JP2005184938A - 計測装置及び計測システム - Google Patents

Abstract

【課題】 多数の計測装置を設けることなく、工場などに設置された各設備の物理量を計測できる計測装置を提供すること。
【解決手段】 計測装置１は、金属製の扉１０２を有する金属製の筐体１０１を備える。この筐体１０１の外部にはアンテナ１７が設けられる。扉１０２の中央に表示部が外部に露出するようにデータ表示機能付処理装置１４がビス（端子）１０４ａにて固定される。筐体１０１の側面には検出器１５の検出端子１５ａを筐体１０１の外部に取り出すための取出口１０５が設けられる。そして、検出端子１５ａが取出口１０５から筐体１０１の外部に取り出された状態で、遮断機１１、ノイズフィルタ１２、直流安定化電源１３、データ表示機能付処理装置１４、検出器１５、送信機１６、配線１８が筐体１０１の内部に一体に収納される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、物理量を計測する計測装置及び計測システムに関するものである。

従来より、工場などに設置された各設備の物理量としての消費エネルギーを計測する計測装置として、例えば特許文献１に示される計測システムに用いられる計測装置がある。

図９は特許文献１における計測装置を用いた計測システムの概略構成図である。この計測システムにおいては、多数の計測装置４１は子シーケンサ４２に信号線４７を介して接続され、子シーケンサ４２はネットワーク４８を介して親シーケンサ４３に接続されている。また、親シーケンサ４３、収集用パソコン４４、エネルギー計量サーバ４５、クライアント４６はＬＡＮ４９を介して互いに接続されている。

子シーケンサ４２は各計測装置４１にて計測された各設備の消費エネルギーに関する計測データを信号線４７を介して収集し、計測装置４１毎の識別番号とともに記憶装置に格納する。親シーケンサ４３は子シーケンサ４２から各計測装置４１の消費エネルギーに関する計測データをネットワーク４８介して収集する。そして、親シーケンサ４３に収集された消費エネルギーに関する計測データが収集用パソコン４４に収集される。収集用パソコン４４に収集された消費エネルギーに関する計測データは、エネルギー計量サーバ４５に登録される。エネルギー計量サーバ４５はクライアント４６からの要求に応じて、所望の情報をＬＡＮ４９を介して送信する。このようにして計測装置４１にて計測された各設備の物理量としての消費エネルギーをクライアント４６の表示画面で表示する。
特開平９−８１８８１号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の計測装置では、計測装置は計測対象である設備毎に設置する必要があり、工場などに設置された各設備の物理量を計測する場合、多数の測定送信装置が必要になるという問題があった。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、多数の計測装置を設けることなく、工場などに設置された各設備の物理量を計測できる計測装置を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために請求項１に記載の計測装置は、外部電源から計測装置への電力を供給及び遮断する遮断器と、被計測器に接続される検出端子と検出端子を介して被計測器の物理量を検出する検出部とを備える検出装置と、検出装置が検出した検出値を演算処理する処理装置と、処理装置が演算処理したデータを送信する送信装置と、遮断器、検出装置、処理装置、送信装置を接続する配線とを有し、遮断器、検出部、処理装置、送信装置、配線を一体に収納すると共に、検出端子を外部に露出し移動可能な筐体を備えることを特徴とするものである。

このように、遮断器、検出装置、処理装置、送信装置、ノイズフィルタ、配線を一体に収納すると共に検出端子を外部に露出し移動可能な筐体を備えるので、計測装置を移動でき、多数の計測装置を設けることなく工場などに設置された被計測器の物理量を計測できる。

また請求項２に記載の計測装置では、処理装置は演算処理したデータを表示する表示装置を備えることを特徴とするものである。

このように、計測装置にて演算処理したデータを表示できるので、被計測器の近くでその被計測器の物理量を演算処理したデータを確認することができる。

また請求項３に記載の計測装置では、表示装置が筐体の表面上の中心部に露出するように処理装置を配置すると共に、遮断器、検出部、送信装置を処理装置の周辺に配置することを特徴とするものである。

このように、表示装置を筐体の中央に配置することによってデータを見易くすることができる。

また請求項４に記載の計測装置では、計測装置は、被計測器に着脱可能な取付装置を備えることを特徴とするものである。

このように、被計測器に着脱可能な取付装置を計測装置に設けることによって、計測装置を容易に取り外しできる。

また請求項５に記載の計測装置では、筐体は金属で形成され、筐体をアースとして用いることを特徴とするものである。

このように、筐体を金属で形成しアースとして用いるので別途アースを設ける必要がない。

また請求項６に記載の計測装置では、計測装置は外部からのノイズを除去するノイズフィルタを備えることを特徴とするものである。
このように、計測装置に外部からのノイズを除去するノイズフィルタを備えることによって、検出装置にて検出された物理量や、処理装置にて演算処理されたデータを安定化させることができる。

