专利名称：现场设备的光电传感灵敏度调节的制作方法
技术领域：
本发明涉及设置在现场设备中的设定操作部，特別是涉及对用于切換(开关)设定内容的光开关的光电传感(光开关)检测灵敏度进行调节的现场设备的光电传感灵敏度调节装置及其方法。
背景技术：
所谓的现场设备，是不管是室内还是室外主要在成套设备或エ厂设备等中使用的各种流量计或温度測量设备、压カ测量设备等测量设备类、或控制设备类、阀门类等的总称。作为现场设备中代表性的设备，存在測量流经成套设备配管内的流体的流量的流量计，或将流量计与阀门加以组合并根据来自流量计的流量信号来控制阀门的动作的选组计数器(preset counter、预置计数器)等。另外，这些中大多数设有显示部或一边观察显示部一边进行各种设定的操作部。作为现场设备的ー种的流量计中，一般存在容积流量计和作为质量流量计的科里奥利流量计等，其中，该容积流量计具有在内部设有与流管内流通的被测流体的体积成比例地旋转的转子的计量室，并从与流入到该计量室中的被测流体的体积成比例地旋转的转子的旋转求出流量；该作为质量流量计的科里奥利流量计利用了下述情況，即，在将流管内流通的被测流体所流通的流管的一端或两端加以支承，并沿着与流管的流向垂直的方向对该支承点周围施加振动时，作用于流管(将被施加了振动的流管称为“测量管(flow tube)”)上的科里奥利力与质量流量成比例。容积流量计通过例如日本特许第35四201号公报的公开技术等而被普遍认知。另外，作为质量流量计的科里奥利流量计通过例如日本特开2005-221251号公报的公开技术等而被普遍认知。日本特许第35四201号公报中公开的容积流量计，在包括容器主体和盖体的容器内内置有计数部。容器呈相对于计数部不同体的构成。在计数部中计算出的流量以数值的形式被显示在计数部中所设置的IXD显示器中。被显示在IXD显示器中的流量可以通过盖体的窗ロ来观察。容积流量计在安装到配管的规定位置上时、或被安装到配管的规定位置上之后， 其计数部的方向被调整为能够从计数部的正面(具体为计数部筐体的正面)的直角方向来观察该计数部的正面。日本特许第35^201号公报中公开的容积流量计也被安装调整为能够通过盖体的窗ロ从直角方向来观察计数部的正面。另外，众所周知，科里奥利流量计是利用了下述情况的质量流量计，S卩，在将被测流体所流通的流管的一端或两端加以支承，并沿着与流管的流向垂直的方向对该支承点周围施加振动时，作用于流管(以下，将应被施加振动的流管称为“测量管”)上的科里奥利力与质量流量成比例。科里奥利流量计中的測量管的形状大致分为直管式和弯管式。这样，科里奥利流量计是如下那样的质量流量计，S卩，在将被测流体所流通的測量管在两端加以支承，并沿着相对于支承线呈直角的方向交替驱动被支承的測量管的中央部吋，在測量管的两端的支承部与中央部之间的对称位置上检测到与质量流量成比例的相位
差信号。而且，当使測量管的交替驱动的频率与測量管固有的振动频率相同吋，会得到与被测流体的密度相对应的固定的驱动频率，从而能够以较小的驱动能量进行驱动，因此，近来普遍以固有的振动频率来驱动测量管，并且，相位差信号虽然与质量流量成比例，但是， 当使驱动频率固定吋，相位差信号能够以测量管的观测位置上的时差信号的形式进行检測。近年来，现场设备具有能够通过触摸操作而在现场进行设定变更这样的特点。该现场设备中的设定操作设有使用光电传感的非接触式切換装置(SW)，并在现场通过相对于发光体透光性物质(例如玻璃)的触摸操作来进行。作为使用光传感的非接触式切換装置(SW)的光开关的原理如下，即，在通过市场销售的光电IC等的光检测器接收到从LED等发光体发射出的光时打开(ON)或关闭(OFF)， 或在通过光电IC等的光检测器接收不到从LED等发光体发射出的光时关闭(OFF)或打开 (ON)，由此来进行开关(SW动作)。这样的非接触式切換装置(SW) —般具有图11所示那样的构成。即，非接触式切换装置(SW) 500具有发光体(例如LED) 510和光检测器(例如市场销售的光电IC) 520，该发光体(例如LED)510和光检测器(例如光电IC)520分別被遮光结构530包围，并且，发光体(例如LED) 510和光检测器(例如光电IC) 520被隔离配置成从发光体(例如LED) 510 发射出的光不会直接射入光检测器(例如光电IC)520中。在被该遮光结构530包围的发光体(例如LED) 510的上方形成有开ロ 531，以使从发光体(例如LED) 510发射出的光从遮光结构530中发射至上方。另外，在被遮光结构530 包围的光检测器(例如光电IC) 520的上方形成有开ロ 532，以便从发光体(例如LED) 510 发射出的光通过反光物反射而从规定方向射入遮光结构530中。该遮光结构530的上侧被发光体透光性物质(例如玻璃)540覆盖。因此，发光体透光性物质(例如玻璃)540发挥遮光结构530的上盖的作用，相当于现场设备筐体的设定装置部分的玻璃盖部分。这样构成的光开关500经常从发光体(例如LED) 510发射出光，从该发光体(例如LED) 510发射出的光从形成在遮光结构530上方的开ロ 531射出。另外，光检测器(例如光电IC) 520能够经常接收从形成在遮光结构530上方的开ロ 532射入的光。在这样的状态下，当在发光体透光性物质(例如玻璃)540的上方遮盖上手指等反光物(检测物体)550吋，从发光体(例如LED) 510发射出并从形成在遮光结构530上方的开ロ 531射出的光，在遮盖在发光体透光性物质(例如玻璃)540上方的手指等反光物(检测物体)550上反射，并射入形成在遮光结构530上方的开ロ 532，从而在光检测器(例如光反射器(photo reflector))520中被接收。通过这样而将开关打开(0N)。该开关的接通能够改变现场设备的设定等。S卩，发光体(例如LED)510在按照如下方式设定了发光体(例如LED) 510的发射角度后被设置，即，在发光体透光性物质(例如玻璃)540的上方遮盖上手指等反光物(检测物体)550吋，从发光体(例如LED) 510发射出并通过形成在遮光结构530上方的开ロ 531射出的光，在手指等反光物(检测物体)550上反射，并通过形成在遮光结构530上方的开 ロ 532射入。另外，光检测器(例如光电IC)520在按照如下方式设定了光检测器(例如光电 IC) 520的受光角度后被设置，即，能够接收从发光体(例如LED) 510发射出的光通过形成在遮光结构530上方的开ロ 532射入的光。关于这样的使用光电传感的非接触式切換装置(SW)，作为一般的光信号式开关装置存在日本特开2006-2345 号公报。该日本特开2006-2345 号公报是能够容易地设定受光器的反射的检测距离从而能够防止误动作的光信号式开关装置。而且，在该专利文献 3的光信号式开关装置中，记载了对来自受光器16的反射波的检测灵敏度进行调节的灵敏度调节电路22。
发明内容
这样的光传感非接触式切換装置(SW) 500，由于光检测器(例如光电IC) 520的检测对象为光，因此，即使利用透光的物质(例如玻璃、透明塑料等)将装置整体覆盖，也不会损害动作功能。具有如下的优点，S卩，能够通过改变从发光体(例如LED) 510发射出的光的方向(指向性)或光量，而以人不直接接触装置的方式在密闭结构条件中进行SW操作。这样构成的光传感非接触式切換装置(SW) 500通过接收检测光而进行SW操作，由于该光是自然界极其常见但却是人难以直接以数量把握的检测介质，因此，存在误动作、动作不佳这样的问题，一般情况下想出了各种办法。S卩，想出了以如下方式构成光传感非接触式切換装置(SW) 500这样的方法(1)光检测器(例如光电IC) 520仅检测(optical bandpass filter、光带通滤光器)与发光体(例如LED) 510发射出的光的波长一致的波长；(2)发光体(例如LED)510发射出的发射光在已确定的时间闪烁，而光检测器(例如光电IC) 520仅检测与该时间同步的光；(3)确定光检测器(例如光电IC)520中所检测的光的強度(光量)，并在检测强度中设置滞后；(4)利用遮光物530局部地或整体地将发光体(例如LED) 510和光检测器(例如光电IC)520的周围覆盖，尽可能地仅使检测对象的光发射到光检测器(例如光电IC)520上。非接触式切換装置(SW)的灵敏度(相对于检测物的反应位置)调节主要有如下方法等，即，通过调节发光体的光量来増加或减少到达光检测器(例如光电IC)的光量的方法或改变遮光结构的尺寸来调节到达光检测器(例如光电IC)的光量的方法。