专利名称：导管的堵塞诊断装置以及堵塞诊断方法
技术领域：
本发明涉及一种将因压力产生颤动的液体、浆体、气体等测定对象经由导管导入到压力变送器来检测测定对象的压力的压力测定装置，特别涉及诊断导管的堵塞状态的导管的堵塞诊断装置以及堵塞诊断方法。
背景技术：
一直以来，在过程工业领域中，为了检测例如过程变量来控制过程，而使用压力变送器。压力变送器也被称为压力传送器。该压力变送器通过测定两点间的压力差、或者绝对压力，而能够测定压力、流量、液位、比重等过程变量。一般在使用压力变送器来测定过程变量的情况下，从液体等测定对象流过的过程配管上设置的孔等差压产生机构的两侧等， 经被称为导管的细管路将测定对象向压力变送器导入。在这样的装置结构中，由于测定对象在导管内部会附着固体物等，从而有时会堵塞导管。当导管完全堵塞时就无法准确地测定过程变量，因此对机械设备的影响非常大。但是，由于压力会被传递到压力变送器上直至导管完全堵塞为止，因此很难将堵塞的影响体现到过程变量的测定值。针对这个问题，还使得不需要导管的远程密封型的压力变送器实用化。但是，使用导管测定过程变量的机械设备非常多，所以要求在线(on line)实现导管的堵塞诊断功能。现在，作为诊断导管的堵塞状态的技术公知有日本特公平7-11473号公报、日本专利第3139597号公报公开的技术。日本特公平7-11473号公报公开的异常检测装置，如图20所示，是在一定时间范围内输入检查对象的信号，并检测出所输入的信号在一定时间内的最大变动幅度W，将检测出的最大变动幅度W与预先确定的阈值进行比较，在最大变动幅度W小于阈值时，则判断为信号发生了异常。在图20中，Smax是信号的最大值，Smin是信号的最小值。在日本特公平7-11473号公报中公开了若应用该异常检测装置则能够诊断导管的堵塞状态。在日本特公平7-11473号公报公开的异常检测装置中，在作为检测信号的最大变动幅度W期间的一定时间充分地长于信号的变动周期的情况下，异常检测装置进行动作以便从相邻的极大值和极小值的差中检测出最大变动幅度W。另外，在上述一定时间短于信号的变动周期的情况下，异常检测装置进行动作以便只检测出一定时间内的最大变动幅度。 特别是在离散地取样取得信号的情况下，以如下方式动作当设定为将上述一定时间作为一个取样期间量的变化量来进行检测时，则检测出信号的差分值( 微分值)。日本专利第3139597号公报公开的堵塞诊断装置，是在检测出测定对象的压力颤动(变动)，且检测出的颤动的大小与正常时的颤动的大小之差超过了预先确定的阈值时， 判断为导管发生了堵塞的装置。在日本专利第3139597号公报中作为表示压力颤动的信号的例子，列举出压力的微分信号、压力的上峰值(极大值)和下峰值(极小值)的差信号。 日本专利第3139597号公报公开的压力的微分信号相当于日本特公平7-11473号公报公开的信号的差分值，日本专利第3139597号公报公开的差信号相当于日本特公平7-11473号公报公开的最大变动幅度W。因此，日本特公平7-11473号公报公开的技术和日本专利第 3139597号公报公开的技术可以说是基于共同的技术思想的技术。如上述那样，在日本特公平7-11473号公报、日本专利第3139597号公报公开的技术中，基于压力颤动的大小来诊断导管的堵塞状态，在进行该诊断时需要作为诊断的基准的阈值。在日本特公平7-11473号公报、日本专利第3139597号公报公开的技术中存在必须根据压力的大小适宜地变更该阈值这样的问题，还存在阈值的变更需要花费时间和要求有专业的知识这样的问题。为了易于理解，假定使用极端的数值来说明以往的问题。例如即使100[kPa]的压力值中士3[kPa]的颤动为异常，也难以认为5[kPa]的压力值中士3[kPa]的颤动也同样异常。因此，在压力值为100[kPa]的情况下和压力值为5[kPa]的情况下使用共同的阈值是不适宜的，因此考虑在压力值为5[kPa]的情况下必需减小阈值。另外，例如在平滑化后成为大致100[kPa]压力的状态下，瞬间地压力从80[kPa] 至82[kPa]有2[kPa]的颤动时，在平滑化后成为大致60 [kPa]压力的状态下，瞬间地压力从80[kPa]至82[kPa]有2[kPa]的颤动时，也不能判断为堵塞的程度相同。因此可以认为上述两种情况下使用共同的阈值是不适宜的。如根据以上的说明所明确的那样，在日本特公平7-11473号公报、日本专利第 3139597号公报所公开的技术中，需要将作为诊断的基准的阈值进行适宜地变更。
