专利名称：传感器、程序存储单元、控制单元以及程序存储介质的制作方法
技术领域：
本发明涉及传感器、程序存储单元、控制单元以及程序存储介质。
背景技术：
现有技术中，公知一种可对例如压力(压强)、流量等物理量进 行检测，并根据检测到的物理量作相应开关动作的物理量检测装置， 即传感器。
这种传感器包括检测装置，其根据检测对象的物理量的大小输 出相应的检测信号；CPU,其用于处理该检测装置输出的检测信号。 CPU是根据该检测装置输出的检测信号，通过按照物理量的检测原
行物理量的检测和产生开关动作。
因此，若想用一个传感器就能对例如像压力、流量这样完全不同 的多种物理量进行检测，需要在传感器中对各种可能进行检测的物 理量设置与之相对应的各种处理程序。
然而，为了在传感器中对各种可能进行检测的物理量设置与之相 对应的各种处理程序，需要在传感器中设置能存储所有处理程序的 存储装置，并且还需要进行将这些处理程序全部写入存储装置的工 作，从制造成本等方面来看，这种结构并不令人满意。
发明内容
本发明有鉴于上述情况而作出，目的在于提供一种具有如下功能 的传感器等即使不预先存储多个处理程序，传感器也可按照检测 对象的不同进行相对应的处理。
为了达到上述目的，本发明的传感器包括检测装置，其用于输
出与检测对象的物理量相对应的检测信号；存储装置，其可存储处 理程序；运算装置，其根据所述检测装置输出的检测信号进行与所 述处理程序相对应的处理，所述存储装置中写入有从多个不同的处 理程序中选择出的处理程序。
此外，检测对象的"物理量"是指基于检测对象的种类(category) 或分类等的量，例如包括物、压力、静电容量、流量、应力、位 置、距离、速度、加速度、温度、湿度、硬度、形状、振动量(数)、 重量、排气量、排气种类、电磁量(强度)、气味等。
此外，"物理量"包括随检测对象的种类不同而不同的量，但本 发明并不限于此，包括在检测对象的种类相同的情况下，随检测对 象的物质不同而不同的量。例如，在检测对象的种类为压力，物质 为氩、氮、二氧化碳等不同物质的情况下，随该物质的不同而物理 量不同的情况也包括在本发明内。
所述处理程序不限于根据检测对象的物理量而进行处理的程序， 也可以是与语种相关的处理程序。所述语种不限于日语或英语等语 言自身的种类，也包括单位类的种类。例如，就压力单位在不同语 种中的使用而言，日本等国家使用"kPa:千帕"，而美国等国家使 用"bar:巴"，该情况下，相关的单位类的种类也包括在语种的范 围内。
采用本发明的技术方案，通过将从多个不同的处理程序中选择出 的处理程序写入存储装置，运算装置可对从检测装置输出的检测信 号按照处理程序进行信号处理。因此，即使不预先设置所需要的处 理程序，也可根据需要而写入适当的处理程序，以此来进行与检测 对象相对应的处理。此外，因不必将可能需要的所有处理程序预先 设置到传感器中，所以可减少存储装置中用于存储处理程序所需要 的存储容量。
作为优选实施方式，本发明的传感器由设置有所述检测装置的传 感头单元和设置有所述运算装置的控制单元构成，该传感器可将流 体作为才企测对象，并根据流体的压力、流量和温度对流体在流路内
的状态进行检测。该实施方式中，所述处理程序可使运算装置进行
如下处理通过对采样数据和检测数据进行比较，对流路的状态进 行才全测。其中，采样数据表示在对流路的状态进行检测前对流体 的压力、流量和温度进行采样而获得的流体的压力、流量和温度之 间的关系；检测数据表示在对流路的状态进行检测时获得的流体 的压力、流量和温度之间的关系。此外，所述实施方式中，处理程 序也可使运算装置进行如下处理通过对所述采样数据中的流体的 压力、流量以及温度两两之间的斜率和所述4全测数据中的流体的压 力、流量以及温度两两之间的相应斜率进行比较，对流3各的状态进 行才企测。
图l是立体图，示意地表示传感器的检测，其中局部采用剖面图 来表示。
图2是传感器和程序存储单元的框图。
图3是表示存储在程序存储单元中的多个处理程序与检测对象 之间相对应的图。
图4是对配管堵塞的检测处理进行说明的坐标图。 图5是试测(teaching )时的流程图。 图6是检测时的流程图。
图7是用于对第二实施方式的配管堵塞的检测处理进行说明的 坐标图。
图8是试测时的流程图。 图9是检测时的流程图。
图10是用于对第三实施方式的配管堵塞的检测处理进行说明的 坐标图。
图11是试测时的流程图。 图12是检测时的流程图。
图13是用于对第四实施方式的配管堵塞的检测处理进行说明的
坐标图。
图14是试测时的流程图。 图15是检测时的流程图。
图16是用于对第五实施方式的配管堵塞的检测处理进行说明的 坐标图。
图17是试测时的流程图。
图18是检测时的流程图。 〔附图标记说明〕
10:传感器，21:压力传感器传感头(检测装置)，22:流量传 感器传感头(检测装置)，23:压力检测部，24:温度检测部(检 测装置)，30:控制单元，31:运算装置，33: CPU, 35:存储装 置，36:模式切换开关，37:显示装置，38:网络I/F(外部程序输 入装置)，39:操作部，50:程序存储单元，51:读取装置，52: 程序存储装置，54:显示面板，55:操作部。
具体实施例方式
下面，参照图1 ~图6对本发明的第一实施方式进行说明。 本实施方式的传感器10根据气体或液体等流体流经的配管40 等流路内压力或流量的变化，对配管40内部的堵塞状况进行检测。 1.传感器的结构
