特開 2023-45226 圧力検出システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023045226

(43)【公開日】2023-04-03

(54)【発明の名称】圧力検出システム

(51)【国際特許分類】

   G01L 27/00 20060101AFI20230327BHJP

【ＦＩ】

G01L27/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021153502

(22)【出願日】2021-09-21

(71)【出願人】

【識別番号】517091447

【氏名又は名称】株式会社ハイテックシステム

(74)【代理人】

【識別番号】100134706

【弁理士】

【氏名又は名称】中山 俊彦

(74)【代理人】

【識別番号】100151161

【弁理士】

【氏名又は名称】熊野 彩

(72)【発明者】

【氏名】酒井 智

【テーマコード（参考）】

2F055

【Ｆターム（参考）】

2F055AA40

2F055BB03

2F055CC02

2F055DD04

2F055EE11

2F055FF45

2F055GG49

(57)【要約】

【課題】複数の被測定部の圧力を、簡易にかつ誤差を抑制して検出することができる圧力検出システムを提供する。
【解決手段】圧力検出システム２１は、圧力センサ２３ａ～２３ｈ、基準センサ２４、気体送出部２７、流路制御部２８、及び取得演算部２９を備える。基準センサ２４は、被測定部の圧力を測定する圧力センサ２３ａ～２３ｈの校正に用いる校正基準となる。気体送出部２７は基準センサ２４と圧力センサ２３ａ～２３ｈとのそれぞれに気体を送出し、流路制御部２８は圧力センサ２３ａ～２３ｈ及び基準センサ２４への気体の送り込みのオンとオフとを制御する。取得演算部２９は、気体により加圧された基準センサ２４と圧力センサ２３ａ～２３ｈとにより検出された加圧圧力値、及び、加圧を解除された基準センサ２４と圧力センサ２３ａ～２３ｈとにより検出された非加圧圧力値に基づいて、圧力センサ２３ａ～２３ｈを校正する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の被測定部の圧力をそれぞれ測定する複数の圧力センサと、
前記圧力センサの校正に用いる校正基準となる基準センサと、
前記基準センサと校正される前記圧力センサとのそれぞれに気体を送出する気体送出部と、
前記複数の圧力センサ及び前記基準センサへの前記気体の送り込みのオンとオフとを制御する気体送り制御部と、
前記気体によりそれぞれ目的とする圧力値に加圧した状態の前記基準センサと前記圧力センサとにより検出された加圧圧力値、及び、前記気体による加圧を解除した状態の前記基準センサと前記圧力センサとにより検出された非加圧圧力値に基づいて、前記圧力センサを校正する校正演算部とを備える圧力検出システム。

【請求項2】

前記気体送り制御部と前記校正演算部とを制御する統括コントローラを備える請求項１に記載の圧力検出システム。

【請求項3】

前記基準センサと、前記複数の圧力センサのそれぞれとは、前記気体を案内する案内管により前記気体送出部に対して並列に接続されている請求項１または２に記載の圧力検出システム。

【請求項4】

前記案内管は、前記気体送出部から延びたメインラインと、一端が前記メインラインに接続するとともに他端が前記圧力センサに接続する複数の圧力センサラインとを有し、
一端が前記圧力センサラインに接続し、他端が被測定部に接続する被測定部管と、
前記被測定部管から分岐し、先端が開放した被測定部分岐管と、
前記被測定部分岐管が分岐した前記被測定管の分岐位置よりも前記被測定部側に設けられた第１バルブと、
前記被測定部分岐管に設けられた第２バルブと、
前記圧力センサラインの、前記被測定部管が接続する接続位置よりも前記メインライン側に設けられた第３バルブと
をさらに備える請求項３に記載の圧力検出システム。

【請求項5】

前記気体送出部と、前記基準センサ及び前記複数の圧力センサとの間の前記案内管に互いに直列に設けられ、前記気体送出部から前記基準センサ及び前記複数の圧力センサへ向けた前記気体の送出のオンとオフとを切り替える第１送出バルブ及び第２送出バルブと、
前記第１送出バルブと前記第２送出バルブとの間の前記案内管から分岐し、先端が開放した送出部分岐管と、
前記送出部分岐管に配される分岐バルブと、
を備える請求項３または４に記載の圧力検出システム。

【請求項6】

前記校正演算部は、前記基準センサの加圧圧力に前記圧力センサの加圧圧力を対応させて最大検出圧力とし、前記基準センサの非加圧圧力に前記圧力センサの非加圧圧力を対応させて最小検出圧力とすることにより、前記圧力センサを校正する請求項１ないし５のいずれか１項に記載の圧力検出システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧力検出システムに関する。

【背景技術】

【0002】

例えばダムにおいては、ダムの安全性を監視するために揚水圧（揚圧力）の測定が行われている。揚水圧は、ダム堤体の監査廊に設けられた複数の排水孔の各々に接続して、圧力計を設けて測定が行われる。

【0003】

揚水圧を測定するためには、排水孔と圧力計とを接続する管に備えられた複数のバルブの開閉作業を行う必要があるとともに、開閉の切り替えから所定時間経過後に圧力計の読針を行わなければならないなど、多大な手間と時間とを要する。

【0004】

揚水圧の測定には、圧力計として、例えばブルドン管式圧力計が多く用いられている。ブルドン管式圧力計の場合には、検出された圧力を示す針を読むいわゆる読針で測定が行われるため、読針を行った作業者等によって誤差が生じやすい。そこで、圧力センサを用いて揚水圧を検出する手法もあるが、圧力センサ毎に誤差があるとともに、圧力センサは経時的にも誤差の変動が生じる。