在该非接触式切換装置(SW)的灵敏度(相对于检测物的反应位置)调节为通过调节发光体的光量来増加或减少到达光检测器(例如光电IC)的光量的方法吋，作为调节发光体的光量的方法，通过使用体积电阻来谋求调节附加到发光体中的电能(电流/电压) 而进行。另外，在改变遮光结构的尺寸来调节到达光检测器(例如光电IC)的光量的方法的情况下，作为利用遮光结构来调节到达光检测器(例如光电IC)的光量的方法，在遮光结构上开孔并将该遮光结构配置在发光体与光检测器之间，得到光从该孔通过的结构，从而通过放大或縮小孔的大小来进行通过光量(光的指向性)的调节。S卩，如图12所示，非接触式切換装置(SW) 500的发光体(例如LED) 510上连接有体积电阻(可变电阻)R560，通过调节该体积电阻(可变电阻)R560而从发光体(例如 LED)510输出固定的光脉冲信号。该光脉冲信号被光检测器(例如光电IC) 520检测到，并被作为打开或关闭(0N/0FF)的输出信号输出。在这样的非接触式切換装置(SW)的灵敏度(相对于检测物的反应位置)调节为通过调节发光体的光量来増加或减少到达光检测器(例如光电IC)的光量的方法吋，存在如下那样的问题点，即，由于是依赖于调节者的感觉的方法，因此，需要比较大规模的调节夹具，从而自动调节化困难，并且，在调节时需要使该部分整体或一部分从筐体中露出，从而在被牢固的筐体包覆的现场设备中难以进行调节。另外，在改变遮光结构的尺寸的调节到达光检测器(例如光电IC)的光量的方法中也是相同的。另外，在日本特开2006-2345 号公报的光信号式开关装置中，关于灵敏度调节电路22的详细情況，记载了利用滤波电路21进行用于除去噪声的灵敏度调节的情况，但是，关于具体如何进行灵敏度调节没有任何记载。本发明的目的在干，提供ー种能够不将设备内部暴露在外部气体中且不依赖操作者的感觉而自动地进行发光体(例如LED等)的光量调节，从而能够进行稳定地调节的、使用光传感的非接触式切換装置(SW)的灵敏度调节。为了解决上述课题而作成的权利要求1所述的ー种现场设备用光传感非接触式切換装置(SW)的光电传感灵敏度调节装置，其特征在于，现场设备的切換操作部(人机界面)构成为在正面设有发光体透光性物质(玻璃等)从而不会被暴露在外部气体中；上述操作部设有切換操作部，其是使反光物靠近包括发光体透光性物质的正面上方，将包括发射光的发光体和检测射入光的光检测器的光电传感器打开或关闭；数据显示画面，其是使反光物靠近上述操作部的正面上方，进行上述切換操作部的开关动作(打开动作)，切換设定等显示数据的模式，井根据由该切換操作部指定的切換模式进行画面显示；以及光电传感灵敏度调节装置，其调节通过上述切換操作部打开或关闭的上述光电传感器的光检测灵敏度；上述光电传感灵敏度调节装置包括发光体、LED驱动用调节器、受光装置、数字电位器、CPU、个人计算机以及光检测部，并能够进行最佳的灵敏度调节；上述发光体包括LED并在接收到能量(电流或电压)的供给后发射光；上述LED驱动用调节器对作为上述发光体的LED进行能量(电流或电压)的供给并具有输出可调功能；上述受光装置接收通过使反光物靠近包含上述发光体透光性物质的正面上方而反射的、从上述发光体发射出的光；上述数字电位器控制从上述LED驱动用调节器供给到作为上述发光体的LED中的能量(电流或电压)的增减；上述CPU根据控制程序通过控制上述数字电位器的信号数字化地控制从上述LED驱动用调节器供给到作为上述发光体的LED中的能量(电流或电压)的增减；上述个人计算机用于进行上述CPU的控制并通过通信终端组件连接；上述光检测部检测从上述LED发射出的光信号并将该光信号转换成电信号后输
JL| ο另外，光检测部也可以是如下的光检测器，S卩，使用市售的光电IC等，且内部结构包括输出固定脉冲信号的脉冲发生器和AND电路，其中，该AND电路输出从上述光检测部输出的电信号与从上述脉冲发生器输出的固定脉冲信号的逻辑积信号。为了解决上述课题而作成的权利要求2所述的现场设备用光传感非接触式切換装置(SW)的光电传感灵敏度调节装置的特征在于，权利要求1所述的现场设备用光传感非接触式切換装置(SW)的光电传感灵敏度调节装置的现场设备收容在考虑到以现场设置为目的的耐久性牢固的筐体内而构成的。为了解决上述课题而作成的权利要求3所述的现场设备用光传感非接触式切換装置(SW)的光电传感灵敏度调节装置的特征在干，具有包括第一步骤、第二步骤、第三步骤、第四步骤以及第五步骤的光传感的自动灵敏度调节功能，并且分阶段地减少光电传感器的调节灵敏度，并以光检测器的输出发生变化的电平完成调节；其中，上述第一步骤将权利要求1或2所述的现场设备用光传感非接触式切換装置 (Sff)的光电传感灵敏度调节装置中所使用的市售数字电位器目前的调节电平复位清零，并将数字电位器的调节电平设定为最大灵敏度级；上述第二步骤以上述第一步骤的状态判断光检测器内部的光检测部是否检测到发光的LED的光；上述第三步骤当在上述第二步骤中检测到了 LED的光吋，通过连接数字电位器和CPU的数字控制线，从CPU向数字电位器输出改变(上移或下移)数字电位器的电刷端子的信号，从而进行将数字电位器的调节电平提高或降低“ 1” (1位)的设定；上述第四步骤判断能否在调节电平内对数字电位器的电刷端子进行灵敏度调节 (上移或下移)；上述第五步骤当在上述第四步骤中能够进行调节电平的灵敏度调节吋，判断是否在数字电位器的电刷端子的调节电平范围(=27 5)内。为了解决上述课题而作成的权利要求4所述的现场设备用光传感非接触式切換装置(SW)的光电传感灵敏度调节装置的特征在干，在权利要求1、2或3所述的现场设备用光传感非接触式切換装置(SW)的光电传感灵敏度调节装置中，具有包括第一步骤、第二步骤、第三步骤、第四步骤以及第五步骤的光开关的自动校正功能，并且分阶段地减少光开关的调节灵敏度，并以光检测器的输出发生变化的电平完成调节，从而自动校正光开关的灵敏度调节；其中，上述第一步骤判断来自光检测器的输出状态在成为打开之后是否持续经过了很长时间(例如60分钟以上)；上述第二步骤将上述第一步骤中来自检测器的输出状态在成为打开之后持续维持打开状态很长时间(例如60分钟以上)的情况判断为发生误动作，并从CPU向数字电位器输出改变(下移)电刷端子的信号，进行将光检测器的灵敏度调节电平降低“ 1”级的设定；
上述第三步骤判断即使在上述第二步骤中进行了将光检测器的灵敏度调节电平降低“ 1，，级的设定，来自光检测器的输出状态是否还呈打开；上述第四步骤判断为上述第三步骤中来自光检测器的输出状态呈打开，且上述光检测器的灵敏度调节电平依然高，从而进行光检测器的灵敏度调节电平控制直到来自光检测器的输出状态成为关闭为止；上述第五步骤判断为上述第四步骤中来自光检测器的输出状态成为关闭时光检测器的灵敏度调节电平变得恰当，从而结束光检测器的灵敏度调节电平控制。为了解决上述课题而作成的权利要求5所述的现场设备用光传感非接触式切換装置(SW)的光电传感灵敏度调节装置的特征在于，现场设备的切換操作部(人机界面)构成为在正面设有发光体透光性物质(玻璃等)从而不会被暴露在外部气体中，上述切換操作部设有切換操作部，其是使反光物靠近上述发光体透光性物质的上部，将包括发光体和光检测器的光电传感器打开或关闭；数据显示画面，其根据通过上述切換操作部的开关动作对显示数据的模式按照指定的模式进行画面显示；以及光电传感灵敏度调节装置，其调节上述光电传感器的光检测灵敏度；上述光电传感灵敏度调节装置设有LED、光电IC、可调输出调节器、数字电位器以及CPU，并通过上述CPU对上述数字电位器进行控制从而能够进行最佳的灵敏度调节；上述LED在接收到电能的供给后发射光，上述光电IC接收被上述反光物反射的上述LED发射出的光后输出信号，上述可调输出调节器的一端经由第一电阻连接在LED上，另一端经由第二电阻连接在数字电位器上，并通过改变输出电压来増加或减少上述LED的正向电流，从而调节该 LED的发光量，上述数字电位器控制上述可调输出调节器的输出电压，对从该可调输出调节器供给到上述LED中的能量(电压或电流)进行控制，上述CPU向上述数字电位器发送控制信号，对上述可调输出调节器的输出电压进行控制，从而对从该可调输出调节器供给到上述LED中的能量(电压或电流)进行控制，由此来调节该LED的发光量。