如图1所示，传感器10包括压力传感器传感头21 (相当于本 发明的"传感头单元")，其用于对流路内的气体压力进行检测； 流量传感器22 (相当于本发明的"传感头单元")，其用于对流路 内的气体流量进行检测；控制单元30,其经由通信电缆C2等与传 感器传感头21、 22相连接。
控制单元30的背面设置有多个连接器部62、 63，其在检测对 象不同的情况下可被用来根据各检测对象与多个通信电缆C2相连 接；连接器，其用于与后述的程序存储单元50相连接。通过将与各 传感器传感头21、22相连接的通信电缆C2的端部插入连接器部62、
63,可在传感器传感头21、 22与控制单元30之间进行信息传输。
压力传感器传感头21固定在配管40的支承孔41A中，该压力 传感器传感头21包括压力导入接口 28,其导入口 28A的朝向与 配管40内流体的移动方向相反；压力检测部23(相当于本发明的"检 测装置")，其与压力导入接口 28连通，检测流体压力并输出与之 相对应的检测信号。压力检测部23由釆用半导体膜片的压力元件构 成。
本实施方式中，由于压力检测部23的压力检测会受周围温度影 响，所以由热敏电阻等构成的温度检测部24 (相当于本发明的"检 测装置")设置在压力检测部23附近并与之装在一起(one package), 即与压力检测部23 —起设置在压力传感器传感头21内。除压力检 测部23输出的与压力相对应的检测信号(模拟信号)之外，温度检 测部24输出的与温度相对应的检测信号(模拟信号)也输入控制单 元30,当传感器传感头21、 22输出的检测信号供给控制单元30时， 控制单元30则根据温度检测部24检测出的温度对压力检测部23检 测出的压力进行温度补偿，然后将修正后的压力值作为检测出的流 路内的气体(流体)的压力值。
流量传感器传感头22固定在配管40的支承孔41B中，流量检 测部26 (相当于本发明的"检测装置")将与流路内气体的流量相 对应的检测信号(模拟信号)输出给控制单元30。
流量传感器传感头22中设置有流体的流量导入接口 29,该流量 导入接口 29朝与流体流动的流路正交的方向开口 。流体的流量越大， 流入流量导入接口 29的流体的压力越大，所以可通过流量检测部26 输出与流入流量导入"t妄口 29的流体的压力相对应的^r测信号，来测 出在配管内流动的气体的流量。此外，流量传感器(流量检测部26) 不限于根据流体压力来检测流量，例如也可以采用热式、电磁式、 机械式流量传感器等其它方式的流量传感器。
控制单元30的前表面设置有模式切换开关36，其用于进行后 述的模式切换；显示装置37,其由LCD或七段LED等构成；用户
可操作的操作部39。
可通过对操作部3 9的上下开关进行操作来切换显示装置3 7中的 显示内容，还可由操作部39来指示后述的试测模式(teaching mode) 中的试测开始以及检测模式中的检测动作开始。
模式切换开关36用于在试测模式和检测模式之间进行切换，其 中，试测模式是指在对检测对象进行检测前，对检测对象的压力、 流量等进行采样；检测模式是指根据试测模式中获得的压力、流 量的信息对配管堵塞的状况进行检测。按压该模式切换开关36，则 可在试测模式和检领'J模式之间进行切换。
显示装置37由显示测量结果和检测用阈值等的第一显示部37A 和第二显示部37B构成。第一显示部37A中显示检测对象的压力， 第二显示部37B中显示检测对象的流量。
这些显示为根据设定的检测对象的单位转换后的数值。例如， 当设定的单位为"Pa"(帕斯卡)和"kPa"(千帕)时，显示装置 37中所显示的是通过CPU33转换后的与这些单位相对应的不同数 值。
第一显示部37A和第二显示部37B的显示都可以改变成其它显 示，例如，在检测有无物体时，也可由第二显示部37B来显示阈值。 就所述其它显示而言，可由第一显示部37A来显示经如下处理 后的检测对象的压力、流量以及温度等数值通过CPU33的运算换 算成与设定的单位相对应的数值，并由第二显示部37B来显示第一 显示部37A所显示的数值的单位(压力为"Pa" 、"kPa" 、 "bar" (巴)"mmHg"(毫米汞柱)、"inHg"(英寸汞柱)、"kgF/cm2，， (千克力/平方厘米)、"psr (磅/平方英寸)；温度为°C (摄氏 度)、F (华氏度)；流量为1/min、 1/sec、 ml/min等单位)。 2.传感器的电气结构
接下来，参照图2对本实施方式的传感器10的电气结构进行说明。
控制单元30包括用于进行模式切换的模式切换开关36;可存
储处理程序的存储装置35;运算装置31 (包括CPU33),其根据输 入的检测信号按照处理程序进行信号处理；显示装置37A、 37B;网 络I/F (接口 ) 38 (相当于本发明的"外部程序输入装置")，其用 于输入来自外部的信息并通过CPU33将该信息写入存储装置35。
存储装置35中存储的信息可被随意地改写(写入或擦除)，并 由即使断电数据也不会丟失的闪存构成。
运算装置31包括A/D转换器32,其将来自压力传感器传感头 21和流量传感器传感头22的检测信号转换成数字信号；CPU33,其 中被输入来自A/D转换器32的数据信号。
网络I/F38经由通信电缆Cl与存储有后述的多个处理程序的程 序存储单元50相连接，由此，程序存储单元50的信息(处理程序) 可输入网络I/F38,程序存储单元50内的处理程序可写入存储装置 35。
压力传感器传感头21输出的检测信号和流量传感器传感头22 输出的检测信号分别输入运算装置31,这些检测信号(模拟信号) 经由A/D转换器32转换成数字信号并输入CPU33。然后，CPU33 根据输入的检测信号按照存储装置35中存储的处理程序进行信号处 理。
