JP2008209121A

JP2008209121A - 温度測定装置

Info

Publication number: JP2008209121A
Application number: JP2007043515A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Kajita; 智之梶田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-02-23
Filing date: 2007-02-23
Publication date: 2008-09-11

Abstract

【課題】プラント等の機器の発熱部の温度測定を、小型で安価な測定装置とし、かつ測定装置の取り換えを容易とする。
【解決手段】温度計測装置１００であって測温抵抗体センサ５０と温度計測用モジュール６０とを備え、センサ５０の第１、第２の配線１、２につながる温度計測用モジュール６０にはブリッジ回路１７の出力を演算し、センサ出力を温度換算する演算部１６と、センサ５０の第１〜第３の配線１〜３の抵抗値を記憶する記憶部２０と通信部２１とが設けられている。
【選択図】図１

Description

この発明は温度測定装置に係るもので、特に原子力や火力発電プラントにおける各種システム構成機器の発熱体温度を、高精度、高信頼性で測定する３線式の測温抵抗体を使用した温度測定装置に関するものである。

測温抵抗体を用いた３線式の温度測定装置であって、複数の基準抵抗体を用意し、測温抵抗体に接続された第１、第２の配線と共に、基準抵抗体も定電流電源に接続し、基準抵抗により発生する電圧と測温抵抗体により発生する電圧を比較することにより温度を求める技術が開示されている（例えば、特許文献１）。

特開２０００−２４１２５８号公報

原子力や火力発電所等の発電プラントの運転制御は高い信頼性が要求されており、その内、例えば、プラントからの温排水の温度や、プラントを構成する各機器の発熱部の温度の高精度測定が、高い信頼性の運転制御を継続する要因の１つでもあり、その為従来より３線式温度測定装置が使用されている。ところが前記発電プラントでは最近特に、より信頼性の高い運転制御を行うことが要求されてきていることから、温度測定対象体が格段に増加し、その数が数百体に及ぶことがある。

このような多数の温度測定装置の設置要求に対して前記特許文献１に示されたものでは、以下に記すような問題点があった。すなわち、配線の抵抗を補正するため複数の基準抵抗体や、複数の切り換えスイッチを設けているため、高コストとなり、多数台設置のプラント仕様には適さない。また、切り換えスイッチが発電プラントの環境下において、経時変化により劣化することが考えられ、高精度の温度測定を保証することが困難となる。さらには、何らかの理由によってモジュールに不具合が発生した際、迅速な取り換え処理を可能とする構成でない等の問題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、簡単な構成で低コスト化をはかり、かつ、モジュールに不具合発生時に、不具合発生以前に行っていた高精度測定を引き続いて再現可能で、かつ容易に取り換え可能な構成の温度計測装置を提供することを目的とする。

この発明に係る温度計測装置は、測温抵抗体の両端に接続される第１、第２の配線と、第２の配線に並列接続される第３の配線とを有する３線式の測温抵抗体センサと、温度計測用のモジュールとを備え、
モジュールには第１〜第３の配線がコネクタを介して接続されるとともに、第１、第２の配線につながるブリッジ回路の出力を演算し、測温抵抗体センサの出力を温度換算する演算部と、第１〜第３の配線の抵抗値を記憶する記憶部と、通信部とが設けられているものである。

この発明の温度計測装置は、測温抵抗体の両端に接続される第１、第２の配線と、第２の配線に並列接続される第３の配線とを有する３線式の測温抵抗体センサと、温度計測用のモジュールとを備え、
モジュールには第１〜第３の配線がコネクタを介して接続されるとともに、第１、第２の配線につながるブリッジ回路の出力を演算し、測温抵抗体センサの出力を温度換算する演算部と、第１〜第３の配線の抵抗値を記憶する記憶部と、通信部とが設けられているので、簡単な構成で第１〜第３の配線抵抗を配慮に入れた温度換算を行うので高精度の温度計測が可能となり、装置の低価格化が達成できる。また、モジュールに不具合が発生した場合、第１〜第３の配線抵抗値を記憶部が記憶しているので、モジュールの取り換え時に、前記記憶部の記憶する抵抗値を代替モジュールに取り込むことが出来、不具合発生以前に行っていた高精度測定を引き続いて容易に、かつ短時間に再現できるという効果がある。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。
図１に実施の形態１による温度計測装置１００のブロック図を示す。図１において、測温抵抗体（Ｒ_ＲＴＤ）７の両端は第１の配線１と第２の配線２が接続されているとともに、第３の配線３が第２の配線２に並列に接続されている。前記第１の配線１は第１の配線抵抗（Ｒ_Ｌ１）４、第２の配線は第２の配線抵抗（Ｒ_Ｌ２）５、第３の配線は第３の配線抵抗（Ｒ_Ｌ３）６をそれぞれに有している。
前記測温抵抗体（Ｒ_ＲＴＤ）７、第１〜第３の配線１〜３によって、３線式の測温抵抗体センサ５０を構成している。前記測温抵抗体センサ５０には温度計測用モジュール６０が接続されており、この測温抵抗体５０と温度計測用モジュール６０とで温度計測装置１００を構成する。

