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(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】P2024106835
(43)【公開日】2024-08-08
(54)【発明の名称】圧力計測装置及び圧力計測装置の制御方法
(51)【国際特許分類】
G01L 19/06 20060101AFI20240801BHJP
【ＦＩ】
G01L19/06 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023011301
(22)【出願日】2023-01-27
(71)【出願人】
【識別番号】000006666
【氏名又は名称】アズビル株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 公洋
(72)【発明者】
【氏名】市原 純
(72)【発明者】
【氏名】吉川 康秀
(72)【発明者】
【氏名】小原 圭輔
【テーマコード（参考）】
2F055
【Ｆターム（参考）】
2F055AA39
2F055BB08
2F055CC02
2F055DD20
2F055EE25
2F055FF31
2F055FF38
2F055GG43
(57)【要約】
【課題】圧力計測装置の安全性を向上させる。
【解決手段】ヒータ１２は、圧力センサ１１を加熱する。ヒータ温度センサ１４は、ヒータ１２の温度を測定する。受圧部温度センサ１５は、圧力センサ１１の温度を測定する。制御回路２１は、受圧部温度センサ１５により測定される圧力センサ１１の温度を基に、ヒータ１２による加熱を制御する。ヒータ温度リミット回路２３は、ヒータ温度センサ１４により測定されるヒータ１２の温度を基に、ヒータ１２の駆動電流を遮断する。異常検知部２０は、ヒータ１２の温度が所定温度の場合の動作をヒータ温度リミット回路２３に行わせて、ヒータ温度リミット回路２３の異常を検知し、異常を検知した場合にアラームを報知する。
【選択図】図１
【解決手段】ヒータ１２は、圧力センサ１１を加熱する。ヒータ温度センサ１４は、ヒータ１２の温度を測定する。受圧部温度センサ１５は、圧力センサ１１の温度を測定する。制御回路２１は、受圧部温度センサ１５により測定される圧力センサ１１の温度を基に、ヒータ１２による加熱を制御する。ヒータ温度リミット回路２３は、ヒータ温度センサ１４により測定されるヒータ１２の温度を基に、ヒータ１２の駆動電流を遮断する。異常検知部２０は、ヒータ１２の温度が所定温度の場合の動作をヒータ温度リミット回路２３に行わせて、ヒータ温度リミット回路２３の異常を検知し、異常を検知した場合にアラームを報知する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
圧力センサと、
前記圧力センサを加熱するヒータと、
前記ヒータの温度を測定するヒータ温度センサと、
前記圧力センサの温度を測定する受圧部温度センサと、
前記受圧部温度センサにより測定される前記圧力センサの温度を基に、前記ヒータによる加熱を制御する制御回路と、
前記ヒータ温度センサにより測定される前記ヒータの温度を基に、前記ヒータの駆動電流を遮断するヒータ温度リミット回路と、
前記ヒータの温度が所定温度の場合の動作を前記ヒータ温度リミット回路に行わせて、前記ヒータ温度リミット回路の異常を検知し、前記異常を検知した場合にアラームを報知する異常検知部と
を備えたことを特徴とする圧力計測装置。
前記圧力センサを加熱するヒータと、
前記ヒータの温度を測定するヒータ温度センサと、
前記圧力センサの温度を測定する受圧部温度センサと、
前記受圧部温度センサにより測定される前記圧力センサの温度を基に、前記ヒータによる加熱を制御する制御回路と、
前記ヒータ温度センサにより測定される前記ヒータの温度を基に、前記ヒータの駆動電流を遮断するヒータ温度リミット回路と、
前記ヒータの温度が所定温度の場合の動作を前記ヒータ温度リミット回路に行わせて、前記ヒータ温度リミット回路の異常を検知し、前記異常を検知した場合にアラームを報知する異常検知部と
を備えたことを特徴とする圧力計測装置。
【請求項2】
前記ヒータ温度リミット回路は、前記ヒータの温度に対応する電圧が印加されることで、前記ヒータの温度に基づいた前記ヒータの駆動電流の遮断を行い、
前記異常検知部は、前記ヒータ温度リミット回路に前記所定温度に対応する所定電圧を印加するダミー抵抗を有し、前記ダミー抵抗を前記ヒータ温度リミット回路に接続することで、前記所定温度の場合の前記ヒータ温度リミット回路の異常を検知することを特徴とする請求項１に記載の圧力計測装置。
前記異常検知部は、前記ヒータ温度リミット回路に前記所定温度に対応する所定電圧を印加するダミー抵抗を有し、前記ダミー抵抗を前記ヒータ温度リミット回路に接続することで、前記所定温度の場合の前記ヒータ温度リミット回路の異常を検知することを特徴とする請求項１に記載の圧力計測装置。
【請求項3】
前記異常検知部は、前記ダミー抵抗として抵抗値が異なる第１ダミー抵抗及び第２ダミー抵抗を有し、前記第１ダミー抵抗と前記第２ダミー抵抗とを切り替えて前記ヒータ温度リミット回路に接続することで、異なる電圧を前記ヒータ温度リミット回路に印加した場合の前記ヒータ温度リミット回路のそれぞれの動作を基に、前記ヒータ温度リミット回路の異常を検知することを特徴とする請求項２に記載の圧力計測装置。
【請求項4】
前記ヒータ温度リミット回路は、予め決められた前記ヒータの温度がリミット温度に達した場合に、前記ヒータの駆動電流を遮断し、
前記異常検知部は、前記第１ダミー抵抗を前記ヒータ温度リミット回路に接続して、前記所定温度が前記リミット温度よりも高い温度の場合の、前記ヒータ温度リミット回路の動作の異常を検知し、前記第２ダミー抵抗を前記ヒータ温度リミット回路に接続して、前記所定温度が前記リミット温度よりも低い温度の場合の、前記ヒータ温度リミット回路の動作の異常を検知する
ことを特徴とする請求項３に記載の圧力計測装置。
前記異常検知部は、前記第１ダミー抵抗を前記ヒータ温度リミット回路に接続して、前記所定温度が前記リミット温度よりも高い温度の場合の、前記ヒータ温度リミット回路の動作の異常を検知し、前記第２ダミー抵抗を前記ヒータ温度リミット回路に接続して、前記所定温度が前記リミット温度よりも低い温度の場合の、前記ヒータ温度リミット回路の動作の異常を検知する
ことを特徴とする請求項３に記載の圧力計測装置。
【請求項5】
前記ヒータ温度リミット回路は、前記ヒータの温度に対応する電圧が印加されることで、前記ヒータの温度に基づいた前記ヒータの駆動電流の遮断を行い、
前記異常検知部は、前記ヒータ温度リミット回路に所定温度に対応する所定電圧を印加することで、前記所定温度の場合の前記ヒータ温度リミット回路の異常を検知する
ことを特徴とする請求項１に記載の圧力計測装置。
前記異常検知部は、前記ヒータ温度リミット回路に所定温度に対応する所定電圧を印加することで、前記所定温度の場合の前記ヒータ温度リミット回路の異常を検知する
ことを特徴とする請求項１に記載の圧力計測装置。
【請求項6】
圧力センサと、
前記圧力センサを加熱するヒータと、
前記ヒータの温度を測定するヒータ温度センサと、
前記圧力センサの温度を測定する受圧部温度センサと、