本实施方式中，压力传感器和流量传感器输出的检测信号为表示 物理量大小的信息，为了在显示装置37上实际显示压力或流量，需 要按照与检测对象的种类等相对应的数值形式来对该物理量进行识 别。例如，就来自压力传感器的物理量而言，需要使CPU33按照压 力数值形式来对该物理量来进行识别的处理程序，就来自流量传感 器的物理量而言，需要使C P U 3 3按照流量数值形式来对该物理量进 行识别的处理程序。
此外，即使检测对象的种类相同，有时还需要与检测对象的物质 相对应的处理程序。例如，当^r测对象的种类为压力，物质为氩、 氮或二氧化碳等不同物质时，则需要与这些物质相对应的处理程序。
显示装置37也可根据存储在存储装置35中的处理程序，用与各
国语种相对应的文字进行显示。例如，当存储装置35中存储有以日 语文字符号等记载的处理程序时，显示装置37在用语言显示时则可 用曰语显示，当存储装置35中存储有以英语文字符号等记载的处理 程序时，显示装置37在用语言显示时则可用英语显示。
所述语种不限于所述日语或英语等语言自身的种类，也包括单位 类的种类。例如，就压力单位而言，因语种不同，存在使用"kPa: 千帕"的国家(日本等)，也存在使用"bar:巴"的国家(美国等)， 该情况下，若将日本用于单位显示的处理程序存储在存储装置35中， 显示装置37中则可显示日本所用的单位，若将美国用于单位显示的 处理程序存储在存储装置35中，显示装置37中则可显示美国所用 的单位。
本实施方式中，产品上市时，这些处理程序并未存储在存储装置 35中，而是根据用户的使用目的，按照用户的操作，从相对传感器 IO单独设置的程序存储单元50中仅读取需要的处理程序，然后将该 程序存储到传感器10的存储装置35中。
3.程序存储单元的结构
程序存储单元50包括由CPU等构成的读取装置51;程序存 储装置52，其由存储有多个处理程序的HDD (硬盘)等构成；显示 面板54，其用于显示存储在程序存储装置52中的处理程序的文件名 等属性；操作部55,其可从显示面板54显示的处理程序中来选择向 控制单元30发送的处理程序；网络I/F53,其用于将处理程序发送 到程序存储单元50外部。
就存储在程序存储装置52中的程序而言，如图3所示，是多个 在所述传感器10的处理中所需要的处理程序。
用于按照与检测对象的种类等相对应的数值形式来对该物理量 进行识别的处理程序例如包括运算装置31中的CPU33按照压力 数值形式对来自压力传感器的物理量进行识别的处理程序；CPU33 按照流量数值形式对来自流量传感器的物理量进行识别的处理程 序。
当检测对象的种类相同而物质为氩、氮或二氧化碳等不同物质 时，则需要与这些物质相对应的处理程序，所以相关的处理程序也
被存储在程序存储装置52中。
存储装置52中存储有用于进行与各国语种相对应的显示的处理 程序。例如，存储有以日语文字符号等相关的处理程序或与英语文 字符号等相关的处理程序。就所述语种而言，存储有与单位类的种 类相对应的处理程序。例如，存储有显示日本单位的处理程序或显 示美国单位的处理程序。
当对程序存储单元50的操作部55进行操作，或者控制单元30 将需要的处理程序的信息输入读取装置51,读取装置51则从程序存 储装置52存储的多个处理程序中读取相对应的处理程序，并传输给 控制单元30。
4.运算装置的处理
试测模式中，运算装置31会进行如下处理。 <试测模式>
如图5所示，当运算装置31的CPU33收到试测开始的信号时， 则对压力传感器传感头21和流量传感器传感头22进行驱动(Sll ), 同时对计数器的值k进行初始化(S12)，并使k增l (S13)。
接下来，CPU33根据压力传感器传感头21和流量传感器传感头 22输出的与压力、流量相对应的检测信号，获得由流路内的压力数 据Pl和流路内的流量数据Rl构成的采样数据(S14 )，将获得的数 据存入存储器(S15)。
接下来，CPU33判断计数器的值k是否为2 ( S16),当k为l 时(S16中为"否")，则从获得压力数据P1和流路内的流量数据 Rl时开始等待经过规定时间(配管40内的流量发生变化的时间) (S17中为"否")。此时，由用户来进行使配管40内的流量等发 生变化的操作。当CPU33判断出已经过规定时间时(S17中为"是")， 则使k增1 (S13)，并根据检测信号来获得由流路内的压力数据P2 和流路内的流量数据R2构成的采样数据(S14),然后将获得的数
据存入存储器(S15)。
接下来，CPU33判断计数器的值k是否为2 (S16)，当k为2 时(S16中为"是")，则根据获得的与流量和压力相关的两点的数 据，来求一次函数(S18，参照图4)。也可根据三点以上的数据来 求函数(S16中的N>3)。该情况下，例如可求得通过三点以上的 数据的近似点的一次函数或曲线函数(二次以上的函数)。
接下来，将求得的一次函数(y= ax+b)的信息存入存储器 (S19)，试测模式结束。
然后，在检测模式中进行如下处理。
<才全测一莫式>
如图6所示，当CPU33接收到检测开始的信号时，则对压力传 感器传感头21和流量传感器传感头22进行驱动(S21 ),并读取试 测模式时存入存储器的流量与压力的一次函数(y= otx+b) (S22)。
接下来，CPU33根据压力传感器传感头21和流量传感器传感头 22输出与压力和流量相对应的检测信号，获得由流路内的压力数据 P和流路内的流量数据R构成的检测数据(S23)。
接下来，将压力数据P的值代入函数(y= ax+b)的y中，求 得流量x-R， (S24)。然后，判断试测时的流量R，与当前的流量R 之差(R，-R)是否为预设的M以上(S25，参照图4)。
