口40を検査対象のガス導管の検査口82に接続するためのカプラ継手)41が設けられている。ここでは圧力導入口40を検査口82に接続した状態で圧力導入口40を検査口82に固定する環状の固定リングを使用しているが、圧力導入口40と検査口82に介在する形態のカプラとしてもよい。また、圧力導入口40と検査口82を接続する手段として圧力導入口40と検査口82を接続するチューブ導管)を使用するようにしてもよい。圧力導入口40付近の導入管路には異物混入防止用フィルタ42が設けられている。

0028

また、圧力センサー部2のケース内には、圧力導入口40に通じる導入管路43から2つの管路に分岐するマニホルド配管44が配設されている。マニホルド配管44の一方の管路は中高圧用センサー45が直接に接続する中高圧測定用管路46となっており、マニホルド配管44の他方の管路は低圧測定用管路47となっている。この低圧測定用管路47の途中にはその管路47を開閉するための切換え弁としての低圧センサー保護用電磁弁48が設けられている。低圧測定用管路47の、低圧センサー保護用電磁弁48よりも末端位置には低圧用センサー49が設けられている。中高圧用センサー45は圧力導入口40に通じる導入管43に対して直接に接続され、中高圧用センサー45は圧力導入口40の圧力をそのまま受けるようになっている。一方、低圧用センサー49は低圧センサー保護用電磁弁48を介して圧力導入口40に通じる導入管路43に対して接続される。このため、低圧用センサー49は低圧センサー保護用電磁弁48が開放したときのみ、圧力導入口40の圧力を受け得るようになっている。したがって、低圧用センサー49は低圧の場合に限り開放される電磁弁48が開放されたときのみ、圧力導入口40の圧力を受け得るので低圧用センサー49は中高圧のガス圧を受けず、その中高圧のガス圧から保護される。

0029

なお、圧力センサー部2に温度センサーを設ける場合は圧力導入口40に通じる導入管路43から直接に分岐する別のマニホルド配管を追加して、この追加したマニホルド配管に温度センサーを設けるようにしてもよい。

0030

低圧センサー保護用電磁弁48を開閉する駆動信号は、圧力センサー部用ケーブル5を介して圧力計本体1の制御装置25の圧力信号処理回路50から送信される(図3参照)。また、中高圧用センサー45及び低圧用センサー49がそれぞれ検出した信号の伝送または各センサー45,49を駆動するために電力が必要な場合の給電も圧力センサー部用ケーブル5を介して伝送または給電がなされる。

0031

次に、図4を参照して、低圧センサー保護用電磁弁48の構造について説明する。電磁弁48は電磁弁本体60を備え、この電磁弁本体60には低圧測定用管路47の上流側が接続されるガス導入口61と、低圧測定用管路47の下流側が接続されるガス導出口62とが設けられている。電磁弁本体60内にはガス導入口61に連通する中高圧側チャンバー65と、ガス導出口62に連通する低圧側チャンバー66とが弁座67を介して連なり形成されている。弁座67は中高圧チャンバー65の、低圧チャンバー66側に位置する端壁によって形成される。中高圧チャンバー65内には弁体68が弁座67に対して当接及び退避自在に設けられ、これにより開閉用弁部が構成されている。弁体68は弁座67に当たる閉止位置図4の状態)と、弁座67から退避する開放位置との間で進退可能に設けられている。弁体68及び弁座67の一方または双方には閉止状態での気密性を確保するためのシールパッキング69が設けられている。

0032

この電磁弁48では、弁体68が弁座67に当たる図4で示す位置でガス導入口61とガス導出口62との間の低圧測定用管路47が遮断され、弁体68が弁座67から退避する位置でガス導入口61とガス導出口62との間の低圧測定用管路47が開通する開閉弁機能を備える。

0033

さらに、中高圧チャンバー65内には弁体68を弁座67に当たる位置に向けて常時付勢する手段としてスプリング71が設けられている。スプリング71は弁体68の後部に形成される小径部の周囲に該弁体68と同軸上に巻装される圧縮コイルバネからなり、中高圧チャンバー65の背面壁と弁体68の背面との間に圧縮された状態で組み込まれている。このため、スプリング71はそれ自体の弾性付勢力反発力)により弁体68を弁座67に当てる向きに常時付勢しており、通常は、図4に示すように、ガス導入口61とガス導出口62との間を遮断する閉止状態を形成する。