发明内容
本发明是为了解决上述课题而做出的，其目的在于提供能够减轻作为诊断基准的阈值的变更必要性的导管的堵塞诊断装置以及堵塞诊断方法。本发明的导管的堵塞诊断装置，其特征在于，具备压力检测单元，其经导管检测因压力产生颤动的测定对象的上述压力；颤动速度检测单元，其基于由该压力检测单元检测出的压力值来检测上述颤动的速度；判断单元，其基于上述颤动的速度判断上述导管的堵塞状态。另外，本发明的导管的堵塞诊断方法，其特征在于，包括以下步骤压力检测步骤， 经导管检测使压力产生颤动的测定对象的上述压力；颤动速度检测步骤，基于由该压力检测步骤检测出的压力值来检测上述颤动的速度；判断步骤，基于上述颤动的速度判断上述导管的堵塞状态。根据本发明，通过检测压力的颤动的速度，并基于颤动的速度判断导管的堵塞状态，而变得无需对作为诊断的基准的阈值进行细调，从而能够减轻变更阈值的必要性。
图1是说明本发明的导管的堵塞诊断方法的流程图。图2是表示本发明的第一实施例的压力测定装置的结构的立体图。图3是表示本发明的第一实施例的导管的堵塞诊断装置的结构的框图。图4是用于说明本发明的第一实施例的导管的堵塞诊断装置的动作的波形图。图5是用于说明本发明的第一实施例的导管的堵塞诊断装置的效果的图。图6是表示本发明的第二实施例的导管的堵塞诊断装置的结构的框图。
图7是用于说明本发明的第二实施例的导管的堵塞诊断装置的效果的图。图8是表示本发明的第三实施例的导管的堵塞诊断装置的结构的框图。图9是表示本发明的第四实施例的导管的堵塞诊断装置的结构的框图。图IOA IOB是用于说明本发明的第四实施例的导管的堵塞诊断装置的动作的波形图。图11是用于说明本发明的第四实施例的导管的堵塞诊断装置的效果的图。图12是表示本发明的第五实施例的移动平均值算出部的结构例的框图。图13A 1 是用于说明本发明的第五实施例的移动平均值算出部的动作的波形图。图14是表示本发明的第六实施例的导管的堵塞诊断装置的结构的框图。图15A 15B是用于说明本发明的第六实施例的导管的堵塞诊断装置的动作的波形图。图16是用于说明本发明的第六实施例的导管的堵塞诊断装置的效果的图。图17是用于说明本发明的第七实施例的导管的堵塞诊断装置的动作的波形图。图18是表示本发明的第八实施例的导管的堵塞诊断装置的结构的框图。图19是表示本发明的第九实施例的导管的堵塞诊断装置的结构的框图。图20是说明诊断导管的堵塞状态的以往的技术的图。
具体实施例方式[发明原理]由于压力的颤动现象是振动性的现象，所以能够检测相当于颤动的振幅和频率的信息。日本特公平7-11473号公报、日本专利第3139597号公报公开的技术是示意性地检测颤动的振幅的技术。发明人调查了导管的堵塞现象，结果发现即使利用示意性地检测压力颤动的频率 (颤动的速度)的方法也能够诊断导管的堵塞状态，并想到了作为简单地检测相当于颤动的速度的信息的方法，采用数出一定时间内颤动的上下移动次数的方法。在数出一定时间内颤动的上下移动次数时，优选除去具有高于压力颤动的主要分量的频率的噪声。如日本特公平7-11473号公报、日本专利第3139597号公报公开的技术那样，在检测压力的颤动的振幅来诊断导管的堵塞状态时，颤动的振幅状况与压力值自身变化的范围连动地变化，因此必须根据该变化适宜地变更作为诊断的基准的阈值。另一方面，如本发明这样，在检测压力的颤动的上下移动次数来诊断导管的堵塞状态时，颤动的上下移动次数与作为测定对象的流体的粘性等的变化连动，只要导管是正常的，则在测定对象的粘性等不变化的范围内，上下移动次数不会较大地变化，因此状况变化保留在极有限的范围内。因此产生与日本特公平7-11473号公报、日本专利第3139597 号公报公开的技术相同的问题的可能性低。即，在本发明中能够减小变更阈值的必要性。图1是说明本发明的导管的堵塞诊断方法的流程图。在本发明中经导管检测因压力产生颤动的测定对象的压力(步骤S100)，基于检测出的压力值来检测颤动的速度(步骤 S101)，基于颤动的速度判断导管的堵塞状态(步骤S102)。[第一实施例]
