JP2005315663A

JP2005315663A - 漏水検出装置、電子装置及び漏水検出方法

Info

Publication number: JP2005315663A
Application number: JP2004132267A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Kobayashi; 隆宏小林
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2004-04-27
Filing date: 2004-04-27
Publication date: 2005-11-10

Abstract

【課題】密閉容器の漏水をより正確に検出すること。
【解決手段】密閉容器１の漏水を検出するための漏水検出装置であって、前記密閉容器１内部の水分を吸収する乾燥剤２と、前記密閉容器内部の結露が検知され、前記密閉容器１内部の所定時間内における温度変化量が所定範囲内である場合に、前記密閉容器１が漏水していると判断する検出回路３、を含むことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は漏水検出装置、電子装置及び漏水検出方法に関する。

従来、移動体通信システムの基地局装置に代表される電子装置、特に通信装置等に使用される密閉容器の漏水を検出するためには、漏水センサを設置し、直接水を検出することにより行っていた。例えば特許文献１には、筐体の各面に窪みを設け、該窪みに漏水センサを設置することにより、筐体が任意の姿勢を取った場合にも漏水を検出することを可能とする発明が開示されている。
特開平１１−１３５９５５号公報

しかしながら、上記従来の方式では、密閉容器内部の漏水する箇所すべてに漏水センサを設置する必要があった。また、結露も漏水として検出してしまっていた。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、密閉容器の漏水をより正確に検出することのできる漏水検出装置、電子装置及び漏水検出方法を提供することにある。

上記従来例の問題点を解決するための本発明に係る漏水検出装置は、密閉容器の漏水を検出するための漏水検出装置であって、前記密閉容器内部の水分を吸収する乾燥手段と、所定時間内における前記密閉容器内部の温度変化量を測定する温度変化量測定手段と、前記密閉容器内部の結露を検知する結露検知手段と、前記結露検知手段により結露が検知され、前記温度変化量測定手段により測定される前記所定時間内における前記密閉容器内部の温度変化量が所定範囲内である場合に、前記密閉容器が漏水していると判断する漏水判断手段、を含むことを特徴とする。

また、本発明に係る漏水検出方法は、乾燥手段を備えた密閉容器の漏水を検出するための漏水検出方法であって、所定時間内における前記密閉容器内部の温度変化量を測定する温度変化量測定ステップと、前記密閉容器内部の結露を検知する結露検知ステップと、前記結露検知ステップにおいて結露が検知され、前記温度変化量測定ステップにおいて測定される前記所定時間内における前記密閉容器内部の温度変化量が所定範囲内である場合に、前記密閉容器が漏水していると判断する漏水判断ステップ、を含むことを特徴とする。

このようにすることにより、密閉容器の漏水をより正確に検出することができる。すなわち、温度変化により凝縮すべき水分量が乾燥手段により吸収されるべき量より少ないにも関わらず結露していることを検知することにより、漏水の有無を判断することができる。

また、上記漏水検出装置において、前記乾燥手段は乾燥剤であることとしてもよいし、前記結露検知手段は結露センサであることとしてもよい。

また、本発明に係る電子装置は、上記漏水検出装置を備えることを特徴とする。

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

本実施の形態に係る密閉容器１は、図１に示すように、乾燥剤２、検出回路３、通信回路４を含んで構成されている。そして、該密閉容器１はここでは電子装置である通信装置８の防水シールドとして使用される。

密閉容器１は水密構造であり、水密構造が破壊されて漏水しない限り外部の水が内部に浸入することはない。乾燥剤２は、密閉容器１の内部の任意の位置に設置することができる。また、乾燥剤２は密閉容器１に対して固定されている必要はないが、より高速な吸湿速度を得るために密閉容器１の結露や漏水が集まる該密閉容器１の底部に設置することが望ましい。或いは密閉容器１底部の水分を乾燥剤２に導くことにより該底部の水を速やかに吸収させることとしてもよい。また、漏水時の水溜とならない場所に設置することにより、水溜のための部位の容量を確保することとしてもよい。こうすれば、密閉容器１に存在する通信回路４を浸水しにくくすることができる。なお、水分は、液状の水であってもよいし、水蒸気であってもよい。

