JP2006011585A - 温度監視システム及び温度監視方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 輸送ボックスから電磁波を漏洩させることなく、保冷容器の内部温度をリアルタイムに監視する。
【解決手段】 収容物を金属層で囲む保冷容器２及び輸送ボックス３を用い、該輸送ボックス３に複数の保冷容器２を収容して輸送する保冷輸送用の温度監視システム１であって、周辺温度を測定し、測定した温度データ信号を、長波帯又は超長波帯の電磁波を伝送媒体として送信する複数の温度測定装置４と、これらの温度測定装置４が送信した温度データ信号を受信する温度監視装置５とを備え、温度測定装置４及び被保冷物が収容された複数の保冷容器２を輸送ボックス３に収容し、該輸送ボックス３内に配置した温度監視装置５によって、輸送中における各保冷容器２の内部温度を監視する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、保冷輸送に用いられる保冷容器の内部温度を監視する温度監視システム及び温度監視方法に関する。

冷凍食品、生鮮食品、輸血用血液などを輸送する場合、輸送中における物品の変質を避けるために、厳密な温度管理が求められる。通常、これらの物品を陸上輸送する場合には、金属製の輸送ボックスを備える保冷車（冷凍車や冷蔵車を含む。）が使用されるが、輸送ボックス内の温度は、外気温やドアの開閉に応じて変化するため、物品を可搬性の保冷容器に入れた状態で輸送ボックスに積み込むことが奨励されている。

上記の保冷容器としては、可撓性の断熱カバー部材に薄膜状のアルミ層を蒸着したものが広く用いられている。これは、軽量かつ安価でありながら、良好な保冷効果が得られ、しかも、非使用時に折り畳むことができるからである。例えば、冷凍食品の輸送においては、この種の保冷容器を、いわゆるカゴ車にセットして使用している。

従来、上記のような保冷輸送では、輸送ボックス内に設置される温度計や温度記録計によって温度管理が行われている。また、近年では、輸送ボックス内に無線式温度計を設置し、この温度計が計測した温度データを、運転席の運行管理計へ送信して記録する方法も提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平９−１２６９０２号公報

しかしながら、保冷輸送における従来の温度管理は、輸送ボックスの内部温度に基づいて行われているため、保冷容器に収容された物品の温度を正確に管理することは不可能であった。すなわち、輸送ボックス内の温度は、上述のように、外気温やドアの開閉に応じて変化するものであり、保冷容器の内部温度と大きな差があるだけでなく、その温度差も変化してしまうため、保冷容器の内部温度を正確に特定することは困難である。

そこで、保冷容器内に、温度記録計や、特許文献１の無線式温度計を配置し、保冷容器の内部温度を直接的に監視することが提案される。しかしながら、温度記録計は、所定時間毎に温度計測を行い、これを温度履歴として記録（記憶）するものであって、温度記録の取り出しは、保冷容器から温度記録計を出して行う必要があるため、保冷容器の内部温度を保冷容器の外部でリアルタイムに監視することは困難である。

一方、保冷容器内に無線式温度計を配置するという方法では、リアルタイムな温度監視が可能になると考えられる。しかしながら、保冷容器は、上述のように、アルミ蒸着層などの金属層を有するため、この金属層で無線式温度計の送信電磁波が減衰し、容器外部での受信が困難になる可能性がある。特に、特許文献１に示される方法では、無線式温度計が送信した電磁波を運転席で受信するため、保冷容器の金属層と、輸送ボックスの金属層（例えば、二重のアルミ板）によって、二重、三重に電磁波が減衰されるという問題がある。

また、本発明者が実験したところ、保冷容器に収容する物品の種類や、輸送ボックス内における保冷容器の個数によって、電磁波の減衰に差が生じることが判明した。例えば、保冷容器内に無線式温度計のみを収容した場合、保冷容器の外部近傍であれば、無線式温度計の送信電磁波を受信できたが、保冷容器内に無線式温度計と冷凍食品を収容した場合には、保冷容器の外部近傍でも、無線式温度計の送信電磁波を受信することはできなかった。これは、冷凍食品の包装に使用されるアルミフィルム、冷凍食品に含まれる水分、包装や保冷容器に付着した水分などによって、電磁波が多重に減衰されたためと考えられる。

また、輸送ボックス内における保冷容器の個数が少ないときよりも、多いときの方が電磁波の減衰が激しかった。これは、無線式温度計と受信機の間に、保冷容器の金属層が複数介在し、これらの金属層によって、電磁波が多重に減衰されたためと考えられる。

