JP2005073326A - 現場設置計器 - Google Patents

Abstract

【課題】 計器自身には充電のための電力発生手段を持たず、必要に応じて外部の補助装置側より絶縁状態で充電電力を導入可能な現場設置計器を実現する。
【解決手段】 センサよりの測定値を入力処理すると共に内部に二次電池を有する現場設置計器において、
外部より電磁結合を介して供給される電力により前記二次電池を充電する充電回路を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、センサよりの測定値を入力処理すると共に内部に二次電池を有する現場設置計器に関する。

内部に二次電池を有する現場設置計器に関連する先行技術文献としては次のようなものがある。

特開７−２０９０４８号公報

図３により、前記特許文献に開示されている現場設置計器の概要を説明する。１は現場設置された積算式流量計、２乃至４は第１系統乃至第３系統の二次電池であり。タイマーにより操作される切換えスイッチ６を介して一定期間経過時に順次切換えて積算流量計１の電源として接続される。

５は太陽電池であり、切換えスイッチ７を介して積算流量計１に接続されていない放電された二次電池に順次接続されてこれを充電する。

このような構成の現場設置計器では、次のような問題点がある。
（１）充電のための電力発生源である太陽電池を現場に設置しなければならず、太陽電池のコスト及び日照時間確保のための環境整備コストがかかり、計器のコストダウンの障害要因となる。

（２）現場設置計器に対して太陽電池が有線接続された一体構造となる。流量計は防水性を要求されるものであり、充電装置及び計器全体を含めた防水構造を考える必要が生じ、全体が大型で構造が複雑となり、同じく計器のコストダウンの障害要因となる。

従って本発明が解決しようとする課題は、計器自身には充電のための電力発生手段を持たず、必要に応じて外部の補助装置側より絶縁状態で充電電力を導入可能な現場設置計器を実現することにある。

このような課題を達成するために、本発明の構成は次の通りである。
（１）センサよりの測定値を入力処理すると共に内部に二次電池を有する現場設置計器において、
外部より電磁結合を介して供給される電力により前記二次電池を充電する充電回路を有することを特徴とする現場設置計器。

（２）前記電磁結合を介して外部からのデータを受信する受信回路及び前記電磁結合を介して計器の内部データを外部に送信する送信回路を有することを特徴とする（１）記載の現場設置計器。

（３）前記電磁結合は、計器内部に設けられたコイル手段と可搬型補助装置に設けられたコイル手段の近接配置により形成されることを特徴とする（１）又は（２）記載の現場設置計器。

（４）前記外部からの受信データ及び計器内部の送信データにより変調される高周波発信回路を有することを特徴とする（２）又は（３）に記載の現場設置計器。

（５）前記センサの測定値表示部を有することを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載の現場設置計器。

（６） 前記センサの測定値積算表示部を有することを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載の現場設置計器。

以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
（１）充電のための電力発生源を現場に設置する必要がないので、電力発生源のコスト及び設置のための環境整備コストが不要となり、計器のコストダウンに貢献できる。

（２）電力発生源を計器自身に持たない構造であるため、計器全体を含めた防水構造を実現する場合に、全体がコンパクトで構造がシンプルとなり、同じく計器のコストダウンに貢献できる。

以下本発明を、図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明を適用した現場設置計器及び可搬型補助装置の一実施例を示す機能ブロック図である。ブロック１００は現場設置計器、２００は流量計等のセンサ、ブロック３００は可搬型補助装置である。

現場設置計器１００において、１０１はＣＰＵであり、センサ２００の測定値ＰＶをＡＤ変換器１０２を介して入力処理し、測定値表示部１０３及び積算値表示部１０４にＰＶの瞬時値及び所定期間の積算値を現場表示する。

１０５は、計器内に設けられた二次電池であり、計器内各部に動作電圧Ｖｃｃを供給する。１０６は計器筐体の内壁部に固定されたコイル手段であり、後述する外部の可搬型補助装置３００側のコイル手段と電磁結合し、この電磁結合を介して可搬型補助装置３００より供給される交流電流Ｉｃを受け、充電回路１０７に供給する。

充電回路１０７は、コイル手段１０６に発生する交流電流Ｉｃを整流平滑し、二次電池１０５を充電する。コイル手段１０６は、二次電池を充電する電力を充電回路１０７に供給すると共に、可搬型補助装置３００との間でデータ通信を行なうための電磁結合手段として機能する。

１０８は高周波発振回路であり、コイル手段１０６の中点に通信信号周波数よりも高い高周波信号を供給する。この高周波信号は、可搬型補助装置３００側より供給される送信信号で変調される。このような変調方式により受信時に必要なコイル巻き数を減らすことができ、計器側より可搬型補助装置３００へのデータ通信の電力を低くすることが可能となる。

１０９は変調信号を入力して高周波信号成分を除去するローパスフィルタ、１１０は受信回路であり、増幅器, 正側のディジタル信号を得るためのバイアス回路, ノイズを除去するためのヒステリシスコンパレータ回路よりなり、データの受信信号ＤｉをＣＰＵ１０１に与える。

受信信号Ｄｉにより、ＣＰＵ１０１はパラメータ管理テーブル１１１の各種パラメータをメンテナンスする。更にＣＰＵ１０１は、これらパラメータの変更結果のアンサーバックや測定値表示部１０３及び積算値表示部１０４の瞬時測定値及び積算値を計器側より可搬型補助装置３００側へデータ通信する。

