導管的堵塞診斷裝置以及堵塞診斷方法

2023-12-05 02:23:36 2

專利名稱：導管的堵塞診斷裝置以及堵塞診斷方法
技術領域：
本發明涉及一種將因壓力產生顫動的液體、漿體、氣體等測定對象經由導管導入到壓力變送器來檢測測定對象的壓力的壓力測定裝置，特別涉及診斷導管的堵塞狀態的導管的堵塞診斷裝置以及堵塞診斷方法。
背景技術：
一直以來，在過程工業領域中，為了檢測例如過程變量來控制過程，而使用壓力變送器。壓力變送器也被稱為壓力傳送器。該壓力變送器通過測定兩點間的壓力差、或者絕對壓力，而能夠測定壓力、流量、液位、比重等過程變量。一般在使用壓力變送器來測定過程變量的情況下，從液體等測定對象流過的過程配管上設置的孔等差壓產生機構的兩側等， 經被稱為導管的細管路將測定對象向壓力變送器導入。在這樣的裝置結構中，由於測定對象在導管內部會附著固體物等，從而有時會堵塞導管。當導管完全堵塞時就無法準確地測定過程變量，因此對機械設備的影響非常大。但是，由於壓力會被傳遞到壓力變送器上直至導管完全堵塞為止，因此很難將堵塞的影響體現到過程變量的測定值。針對這個問題，還使得不需要導管的遠程密封型的壓力變送器實用化。但是，使用導管測定過程變量的機械設備非常多，所以要求在線(on line)實現導管的堵塞診斷功能。現在，作為診斷導管的堵塞狀態的技術公知有日本特公平7-11473號公報、日本專利第3139597號公報公開的技術。日本特公平7-11473號公報公開的異常檢測裝置，如圖20所示，是在一定時間範圍內輸入檢查對象的信號，並檢測出所輸入的信號在一定時間內的最大變動幅度W，將檢測出的最大變動幅度W與預先確定的閾值進行比較，在最大變動幅度W小於閾值時，則判斷為信號發生了異常。在圖20中，Smax是信號的最大值，Smin是信號的最小值。在日本特公平7-11473號公報中公開了若應用該異常檢測裝置則能夠診斷導管的堵塞狀態。在日本特公平7-11473號公報公開的異常檢測裝置中，在作為檢測信號的最大變動幅度W期間的一定時間充分地長於信號的變動周期的情況下，異常檢測裝置進行動作以便從相鄰的極大值和極小值的差中檢測出最大變動幅度W。另外，在上述一定時間短於信號的變動周期的情況下，異常檢測裝置進行動作以便只檢測出一定時間內的最大變動幅度。 特別是在離散地取樣取得信號的情況下，以如下方式動作當設定為將上述一定時間作為一個取樣期間量的變化量來進行檢測時，則檢測出信號的差分值( 微分值)。日本專利第3139597號公報公開的堵塞診斷裝置，是在檢測出測定對象的壓力顫動(變動)，且檢測出的顫動的大小與正常時的顫動的大小之差超過了預先確定的閾值時， 判斷為導管發生了堵塞的裝置。在日本專利第3139597號公報中作為表示壓力顫動的信號的例子，列舉出壓力的微分信號、壓力的上峰值(極大值)和下峰值(極小值)的差信號。 日本專利第3139597號公報公開的壓力的微分信號相當於日本特公平7-11473號公報公開的信號的差分值，日本專利第3139597號公報公開的差信號相當於日本特公平7-11473號公報公開的最大變動幅度W。因此，日本特公平7-11473號公報公開的技術和日本專利第 3139597號公報公開的技術可以說是基於共同的技術思想的技術。如上述那樣，在日本特公平7-11473號公報、日本專利第3139597號公報公開的技術中，基於壓力顫動的大小來診斷導管的堵塞狀態，在進行該診斷時需要作為診斷的基準的閾值。在日本特公平7-11473號公報、日本專利第3139597號公報公開的技術中存在必須根據壓力的大小適宜地變更該閾值這樣的問題，還存在閾值的變更需要花費時間和要求有專業的知識這樣的問題。為了易於理解，假定使用極端的數值來說明以往的問題。例如即使100[kPa]的壓力值中士3[kPa]的顫動為異常，也難以認為5[kPa]的壓力值中士3[kPa]的顫動也同樣異常。因此，在壓力值為100[kPa]的情況下和壓力值為5[kPa]的情況下使用共同的閾值是不適宜的，因此考慮在壓力值為5[kPa]的情況下必需減小閾值。另外，例如在平滑化後成為大致100[kPa]壓力的狀態下，瞬間地壓力從80[kPa] 至82[kPa]有2[kPa]的顫動時，在平滑化後成為大致60 [kPa]壓力的狀態下，瞬間地壓力從80[kPa]至82[kPa]有2[kPa]的顫動時，也不能判斷為堵塞的程度相同。因此可以認為上述兩種情況下使用共同的閾值是不適宜的。如根據以上的說明所明確的那樣，在日本特公平7-11473號公報、日本專利第 3139597號公報所公開的技術中，需要將作為診斷的基準的閾值進行適宜地變更。