该M是指基准量，即用于判断流量的变化是否因配管40的堵塞 而产生的基准量，该M根据配管40的大小和欲检测的堵塞程度等 而定(可设定为任意数值)。
当流量R，与流量R之差(R，-R)为M以上时(S25中为"是")， 流量则发生了较大的变化，此时，由于配管40内部发生堵塞等或开 始发生堵塞等的可能性较高，所以输出故障信号通知用户。
发现故障显示(通知)的用户可进行使配管40内的流体停止输 出等应对措施。此外，本实施方式中将压力数据P的值代入函数， 但本发明并不限于此，也可以将流量数据R的值代入函数(y= a x+b)的y中，来求得与试测模式时相同的流量相对应的压力，并将
压力差与基准值相比较，由此来检测堵塞状况。
当流量R，与流量R之差(R，-R)不为M以上时(S25中为"否")， 则判断是否有结束测量的指示(S27)，若没有结束测量的指示(S27 中为"否")，则返回S23,获得流路内的压力数据P和流路内的 流量数据R。
若S27中有结束测量的指示(S27中为"是")，则结束对堵塞 状况的检测。
本实施方式的效果
(1 )采用本实施方式的技术方案，处理程序经由网络I/F38 (外 部程序输入装置)写入存储装置35，由此，运算装置31可对检测装 置输出的检测信号按照处理程序进行信号处理。因此，即使未预先 设置需要的处理程序，也可根据需要写入适当的处理程序，由此来 进行与检测对象相对应的处理。此外，因不必将可能需要的所有处 理程序预先设置到传感器10中，所以可降低存储装置35中用于存 储处理程序所需要的存储量。
(2) 釆用本实施方式的技术方案，与语种相关的处理程序经由 网络I/F38 (外部程序输入装置)写入存储装置35,由此，运算装置 31可按语种对显示装置37进行显示处理。因此，即使未预先设置与 需要的语种相关的处理程序，也可通过写入与适当语种相关的处理 程序，用可识别的语种在显示装置37中进行显示。
(3) 采用本实施方式的技术方案，CPU33 (运算装置)根据采 样数据和检测数据的比较对流路的状态进行检测，所以可通过简单 的结构来对流路的状态进行检测，其中，所述采样数据表示在对 流路的状态进行检测前对流体的压力和流量进行采样，由此获得的 流体的压力和流量之间关系；检测数据表示在对流路的状态进行 检测时所获得的流体的压力和流量之间关系。
<第二实施方式〉
接下来，参照图7~图9对本发明的第二实施方式进行说明。 所述第 一实施方式中，在试测模式时求得流量和压力的关系表达
式，在检测模式时根据该关系表达式检测堵塞状况，而第二实施方 式中，在试测模式时求得压力-流量关系的斜率，在检测模式时根据 该斜率检测堵塞状况。对与所述实施方式相同的结构标注相同的附 图标记，省略其"i兌明。 <试测模式〉
如图8所示，当CPU33接收到试测开始的信号时，则对压力传 感器传感头21和流量传感器传感头22进行驱动(S31),同时对计 数器的值k进行初始化(S32),并使k增l (S33)。
接下来，CPU33根据压力传感器传感头21和流量传感器传感头 22输出的与压力和流量相对应的检测信号，获得由流路内的压力数 据Pl和流路内的流量数据Rl构成的采样数据(S34 )，并将获得的 数据存入存储器(S35 )。
接下来，CPU33判断计数器的值k是否为2 (S36),当k为l 时(S36中为"否")，则从获得压力数据P1和流路内的流量数据 Rl时开始等待经过规定时间(配管40内的流量发生变化的时间) (S37中为"否")。当CPU33判断出已经过规定时间时(S37中 为"是")，则使k增1 (S33)，并根据压力传感器传感头21和流 量传感器传感头22输出的与压力和流量相对应的检测信号，获得由 流路内的压力数据Pl和流路内的流量数据Rl构成的采样数据 (S34),将获得的数据存入存储器(S35)。
接下来，CPU33判断计数器的值k是否为2 (S36),当k为2 时(S16中为"是")，则根据获得的与流量和压力相关的两点的数 据，来求压力-流量关系的斜率a (S38,参照图7)。
接下来，将求得的斜率a的信息存入存储器(S39),试测^t式 结束。
然后，在检测模式中进行如下处理。 <检测模式〉
如图9所示，当CPU33接收到检测开始的信号时，则对压力传 感器传感头21和流量传感器传感头22进行驱动(S41 ),对计数器
的值k进行初始化(S42 )，并使k增1 ( S43 )。
接下来，CPU33根据压力传感器传感头21和流量传感器传感头 22输出与压力和流量相对应的检测信号，获得由流路内的压力数据 Pl和流路内的流量数据Rl构成的检测数据(S44 ),并将获得的数 据存入存储器(S45 )。
接下来，CPU33判断计数器的值k是否为2 (S46),当k为l 时(S46中为"否")，则从获得压力数据P1和流路内的流量数据 Rl时开始等待经过规定时间(配管40内的流量发生变化的时间) (S47中为"否")。当CPU33判断出已经过规定时间时(S47中 为"是，，)，则使k增1 (S43),并根据压力传感器传感头21和流 量传感器传感头22输出与压力和流量相对应的检测信号，来获得由 流路内的压力数据P2和流路内的流量数据R2构成的检测数据 (S44),然后将获得的数据存入存储器(S45)。
接下来，CPU33判断计数器的值k是否为2 (S46),当k为2 时(S46中为"是")，则根据获得的与流量和压力相关的两点的数 据，来求压力-流量关系的斜率oc， (S48,参照图7)。