また、乾燥剤２としては除湿器のように機械的に乾燥させるものを使用してもよいが、従来公知のシリカゲル等のように吸収できる水分量に限界がある除湿剤若しくは乾燥剤を使用することが望ましい。シリカゲル等の除湿剤若しくは乾燥剤を用いれば、一旦漏水になった場合には確実に該漏水を検知することができる。これは、通信回路４が一旦水に浸かると壊れてしまうような場合に特に有効である。

検出回路３は、図２に示すように、ＣＰＵ５、温度計６及び結露センサ７を含んで構成されている。ＣＰＵ５は、温度計６が測定する温度及び結露センサ７が判断する結露状態を取得する。そして、該温度及び結露状態から漏水状態を判断し、図示しない通信手段等を使用して例えば監視センターに漏水を通知する。この漏水状態の判断については、後に詳述する。

温度計６としては従来公知のサーミスタ等の温度センサと温度測定回路（図示しない）から構成された温度計を使用することができ、該温度計６は密閉容器１内部の温度を測定する。そして該温度計６は、ＣＰＵ５に対して測定結果を出力する。

結露センサ７としては従来公知の結露センサを使用することができる。ここでは、結露センサ７は通信回路４に固着され通信回路４の結露を検知する。なお、結露センサ７は通信回路４の回路基板上に一体に形成されていても構わない。もちろん密閉容器１内の任意の場所の結露を検知することとしてもよい。すなわち、密閉容器１の内部に水滴が発生している場合に、結露を検知する。該結露センサ７は、湿度変化により生じる電気抵抗の変化を測定し、測定結果が所定湿度（例えば９０％）を超える場合に該密閉容器１は結露状態であると判断する一般的なもので構わない。また、直接的に水滴により生じる電気抵抗の変化を測定することにより、直接的に結露を検知する結露センサを使用してもよい。なお、結露センサ７は結露しているか否かを判断できれば足りる。また、結露センサ７は密閉容器１が漏水した場合の水溜とならない場所に設置することが望ましい。そして該結露センサ７は、ＣＰＵ５に対して判断結果を出力する。

次に、ＣＰＵ５における漏水状態の判断の原理について、図３を参照しながら説明する。

図３は横軸を密閉容器１内の温度、縦軸を密閉容器１内の水蒸気量とし、各温度における飽和水蒸気量をプロットして飽和水蒸気量曲線としたグラフである。例えば初期温度Ｔ_０で飽和している場合に、温度Ｔ_０’（Ｔ_０’＜Ｔ_０）に変化すると、Ｔ_０における飽和水蒸気量とＴ_０’における飽和水蒸気量の差が水分となり、結露する。初期温度Ｔ_０で飽和していない場合でも、同様にＴ_０における水蒸気量がＴ_０’における飽和水蒸気量を上回っている場合には、該差に相当する量の水蒸気が液体の水となり、結露する。しかし、密閉容器１には乾燥剤２が備えられており、該乾燥剤２の吸湿速度をＣとすると、該乾燥剤２は時間ｔの間にＣｔの水分を吸収する。このため、ある程度までの温度変化の場合には、例え飽和水蒸気量を超える水蒸気量となったとしても、乾燥剤２が水分を吸収するため結露はしない。逆に言えば、乾燥剤２が水分を吸収するため結露はしない程度の温度変化であった場合に結露するということは、何らかの理由で水分が多くなってしまっているということを意味する。そこでＣＰＵ５は、この状態を判断することにより密閉容器１が漏水状態であると判断することができる。

なおここでは、吸湿速度Ｃを一定と見なすこととしている。これは、吸湿速度を一定としても漏水検出にはほとんど影響がないためである。もちろん、乾燥剤２の吸湿速度Ｃは実際には密閉容器１内の温度若しくは湿度によって変化するので、Ｃを例えば温度Ｔ_０に応じて決定される量であるとしてもよい。