温度計測用モジュール６０のコネクタ８には、前記測温抵抗体センサ５０の第１〜第３の配線１〜３が接続されているとともに、温度計測用モジュール６０のブリッジ回路１７には、前記第１、第２の配線１、２がそれぞれ接続されており、第３の配線３はグランド１３につながる。前記ブリッジ回路１７は、ブリッジ回路抵抗（Ｒ_Ａ）、（Ｒ_Ｂ）、（Ｒ_ｒｅｆ）９〜１１および電圧Ｖ_ＣＣを出力する定電圧電源１２で構成される。ブリッジ回路１７の出力はＡＭＰ１４およびＡ／Ｄコンバータ１５を介して演算部１６に入力される。
また、記憶部２０は前記第１〜第３の配線抵抗（Ｒ_Ｌ１）〜（Ｒ_Ｌ３）４〜６の抵抗値を記憶しており、通信部２１は前記記憶部２０の記憶する抵抗値あるいは前記演算部１６の演算結果を外部に設けられた外部機器２２に出力する。

演算部１６は、第１〜第３の配線抵抗値Ｒ_Ｌ１〜Ｒ_Ｌ３を考慮した線抵抗補正処理や、演算結果の電圧を抵抗値に変換処理する等の機能を有している。この演算部１６の行う演算を以下説明する。
図１に示した各部の抵抗値および定電圧電源１２の出力電圧Ｖ_ＣＣとの関係は式（１）、式（２）に示される。

ここで、

である。

この実施の形態１において、第１〜第３の配線１〜３の各配線抵抗値Ｒ_Ｌ１、Ｒ_Ｌ２、Ｒ_Ｌ３は、例えば火力発電プラントにおける測温対象の各機器と運転制御を行う制御空間の距離とから算出した値を参考として、実体配線施工後に測定された実抵抗値を用いる。演算部１６は上記式（１）、式（２）に基づく演算結果の電圧値Ｖ_ＲＴＤを温度に変換処理し、通信部２１を介して外部機器、例えば制御室の監視盤に送信する。
ここで記憶部２０は、前記第１〜第３の配線１〜３の実抵抗値Ｒ_Ｌ１、Ｒ_Ｌ２、Ｒ_Ｌ３を記憶する。

この実施の形態１による温度計測装置１００に何らかの理由によって不具合が発生した場合、発電プラント等では迅速な復旧処理が必要とされることから、予備用の温度計測用モジュール６０で取り換えが行われる。すなわち、コネクタ８で測温抵抗体センサ５０とモジュール６０とが切り離されるとともに、記憶部２０に記憶されている抵抗値を新規取り換え用のモジュールに入力させる。図２にその要領を示す。
図２において、不具合発生のモジュール６０_Ａの通信部２１から外部機器の端末２２に前記記憶している抵抗値Ｒ_Ｌ１、Ｒ_Ｌ２、Ｒ_Ｌ３を読み出し、次に新規取り換えモジュール６０_Ｂの通信部２１を介して書き込みを行う。このようにして取り換えられたモジュール６０_Ｂは、既設の配線抵抗値の再計測や、抵抗値の再入力による補正、調整作業を必要とすることなく、容易に不具合発生前のモジュールと同等の機能を発揮可能となる。

このようにこの実施の形態１の温度計測装置１００は、測温抵抗体センサ５０の出力を、温度計測用モジュール６０の演算部で配線抵抗値を配慮して補正を行うので小型で安価、かつ高精度の温度計測装置となり、また、配線抵抗値を記憶部に記憶し、装置に不具合発生した際の取り換え時に、前記記憶した配線抵抗値を書き込み可能な構成を有しているので、再調整作業が不要となり、前記低価格化と合わせ、大規模プラント等において特に優れた効果がある。

この発明の温度計測装置は、発熱体の温度を電気的に計測する３線式温度計測装置に利用可能である。

実施の形態１の温度計測装置を示すブロック図である。実施の形態１のモジュール取り換えを説明する図である。

符号の説明

１第１の配線、２第２の配線、３第３の配線、７測温抵抗体、８コネクタ、
１６演算部、１７ブリッジ回路、２０記憶部、２１通信部、
５０測温抵抗体センサ、６０温度計測用モジュール、１００温度計測装置。

Claims

測温抵抗体の両端に接続される第１、第２の配線と、前記第２の配線に並列接続される第３の配線とを有する３線式の測温抵抗体センサと、温度計測用のモジュールとを備えた温度計測装置であって、
前記モジュールには前記第１〜第３の配線がコネクタを介して接続されるとともに、前記第１、第２の配線につながるブリッジ回路の出力を演算し、前記測温抵抗体センサの出力を温度換算する演算部と、前記第１〜第３の配線の抵抗値を記憶する記憶部と、通信部とが設けられていることを特徴とする温度計測装置。
前記記憶部に記憶された前記抵抗値は、前記通信部につながる外部機器を介して読み出し、書き込みが行われることを特徴とする請求項１に記載の温度計測装置。
前記通信部は、前記演算部が前記測温抵抗体センサの出力を換算した温度を外部に読み出すことを特徴とする請求項１に記載の温度計測装置。