接下来，从存储器读取试测模式时求得的斜率a (S49)，判断 斜率a，与斜率oc之差(a，-a )是否为S (S为常数)以上(S50)。 该S是指基准量，即用于判断流量的变化是否因配管40的堵塞而产 生的基准量，该S根据配管40的大小和欲检测的堵塞程度等而定(可
设定为任意数值)。
当斜率a，与斜率a之差(a，-a )为S以上时(S50中为"是，，)，
流量则发生了较大的变化，此时，由于配管40内部发生堵塞等或开 始发生堵塞等的可能性较高，所以输出故障信号通知用户。发现故 障显示(通知)的用户可进行使配管40内的流体停止输出等应对措
施o
当斜率a，与斜率a之差(a，-a )不为S以上时(S50中为"否，，)， 则判断是否有结束测量的指示(S52 )，若没有结束测量的指示(S52 中为"否")，则返回S47，从获得压力数据P1和流路内的流量数
据Rl时开始等待经过规定时间(配管40内的流路发生变化的时间) (S47中为"否")。当CPU33判断出已经过头见定时间(S47中为 "是")，则反复进行上述处理。
若S52中有结束测量的指示(S52中为"是")，则结束对堵塞
状况的#企测。
由此，采用本实施方式的技术方案，可通过利用CPU33对压力-流量关系的斜率进行比较这样的简单结构，来对流路内的状态进行 检测。
<第三实施方式〉
接下来，参照图10~图12对本发明的第三实施方式进行说明。 上述实施方式中，在试测模式时每经过规定时间则获得压力和流
量的数据，而第三实施方式中，是在用户进行用于获得数据的操作
时获得压力和流量的数据。 <试测纟莫式>
如图ll所示，当CPU33接收到试测开始的信号时，则对压力传 感器传感头21和流量传感器传感头22进行驱动(S61),同时对计 数器的值k进行初始化(S62)，并使k增l (S63)。
接下来，CPU3 3根据来自操作部3 9的信号等待用于获得压力和 流量数据的指令(S64中为"否")。当有指示获得压力和流量数据 的指令时(S64中为"是")，CPU33则根据压力传感器传感头21 和流量传感器传感头22输出的与压力和流量相对应的检测信号，获 得流路内的压力数据Pk和流路内的流量数据Rk(S65,参照图10)， 并将获得的数据存入存储器(S66)。
接下来，如果没有结束测量的指示(S67中为"否")，CPU33 则在S63中使计数器的值k增1而执行相同的处理。
当有结束测量的指示时(S67中为"是")，则结束试测模式。
接下来，在检测模式中进行如下处理。
<冲企测模式>
如图12所示，当CPU33接收到检测开始的信号时，则对压力传
感器传感头21和流量传感器传感头22进行驱动(S71 ),同时对计 数器的值k进行初始化(S72),并使k增l (S73)。
接下来，CPU33根据压力传感器传感头21和流量传感器传感头 22输出的与压力和流量相对应的检测信号，获得流路内的压力数据 Pk，和流路内的流量数据Rk， (S74)。
接下来，读取试测模式时存入的压力数据和流量数据(S75)。 并判断试测模式时存入的压力数据中是否存在与压力数据Pk，大致 相同(近似)的压力数据(S76)。
当不存在与压力数据Pk，大致相同(近似)的压力数据时(S76 中为"否")，从获得压力数据Pl和流路内的流量数据Rl时开始 等待经过规定时间(配管40内的流量发生变化的时间)(S77中为 "否")。当CPU33判断出已经过规定时间时(S77中为"是")， 则使计数器的值k增1而反复执行上述处理(S73 S77)。
当存在与压力数据Pk，大致相同(近似)的压力数据时(S76中 为"是"，参照图10)，则判断流量数据Rk，和流量数据Rk之差 (Rk，-Rk)是否为M以上(M为可任意设定的常数)(S78)。
当流量数据Rk，和流量数据Rk之差为M以上时(S78中为"是")， 则流量发生了较大变化，意味着配管40内部发生堵塞等或开始发生 堵塞等。因此输出故障信号并将该情况通知给用户。发现故障显示 (通知)的用户可进行使配管40内的流体停止输出等应对措施。
当流量数据Rk，和流量数据Rk之差不为M以上时(S78中为 "否")，则判断是否有结束测量的指示(S80),若没有结束测量 的指示(S80中为"否")，则返回S77，从获得压力数据P1和流 路内的流量数据Rl时开始等待经过规定时间(配管40内的流路发 生变化的时间)(S77中为"否，，)。当CPU33判断出已经过规定 时间(S77中为"是")，则反复进行上述处理(S73-S80)。
若S80中有结束测量的指示时(S80中为"是")，则结束对堵 塞状况的检测。
本实施方式中，是在压力数据与试测模式时存入的数据大致相同
(近似)的情况下，根据流量差来检测堵塞状况，但也可在流量数 据与试测模式时存入的数据大致相同(近似)的情况下，根据压力 差来检测堵塞状况。 <第四实施方式>
上述实施方式中，根据压力和流量来对流路的状态进行检测，而 第四实施方式中，是根据压力以及温度之间的关系来对流路的状态 进行检测，所述压力、流量以及温度是通过输入如下三种信号而获
得即，压力传感器输出的与压力相对应的检测信号；流量传感器 输出的与流量相对应的检测信号；温度检测部24 (温度测量装置) 输出的检测信号。 <试测一莫式>
如图14所示，当运算装置31的CPU33接收到试测开始的信号 时，则对压力传感器传感头21和流量传感器传感头22进行驱动 (S81),同时对计数器的值k进行初始化(S82),并使k增1(S83)。
接下来，CPU33根据压力传感器传感头21和流量传感器传感头 22输出的与压力和流路相对应的检测信号，获得流路内的压力数据 Pl、流路内的流量数据R1以及流路内的温度数据T1 (S84)，并将 获得的数据存入存储器(S85)。