發明內容
本發明是為了解決上述課題而做出的，其目的在於提供能夠減輕作為診斷基準的閾值的變更必要性的導管的堵塞診斷裝置以及堵塞診斷方法。本發明的導管的堵塞診斷裝置，其特徵在於，具備壓力檢測單元，其經導管檢測因壓力產生顫動的測定對象的上述壓力；顫動速度檢測單元，其基於由該壓力檢測單元檢測出的壓力值來檢測上述顫動的速度；判斷單元，其基於上述顫動的速度判斷上述導管的堵塞狀態。另外，本發明的導管的堵塞診斷方法，其特徵在於，包括以下步驟壓力檢測步驟， 經導管檢測使壓力產生顫動的測定對象的上述壓力；顫動速度檢測步驟，基於由該壓力檢測步驟檢測出的壓力值來檢測上述顫動的速度；判斷步驟，基於上述顫動的速度判斷上述導管的堵塞狀態。根據本發明，通過檢測壓力的顫動的速度，並基於顫動的速度判斷導管的堵塞狀態，而變得無需對作為診斷的基準的閾值進行細調，從而能夠減輕變更閾值的必要性。


圖1是說明本發明的導管的堵塞診斷方法的流程圖。圖2是表示本發明的第一實施例的壓力測定裝置的結構的立體圖。圖3是表示本發明的第一實施例的導管的堵塞診斷裝置的結構的框圖。圖4是用於說明本發明的第一實施例的導管的堵塞診斷裝置的動作的波形圖。圖5是用於說明本發明的第一實施例的導管的堵塞診斷裝置的效果的圖。圖6是表示本發明的第二實施例的導管的堵塞診斷裝置的結構的框圖。
圖7是用於說明本發明的第二實施例的導管的堵塞診斷裝置的效果的圖。圖8是表示本發明的第三實施例的導管的堵塞診斷裝置的結構的框圖。圖9是表示本發明的第四實施例的導管的堵塞診斷裝置的結構的框圖。圖IOA IOB是用於說明本發明的第四實施例的導管的堵塞診斷裝置的動作的波形圖。圖11是用於說明本發明的第四實施例的導管的堵塞診斷裝置的效果的圖。圖12是表示本發明的第五實施例的移動平均值算出部的結構例的框圖。圖13A 1 是用於說明本發明的第五實施例的移動平均值算出部的動作的波形圖。圖14是表示本發明的第六實施例的導管的堵塞診斷裝置的結構的框圖。圖15A 15B是用於說明本發明的第六實施例的導管的堵塞診斷裝置的動作的波形圖。圖16是用於說明本發明的第六實施例的導管的堵塞診斷裝置的效果的圖。圖17是用於說明本發明的第七實施例的導管的堵塞診斷裝置的動作的波形圖。圖18是表示本發明的第八實施例的導管的堵塞診斷裝置的結構的框圖。圖19是表示本發明的第九實施例的導管的堵塞診斷裝置的結構的框圖。圖20是說明診斷導管的堵塞狀態的以往的技術的圖。
具體實施例方式[發明原理]由於壓力的顫動現象是振動性的現象，所以能夠檢測相當於顫動的振幅和頻率的信息。日本特公平7-11473號公報、日本專利第3139597號公報公開的技術是示意性地檢測顫動的振幅的技術。發明人調查了導管的堵塞現象，結果發現即使利用示意性地檢測壓力顫動的頻率 (顫動的速度)的方法也能夠診斷導管的堵塞狀態，並想到了作為簡單地檢測相當於顫動的速度的信息的方法，採用數出一定時間內顫動的上下移動次數的方法。在數出一定時間內顫動的上下移動次數時，優選除去具有高於壓力顫動的主要分量的頻率的噪聲。如日本特公平7-11473號公報、日本專利第3139597號公報公開的技術那樣，在檢測壓力的顫動的振幅來診斷導管的堵塞狀態時，顫動的振幅狀況與壓力值自身變化的範圍連動地變化，因此必須根據該變化適宜地變更作為診斷的基準的閾值。另一方面，如本發明這樣，在檢測壓力的顫動的上下移動次數來診斷導管的堵塞狀態時，顫動的上下移動次數與作為測定對象的流體的粘性等的變化連動，只要導管是正常的，則在測定對象的粘性等不變化的範圍內，上下移動次數不會較大地變化，因此狀況變化保留在極有限的範圍內。因此產生與日本特公平7-11473號公報、日本專利第3139597 號公報公開的技術相同的問題的可能性低。即，在本發明中能夠減小變更閾值的必要性。圖1是說明本發明的導管的堵塞診斷方法的流程圖。在本發明中經導管檢測因壓力產生顫動的測定對象的壓力(步驟S100)，基於檢測出的壓力值來檢測顫動的速度(步驟 S101)，基於顫動的速度判斷導管的堵塞狀態(步驟S102)。[第一實施例]