0034

図4に示すように、弁体68から後方へ連続的に延長する後端部は可動鉄心72として一体的に形成され、この可動鉄心72は電磁弁本体60内で弁体68と同軸上で可動するようにガイド孔74に嵌め込まれている。符号75は可動鉄心72がガイド孔74を移動するときにそのガイド孔74内の空気を出し入れする空気通り孔である。

0035

可動鉄心72の後端には永久磁石73が一体的に連結され、この永久磁石73の両極は弁体68及び可動鉄心72の移動軸方向に配置されている。電磁弁本体60には上記永久磁石73の後端に対向して位置する磁性体である鉄片76が可動鉄心72の延長軸上に位置して電磁弁本体60に固定的に設置されている。永久磁石73の周囲には励磁コイル77が配設され、この励磁コイル77に通電して励磁コイル77を励磁すると、フレミングの法則により永久磁石73が後方へ移動し、同時に可動鉄心72と弁体68を弁開放位置まで後退させる。

0036

そして、永久磁石73の後端が鉄片76に当たり、永久磁石73が鉄片76に接触した状態で永久磁石73が鉄片76に磁気的に強力に吸着する。この直後に励磁コイル77に対する通電を遮断し、励磁コイル77の励磁が消滅する。励磁コイル77の励磁が消滅しても永久磁石73は鉄片76に接触した状態で強く吸着し、その吸着力で永久磁石73を鉄片76に接触した状態で維持する。このときの磁気吸着力は上記スプリング71の弾性付勢力(反発力)よりも強いのでそのまま弁体68を弁座67から離れた位置に維持し、弁開放状態に維持する自己保持状態となる。つまり、弁を開放した後は励磁コイル77に対する通電を持続する必要がない。したがって、電磁弁48は励磁コイル77に瞬間的に通電することで弁を開放し、弁を開放した後は無給電で弁開放状態を継続的に維持する自己保持機能を発揮する。

0037

一方、弁開放状態での電磁弁48の励磁コイル77に逆向きの電流を瞬間的に流すと、今度は、励磁コイル77は永久磁石73を前進させる向きに付勢する力を発生し、この作用により永久磁石73の後端を鉄片76から引き離す。永久磁石73の後端が鉄片76から一旦離れると、鉄片76に対する永久磁石73の吸引力はその瞬間急激に減少するので、スプリング71の付勢力の方が強くなり、永久磁石73は鉄片76から解放される。その結果、永久磁石73はスプリング71の付勢力で弁体68が弁座67に当たる位置まで弁体68を移動し、今度は、スプリング71による付勢力で弁体68を閉止する状態に維持する。電磁弁48は励磁コイル77に対する通電を継続することなく、瞬間的に通電することで弁を閉じ、弁を閉じた後は無給電でスプリング71の付勢力で弁閉止状態に維持する自己保持状態となる。

0038

次に、図4及び図5を参照して、低圧センサー保護用電磁弁48を駆動するシステムとその動作について説明する。

0039

低圧センサー保護用電磁弁48は制御装置25の圧力信号処理回路50から送信される電磁弁駆動信号によって励磁コイル77に通電することで開閉操作される。圧力信号処理回路50では図5(A)(B)で示すように中高圧用センサー45及び低圧用センサー49の出力信号を受けて電磁弁48を操作するための駆動信号を生成する。図5(A)は測定対象の圧力のしきい値との関係で電磁弁48の開閉動作の状態を示している。中高圧用センサー45は圧力導入口40のガス圧力を低圧から中高圧まで常に受け得る状態にあり、常に圧力導入口40のガス圧力を測定してその圧力を継続的に監視する。電磁弁48を開閉するための中高圧用センサー45による測定圧力の値でのしきい値を、図5(A)で示すように例えば37kPaとした場合、中高圧用センサー45が、そのしきい値を超えたことを検出すると、その検出信号を受けた圧力信号処理回路50は電磁弁48に弁を閉じる指令を発し、電磁弁48の弁を閉じる。

0040

電磁弁48の弁を閉じることよりそのしきい値を超えたガス圧が低圧用センサー49に加わらず、低圧用センサー49のセンサー部分を保護することができる。この場合、中高圧用センサー45のみに加わるガス圧を継続的に測定し続けて、この中高圧用センサー45により測定したガス圧の値を有効な測定値とする。また、温度センサー部3で測定した温度データを参照してガス圧の値を補正し、これを測定値とすると、より正確な測定値が得られる。