接着，说明本发明的第一实施例。图2是表示本发明的第一实施例的压力测定装置的结构的立体图。1表示液体、浆体、气体等测定对象所流动的配管，2表示设置于配管1 的差压产生机构即孔(Orifice) ,3,4表示导管，5表示作为压力检测单元的压力变送器。导管3、4从孔2两侧的2点将测定对象引向压力变送器5。压力变送器5对测定对象的2点间的差压或者以真空或大气压为基准的测定对象的压力进行测定。在本实施例中压力变送器5是测定以真空或大气压为基准的测定对象的压力的装置。压力变送器5输出表示测定出的压力值的电信号。图3是表示本发明的第一实施例的导管的堵塞诊断装置的结构的框图。堵塞诊断装置包括接收从压力变送器5输出的信号的接收部10、基于由压力变送器5测定出的压力值来检测压力的颤动的速度的颤动速度检测单元即上下移动次数检测部11、基于颤动的上下移动次数来判断导管3、4的堵塞状态的判断部12、和在判断出在导管3、4发生了堵塞时发出警报的警报输出部13。上下移动次数检测部11具有基准值算出部110和交叉次数检测部111。判断部 12具有比率算出部120和比较部121。接着，说明本实施例的堵塞诊断装置的动作。图4是用于说明本实施例的堵塞诊断装置的动作的波形图，且是表示由压力变送器5测定出的压力值P的变化的1例的图。另外，在图4中，以连续的波形表示压力值P，但是在本实施例中实际处理的信号是定期地被取样得到的压力数据。接收部10接收从压力变送器5的数字输出端子输出的压力数据。另外，当然也可以是从压力变送器5输出的模拟信号，接收部10对从压力变送器5输出的模拟信号进行A/ D转换以输出压力数据的形式。接着，上下移动次数检测部11的基准值算出部110，如图4所示，将压力值P的时间序列划分为连续的多个区间S1、S2、S3、S4...，按每个区间计算压力值P的基准值ft·。图 4所示的ft~l、ft~2、Pr3分别是在区间Si、S2、S3算出的基准值。各区间可以按一定时间划分，也可以按一定的取样数划分。此外，作为基准值，是基准值算出对象区间中的压力值P 的平均值或者中间值。接着，上下移动次数检测部11的交叉次数检测部111，按每个区间对检测对象区间的压力值P与在前一个区间算出的基准值ft·交叉的次数进行计数。即，如果检测对象区间是S2，则对区间S2的压力值P与在前一个区间Sl算出的基准值Prl交叉的次数进行计数。该交叉次数为压力的颤动的上下移动次数。接着，判断部I2的比率算出部120，为了使交叉次数检测部111的检测结果标准化，按每个区间计算将交叉次数检测部111计数出的交叉次数除以1个区间的取样数所得到的比率。判断部12的比较部121对比率算出部120算出的比率与预定的阈值进行比较，在比率连续低于阈值时，判断为导管3、4产生了堵塞。具体来说，比较部121，在比率连续低于阈值规定次数时，或者规定数的区间的比率的平均值低于阈值时，判断为导管3、4产生了堵塞即可。警报输出部13，在判断为导管3、4产生了堵塞时发出警报。作为此时的警报通知的例子，具有例如利用蜂鸣声或语音的通知和利用灯闪烁进行的通知等。
图5是用于说明本实施例的效果的图，是表示三个压力状态下交叉次数与取样数的比率的图。图5是基于用图2所示的压力测定装置实际测定了压力而得的数据的图。图 5中的Rl表示正常时的比率、R2表示导管堵塞异常时的比率。压力值97[kPa]、25[kPa]、 7[kPa]是将多个区间的压力数据平滑化后的值。导管的堵塞通过缩小安装于压力变送器5 的三通歧管阀的开度来模拟。虽也依存于区间的取样数，但是交叉次数存在偏差，因此求出多个区间的交叉次数的集合平均值，并将该平均值除以从1个区间的取样数减1所得到的数而求出比率。该比率取从0到1的值，但随着导管的堵塞的恶化而成为接近0的值。测定对象的压力的数据是通过将压力变送器5的高压侧或低压侧的任意一方向大气压开放， 并测定与大气压的差压而求出的。大气压的量虽成为偏差，但不妨碍对本实施例的妥当性的讨论。根据图5可知，在正常时和异常时比率发生变化，存在诊断导管的堵塞所需的足够的差异。在图5的例子中可知，例如，如果将阈值设定为0. 4或0. 