接著，說明本發明的第一實施例。圖2是表示本發明的第一實施例的壓力測定裝置的結構的立體圖。1表示液體、漿體、氣體等測定對象所流動的配管，2表示設置於配管1 的差壓產生機構即孔(Orifice) ,3,4表示導管，5表示作為壓力檢測單元的壓力變送器。導管3、4從孔2兩側的2點將測定對象引向壓力變送器5。壓力變送器5對測定對象的2點間的差壓或者以真空或大氣壓為基準的測定對象的壓力進行測定。在本實施例中壓力變送器5是測定以真空或大氣壓為基準的測定對象的壓力的裝置。壓力變送器5輸出表示測定出的壓力值的電信號。圖3是表示本發明的第一實施例的導管的堵塞診斷裝置的結構的框圖。堵塞診斷裝置包括接收從壓力變送器5輸出的信號的接收部10、基於由壓力變送器5測定出的壓力值來檢測壓力的顫動的速度的顫動速度檢測單元即上下移動次數檢測部11、基於顫動的上下移動次數來判斷導管3、4的堵塞狀態的判斷部12、和在判斷出在導管3、4發生了堵塞時發出警報的警報輸出部13。上下移動次數檢測部11具有基準值算出部110和交叉次數檢測部111。判斷部 12具有比率算出部120和比較部121。接著，說明本實施例的堵塞診斷裝置的動作。圖4是用於說明本實施例的堵塞診斷裝置的動作的波形圖，且是表示由壓力變送器5測定出的壓力值P的變化的1例的圖。另外，在圖4中，以連續的波形表示壓力值P，但是在本實施例中實際處理的信號是定期地被取樣得到的壓力數據。接收部10接收從壓力變送器5的數字輸出端子輸出的壓力數據。另外，當然也可以是從壓力變送器5輸出的模擬信號，接收部10對從壓力變送器5輸出的模擬信號進行A/ D轉換以輸出壓力數據的形式。接著，上下移動次數檢測部11的基準值算出部110，如圖4所示，將壓力值P的時間序列劃分為連續的多個區間S1、S2、S3、S4...，按每個區間計算壓力值P的基準值ft·。圖 4所示的ft~l、ft~2、Pr3分別是在區間Si、S2、S3算出的基準值。各區間可以按一定時間劃分，也可以按一定的取樣數劃分。此外，作為基準值，是基準值算出對象區間中的壓力值P 的平均值或者中間值。接著，上下移動次數檢測部11的交叉次數檢測部111，按每個區間對檢測對象區間的壓力值P與在前一個區間算出的基準值ft·交叉的次數進行計數。即，如果檢測對象區間是S2，則對區間S2的壓力值P與在前一個區間Sl算出的基準值Prl交叉的次數進行計數。該交叉次數為壓力的顫動的上下移動次數。接著，判斷部I2的比率算出部120，為了使交叉次數檢測部111的檢測結果標準化，按每個區間計算將交叉次數檢測部111計數出的交叉次數除以1個區間的取樣數所得到的比率。判斷部12的比較部121對比率算出部120算出的比率與預定的閾值進行比較，在比率連續低於閾值時，判斷為導管3、4產生了堵塞。具體來說，比較部121，在比率連續低於閾值規定次數時，或者規定數的區間的比率的平均值低於閾值時，判斷為導管3、4產生了堵塞即可。警報輸出部13，在判斷為導管3、4產生了堵塞時發出警報。作為此時的警報通知的例子，具有例如利用蜂鳴聲或語音的通知和利用燈閃爍進行的通知等。
圖5是用於說明本實施例的效果的圖，是表示三個壓力狀態下交叉次數與取樣數的比率的圖。圖5是基於用圖2所示的壓力測定裝置實際測定了壓力而得的數據的圖。圖 5中的Rl表示正常時的比率、R2表示導管堵塞異常時的比率。壓力值97[kPa]、25[kPa]、 7[kPa]是將多個區間的壓力數據平滑化後的值。導管的堵塞通過縮小安裝於壓力變送器5 的三通歧管閥的開度來模擬。雖也依存於區間的取樣數，但是交叉次數存在偏差，因此求出多個區間的交叉次數的集合平均值，並將該平均值除以從1個區間的取樣數減1所得到的數而求出比率。該比率取從0到1的值，但隨著導管的堵塞的惡化而成為接近0的值。測定對象的壓力的數據是通過將壓力變送器5的高壓側或低壓側的任意一方向大氣壓開放， 並測定與大氣壓的差壓而求出的。大氣壓的量雖成為偏差，但不妨礙對本實施例的妥當性的討論。根據圖5可知，在正常時和異常時比率發生變化，存在診斷導管的堵塞所需的足夠的差異。