【0005】

特許文献１には、複数のチャンバの各圧力を圧力センサで検出するために、複数のチャンバの各々にチャンバ圧力センサを設けて、チャンバ圧力センサを校正する方法が記載されている。この方法は、複数のチャンバに気体を送り、複数の第１の圧力測定値の平均値に等しい選択されたチャンバ圧力センサの圧力測定値と複数の第２の圧力測定値の平均値との差を解消するように選択されたチャンバ圧力センサの校正を実行する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０２０－１４８４７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１の手法は複数のチャンバに気体を送るものであるので、監査廊の排水孔のような狭小領域等に採用することはできない。また、特許文献１の手法は、複数の第１の圧力測定値の平均値と、複数の第２の圧力測定値とをそれぞれ求める必要があり、校正の処理が煩雑である。

【0008】

そこで、本発明は、複数の被測定部の圧力を、簡易にかつ誤差を抑制して検出することができる圧力検出システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の圧力検出システムは、複数の圧力センサと、基準センサと、気体送出部と、気体送り制御部と、校正演算部とを備える。複数の圧力センサは、複数の被測定部の圧力をそれぞれ測定する。基準センサは、圧力センサの校正に用いる校正基準となる。気体送出部は、基準センサと校正される圧力センサとのそれぞれに気体を送出する。気体送り制御部は、複数の圧力センサ及び基準センサへの上記気体の送り込みのオンとオフとを制御する。校正演算部は、気体によりそれぞれ目的とする圧力値に加圧した状態の基準センサと圧力センサとにより検出された加圧圧力値、及び、気体による加圧を解除した状態の基準センサと圧力センサとにより検出された非加圧圧力値に基づいて、圧力センサを校正する。

【0010】

圧力検出システムは気体送り制御部と校正演算部とを制御する統括コントローラを備えることが好ましい。

【0011】

基準センサと、複数の圧力センサのそれぞれとは、気体を案内する案内管により気体送出部に対して並列に接続されていることが好ましい。案内管は、気体送出部から延びたメインラインと、一端がメインラインに接続するとともに他端が圧力センサに接続する複数の圧力センサラインとを有することがより好ましく、この場合の圧力検出システムは、被測定部管と、被測定部分岐管と、第１バルブと、第２バルブと、第３バルブとを備える。被測定部管は、一端が圧力センサラインに接続し、他端が被測定部に接続する。被測定部分岐管は、被測定部管から分岐し、先端が開放している。第１バルブは、被測定部分岐管が分岐した被測定管の分岐位置よりも被測定部側に設けられている。第２バルブは、被測定部分岐管に設けられている。第３バルブは、圧力センサラインの、被測定部管が接続する接続位置よりもメインライン側に設けられている。

【0012】

圧力検出システムは、第１送出バルブ及び第２送出バルブと、送出部分岐管と、分岐バルブとを備えることが好ましい。第１送出バルブ及び第２送出バルブは、気体送出部と、基準センサ及び複数の圧力センサとの間の案内管に互いに直列に設けられ、気体送出部から基準センサ及び複数の圧力センサへ向けた気体の送出のオンとオフとを切り替える。送出部分岐管は、第１送出バルブと第２送出バルブとの間の案内管から分岐し、先端が開放している。分岐バルブは、送出部分岐管に配されている。

【0013】

校正演算部は、基準センサの加圧圧力に圧力センサの加圧圧力を対応させて最大検出圧力とし、基準センサの非加圧圧力に圧力センサの非加圧圧力を対応させて最小検出圧力とすることにより、圧力センサを校正することが好ましい。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、複数の被測定部の圧力を、簡易にかつ誤差を抑制して検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】ダム堤体及び圧力検出システムの各部の設置位置についての説明図である。

【図2】圧力検出システムの構成図である。

【図3】圧力検出システムにおける揚水圧測定のフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明の一実施形態を、水力発電所のダムの揚水圧（揚圧力）を検出する圧力検出システムを例にして説明する。圧力検出システムは、複数箇所の圧力を検出することができる。圧力検出システムは、ダムの揚水圧を測定するために限られず、例えば、石油や天然ガス等のパイプラインの流路を流れる石油や天然ガスの圧力、天然ガスの採掘場における配管やタンクの内部の圧力、石油プラントにおける配管やタンク及び蒸留塔の内部の圧力、酒の製造における発酵槽の内部の圧力などを検出するためにも用いることができ、本例のように静圧を検出する場合に好適である。

【0017】

ダム堤体１３には、複数の排水孔１４ａ～１４ｈが監査廊１８の延びた方向において間隔を空けて設けられている。排水孔１４ａ～１４ｈの各々は、一端がダム堤体１３下の地盤（岩盤）１７に開口し、他端が監査廊１８において開口している。圧力検出システムは揚水圧を検出するための圧力センサを複数備え、圧力センサは、各排水孔１４ａ～１４ｈの監査廊１８側の開口に接続して設けられる。これにより、ダム堤体１３における各箇所の揚水圧が検出される。検出された揚水圧は、監査廊１８に設けられた後述の統括コントローラを介して、ダムを管理する管理棟１９内に設けられた外部コントローラに送信される。このように、圧力検出システムによれば、管理棟１９に、検出した揚水圧が報知される。なお、以降の説明において排水孔１４ａ～１４ｈを区別しない場合には排水孔１４と記載する。