3左右，则能够划分导管是正常的情况以及导管发生堵塞的情况。此外可知，在测定对象的压力是97[kPa]、 25[kPa]、7[kPa]中的任一个状态下比率的状况均不发生较大的变化，即使测定对象的压力有较大的变化，也无需改变阈值。如以上那样，根据本实施例，可以基于压力的颤动的上下移动次数来诊断导管的堵塞状态。本实施例中，无需减小作为诊断的基准的阈值，故能够减轻变更阈值的必要性。 此外，本实施例由于能够实时地对交叉次数进行计数，因此适于在过程工作的状态下诊断导管的堵塞状态的在线实施。[第二实施例]接着，说明本发明的第二实施例。图6是表示本发明的第二实施例的导管的堵塞诊断装置的结构的框图，对与图3相同的结构标记了相同的符号。本实施例的堵塞诊断装置包括接收部10、上下移动次数检测部11a、判断部12和警报输出部13。本实施例中，将压力的颤动的上下移动切换的次数作为上下移动次数进行计数。 上下移动次数检测部Ila具有差值算出部112、交叉次数检测部113。接着，说明本实施例的堵塞诊断装置的动作。上下移动次数检测部Ila的差值算出部112，将压力值P的时间序列划分为连续的多个区间，如下式所示计算出压力值P(t)与一定时间前的压力值P (t-d)的差值Pd (t)。Pd(t) = P (t)-P (t-d) . . . (1)若作为一定时间d选择取样周期，则变为获取与前1个取样值之差，变得等价于求取压力值的1阶差分。其中，一定时间d无需是取样周期。差值算出部112按压力的各取样值进行以上这样的计算。上下移动次数检测部Ila的交叉次数检测部113按每个区间对由差值算出部112 算出的差值与0交叉的次数(零交叉次数)进行计数。该零交叉次数成为压力颤动的上下移动次数。与第一实施例同样地，判断部12的比率算出部120按每个区间计算将交叉次数检测部113数出的零交叉次数除以1个区间的取样数而得到的比率。比较部121以及警报输出部13的动作与第一实施例相同。图7是用于说明本实施例的效果的图，是表示三个压力状态下的零交叉次数与样本数的比率的图。图7是基于与图5的情况同样地求出的压力的数据的图。根据图7可知在正常时和异常时比率发生变化，且存在诊断导管的堵塞所需的足够的差异。在图7的例子中可知，例如如果将阈值设定为0. 3或0. 2左右，则能够划分导管是正常的情况和导管发生堵塞的情况。另外可知，测定对象的压力在97[kPa]、25[kPa]、7[kPa]的任一状态下，比率的状况均不发生较大的变化，即使测定对象的压力发生了较大的变化，也无需改变阈值。如上所述，根据本实施例，能够获得与第一实施例同样的效果。本实施例，对压力值进行高通滤波处理，可以仅提取压力的颤动。另外，也可以由差值算出部112求出压力值之差的差。该情况下，由于加上了比压力值强的高通滤波器，所以可以仅提取并强调压力的颤动。[第三实施例]接着，说明本发明的第三实施例。图8是表示本发明的第三实施例的导管的堵塞诊断装置的结构的框图，对与图3相同的结构标记相同的符号。本实施例的堵塞诊断装置包括接收部10、上下移动次数检测部lib、判断部12和警报输出部13。本实施例基于与第二实施例同样的思想，替代差值的零交叉次数而将压力的极大值与极小值的个数作为上下移动次数进行计数。上下移动次数检测部lib具有极大值极小值检测部114。极大值极小值检测部114 将压力值P的时间序列划分为连续的多个区间，按每个区间对压力值P的极大值和极小值的个数进行计数。与第一实施例同样，判断部12的比率算出部120按每个区间对极大值极小值检测部114计数出的极大值和极小值的个数除以1个区间的取样数而得的比率进行计算。比较部121以及警报输出部13的动作与第一实施例相同。这样，本实施例也能够获得与第一实施例同样的效果。[第四实施例]接着，说明本发明的第四实施例。图9是表示本发明的第四实施例的导管的堵塞诊断装置的结构的框图、对与图3相同的结构标记了相同的符号。本实施例的堵塞诊断装置包括接收部10、上下移动次数检测部11c、判断部12和警报输出部13。上下移动次数检测部Ilc具有移动平均值算出部115和交叉次数检测部116。