前記受圧部温度センサにより測定される前記圧力センサの温度を基に、前記ヒータによる加熱を制御する制御回路と、
前記ヒータ温度センサにより測定される前記ヒータの温度を基に前記ヒータの駆動電流を遮断するヒータ温度リミット回路とを備えた圧力計測装置の制御方法であって、
前記圧力計測装置が、
前記ヒータの温度が所定温度の場合の動作を前記ヒータ温度リミット回路に行わせて、前記ヒータ温度リミット回路の異常を検知し、
前記異常を検知した場合にアラームを報知する
ことを特徴とする圧力計測装置の制御方法。
前記圧力センサを加熱するヒータと、
前記ヒータの温度を測定するヒータ温度センサと、
前記圧力センサの温度を測定する受圧部温度センサと、
前記受圧部温度センサにより測定される前記圧力センサの温度を基に、前記ヒータによる加熱を制御する制御回路と、
前記ヒータ温度センサにより測定される前記ヒータの温度を基に前記ヒータの駆動電流を遮断するヒータ温度リミット回路とを備えた圧力計測装置の制御方法であって、
前記圧力計測装置が、
前記ヒータの温度が所定温度の場合の動作を前記ヒータ温度リミット回路に行わせて、前記ヒータ温度リミット回路の異常を検知し、
前記異常を検知した場合にアラームを報知する
ことを特徴とする圧力計測装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、静電容量型センサにおけるヒータ温度リミット回路の異常検出により過昇温を防止する圧力計測装置及び圧力計測装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体製造装置では、圧力計測装置として圧力センサを有する隔膜真空計が使用されることが多い。この隔膜真空計は、半導体製造プロセスにおいて使用するガスが圧力センサに付着すると特性が変化してしまう。そこで、半導体製造装置で使用される隔膜真空計には、内部に圧力センサを加熱するためのヒータが内蔵され、ヒータによる温度上昇によりガスを付着し難くする機種が存在する。ヒータは、隔膜真空計が備えるヒータ制御部により制御され、発熱して圧力センサ内を加熱することにより、圧力センサ内のダイアフラムの周辺の温度を、汚染物質が析出することのない高温度に保つ。
【0003】
ただし、ヒータ付きの隔膜真空計では、ヒータによる過昇温により火災などの事故が発生するおそれがある。そのため、従来、ヒータの過熱を制御する機能を有するヒータ付きの隔膜真空計が提案されている。例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）からの信号でヒータ電流のオンオフをコントロールする隔膜真空計において、仮にＣＰＵが暴走してヒータ電流が制御困難になった場合であっても、ヒータによる過昇温を検知して電流を遮断するヒータ温度リミット回路が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１６－１６４５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、従来の方法では、ヒータ温度リミット回路自体が故障した場合、ユーザが故障していることに気が付かずに隔膜真空計の使用を継続することが考えられ、その状態でＣＰＵが暴走するとヒータ温度リミット回路の電流制御が困難となる。その場合、ヒータへの電流が遮断されず、ヒータの過昇温により火災事故が発生する危険がある。
【0006】
本願はこのような課題を解決するためのものであり、圧力計測装置の安全性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本願に係る圧力計測装置は、圧力センサと、前記圧力センサを加熱するヒータと、前記ヒータの温度を測定するヒータ温度センサと、前記圧力センサの温度を測定する受圧部温度センサと、前記受圧部温度センサにより測定される前記圧力センサの温度を基に、前記ヒータによる加熱を制御する制御回路と、前記ヒータ温度センサにより測定される前記ヒータの温度を基に、前記ヒータの駆動電流を遮断するヒータ温度リミット回路と、前記ヒータの温度が所定温度の場合の動作を前記ヒータ温度リミット回路に行わせて、前記ヒータ温度リミット回路の異常を検知し、前記異常を検知した場合にアラームを報知する異常検知部とを有する。
【0008】
上記圧力計測装置において、前記ヒータ温度リミット回路は、前記ヒータの温度に対応する電圧が印加されることで、前記ヒータの温度に基づいた前記ヒータの駆動電流の遮断を行い、前記異常検知部は、前記ヒータ温度リミット回路に前記所定温度に対応する所定電圧を印加するダミー抵抗を有し、前記ダミー抵抗を前記ヒータ温度リミット回路に接続することで、前記所定温度の場合の前記ヒータ温度リミット回路の異常を検知してもよい。
【0009】
上記圧力計測装置において、前記異常検知部は、前記ダミー抵抗として抵抗値が異なる第１ダミー抵抗及び第２ダミー抵抗を有し、前記第１ダミー抵抗と前記第２ダミー抵抗とを切り替えて前記ヒータ温度リミット回路に接続することで、異なる電圧を前記ヒータ温度リミット回路に印加した場合の前記ヒータ温度リミット回路のそれぞれの動作を基に、前記ヒータ温度リミット回路の異常を検知してもよい。
【0010】
上記圧力計測装置において、前記ヒータ温度リミット回路は、予め決められた前記ヒータの温度がリミット温度に達した場合に、前記ヒータの駆動電流を遮断し、前記異常検知部は、前記第１ダミー抵抗を前記ヒータ温度リミット回路に接続して、前記所定温度が前記リミット温度よりも高い温度の場合の、前記ヒータ温度リミット回路の異常を検知し、前記第２ダミー抵抗を前記ヒータ温度リミット回路に接続して、前記所定温度が前記リミット温度よりも低い温度の場合の前記ヒータ温度リミット回路の異常を検知してもよい。
【0011】
上記圧力計測装置において、前記ヒータ温度リミット回路は、前記ヒータの温度に対応する電圧が印加されることで、前記ヒータの温度に基づいた前記ヒータの駆動電流の遮断を行い、前記異常検知部は、前記ヒータ温度リミット回路に所定温度に対応する所定電圧を印加することで、前記所定温度の場合の前記ヒータ温度リミット回路の異常を検知してもよい。
【0012】
本願に係る圧力計測装置の制御方法は、圧力センサと、前記圧力センサを加熱するヒータと、前記ヒータの温度を測定するヒータ温度センサと、前記圧力センサの温度を測定する受圧部温度センサと、前記受圧部温度センサにより測定される前記圧力センサの温度を基に、前記ヒータによる加熱を制御する制御回路と、前記ヒータ温度センサにより測定される前記ヒータの温度を基に前記ヒータの駆動電流を遮断するヒータ温度リミット回路とを備えた圧力計測装置が、前記ヒータの温度が所定温度の場合の動作を前記ヒータ温度リミット回路に行わせて、前記ヒータ温度リミット回路の異常を検知し、前記異常を検知した場合にアラームを報知する。
【発明の効果】
【0013】
上述した圧力計測装置及び圧力計測装置の制御方法によれば、ヒータ温度リミット回路に所定電圧を印加してその時の動作を基にヒータ温度リミット回路の異常検知を行い、異常を検知した場合にアラームを報知する。このように、圧力計測装置は、ヒータ温度リミット回路が故障したままで、圧力計測装置の使用を継続し、その状態で制御回路が暴走した場合に事故が発生することを回避することができる。この結果、圧力計測装置の安全性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【発明を実施するための形態】