在圖5的例子中可知，例如，如果將閾值設定為0. 4或0. 3左右，則能夠劃分導管是正常的情況以及導管發生堵塞的情況。此外可知，在測定對象的壓力是97[kPa]、 25[kPa]、7[kPa]中的任一個狀態下比率的狀況均不發生較大的變化，即使測定對象的壓力有較大的變化，也無需改變閾值。如以上那樣，根據本實施例，可以基於壓力的顫動的上下移動次數來診斷導管的堵塞狀態。本實施例中，無需減小作為診斷的基準的閾值，故能夠減輕變更閾值的必要性。 此外，本實施例由於能夠實時地對交叉次數進行計數，因此適於在過程工作的狀態下診斷導管的堵塞狀態的在線實施。[第二實施例]接著，說明本發明的第二實施例。圖6是表示本發明的第二實施例的導管的堵塞診斷裝置的結構的框圖，對與圖3相同的結構標記了相同的符號。本實施例的堵塞診斷裝置包括接收部10、上下移動次數檢測部11a、判斷部12和警報輸出部13。本實施例中，將壓力的顫動的上下移動切換的次數作為上下移動次數進行計數。 上下移動次數檢測部Ila具有差值算出部112、交叉次數檢測部113。接著，說明本實施例的堵塞診斷裝置的動作。上下移動次數檢測部Ila的差值算出部112，將壓力值P的時間序列劃分為連續的多個區間，如下式所示計算出壓力值P(t)與一定時間前的壓力值P (t-d)的差值Pd (t)。Pd(t) = P (t)-P (t-d) . . . (1)若作為一定時間d選擇取樣周期，則變為獲取與前1個取樣值之差，變得等價於求取壓力值的1階差分。其中，一定時間d無需是取樣周期。差值算出部112按壓力的各取樣值進行以上這樣的計算。上下移動次數檢測部Ila的交叉次數檢測部113按每個區間對由差值算出部112 算出的差值與0交叉的次數(零交叉次數)進行計數。該零交叉次數成為壓力顫動的上下移動次數。與第一實施例同樣地，判斷部12的比率算出部120按每個區間計算將交叉次數檢測部113數出的零交叉次數除以1個區間的取樣數而得到的比率。比較部121以及警報輸出部13的動作與第一實施例相同。圖7是用於說明本實施例的效果的圖，是表示三個壓力狀態下的零交叉次數與樣本數的比率的圖。圖7是基於與圖5的情況同樣地求出的壓力的數據的圖。根據圖7可知在正常時和異常時比率發生變化，且存在診斷導管的堵塞所需的足夠的差異。在圖7的例子中可知，例如如果將閾值設定為0. 3或0. 2左右，則能夠劃分導管是正常的情況和導管發生堵塞的情況。另外可知，測定對象的壓力在97[kPa]、25[kPa]、7[kPa]的任一狀態下，比率的狀況均不發生較大的變化，即使測定對象的壓力發生了較大的變化，也無需改變閾值。如上所述，根據本實施例，能夠獲得與第一實施例同樣的效果。本實施例，對壓力值進行高通濾波處理，可以僅提取壓力的顫動。另外，也可以由差值算出部112求出壓力值之差的差。該情況下，由於加上了比壓力值強的高通濾波器，所以可以僅提取並強調壓力的顫動。[第三實施例]接著，說明本發明的第三實施例。圖8是表示本發明的第三實施例的導管的堵塞診斷裝置的結構的框圖，對與圖3相同的結構標記相同的符號。本實施例的堵塞診斷裝置包括接收部10、上下移動次數檢測部lib、判斷部12和警報輸出部13。本實施例基於與第二實施例同樣的思想，替代差值的零交叉次數而將壓力的極大值與極小值的個數作為上下移動次數進行計數。上下移動次數檢測部lib具有極大值極小值檢測部114。極大值極小值檢測部114 將壓力值P的時間序列劃分為連續的多個區間，按每個區間對壓力值P的極大值和極小值的個數進行計數。與第一實施例同樣，判斷部12的比率算出部120按每個區間對極大值極小值檢測部114計數出的極大值和極小值的個數除以1個區間的取樣數而得的比率進行計算。比較部121以及警報輸出部13的動作與第一實施例相同。這樣，本實施例也能夠獲得與第一實施例同樣的效果。[第四實施例]接著，說明本發明的第四實施例。圖9是表示本發明的第四實施例的導管的堵塞診斷裝置的結構的框圖、對與圖3相同的結構標記了相同的符號。本實施例的堵塞診斷裝置包括接收部10、上下移動次數檢測部11c、判斷部12和警報輸出部13。上下移動次數檢測部Ilc具有移動平均值算出部115和交叉次數檢測部116。