图10A、图IOB是用于说明本实施例的堵塞诊断装置的动作的波形图、图IOA是表示用压力变送器5测定出的压力值P与其移动平均值I^ve的变化的1例的图、图IOB是表示压力值P与移动平均值I^ave的差值I^s的图。另外，在图10A、图IOB中，将压力值P、移动平均值I^ave以及差值I^s用连续的波形示出，在本实施例中实际处理的信号是定期地被取样的压力数据，且移动平均值I^ave与差值I^s也是离散的数据。移动平均值算出部115，将压力值P的时间序列划分为连续的多个区间，计算压力值P的移动平均值I^ave。作为移动平均值Pave，除了通常的移动平均值之外，还可以利用加权移动平均值、被递归地计算而具有呈指数性衰减的加权的加权移动平均值即 EffMA(Exponentially Weighted Moving-Average 指数加权移动平均)等。移动平均值算出部115按压力的每个取样值进行移动平均值I^ve的计算。接着，交叉次数检测部116按每个区间对检测对象区间的压力值P与移动平均值 I^ave交叉的次数进行计数。具体来说，交叉次数检测部116，如图IOB所示计算压力值P与其移动平均值I^ave的差值1^，并按每个区间计数差值I^s的零交叉即可。该零交叉次数为压力的颤动的上下移动次数。与第一实施例同样，判断部12的比率算出部120按每个区间计算交叉次数检测部 116计数出的零交叉次数除以1个区间的取样数所得的比率。比较部121以及警报输出部 13的动作与第一实施例相同。图11是用于说明本实施例的效果的图，是表示三个压力状态下的零交叉次数与样本数的比率的图。图11是基于与图5的情况同样地求出的压力的数据的图。根据图11 可知在正常时和异常时比率发生变化，且存在诊断导管的堵塞所需的足够的差异。在图11 的例子中可知，例如如果将阈值设定为0. 2左右，则能够划分导管是正常的情况和导管发生堵塞的情况。另外可知，测定对象的压力在97[kPa]、25[kPa]、7[kPa]任一状态下，比率的状况均不发生较大的变化，即使测定对象的压力发生了较大的变化，也无需改变阈值。这样，对于本实施例也能够获得与第一实施例同样的效果。此外，在本实施例中， 针对压力值P的变动的计算的随动性变好。[第五实施例]接着，说明本发明的第五实施例。图12是表示图9所示的移动平均值算出部115 的1个结构例的框图。移动平均值算出部115具有减法部1150、限幅电路1151、加法部1152 和1次延迟处理部1153、1154。图13A、图13B、图13C是用于说明本实施例的移动平均值算出部115的动作的波形图，图13A是表示用压力变送器5测定出的压力值P的变化的1例的图、图1 是表示对压力值P实施变化率限幅处理后的压力值Pl的图、图13C是表示对压力值Pl实施了 2次延迟处理后的压力值I^ave的图。另外，图13A、图13B、图13C中用连续的波形示出压力值 P、PI、I^ave，但是在本实施例中实际处理的信号是定期被取样的压力数据，压力值PI、I3ave 也是离散的数据。减法部1150从压力值P中减去前1次取样的前次值。限幅电路1151实施限制压力值P与前次值的差值的限幅处理。加法部1152对限幅电路1151的输出值和前1次取样的前次值进行相加。由此，从加算部1152输出的前1次取样的前次值变为如图1 所示的压力值Pl那样被实施了变化率限幅处理的值。接着，1次延迟处理部1153对压力值Pl实施1次延迟处理，1次延迟处理部1154 对1次延迟处理部1153的输出值实施1次延迟处理。这样，从1次延迟处理部IlM输出的值变为如图13C所示的压力值I^ve那样被实施了 2次延迟处理的值。根据本实施例，能够将压力的颤动现象以外的低频分量的变动变缓，能够大致实时地获得非常接近第四实施例中说明的移动平均值I^ave的数值(大致平均值)。此外，通过2次延迟时常数的调整还可以除去压力值P的高频的信号噪声的影响。除移动平均值算出部115以外的结构以及动作如第四实施例说明的那样。[第六实施例]接着，说明本发明的第六实施例。图14是表示本发明的第六实施例的导管的堵塞诊断装置的结构的框图，对与图3相同的结构标记相同的符号。本实施例的堵塞诊断装置的构成包括接收部10、上下移动次数检测部lid、判断部12和警报输出部13。本实施例基于与第四、第五实施例同样的思想。