0041

以上の動作は、初期時のガス圧がしきい値(37kPa)を超えない場合のものであったが、ガス圧がそのしきい値を超えている場合にあっては圧力センサー出力を時間軸で示した図5(B)で示すように動作する。すなわち、中高圧用センサー45の検出値が上記しきい値(37kPa)を下回るようになってもその後一定時間その下回る値を持続した場合に電磁弁48を開放する駆動信号を電磁弁48に送り、電磁弁48を開放する。今度は、電磁弁48が開放するので低圧用センサー49にガス圧が加わるようになるのでその低圧レベルのガス圧を低圧用センサー49によって測定し、この低圧用センサー49によって測定した値を有効な測定値とする。

0042

この低圧用センサー49によって測定している間も中高圧用センサー45に加わる圧力導入口40のガス圧を継続的に測定し続けるが、ガス圧の測定値としてはそれを無視する。だだし、圧力信号処理回路50では中高圧用センサー45に加わるガス圧を継続的に測定し、それぞれのしきい値になる事態を常に監視している。そして、ガス圧がしきい値(37kPa)を超えると、その直後に電磁弁48を閉じ、低圧用センサー49を保護する。

0043

以上の如く、信号処理回路50では中高圧用センサー45によって検出した信号による測定値を常に監視し続け、電磁弁48の開閉を操作する制御を行い、低圧用センサー49を保護しながら中高圧用センサー45と低圧用センサー49でそれぞれの測定範囲のガス圧を計測する。例えば、中高圧用センサー45の計測圧力範囲は0〜1MPa、低圧用センサー49の計測圧力範囲は0〜35KPaとする。したがって、低圧から中高圧まで広い範囲にわたり高い精度と分解能による測定を、一台の圧力計でいわば連続的に測定及び監視を行うことができる。

0044

次に、図6に示す操作フローを参照して、ガス圧力計の動作及び機能を説明する。図6は、電源オンから圧力監視モードへの手順を中心に示している。まず、ガス圧力計の圧力導入口40が大気中に開放する状態でそのガス圧力計の電源スイッチ20を押下する。これにより、ガス圧力計の電源はオン状態となる(ステップS1)。これに続けて、ガス圧力計の点検とその結果を表示画面15に表示し、また、校正が必要な場合はその校正を促す表示を行う(ステップS2)。ガス圧力計の圧力導入口40が大気中に開放する状態にあるかを中高圧用センサー45による値で判別し、大気圧にない場合はそのメッセージを表示する。

0045

ガス圧力計の圧力導入口40が大気開放状態にある場合、電磁弁48が開き、低圧用センサー49に大気圧が加わるようにする(ステップS3)。また、中高圧用センサー45は圧力導入口40に直接に通じているので、この中高圧用センサー45にも大気圧が加わる。低圧用センサー49及び中高圧用センサー45のいずれにも大気圧が加わるので、このときの大気圧をゼロ点となるように低圧用センサー49及び中高圧用センサー45による測定値がゼロとなるように補正(調整)する(ステップS4)。

0046

このとき、電磁弁48は閉じる操作がなされ、低圧用センサー49に大気圧が加わらないようになる(ステップS5)。

0047

次に、図1に示すように、圧力センサー部(圧力センサーユニット)2の圧力導入口40を測定対象のガス配管80における検査口82に接続する(ステップS6)。必要ならば、温度センサー部(温度センサーユニット)3をガス配管80に設置し、ガス配管80内の温度を検出できるようにする。

0048

図1に示すガス配管80を測定対象とする場合にあっては、圧力センサー部2の圧力導入口40を測定対象のガス配管80に接続した後に測定対象のガス配管80における加圧を行う(ステップS7)。

0049

図1に示すガス配管80は高圧側ガス配管80aと低圧側ガス配管80bとが減圧弁81で連通され、ガス配管80の検査口82は高圧側ガス配管80aの途中に設けられている。検査口82に圧力センサー部2の圧力導入口40を接続する。通常、減圧弁81は、低圧側のガス配管80bが規定の圧力以下となったときに開放して高圧側のガス配管80aから低圧側のガス配管80bにガスを供給するものである。

0050

次に、圧力監視モードに移行する。圧力監視モードの開始時は低圧センサー保護用電磁弁48が働いている。つまり、電磁弁48が閉じ、圧力導入口40側の圧力が低圧用センサー49に加わらない。この状態で中高圧用センサー45がガス配管80内の圧力を受け、制御装置25の圧力信号処理回路50の圧力比回路又はその測定システムを働かせて中高圧用センサー45から圧力値を取得する(ステップS8)。