次に、ＣＰＵ５における漏水状態の判断の具体的な処理について、フロー図を参照しながら説明する。

図４は、ＣＰＵ５における漏水状態の判断の処理の一例を示すフロー図である。まず、ＣＰＵ５は温度計６の温度を取得し、変数Ｔ_０に代入する（Ｓ１００）。そして、時間ｔにわたり処理をウエイトする（Ｓ１０２）。すなわち、図示しないタイマにより前段階の処理の終了と同時に計時を開始し、時間ｔが経過した場合に次段階の処理に移る。次に、ＣＰＵ５は再度温度計６の温度を取得し、変数Ｔに代入する（Ｓ１０４）。そして、結露センサ７の検知状態を取得する（Ｓ１０６）。結露センサ７が結露であることを検知している場合、すなわち湿度が所定湿度以上である場合には、温度ＴがＴ_０−ａより高いか否かを判断する（Ｓ１０８）。ここでａは所定の温度変化量であり、乾燥剤２を備える密閉容器１が所定の湿度である場合に、ａの温度変化によって結露することがないように決定される。そして温度ＴがＴ_０−ａより高い場合に、漏水していると判断する（Ｓ１１２）。一方、結露センサ７が結露していない状態であると判断する場合や温度ＴがＴ_０−ａより低い場合には、ＴをＴ_０に代入し、Ｓ１０２の処理に戻る（Ｓ１１０）。以降この処理を繰り返すことにより、ＣＰＵ５は漏水があるか否かを監視することができる。

ここで、時間ｔは乾燥剤２が所定の水分量を吸収することのできる時間とすることが好適である。具体的には、例えば密閉容器１内部が温度Ｔ_ｍａｘの場合であって、かつ湿度ｘ％のときの密閉容器１内部の水蒸気量Ｗ_ｍａｘと、密閉容器１内部が温度Ｔ_ｍｉｎの場合であって、かつ湿度ｘ％のときの密閉容器１内部の水蒸気量Ｗ_ｍｉｎと、の差をＷ＝Ｗ_ｍａｘ−Ｗ_ｍｉｎとすると、ｔ＝Ｗ／Ｃとすることができる。すなわち、ここでは時間ｔを一定と見なしているが、吸湿速度Ｃと同様、密閉容器１の温度や湿度に応じて決定することとしてもよい。ただし、密閉容器１の周囲の最高気温をＴ_ｍａｘとし、密閉容器１の周囲の最高気温をＴ_ｍｉｎとする。

なお、湿度ｘ％としては、例えば乾燥剤２を密閉容器１に入れた状態での、通常の使用状態での湿度を使用することができる。後述する実験結果の場合では、通常の使用状態においては、湿度は高々３０％であるので、ｘ＝３０とすることが好適である。つまり、密閉容器１の内部は漏水のない状態では通常３０％に湿度が保たれるので、時間ｔの間に温度変化があっても、乾燥剤２がＷの水分量を吸収することができれば、結露はしないと仮定できるからである。換言すれば、密閉容器１の内部の湿度が温度変化によって時間ｔの間にＷ以上の水分量変化があるということは、通常の状態ではあり得ないということを利用している。

またここでは、温度変化量ａは温度Ｔ_０によらず一定として取り扱うこととしているが、もちろん温度変化量ａを温度Ｔ_０に応じて決定される量であるとしてもよい。

なお実際には、時間ｔと温度変化量ａは実際に密閉容器１が使用される環境における実験結果に基づき、実際の使用環境において最も適切に漏水を判断できるように決定されるべきである。

以上のようにすることにより、密閉容器の漏水をより正確に検出することができる。また、漏水をセンサにより直接検出するのではなく、温度測定と結露検出により漏水を判断できるので、結露センサ７は密閉容器１内部のいずれの位置にも設置することができる。また、乾燥剤２の吸湿速度が追いつかないような周囲温度の急激な変化によって密閉容器１内の湿度が一時的に高くなり結露している状態と、漏水状態を明確に区別することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。

例えば、密閉容器１は通信装置８の防水シールドとして使用される他にも、防水を要する様々な用途で使用することができる。

本実施の形態の実施例を図５から図８に示す。これらの図は、乾燥剤（シリカゲルＡ型３０ｇ）を備えた装置体積５０ｃｍ×３０ｃｍ×２０ｃｍの通信装置において、本発明の上記実施の形態についての実験を実施したものである。

まず図５は、漏水がない状態での密閉容器１内部の温度と湿度の変化を示す図である。内部温度２４℃、湿度５０％であった状態から周囲を０℃まで急激に冷却した場合であるが、乾燥剤２の水分吸収により温度が下がっても湿度は下がり続けている。すなわち、本実施例の乾燥剤２を使用することにより漏水がない場合には湿度は十分低く保たれるということを示している。