接下来，CPU33判断计数器的值k是否为2 (S86)，当k为l 时(S86中为"否")，则从获得流路内的压力数据Pl、流路内的 流量数据Rl时开始等待经过规定时间(配管40内的流量发生变化 的时间)(S87中为"否")。此时，由用户进行操作，使配管40 内的流量等发生变化。当CPU33判断出已经过规定时间时(S87中 为"是")，则使k增l (S83)，同时根据检测信号来获得流路内 的压力数据P2、流路内的流量数据R2以及流路内的温度数据T2 (S84),并将获得的数据存入存储器(S85)。
接下来，CPU33判断计数器的值k是否为2 (S86)，当k为2 时(S86中为"是")，则根据获得的与流量和压力相关的两点的数 据、与温度和流量相关的两点的数据以及与压力和温度相关的两点
的数据，来求各一次函数(y- ax+bl、y= (3x+b2、y= yx+b3)(S88, 参照图13)。也可根据三点以上的数据来求函数(S86中的N^3)。 该情况下，例如可求得通过三点以上的数据的近似点的 一 次函数或 曲线函数(二次以上的函数)。
接下来，将求得的一次函数(y = ax+bl、y= 0x+b2、y= y x+b3 ) 的信息存入存储器(S89),试测模式结束。
接下来，在检测模式中进行如下处理。
<冲全测才莫式>
如图15所示，当CPU33接收到检测开始的信号时，则对压力传 感器传感头21和流量传感器传感头22进行驱动(S91 ),同时读取 试测模式时存入存储器的压力与流量的一次函数(y= ax+b)的信 息(S92 )。
接下来，CPU33根据压力传感器传感头21和流量传感器传感头 22输出的与压力和流量相对应的检测信号，获得流路内的压力数据 P、流路内的流量数据R以及流路内的温度数据T ( S93 )。
接下来，将压力数据P的值代入函数(y = ax+bl )的y中，求 得在与试测时相同的压力下对应的流量x = R，；将流量数据R的值 代入函数(y- Px+b2)的y中，求得在与试测时相同的流量下对应 的温度x = T，；将温度数据T的值代入函数(y = Y x+b3 )的y中， 求得在与试测时相同的温度下对应的压力x = P， (S94)。
接下来，判断试测时的流量R，与当前的流量R之差(R'-R)是 否为预设的M以上；或判断试测时的温度T，与当前的温度T之差(T，-T)是否为预设的M，以上；或判断试测时的压力P，与当前的压力P 之差(P，-P)是否为预设的M，，以上(S95，参照图13)。
该M、 M，和M"是指基准量，即用于判断流量等的变化是否因配 管40的堵塞而产生的基准量，该M、 M，和M"才艮据配管40的大小 和欲检测的堵塞程度等而定(可分别设定为任意数值)。
当差(R，-R)为M以上或差(T，-T)为M，以上或差(P，-P)为 M，，以上时(S95中为"是")，流量则发生了较大的变化，此时，
由于配管40内部发生堵塞等或开始发生堵塞等的可能性较高，所以
输出故障信号通知用户。发现故障显示(通知)的用户可进行使配
管40内的流体停止输出等应对措施。
当差(R，-R)为M以下、差(T，-T)为M，以下以及差(P，-P) 为M"以下时(S95中为"否"),则判断是否有结束测量的指示(S97), 若没有结束测量的指示(S97中为"否")，则返回S93,获得流路 内的压力数据P、流路内的流量数据R。
若S97中有结束测量的指示(S97中为"是")，则结束对堵塞 状况的一全测。
<第五实施方式>
所述第二实施方式中，通过对如下两斜率进行比较，即试测模式 时流体的压力-流量关系的斜率和检测模式时流体的压力-流量关系 的斜率，来检测流路的状态，而第五实施方式中，是通过对试测模 式时流体的压力、流量以及温度两两之间的斜率和检测才莫式时流体 的压力、流量以及温度两两之间的相应斜率进行比较，来一全测流路 的状态。
<试测模式>
如图17所示，当CPU33接收到试测开始的信号时，则对压力传 感器传感头21和流量传感器传感头22进行驱动(S101)，同时对 计数器的值k进行初始化(S102),并使k增l (S103)。
接下来，CPU33根据压力传感器传感头21和流量传感器传感头 22输出的与压力和流量相对应的检测信号，获得流路内的压力数据 Pl、流路内的流量数据R1以及流路内的温度数据T1 (S104),并 将获得的数据存入存储器(S105)。
接下来，CPU33判断计数器的值k是否为2 (S106),当k为l 时(S106中为"否，，)，则从获得压力数据P1、流路内的流量数据 Rl时开始等待经过规定时间(配管40内的流量发生变化的时间) (S107中为"否")。当CPU33判断出已经过规定时间时(S107 中为"是，，)，则使k增1 (S103)，同时根据检测信号来获得流路
内的压力数据P2、流路内的流量数据R2以及流路内的温度数据T2 (S104),并将获得的数据存入存储器(S105)。
接下来，CPU33判断计数器的值k是否为2 ( S106),当k为2 时(S106中为"是")，则根据获得的与压力和流量相关的两点的 数据来求压力-流量关系的斜率oc;根据获得的与流量和温度相关的 两点的数据来求流量-温度关系的斜率P ;根据获得的与温度和压力 相关的两点的数据来求温度-压力关系的斜率Y (S108,参照图16)。
接下来，将求得的斜率oc、 P、 Y的信息存入存储器(S109),
试测模式结束。
接下来，在检测模式中进行如下处理。 <检测模式>