【0018】

図１に示す本例では、排水孔１４が８つであるダムにおいて圧力検出システムを設けているので圧力センサの数は８つとしている。しかし、圧力センサの数は揚水圧を検出する検出箇所の数に応じて適宜設定すればよい。図１においては、圧力センサの設置位置に符号ＰＳａ～ＰＳｈを、統括コントローラの設置位置には符号ＰＣを、個々の圧力センサの校正に用いる校正ユニットの設置位置には符号ＰＵを付している。校正ユニットの設置位置は特に限定されないが、本例の校正ユニットは圧力センサを校正する基準センサを備えており、基準センサは、大気圧及びその変動の影響が最も抑えられている位置として、監査廊１８の中でも最も低い位置に配してある。なお、管理棟１９は、図１に示す本例ではダム堤体１３の最も上である天端１３ｕと概ね等しい高さに設けられているが、管理棟１９の位置はダムによって異なる。

【0019】

図２において、圧力検出システム２１は、圧力センサ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，・・・，２３ｈの校正を行い、校正された圧力センサ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，・・・，２３ｈを用いて揚水圧を測定するためのものである。圧力検出システム２１は、圧力センサ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，・・・，２３ｈと、基準圧力センサ（以下、基準センサと称する）２４と、気体送出部２７と、流路制御部２８と、取得演算部２９とを備える。圧力検出システム２１は、さらに、統括コントローラ３１と、外部コントローラ３２とを備えることが好ましく、本例でもそのようにしている。

【0020】

圧力センサ２３ａ～２３ｈと基準センサ２４との各々は取得演算部２９と例えば光ケーブルなどにより接続されており、検出した圧力を取得演算部２９に出力する。取得演算部２９は、圧力センサ２３ａ～２３ｈ及び基準センサ２４から圧力の検出値を取得して、圧力センサ２３ａ～２３ｈの校正や統括コントローラ３１への出力等、所定の処理を行う。気体送出部２７と、各圧力センサ２３ａ～２３ｈ及び基準センサ２４と、排水孔１４ａ～１４ｈとを接続する各管ＴＡ、ＴＢ、ＴＣ、ＴＤに設けられた第１～第９バルブＶ１～Ｖ９及び気体送出部２７は、例えば光ケーブルなどにより接続されている流路制御部２８により制御される。統括コントローラ３１は、流路制御部２８及び取得演算部２９を統括的に制御する。外部コントローラ３２は、統括コントローラ３１と例えば光ケーブルなどで接続されており、統括コントローラ３１に対して各種の制御の指示を適宜行う。統括コントローラ３１には入力部３５が、外部コントローラ３２には入力部３６が、それぞれ設けられており、入力部３５、３６による入力操作に基づいて、統括コントローラ３１及び外部コントローラ３２の制御の各設定などをすることができるようになっている。また、統括コントローラ３１には表示部３７が、外部コントローラ３２には表示部３８が、それぞれ設けられており、入力部３５、３６での入力操作のための画像や、各部の状態、圧力センサ２３ａ～２３ｈによって検出した圧力検出値等が表示されるようになっている。表示画像は、統括コントローラ３１、外部コントローラ３２によってそれぞれ生成される。以下、圧力検出システム２１の各部について詳細を説明する。

【0021】

圧力センサ２３ａは、排水孔１４ａにおける圧力（排水孔１４ａから出てくる水または気体の圧力）を揚水圧として検出するためのものであり、第１～第３バルブＶ１～Ｖ３等とともに検出ユニットＳＵａを構成している。同様に、圧力センサ２３ｂ～２３ｈは、排水孔１４ｂ～１４ｈにおける圧力を揚水圧として検出するためのものである。圧力センサ２３ｂ～２３ｈも、検出ユニットＳＵａの第１～第３バルブＶ１～Ｖ３と同じ第１～第３バルブＶ１～Ｖ３等とともに検出ユニットＳＵｂ～ＳＵｈを構成している。ただし、検出ユニットＳＵｂ～ＳＵｈの各々については、検出ユニットＳＵａと同様の構成であるので、第１～第３バルブＶ１～Ｖ３の図示は略してある。

【0022】

この例の圧力センサ２３ａ～２３ｈは、排水孔１４における水の圧力である揚水圧を被測定部の圧力として検出するが、前述のように、ダムの揚水圧とは異なる圧力を被測定部の圧力として検出することができる。本例の圧力センサ２３ａ～２３ｈは、大気圧を基準としたいわゆるゲージ圧を検出する圧力センサとしている。また、本例の圧力センサ２３ａ～２３ｈは半導体圧力センサ（半導体隔膜式圧力センサ）であるが、他の圧力センサ、例えば歪ゲージ式圧力センサや、薄膜式圧力センサなどであってもよい。ただし、複数の圧力センサ２３ａ～２３ｈは、互いに同じ圧力センサであり、同じレンジ（測定レンジ）であることが好ましい。本例では圧力センサ２３ａ～２３ｈとして、横河電機株式会社製の高精度小形圧力伝送器ＦＰ２０１を用いている。圧力センサ２３ａ～２３ｈは、検出した圧力検出値を取得演算部２９に出力する。