上下移动次数检测部Ild具有趋势线算出部117和交叉次数检测部118。图15A、图15B是用于说明本实施例的堵塞诊断装置的动作的波形图，图15A是表示由压力变送器5测定出的压力值P与其趋势线Pt的变化的1例的图、图15B是表示压力值P与趋势线Pt的差值I^s的图。另外，在图15A、图15B中，用连续的波形表示压力值P以及差值1^，但是在本实施例实际处理的信号是定期被取样的压力数据，差值I3S也是离散的数据。趋势线算出部117，将压力值P的时间序列划分为连续的多个区间，按每个区间计算压力值P的趋势线Pt。作为趋势线Pt的例子，有例如压力值P的时间序列的最小平方近似直线。接着，交叉次数检测部118按每个区间对检测对象区间的压力值P与趋势线Pt交叉的次数进行计数。具体来说，交叉次数检测部118，如图15B所示计算出压力值P与其趋势线Pt的差值1^，按每个区间对差值I^s的零交叉计数即可。该零交叉次数为压力颤动的上下移动次数。与第一实施例同样，判断部12的比率算出部120按每个区间计算交叉次数检测部 118计数出的零交叉次数除以1个区间的取样数所得的比率。比较部121以及警报输出部 13的动作与第一实施例相同。图16是用于说明本实施例的效果的图，是表示三个压力状态下的零交叉次数与样本数的比率的图。图16是基于与图5的情况同样地求出的压力的数据的图。根据图16 可知在正常时和异常时比率发生变化，且存在诊断导管的堵塞所需的足够的差异。在图16 的例子中可知，例如如果将阈值设定为0. 3左右，则能够划分导管是正常的情况和导管发生堵塞的情况。另外可知，测定对象的压力在97[kPa]、25[kPa]、7[kPa]任一状态下，比率的状况均不发生较大的变化，即使测定对象的压力发生了较大的变化，也无需改变阈值。这样，在本实施例中也能够获得与第一实施例同样的效果。此外，在本实施例中， 针对压力值P的变动的计算的随动性变好，但是相对第一实施例，计算量会增加。[第七实施例]在第一实施例中，按每个区间对检测对象区间的压力值P与在其前一个的基准值算出对象区间算出的基准值交叉的次数进行计数，但也可以使基准值算出对象区间与检测对象区间变为相同。即、也可以在检测对象区间算出压力值P的基准值之后，对检测对象区间的压力值P与基准值交叉的次数进行计数。在本实施例，导管的堵塞诊断装置的结构与第一实施例相同，因此使用图3的符号进行说明。图17是用于说明本实施例的堵塞诊断装置的动作的波形图，是表示由压力变送器5测定出的压力值P的变化的1例的图。另外，在图17中，用连续的波形表示压力值P， 但是在本实施例中实际处理的信号是定期被取样的压力数据。本实施例的基准值算出部110将压力值P的时间序列划分为连续的多个区间Si、 S2...，并按每个区间计算压力值P的基准值Pr。图17所示的ft~l、Pr2是分别在区间Si、 S2算出的基准值。与第一实施例同样，作为基准值具有压力值P的平均值或者中间值。接着，交叉次数检测部111按每个区间对检测对象区间的压力值P与在该区间算出的基准值ft·交叉的次数进行计数。即，如果检测对象区间是S2，则对区间S2的压力值P 与基准值Pr2交叉的次数进行计数。该交叉次数为压力的颤动的上下移动次数。
判断部12以及警报输出部13的动作与第一实施例相同。本实施例的效果以第一实施例为基准，但是基准值到区间的全部取样齐备之前无法确定，因此无法计算出交叉次数。因此，与第一实施例相比不太适合在线实施。[第八实施例]在第七实施例中，将平均值或者中间值作为压力值P的基准值，但是也可以将检测对象区间的最初的压力值P作为基准值。图18是表示本发明的第八实施例的导管的堵塞诊断装置的结构的框图，对与图3同样的结构标记相同的符号。本实施例的堵塞诊断装置的构成包括接收部10、上下移动次数检测部lie、判断部12和警报输出部13。上下移动次数检测部lie具有基准值导出部119和交叉次数检测部140。上下移动次数检测部lie的基准值导出部119将压力值P的时间序列划分为连续的多个区间，并将各区间的最初的压力值P作为该区间的基准值。接着，上下移动次数检测部lie的交叉次数检测部140按每个区间对检测对象区间的压力值P与该区间的基准值交叉的次数进行计数。该交叉次数为压力的颤动的上下移动次数。