【0015】
次に、実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、各実施の形態において共通する構成要素には同一の参照符号を付し、繰り返しの説明を省略する。
【0016】
［原理］
図１は、第１の実施形態に係る圧力計測装置のブロック図である。圧力計測装置１０は、例えば、隔膜真空計である。圧力計測装置１０は、従来検知できなかったヒータ温度リミット回路２３の故障を検出する。本実施形態では、圧力計測装置１０は、ヒータ温度センサ１４と並列に、リミット温度より低い温度に対応する低温側ダミー抵抗１０３、高い温度に対応する高温側ダミー抵抗１０４を接続する。
図１は、第１の実施形態に係る圧力計測装置のブロック図である。圧力計測装置１０は、例えば、隔膜真空計である。圧力計測装置１０は、従来検知できなかったヒータ温度リミット回路２３の故障を検出する。本実施形態では、圧力計測装置１０は、ヒータ温度センサ１４と並列に、リミット温度より低い温度に対応する低温側ダミー抵抗１０３、高い温度に対応する高温側ダミー抵抗１０４を接続する。
【0017】
一例として、ＮＴＣサーミスタをヒータ温度センサ１４として使用する場合、サーミスタの特性に対する低温側ダミー抵抗１０３及び１０４の関係を図示すると図２Ａのようになる。図２Ａは、ＮＴＣサーミスタをヒータ温度センサとして使用した場合のサーミスタ特性とダミー抵抗値の関係を表す図である。図２Ａのグラフは、横軸で温度を表し、縦軸で抵抗値を表す。図２Ａにおけるリミット温度は、ヒータ温度リミット回路２３がヒータ１２に対する電流を遮断する閾値温度である。低温側ダミー抵抗１０３は、リミット温度より低い温度である低温側異常検知用温度に対応する抵抗値を有する。また、高温側ダミー抵抗１０４は、リミット温度より高い温度である高温側異常検知用温度に対応する抵抗値を有する。
【0018】
また、測温抵抗体をヒータ温度センサ１４として使用する場合、測温抵抗体の特性に対する低温側ダミー抵抗１０３及び１０４の関係を図示すると図２Ｂのようになる。図２Ｂは、測温抵抗体をヒータ温度センサとして使用した場合の測温抵抗体の特性とダミー抵抗値の関係を表す図である。図２Ｂのグラフは、横軸で温度を表し、縦軸で抵抗値を表す。図２Ｂにおけるリミット温度は、ヒータ温度リミット回路２３がヒータ１２に対する電流を遮断する閾値温度である。この場合も、低温側ダミー抵抗１０３は、リミット温度より低い温度である低温側異常検知用温度に対応する抵抗値を有する。また、高温側ダミー抵抗１０４は、リミット温度より高い温度である高温側異常検知用温度に対応する抵抗値を有する。
【0019】
また、図３Ａは、ＮＴＣサーミスタをヒータ温度センサとして使用した場合の計測温度と対応するダミー抵抗値の関係を示す図である。図３Ａは、リミット温度を２８０℃とした場合の例を示す。ＮＴＣサーミスタをヒータ温度センサとして使用した場合、例えば、低温側ダミー抵抗１０３は、ヒータ温度センサ１４の計測温度が低温側異常検知温度である２７０℃となる場合に対応させて、２９（Ω）と決められる。また、高温側ダミー抵抗１０４は、ヒータ温度センサ１４の計測温度が高温側異常検知温度である２９０℃となる場合に対応させて、２２（Ω）と決められる。特に、リミット温度は、高すぎると火災の原因になるため、ここでは２８０℃に設定した。
【0020】
また、図３Ｂは、測温抵抗体をヒータ温度センサとして使用した場合の計測温度と対応するダミー抵抗値の関係を示す図である。図３Ｂも、リミット温度を２８０℃とした場合の例を示す。測温抵抗体をヒータ温度センサとして使用した場合、例えば、低温側ダミー抵抗１０３は、ヒータ温度センサ１４の計測温度が低温側異常検知温度である２７０℃となる場合に対応させて、２０１３．１４（Ω）と決められる。また、高温側ダミー抵抗１０４は、ヒータ温度センサ１４の計測温度が高温側異常検知温度である２９０℃となる場合に対応させて、２０８４．８４（Ω）と決められる。
【0021】
図１に戻って説明を続ける。ヒータ温度センサ１４、低温側ダミー抵抗１０３及び高温側ダミー抵抗１０４は、制御回路２１からの制御信号によりＦＥＴスイッチ２２１～２２３がＯＮ／ＯＦＦさせられることで、回路に接続された選状態又は切り離された状態の切り替えがなされる。また、ヒータ１２へ流れるヒータ電流の有無は、信号が電流検知回路２４を通して制御回路２１に入力されることで、制御回路２１で動作するファームウエアで認識可能である。制御回路２１は、例えばＣＰＵである。
【0022】
そして、制御回路２１は、以下の方法でヒータ温度リミット回路２３の異常検知を実行する。電源投入後、制御回路２１は、始めに高温側ダミー抵抗１０４を接続しヒータ電流が流れないことを確認する。次に、制御回路２１は、低温側ダミー抵抗１０３を接続しヒータ電流が流れることを確認する。双方の確認ができた場合、制御回路２１は、ヒータ温度リミット回路２３が正常であると判定し、ヒータ温度センサ１４を回路に接続し通常シーケンスに進む。高温側ダミー抵抗１０４の接続時にヒータ電流が流れる場合又は低温側ダミー抵抗１０３の接続時にヒータ電流が流れない場合は、制御回路２１は、ファームウエアでアラームを報知する。
【0023】
動作中にヒータ温度リミット回路２３が常にヒータ１２をＯＮさせるように故障したケースでは、その状態で制御回路２１が故障して制御信号が常にＯＮになると、過昇温を防止できない。このケースに対して、本実施形態に係る圧力計測装置１０は、制御回路２１による異常検知のシーケンスを走らせてヒータ温度リミット回路２３の異常検知を実行する。動作中に定期的に実施する異常検知のシーケンスの中で、高温側ダミー抵抗１０４に切り替えた時に、流れないはずのヒータ電流が流れるので、制御回路２１は、アラームにより異常検知を報知することができる。
【0024】
圧力計測装置１０では、異常検出機能のために構成部品が増加するが、部品が単一故障した場合にヒータ電流を遮断できる。図４Ａ～４Ｄは、サーミスタ使用時の故障部品と電流遮断方法との対応をまとめた図である。また、図５Ａ～５Ｄは、測温抵抗体使用時の故障部品と電流遮断方法との対応をまとめた図である。図４Ａ～４Ｄや図５Ａ～５Ｄで示すように、圧力計測装置１０は、ヒータ温度センサ１４としてサーミスタを使用した場合及び測温抵抗体を使用した場合のいずれでも、部品の単一故障であればどのような故障であっても、故障を検知することやヒータ電流を遮断することが可能であり、発火などの事故を回避することが可能である。すなわち、圧力計測装置１０の安全性を向上させることが可能である。特に、図４Ａ～４Ｄ及び５Ａ～５Ｄにおいて、圧力計測装置１０の特徴と記載された列で丸がついている項目については、圧力計測装置１０により新たに実現された項目である。すなわち、圧力計測装置１０は、従来の技術と比較して、より安全性が向上したといえる。
【0025】
［第１の実施形態］
［圧力計測装置の機能構成の一例］
以下、上述した圧力計測装置１０の実施形態の一例について、図１に戻ってさらに詳細に説明する。圧力計測装置１０は、圧力検出装置である。圧力計測装置１０は、図１に示すように、圧力センサ１１、ヒータ１２、ヒータ電源１３、ヒータ温度センサ１４、受圧部温度センサ１５、第１温度センサ回路電源１６及び第２温度センサ回路電源１７を有する。また、圧力計測装置１０は、制御回路２１、ＡＤＣ（Analog to Digital Converter)２２、ヒータ温度リミット回路２３及び電流検知回路２４を有する。また、圧力計測装置１０は、固定抵抗１０１及び１０２、低温側ダミー抵抗１０３及び１０４、並びに、ＦＥＴスイッチ２１１、２１２及び２２１～２２３を有する。