【0023】

基準センサ２４は、圧力センサ２３ａ～２３ｈの各々の校正に用いる校正基準となる圧力センサである。基準センサ２４は、校正基準となる圧力センサであるから、できるだけ誤差が小さく、圧力を精緻に検出できるものであることが好ましい。このような基準センサ２４を用いることにより、圧力センサ２３ａ～２３ｈは基準センサ２４で精緻な校正がなされた上で圧力を検出するので、基準センサ２４ほどの精緻さで検出することができるものでなくても十分に機能する。したがって、各排水孔１４に圧力センサが既に設けられている場合には、それらの圧力センサを圧力センサ２３ａ～２３ｈとして用いればよい。

【0024】

基準センサ２４は、圧力センサと同様にゲージ圧を検出する圧力センサとしている。基準センサ２４に用いる圧力センサは、圧力センサ２３ａ～２３ｈと同じレンジのものが好ましいと共に、精度が圧力センサ２３ａ～２３ｈよりも１桁以上良く、高品質なものが好ましい。また、本例の基準センサ２４は半導体圧力センサ（半導体隔膜式圧力センサ）であるが、圧力センサ２３ａ～２３ｈと同様に、例えば歪ゲージ式圧力センサや、薄膜式圧力センサ等の他の圧力センサを用いてもよい。本例では基準センサ２４として、横河電機株式会社製の圧力伝送器ＥＪＸ４３０Ｊを用いている。基準センサ２４は、気体送出部２７及び第４～第９バルブＶ４～Ｖ９等とともに校正ユニットＣＵを構成しており、検出した圧力検出値を取得演算部２９に出力する。

【0025】

校正ユニットＣＵを基準センサ２４とともに構成している気体送出部２７は、圧力センサ２３ａ～２３ｈの校正を行うに際して、基準センサ２４及び圧力センサ２３ａ～２３ｈのそれぞれを加圧するためのものである。気体送出部２７は、加圧に用いる気体（加圧気体）の一例としてのエア（空気）を基準センサ２４及び圧力センサ２３ａ～２３ｈのそれぞれに送出する。気体送出部２７と基準センサ２４及び圧力センサ２３ａ～２３ｈとはエアを案内する案内管ＴＡで接続されており、この案内管ＴＡにより、気体送出部２７から送出されたエアは基準センサ２４及び圧力センサ２３ａ～２３ｈのそれぞれへ案内される。

【0026】

気体送出部２７は、コンプレッサ（圧縮機）４１とエアフィルタ４２とレギュレータ４３とを有する。コンプレッサ４１は、流路制御部２８の制御の下で、取り込んだエアを圧縮して圧力を上昇させて送出する。エアフィルタ４２は、コンプレッサ４１から送られてきたエアを除塵して清浄化する。エアフィルタ４２はなくてもよいが、エアの送り方向における下流側の各バルブや機器に対する粉塵の混入を防ぐために有る方が好ましい。レギュレータ４３は、エアの送り方向におけるエアフィルタ４２よりも下流に配されており、コンプレッサ４１からのエアの圧力を減少させる圧力調整を行う。なお、コンプレッサ４１とエアフィルタ４２とレギュレータ４３とは一体に形成されていてもよい。コンプレッサ４１の代わりに、コンプレッサ４１よりも低い圧力のエアを送出するブロアやファン等の他の送風機器を用いてもよく、ブロアやファンを用いた場合にはレギュレータ４３は備えられていなくてもよい。

【0027】

この例のコンプレッサ４１は、取り込んだエアを加圧して送出するいわゆるエアコンプレッサであるが、エア以外の気体を加圧して送出するコンプレッサでもよい。エア以外の気体としては例えば窒素や希ガス（ヘリウム、アルゴン等）等の不活性ガスがある。また、エア以外の上記の気体を圧縮して収容し、送出流量を調節することができるボンベ等をコンプレッサ４１の代わりに用いてもよい。

【0028】

気体送出部２７は、基準センサ２４及び圧力センサ２３ａ～２３ｈの各々と、コンプレッサ４１から送出されるエアを案内する案内管ＴＡとにより接続されている。これにより、コンプレッサ４１から送出されたエアが、基準センサ２４及び圧力センサ２３ａ～２３ｈに対して、無駄なく確実に送られるとともに、管という容積が非常に小さい空間で案内されるので迅速に送られ、校正処理に迅速に進む。

【0029】

基準センサ２４と圧力センサ２３ａ～２３ｈの各々とは、気体送出部２７に対して案内管ＴＡにより並列に接続されていることが好ましく、本例でもそのようにしている。案内管ＴＡは、コンプレッサ４１から延びたメインラインＴＡｍと、一端がメインラインＴＡｍに接続する基準センサラインＴＡｒ及び複数の圧力センサラインＴＡｓとを備える。圧力センサラインＴＡｓは、圧力センサ２３ａ～２３ｈ毎に設けられ、本例では８ラインとなっている。なお、基準センサラインＴＡｒとメインラインＴＡｍとが接続する位置を接続位置Ｐ２１、圧力センサラインＴＡｓとメインラインＴＡｍとが接続する位置を接続位置Ｐ２２とする。

【0030】

気体送出部２７と、基準センサ２４及び圧力センサ２３ａ～２３ｈとの間のメインラインＴＡｍには、第４バルブＶ４と第５バルブＶ５とが互いに直列に設けられており、これらのうち、気体送出部２７からのエアの送り方向における上流側を第４バルブＶ４、下流側を第５バルブＶ５とする。第４バルブＶ４と第５バルブＶ５とは、基準センサ２４及び圧力センサ２３ａ～２３ｈへ向けたエアの送出のオン（送出）とオフ（非送出）とを切り替えるための第１送出バルブと第２送出バルブとの各一例であり、流路制御部２８の制御の下でメインラインＴＡｍを開閉する。第４バルブＶ４と第５バルブＶ５とは、本例では電磁弁としている。