如图18所示，当CPU33接收到检测开始的信号时，则对压力传 感器传感头21和流量传感器传感头22进行驱动(S111),同时对 计数器的值k进行初始化(S112)，并使计数器的值k增1 (S113)。
接下来，CPU33根据压力传感器传感头21和流量传感器传感头 22输出的与压力和流量相对应的检测信号，获得流路内的压力数据 Pl'、流路内的流量数据Rl，以及流路内的温度数据Tl， (S114)， 并将获得的数据存入存储器(S115)。
接下来，CPU33判断计数器的值k是否为2 (S116),当k为l 时(S116中为"否")，则从获得压力数据Pl和流路内的流量数 据R1时开始等待经过规定时间(配管40内的流量发生变化的时间) (S117中为"否")。当CPU33判断出已经过规定时间时(S117 中为"是")，则使k增1 (S113)，并根据检测信号来获得流路内 的压力数据P2，、流路内的流量数据R2，以及流路内的温度数据T2， (S114)，并将获得的数据存入存储器(S115)。
接下来，CPU33判断计数器的值k是否为2 ( S116),当k为2 时(S116中为"是，，)，则根据获得的与压力和流量相关的两点的 数据来求压力-流量关系的斜率a ，；根据获得的与流量和温度相关的 两点的数据来求流量-温度关系的斜率P ，；根据获得的与温度和压力
相关的两点的数据来求温度-压力关系的斜率Y ，( S118，参照图16)。 接下来，将试测模式时求得的斜率a从存储器读取(S119)，判 断斜率a，与斜率a之差(oc，-a )是否为S以上；判断斜率P ，与斜 率P之差(P，-P )是否为s，以上；判断斜率y，与斜率y之差(y，-Y)是否为S，，以上(S、 S，、 S，，均为常数)(S120)。该S、 S，和S，， 是指基准量，即用于判断流量的变化是否因配管40的堵塞而产生的 基准量，该S、 S，和S"根据配管40的大小和欲检测的堵塞程度等而 定(可分别设定为任意数值)。
当差(a，-a )为S以上或差((3 ，-P )为S，以上或差(Y ，-Y ) 为S"以上时(S120中为"是")，流量则产生了较大的变化，此时， 由于配管40内部发生堵塞等或开始发生堵塞等的可能性较高，所以 输出故障信号通知用户。发现故障显示(通知)的用户可进行使配 管40内的流体停止输出等应对措施。
当差(a，-a)为s以下、差(P，-P)为s，以下以及差(y ，-Y )为S"以下时(S120中为"否")，则判断是否有结束测量的指 示(S122),若没有结束测量的指示(S122中为"否，，)，则返回 S117，从获得压力数据Pl和流路内的流量数据Rl时开始等待经过 规定时间(配管40内的流量发生变化的时间)(S117中为"否")。 当CPU33判断出已经过规定时间时(S117中为"是")，则反复进 行上述处理。
当S122中有结束测量的指示(S122中为"是")，则结束对堵 塞状况的检测。
由此，采用本实施方式的技术方案，可通过用CPU33(运算装 置)对斜率进行比较这样的简单结构来检测流路内的状态。 <第六实施方式>
第六实施方式中，未将多个处理程序写入程序存储单元50中， 而写入PC内的硬盘和CD-R等存储介质中。用户经由通信电缆对 PC和传感器IO进行连接，并指令PC传输需要的处理程序给传感器 10,此时，从PC的硬盘和设置在CD驱动器中的CD-R等存储介质
选择需要的处理程序并读取，并将读取的处理程序传输给传感器10
的存储装置35。
由此，即使不预先将需要的处理程序设置到传感器10中，也可 根据读入指令来读取需要的处理程序，并传输给传感器10,所以可
进行与检测对象相对应的处理。此外，因不必预先将可能需要的所
有处理程序设置到传感器10中，所以可以减小存储装置35中用于 存储处理程序所需要的存储量。
此外，所述存储介质中所存储的处理程序也可以是与同一个应用 程序相对应的从多个处理程序中选择出来的程序。
由此，即使不预先将需要的处理程序设置到传感器10中，也可 用对应的处理程序来进行与检测对象相对应的处理。由于多个处理 程序都与同一个应用程序相对应，所以在传感器10中对处理程序的
利用变得容易。
<其它实施方式>
本发明不限于根据以上描述和附图而说明的实施方式，如下面的 实施方式也包含在本发明的技术范围内，除此之外，还可在不脱离 发明要点的范围内对本发明进行各种变型而实施。
(1) 上述实施方式中，采用设置在压力传感器中的温度传感器 来对温度进行测量，但也可单独设置温度传感器而测量温度。
(2) 上述实施方式中，根据流量、压力以及温度所求得的函数 是从流量、压力的两点坐标数据求得的，但本发明不限于此。例如， 也可根据三点以上的坐标数据来求得函数或斜率。此时的函数可以 是用直线连接各点而形成函数，也可以是用曲线连接三个以上点而 形成的函数。
(3) 上述实施方式中，传感器10为所谓的分离型传感器10, 即，在控制单元30上安装有与检测对象相对应的传感头单元的分离 型传感器10，但该传感器IO也可以是一体型传感器10,即，在控 制单元30上安装与检测对象相对应的传感器(流量传感器或压力传 感器等)的一体型传感器10。
权利要求
1. 一种传感器，其特征在于，所述传感器包括检测装置，其输出与检测对象的物理量相对应的检测信号；存储装置，其可存储处理程序；运算装置，其根据所述检测装置输出的检测信号按照所述处理程序进行信号处理，所述存储装置中写入有从多个不同的处理程序中选择出的处理程序。