为了解决上述课题而作成的权利要求6所述的现场设备用光传感非接触式切換装置(SW)的光电传感灵敏度调节装置的特征在于，权利要求5所述的现场设备用光传感非接触式切換装置(SW)的光电传感灵敏度调节装置的光电IC包括光检测部、脉冲发生器、 AND电路以及晶体管；上述光检测部检测被上述反光物反射且从上述LED发射出的光，该光以一定光量以上将受光信号输出到上述AND电路的ー个端子中，上述脉冲发生器输出固定脉冲信号，并通过该脉冲信号使上述LED与该脉冲信号同步地进行发光，同时，将该脉冲信号输入到上述AND电路的另ー个端子中，上述AND电路取得接收到从上述LED发射出的光后输出的受光信号与从上述脉冲发生器输出的脉冲信号的逻辑积(AND)，并输出到上述CPU中，上述晶体管根据从上述脉冲发生器输出的固定脉冲信号打开或关闭，使上述LED与该脉冲信号同步地进行发光。为了解决上述课题而作成的权利要求7所述的现场设备用光传感非接触式切換装置(SW)的光电传感灵敏度调节装置的特征在于，权利要求5或6所述的现场设备用光传感非接触式切換装置(SW)的光电传感灵敏度调节装置的数字电位器设有具有32位调节电平的电刷端子，并且，使用如下信号通过数字控制线从上述CPU中内置的PIO输出的、指定对象设备的CS信号，和决定增加还是减少数字电位器的调节电平的提高/降低信号，以及在毎次脉冲边沿检测时改变数字电位器的调节电平的信号(计数信号)；并根据上述调节电平对上述可调输出调节器的上述电刷端子的连接位置进行控制，由此来改变连接在该可调输出调节器另一端上的第二电阻的电阻值，控制该第二电阻与连接在上述可调输出调节器一端上的第一电阻的电阻分压比，从而对从上述可调输出调节器供给到上述LED中的输出电压(或者电流)进行控制。为了解决上述课题而作成的权利要求8所述的现场设备用光传感非接触式切換装置(SW)的光电传感灵敏度调节装置的特征在于，权利要求7所述的现场设备用光传感非接触式切換装置(SW)的光电传感灵敏度调节装置的CPU构成为按照固定的程序井根据从上述光电IC的上述AND电路输出的输出信号的输入来判断是否从LED发射出光，使用通过数字控制线从上述CPU中内置的PIO输出的、指定对象设备的CS信号，和决定增加还是减少数字电位器的调节电平的提高/降低信号，以及在毎次脉冲边沿检测时改变数字电位器的调节电平的信号(计数信号)，按照上述32位的调节电平依次对上述数字电位器的电刷端子的连接位置进行控制，由此，对连接在上述可调输出调节器一端上的第一电阻、与连接在该可调输出调节器另一端上的第二电阻的电阻分压比进行控制，从而控制从上述可调输出调节器供给到上述LED中的输出电压(或电流)，直到通过上述光电IC的上述光检测部检测到从上述LED发射出的光由上述反光物反射后的反射光为止。为了解决上述课题而作成的权利要求9所述的现场设备用光传感非接触式切換装置(SW)的光电传感灵敏度调节装置的特征在干，在权利要求5、6、7或8所述的现场设备用光传感非接触式切換装置(SW)的光电传感灵敏度调节装置中，具有包括第一步骤、第二步骤、第三步骤、第四步骤以及第五步骤的光传感的自动灵敏度调节功能，并且，分阶段地减少或増加光电传感器的调节灵敏度，并以光检测器的输出发生变化的电平完成调节；上述第一步骤将市售的数字电位器目前的调节电平复位清零，并将数字电位器的调节电平设定为最大灵敏度级，上述第二步骤以上述第一步骤的状态判断光检测器内部的光检测部是否检测到发光的LED的光，上述第三步骤当在上述第二步骤中检测到了 LED的光吋，通过连接数字电位器和CPU的数字控制线，从CPU向数字电位器输出改变(下移)数字电位器的电刷端子的信号，进行将数字电位器的调节电平降低“ 1”(1位)的设定，上述第四步骤判断能否在调节电平内对数字电位器的电刷端子进行灵敏度调节 (下移)，上述第五步骤当在上述第四步骤中能够进行调节电平的灵敏度调节吋，判断是否在数字电位器的电刷端子的调节电平范围(=27 5)内。为了解决上述课题而作成的权利要求10所述的现场设备用光传感非接触式切換装置(SW)的光电传感灵敏度调节装置的特征在干，在权利要求5、6、7、8或9所述的现场设备用光传感非接触式切換装置(SW)的光电传感灵敏度调节装置中，具有包括第一步骤、第 ニ步骤、第三步骤、第四步骤以及第五步骤的光开关的自动校正功能，并且，分阶段地减少光开关的调节灵敏度，并以光检测器的输出发生变化的电平完成调节，从而自动校正光开关的灵敏度调节；上述第一步骤判断来自光检测器的输出状态在成为打开之后是否持续经过了很长时间(例如60分钟以上)，上述第二步骤将在上述第一步骤中来自检测器的输出状态在成为打开之后持续維持打开状态很长时间(例如60分钟以上)的情况判断为发生误动作，并从CPU向数字电位器输出改变(下移)电刷端子的信号，进行将光检测器的灵敏度调节电平降低“ 1”级的设定，上述第三步骤判断即使在上述第二步骤中进行了将光检测器的灵敏度调节电平降低“ 1，，级的设定，来自光检测器的输出状态是否还呈打开，上述第四步骤判断为上述第三步骤中来自光检测器的输出状态呈打开，且上述光检测器的灵敏度调节电平依然高，从而进行光检测器的灵敏度调节电平控制直到来自光检测器的输出状态成为关闭为止，上述第五步骤判断为上述第四步骤中来自光检测器的输出状态成为关闭时光检测器的灵敏度调节电平变得恰当，从而结束光检测器的灵敏度调节电平控制。发明效果根据本发明，能够不将设备内部暴露在外部气体中且不依赖操作者的感觉而自动地进行发光体(LED等)的光量调节，从而能够进行避免因人而异的稳定的调节。另外，根据本发明，由于进行的是使用CPU的数字化调节，因此，能够将调节后的调节值以数字数据的形式加以保存，从而能够使用通信功能进行自动调节。进而，根据本发明，在通过受光器连续某一段时间以上接收到光时判断为异常，并在CPU侧对数字电位器进行控制，以将检测灵敏度降低至受光器对那时的光无反应的状态为止，从而能够进行自动校正以改变(減少)供给到发光体中的电流。
图1是作为适用本发明涉及的现场设备用光传感非接触式切換装置(SW)的光电传感灵敏度调节装置的现场设备的科里奥利流量计外观的示意图。图2是图1所图示的科里奥利流量计的远程測量系统的简图。图3是本发明涉及的现场设备用光传感非接触式切換装置(SW)的光电传感的显示部的示意图。图4是用于对本发明涉及的现场设备用光传感非接触式切換装置(SW)的光电传感灵敏度调节功能进行说明的灵敏度调节功能部的框图。图5是图4所图示的现场设备用光传感非接触式切換装置(SW)的光电传感灵敏度调节功能部的详细电路图。图6是进行图5所图示的现场设备用光传感非接触式切換装置(SW)的光电传感灵敏度调节装置的自动灵敏度调节的控制流程图。
图7是表示LED的发光与光检测器的同步化的时间图。图8是表示从CPU输出的数字电位器的控制信号的时间图。图9是表示光检测器的打开或关闭(0N/0FF)的辨别的时间图。图10是执行图5所图示的现场设备用光传感非接触式切換装置(SW)的光电传感灵敏度调节装置的自动校正功能时的控制流程图。图11是现有光开关的原理说明图。图12是用于对图11所图示的灵敏度调节功能进行说明的图。
具体实施例方式将现场设备(field device)的切換操作部构成为在正面设有发光体透光性物质(玻璃等)，从而不会被暴露在外部气体中。操作部是通过包含LED的发光体、LED驱动用调节器(regulator)、接收从发光体发射出的光的受光装置、对供给到LED中的能量(电流或电压)增减进行控制的市售数字电位器、根据控制程序数字控制供给到LED中的能量 (电流或电压)增减的CPU、以及检测从LED发射出的光信号并将其转换成电信号后输出的光检测部来实现的，其中，该LED驱动用调节器对LED进行能量(电流或电压)的供给并具有输出可调功能。另外，光检测部也可以是如下的光检测器，S卩，使用市售的光电IC，且内部结构包括输出固定脉冲信号的脉冲发生器和AND电路，其中，该AND电路输出从光检测部输出的电信号与从脉冲发生器输出的固定脉冲信号的逻辑积信号(logical product signal) 0[实施例1]以下，使用图1 图9对本发明实施方式的实施例1进行说明。图1是适用于本发明的现场设备用光传感非接触式切換装置(SW)的光电传感灵敏度调节装置的科里奥利流量计外观的示意图，图2是图1所图示的作为现场设备的科里奥利流量计的远程測量系统简图，图3是本发明涉及的现场设备用光传感非接触式切換装置(SW)的光电传感灵敏度调节装置显示部的示意图，图4是用于对本发明涉及的现场设备用光传感非接触式切換装置(SW)的光电传感灵敏度调节装置的灵敏度调节功能进行说明的灵敏度调节功能部框图，图5是图4所图示的现场设备用光传感非接触式切換装置(SW) 的光电传感灵敏度调节装置的灵敏度调节功能部的详细电路图，图6是进行图4所图示的现场设备用光传感非接触式切換装置(SW)的光电传感灵敏度调节装置的自动灵敏度调节的控制流程图，图7是表示从CPU输出的数字电位器的控制信号的时间图(time chart)，图 8是表示LED的发光与检测器同步化的时间图，图9是表示检测器的打开或关闭(0N/0FF) 的辨别的时间图。图1中表示适用本发明涉及的现场设备用光传感非接触式切換装置(SW)的光电传感灵敏度调节装置的、作为现场设备的科里奥利流量计的外观。在图1中，科里奥利流量计1是搭载有高性能传送器(transmitter)(能够通过自诊断功能、大画面显示、触摸操作而在现场变更设定)，并能够高精度地直接测量质量流量的高性能型科里奥利流量计。该科里奥利流量计1设有主体部2和显示器4而构成，其中， 该主体部2设有转换器3，该显示器4设置在相对于该主体部2的轴向从垂直方向安装在主体部中间的转换器3上。该显示器4为液晶显示。