圖10A、圖IOB是用於說明本實施例的堵塞診斷裝置的動作的波形圖、圖IOA是表示用壓力變送器5測定出的壓力值P與其移動平均值I^ve的變化的1例的圖、圖IOB是表示壓力值P與移動平均值I^ave的差值I^s的圖。另外，在圖10A、圖IOB中，將壓力值P、移動平均值I^ave以及差值I^s用連續的波形示出，在本實施例中實際處理的信號是定期地被取樣的壓力數據，且移動平均值I^ave與差值I^s也是離散的數據。移動平均值算出部115，將壓力值P的時間序列劃分為連續的多個區間，計算壓力值P的移動平均值I^ave。作為移動平均值Pave，除了通常的移動平均值之外，還可以利用加權移動平均值、被遞歸地計算而具有呈指數性衰減的加權的加權移動平均值即 EffMA(Exponentially Weighted Moving-Average 指數加權移動平均)等。移動平均值算出部115按壓力的每個取樣值進行移動平均值I^ve的計算。接著，交叉次數檢測部116按每個區間對檢測對象區間的壓力值P與移動平均值 I^ave交叉的次數進行計數。具體來說，交叉次數檢測部116，如圖IOB所示計算壓力值P與其移動平均值I^ave的差值1^，並按每個區間計數差值I^s的零交叉即可。該零交叉次數為壓力的顫動的上下移動次數。與第一實施例同樣，判斷部12的比率算出部120按每個區間計算交叉次數檢測部 116計數出的零交叉次數除以1個區間的取樣數所得的比率。比較部121以及警報輸出部 13的動作與第一實施例相同。圖11是用於說明本實施例的效果的圖，是表示三個壓力狀態下的零交叉次數與樣本數的比率的圖。圖11是基於與圖5的情況同樣地求出的壓力的數據的圖。根據圖11 可知在正常時和異常時比率發生變化，且存在診斷導管的堵塞所需的足夠的差異。在圖11 的例子中可知，例如如果將閾值設定為0. 2左右，則能夠劃分導管是正常的情況和導管發生堵塞的情況。另外可知，測定對象的壓力在97[kPa]、25[kPa]、7[kPa]任一狀態下，比率的狀況均不發生較大的變化，即使測定對象的壓力發生了較大的變化，也無需改變閾值。這樣，對於本實施例也能夠獲得與第一實施例同樣的效果。此外，在本實施例中， 針對壓力值P的變動的計算的隨動性變好。[第五實施例]接著，說明本發明的第五實施例。圖12是表示圖9所示的移動平均值算出部115 的1個結構例的框圖。移動平均值算出部115具有減法部1150、限幅電路1151、加法部1152 和1次延遲處理部1153、1154。圖13A、圖13B、圖13C是用於說明本實施例的移動平均值算出部115的動作的波形圖，圖13A是表示用壓力變送器5測定出的壓力值P的變化的1例的圖、圖1 是表示對壓力值P實施變化率限幅處理後的壓力值Pl的圖、圖13C是表示對壓力值Pl實施了 2次延遲處理後的壓力值I^ave的圖。另外，圖13A、圖13B、圖13C中用連續的波形示出壓力值 P、PI、I^ave，但是在本實施例中實際處理的信號是定期被取樣的壓力數據，壓力值PI、I3ave 也是離散的數據。減法部1150從壓力值P中減去前1次取樣的前次值。限幅電路1151實施限制壓力值P與前次值的差值的限幅處理。加法部1152對限幅電路1151的輸出值和前1次取樣的前次值進行相加。由此，從加算部1152輸出的前1次取樣的前次值變為如圖1 所示的壓力值Pl那樣被實施了變化率限幅處理的值。接著，1次延遲處理部1153對壓力值Pl實施1次延遲處理，1次延遲處理部1154 對1次延遲處理部1153的輸出值實施1次延遲處理。這樣，從1次延遲處理部IlM輸出的值變為如圖13C所示的壓力值I^ve那樣被實施了 2次延遲處理的值。根據本實施例，能夠將壓力的顫動現象以外的低頻分量的變動變緩，能夠大致實時地獲得非常接近第四實施例中說明的移動平均值I^ave的數值(大致平均值)。此外，通過2次延遲時常數的調整還可以除去壓力值P的高頻的信號噪聲的影響。除移動平均值算出部115以外的結構以及動作如第四實施例說明的那樣。[第六實施例]接著，說明本發明的第六實施例。圖14是表示本發明的第六實施例的導管的堵塞診斷裝置的結構的框圖，對與圖3相同的結構標記相同的符號。本實施例的堵塞診斷裝置的構成包括接收部10、上下移動次數檢測部lid、判斷部12和警報輸出部13。本實施例基於與第四、第五實施例同樣的思想。