判断部12以及警报输出部13的动作与第一实施例相同。本实施例的情况下，能够实时地计数交叉次数这点与第一实施例相同，但是计算量减少无需计算平均值和中间值的部分，安装也变得容易。由于不是使用平均值和中间值， 而是将检测对象区间的最初的压力值用作基准值，因此在1个区间进行的计算变得稍粗， 但是如果在取得足够多区间数的基础上求取各区间的交叉次数的平均值，并将该交叉次数的平均值赋予判断部12，则能够获得有意义的诊断结果。但是，在使用多个区间的交叉次数的平均值时，诊断所需要的时间变长。另外，第一 第八实施例中，将颤动的上下移动次数除以1个区间的取样数而求得比率，将该比率与阈值进行比较，但是不限于此，当然也可以将上下移动次数与阈值直接进行比较。[第九实施例]接着，说明本发明的第九实施例。图19是表示本发明的第九实施例的导管的堵塞诊断装置的结构的框图、对与图3相同的结构标记相同的符号。本实施例的堵塞诊断装置的构成包括接收部10、上下移动次数检测部Ilf、判断部1 和警报输出部13。本实施例中，作为与压力颤动的上下移动次数相当的信息，检测出压力值P的极大值和极小值的时间间隔。上下移动次数检测部Ilf具有时间间隔检测部141。判断部1 具有比较部122。时间间隔检测部141将压力值P的时间序列划分为连续的多个区间，按每个区间检测压力值P的极大值和极小值的时间间隔。根据例如图4的例子可知，在1个区间内出现多个压力值P的极大值和极小值，因此在1个区间中检测出的时间间隔也是多个。因此， 时间间隔检测部141实际求出的时间间隔为多个时间间隔的平均值。判断部12a的比较部122对时间间隔检测部141求出的时间间隔和预先确定的阈值进行比较，在时间间隔持续地高于阈值时，判断为导管3、4产生了堵塞。具体来说，比较部122，在时间间隔连续规定次数高于阈值时、或者规定数目的区间的时间间隔的平均值高于阈值时，判断为导管3、4产生了堵塞。
警报输出部13的动作与第一实施例相同。这样，对于本实施例也能够获得与第一实施例同样的效果。另外，第一 第九实施例中，至少上下移动次数检测部ll、lla、llb、llC、lld、lle、 Ilf和判断部12、12a，可以通过例如具备CPU、存储器以及接口的计算机和控制上述硬件资源的程序来实现。CPU根据存储于存储器中的程序来执行在第一 第九实施例说明过的处理。产业上的可利用性本发明能够适用于诊断导管的堵塞状态的技术。
权利要求
1.一种导管的堵塞诊断装置，其特征在于，具备压力检测单元，其经由导管检测因压力产生颤动的测定对象的上述压力； 颤动速度检测单元，其基于由该压力检测单元检测出的压力值检测上述颤动的速度； 判断单元，其基于上述颤动的速度判断上述导管的堵塞状态。
2.根据权利要求1所述的导管的堵塞诊断装置，其特征在于，上述颤动速度检测单元具备上下移动次数检测单元，该上下移动次数检测单元将由上述压力检测单元检测出的压力值的时间序列划分为多个区间，并按每个区间检测上述颤动的上下移动次数或者与上下移动次数相当的信息来作为表示上述颤动的速度的信息，上述判断单元具备比较单元，该比较单元将上述颤动的上下移动次数或者与上下移动次数相当的信息，与规定的阈值进行比较，来判断上述导管的堵塞状态。
3.根据权利要求2所述的导管的堵塞诊断装置，其特征在于， 上述上下移动次数检测单元具备基准值算出单元，其按每个区间计算由上述压力检测单元检测出的压力值的基准值； 交叉次数检测单元，其按每个区间将检测对象区间的压力值与在前一个区间算出的上述基准值交叉的次数作为上述上下移动次数进行计数。
4.根据权利要求2所述的导管的堵塞诊断装置，其特征在于， 上述上下移动次数检测单元具备基准值算出单元，其按每个区间计算由上述压力检测单元检测出的压力值的基准值； 交叉次数检测单元，其按每个区间将检测对象区间的压力值与在该区间算出的上述基准值交叉的次数作为上述上下移动次数进行计数。
5.根据权利要求3所述的导管的堵塞诊断装置，其特征在于， 上述基准值是上述压力值的平均值或中间值。
6.根据权利要求4所述的导管的堵塞诊断装置，其特征在于， 上述基准值是上述压力值的平均值或中间值。