１１２は送信回路であり、ＣＰＵ１０１より与えられるディジタル値の送信信号Ｄｏを入力し、高周波発振回路１０８の高周波信号をスイッチングしてコイル手段１０６に供給する。

可搬型補助装置３００について説明する。この補助装置は、定期巡回又は必要時に現場設置計器１００の設置場所に移動して計器筐体に結合させ、両者間に形成される電磁結合により充電電力の供給と両者間のデータ通信を行なう。

可搬型補助装置３００において、３０１はＣＰＵ、３０２は受信回路、３０３は送信回路、３０４は計器側のコイル手段１０６に電磁結合するように筐体の内壁部に配置された受信コイル手段、３０５は同じく計器側のコイル手段１０６に電磁結合するように内壁部に配置されたスイッチングコイル手段である。

３０６はスイッチング回路、３０７は電源部である。スイッチング回路３０６は、充電モード選択スイッチ３０８が選択されてオンの状態では、交流電源３０９の信号により電源部３０７より供給される電流Ｉｓを断続してスイッチングコイル手段３０５に供給する。この断続電流が電磁結合されたコイル手段１０６に誘起され、充電回路１０７を介して二次電池１０５を充電する。

電源部３０７は、商用電源ＡＣを入力してこれを直流に変換し、スイッチング回路３０６への電流Ｉｓを供給すると共に補助装置各部の動作電圧Ｖｃｃを発生する。

３１０は通信モード選択スイッチである。このスイッチが選択されてオンの状態では、送信回路３０３の信号により電源部３０７から供給される電流Ｉｓが断続されてスイッチングコイル手段３０５に供給される。この断続電流が電磁結合されたコイル手段１０６に誘起され、高周波発振回路１０８の信号を変調してローパスフィルタ１０９に導かれる。

受信回路３０２は、受信コイル手段３０４に誘起する計器側の送信信号を受信し、高周波成分をフィルタリングした後波形整形してＣＰＵ３０１に計器側からの通信データＦｉを入力させる。

ＣＰＵ３０１は、計器側への送信データＦｏを送信回路３０３に与え、通信モード選択スイッチ３１０を介してスイッチング回路３０６を駆動する。ＣＰＵ３０１は必要に応じて有線又は無線により外部と通信する機能を有する。

図２は、現場設置計器１００と可搬型補助装置３００の係合部分の側面図である。現場設置計器１００の筐体内部では、内壁にコア１１３が固定されこのコアにコイル手段１０６が巻回されている。可搬型補助装置３００の筐体内部では、内壁にコア３１１が固定されこのコアに受信コイル手段３０４及びスイッチングコイル手段３０５が巻回されている。

１１４及び１１５は補助装置と対向する計器筐体外壁部に形成された係合用のフックである。３１２及び３１３は計器と対向する補助装置外壁部に形成された係合用の突起部であり、補助装置を矢印Ｐ方向に移動させることにより、フック１１４及び１１５の内側に形成された凹部に係合する。

現場設置計器１００と可搬型補助装置３００の係合状態において、コア１１３とコア３１１は各筐体の厚さ距離を介して近接対向配置され、コアに巻回されたコイル間に電磁結合が形成される。

本発明の現場設置計器１００に接続されるセンサ２００は、流量計に限定されるものではなく、温度センサや圧力センサ等プロセスの物理量を電気信号に変換するセンサであれば一般的に適用することができる。

図１の実施例では、可搬型補助装置３００の電源はＡＣ駆動で説明したが、自身にバッテリーを有する構成とすることも可能である。又ＣＰＵ３０１の外部通信機能もオプションであり、現場での操作のみを行うスタンドアロンの使用形態も可能である。

本発明を適用した現場設置計器及び可搬型補助装置の一実施例を示す機能ブロック図である。 現場設置計器と可搬型補助装置との係合部側面図である。 特許文献１に開示されている従来の現場設置計器の構成図である。

符号の説明

１００ 現場設置計器
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＡＤ変換器
１０３ 測定値表示部
１０４ 積算値表示部
１０５ 二次電池
１０６ コイル手段
１０７ 充電回路
１０８ 高周波発振回路
１０９ ローパスフィルタ
１１０ 受信回路
１１１ パラメータ管理テーブル
１１２ 送信回路
２００ センサ
３００ 可搬型補助装置
３０１ ＣＰＵ
３０２ 受信回路
３０３ 送信回路
３０４ 受信コイル手段
３０５ スイッチングコイル手段
３０６ スイッチング回路
３０７ 電源部
３０８ 充電モード選択スイッチ
３０９ 交流電源
３１０ 通信モード選択スイッチ

Claims (6)

1. センサよりの測定値を入力処理すると共に内部に二次電池を有する現場設置計器において、
   外部より電磁結合を介して供給される電力により前記二次電池を充電する充電回路を有することを特徴とする現場設置計器。
2. 前記電磁結合を介して外部からのデータを受信する受信回路及び前記電磁結合を介して計器の内部データを外部に送信する送信回路を有することを特徴とする請求項１記載の現場設置計器。
3. 前記電磁結合は、計器内部に設けられたコイル手段と可搬型補助装置に設けられたコイル手段の近接配置により形成されることを特徴とする請求項１又は２記載の現場設置計器。
4. 前記外部からの受信データ及び計器内部の送信データにより変調される高周波発信回路を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の現場設置計器。
5. 前記センサの測定値表示部を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の現場設置計器。
6. 前記センサの測定値積算表示部を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の現場設置計器。
   
   

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