该科里奥利流量计1安装在配管7的中途，并构成为能够測量流经该配管7内部的被测流体，并在转换器3中进行关于流量的运算，其中，该配管7是使被测流体(省略图示)流入形成在主体部2轴向两侧的凸缘部5、6中的部件。科里奥利流量计1构成为能够将通过运算得到的流量显示在转换器3的显示器4上。图2中表示图1所图示的科里奥利流量计1的远程测量系统的概要。即，科里奥利流量计1呈防爆结构，并且构成为在测量具有可燃性的被测流体(可燃性气体、具有挥发可燃性的液体等)的流量时，即使在科里奥利流量计1的周围环境中泄漏有可燃性气体也不存在爆炸的危险。如图2所示，这样的科里奥利流量计1使用外部输出远程地进行操作控制。即，科里奥利流量计1使用外部输出与DCS (分散控制系统、Distributed Control System)计算机10、选组计数器(batch counter) 11、积算器12、记录器13以及各种控制器等相连。另外，由于科里奥利流量计1通过与位于现场设备上位的个人计算机14相互通信，而在现场或远程地进行參数的设定、变更、调节或測量值的读出等，因此，科里奥利流量计1与个人计算机14通过通信终端组件15相连接。这样通过外部输出进行连接的科里奥利流量计1可以远程地进行操作控制。由该科里奥利流量计1測量出的流量、温度、密度的測量值通过模拟输出被输出至DCS (分散控制系统)计算机10、记录器13以及各种控制器等中。另外，对通过通信终端组件15连接的个人计算机14能够进行数字通信。另外，对科里奥利流量计1中測量出的流量输出的流量脉冲输出信号被输出至 DCS(分散控制系统)计算机10、选组计数器11以及积算器12等中。图3中表示设置在图1所图示的科里奥利流量计1的转换器3中显示器4的显示部。在图3中，显示器4的显示部20的正面21安装有发光体透光性物质(例如玻璃)。在图中，22为红色LED，ぬ为绿色LED。另外，24、25是能够通过触摸操作而打开或关闭(0N/0FF)的光开关切換操作部。通过该光开关的切換操作部对、25进行的模式切换通过如下的操作来进行，即，利用指尖触摸包含发光体透光性物质(例如玻璃)的显示部 20的正面21的操作(触摸操作)。该光开关具有与图11所图示的光开关500相同的结构。即，光开关500具有由包括发光体(例如LED) 510和光检测器(例如光电IC) 520的光传感器，发光体(例如LED) 510 和光检测器(例如光电IC) 520分别被遮光结构(light shielding structure) 530包围。在被该遮光结构530包围的发光体(例如LED) 510的上方形成有开ロ 531，以使从发光体(例如LED) 510发射出的光能够从遮光结构530中发射至上方。另外，在被遮光结构530包围的光检测器(例如光电IC)520的上方形成有开ロ 532，以便从发光体(例如 LED) 510发射出的光通过反光物反射，从规定的方向射入遮光结构530中。该遮光结构530的上侧被发光体透光性物质(例如玻璃)540覆盖，S卩，发光体透光性物质(例如玻璃)540发挥遮光结构530的上盖的作用，相当于测量仪器(转换器)的显示装置(相对于现场设备的设定装置部分)的筐体的玻璃盖部分。这样构成的光开关500经常从发光体(例如LED) 510发射出光，从该发光体(例如LED) 510发射出的光从形成在遮光结构530上方的开ロ 531射出。另外，光检测器(例如光电IC) 520能够经常接收从形成在遮光结构530上方的开ロ 532射入的光。在此状态下，当在发光体透光性物质(例如玻璃)540上面(图3的切換操作部M、 25)遮盖上手指等反光物(检测物体)550吋，从发光体(例如LED) 510发射出并从形成在遮光结构530上方的开ロ 531射出的光在遮盖在发光体透光性物质(例如玻璃)540上的手指等反光物(检测物体)550上反射，并射入形成在遮光结构530上方的开ロ 532，在光检测器(例如光电IC) 520中被接收，从而进行开关。另外，在图3中，沈是设置在科里奥利流量计1的转换器3中的显示器4的显示部 20的数据显示画面。该数据显示画面沈是对流量、温度、密度的測量值等进行切換并画面显示的部分，并进行如下操作从而通过开关动作(打开(ON)动作)进行模式切換，即，使指尖触摸包含发光体透光性物质(例如玻璃)的显示部20的正面21的切換操作部24、25上面的操作 (触摸操作)。在被切換显示在该数据显示画面沈上的显示模式中，存在质量瞬时流量、体积瞬时流量、密度、温度、积算值(质量或体积)、维护信息显示、状态信息显示、模式选择(參数设定)等。像这样被显示在数据显示画面沈上的显示模式的切換是通过设置在科里奥利流量计1转换器3内的显示器4中的光开关来进行的，即，在发光体透光性物质(例如玻璃)540上方(图3的切換操作部M、25)遮盖上手指，以使从发光体(例如LED) 510发射出的光反射，从而在光检测器(例如光电IC)520中接收。由于是如此在切換操作部M、25上遮盖上手指而使从发光体(例如LED) 510发射出的光反射，从而在光检测器(例如光电IC) 520中接收来进行开关，因此，有时会发生如下那样的误动作，即，遮盖上手指但未打开(ON)或未遮盖手指而打开(ON)。因此，要求将作为光传感器的灵敏度保持为恰当。因此，在图1所图示的科里奥利流量计1的转换器3内的显示器4中，设有调节光开关检测灵敏度的光电传感灵敏度调节装置。图4中表示图1所图示的科里奥利流量计1的转换器3内的显示器4中所设置的光电传感灵敏度调节装置30的灵敏度调节功能部的框图。在图4中，在光电传感灵敏度调节装置30的发光体(例如LED)31上连接有电阻 R32，在该电阻R32上连接有市售的数字电位器33。该数字电位器33进行电子电路的调节和校正(trimming)，并具有根据来自CPU34的输出信号来提高或降低(UP/DOWN)输出至发光体(例如LED) 31的输出电压(或输出电流)的功能。该CPU34也可以通过图2所示的通信终端组件15，由位于现场设备上位的个人计算机14通过数字通信来控制。这样，根据由数字电位器33控制后的输出电压(或输出电流)，从光电传感灵敏度调节装置30的发光体(例如LED) 31发射出光36。由该发光体(例如LED) 31发射出的光 36是，光量根据输出电压(或输出电流)的增减而变化的一定的光脉冲信号37，其中，该输出电压(或输出电流)的增减通过数字电位器33来控制。从该发光体(例如LED) 31发射出的一定的光脉冲信号37被光检测器(例如光电IC) 35检测到，并被作为打开或关闭(ON/ OFF)的输出信号从光检测器(例如光电IC) 35输出。图5中表示包括图4所图示流量计光电传感灵敏度调节装置的非接触式切換装置 (Sff)的灵敏度调节功能部的详细电路图。