【0031】

第４バルブＶ４と第５バルブＶ５との間のメインラインＴＡｍからは、先端が開放した送出部分岐管ＴＢが分岐し、分岐している位置を分岐位置Ｐ２３とする。送出部分岐管ＴＢには第６バルブＶ６が配されており、第６バルブＶ６は流路制御部２８の制御の下で送出部分岐管ＴＢを開閉する。気体送出部２７からエアが送出されている間は、第６バルブＶ６が閉状態の場合には、エアの全量が基準センサ２４及び圧力センサ２３ａ～２３ｈへ案内される。気体送出部２７からのエアの送出がオフの間は、第６バルブＶ６が開状態の場合には、コンプレッサ４１の二次側が開放されて残圧が解除し、大気圧に戻される。第６バルブＶ６が閉状態とすることにより、メインラインが気密になる。

【0032】

気体送出部２７と第４バルブＶ４との間には、メインラインＴＡｍの開度を調節するための第７バルブＶ７が設けられていることが好ましく、本例でもそのようにしている。第７バルブＶ７は、気体送出部２７からのエアの流量の調節をするためのものである。第７バルブＶ７はメインラインＴＡｍの開度を調節することができるものならば特に限定されず、本例では手動のニードルバルブとしている。

【0033】

送出部分岐管ＴＢの第６バルブＶ６よりも先端側には、送出部分岐管ＴＢの開度を調節するための第８バルブＶ８が設けられていることが好ましく、本例でもそのようにしている。第８バルブＶ８は、コンプレッサ４１における上述の残圧解除の速度を調節するためのものである。第８バルブＶ８は送出部分岐管ＴＢの開度を調節することができるものならば特に限定されず、本例では手動のニードルバルブとしている。

【0034】

基準センサラインＴＡｒには、基準センサラインＴＡｒを開閉する第９バルブＶ９が設けられていることが好ましく、本例でもそのようにしている。第９バルブＶ９は、基準センサ２４を点検（保守のための点検等）する際及び圧力センサ２３を校正する際に、基準センサラインＴＡｒを閉状態にしてメインラインＴＡｍから分離するためのものである。第９バルブＶ９は基準センサラインＴＡｒを開閉することができるものならば特に限定されず、本例では手動のバルブとしている。

【0035】

検出ユニットＳＵａにおいては、メインラインＴＡｍから圧力センサ２３ａに延びた各圧力センサラインＴＡｓに第３バルブＶ３が設けられている。第３バルブＶ３は、圧力センサ２３ａへのエアの送出のオンとオフとを切り替えるためのものであり、流路制御部２８の制御の下で圧力センサラインＴＡｓを開閉する。

【0036】

検出ユニットＳＵａにおいては、圧力センサラインＴＡｓに一端が接続し、排水孔１４ａに他端が接続する被測定部管ＴＣと、被測定部管ＴＣから分岐して先端が開放した被測定部分岐管ＴＤとが設けられている。被測定部管ＴＣと圧力センサラインＴＡｓとが接続する位置を接続位置Ｐ２４とし、被測定部管ＴＣの被測定部分岐管ＴＤが分岐している位置を分岐位置Ｐ２５とする。上記の第３バルブＶ３は、圧力センサラインＴＡｓの、接続位置Ｐ２４よりもメインラインＴＡｍ側に設けられている。

【0037】

被測定部管ＴＣの分岐位置Ｐ２５よりも排水孔１４ａ側には第１バルブＶ１が設けられている。第１バルブＶ１は、流路制御部２８の制御の下で被測定部管ＴＣを開閉する。

【0038】

被測定部分岐管ＴＤには第２バルブＶ２が設けられている。第２バルブＶ２は、流路制御部２８の制御の下で被測定部分岐管ＴＤを開閉する。

【0039】

検出ユニットＳＵｂ～ＳＵｈにおいても、圧力センサラインＴＡｓと被測定部管ＴＣと被測定部分岐管ＴＤと第１～第３バルブＶ１～Ｖ３とが同様の構成で設けられている。なお、第１～第３バルブＶ１～Ｖ３は、本例ではＶ３は電磁弁としＶ１とＶ２はモーターバルブとしている。

【0040】

流路制御部２８は、気体送出部２７から基準センサ２４及び圧力センサ２３ａ～２３ｈの各々へのエアの送り込みを制御する気体送り制御部の一例である。流路制御部２８は、統括コントローラ３１の制御により、基準センサ２４及び圧力センサ２３ａ～２３ｈを目的とする圧力値を検出する加圧状態と、加圧状態が解除された非加圧状態とにそれぞれするためのエアの流路が形成されるように、所定のタイミングで、第１～第６バルブＶ１～Ｖ６の各開閉を制御するとともに、気体送出部２７のコンプレッサ４１の駆動のオンとオフとを切り替え、エアの送出を制御する。流路制御部２８は、また、統括コントローラ３１の制御により、所定のタイミングで、第１～第３バルブＶ１～Ｖ３を開閉することにより排水孔１４よりも監査廊１８側の圧力センサラインＴＡｓと被測定部管ＴＣと被測定部分岐管ＴＤとをそれぞれ開閉して、排水孔１４からの水の案内路を形成する。