［圧力計測装置の機能構成の一例］
以下、上述した圧力計測装置１０の実施形態の一例について、図１に戻ってさらに詳細に説明する。圧力計測装置１０は、圧力検出装置である。圧力計測装置１０は、図１に示すように、圧力センサ１１、ヒータ１２、ヒータ電源１３、ヒータ温度センサ１４、受圧部温度センサ１５、第１温度センサ回路電源１６及び第２温度センサ回路電源１７を有する。また、圧力計測装置１０は、制御回路２１、ＡＤＣ（Analog to Digital Converter)２２、ヒータ温度リミット回路２３及び電流検知回路２４を有する。また、圧力計測装置１０は、固定抵抗１０１及び１０２、低温側ダミー抵抗１０３及び１０４、並びに、ＦＥＴスイッチ２１１、２１２及び２２１～２２３を有する。
【0026】
圧力センサ１１は、内部に真空室を備え、真空室の気圧と、測定対象の部屋の気圧との差圧をダイアフラムの変位により検出する隔膜式の圧力センサである。測定対象の気圧としては、例えば、半導体製造装置の真空チャンバ内の気圧等が挙げられる。
【0027】
ヒータ１２は、圧力センサ１１の外側を覆うように配置される。ヒータ１２は、発熱することで圧力センサ１１を加熱する。この加熱により、圧力センサ１１内のダイアフラムの周辺の温度が、真空チャンバ等の測定対象の部屋から圧力センサ１１内部に導入されるガスに含まれる汚染物質が析出されることのない高温度に保たれる。ヒータ１２は、シーズヒータ等を含んで構成されるバンドヒータ等である。ヒータ１２は、ヒータ電源１３から供給されるヒータ電流が流れること、つまり、通電することで発熱し、圧力センサ１１を加熱する。ヒータ電流の通電／非通電は、ＣＰＵなどの制御回路２１により制御される。
【0028】
ただし、ヒータ１２は、その温度が予め決められた不適切な温度上昇を防止するために用いる温度の上限閾値を超えると、制御回路２１によりヒータ電流が遮断されて発熱を停止する。また、ヒータ１２は、その温度が予め決められたヒータ１２の過昇温を防止するための閾値であるリミット温度を超えると、ヒータ温度リミット回路２３によりヒータ電流が遮断されて発熱を停止する。リミット温度は、発火などの事故の発生を回避するための温度であり、圧力センサ１１やヒータ１２の構成から決定されることが好ましい。例えば、リミット温度は、２８０℃とすることができる。
【0029】
ヒータ電源１３は、不図示の外部電源から入力される電圧をヒータ１２に印加する。後述のように、制御回路２１が、ヒータ１２にヒータ電流を流す制御を行っているとき、ヒータ電源１３は、印加電圧に応じたヒータ電流をヒータ１２に流す。これにより、ヒータ１２は発熱し、圧力センサ１１を加熱する。
【0030】
第１温度センサ回路電源１６は、不図示の外部電源から入力される電流を、ＦＥＴスイッチ２２１～２２３のオンオフに応じて、固定抵抗１０１を介して、ヒータ温度センサ１４、低温側ダミー抵抗１０３又は高温側ダミー抵抗１０４のいずれかに流す。これにより、固定抵抗１０１とヒータ温度センサ１４、低温側ダミー抵抗１０３又は高温側ダミー抵抗１０４とに応じた電圧値がヒータ温度リミット回路２３及びＡＤＣ２２に入力される。
【0031】
第２温度センサ回路電源１７は、不図示の外部電源から入力される電流を、固定抵抗１０２を介して受圧部温度センサ１５に流す。これにより、固定抵抗１０２と受圧部温度センサ１５とに応じた電圧値がＡＤＣ２２に入力される。
【0032】
ヒータ温度センサ１４は、ヒータ１２の所定箇所に設けられ、ヒータ１２の温度を検出し、検出した温度を制御回路２１に出力する。受圧部温度センサ１５は、圧力センサ１１の内部又は外周面に設けられて、圧力センサ１１の温度を検出し、検出した温度を制御回路２１に出力する。ヒータ温度センサ１４及び受圧部温度センサ１５のそれぞれは、温度を電圧値に変換する熱電対、サーミスタ等の素子を含んで構成され、ここでは温度を示す電圧値を出力することで、温度検出及び検出温度の情報の出力を行う。
【0033】
制御回路２１、ＡＤＣ２２、ヒータ温度リミット回路２３、並びに、ＦＥＴスイッチ２１１及び２１２は、ヒータ１２に流れるヒータ電流を制御することでヒータ１２の発熱を制御してヒータ１２の温度を制御する。また、制御回路２１、低温側ダミー抵抗１０３及び１０４、並びに、ＦＥＴスイッチ２２２及び２２３は、異常検知部２０を構成する。異常検知部２０は、ヒータ１２の温度が所定温度の場合の動作をヒータ温度リミット回路２３に行わせて、ヒータ温度リミット回路２３の異常を検知し、異常を検知した場合にアラームを報知する。例えば、異常検知部２０は、圧力計測装置１０の電源投入時に、ヒータ温度リミット回路２３に所定の高温を示す電圧値及び低温を示す電圧値をヒータ温度リミット回路２３に流すことで、ヒータ温度リミット回路２３の異常検出を行う。以下に、各部の詳細を説明する。
【0034】
ＦＥＴスイッチ２１１及び２１２は、ヒータ電源１３からのヒータ電流をヒータ１２に流す又は流さないを切り替えるスイッチング素子である。ＦＥＴスイッチ２１１のドレイン端子は、一端がヒータ電源１３に接続されたヒータ１２の他端に接続される。ＦＥＴスイッチ２１１のソース端子は、ＦＥＴスイッチ２１２のドレイン端子に接続される。また、ＦＥＴスイッチ２１１のゲート端子には、ヒータ温度リミット回路２３が接続される。ＦＥＴスイッチ２１２のソース端子は、グランドに接続される。また、ＦＥＴスイッチ２１２のゲート端子には、ヒータ１２に流れる電流を制御する制御回路２１が接続される。
【0035】
以上のような接続により、ＦＥＴスイッチ２１１及び２１２は、ヒータ電源１３からヒータ１２を経由してグランドに向かって流れるヒータ電流の電流路上に設けられる。そして、ＦＥＴスイッチ２１１及び２１２の両方がオン状態になっている場合に、ヒータ１２にヒータ電流が流れて、ヒータ１２が発熱する。
【0036】
低温側ダミー抵抗１０３は、ヒータ温度リミット回路２３の異常を検出するための所定温度に対応する所定電圧をヒータ温度リミット回路２３に流すための抵抗である。ヒータ温度リミット回路２３に印加される電圧は、低温側ダミー抵抗１０３と固定抵抗１０１との分圧により規定される。例えば、低温側ダミー抵抗１０３は、低温側異常検知温度を示す電圧をヒータ温度リミット回路２３に印加するために用いられる。ここで、低温側異常検知温度とは、リミット温度よりも低い温度であり、この温度でヒータ温度リミット回路２３にヒータ電流が流れなければ異常であると判定することが可能な温度である。低温側異常検知温度は、ヒータ温度リミット回路２３の能力などにより決定されることが好ましい。低温側ダミー抵抗１０３は、ＦＥＴスイッチ２２２のオンオフにより、回路への接続又は回路からの切り離しが行われる。この低温側ダミー抵抗１０３が、「第２ダミー抵抗」の一例にあたる。
【0037】