在图5中，LED驱动用调节器(具有输出可调功能的可调输出调节器)40经由电阻R41与LED42的阳极相连。另外，LED驱动用调节器(具有输出可调功能的可调输出调节器)40经由电阻R43与数字电位器33相连。该数字电位器33的电刷端子(wiper terminal) 33A通过数字电位器33的内阻并经由电阻R44接地。而且，该数字电位器33的电刷端子33A(具有32位的调节电平)与LED驱动用调节器(具有输出可调功能的可调输出调节器)40的电刷端子相连。该数字电位器33的电刷端子33A通过控制LED驱动用调节器(具有输出可调功能的可调输出调节器)40的电刷端子的连接位置来控制电阻分压比，从而对从LED驱动用调节器(具有输出可调功能的可调输出调节器)40供给到发光体(例如LED)42中的能量(电压或电流)进行控制。另外，在本实施例中，发光体(例如LED)31使用三垦电气株式会社(Sanken Electric Co.，Ltd.)制的 LED (具体为 SID 1003BQ)。另外，数字电位器33使用日本电产科宝电子株式会社(Nidec Copal Electronics Corp.)制的32抽头数字电位器(具体为DP7114ZI-10)。进而，CPU34使用株式会社瑞萨科技(现名为瑞萨电子株式会社、Renesas Electronics Corporation)制的 CPU(具体为 R5F21237JFP)。进而另外，光检测器(例如光电IC)35使用株式会社东芝(Toshiki Corporation) 制的光电IC (具体为数字输出光电IC "TPS816(F) ”)。而且，LED驱动用调节器(具有输出可调功能的可调输出调节器)40使用(美国) 德州仪器公司(Texas Instruments Incorporated)制的调节器(具体为可调正/负电压调节器“TPS73101DBVT，，)。另外，在本实施例的市售数字电位器33上，通过三根数字控制线34A、34B、34C连接有CPU34。连接该数字电位器33和CPU34的数字控制线34A，是把在毎次改变(UP/D0WN)数字电位器33的电刷端子33A时增加(或减少)数字电位器33的计数值的信号(计数信号)，从CPU34向数字电位器33输出的部件。另外，连接数字电位器33和CPU34的数字控制线34B，是把改变(UP/D0WN)数字电位器33的电刷端子33A的信号，从CPU34向数字电位器33输出的部件。进而，连接数字电位器33和CPU;34的数字控制线;34C，是把CS (chip select、芯片选择)信号从CPU34向数字电位器33输出的部件，其中，该CS(芯片选择)信号是用于选择芯片的选择信号。另外，根据数字电位器的规格而与CPU的接ロ不同是不言而喻的(例如串行通信、 I2C、UART 等)。另外，本实施例的光检测器(例如光电IC) 35是市售物品，包括晶体管Tr50、脉冲发生器51、AND电路52以及光检测部53。晶体管Tr50的集电极与LED42的阴极相连，该晶体管Tr50的发射极接地。另外， 晶体管Tr50的基极与脉冲发生器51相连，从脉冲发生器51向晶体管Tr50的基极供给固定脉冲信号。因此，该晶体管Tr50与从脉冲发生器51输出的固定脉冲信号同步地反复打开或关闭(0N/0FF)，以使LED42与从脉冲发生器51输出的固定脉冲信号同步地打开或关闭(0N/0FF)，从而从LED42发射出与从脉冲发生器51输出的固定脉冲信号同步的光脉冲信号。该脉冲发生器51与AND电路52相连，在该AND电路52中输入有从脉冲发生器51 输出的固定脉冲信号。另外，本实施例的光检测器(例如光电IC) 35的光检测部53与AND电路52相连， 这样在该AND电路52中输入有基于通过光检测部53检测到的光信号的信号。与从脉冲发生器51输出的固定脉冲信号同步、且从LED42发射出的光脉冲信号， 通过光检测器(例如光电IC) 35的光检测部53被检测到，并被转换成电脉冲信号后输出至 AND电路52中。在该AND电路52中，得到基于从光检测器(例如光电IC) 35的光检测部53输出的检测光信号的信号与从脉冲发生器51输出的固定脉冲信号的逻辑积(AND)，并输出逻辑积(AND)信号。来自该AND电路52的输出被输入到CPU34中。因此，仅在从LED42输出的光信号与从脉冲发生器51输出的固定脉冲信号同步时才从AND电路52输出。这样，在本实施例中，形成为如下的电路构成，S卩，利用市售的数字电位器33调节具有输出可调功能的可调输出调节器40的输出电压，随着可调输出调节器40的输出电压 (Vout)的变化，LED42的正向电流增加或減少，从而对发光量进行调节。数字电位器33的控制由CPU34内置PIO进行，并通过下述三根控制线来进行控制设定，即，通过数字控制线34C指定对象设备的CS信号、决定通过数字控制线34B増加还是减少数字电位器33的调节电平的提高/降低信号(UP/DOWN信号)、以及通过数字控制线 34A在每次脉冲边沿检测(pulse edge detection)时改变(shift)数字电位器33的调节电平的信号(计数信号)。另外，这些设定值在设定后被存储在数字电位器33中。在这样的构成中，具有输出可调功能的可调输出调节器40的输出电压的设定取决于外电阻Rl(图5的R43 = 56k Ω )与电阻R2(图5的R44 = 20k Ω )的分压比，其中，该电阻R2是由与外电阻Rl结合且具有输出可调功能的可调输出调节器40的FB端子決定的。其关系式在数据表单(data sheet)中为Vout = (R1+R2)/R2X1. 2 .........(1)在本实施例中，由于在Rl与R2之间插入了 IOkQ的数字电位器33，因此，当以调节范围的最小和最大来考量分压电阻吋，分别为Rl :66k Ω R2 :20k ΩRl :56kΩ R2 :30kΩ当将其代入之前的Vout的(1)式中吋，能够进行4. 8V 3. 5V为止的设定(调节步骤为数字电位器的分辨カ(=32位，相当于每1位阶段0. 04V的变化)。S卩，施加到LED42上的施加电压为上述可变电压，但是，LED42与光检测器(例如市售的光电IC) 35内部的晶体管Tr50相连，以由同样在光检测器(例如光电IC) 35内部的脉冲发生器51生成的周期来同步(sync)正向电流。现在，当将负载电阻R3(图5的R41)设为39 Ω时，简单计算LED42的正向电流为123mA 90mA，但是，考虑到晶体管Tr50的下降电压(约1. 2V)或进行同步的周期具有 50%的占空比(Duty)，因而实质上为46mA 30mA左右的可变范围(这在数字电位器33中相当于每1位0. 4mA的变化)。另外，LED42的光被光检测器(例如光电IC) 35内部的光检测部53接收，比较判断是否为与通过同样内置的脉冲发生器51生成的时机(timing)同步的光脉冲，在符合时被输出。这样，在本实施例中，作为调节光电传感灵敏度调节装置30的发光体(例如 LED) 31的光量的方法是，在调节供给到发光体(例如LED) 31中的电能(电流/电压)的电路中，在调节部位上使用数字电位器33，并将数字控制线34A、34B、34C连接到CPU34上，从而能够由CPU34来控制电能量。并且，来自该CPU34的控制指示使用通信方法以不将设备内部暴露在外部气体中的方式在外部执行(例如HART协议等是在输出信号线上使数据重叠来实现控制指示)。接下来，使用流程图对图5所图示的流量计的光电传感灵敏度调节装置的自动灵敏度调节进行说明。图6中表示进行图4所图示的流量计光电传感灵敏度调节装置的自动灵敏度调节的控制流程图。流量计光电传感灵敏度调节装置的自动灵敏度调节用于进行光开关的打开或关闭(0N/0FF)功能的健全性确认和光开关恰当的灵敏度调节。因此，流量计光电传感灵敏度调节装置的自动灵敏度调节是通过CPU34进行如下作业的，即a)由于光开关在灵敏度上具有滞后(hysteresis)，因此，必须将灵敏度级设为最大或最小，从而判断检测器的输出状态如所希望那样；b)分阶段地减少或增加调节灵敏度，并以检测器的输出发生变化的电平完成调节；c)根据数字电位器的分辨カ设定调节余量(adjustment margin)，力求调节功能的最佳化(例如，当将调节余量设为上下限5步骤吋，以5 27为止的调节电平)以外的电平完成调节时为NG)。在图6中，当对流量计(转换器)接通(ON)电源而使自动调节功能启动吋，首先， 在步骤100中流程启动从而开始进行光电传感灵敏度调节装置的自动灵敏度调节。首先，当在步骤100中流程启动吋，在步骤110中，将市售的数字电位器33目前的调节电平复位清零(reset)，并将数字电位器33的调节电平设定为最大灵敏度级(实施例中为“32”)。即，使从LED驱动用调节器(市售的具有输出可调功能的可调输出调节器)40 经由电阻R41供给到LED42中的能量(电压或电流)为最大，从而将LED42的光量设定为最大值。当将对LED42供给的能量(电压或电流)设定为最大吋，LED42以最大的光量发光。具体而言，在本实施例中，将取决于数字电位器33的电阻分压比设定为 IOk Ω/OkQ，使从LED驱动用调节器(具有输出可调功能的可调输出调节器)40供给到 LED42中的供给能量(电压或电流)为最大。