【0041】

取得演算部２９は、基準センサ２４と圧力センサ２３ａ～２３ｈにより検出された圧力の検出圧力値を取得する取得部であるとともに、検出圧力値に基づいて圧力センサを校正する校正演算部の一例である。例えば、圧力センサ２３ａ～２３ｈを校正する場合には、取得演算部２９は、非加圧状態である基準センサ２４及び圧力センサ２３ａ～２３ｈで検出された非加圧圧力の検出圧力値（以下、非加圧圧力値と称する）と、加圧状態の基準センサ２４及び圧力センサ２３ａ～２３ｈで検出された加圧圧力の検出圧力値（以下、加圧圧力値）とが入力され、非加圧圧力値と加圧圧力値とに基づき、圧力センサ２３ａ～２３ｈを校正する。この例の基準センサ２４及び圧力センサ２３ａ～２３ｈは検出した検出圧力に応じた検出電流を出力するものであり、この検出電流の値を加圧圧力値及び非加圧圧力値等の検出圧力値として取得演算部２９に出力している。取得演算部２９は、圧力センサ２３ａ～２３ｈの各々の非加圧圧力値を、基準センサ２４の非加圧圧力値に対応付けてこの非加圧圧力値を最小検出圧力（ゼロ点）とし、圧力センサ２３ａ～２３ｈの各々の加圧圧力値を、基準センサ２４の加圧圧力値に対応付けてこの加圧圧力値を最大検出圧力とする。そして、取得演算部２９は、圧力センサ２３ａ～２３ｈのそれぞれについて最大検出圧力と最小検出圧力との差を、各々のレンジに合わせる演算を行う。このようにして圧力センサ２３ａ～２３ｈの校正を行い、校正前の検出圧力値と校正後の検出圧力値との対応付けをして記憶部（図示無し）に記憶する。なお、基準センサ２４及び圧力センサ２３ａ～２３ｈは検出した圧力に応じた検出電圧を加圧圧力値及び非加圧圧力値等の検出圧力値として取得演算部２９に出力するものでもよい。

【0042】

また、揚水圧を測定する場合には、取得演算部２９は、圧力センサ２３ａ～２３ｈから検出圧力値が入力されると、上記の記憶部に記憶された校正前の検出圧力値を特定する。そして、特定した検出圧力値に対応付けられた校正後の検出圧力値を、揚水圧の値として統括コントローラ３１に出力する。なお、取得演算部２９は、タイムカウンタを有しており、検出圧力値が入力された場合に、検出圧力値を日時に関連付けて統括コントローラ３１に出力する。

【0043】

統括コントローラ３１は、流路制御部２８と取得演算部２９とを、予め設定されたシーケンスに基づいて制御する。シーケンス及びシーケンスの実行のタイミングは、予めアプリケーションプログラムとして設定されていてもよいし、入力部３５により設定されてもよい。アプリケーションプログラムは、統括コントローラ３１に組み込まれていてもよいし、統括コントローラ３１に加えて、または代わりに、外部コントローラ３２に組み込まれてもよい。外部コントローラ３２のみに組み込まれている場合には、統括コントローラ３１は、外部コントローラ３２の制御の下で機能し、シーケンスを各部に実行させる。また、外部コントローラ３２のみに組み込まれている場合には、シーケンスの実行のタイミングは、入力部３６により設定されてもよい。

【0044】

統括コントローラ３１は、入力部３５によりシーケンス等を設定するための画像（入力画像）、圧力検出システム２１の各部の状態や基準センサ２４及び圧力センサ２３ａ～２３ｈから入力された圧力検出値などの各種データ等を表示するデータ画像等の各種の表示画像を生成して、表示部に表示させることができる。統括コントローラ３１はまた、圧力センサ２３ａ～２３ｈから入力された過去の圧力検出値を入力された日時とともに履歴データとして記憶する記憶部（図示無し）を備えてもよく、本例でもそのようにしている。そして、本例の統括コントローラ３１は、これらの履歴データを一覧（リスト）表示するリスト表示画像と、履歴データを経時データとしてグラフ化してグラフ表示画像とを生成し、リスト表示画像とグラフ表示画像とを表示部３７に表示させることもできる。

【0045】

本例の統括コントローラ３１は、外部コントローラ３２に接続している。これにより、統括コントローラ３１は、入力された圧力検出システム２１の各部の状態や各種データ、生成した各種の表示画像のデータ等を外部コントローラ３２に出力することができるように構成されている。そのため、外部コントローラ３２から統括コントローラ３１にこれらのデータの送信指示が入力された場合には、この送信指示に基づいて統括コントローラ３１から外部コントローラ３２にこれらデータが送信され、表示部３７に表示させることができる。なお、送信指示は、例えば入力部３６における入力操作により外部コントローラ３２に入力される。

【0046】

上記構成の作用を説明する。圧力検出システム２１は、定常状態においては、第１～第３バルブＶ１～Ｖ３は開状態、第４～第６バルブＶ４～Ｖ６は閉状態とされ、気体送出部２７のコンプレッサ４１の駆動をオフにされる。上記の各バルブの状態により、排水孔１４の監査廊１８側の一端は開放状態となり、水が排出される状態とされている。揚水圧の測定と圧力センサ２３ａ～２３ｈを校正する校正処理とは、監査廊１８に配された統括コントローラ３１または管理棟１９に配された外部コントローラ３２の制御により行われる。このように、圧力検出システム２１は、監査廊１８の複数の排水孔１４の各箇所において作業者が校正処理と揚水圧の検出とを行う必要がない。