本発明は、輸送ボックスから電磁波を漏洩させることなく、保冷容器の内部温度をリアルタイムに監視することができる温度監視システム及び温度監視方法の提供を目的とする。

上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作された本発明の温度監視システムは、収容物を金属層で囲む保冷容器及び輸送ボックスを用い、該輸送ボックスに複数の保冷容器を収容して輸送する保冷輸送用の温度監視システムであって、周辺温度を測定し、測定した温度データ信号を、長波帯又は超長波帯の電磁波を伝送媒体として送信する複数の温度測定装置と、これらの温度測定装置が送信した温度データ信号を受信する温度監視装置とを備え、前記温度測定装置及び被保冷物が収容された複数の保冷容器を前記輸送ボックスに収容し、該輸送ボックス内に配置した前記温度監視装置によって、輸送中における各保冷容器の内部温度を監視することを特徴とする。
すなわち、本発明者は、いわゆる表皮効果に着目し、導体（金属層など）に対する侵入深さ（表皮効果の深さ）が大きい長波帯（３０ｋＨｚ〜３００ｋＨｚ）又は超長波帯（３ｋＨｚ〜３０ｋＨｚ）の電磁波を用いることにより、本発明を完成するに至った。具体的には、保冷容器の内部で測定した温度データ信号を、長波帯又は超長波帯の電磁波を伝送媒体として送信することにより、保冷容器の外部で良好に受信することができた。また、保冷容器に冷凍食品を収容したり、輸送ボックスに複数の保冷容器を収容しても、保冷容器の内外で良好な通信が可能となった。なお、超長波帯未満の周波数は、必要なデータ転送速度を確保することが困難であるため、本発明から除外した。
また、保冷容器の内部から送信した長波帯又は超長波帯の電磁波は、殆ど減衰せずに保冷容器の金属層を貫通したが、輸送ボックスの金属層を殆ど貫通しないことが判明した。これは、通常、輸送ボックスの金属層が保冷容器の金属層よりも厚いことに起因し、電磁波が輸送ボックスの金属層によって激しく減衰されるためと考えられる。したがって、温度測定装置の送信電磁波を、輸送ボックス内に配置した温度監視装置で受信すれば、輸送ボックスから電磁波を漏洩させることなく、保冷容器の内部温度をリアルタイムに監視することが可能になる。
また、前記保冷容器は、薄膜状の金属層を有し、前記輸送ボックスは、少なくとも保冷容器の金属層よりも厚い板状の金属層を有することを特徴とする。このようにすると、温度測定装置と温度監視装置との間の通信を良好に行いつつ、輸送ボックスからの電磁波漏洩を確実に防止できる。
また、前記温度測定装置は、周辺温度を測定する温度測定部と、長波帯又は超長波帯の電磁波を、アンテナ部を介して送信する送信部と、前記温度監視装置が送信した長波帯又は超長波帯の電磁波を、前記アンテナ部を介して受信する受信部と、前記各部を制御する制御部と、前記各部に電源を供給するバッテリ部とを備え、前記温度監視装置は、前記温度測定装置が送信した長波帯又は超長波帯の電磁波を、アンテナ部を介して受信する受信部と、長波帯又は超長波帯の電磁波を、前記アンテナ部を介して送信する送信部と、前記各部を制御する制御部とを備えることを特徴とする。このようにすると、温度測定装置と温度監視装置との間で双方向の通信が可能になるため、通信エラー時のリトライなどが可能になって、通信の信頼性を高めることができる。
また、前記温度監視装置は、温度データ要求信号を送信し、前記温度測定装置は、前記温度監視装置からの温度データ要求信号に応じて、温度データ信号を送信することを特徴とする。このようにすると、温度測定装置が輸送ボックス内でのみ電磁波を送信することになるので、温度測定装置の送信電磁波が輸送ボックスの外部に漏洩する可能性を更に低減させることができる。
また、前記温度測定装置には、固有識別情報が予め付与され、前記温度監視装置は、前記輸送ボックスに収容される各温度測定装置の固有識別情報を予め認識し、所定の順序で各温度測定装置に温度データ要求信号を送信することを特徴とする。このようにすると、各温度測定装置の温度データ信号を、混信することなく、速やかに取得できる。
また、前記輸送ボックスは、出入り口を開閉するドアを有し、前記温度監視装置は、前記ドアが開放状態のとき、温度データ要求信号の送信を規制する第一の送信規制手段を備えることを特徴とする。このようにすると、ドアが開放状態のとき、温度監視装置及び温度測定装置の通信を規制し、出入り口からの電磁波漏洩を防止することができる。
また、前記輸送ボックスは、内部を照らす照明を有し、前記温度監視装置は、前記照明が点灯状態のとき、温度データ要求信号の送信を規制する第二の送信規制手段を備えることを特徴とする。このようにすると、ノイズ源である照明、特に、蛍光灯が点灯状態のとき、温度監視装置及び温度測定装置の通信を規制し、ノイズによる通信障害を回避することができる。
また、前記輸送ボックス及び／又は前記温度監視装置は、前記輸送ボックス外への電磁波の漏洩を阻止する電磁シールドを備えることを特徴とする。このようにすると、温度測定装置や温度監視装置の送信強度を高めても、輸送ボックス外への電磁波漏洩を確実に阻止することができる。
また、前記温度測定装置及び／又は前記温度監視装置のアンテナ部は、配向された複数のバーアンテナを備えることを特徴とする。このようにすると、指向性の強いバーアンテナを使用しても、通信エリアの死角が無くなり、良好な通信を行うことが可能になる。
また、前記温度測定装置のアンテナ部は、一つのバーアンテナを備え、前記温度監視装置のアンテナ部は、配向された複数のバーアンテナを備えることを特徴とする。このようにすると、バーアンテナの合計個数を抑制しつつ、良好な通信を行うことができる。
また、前記温度測定装置及び／又は前記温度監視装置は、温度履歴を記憶する記憶部を備えることを特徴とする。このようにすると、温度履歴の一括取り出しが可能になるだけでなく、通信障害時においても測定温度を記憶して、その後に送信することが可能になる。
また、前記温度監視装置は、前記輸送ボックスの外に温度データを通知するための第二通信部を備えることを特徴とする。このようにすると、運転席や監視センタに温度データを送信し、輸送ボックスの外で保冷容器の内部温度をリアルタイムに監視することが可能になる。なお、第二通信部の通信方式は、有線、無線のいずれであってもよい。
また、前記温度測定装置は、前記温度監視装置以外の通信装置と通信を行うための第二通信部を備えることを特徴とする。このようにすると、保冷容器に収容する前に、温度測定装置に固有識別信号や物品コードを書き込んだり、温度測定装置から固有識別情報やバッテリ残量情報を読み取ることができ、また、保冷容器から取り出した後に、温度履歴や物品コードを読み取ることが可能になる。なお、第二通信部の通信方式は、有線、無線のいずれであってもよいが、他の温度測定装置との混信を回避しつつ、非接触で通信ができるものが好ましい。例えば、非接触ＩＣタグ（ＲＦＩＤ）を好適に用いることができる。
また、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作された本発明の温度監視方法は、収容物を金属層で囲む保冷容器及び輸送ボックスを用い、該輸送ボックスに複数の保冷容器を収容して輸送する保冷輸送用の温度監視方法であって、周辺温度を測定し、測定した温度データ信号を、長波帯又は超長波帯の電磁波を伝送媒体として送信する複数の温度測定装置と、これらの温度測定装置が送信した温度データ信号を受信する温度監視装置とを用い、前記温度測定装置及び被保冷物が収容された複数の保冷容器を前記輸送ボックスに収容し、該輸送ボックス内に配置した前記温度監視装置によって、輸送中における各保冷容器の内部温度を監視することを特徴とする。