当使从该LED驱动用调节器(具有输出可调功能的可调输出调节器)40供给到LED42中的供给能量(电压或电流)为最大吋，在下一步骤中设置反光夹具时，此时光检测器(例如光电IC) 35的状态为开关打开(ON) (Vout约为4. 8V)的状态。当在该步骤110中将数字电位器33的调节电平设定为最大灵敏度级(实施例中为“32”)吋，在步骤120中，判断光检测器(例如市售的光电IC) 35内部的光检测部53是否检测到以最大光量发光的LED42的光。即，在本实施例中，当光检测器(例如市售的光电 IC) 35内部的光检测部53检测到了 LED42的光吋，得到该检测光信号与从脉冲发生器51输出的固定脉冲信号的逻辑积(AND)，并将逻辑积(AND)信号输出到CPU34中。能够根据被输入到该CPU34中的检测光信号的有无来判断光检测器(例如市售的光电IC)35内部的光检测器53是否检测到LED42的光。在本实施例中，像这样利用光检测器(例如市售的光电IC)35内部的光检测器53 进行的LED42光的检测，是在通过光检测器(例如光电IC)35的光检测部53检测到的从 LED42发射出的光脉冲信号与从脉冲发生器51输出的固定脉冲信号一致(同歩)时进行检测的。表示该LED的发光与光检测器同步化的时间图表示于图7中。在图7中，表示进行将数字电位器33的调节电平逐渐提高“ 1”(具体为1位)的设定情况和进行将数字电位器33的调节电平逐渐降低“ 1” (具体为1位)的设定情況。在该步骤120中，由于将光开关的感光灵敏度设定为最大灵敏度，因而使LED42的光以最大光量发光，在该状态下，应该通过光检测器(例如光电IC) 35检测到了光(开关打开(ON))。因此，当通过光检测器(例如光电IC)35检测到LED42的光吋，表示光检测器(例如光电IC)35正常工作(作为光开关的工作良好)。另外，当为像这样使LED42的光以最大光量发光的状态，但是没有来自光检测器 (例如光电IC) 35的输出(光开关关闭(OFF)的状态)吋，表示光开关的工作不佳。在该步骤120中，当判断为光检测器(例如市售的光电IC) 35内部的光检测部53 检测到了以最大光量发光的LED42的光，光检测器(例如光电IC)35正常工作(光开关的工作良好)吋，在步骤130中，再次判断是否通过光检测器(例如光电IC)35内部的光检测部53检测到LED42的光。即，判断来自光检测器(例如光电IC) 35的输出状态是否为打开 (ON)。步骤120中的光检测器(例如光电10 35是否检测到1^042的光的判断为，在自动调节开始后，立即使从LED驱动用调节器(市售的具有输出可调功能的可调输出调节器)40 供给到LED42中的能量(电压或电流)为最大，从而在LED42以最大光量发光的状态下判断光检测器(例如光电IC) 35是否检测到LED42的光。步骤130中的光检测器(例如光电IC) 35是否检测到LED42的光的判断只是判断光检测器(例如光电IC) 35是否检测到从LED42发出的光。当在该步骤130中判断为通过光检测器(例如市售的光电IC)35内部的光检测部 53检测到了 LED42的光吋，在步骤140中，通过连接市售的数字电位器33和CPU34的数字控制线34B，从CPU34向数字电位器33输出改变(下移)数字电位器33的电刷端子33A的信号，进行将数字电位器33的调节电平降低“ 1” (具体为1位)的设定。具体而言，是改变取决于数字电位器33的电阻分压比后，将从LED驱动用调节器 (具有输出可调功能的可调输出调节器)40供给到LED42中的供给能量(电压或电流)降低1级。即，将数字电位器33的电刷端子33A的设定改变1位(Vout约改变0. 04V)。当在该步骤130中通过光检测器(例如光电IC) 35内部的光检测部53检测到了LED42的光吋，将改变(下移)市售的数字电位器33的电刷端子33A的信号输出到数字电位器33中，进行将数字电位器33的调节电平降低“1”(具体为1位)的设定。但是，也可以按如下方式进行，S卩，当在步骤100中流程启动吋，在步骤110中，将数字电位器33目前的调节电平复位清零，并将数字电位器33的调节电平设定为“1”(最小灵敏度级)，并且，当在步骤130中通过光检测器(例如光电IC) 35内部的光检测部53未检测到LED42的光吋，将改变(上移)数字电位器33的电刷端子33A的信号输出到数字电位器33中，进行将数字电位器33的调节电平提高“ 1” (具体为1位)的设定。表示从该CPU34中输出的数字电位器33的控制信号的时间图表示于图8中。在图8中，表示进行将数字电位器33的调节电平提高“ 1”(具体为1位)的设定的情况和进行将数字电位器33的调节电平降低“ 1”(具体为1位)的设定的情況。在步骤140中的数字电位器33的电刷端子33A的改变(下移)时，从CPU34向数字电位器33输出改变(下移)数字电位器33的电刷端子33A的信号，而后将数字电位器 33的调节电平设定为从最大灵敏度级的“32”降低1级后的“31”;其中，该步骤140中的数字电位器33的电刷端子33A的改变(下移)，是在该步骤120中判断为通过光检测器(例如光电IC)35检测到了以最大光量发光的LED42的光之后，且在步骤130中通过光检测器 (例如光电IC) 35内部的光检测部53检测到了 LED42的光之后进行。当在该步骤140中将改变(下移)数字电位器33的电刷端子33A的信号输出到数字电位器33中并进行了将数字电位器33的调节电平降低“ 1”(具体为1位)的设定吋，在步骤150中，判断能否在步骤140中调节后的调节电平内对数字电位器33的电刷端子33A 进行灵敏度调节(下移调节)。该步骤150是用于确认调节范围的步骤，且是用于将分辨カ设定为最大可调范围，并通过对其数值加以确认来判断调节量的步骤。在该步骤150中当判断能够在步骤140中调节后的调节电平内对数字电位器33 的电刷端子33A进行灵敏度调节(下移调节)吋，返回至步骤130，判断是否通过光检测器 (例如光电IC) 35内部的光检测部53检测到了 LED42的光。即，判断来自光检测器(例如光电IC) 35的输出状态是否为打开(ON)。然后，反复进行步骤130 步骤150，直到在步骤150中判断为不能在步骤140中调节后的调节电平内对数字电位器33的电刷端子33A进行灵敏度调节(下移调节)为止。另タト，当在步骤130中判断为通过光检测器(例如光电IC) 35内部的光检测部53 未检测到LED42的光吋，在步骤160中判断是否在数字电位器33的电刷端子33A的调节电平范围(=27 5)内。即，在步骤140中调节后的调节电平内反复对数字电位器33的电刷端子33A进行灵敏度调节(下移调节)，并在达到通过光检测器(例如光电IC) 35内部的光检测部53检测不到LED42光的调节电平时向步骤160过渡。在该步骤160中，判断数字电位器33的电刷端子33A的调节电平范围是否在预先设定的数字电位器33的电刷端子33A的调节电平范围(=27 幻内，其中，该数字电位器33的电刷端子33A的调节电平范围是从通过光检测器(例如光电IC) 35检测到LED42 的光的最初的数字电位器33的电刷端子33A的调节电平，至达到通过光检测器(例如光电 IC) 35内部的光检测部53无法检测到LED42的光的电平时(LED42的光量成为无法通过光检测部53检测到的光量吋)为止的范围。当在该步骤160中判断为数字电位器33的电刷端子33A的调节电平范围在预先设定的数字电位器33的电刷端子33A的调节电平范围(=27 幻内吋，结束该流程，其中，该数字电位器33的电刷端子33A的调节电平范围是从通过光检测器(例如光电IC) 35 检测到LED42的光的最初的数字电位器33的电刷端子33A的调节电平，至达到通过光检测器(例如光电IC) 35内部的光检测部53无法检测到LED42的光的电平时(LED42的光量成为无法通过光检测部53检测到的光量吋)为止的范围。另夕卜，当在步骤120中判断为光检测器(例如光电IC) 35内部的光检测部53检测不到以最大光量发光的LED42的光或在步骤150中判断为无法在步骤140中调节后的调节电平内对数字电位器33的电刷端子33A进行灵敏度调节(下移调节)或在步骤160中判断为数字电位器33的电刷端子33A的调节电平范围不在预先设定的数字电位器33的电刷端子33A的调节电平范围(=27 5)内吋，向步骤170过渡，其中，该数字电位器33的电刷端子33A的调节电平范围是从通过光检测器(例如光电IC) 35检测到LED42光的最初的数字电位器33的电刷端子33A的调节电平，至达到通过光检测器(例如光电IC) 35内部的光检测部53无法检测到LED42光的电平时(LED42的光量成为无法通过光检测部53检测到的光量吋)为止的范围。