【0047】

揚水圧を測定する場合には、圧力検出システム２１は、揚水圧の検出の前に圧力センサ２３ａ～２３ｈの校正処理を行う。ただし、校正処理を行うタイミングは、統括コントローラ３１または外部コントローラ３２により適宜設定してもよい。例えば、揚水圧を検出する毎に行うように設定してもよいし、例えば１か月毎や２週間毎、１秒毎等の所定の時間間隔で行うように設定してもよいし、あるいは入力部３５または入力部３６により目的とするタイミングで行うように設定してもよい。なお、基準センサ２４と圧力センサ２３ａ～２３ｈの各々からは、本例では、所定の時間間隔で、検出圧力値が取得演算部２９に出力するようにしてある。

【0048】

揚水圧の検出の前に圧力センサ２３ａ～２３ｈの校正処理を行う場合には、流路制御部２８は、図３に示すように、まず、第４～第６バルブＶ４～Ｖ６を開状態にして（Ｓ１）、取得演算部２９は、その後、基準センサ２４と圧力センサ２３ａ～２３ｈとの各々から取得した（Ｓ２）検出圧力値を非加圧圧力値として記憶部に記憶する。

【0049】

次に、流路制御部２８は、第１、第２、第６バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ６を閉状態にし（Ｓ３）、続いて、コンプレッサ４１の駆動をオンにする（Ｓ４）ことによりエアの送出を開始して、基準センサ２４及び圧力センサ２３ａ～２３ｈを加圧する。基準センサ２４が目的とする圧力値を検出して、取得演算部２９が、基準センサ２４及び圧力センサ２３ａ～２３ｈの検出圧力値が安定したか否かを判定し（Ｓ５）、安定していないと判定した場合にはエアの送り込みによる加圧を継続し、安定したと判定した場合には、安定したことを示す肯定判定結果を、統括コントローラ３１を介して流路制御部２８に出力する。流路制御部２８はこの肯定判定結果が入力されると、第５バルブＶ５を閉状態にして（Ｓ６）、案内管ＴＡを気密にする。

【0050】

流路制御部２８は、コンプレッサ４１の駆動をオフにし（Ｓ７）、第６バルブＶ６を開状態にする（Ｓ８）。なお、Ｓ７とＳ８との順序は逆であってもよい。取得演算部２９は、その後、基準センサ２４と圧力センサ２３ａ～２３ｈとの各々から取得した（Ｓ９）検出圧力値を加圧圧力値として記憶部に記憶する。そして、取得演算部２９は、記憶部に記憶されている非加圧圧力値と加圧圧力値とに基づき、圧力センサ２３ａ～２３ｈのそれぞれの校正処理を行う（Ｓ１０）。例えば、基準センサ２４の非加圧圧力値が０ｋＰａとして取得され、圧力センサ２３ａの非加圧圧力値が０．１ｋＰａの圧力値として取得されたときには、圧力センサ２３ａの非加圧圧力値を基準センサ２４の非加圧圧力値に合わせて０ｋＰａの最小検出圧力として校正する。圧力センサ２３ｂ～２３ｈについても同様に、非加圧圧力値を基準センサ２４の非加圧圧力値に合わせて０ｋＰａとして校正する。また、加圧圧力値の校正は、上述のＳ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８の各ステップにより最大圧力にまで加圧したときの最大検出圧力値（フルスケール値）の校正である。例えば、フルスケール値が３００ｋＰａの基準センサ２４と圧力センサ２３ａとを用いている場合には、ステップＳ４においては上述の目的とする圧力値を３００ｋＰａとして基準センサ２４を加圧する。同様に加圧された圧力センサ２３ａ～２３ｈの加圧圧力値が２８５ｋＰａとして取得された場合には、その加圧圧力値を基準センサ２４の加圧圧力値に合わせて３００ｋＰａの最大検出圧力として校正する。つまり圧力センサ２３ａは０．１ｋＰａから２８５ｋＰａのレンジを０ｋＰａから３００ｋＰａまでのレンジに校正される。圧力センサ２３ｂ～２３ｈについても同様に、加圧圧力値を基準センサ２４の加圧圧力値に合わせて３００ｋＰａとして校正される。

【0051】

取得演算部２９は、基準センサ２４と圧力センサ２３ａ～２３ｈとにより検出された加圧圧力値及び非加圧圧力値に基づいて、圧力センサ２３ａ～２３ｈを校正し、加圧圧力値及び非加圧圧力値を得るための基準センサ２４と圧力センサ２３ａ～２３ｈには、統括コントローラ３１の制御によってエアの送り込みのオンとオフとが切り替えられる。これにより、校正処理に際して作業者が監査廊１８の圧力センサ２３ａ～２３ｈにおいて校正のためのバルブの開閉を行う必要は無く簡易である。また、圧力センサ２３ａ～２３ｈからは検出圧力値が取得演算部２９を介して統括コントローラ３１及び外部コントローラ３２に送られるから、加圧圧力値及び非加圧圧力値と、揚水圧とはそれぞれ、監査廊１８における設置位置ＰＣまたは管理棟１９に報知される。したがって、揚水圧の検出結果を、監査廊１８内で作業することなく知ることができるとともに、ブルドン管式圧力計等を用いた場合のように読針に起因するような検出の誤差が防止される。さらに、圧力センサ２３ａ～２３ｈは校正された上で揚水圧を検出するので、誤差が抑制されている。また、校正に際して、基準センサ２４の加圧圧力値を、基準センサ２４で検出される最大の圧力値とすれば、エアによる基準センサ２４の加圧の制御は、基準センサ２４を最大限に加圧すればよいので、エアの送出流量などを精緻に制御する必要がなく、簡易である。