7.根据权利要求2所述的导管的堵塞诊断装置，其特征在于， 上述上下移动次数检测单元具备差值算出单元，其计算由上述压力检测单元检测出的压力值与一定时间前的压力值的差值；交叉次数检测单元，其按每个区间将检测对象区间的上述差值的零交叉次数作为上述上下移动次数进行计数。
8.根据权利要求2所述的导管的堵塞诊断装置，其特征在于，上述上下移动次数检测单元具备极大值极小值检测单元，该极大值极小值检测单元按每个区间将由上述压力检测单元检测出的压力值的极大值和极小值的数目作为上述上下移动次数进行计数。
9.根据权利要求2所述的导管的堵塞诊断装置，其特征在于， 上述上下移动次数检测单元具备移动平均值算出单元，其计算由上述压力检测单元检测出的压力值的移动平均值； 交叉次数检测单元，其按每个区间将检测对象区间的压力值与上述移动平均值交叉的次数作为上述上下移动次数进行计数。
10.根据权利要求2所述的导管的堵塞诊断装置，其特征在于， 上述上下移动次数检测单元具备变化率限幅处理单元，其对由上述压力检测单元检测出的压力值实施变化率限幅处理；2次延迟处理单元，其对上述变化率限幅处理后的压力值实施2次延迟处理；和交叉次数检测单元，其按每个区间将检测对象区间的压力值与上述2次延迟处理单元的输出值交叉的次数作为上述上下移动次数进行计数。
11.根据权利要求2所述的导管的堵塞诊断装置，其特征在于， 上述上下移动次数检测单元具备趋势线算出单元，其按每个区间计算由上述压力检测单元检测出的压力值的趋势线； 交叉次数检测单元，其按每个区间将检测对象区间的压力值与上述趋势线交叉的次数作为上述上下移动次数进行计数。
12.根据权利要求2所述的导管的堵塞诊断装置，其特征在于， 上述上下移动次数检测单元具备基准值导出单元，其按每个区间采用各区间的最初的压力值来作为基准值； 交叉次数检测单元，其按每个区间将检测对象区间的压力值与该区间的上述基准值交叉的次数作为上述上下移动次数进行计数。
13.根据权利要求2所述的导管的堵塞诊断装置，其特征在于，在上述颤动的上下移动次数持续地低于上述阈值时，上述比较单元判断为上述导管产生了堵塞。
14.根据权利要求2所述的导管的堵塞诊断装置，其特征在于，上述判断单元还具备比率算出单元，该比率算出单元按每个区间计算上述颤动的上下移动次数除以1个区间的取样数所得的比率，上述比较单元将上述比率与上述阈值进行比较来替代将上述颤动的上下移动次数与上述阈值进行比较，在上述比率持续地低于上述阈值时，判断为上述导管产生了堵塞。
15.根据权利要求2所述的导管的堵塞诊断装置，其特征在于，上述上下移动次数检测单元具备时间间隔检测单元，该时间间隔检测单元按每个区间检测由上述压力检测单元检测出的压力值的极大值和极小值的时间间隔来作为与上述上下移动次数相当的信息。
16.根据权利要求15所述的导管的堵塞诊断装置，其特征在于，在上述时间间隔持续地高于上述阈值时，上述比较单元判断为上述导管产生了堵塞。
17.一种导管的堵塞诊断方法，其特征在于，包括如下步骤压力检测步骤，经由导管检测因压力产生颤动的测定对象的上述压力； 颤动速度检测步骤，基于由该压力检测步骤检测出的压力值检测上述颤动的速度； 判断步骤，基于上述颤动的速度判断上述导管的堵塞状态。
18.根据权利要求17所述的导管的堵塞诊断方法，其特征在于，上述颤动速度检测步骤具备上下移动次数检测步骤，将由上述压力检测步骤检测出的压力值的时间序列划分为多个区间，并按每个区间检测出上述颤动的上下移动次数或者与上下移动次数相当的信息来作为表示上述颤动的速度的信息，上述判断步骤具备比较步骤，将上述颤动的上下移动次数或者与上下移动次数相当的信息，与规定的阈值进行比较，来判断上述导管的堵塞状态。
全文摘要
压力变送器经由导管来检测因压力产生颤动的液体、浆体、气体等测定对象的压力。导管的堵塞诊断装置具备上下移动次数检测部(11)，其将由压力变送器检测出的压力值的时间序列划为多个区间，并按每个区间检测颤动的上下移动次数；判断部(12)，其将颤动的上下移动次数与规定的阈值进行比较来判断导管的堵塞状态。
文档编号G01L19/12GK102227620SQ200980147888
公开日2011年10月26日 申请日期2009年12月1日 优先权日2008年12月1日
发明者田中雅人, 田原铁也 申请人:株式会社山武