在步骤170中，判断为CPU34中数字电位器33的电刷端子33A的电平调节失败， 并将该结果(调节失败)显示在通过通信终端组件15连接的个人计算机14中。当在该步骤170中输出数字电位器33的电刷端子33A的电平调节失败的情况时， 在步骤180中，将数字电位器33的电刷端子33A的调节电平恢复到自动调节开始之前的电平，并结束该流程。这样设定的科里奥利流量计1的转换器3内的显示器4中所设置的光开关进行使指尖触摸显示部20正面21的切換操作部M、25上方的操作(触摸操作)，从而进行开关动作(0N/0FF动作)。通过该开关动作(0N/0FF动作)进行模式切換。关于利用该光开关(光检测器)进行的打开或关闭(0N/0FF)的辨别的时间图表示于图9中。图9中表示进行将数字电位器33的调节电平逐渐提高“ 1”(具体为1位)的设定的情况和将数字电位器33的调节电平逐渐降低“ 1”(具体为1位)的设定的情況。[实施例2]接下来，使用流程图对图5所图示的流量计的光电传感灵敏度调节装置的自动校正功能进行说明。图10中表示执行图5所图示的流量计的光电传感灵敏度调节装置的自动校正功能时的控制流程图。在需要进行该流量计的光电传感灵敏度调节装置的校正的动作中，存在非接触式切換装置(SW)持续为打开(ON)状态的情況。在图10中，当在步骤200中自动校正功能的流程启动吋，首先，在步骤210中判断来自光检测器(例如光电IC) 35的输出状态在成为打开(ON)之后是否持续经过了某一段时间(例如60分钟以上)。即，在该步骤210中，判断来自光检测器(例如光电IC) 35的输出状态是否为开关长时间打开(0N)。
当在该步骤210中来自光检测器(例如光电IC)35的输出状态并非为开关长时间打开(ON)时，进行等待直到来自光检测器(例如光电IC)35的输出状态在成为打开(ON) 之后持续维持打开(ON)状态60分钟以上为止。当在该步骤210中判断为来自光检测器(例如光电IC)35的输出状态为开关长时间打开(ON)的状态时，在步骤220中，在改变(下移)数字电位器33的电刷端子33A吋， 从CPU34向数字电位器33输出改变(下移)数字电位器33的电刷端子33A的信号，进行将数字电位器33的调节电平降低“ 1”级的设定。S卩，在步骤220中，在来自光检测器(例如光电IC)35的输出状态处于开关长时间打开(ON)的状态时，通过连接数字电位器33和CPU34的数字控制线34B，从CPU34向数字电位器33输出改变(下移)数字电位器33的电刷端子33A的信号，进行将数字电位器33 的调节电平降低“ 1”(具体为1位)的设定。这样，在本实施例中，在判断为光检测器(例如光电IC)35的输出是开关长时间打开(ON)吋，通过数字控制线34B从CPU34向数字电位器33输出改变(下移)数字电位器 33的电刷端子33A的信号，对数字电位器33的电平进行调节(降低“ 1”位)，而后对从LED 驱动用调节器(具有输出可调功能的可调输出调节器)40供给到发光体31中的能量(电压或电流)进行控制，以调节作为发光体31的LED42的光量。但是，也可以是调节光检测器(例如光电IC)35的灵敏度的方法，而不是如本实施例那样调节作为发光体31的LED42的光量。即，也可以是如下的方法，即，在判断为光检测器(例如光电IC) 35的输出为开关长时间打开(ON)时，进行降低光检测器(例如光电IC) 35 的灵敏度的设定，直到光检测器(例如光电IC) 35的输出成为关闭(OFF)为止来进行控制的方法。当在该步骤220中从CPU34向数字电位器33输出改变(下移)数字电位器33的电刷端子33A的信号，进行了将数字电位器33的调节电平降低“ 1”级的设定时，在步骤230 中，判断来自光检测器(例如光电IC) 35的输出状态是否为打开(0N)。在该步骤230中，不是判断来自光检测器(例如光电IC)35的输出状态是否持续 60分钟以上，而是判断在步骤220中进行了将数字电位器33的调节电平降低“ 1”级的设定之后，来自光检测器(例如光电IC) 35的输出状态是否还呈打开(ON)，S卩，判断以步骤220 中的数字电位器33的电平调节是否足够。因此，当在该步骤230中判断为来自光检测器(例如光电IC) 35的输出状态呈打开(ON)吋，返回至步骤220，并反复进行步骤220、步骤230直到来自光检测器(例如光电 IC) 35的输出状态成为关闭(OFF)为止。S卩，在步骤220、步骤230中，在光开关的检测灵敏度过高时进行数字电位器33的电平调节，并反复进行该处理直到该数字电位器33的电平调节变得足够为止。当在该步骤230中判断为来自光检测器(例如光电IC)35的输出状态并非呈打开 (ON)，S卩，输出状态呈关闭(OFF)吋，表示数字电位器33的电平调节已足够，从而结束该流禾王。当通过这样构成，采用本实施例吋，具有如下那样的效果，即(1)能够进行数字电位器33的可设定分辨カ程度的数字化调节，从而能够谋求调节方法的简化；
(2)虽然需要将现有的体积调节用筐体一部分去除后的调节专用筐体(夹具)和反光物的实物基准(material standard)，但是，可以不要调节用的大规模调节夹具。(3)由于感光灵敏度是通过CPU34控制而进行的，因此，能够在检测光检测部34打开或关闭(0N/0FF)的同时实现自动微调化(automatic trimming)，从而能够实现自动调节化。
权利要求
1.一种现场设备用光传感非接触式切换装置(SW)的光电传感灵敏度调节装置，其特征在于，现场设备的切换操作部(人机界面)构成为在正面设有发光体透光性物质(玻璃等) 从而不会被暴露在外部气体中； 所述操作部设有切换操作部，其是使反光物靠近包含发光体透光性物质的正面上方，将包括发射光的发光体和检测射入光的光检测器的光电传感器打开或关闭；数据显示画面，其是使反光物靠近所述操作部的正面上方，进行所述切换操作部的开关动作(打开动作)，切换设定等显示数据的模式，并根据由该切换操作部指定的切换模式进行画面显示；以及光电传感灵敏度调节装置，其调节通过所述切换操作部打开或关闭的所述光电传感器的光检测灵敏度；所述光电传感灵敏度调节装置包括发光体、LED驱动用调节器、受光装置、数字电位器、 CPU、个人计算机以及光检测部，并能够进行最佳的灵敏度调节；所述发光体包括LED并在接收到能量(电流或电压)的供给后发射光； 所述LED驱动用调节器对作为所述发光体的LED进行能量(电流或电压)的供给并具有输出可调功能；所述受光装置接收通过使反光物靠近由包括所述发光体透光性物质的正面上方而反射的、从所述发光体发射出的光；所述数字电位器控制从所述LED驱动用调节器供给到作为所述发光体的LED中的能量 (电流或电压)的增减；所述CPU根据控制程序通过控制上述数字电位器的信号数字化地控制从所述LED驱动用调节器供给到作为所述发光体的LED中的能量(电流或电压)的增减； 所述个人计算机用于进行所述CPU的控制并通过通信终端组件连接； 所述光检测部检测从所述LED发射出的光信号并将该光信号转换成电信号后输出。
2.如权利要求1所述的现场设备用光传感非接触式切换装置(SW)的光电传感灵敏度调节装置，其特征在于，所述现场设备收容在考虑到以现场设置为目的的耐久性的牢固的筐体内而构成。
3.如权利要求1或2所述的现场设备用光传感非接触式切换装置(SW)的光电传感灵敏度调节装置，其特征在于，所述光开关灵敏度调节装置具有包括第一步骤、第二步骤、第三步骤、第四步骤以及第五步骤的光传感的自动灵敏度调节功能，并且，分阶段地增加光电传感器的调节灵敏度，并以光检测器的输出发生变化的电平完成调节；其中，所述第一步骤将数字电位器目前的调节电平复位清零，并将数字电位器的调节电平设定为最大灵敏度级；所述第二步骤以所述第一步骤的状态判断光检测器内部的光检测部是否检测到发光的LED的光；所述第三步骤当在所述第二步骤中检测到了 LED的光时，通过连接数字电位器和CPU 的数字控制线，从CPU向数字电位器输出改变(上移或下移)数字电位器的电刷端子的信号，从而进行将数字电位器的调节电平提高或降低“1” (1位)的设定；所述第四步骤判断能否在调节电平内对数字电位器的电刷端子进行灵敏度调节(上移或下移)；所述第五步骤当在所述第四步骤中能够进行调节电平的灵敏度调节时，判断是否在数字电位器的电刷端子的调节电平范围(=27 5)内。