【0052】

また、基準センサ２４と圧力センサ２３ａ～２３ｈの各々とは、気体送出部２７に対して案内管ＴＡにより並列に接続されているから、基準センサ２４と圧力センサ２３ａ～２３ｈの各々とは、コンプレッサ４１からのエアが送りこまれた場合に、互いに等しい圧力に加圧される。また、圧力センサ２３ａ～２３ｈのうちの任意の一部のみを校正する場合には当該一部のみにエアを送り込んで校正することができるとともに、すべての圧力センサ２３ａ～２３ｈに送りこむ場合に比べて当該一部を基準センサ２４と同じ圧力に迅速に加圧することができる。

【0053】

圧力検出システムは第４～第６バルブＶ４～Ｖ６を備えているから、気体送出部２７の二次側を急激な圧力変化から保護するとともに、基準センサ２４及び圧力センサ２３ａ～２３ｈの加圧及び加圧の解除を迅速に行うことができる。また、第４～第６バルブＶ４～Ｖ６は、基準センサ２４及び気体送出部２７とともにユニット化されて校正ユニットＣＵを構成しているから、監査廊１８内を作業者は動き回ることなく、基準センサ２４の近傍で第４～第６バルブＶ４～Ｖ６とともに基準センサ２４の点検や保守作業を行うことができる。

【0054】

校正処理（Ｓ１０）の後、流路制御部２８は、第４バルブＶ４を閉状態にして（Ｓ１１）コンプレッサ４１を保護してから、第５バルブＶ５を開状態にする（Ｓ１２）。ステップＳ１２においては、第５バルブＶ５の開度を全開よりも小さい開状態として、案内管ＴＡの圧力を漸減させることがより好ましい。その場合には、流路制御部２８は、バルブＶ５の開度を制御することができるものとする。続いて、基準センサ２４と圧力センサ２３ａ～２３ｈとの差異測定により異常判定を行う（Ｓ１３）。ステップＳ１３の異常判定は、例えば以下のように行うことができる。まず、ステップＳ１２の後に、案内管ＴＡの圧力が最大圧力の概ね３／４、２／４、１／４の各圧力になったことを基準センサ２４により検出し、これら各時点での圧力センサ２３ａ～２３ｈの各々における圧力値を検出する。そして、基準センサ２４により検出された圧力値と、圧力センサ２３ａ～２３ｈの各々により検出された圧力値とを対比し、基準センサ２４と圧力センサ２３ａ～２３ｈとの誤差が閾値（本例では１％）以上であるか否かを、圧力センサ２３ａ～２３ｈの異常判定として判定する。閾値以上である場合には異常、閾値未満である場合には正常として判定し、異常と判定された圧力センサについては、揚水圧の測定には用いない、あるいは測定したとしてもその測定結果を採用しない。なお、上記誤差は、基準センサ２４での圧力値をＰ２４、圧力センサ２３ａ～２３ｈでの各圧力値をＰ２３とするときに、｛|Ｐ２４－Ｐ２３｜／Ｐ２４｝×１００で求めている。

【0055】

次に、第１、第２バルブＶ１、Ｖ２を開状態にし、第３、第５、第６バルブＶ３、Ｖ５、Ｖ６を閉状態にした（Ｓ１４）後、第５、第６バルブＶ５、Ｖ６を開状態にする（Ｓ１５）。その後、第２バルブＶ２を閉状態にし（Ｓ１６）て、非測定部管ＴＣの流路を排水孔１４と連通させる。第２バルブＶ２を閉状態にしてからの経過時間が、予め設定していた所定時間（例えば６０分）以上となったか否かを統括コントローラ３１は判定し（Ｓ１７）、否定判定の場合には所定時間以上となるまで時間の経過を待ち、肯定判定の場合には、取得演算部２９に対して圧力センサ２３ａ～２３ｈからの圧力検出値を揚水圧として特定して統括コントローラ３１に出力する出力指示を送る。取得演算部２９はこの出力指示に応答して揚水圧を取得し（Ｓ１８）、日時とともに統括コントローラ３１に出力する。統括コントローラ３１は揚水圧が入力されると、日時とともに揚水圧データとして記憶部に記憶するとともに、入力部３５による表示指示等に応答して表示部３７に表示させる。

【0056】

その後、流路制御部２８は、第２バルブＶ２を開状態にした（Ｓ１９）後、第３バルブＶ３を開状態にし、第５、第６バルブＶ５、Ｖ６を閉状態にする（Ｓ２０）。これにより、第１～第６バルブＶ１～Ｖ６は、校正処理及び揚水圧を測定する前の初期状態、すなわち定常状態に戻る。

【符号の説明】

【0057】

１４ａ～１４ｈ 排水孔
２１ 圧力検出システム
２３ａ～２３ｈ 圧力センサ
２４ 基準センサ
２７ 気体送出部
２８ 流路制御部
２９ 取得演算部
３１ 統括コントローラ
Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２４ 接続位置
Ｐ２３，Ｐ２５ 分岐位置
ＴＡ 案内管
ＴＡｍ メインライン
ＴＡｒ 基準センサライン
ＴＡｓ 圧力センサライン
ＴＢ 送出部分岐管
ＴＣ 被測定部管
ＴＤ 被測定部分岐管
Ｖ１～Ｖ９ 第１～第９バルブ

【図1】

【図2】

【図3】