また請求項７に記載の計測装置では、複数の設備と、複数の設備を統括管理する管理局と、設備の物理量を計測する設備台数より少ない可搬式計測装置とからなる計測システムであって、管理局は複数の設備の物理量に関するデータを受信する無線受信部と、物理量に関するデータを演算処理する演算部と、演算処理した結果を表示する表示部とを備え、可搬式計測装置は設備に着脱可能な取付部と、設備の物理量を計測する計測部と、計測した計測値を演算処理すると共に、演算処理した物理量に関するデータを表示する処理表示部と、演算処理した物理量に関するデータを送信する無線送信部とを備えることを特徴とするものである。

これによれば、設備に着脱可能な取付部を備えた可搬式計測装置にて計測及び演算処理した物理量に関するデータを管理局に送信するか、もしくは表示部にて表示するので、計測対象である設備よりも少ない数の計測装置にて複数の設備を統括管理することができると共に、各設備付近でも設備の物理量に関するデータを確認することができ、作業者の省エネ意識を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。なお、本実施の形態では、本発明の計測装置を電力計に適用した例について説明する。

図１は本発明の実施の形態における計測システムの概略構成図である。本発明の計測システムは、計測装置１、サテライト子局２、管理局３、設備機器４、漏電遮断機５、電源ライン５ａ、バスダクト６、漏電遮断機６１を備える。

まず、計測装置１に関して説明する。図２は本発明の実施の形態における計測装置の正面図である。図３は本発明の実施の形態における計測装置の側面図である。図４は本発明の実施の形態における計測装置内の配置図である。図５は本発明の実施の形態における計測装置内の配線図である。

計測装置１は、遮断機１１、ノイズフィルタ１２、直流安定化電源１３、データ表示機能付処理装置１４、検出器１５、検出端子１５ａ、送信機１６、アンテナ１７、及びこれらを電気的に接続する配線１８を備える。

遮断器１１は、バスダクト６から漏電遮断機６１、漏電遮断機５、及び電源ライン５ａを介して電源供給される電力を開閉する過電流ブレーカーである。

ノイズフィルタ１２は、電源ライン５ａから侵入するノイズを除去するものである。このノイズフィルタ１２にてノイズを除去することによって、検出器１５にて検出された電圧信号、電流信号や、データ表示機能付処理装置１４にて算出された電力データ、電力量データなどが安定化する。直流安定化電源１３は、交流電源から直流２４Ｖ電源に変換する変換装置である。

データ表示機能付処理装置１４は、検出器１５から電圧信号及び電流信号を取得しデジタル信号に変換するＡＤ変換器、及びこのデジタル信号（電流データおよび電圧データ）から電力（瞬時値）データを算出すると共に、電力（瞬時値）データを積算処理して電力量（短時間積算値）データを算出する演算部を備える。更に、データ表示機能付処理装置１４は、算出された電力データ及び／又は電力量データを表示する表示部を備える。

検出器１５は、ＣＴ（Current Transformer）を備え、精密計測時は更にＰＴ（Potential Transformer）も備え、設備機器４の電源ラインに検出端子１５ａを接続して電流信号及び電圧信号を検出する。

送信機１６は、データ表示機能付処理装置１４にて算出された電力データ及び／又は電力量データを送信アンテナ１７を介してサテライト子局２もしくは管理局３へ無線送信する。

なお、表示部にて表示されるデータ及び管理局３へ送信されるデータは、電力データ、電力量データに限定されるものではなく、電流値データ、電圧値データであってもよい（以下、電力データ、電力量データ、電流値データ、電圧値データを単にデータとも称する）。

計測装置１は図２に示すように、金属製の扉１０２を有する金属製の筐体１０１を備える。この筐体１０１の外部にはアンテナ１７が設けられる。このアンテナ１７は周囲を囲まれる等で送信困難なときは、筐体１０１から分離し送信可能な位置に取付けても良い。

扉１０２の中央に表示部が外部に露出するようにデータ表示機能付処理装置１４が図示しないビスにて固定される。

筐体１０１の側面に設けられた取出口１０５から検出端子１５ａが筐体１０１の外部に取り出される。この取出口１０５は、筐体１０１の側面以外にも筐体１０１の底面に設けてもよい。