4.如权利要求1、2或3所述的现场设备用光传感非接触式切换装置(SW)的光电传感灵敏度调节装置，其特征在于，所述光开关灵敏度调节装置，具有包括第一步骤、第二步骤、第三步骤、第四步骤以及第五步骤的光开关的自动校正功能，并且，分阶段地减少光开关的调节灵敏度，并以光检测器的输出发生变化的电平完成调节，从而自动校正光开关的灵敏度调节；所述第一步骤判断来自光检测器的输出状态在成为打开之后是否持续经过了很长时间(例如60分钟以上)；所述第二步骤将所述第一步骤中来自检测器的输出状态在成为打开之后持续维持打开状态很长时间(例如60分钟以上)的情况判断为发生误动作，并从CPU向数字电位器输出改变(下移)电刷端子的信号，进行将光检测器的灵敏度调节电平降低“1”级的设定；所述第三步骤判断即使在所述第二步骤中进行了将光检测器的灵敏度调节电平降低 “ 1，，级的设定，来自光检测器的输出状态是否还呈打开；所述第四步骤判断为所述第三步骤中来自光检测器的输出状态呈打开，且所述光检测器的灵敏度调节电平依然高，从而进行光检测器的灵敏度调节电平控制直到来自光检测器的输出状态成为关闭为止；所述第五步骤判断为所述第四步骤中来自光检测器的输出状态成为关闭时光检测器的灵敏度调节电平变得恰当，从而结束光检测器的灵敏度调节电平控制。
5.一种现场设备用光传感非接触式切换装置(SW)的光电传感灵敏度调节装置，其特征在于，现场设备的切换操作部(人机界面)构成为在正面设有发光体透光性物质(玻璃等) 从而不会被暴露在外部气体中， 所述切换操作部设有切换操作部，其是使反光物靠近所述发光体透光性物质的上部，将包括发光体和光检测器的光电传感器打开或关闭；数据显示画面，其根据通过所述切换操作部的开关动作对显示数据的模式按照指定的模式进行画面显示；以及光电传感灵敏度调节装置，其调节所述光电传感器的光检测灵敏度； 所述光电传感灵敏度调节装置，设有LED、光电IC、可调输出调节器、数字电位器以及 CPU,并通过所述CPU对所述数字电位器进行控制从而能够进行最佳的灵敏度调节， 所述LED在接收到电能的供给后发射光，所述光电IC接收被所述反光物反射的所述LED发射出的光后输出信号， 所述可调输出调节器的一端经由第一电阻连接在LED上，另一端经由第二电阻连接在数字电位器上，并通过改变输出电压来增加或减少所述LED的正向电流，从而调节该LED的发光量，所述数字电位器控制所述可调输出调节器的输出电压，对从该可调输出调节器供给到所述LED中的能量(电压或电流)进行控制，所述CPU向所述数字电位器发送控制信号，对所述可调输出调节器的输出电压进行控制，从而对从该可调输出调节器供给到所述LED中的能量(电压或电流)进行控制，由此来调节该LED的发光量。
6.如权利要求5所述的现场设备用光传感非接触式切换装置(SW)的光电传感灵敏度调节装置，其特征在于，所述光电IC包括光检测部、脉冲发生器、AND电路以及晶体管，所述光检测部检测被所述反光物反射的从所述LED发射出的光，该光以一定光量以上将受光信号输出到所述AND电路的一个端子中，所述脉冲发生器输出固定脉冲信号，并通过该脉冲信号使所述LED与该脉冲信号同步地进行发光，同时，将该脉冲信号输入到所述AND电路的另一个端子中，所述AND电路取得接收到从所述LED发射出的光后输出的受光信号与从所述脉冲发生器输出的脉冲信号的逻辑积(AND)，并输出到所述CPU中，所述晶体管根据从所述脉冲发生器输出的固定脉冲信号打开或关闭，使所述LED与该脉冲信号同步地进行发光。
7.如权利要求5或6所述的现场设备用光传感非接触式切换装置(SW)的光电传感灵敏度调节装置，其特征在于，所述数字电位器设有具有32位调节电平的电刷端子，并使用如下信号通过数字控制线从所述CPU中内置的PIO输出的、指定对象设备的CS信号，和决定增加还是减少数字电位器的调节电平的提高/降低信号，以及在每次脉冲边沿检测时改变数字电位器的调节电平的信号(计数信号)；并根据所述调节电平对所述可调输出调节器的所述电刷端子的连接位置进行控制，由此来改变连接在该可调输出调节器另一端上的第二电阻的电阻值，控制该第二电阻与连接在所述可调输出调节器一端上的第一电阻间的电阻分压比，从而对从所述可调输出调节器供给到所述LED中的输出电压(或电流)进行控制。
8.如权利要求7所述的现场设备用光传感非接触式切换装置(SW)的光电传感灵敏度调节装置，其特征在于，所述CPU构成为按照固定的程序并根据从所述光电IC的所述AND电路输出的输出信号的输入来判断是否从LED发射出光，使用通过数字控制线从所述CPU中内置的PIO输出的、指定对象设备的CS信号，和决定增加还是减少数字电位器的调节电平的提高/降低信号，以及在每次脉冲边沿检测时改变数字电位器的调节电平的信号(计数信号)，按照所述32位的调节电平依次对所述数字电位器的电刷端子的连接位置进行控制，由此，对连接在所述可调输出调节器一端上的第一电阻、与连接在该可调输出调节器另一端上的第二电阻的电阻分压比进行控制，从而控制从所述可调输出调节器供给到所述LED中的输出电压 (或电流)，直到通过所述光电IC的所述光检测部检测到从所述LED发射出的光由所述反光物反射后的反射光为止。
9.如权利要求5、6、7或8所述的现场设备用光传感非接触式切换装置(SW)的光电传感灵敏度调节装置，其特征在于，所述光开关灵敏度调节装置具有包括第一步骤、第二步骤、第三步骤、第四步骤以及第五步骤的光传感的自动灵敏度调节功能，并且，分阶段地减少或增加光电传感器的调节灵敏度，并以光检测器的输出发生变化的电平完成调节；所述第一步骤将数字电位器目前的调节电平复位清零，并将数字电位器的调节电平设定为最大灵敏度级，所述第二步骤以所述第一步骤的状态判断光检测器内部的光检测部是否检测到发光的LED的光，所述第三步骤当在所述第二步骤中检测到了 LED的光时，通过连接数字电位器和CPU 的数字控制线，从CPU向数字电位器输出改变(下移)数字电位器的电刷端子的信号，进行将数字电位器的调节电平降低“1”(1位)的设定，所述第四步骤判断能否在调节电平内对数字电位器的电刷端子进行灵敏度调节(下移)，所述第五步骤当在所述第四步骤中能够进行调节电平的灵敏度调节时，判断是否在数字电位器的电刷端子的调节电平范围(=27 5)内。
10.如权利要求5、6、7、8或9所述的现场设备用光传感非接触式切换装置(SW)的光电传感灵敏度调节装置，其特征在于，所述光开关灵敏度调节装置具有包括第一步骤、第二步骤、第三步骤、第四步骤以及第五步骤的光开关的自动校正功能，并且，分阶段地减少光开关的调节灵敏度，并以光检测器的输出发生变化的电平完成调节，从而自动校正光开关的灵敏度调节；所述第一步骤判断来自光检测器的输出状态在成为打开之后是否持续经过了很长时间(例如60分钟以上)，所述第二步骤将所述第一步骤中来自检测器的输出状态在成为打开之后持续维持打开状态很长时间(例如60分钟以上)的情况判断为发生误动作，并从CPU向数字电位器输出改变(下移)电刷端子的信号，进行将光检测器的灵敏度调节电平降低“1”级的设定，所述第三步骤判断即使在所述第二步骤中进行了将光检测器的灵敏度调节电平降低 “ 1，，级的设定，来自光检测器的输出状态是否还呈打开，所述第四步骤判断为所述第三步骤中来自光检测器的输出状态呈打开，且所述光检测器的灵敏度调节电平依然高，从而进行光检测器的灵敏度调节电平控制直到来自光检测器的输出状态成为关闭为止，所述第五步骤判断为所述第四步骤中来自光检测器的输出状态成为关闭时光检测器的灵敏度调节电平变得恰当，从而结束光检测器的灵敏度调节电平控制。
全文摘要
一种光电传感灵敏度调节装置，其包括LED、LED驱动用调节器、受光装置、数字电位器、CPU以及光检测部，其中，该LED在接收到能量(电流或电压)的供给后发射光，该LED驱动用调节器对LED进行能量的供给，该受光装置接收从LED发射出的光，该数字电位器控制供给到LED中的能量的增减，该CPU根据控制程序数字化地控制供给到LED中的能量的增减，该光检测部检测光信号并将该光信号转换成电信号后输出。
文档编号H03K17/78GK102577125SQ20108004532
公开日2012年7月11日 申请日期2010年10月4日 优先权日2009年10月10日
发明者中山纪旭, 远藤佳史, 龟山辰未 申请人:株式会社奥巴尔