0051

また、中高圧用センサー45で取得した圧力値は制御装置25の圧力信号処理回路50で演算し、低圧センサー保護用電磁弁48の切り替え操作の選択を行う(ステップS9)。

0052

ここでは、37kPaを超える値からそれ以下の圧力値となった場合、電磁弁48を開放する指令を発し、電磁弁48を開放する(ステップS10)。したがって、低圧用センサー49によってガス配管80内の圧力を測定できるようになり、この低圧用センサー49によって測定した値を有効な測定値とする。この後も中高圧用センサー45で圧力を取得し続けるとしてもそのガス配管80内の圧力値としてはそれの取得を遮断し、または無視する処理を行う(ステップS11)。

0053

低圧用センサー49によって測定した値は表示画面15に表示されると共に必要に応じてスイッチ操作により設定された条件で記録装置33に記録される(ステップS12)。

0054

一方、初期に37kPaを超える値にある場合、低圧センサー保護用電磁弁48は閉じたままであり、低圧用センサー49には圧力が加わらないが、中高圧用センサー45には圧力が加わっており、中高圧用センサー45はガス配管80内の圧力を取得し続ける(ステップS13)。この中高圧用センサー45によって測定された値は有効な値として表示画面15に表示されると共に必要に応じてスイッチ操作により設定された条件で記録装置33に記録されるようにする。

0055

以上の圧力監視モードの動作を繰り返すことでガス配管80内の圧力及びその圧力の変化を監視することができる。また、タイマー34の時間割り機能により予め設定された所定時間毎に上記動作を繰り返すことでガス配管80内の圧力を測定及び監視するようにしてもよい。

0056

以上の如く、ガス配管80内の圧力を測定及び監視することでガス配管80内のガス漏れや気密性を判定できる。そして、ガス配管80内の低圧から中高圧までの圧力変化を一台のガス圧力計をそのガス配管80に接続したまま測定監視することができる。

0057

このガス圧力計では、上述した圧力監視モードの他に異なる種類のモードを併用することが可能である。すなわち、モード判定とスイッチ操作の有無により、圧力監視モード中の警報の出力及びログ記録、気密測定モード、設定モード及び節電モード等を組み込むことが可能である。例えば、圧力監視モード中の警報の出力及びログ記録では圧力監視モード中に測定圧力の判定を行い、一定時間でガス配管内の圧力の推移を記録し、警報の出力及びそれらのログ記録を行う。気密測定モードでは現在の測定圧力の状態判定を行い、異常の場合には警報を発し、それらの結果のログ記録を行う。設定モードでは測定時間、上下限値、単位切替えのしきい値、時計カレンダー等の設定及び変更を行う。また、設定モードでは警報出力のしきい値である圧力値の設定が各種設定の変更と選択をA〜Dスイッチ16〜19の操作で行う。節電モードでは一定時間スイッチ操作がない場合、所定時間後にLCDバックライト21が消灯し、消費電力を抑制する。いずれかのスイッチの操作がなされると、LCDバックライト21が再び点灯する。

0058

本発明では一台のガス圧力計を測定対象に接続するだけで低圧から中高圧領域まで所要の精度と分解能で正確な測定が継続的に可能である。

0059

中高圧用センサー45で低圧ガス領域まで測定することは可能ではあるが、この中高圧用センサー45の測定のレンジ幅を低圧なガス圧の領域まで広げると、低圧な領域の測定値に誤差が大きく、低圧な測定値に意味がない(測定誤差はJIS-Z-8103に基づくものとする)。

0060

本発明では低圧のレンジでの測定にその範囲での測定値の誤差が小さく分解能も高い低圧用センサー49を用いて測定するようにした。しかし、低圧用センサー49は一般に脆弱でデリケートなものであるから、この低圧用センサー49に中高圧領域のガス圧がそのまま加わると、低圧用センサー49のセンサー部分に損傷を起こす虞がある。低圧用センサー49のセンサー部分は著しく耐久性を落す虞がある。このために、低圧用センサー49で低圧領域を測定するときのみ、低圧用センサー49にガス圧が加わるようにしている。すなわち、一般に強度のある中高圧用センサー45で測定対象のガス配管80内の圧力を全領域にわたり測定しつつ、この中高圧用センサー45で取得した圧力値がしきい値を超える値では電磁弁48を閉じ、脆弱な低圧用センサー49にしきい値を超えた中高圧の圧力が加わらないように工夫した。