高温側ダミー抵抗１０４も、ヒータ温度リミット回路２３の異常を検知するための所定温度に対応する所定電圧をヒータ温度リミット回路２３に流すための抵抗である。ヒータ温度リミット回路２３に印加される電圧は、高温側ダミー抵抗１０４と固定抵抗１０１との分圧により規定される。例えば、高温側ダミー抵抗１０４は、高温側異常検知温度を示す電圧をヒータ温度リミット回路２３に流すために用いられる。ここで、高温側異常検知温度とは、リミット温度よりも高い温度であり、この温度でヒータ温度リミット回路２３にヒータ電流が流れている場合には異常であると判定することが可能な温度である。高温側異常検知温度は、ヒータ温度リミット回路２３の能力などにより決定されることが好ましい。高温側ダミー抵抗１０４は、ＦＥＴスイッチ２２３のオンオフにより、回路への接続又は回路からの切り離しが行われる。この高温側ダミー抵抗１０４が、「第１ダミー抵抗」の一例にあたる。
【0038】
低温側ダミー抵抗１０３及び１０４の抵抗値は、例えば、ヒータ温度センサ１４としてサーミスタを用いる場合、図２Ａに示すサーミスタ特性とダミー抵抗値との関係を用いて決定可能である。具体的には、以下の手順で低温側ダミー抵抗１０３及び１０４の抵抗値が決定される。まず、ヒータ温度リミット回路２３の過昇温を防止するリミット温度が決定される。次に、そのリミット温度よりも低い温度である低温側異常検知温度及びリミット温度よりも高い温度である高温側異常検知温度が決定される。そして、図２Ａのグラフにおいて低温側異常検知温度に対応する抵抗値が低温側ダミー抵抗１０３の抵抗値として決定される。また、図２Ａのグラフにおいて高温側異常検知温度に対応する抵抗値が高温側ダミー抵抗１０４の抵抗値として決定される。
【0039】
また、低温側ダミー抵抗１０３及び１０４の抵抗値は、例えば、ヒータ温度センサ１４として測温抵抗体を用いる場合、図２Ｂに示すサーミスタ特性とダミー抵抗値との関係を用いて決定可能である。具体的には、以下の手順で低温側ダミー抵抗１０３及び１０４の抵抗値が決定される。まず、ヒータ温度リミット回路２３の過昇温を防止するリミット温度が決定される。次に、そのリミット温度よりも低い温度である低温側異常検知温度及びリミット温度よりも高い温度である高温側異常検知温度が決定される。そして、図２Ｂのグラフにおいて低温側異常検知温度に対応する抵抗値が低温側ダミー抵抗１０３の抵抗値として決定される。また、図２Ｂのグラフにおいて高温側異常検知温度に対応する抵抗値が高温側ダミー抵抗１０４の抵抗値として決定される。
【0040】
ヒータ温度センサ１４としてサーミスタを用いる場合であれば、例えば、図３Ａで示されるリミット温度を２８０℃とした場合の計測結果に基づいて、計測温度が２９０℃となる高温側ダミー抵抗１０４を用いることで、高温側異常検知温度を２９０℃とすることができる。また、図３Ａで示されるリミット温度を２８０℃とした場合の計測結果に基づいて、計測温度である２７０℃となる低温側ダミー抵抗１０３を用いることで、低温側異常検知温度を２７０℃とすることができる。
【0041】
また、ヒータ温度センサ１４として測温抵抗体を用いる場合でも同様に、例えば、図３Ｂで示されるリミット温度を２８０℃とした場合の計測結果に基づいて、計測温度が２９０℃となる高温側ダミー抵抗１０４を用いることで、高温側異常検知温度を２９０℃とすることができる。また、図３Ｂで示されるリミット温度を２８０℃とした場合の計測結果に基づいて、計測温度である２７０℃となる低温側ダミー抵抗１０３を用いることで、低温側異常検知温度を２７０℃とすることができる。
【0042】
さらに、本実施例では、計測結果を用いて低温側ダミー抵抗１０３及び高温側ダミー抵抗１０４の抵抗値を決定したが、これに限らず、サーミスタ特性や測温抵抗体の特性等から机上検討により決定することも可能である。
【0043】
制御回路２１は、ＣＰＵ等のプロセッサである。制御回路２１は、不図示の記憶装置に記録されたプログラムを実行し、且つ、記憶装置に記憶されたデータに基づいて動作する。上記プロセッサは、記憶装置を含むマイクロコンピュータ等であってもよい。また、制御回路２１は、各種の論理回路であってもよい。制御回路２１は、ＦＥＴスイッチ２１２のゲート端子が接続される。また、制御回路２１は、ＡＤＣ２２が接続される。
【0044】
制御回路２１は、圧力センサ１１の温度の情報の入力をＡＤＣ２２から受ける。そして、制御回路２１は、ＡＤＣ２２から入力された圧力センサ１１の温度が予め設定された目標温度となるよう、オン信号（例えば、Ｈｉｇｈ信号）又はオフ信号（例えば、Ｌｏｗ信号）をＦＥＴスイッチ２１２へ出力してＦＥＴスイッチ２１２のオンオフを制御する。制御回路２１は、例えば、ＰＩＤ（Proportional Integral Differential）制御等のフィードバック制御により、ＦＥＴスイッチ２１２をオン又はオフに切り替える。
【0045】
また、制御回路２１は、ヒータ１２の不適切な温度上昇を防止するために用いる温度の上限閾値を有する。制御回路２１は、ヒータ１２の温度の情報の入力をＡＤＣ２２から受ける。そして、ＡＤＣ２２から入力されたヒータ１２の温度が上限閾値を超えたかを判定する。ヒータ１２の温度が上限閾値を超えた場合、ヒータ１２の温度が必要以上に高くなっていることになると判定して、制御回路２１は、ＦＥＴスイッチ２１２に対するフィードバック制御に優先して、ＦＥＴスイッチ２１２にオフ信号（例えば、Ｌｏｗ信号）を供給し、ＦＥＴスイッチ２１２をオフする。これにより、ヒータ１２への通電が遮断され、ヒータ１２の発熱が停止する。
【0046】
また、制御回路２１は、圧力計測装置１０への電源投入後の動作開始時に、ヒータ温度リミット回路２３の異常検知を実行する。具体的には、制御回路２１は、ＦＥＴスイッチ２１２をオンにしたうえで、以下のような高温側異常検知処理及び低温側異常検知処理により異常検知を実行する。
【0047】
高温側異常検知処理では、制御回路２１は、オフ信号（例えば、Ｌｏｗ信号）をＦＥＴスイッチ２２１及び２２２のゲートに入力してＦＥＴスイッチ２２１及び２２２をオフにして、ヒータ温度センサ１４及び低温側ダミー抵抗１０３を回路から切り離す。次に、制御回路２１は、オン信号（例えば、Ｈｉｇｈ信号）をＦＥＴスイッチ２２３のゲートに入力してＦＥＴスイッチ２２３をオンにして、高温側ダミー抵抗１０４を回路に接続する。これにより、高温側ダミー抵抗１０４の抵抗値により規定される高温側異常検知温度を示す電圧値がヒータ温度リミット回路２３に入力される。
【0048】
その後、制御回路２１は、電流検知回路２４からヒータ１２に流れるヒータ電流の有無の通知を受ける。ヒータ電流が流れていない場合、制御回路２１は、ヒータ温度リミット回路２３が正常動作していると判定する。その場合、制御回路２１は、次の低温側異常検知処理に進む。
【0049】
これに対して、ヒータ電流が流れている場合、制御回路２１は、本来であればヒータ温度リミット回路２３によりヒータ電流が遮断されていなければならないのに、ヒータ電流が流れていることから、ヒータ温度リミット回路２３が異常であると判定する。その場合、制御回路２１は、例えば警告灯を点灯させるなどしてアラームを報知する。利用者は、アラームを確認することで、ヒータ温度リミット回路２３の異常を確認できる。
【0050】
低温側異常検知処理では、制御回路２１は、オフ信号（例えば、Ｌｏｗ信号）をＦＥＴスイッチ２２１及び２２３のゲートに入力してＦＥＴスイッチ２２１及び２２３をオフにして、ヒータ温度センサ１４及び高温側ダミー抵抗１０４を回路から切り離す。次に、制御回路２１は、オン信号（例えば、Ｈｉｇｈ信号）をＦＥＴスイッチ２２２のゲートに入力してＦＥＴスイッチ２２２をオンにして、低温側ダミー抵抗１０３を回路に接続する。これにより、低温側ダミー抵抗１０３の抵抗値により規定される低温側異常検知温度を示す電圧値がヒータ温度リミット回路２３に入力される。