上下移動次數檢測部Ild具有趨勢線算出部117和交叉次數檢測部118。圖15A、圖15B是用於說明本實施例的堵塞診斷裝置的動作的波形圖，圖15A是表示由壓力變送器5測定出的壓力值P與其趨勢線Pt的變化的1例的圖、圖15B是表示壓力值P與趨勢線Pt的差值I^s的圖。另外，在圖15A、圖15B中，用連續的波形表示壓力值P以及差值1^，但是在本實施例實際處理的信號是定期被取樣的壓力數據，差值I3S也是離散的數據。趨勢線算出部117，將壓力值P的時間序列劃分為連續的多個區間，按每個區間計算壓力值P的趨勢線Pt。作為趨勢線Pt的例子，有例如壓力值P的時間序列的最小平方近似直線。接著，交叉次數檢測部118按每個區間對檢測對象區間的壓力值P與趨勢線Pt交叉的次數進行計數。具體來說，交叉次數檢測部118，如圖15B所示計算出壓力值P與其趨勢線Pt的差值1^，按每個區間對差值I^s的零交叉計數即可。該零交叉次數為壓力顫動的上下移動次數。與第一實施例同樣，判斷部12的比率算出部120按每個區間計算交叉次數檢測部 118計數出的零交叉次數除以1個區間的取樣數所得的比率。比較部121以及警報輸出部 13的動作與第一實施例相同。圖16是用於說明本實施例的效果的圖，是表示三個壓力狀態下的零交叉次數與樣本數的比率的圖。圖16是基於與圖5的情況同樣地求出的壓力的數據的圖。根據圖16 可知在正常時和異常時比率發生變化，且存在診斷導管的堵塞所需的足夠的差異。在圖16 的例子中可知，例如如果將閾值設定為0. 3左右，則能夠劃分導管是正常的情況和導管發生堵塞的情況。另外可知，測定對象的壓力在97[kPa]、25[kPa]、7[kPa]任一狀態下，比率的狀況均不發生較大的變化，即使測定對象的壓力發生了較大的變化，也無需改變閾值。這樣，在本實施例中也能夠獲得與第一實施例同樣的效果。此外，在本實施例中， 針對壓力值P的變動的計算的隨動性變好，但是相對第一實施例，計算量會增加。[第七實施例]在第一實施例中，按每個區間對檢測對象區間的壓力值P與在其前一個的基準值算出對象區間算出的基準值交叉的次數進行計數，但也可以使基準值算出對象區間與檢測對象區間變為相同。即、也可以在檢測對象區間算出壓力值P的基準值之後，對檢測對象區間的壓力值P與基準值交叉的次數進行計數。在本實施例，導管的堵塞診斷裝置的結構與第一實施例相同，因此使用圖3的符號進行說明。圖17是用於說明本實施例的堵塞診斷裝置的動作的波形圖，是表示由壓力變送器5測定出的壓力值P的變化的1例的圖。另外，在圖17中，用連續的波形表示壓力值P， 但是在本實施例中實際處理的信號是定期被取樣的壓力數據。本實施例的基準值算出部110將壓力值P的時間序列劃分為連續的多個區間Si、 S2...，並按每個區間計算壓力值P的基準值Pr。圖17所示的ft~l、Pr2是分別在區間Si、 S2算出的基準值。與第一實施例同樣，作為基準值具有壓力值P的平均值或者中間值。接著，交叉次數檢測部111按每個區間對檢測對象區間的壓力值P與在該區間算出的基準值ft·交叉的次數進行計數。即，如果檢測對象區間是S2，則對區間S2的壓力值P 與基準值Pr2交叉的次數進行計數。該交叉次數為壓力的顫動的上下移動次數。
判斷部12以及警報輸出部13的動作與第一實施例相同。本實施例的效果以第一實施例為基準，但是基準值到區間的全部取樣齊備之前無法確定，因此無法計算出交叉次數。因此，與第一實施例相比不太適合在線實施。[第八實施例]在第七實施例中，將平均值或者中間值作為壓力值P的基準值，但是也可以將檢測對象區間的最初的壓力值P作為基準值。圖18是表示本發明的第八實施例的導管的堵塞診斷裝置的結構的框圖，對與圖3同樣的結構標記相同的符號。本實施例的堵塞診斷裝置的構成包括接收部10、上下移動次數檢測部lie、判斷部12和警報輸出部13。上下移動次數檢測部lie具有基準值導出部119和交叉次數檢測部140。上下移動次數檢測部lie的基準值導出部119將壓力值P的時間序列劃分為連續的多個區間，並將各區間的最初的壓力值P作為該區間的基準值。接著，上下移動次數檢測部lie的交叉次數檢測部140按每個區間對檢測對象區間的壓力值P與該區間的基準值交叉的次數進行計數。