次に、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。図１及び図２において、１は温度監視システムであって、該温度監視システム１は、収容物を金属層で囲む保冷容器２及び輸送ボックス３を用い、該輸送ボックス３に複数の保冷容器２を収容して輸送する保冷輸送に適用されるものであり、複数の温度測定装置４と、一又は複数の温度監視装置５とを備えて構成される。

保冷容器２は、収容物を金属層で囲むものであれば、形状、大きさ、材質などに制限はない。例えば、薄膜状のアルミ層が蒸着された断熱カバー部材を、折畳み可能な箱状に形成したものを用いることができる。この種の保冷容器２は、図示しない開口部と、これを開閉する蓋部を有しており、開口部から内部に物品を収容して、蓋部を閉じると、物品の周囲が殆ど隙間なくアルミ層で囲まれる。近年、冷凍食品の保冷輸送においては、この種の保冷容器２をカゴ車にセットして使用している。

輸送ボックス３は、収容物を金属層で囲むものであれば、形状、大きさ、材質などに制限はない。例えば、保冷車に搭載される保冷ボックスが適用される。この種の輸送ボックス３は、ボックス内面及び外面をアルミ板、ステンレス板などの金属板で形成し、その間に断熱材を充填して構成される。通常、輸送ボックス３に使用される金属板の厚さは、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍであり、保冷容器２に形成される金属層の厚さ（数μｍ〜数十μｍ）に比べて、数倍〜数百倍である。