【0051】
その後、制御回路２１は、電流検知回路２４からヒータ１２に流れる電流であるヒータ電流の有無の通知を受ける。ヒータ電流が流れている場合、制御回路２１は、ヒータ温度リミット回路２３が正常動作していると判定する。そして、制御回路２１は、オフ信号（例えば、Ｌｏｗ信号）をＦＥＴスイッチ２２２及び２２３のゲートに入力してＦＥＴスイッチ２２２及び２２３をオフにして、低温側ダミー抵抗１０３及び１０４を回路から切り離す。次に、制御回路２１は、オン信号（例えば、Ｈｉｇｈ信号）をＦＥＴスイッチ２２１のゲートに入力してＦＥＴスイッチ２２１をオンにして、ヒータ温度センサ１４を回路に接続する。その後、制御回路２１は、圧力センサ１１やヒータ１２の温度計測といった通常シーケンスに移行する。
【0052】
これに対して、ヒータ電流が流れていない場合、制御回路２１は、本来であればリミット温度に達していないためＦＥＴスイッチ２１１はオフにされずにヒータ電流が流れていなければならないのに、ヒータ温度リミット回路２３によりヒータ電流が遮断されていることから、ヒータ温度リミット回路２３が異常であると判定する。その場合、制御回路２１は、例えば警告灯を点灯させるなどしてアラームを報知する。利用者は、アラームを確認することで、ヒータ温度リミット回路２３の異常を確認できる。
【0053】
このように、異常検知部２０は、高温側ダミー抵抗１０４をヒータ温度リミット回路２３に接続して、リミット温度よりも高い温度の場合のヒータ温度リミット回路２３の動作の異常を検知する。次に、異常検知部２０は、低温側ダミー抵抗１０３をヒータ温度リミット回路２３に接続して、リミット温度よりも低い温度の場合のヒータ温度リミット回路２３の動作の異常を検知する。
【0054】
ＡＤＣ２２は、制御回路２１に接続される。ＡＤＣ２２は、受圧部温度センサ１５が検出して出力した電圧値で表される圧力センサ１１の温度を、デジタルデータに変換して制御回路２１に供給する。また、ＡＤＣ２２は、ヒータ温度センサ１４が検出して出力した電圧値で示されるヒータ１２の温度を表す電圧値を、デジタルデータに変換して制御回路２１に供給する。
【0055】
ヒータ温度リミット回路２３は、ヒータ１２の過昇温を判定するための温度の閾値であるリミット温度を有する。ヒータ温度リミット回路２３は、ヒータ温度センサ１４が検出したヒータ１２の温度が入力される。ヒータ温度リミット回路２３は、入力された温度とリミット温度とを比較する。なお、リミット温度は、制御回路２１が有する上限閾値と同じでもよいし、異なる値（特に、上限閾値よりも高い値）であってもよい。
【0056】
ヒータ温度リミット回路２３は、入力されたヒータ１２の温度がリミット温度以下であるとき、つまり、ヒータ１２の温度が正常範囲内であるとき、ＦＥＴスイッチ２１１のゲートにオン信号を供給し、ＦＥＴスイッチ２１１をオンする。また、ヒータ温度リミット回路２３は、入力されたヒータ１２の温度がリミット温度を超えたとき、つまり、ヒータ１２の温度が過昇温のとき、ＦＥＴスイッチ２１１のゲートにオフ信号を供給し、ＦＥＴスイッチ２１１をオフする。ヒータ温度リミット回路２３は、ＦＥＴスイッチ２１１をオフにすることで、ヒータ１２への通電を遮断して、ヒータ１２の発熱を停止させる。
【0057】
電流検知回路２４は、ヒータ電源１３からヒータ１２を経由して流れるヒータ電流が流れているか否かを検知する。ＦＥＴスイッチ２１１又は２１２の両方がオンの場合、電流検知回路２４は、ヒータ電流が流れていることを検知する。逆に、ＦＥＴスイッチ２１１又は２１２の少なくともいずれかがオフの場合、電流検知回路２４は、ヒータ電流が流れていないことを検知する。そして、電流検知回路２４は、ヒータ電流の検知結果を制御回路２１に通知する。
【0058】
［第１の実施形態における故障診断処理の一例］
図６は、第１の実施形態に係る圧力計測装置によるヒータ温度リミット回路の故障診断処理のフローチャートである。次に、図６を参照して、本実施形態に係る圧力計測装置１０によるヒータ温度リミット回路２３の故障診断処理の流れについて説明する。
図６は、第１の実施形態に係る圧力計測装置によるヒータ温度リミット回路の故障診断処理のフローチャートである。次に、図６を参照して、本実施形態に係る圧力計測装置１０によるヒータ温度リミット回路２３の故障診断処理の流れについて説明する。
【0059】
圧力計測装置１０に、電源が投入される（ステップＳ１０１）。
【0060】
制御回路２１は、ＦＥＴスイッチ２１２及び２２３をオンにして、ＦＥＴスイッチ２２１及び２２２をオフにする。これにより、制御回路２１は、高温側ダミー抵抗１０４を回路に接続する（ステップＳ１０２）。
【0061】
そして、制御回路２１は、電流検知回路２４から入力されたヒータ電流の検知結果から、ヒータ電流が０（Ａ）か否かを判定する（ステップＳ１０３）。
【0062】
ヒータ電流が０（Ａ）でない場合（ステップＳ１０３：否定）、制御回路２１は、ヒータ温度リミット回路２３の異常を検知してアラームを報知する（ステップＳ１０８）。
【0063】
これに対して、ヒータ電流が０（Ａ）の場合（ステップＳ１０３：肯定）、次に、制御回路２１は、ＦＥＴスイッチ２１２及び２２２をオンにして、ＦＥＴスイッチ２２１及び２２３をオフにする。これにより、制御回路２１は、低温側ダミー抵抗１０３を回路に接続する（ステップＳ１０４）。
【0064】
そして、制御回路２１は、電流検知回路２４から入力されたヒータ電流の検知結果から、ヒータ電流が０（Ａ）か否かを判定する（ステップＳ１０５）。
【0065】
ヒータ電流が０（Ａ）の場合（ステップＳ１０５：肯定）、制御回路２１は、ヒータ温度リミット回路２３の異常を検知してアラームを報知する（ステップＳ１０８）。
【0066】
これに対して、ヒータ電流が０（Ａ）でない場合（ステップＳ１０５：否定）、制御回路２１は、ヒータ温度リミット回路２３が正常と判定する。そして、制御回路２１は、ＦＥＴスイッチ２２１をオンにして、ＦＥＴスイッチ２２２及び２２３をオフにする。これにより、制御回路２１は、ヒータ温度センサ１４を回路に接続する（ステップＳ１０６）。
【0067】
その後、制御回路２１は、ヒータ１２の制御や圧力センサ１１及びヒータ１２や温度計測といった通常シーケンスを実行する（ステップＳ１０７）。
【0068】
［第１の実施形態及びその変形例における効果］
以上に説明したように、本実施形態に係る圧力計測装置１０は、高温側ダミー抵抗１０４を用いて高温側異常検知温度をヒータ温度リミット回路２３に印加して、その際に流れるヒータ電流の有無からヒータ温度リミット回路２３の異常を検知してアラームを報知する。また、本実施形態に係る圧力計測装置１０は、低温側ダミー抵抗１０３を用いて低温側異常検知温度をヒータ温度リミット回路２３に印加して、その際に流れるヒータ電流の有無からヒータ温度リミット回路２３の異常を検知してアラームを報知する。これにより、ヒータ温度リミット回路２３の故障を利用者に気付かせることができる。すなわち、ヒータ温度リミット回路２３が故障したままで、圧力計測装置１０の使用を継続し、その状態で制御回路２１が暴走した場合に火災などの事故が発生することを回避することができる。したがって、圧力計測装置１０の安全性を向上させることが可能となる。