該交叉次數為壓力的顫動的上下移動次數。判斷部12以及警報輸出部13的動作與第一實施例相同。本實施例的情況下，能夠實時地計數交叉次數這點與第一實施例相同，但是計算量減少無需計算平均值和中間值的部分，安裝也變得容易。由於不是使用平均值和中間值， 而是將檢測對象區間的最初的壓力值用作基準值，因此在1個區間進行的計算變得稍粗， 但是如果在取得足夠多區間數的基礎上求取各區間的交叉次數的平均值，並將該交叉次數的平均值賦予判斷部12，則能夠獲得有意義的診斷結果。但是，在使用多個區間的交叉次數的平均值時，診斷所需要的時間變長。另外，第一 第八實施例中，將顫動的上下移動次數除以1個區間的取樣數而求得比率，將該比率與閾值進行比較，但是不限於此，當然也可以將上下移動次數與閾值直接進行比較。[第九實施例]接著，說明本發明的第九實施例。圖19是表示本發明的第九實施例的導管的堵塞診斷裝置的結構的框圖、對與圖3相同的結構標記相同的符號。本實施例的堵塞診斷裝置的構成包括接收部10、上下移動次數檢測部Ilf、判斷部1 和警報輸出部13。本實施例中，作為與壓力顫動的上下移動次數相當的信息，檢測出壓力值P的極大值和極小值的時間間隔。上下移動次數檢測部Ilf具有時間間隔檢測部141。判斷部1 具有比較部122。時間間隔檢測部141將壓力值P的時間序列劃分為連續的多個區間，按每個區間檢測壓力值P的極大值和極小值的時間間隔。根據例如圖4的例子可知，在1個區間內出現多個壓力值P的極大值和極小值，因此在1個區間中檢測出的時間間隔也是多個。因此， 時間間隔檢測部141實際求出的時間間隔為多個時間間隔的平均值。判斷部12a的比較部122對時間間隔檢測部141求出的時間間隔和預先確定的閾值進行比較，在時間間隔持續地高於閾值時，判斷為導管3、4產生了堵塞。具體來說，比較部122，在時間間隔連續規定次數高於閾值時、或者規定數目的區間的時間間隔的平均值高於閾值時，判斷為導管3、4產生了堵塞。
警報輸出部13的動作與第一實施例相同。這樣，對於本實施例也能夠獲得與第一實施例同樣的效果。另外，第一 第九實施例中，至少上下移動次數檢測部ll、lla、llb、llC、lld、lle、 Ilf和判斷部12、12a，可以通過例如具備CPU、存儲器以及接口的計算機和控制上述硬體資源的程序來實現。CPU根據存儲於存儲器中的程序來執行在第一 第九實施例說明過的處理。產業上的可利用性本發明能夠適用於診斷導管的堵塞狀態的技術。
權利要求
1.一種導管的堵塞診斷裝置，其特徵在於，具備壓力檢測單元，其經由導管檢測因壓力產生顫動的測定對象的上述壓力； 顫動速度檢測單元，其基於由該壓力檢測單元檢測出的壓力值檢測上述顫動的速度； 判斷單元，其基於上述顫動的速度判斷上述導管的堵塞狀態。
2.根據權利要求1所述的導管的堵塞診斷裝置，其特徵在於，上述顫動速度檢測單元具備上下移動次數檢測單元，該上下移動次數檢測單元將由上述壓力檢測單元檢測出的壓力值的時間序列劃分為多個區間，並按每個區間檢測上述顫動的上下移動次數或者與上下移動次數相當的信息來作為表示上述顫動的速度的信息，上述判斷單元具備比較單元，該比較單元將上述顫動的上下移動次數或者與上下移動次數相當的信息，與規定的閾值進行比較，來判斷上述導管的堵塞狀態。
3.根據權利要求2所述的導管的堵塞診斷裝置，其特徵在於， 上述上下移動次數檢測單元具備基準值算出單元，其按每個區間計算由上述壓力檢測單元檢測出的壓力值的基準值； 交叉次數檢測單元，其按每個區間將檢測對象區間的壓力值與在前一個區間算出的上述基準值交叉的次數作為上述上下移動次數進行計數。
4.根據權利要求2所述的導管的堵塞診斷裝置，其特徵在於， 上述上下移動次數檢測單元具備基準值算出單元，其按每個區間計算由上述壓力檢測單元檢測出的壓力值的基準值； 交叉次數檢測單元，其按每個區間將檢測對象區間的壓力值與在該區間算出的上述基準值交叉的次數作為上述上下移動次數進行計數。
5.根據權利要求3所述的導管的堵塞診斷裝置，其特徵在於， 上述基準值是上述壓力值的平均值或中間值。
6.根據權利要求4所述的導管的堵塞診斷裝置，其特徵在於， 上述基準值是上述壓力值的平均值或中間值。