また、計測装置１の筐体１０１の内部には図３に示すように、遮断機１１などを設置する底板１０３が筐体１０１にビス１０４にて固定される。そして、図４に示すようにデータ表示機能付処理装置１４に対向する箇所の周辺に、遮断機１１、ノイズフィルタ１２、直流安定化電源１３、検出器１５、送信機１６が配置され、底板１０３に図示しないビスにて固定される。

このようにして、検出端子１５ａが取出口１０５から筐体１０１の外部に取り出された状態で、遮断機１１、ノイズフィルタ１２、直流安定化電源１３、データ表示機能付処理装置１４、検出器１５、送信機１６、配線１８が筐体１０１の内部に一体に収納され移動可能となる。更に、配線１８を一体に筐体１０１内に収納したので、誤って配線１８の接続部分（端子台）に触れる恐れも無く、安全を確保できる。

なお、図５に示すように、遮断機１１、ノイズフィルタ１２、直流安定化電源１３、データ表示機能付処理装置１４、検出器１５、送信機１６、アンテナ１７は配線１８にて電気的に接続されている。配線１８は、遮断機１１、ノイズフィルタ１２、直流安定化電源１３、データ表示機能付処理装置１４、検出器１５、送信機１６、アンテナ１７に設けられた端子台（図示せず）にビス（端子）１０４ａにて強固に固定される。更に、計測装置１は金属製の筐体１０１をアースとして用いる。

この計測装置１には、設備機器４に容易に取外しでき、設備機器４間の移動が容易にできるようにするための取付装置８１が設けられている。この取付装置８１は、例えば、シートマグネットからなり、図６に示すように設備機器４へ着脱可能に取付られる。また、取付装置８１はワイヤ等の設備機器４に吊り下げるようなものでもよいし、ビスで固定しても良い。

次に、サテライト子局２について説明する。サテライト子局２は計測装置１から無線送信されるデータを中継するためものである。このサテライト子局２は、計測装置１が多数用いられている場合に、計測装置１を数台毎のグループにグループ分けし、グループ毎に計測装置１から無線送信されたデータを中継し管理局３へ無線送信する。なお、計測装置１が少数の場合はサテライト子局２を設けることなく、計測装置１からのデータを直接管理局３へ無線送信するようにしてもよい。

次に管理局３について説明する。図７は本発明の実施の形態における管理局の平面図である。図８は本発明の実施の形態における管理局の正面図である。

管理局３は、台車３１の台上に搭載され、計測装置１もしくはサテライト子局２から無線送信されたデータを受信する受信機３２、受信機３２で受信したデータを蓄積し表示するサーバ３３、サーバ３３を保護する透明のカバー３４を備える。

ここで、計測システムの作用について説明する。移動可能な計測装置１を取付装置８１にて設備機器４に取付け、設備機器４の電源ラインに検出端子１５ａを取付ける。

計測装置１は、検出端子１５ａを介して検出器１５にて設備機器４の電圧信号及び電流信号を検出する。この検出された電圧信号及び電流信号は、データ表示機能付処理装置１４に送信される。データ表示機能付処理装置１４は取得した電圧信号及び電流信号をＡＤ変換器にてデジタル信号に変換し、このデジタル信号（電流データおよび電圧データ）から電力（瞬時値）データを算出する。更に、データ表示機能付処理装置１４は、この電力を積算処理して電力量（短時間積算値）データを算出する。この算出された電力（瞬時値）データ及び／又は電力量（短時間積算値）データは、データ表示機能付処理装置１４の表示部にて表示されると共に、送信機１６からアンテナ１７を介してサテライト子局２に無線送信される。サテライト子局２は、計測装置１から取得したデータを管理局３へ無線送信する。

電力（瞬時値）データ及び／又は電力量（短時間積算値）データをサテライト子局２に無線送信した計測装置１は設備機器４から取外され、次の設備機器４の場所へ移動しこの設備機器４に取付装置８１、電源ラインに検出端子１５ａが取付けられる。そして、計測装置１は、上記と同様に次の設備機器４の電圧信号及び電流信号を検出、デジタル信号に変換、電力（瞬時値）データ及び電力量（短時間積算値）データの算出、電力（瞬時値）データ及び／又は電力量（短時間積算値）データの無線送信を行う。これらの計測装置１の取付け、検出、演算、無線送信、取外し、移動を繰り返し行うことによって、複数の設備機器４の電力（瞬時値）データ及び／又は電力量（短時間積算値）データの計測を行う。