0061

また、しきい値を超えた中高圧の圧力からそれ以下の圧力値となった場合、電磁弁48を開放する指令を発し、電磁弁48を開き、低圧測定機能の中の圧力比較回路又はその測定システムを働かせて低圧用センサー49で圧力を測定するようにしたので、低圧領域での高い測定精度及び分解能が確保される。しかも、低圧用センサー49の損傷も回避される。よって、中高圧用センサー45の測定領域と低圧用センサー49の測定領域との使い分けとそれらの協働により広い圧力領域を高い測定精度及び分解能で正確な測定が一台のガス圧力計によりできるようになった。もちろん、中高圧用センサー45自体についてもより高精度で測定できるように設計することも可能になる。

0062

従来のように、低圧ガスの帯域においては、低圧ガス用圧力計を用い、中高圧ガスの帯域においては中高圧ガス用圧力計を用いて、それぞれの圧力範囲に応じた専用の圧力計を選択又は交換しながら測定を行う必要がないので、ガス事業者は、多数種のガス圧力計を用意する必要がない。また、配管工事等では広いレンジにわたりガス圧が変化し易いことから、従来では、それらの各レンジでのガス圧力を測定するためには頻繁に専用の圧力計を選択又は交換しなければならず、工事作業を中断する等、煩雑で手間のかかる作業が必要であったが、本発明によると、この課題も解決できる。

0063

しかも、本発明の圧力計によると、また、複数のガス圧力測定機器で測定した各データ等を中断することなく、連続的に監視しながら連続的に管理することも容易であり監視性能も向上する。

0064

この種の圧力計については、通常、工事現場等での使用を想定しているので、簡便な形態でなければならないが、上述したように中高圧用センサー45と低圧用センサー49を一台のガス圧力計の中、特に、同じ圧力センサー部2内にセンサー機構部として組み込み収納するようにしたことで、簡便な形態となり、基本的に携帯式圧力計とすることができる。

0065

また、電源には電池が使用されるが、電磁弁48を省電力の形態になるように工夫し、電池の消耗を抑え、圧力測定時間を長くできるようにした。すなわち、電磁弁48の開閉用弁体68は閉止状態ではスプリング71で開放状態では永久磁石73でそれぞれの位置に自己保持する形態であるから、電流は切り替え時に励磁コイル77に瞬時に流すだけで済む。また、一般的な電磁弁は電磁コイルを励磁し続ける電力が必要であるが、この例では、省電力化が図れるため、電池の消耗を抑え、長時間の使用を可能としているので、工事現場等での使用に適する。本例の電磁弁48の弁開閉機構は中高圧から低圧用センサー49を保護すると共に極めて低消費電力自己保持型電磁弁としたことで電池駆動式広域圧力計を提供できるようになった。もちろん、この圧力計に他の携帯型電源の使用も容易である。

0066

尚、上述した電磁弁48では、スプリング71、永久磁石73及び鉄片76を組み合わせることで、励磁コイル77に対する通電を継続することなく、励磁コイル77に瞬間的に通電することで弁を閉じ、または弁を開き、それらの状態が切り替わった後は無給電でその状態を維持できる自己保持機能を備えるようにしたが、トグル機構を採用することで励磁コイル77に通電すると弁を閉じ、または開いた状態に機械的に維持する形態のメカ的自己保持機構を備えたものでもよい。

0067

また、上記の説明において、低圧領域と中高圧領域の2つの領域というとき、中高圧領域とは低圧領域を越える圧力の領域を含む意味である。

0068

ここでは低圧領域と中高圧領域の2つの高低領域に区分したが、低圧領域と中圧領域と高圧領域との3つの領域に区分してそれぞれの領域についての圧力センサーを用いてそれぞれの領域についての圧力を測定するようにしてもよい。この場合にもセンサー保護用電磁弁を用いてそれぞれの領域の圧力センサーにその領域以上の圧力が加わらないようにしてそれぞれの領域の圧力を測定する。

0069

本発明は前述した形態のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しなければ、他の形態に変更可能である。

0070

本発明は、ガス設備の定期的な気密検査や、中圧から低圧へガス圧を減少(減圧)させるとき、または低圧から中圧へガス圧力を増加(昇圧)させる際の連続的なガス圧力監視、中圧導管工事に伴う配管内圧力の減少および昇圧の監視等の他、ガスメータの交換又はガス配管等の設備の設置工事や改修工事が行われた場合等、ガス配管のガス圧を測定するガス配管気密検査に使用できる。

0071

1…圧力計本体
2…圧力センサー部
25…制御装置
40…圧力導入口
43…導入管路
44…マニホルド配管
45…中高圧用センサー
46…中高圧測定用管路
47…低圧測定用管路
48…低圧センサー保護用電磁弁
49…低圧用センサー
50…圧力信号処理回路
80…ガス配管
82…検査口

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