以上に説明したように、本実施形態に係る圧力計測装置１０は、高温側ダミー抵抗１０４を用いて高温側異常検知温度をヒータ温度リミット回路２３に印加して、その際に流れるヒータ電流の有無からヒータ温度リミット回路２３の異常を検知してアラームを報知する。また、本実施形態に係る圧力計測装置１０は、低温側ダミー抵抗１０３を用いて低温側異常検知温度をヒータ温度リミット回路２３に印加して、その際に流れるヒータ電流の有無からヒータ温度リミット回路２３の異常を検知してアラームを報知する。これにより、ヒータ温度リミット回路２３の故障を利用者に気付かせることができる。すなわち、ヒータ温度リミット回路２３が故障したままで、圧力計測装置１０の使用を継続し、その状態で制御回路２１が暴走した場合に火災などの事故が発生することを回避することができる。したがって、圧力計測装置１０の安全性を向上させることが可能となる。
【0069】
ここで、以上の説明では、低温側ダミー抵抗１０３を用いてヒータ電流を遮断し続けるようなヒータ温度リミット回路２３異常の検知を行ったが、ヒータ電流を遮断し続ける場合には火災の発生などの危険がない。そのため、制御回路２１は、火災の危険がある高温側高温側ダミー抵抗１０４を用いた高温側異常検出処理を行い、低温側低温側ダミー抵抗１０３を用いた低温側異常検出処理を行わなくてもよい。また、本実施形態では、制御回路２１は、高温側異常検出処理の後に低温側異常検出処理を実行したがこの順序は逆でもよい。
【0070】
また、本実施形態では、制御回路２１は、電源投入時にヒータ温度リミット回路２３の異常の検知を行ったが、圧力センサ１１が圧力計測を行っていない場合など所定のタイミングで、ヒータ温度リミット回路２３の異常の検知を繰り返し行ってもよい。例えば、圧力計測装置１０への電源投入後でヒータ１２に電流を流し始める前に実施してもよい。他にも、メンテナンス時などに、ヒータ温度リミット回路２３の異常の検知を行ってもよい。
【0071】
［第２の実施形態］
図７は、第２の実施形態に係る圧力計測装置のブロック図である。本実施形態に係る圧力計測装置１０は、制御回路２１からの信号によりヒータ温度リミット回路２３に所定の電圧を加えて、ヒータ温度リミット回路２３の動作試験を行う。以下の説明では、第１の実施形態と同様の各部の動作については説明を省略する。
図７は、第２の実施形態に係る圧力計測装置のブロック図である。本実施形態に係る圧力計測装置１０は、制御回路２１からの信号によりヒータ温度リミット回路２３に所定の電圧を加えて、ヒータ温度リミット回路２３の動作試験を行う。以下の説明では、第１の実施形態と同様の各部の動作については説明を省略する。
【0072】
本実施形態において、制御回路２１及びＦＥＴスイッチ２２４が異常検知部２０を構成する。異常検知部２０は、ヒータ１２の温度が所定温度の場合の動作をヒータ温度リミット回路２３に行わせて、ヒータ温度リミット回路２３の異常を検知し、異常を検知した場合にアラームを報知する。以下に、異常検知部２０の詳細について説明する。
【0073】
制御回路２１は、ＤＡ（Digital to Analog）コンバータを内蔵する。以下では、制御回路２１が内蔵するＤＡコンバータを内蔵ＤＡコンバータと呼ぶ。また、制御回路２１は、ヒータ温度リミット回路２３の異常の検知に用いる所定温度に対応する所定電圧を予め保持する。例えば、制御回路２１は、高温側異常検知温度相当の電圧値の情報及び低温側異常検知温度相当の電圧値の情報を保持する。
【0074】
図８Ａは、ＮＴＣサーミスタをヒータ温度センサとして使用した場合の計測温度と対応する電圧の関係を示す図である。例えば、リミット温度を２８０℃とし、高温側異常検知温度を２９０℃とし、低温側異常検知温度を２７０℃とする場合で説明する。また、ここでは、固定抵抗１０１が２７００（Ω）である。また、ヒータ温度センサ１４としてＮＴＣサーミスタを用い、ヒータ温度センサ１４の抵抗値は２７０℃で２９（Ω）であり、２９０℃で２２（Ω）である。さらに、第１温度センサ回路電源１６及び第２温度センサ回路電源１７のいずれも２．５（Ｖ）である。この場合、例えば、制御回路２１は、低温側異常検知温度である２７０℃相当の電圧値として０．０２６６（Ｖ）を保持する。また、例えば、制御回路２１は、高温側異常検知温度である２９０℃相当の電圧値として０．０２０２（Ｖ）を保持する。
【0075】
図８Ｂは、測温抵抗体をヒータ温度センサとして使用した場合の計測温度と対応するダミー抵抗値の関係を示す図である。次に、ヒータ温度センサ１４として測温抵抗体を用いる場合について説明する。ここでも、リミット温度を２８０℃とし、高温側異常検知温度を２９０℃とし、低温側異常検知温度を２７０℃とする場合で説明する。また、ここでも、固定抵抗１０１が２７００（Ω）である。また、ヒータ温度センサ１４の抵抗値は２７０℃で２０１３．１４（Ω）であり、２９０℃で２０８４．８４（Ω）である。さらに、第１温度センサ回路電源１６及び第２温度センサ回路電源１７のいずれも２．５（Ｖ）である。この場合、例えば、制御回路２１は、低温側異常検知温度である２７０℃相当の電圧値として１．０７（Ｖ）を保持する。また、例えば、制御回路２１は、高温側異常検知温度である２９０℃相当の電圧値として１．０９（Ｖ）を保持する。
【0076】
制御回路２１は、ＦＥＴスイッチ２１２をオンにする。次に、制御回路２１は、ＦＥＴスイッチ２２１をオフにして、ヒータ温度センサ１４を回路から切り離す。次に、制御回路２１は、ＦＥＴスイッチ２２４をオンにする。そのうえで、制御回路２１は、以下のような高温側異常検知処理及び低温側異常検知処理により異常検知を実行する。
【0077】
高温側異常検知処理では、制御回路２１は、高温側異常検知温度相当の電圧を内蔵ＤＡコンバータから出力する。これにより、制御回路２１は、高温側異常検知温度相当の電圧をヒータ温度リミット回路２３に印加する。例えば、ヒータ温度センサ１４としてＮＴＣサーミスタを用いる場合であれば、制御回路２１は、図８Ａの高温側異常検知温度である２９０℃相当の電圧値に基づいて、０．０２０２（Ｖ）をヒータ温度リミット回路２３に印加する。また、ヒータ温度センサ１４として測温抵抗体を用いる場合であれば、制御回路２１は、図８Ｂの高温側異常検知温度である２９０℃相当の電圧値に基づいて、１．０９（Ｖ）をヒータ温度リミット回路２３に印加する。
【0078】
その後、制御回路２１は、電流検知回路２４からヒータ１２に流れるヒータ電流の有無の通知を受ける。ヒータ電流が流れていない場合、制御回路２１は、ヒータ温度リミット回路２３が正常動作していると判定する。その場合、制御回路２１は、次の低温側異常検知処理に進む。
【0079】
これに対して、ヒータ電流が流れている場合、制御回路２１は、本来であればヒータ温度リミット回路２３によりヒータ電流が遮断されていなければならないのに、ヒータ電流が流れていることから、ヒータ温度リミット回路２３が異常である判定する。その場合、制御回路２１は、例えば警告灯を点灯させるなどしてアラームを報知する。利用者は、アラームを確認することで、ヒータ温度リミット回路２３の異常を確認できる。
【0080】