輸送ボックス３には、出入り口３ａが形成されている。出入り口３ａは、ドア３ｂによって開閉され、その開閉状態がドア開閉センサ６によって検出される。ドア３ｂは、輸送ボックス３の壁部と同様に、内面及び外面が金属板で形成されている。尚、ドア開閉センサ６は、既存のものであってもよいし、本発明の実施にあたって追加したものであってもよい。

また、輸送ボックス３には、内部を照らす照明７が設けられている。照明７の点灯／消灯は、輸送ボックス３の内部又は外部に設けられる照明スイッチ８で切換えることができる。また、ドア連動式の場合は、照明スイッチ８がＯＮであっても、ドア３ｂの閉鎖に応じて照明７が自動的に消灯される。

図３に示すように、温度測定装置４は、周辺温度を測定する温度測定部９と、アンテナ部１０を介して、温度監視装置５と通信を行う第一通信部（送信部及び受信部）１１と、温度監視装置５以外の通信装置と通信を行う第二通信部１２と、温度履歴などを記憶する記憶部１３と、各部を制御する制御部１４と、各部に電源を供給するバッテリ部１５とを備えて構成される。温度測定部９は、装置外面部に配置する必要があるが、他の構成部分は断熱材で覆うことが好ましい。

図４に示すように、温度監視装置５は、周辺温度を測定する温度測定部１６と、ドア３ｂの開閉を検出するドア開閉検出部１７と、照明７の点灯状態を検出する照明点灯検出部１８と、アンテナ部１９を介して、複数の温度測定装置４と通信を行う第一通信部（送信部及び受信部）２０と、温度測定装置４以外の通信装置と通信を行う第二通信部２１と、温度履歴などを記憶する記憶部２２と、各部を制御する制御部２３と、各部に電源を供給する電源部２４とを備えて構成される。

温度測定装置４及び温度監視装置５の第一通信部１１、２０は、長波帯（３０ｋＨｚ〜３００ｋＨｚ）又は超長波帯（３ｋＨｚ〜３０ｋＨｚ）の電磁波を伝送媒体として通信を行うように構成されている。通信方向は、温度測定装置４から温度監視装置５への一方向であってもよいが、双方向であることが好ましい。温度測定装置４は、少なくとも、周辺温度を測定すると共に、測定した温度データ信号を、長波帯又は超長波帯の電磁波を伝送媒体として送信し、温度監視装置５は、少なくとも、温度測定装置４が送信した温度データ信号を受信する。

本発明の温度監視システム１は、上記の温度測定装置４と被保冷物（例えば冷凍食品）が収容された複数の保冷容器２を輸送ボックス３に収容し、該輸送ボックス３内に配置した上記の温度監視装置５によって、輸送中における各保冷容器２の内部温度を監視する点に特徴がある。すなわち、保冷容器２の内部で測定した温度データ信号を、表皮効果の深さ（導体に対する侵入深さ）が大きい長波帯又は超長波帯の電磁波を伝送媒体として送信することにより、保冷容器２の金属層による減衰を抑制し、保冷容器２の外部で温度データ信号を良好に受信できるようにした。また、保冷容器２に冷凍食品を収容したり、輸送ボックス３に複数の保冷容器２を収容しても、これらに起因する減衰が抑えられ、保冷容器２の内外で良好な通信が可能になる。

しかも、このように構成された温度監視システム１では、保冷容器２の内部から送信した長波帯又は超長波帯の電磁波が、輸送ボックス３の金属層で減衰され、輸送ボックス３の外部に殆ど漏洩しない。これは、通常の輸送ボックス３に形成される金属層が、保冷容器２の金属層と比べて数倍〜数百倍も厚いためである。これにより、温度測定装置４の送信電磁波を、輸送ボックス３内に配置した温度監視装置５で受信することにより、輸送ボックス３から電磁波を漏洩させることなく、保冷容器２の内部温度をリアルタイムに監視することが可能になる。

次に、上記の表皮効果について説明する。ただし、εは導体の誘電率、μは透磁率、σは電気伝導率、ωは電磁波の角周波数とする。
導体中の電磁波（平面正弦電磁波）を考える。Ｅ//ｘ軸、Ｂ//ｙ軸となるように座標軸をとり、マクスウェル方程式を解くと、