2. —种传感器，其特征在于， 所述传感器包括检测装置，其输出与检测对象的物理量相对应的检测信号； 存储装置，其可存储处理程序；运算装置，其根据所述检测装置输出的检测信号按照所述处理程 序进行信号处理；外部程序输入装置，其可将所述处理程序从外部写入所述存储装置。
3. 根据权利要求l或2所述的传感器，其特征在于， 所述传感器还包括显示装置，所述处理程序为与语种相关的处理程序，所述运算装置根据所述语种对所述显示装置中的显示进行相应 的显示处理。
4. 根据权利要求1 ~3中任意一项所述的传感器，其特征在于， 所述存储装置是内容可改写的存储装置。
5. 根据权利要求1 ~4中任意一项所述的传感器，其特征在于， 所述检测对象为流体，所述物理量为所述流体的压力和流量，所述传感器是用于对所述流体流经的流路的状态进行检测，所述处理程序使所述运算装置进行如下处理通过对采样数据和 检测数据进行比较，而对所述流路的状态进行检测，其中，所述采样数据表示在对所述流路的状态进行检测前对所述流体的压力和 流量进行釆样而获得的所述压力和流量之间的关系；所述检测数据 表示在对所述流路的状态进行检测时获得的所述流体的压力和流 量之间的关系。
6. 根据权利要求5所述的传感器，其特征在于，所述处理程序使所述运算装置进行如下处理通过对所述采样数 据中的所述流体的压力-流量关系的斜率和所述检测数据中的所述流 体的压力-流量关系的斜率进行比较，而对所述流路的状态进行检测。
7. 根据权利要求5或6所述的传感器，其特征在于， 所述传感器包括传感头单元和控制单元，所述检测装置设置在传感头单元中，所述运算装置设置在控制单元中，传感头单元与控制 单元分开设置，他们之间通过通信装置收发信息。
8. 根据权利要求7所述的传感器，其特征在于，所述通信装置具有经由连接器而与控制单元相连接的通信电缆， 所述控制单元中设置有多个用于连接多个传感头单元的连接器。
9. 根据权利要求5-8中任意一项所述的传感器，其特征在于， 所述传感器还包括可选择试测模式或检测模式的模式选择开关，在所述试测模式下进行所述采样，在所述检测模式下所述运算装置 执行对流路的状态进行检测的处理程序。
10. 根据权利要求5~9中任意一项所述的传感器，其特征在于， 所述传感器还包括对所述流体的温度进行测量的温度测量装置， 所述处理程序使所述运算装置进行如下处理根据所述压力、所述流量以及所述温度的关系，对所述流路的状态进行检测。
11. 根据权利要求1~3中任意一项所述的传感器，其特征在于， 所述传感器包括传感头单元和控制单元，所述检测装置设置在传感头单元中，所述运算装置设置在控制单元中，所述检测对象为流体，所述物理量为所述流体的压力、流量和温 度，所述传感器是用于对所述流体的流路内的状态进行检测， 所述处理程序使所述运算装置进行如下处理通过对采样数据和 检测数据进行比较，对所述流路的状态进行检测，其中，所述采样 数据表示在对所述流路的状态进行检测前对所述流体的压力、流 量和温度进行采样而获得的所述压力、流量以及温度之间的关系； 所述检测数据表示在对所述流路的状态检测时获得的所述流体的 压力、流量和温度之间的关系。
12. 根据权利要求11所述的传感器，其特征在于，所述处理程序使所述运算装置进行如下处理通过对所述采样数 据中的所述流体的压力、流量以及温度两两之间的斜率和所述检测 数据中的所述流体的压力、流量以及温度两两之间的相应斜率进行 比较，而对所述流路的状态进行检测。
13. —种程序存储单元，其可通过与对检测对象的物理量进行检 测的传感器相连接来发送信息，其特征在于，所述程序存储单元具有程序存储装置，所述程序存储装置中存储 有与各所述检测对象的所述物理量相对应，并可使所述传感器中 的运算装置进行处理的处理程序，所述程序存储单元通过与所述传 感器相连接，存储在所述程序存储装置中的处理程序被读取，该处 理程序被发送给所述传感器。
14. 一种控制单元，其可与设置有检测装置的传感头单元相连接， 所述检测装置用于输出与检测对象的物理量相对应的检测信号，其 特征在于，所述控制单元包括 存储装置，其可存储处理程序；运算装置，其根据所述检测装置输出的检测信号按照所述处理程序进行信号处理；外部程序输入装置，其可将所述处理程序从外部写入所述存储装置。
15. —种程序存储介质，其特征在于，所述程序存储介质中存储有多个处理程序，各个处理程序分别用 于检测对象不同的物理量，所述处理程序被供给具有运算装置的传感器用，所述运算装置根据与物理量的变化相对应的检测信号，按照存储在存储装置中的所述处理程序进行信号处理，根据读入指令，所述多个处理程序中至少一个处理程序被选择并供给所述传感器。
16. —种程序存储介质，其特征在于，所述程序存储介质中存储有处理程序，所述处理程序被供给具有运算装置的传感器用，所述运算装置根据与物理量的变化相对应的检测信号，按照存储在存储装置中的所述处理程序进行信号处理，所存储的所述处理程序为与同一个应用程序相对应的从多个处理程序中选择出的程序。
全文摘要
本发明中，在对流体流经的流路的状态进行检测前进行的试测模式时，对流体的压力和流量进行采样，并在对流路的状态进行检测的检测模式时，也对流体的压力和流量进行采样，在以检测模式时获得的压力为基准的情况下，当试测模式时的流量和检测模式时的流量之差为规定值以上时，则判断为流路发生了堵塞。预先从存储有多种处理程序的处理程序存储装置(50)中选择出相应的处理程序则传输给传感器(30)。
文档编号G01L9/00GK101389934SQ20068005336
公开日2009年3月18日 申请日期2006年5月29日 优先权日2006年3月30日
发明者矢田贵信, 藤井隆志 申请人:神视株式会社