管理局３は、サテライト子局２を介して無線送信された電力（瞬時値）データ及び／又は電力量（短時間積算値）データを受信機３２にて受信する。そして、管理局３は受信機３２にて受信した電力（瞬時値）データ及び／又は電力量（短時間積算値）データをサーバ３３に登録する。登録された電力（瞬時値）データ及び／又は電力量（短時間積算値）データは予め設定されたグループ毎に集計され、その集計結果が表示される。

このように、移動可能な計測装置１にて設備機器４の電力（瞬時値）データ及び／又は電力量（短時間積算値）データを管理局３に無線送信し、管理局３にて集計及び表示されるので、設備機器４よりも少ない数の計測装置１にて複数の設備機器４の消費電力に関するデータを統括管理することができる。

また、計測装置１の表示部にて電力（瞬時値）データ及び／又は電力量（短時間積算値）データを表示するので、各設備機器４付近でも設備機器４の電力（瞬時値）データ及び電力量（短時間積算値）データを確認することができ、作業者の省エネ意識を高めることができる。

なお、データ表示機能付処理装置１４にＣＴ（Current Transformer）、更に精密計測時はＰＴ（Potential Transformer）も設け、データ表示機能付処理装置１４にて電流信号及び電圧信号を検出するようにしてもよい。

また、設備機器４に異常が発生した時は、異常による電力負荷の高まりにより、電力使用量も増えるので、通常の最高使用電力を上回ったとき警報を出す回路を計測装置１に組み込んでおいても良い。

また、本発明の実施形態においては、物理量として電力及び電力量を計測する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。検出器１５を替えることにより、エアや蒸気の計測にも適用可能である。

本発明の実施の形態における計測システムの概略構成図である。 本発明の実施の形態における計測装置の正面図である。 本発明の実施の形態における計測装置の側面図である。 本発明の実施の形態における計測装置内の配置図である。 本発明の実施の形態における計測装置内の配線図である。 本発明の実施の形態における計測装置の設備機器への取付け例を示した斜視図である。 本発明の実施の形態における管理局の平面図である。 本発明の実施の形態における管理局の正面図である。 従来技術における計測装置を用いた計測システムの概略構成図である。

符号の説明

１ 計測装置、２ サテライト子局、３ 管理局、４ 設備機器、５ 漏電遮断機、６ バスダクト、１１ 遮断機、１２ ノイズフィルタ、１３ 直流安定化電源、１４ データ表示機能付処理装置、１５ 検出器、１５ａ 検出端子、１６ 送信機、１７ アンテナ、１８ 配線、３２ 受信機、３３ サーバ、８１ 取付装置

Claims (7)

1. 外部電源から計測装置への電力を供給及び遮断する遮断器と、
   被計測器に接続される検出端子と当該検出端子を介して当該被計測器の物理量を検出する検出部とを備える検出装置と、
   前記検出装置が検出した検出値を演算処理する処理装置と、
   前記処理装置が演算処理したデータを送信する送信装置と、
   前記遮断器、前記検出装置、前記処理装置、前記送信装置を接続する配線とを有し、
   前記遮断器、前記検出部、前記処理装置、前記送信装置、前記配線を一体に収納すると共に、前記検出端子を外部に露出し移動可能な筐体を備えることを特徴とする計測装置。
2. 前記処理装置は演算処理したデータを表示する表示装置を備えることを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
3. 前記表示装置が前記筐体の表面上の中心部に露出するように前記処理装置を配置すると共に、前記遮断器、前記検出部、前記送信装置を当該処理装置の周辺に配置することを特徴とする請求項２に記載の計測装置。
4. 前記計測装置は、前記被計測器に着脱可能な取付装置を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の計測装置。
5. 前記筐体は金属で形成され、当該筐体をアースとして用いることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の計測装置。
6. 前記計測装置は、外部からのノイズを除去するノイズフィルタを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の計測装置。
7. 複数の設備と、前記複数の設備を統括管理する管理局と、前記設備の物理量を計測する前記設備台数より少ない可搬式計測装置とからなる計測システムであって、
   前記管理局は、前記複数の設備の物理量に関するデータを受信する無線受信部と、当該物理量に関するデータを演算処理する演算部と、当該演算処理した結果を表示する表示部とを備え、
   前記可搬式計測装置は、前記設備に着脱可能な取付部と、当該設備の物理量を計測する計測部と、当該計測した計測値を演算処理すると共に、当該演算処理した物理量に関するデータを表示する処理表示部と、当該演算処理した物理量に関するデータを送信する無線送信部とを備えることを特徴とする計測システム。

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