7.根據權利要求2所述的導管的堵塞診斷裝置，其特徵在於， 上述上下移動次數檢測單元具備差值算出單元，其計算由上述壓力檢測單元檢測出的壓力值與一定時間前的壓力值的差值；交叉次數檢測單元，其按每個區間將檢測對象區間的上述差值的零交叉次數作為上述上下移動次數進行計數。
8.根據權利要求2所述的導管的堵塞診斷裝置，其特徵在於，上述上下移動次數檢測單元具備極大值極小值檢測單元，該極大值極小值檢測單元按每個區間將由上述壓力檢測單元檢測出的壓力值的極大值和極小值的數目作為上述上下移動次數進行計數。
9.根據權利要求2所述的導管的堵塞診斷裝置，其特徵在於， 上述上下移動次數檢測單元具備移動平均值算出單元，其計算由上述壓力檢測單元檢測出的壓力值的移動平均值； 交叉次數檢測單元，其按每個區間將檢測對象區間的壓力值與上述移動平均值交叉的次數作為上述上下移動次數進行計數。
10.根據權利要求2所述的導管的堵塞診斷裝置，其特徵在於， 上述上下移動次數檢測單元具備變化率限幅處理單元，其對由上述壓力檢測單元檢測出的壓力值實施變化率限幅處理；2次延遲處理單元，其對上述變化率限幅處理後的壓力值實施2次延遲處理；和交叉次數檢測單元，其按每個區間將檢測對象區間的壓力值與上述2次延遲處理單元的輸出值交叉的次數作為上述上下移動次數進行計數。
11.根據權利要求2所述的導管的堵塞診斷裝置，其特徵在於， 上述上下移動次數檢測單元具備趨勢線算出單元，其按每個區間計算由上述壓力檢測單元檢測出的壓力值的趨勢線； 交叉次數檢測單元，其按每個區間將檢測對象區間的壓力值與上述趨勢線交叉的次數作為上述上下移動次數進行計數。
12.根據權利要求2所述的導管的堵塞診斷裝置，其特徵在於， 上述上下移動次數檢測單元具備基準值導出單元，其按每個區間採用各區間的最初的壓力值來作為基準值； 交叉次數檢測單元，其按每個區間將檢測對象區間的壓力值與該區間的上述基準值交叉的次數作為上述上下移動次數進行計數。
13.根據權利要求2所述的導管的堵塞診斷裝置，其特徵在於，在上述顫動的上下移動次數持續地低於上述閾值時，上述比較單元判斷為上述導管產生了堵塞。
14.根據權利要求2所述的導管的堵塞診斷裝置，其特徵在於，上述判斷單元還具備比率算出單元，該比率算出單元按每個區間計算上述顫動的上下移動次數除以1個區間的取樣數所得的比率，上述比較單元將上述比率與上述閾值進行比較來替代將上述顫動的上下移動次數與上述閾值進行比較，在上述比率持續地低於上述閾值時，判斷為上述導管產生了堵塞。
15.根據權利要求2所述的導管的堵塞診斷裝置，其特徵在於，上述上下移動次數檢測單元具備時間間隔檢測單元，該時間間隔檢測單元按每個區間檢測由上述壓力檢測單元檢測出的壓力值的極大值和極小值的時間間隔來作為與上述上下移動次數相當的信息。
16.根據權利要求15所述的導管的堵塞診斷裝置，其特徵在於，在上述時間間隔持續地高於上述閾值時，上述比較單元判斷為上述導管產生了堵塞。
17.一種導管的堵塞診斷方法，其特徵在於，包括如下步驟壓力檢測步驟，經由導管檢測因壓力產生顫動的測定對象的上述壓力； 顫動速度檢測步驟，基於由該壓力檢測步驟檢測出的壓力值檢測上述顫動的速度； 判斷步驟，基於上述顫動的速度判斷上述導管的堵塞狀態。
18.根據權利要求17所述的導管的堵塞診斷方法，其特徵在於，上述顫動速度檢測步驟具備上下移動次數檢測步驟，將由上述壓力檢測步驟檢測出的壓力值的時間序列劃分為多個區間，並按每個區間檢測出上述顫動的上下移動次數或者與上下移動次數相當的信息來作為表示上述顫動的速度的信息，上述判斷步驟具備比較步驟，將上述顫動的上下移動次數或者與上下移動次數相當的信息，與規定的閾值進行比較，來判斷上述導管的堵塞狀態。
全文摘要
壓力變送器經由導管來檢測因壓力產生顫動的液體、漿體、氣體等測定對象的壓力。導管的堵塞診斷裝置具備上下移動次數檢測部(11)，其將由壓力變送器檢測出的壓力值的時間序列劃為多個區間，並按每個區間檢測顫動的上下移動次數；判斷部(12)，其將顫動的上下移動次數與規定的閾值進行比較來判斷導管的堵塞狀態。
文檔編號G01L19/12GK102227620SQ200980147888
公開日2011年10月26日 申請日期2009年12月1日 優先權日2008年12月1日
發明者田中雅人, 田原鐵也 申請人:株式會社山武