次に図６も、漏水がない状態での密閉容器１内部の温度と湿度の変化を示す図である。内部温度２６℃、湿度４８％であった状態から周囲を７５℃まで急激に温め、さらにその後０℃まで急激に冷却した場合である。この場合、冷却により湿度は約１０％上昇するが、最大１６％である。すなわちこの結果も、本実施例の乾燥剤２を使用することにより漏水がない場合には湿度は十分低く保たれるということを示している。

次に図７は、漏水を発生させた状態での密閉容器１内部の温度と湿度の変化を示す図である。図５，６に示すように、通常湿度は３０％以下に保たれるので、初期状態を内部温度２８℃、湿度４５％とし、周囲気温を２５℃に保った状態から約７５分後に水２００ｃｃを注入することにより漏水状態を作り出している。この場合、水を入れた段階で湿度は急激に上昇している。そして湿度は１００％となってはいないが、実際には結露している状態となっている。そして、時間が経過しても湿度は下がらず、結露したままの状態が保たれている。これは、乾燥剤２の水分吸収が限界に達していることを意味する。そして、一定時間ｔが経過しても温度は一定で、かつ結露している状態となり、このような場合、上記実施の形態に示した処理により、検出回路３は漏水状態を判断することができる。

また図８も、漏水を発生させた状態での密閉容器１内部の温度と湿度の変化を示す図である。図８では、初期状態を内部温度２８℃、湿度４０％とし、周囲気温を７５℃に保った状態から約８５分後に水２００ｃｃを注入することにより漏水状態を作り出している。この場合にも、水を入れた段階で湿度は急激に上昇している。そして湿度は１００％となってはいないが、実際には結露している状態となっている。そして、時間が経過しても湿度は下がらず、結露したままの状態が保たれている。すなわち、一定時間ｔが経過しても温度は一定で、かつ結露している状態であるので、このような場合、上記実施の形態に示した処理により、検出回路３は漏水状態を判断することができる。

以上述べたように、上記実施例に示される実験結果は、上記実施の形態による処理によって密閉容器１内部の漏水状態が検出できることを示している。また実験では、内部湿度がある程度（例えば２０％）以上である場合には乾燥剤の吸湿速度Ｃはほぼ一定となっている。このことは、漏水検出においては密閉容器内部の水蒸気量が飽和水蒸気量に近い状態での吸湿速度Ｃが問題となることを考慮すると、上述の通り吸湿速度Ｃを一定と見なしても漏水検出には影響がほとんどないということを示している。

本発明の実施の形態に係る密閉容器、乾燥剤及び検出回路の構成図である。本発明の実施の形態に係る検出回路の構成ブロック図である。本発明の実施の形態に係る温度／水蒸気量対応図である。本発明の実施の形態に係る検出回路の処理フロー図である。本発明の実施例に係る実験結果である。本発明の実施例に係る実験結果である。本発明の実施例に係る実験結果である。本発明の実施例に係る実験結果である。

符号の説明

１密閉容器、２乾燥剤、３検出回路、４通信回路、５ＣＰＵ、６温度計、７結露センサ、８通信装置。

Claims

密閉容器の漏水を検出するための漏水検出装置であって、
前記密閉容器内部の水分を吸収する乾燥手段と、
所定時間内における前記密閉容器内部の温度変化量を測定する温度変化量測定手段と、
前記密閉容器内部の結露を検知する結露検知手段と、
前記結露検知手段により結露が検知され、前記温度変化量測定手段により測定される前記所定時間内における前記密閉容器内部の温度変化量が所定範囲内である場合に、前記密閉容器が漏水していると判断する漏水判断手段、
を含むことを特徴とする漏水検出装置。
請求項１に記載の漏水検出装置であって、
前記乾燥手段は、乾燥剤である、
ことを特徴とする漏水検出装置。
請求項１又は２のいずれか１項に記載の漏水検出装置であって、
前記結露検知手段は、結露センサである、
ことを特徴とする漏水検出装置。
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の漏水検出装置を備えることを特徴とする電子装置。
乾燥手段を備えた密閉容器の漏水を検出するための漏水検出方法であって、
所定時間内における前記密閉容器内部の温度変化量を測定する温度変化量測定ステップと、
前記密閉容器内部の結露を検知する結露検知ステップと、
前記結露検知ステップにおいて結露が検知され、前記温度変化量測定ステップにおいて測定される前記所定時間内における前記密閉容器内部の温度変化量が所定範囲内である場合に、前記密閉容器が漏水していると判断する漏水判断ステップ、
を含むことを特徴とする漏水検出方法。