低温側異常検知処理では、制御回路２１は、低温側異常検知温度相当の電圧を内蔵ＤＡコンバータから出力する。これにより、制御回路２１は、低温側異常検知温度相当の電圧をヒータ温度リミット回路２３に印加する。例えば、ヒータ温度センサ１４としてＮＴＣサーミスタを用いる場合であれば、制御回路２１は、図８Ａの低温側異常検知温度である２７０℃相当の電圧値に基づいて、０．０２６６（Ｖ）をヒータ温度リミット回路２３に印加する。また、ヒータ温度センサ１４として測温抵抗体を用いる場合であれば、制御回路２１は、図８Ｂの低温側異常検知温度である２７０℃相当の電圧値に基づいて、１．０７（Ｖ）をヒータ温度リミット回路２３に印加する。
【0081】
その後、制御回路２１は、電流検知回路２４からヒータ１２に流れる電流であるヒータ電流の有無の通知を受ける。ヒータ電流が流れている場合、制御回路２１は、ヒータ温度リミット回路２３が正常動作していると判定する。その場合、制御回路２１は、ヒータ温度リミット回路２３が正常動作していると判定する。そして、制御回路２１は、ＦＥＴスイッチ２２４をオフにする。次に、制御回路２１は、ＦＥＴスイッチ２２１をオンにして、ヒータ温度センサ１４を回路に接続する。その後、制御回路２１は、圧力センサ１１やヒータ１２の温度監視といった通常シーケンスに移行する。
【0082】
これに対して、ヒータ電流が流れていない場合、制御回路２１は、本来であればヒータ電流が流れていなければならないのに、ヒータ温度リミット回路２３によりヒータ電流が遮断されていることから、ヒータ温度リミット回路２３が異常であると判定する。その場合、制御回路２１は、例えば警告灯を点灯させるなどしてアラームを報知する。利用者は、アラームを確認することで、ヒータ温度リミット回路２３の異常を確認できる。
【0083】
［第２の実施形態における故障診断処理の一例］
図９は、第２の実施形態に係る圧力計測装置によるヒータ温度リミット回路の故障診断処理のフローチャートである。次に、図９を参照して、本実施形態に係る圧力計測装置１０によるヒータ温度リミット回路２３の故障診断処理の流れについて説明する。
図９は、第２の実施形態に係る圧力計測装置によるヒータ温度リミット回路の故障診断処理のフローチャートである。次に、図９を参照して、本実施形態に係る圧力計測装置１０によるヒータ温度リミット回路２３の故障診断処理の流れについて説明する。
【0084】
圧力計測装置１０に、電源が投入される（ステップＳ２０１）。
【0085】
制御回路２１は、ＦＥＴスイッチ２２４をオンにして、ＦＥＴスイッチ２２１をオフにする。そして、制御回路２１は、高温側異常検知温度相当の電圧を内蔵ＤＡコンバータから出力して、ヒータ温度リミット回路２３に印加する（ステップＳ２０２）。
【0086】
そして、制御回路２１は、電流検知回路２４から入力されたヒータ電流の検知結果から、ヒータ電流が０（Ａ）か否かを判定する（ステップＳ２０３）。
【0087】
ヒータ電流が０（Ａ）でない場合（ステップＳ２０３：否定）、制御回路２１は、ヒータ温度リミット回路２３の異常を検知してアラームを報知する（ステップＳ２０８）。
【0088】
これに対して、ヒータ電流が０（Ａ）の場合（ステップＳ２０３：肯定）、次に、制御回路２１は、低温側異常検知温度相当の電圧を内蔵ＤＡコンバータから出力して、ヒータ温度リミット回路２３に印加する（ステップＳ２０４）。
【0089】
そして、制御回路２１は、電流検知回路２４から入力されたヒータ電流の検知結果から、ヒータ電流が０（Ａ）か否かを判定する（ステップＳ２０５）。
【0090】
ヒータ電流が０（Ａ）の場合（ステップＳ２０５：肯定）、制御回路２１は、ヒータ温度リミット回路２３の異常を検知してアラームを報知する（ステップＳ２０８）。
【0091】
これに対して、ヒータ電流が０（Ａ）でない場合（ステップＳ２０５：否定）、制御回路２１は、ヒータ温度リミット回路２３が正常と判定する。そして、制御回路２１は、ＦＥＴスイッチ２２１をオンにして、ＦＥＴスイッチ２２４をオフにする。これにより、制御回路２１は、ヒータ温度センサ１４を回路に接続する（ステップＳ２０６）。
【0092】
その後、制御回路２１は、ヒータ１２の制御や圧力センサ１１及びヒータ１２や温度計測といった通常シーケンスを実行する（ステップＳ２０７）。
【0093】
［第２の実施形態及びその変形例における効果］
以上に説明したように、本実施形態に係る圧力計測装置１０は、制御回路２１が予め決められた高温側異常検知温度相当の電圧及び低温側異常検知温度相当の電圧を内蔵ＤＡコンバータから出力して、ヒータ温度リミット回路２３に印加することで異常検知を実行する。このように、制御回路２１からの信号によりヒータ温度リミット回路２３に所定の電圧を加えてヒータ温度リミット回路２３の動作試験を行う方法でも、ヒータ温度リミット回路２３の故障を利用者に気付かせることができる。すなわち、ヒータ温度リミット回路２３が故障したままで、圧力計測装置１０の使用を継続し、その状態で制御回路２１が暴走した場合に火災などの事故が発生することを回避することができる。したがって、圧力計測装置１０の安全性を向上させることが可能となる。
以上に説明したように、本実施形態に係る圧力計測装置１０は、制御回路２１が予め決められた高温側異常検知温度相当の電圧及び低温側異常検知温度相当の電圧を内蔵ＤＡコンバータから出力して、ヒータ温度リミット回路２３に印加することで異常検知を実行する。このように、制御回路２１からの信号によりヒータ温度リミット回路２３に所定の電圧を加えてヒータ温度リミット回路２３の動作試験を行う方法でも、ヒータ温度リミット回路２３の故障を利用者に気付かせることができる。すなわち、ヒータ温度リミット回路２３が故障したままで、圧力計測装置１０の使用を継続し、その状態で制御回路２１が暴走した場合に火災などの事故が発生することを回避することができる。したがって、圧力計測装置１０の安全性を向上させることが可能となる。
【0094】
以上、実施形態の一例を説明したが、これらは例示であり、本実施形態は上記した説明に限定されるものではない。発明の開示の欄に記載の態様を始めとして、実施形態の構成や詳細は、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で実施することができる。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【0095】
１０ 圧力計測装置
１１ 圧力センサ
１２ ヒータ
１３ ヒータ電源
１４ ヒータ温度センサ
１５ 受圧部温度センサ
１６ 第１温度センサ回路電源
１７ 第２温度センサ回路電源
２０ 異常検知部
２１ 制御回路
２２ ＡＤＣ
２３ ヒータ温度リミット回路
２４ 電流検知回路
１０１，１０２ 固定抵抗
１０３ 低温側ダミー抵抗
１０４ 高温側ダミー抵抗
２１１，２１２，２２１～２２４ ＦＥＴスイッチ
１１ 圧力センサ
１２ ヒータ
１３ ヒータ電源
１４ ヒータ温度センサ
１５ 受圧部温度センサ
１６ 第１温度センサ回路電源
１７ 第２温度センサ回路電源
２０ 異常検知部
２１ 制御回路
２２ ＡＤＣ
２３ ヒータ温度リミット回路
２４ 電流検知回路
１０１，１０２ 固定抵抗
１０３ 低温側ダミー抵抗
１０４ 高温側ダミー抵抗
２１１，２１２，２２１～２２４ ＦＥＴスイッチ
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図9】