これらのことから、
（ｉ）ＥとＢの位相は、ψだけずれる。
（ｉｉ）因子ｅ^−ｋ”ｚは、電磁波が導体内部に１／ｋ”だけ侵入すれば、ＥやＢの振幅が１／ｅに減衰する。これが表皮効果と呼ばれる現象である。
（ｉｉｉ）変位電流が無視できる場合には、式（７）が成立する。減衰する波動の波長は、２π／ｋ’であるから、導体表面から内部に侵入すると、電磁波は急激に減衰する。そこで、下記のδが表皮深さと呼ばれる。

電磁波の周波数と導体（銅板）の表皮深さの関係を図５に示す。ただし、銅の抵抗率ρ＝１．７×１０^−８、μ＝１として計算した。
この図に示すように、表皮深さδは、電磁波の周波数が低いほど大きくなる。また、銅板の厚さｔが表皮深さδより小さい場合、電磁波は銅板を通過する。受信感度にも関係するが、電磁波が通過できる銅板の厚さｔは、一定の距離を隔てて置かれたアンテナの感度をκとして、
ｔ＝κ・δ（μｍ）
で求められる。金属板の厚さがこの値以下の場合には、金属板を隔てて電磁波通信が可能である。仮に、感度が１０００であれば、１０ｋＨｚの電磁波は、厚さ１ｍｍの銅板を隔てて通信可能である。鉄など強磁性体の場合は、透磁率μが１０００〜１００００と非常に大きく、表皮深さδが百分の１位に小さくなるため、透磁率μが１程度の非磁性金属に比べて減衰率が大きい。

図６の（Ａ）は、比較例の作用説明図、（Ｂ）は、本発明の実施形態に係る温度監視システムの作用説明図である。図６の（Ａ）に示すように、長波帯を超える周波数の電磁波、例えば、特定小電力無線で使用される極超短波帯（３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）の電磁波は、前述した表皮効果に起因し、比較的薄い金属層（保冷容器２の金属層や冷凍食品のアルミフィルム）の内部でも減衰される。そのため、複数の金属層を隔てると、安定した通信を行うことが困難になる。

一方、長波帯又は超長波帯の電磁波は、図６の（Ｂ）に示すように、比較的薄い金属層であれば、殆ど減衰することなく通過するため、複数の金属層を隔てても通信することができる。また、長波帯又は超長波帯の電磁波であっても、厚い金属層（輸送ボックス３の金属層）の内部では減衰される。特に、厚い金属層が表皮深さを超える厚さである場合や、厚い金属層が二重、三重になっている場合には、長波帯又は超長波帯の電磁波であっても、通過が困難になる。これにより、本発明に係る温度監視システム１では、保冷容器２の金属層や冷凍食品のアルミフィルムを隔てて通信を行いつつ、輸送ボックス３からの電磁波漏洩を回避できる。

図７に示すように、温度監視システム１においては、温度監視装置５が、温度データ要求信号を送信し、温度測定装置４が、温度監視装置５からの温度データ要求信号に応じて、温度データ信号を送信することが好ましい。このようにすると、輸送ボックス３外における温度測定装置４の送信動作を規制することができる。

また、温度測定装置４には、固有識別情報が予め付与されることが好ましい。この場合、温度監視装置５は、輸送ボックス３に収容される各温度測定装置４の固有識別情報を予め認識し、かつ、所定の順序で各温度測定装置４に温度データ要求信号を送信することにより、各温度測定装置４の温度データ信号を、混信なく順次取得することが可能になる。

温度測定装置４に固有識別情報を付与する方法としては、予め温度測定装置４のＲＯＭに予め書き込む方法や、保冷容器２に収容する前に温度測定装置４の記憶部１３に書き込む方法が挙られる。保冷容器２に収容する前に固有識別情報を書き込む場合は、第二通信部１２を使用することが好ましい。

温度監視装置５が各温度測定装置４の固有識別情報を予め認識する方法としては、各温度測定装置４と直接通信して固有識別情報を取得する方法、各温度測定装置４に固有識別情報を書き込む書き込み装置（図示せず）と通信して固有識別情報を取得する方法、各温度測定装置４から固有識別情報を読み取る読み取り装置（図示せず）と通信して固有識別情報を取得する方法などが挙られる。書き込み装置や読み取り装置との通信には、第二通信部２１を使用することが好ましい。

温度測定装置４が温度を測定するタイミングは、温度測定装置４側で決めてもよいし、温度監視装置５側で決めてもよい。温度測定装置４側で測定タイミングを決める方法としては、メインスイッチＯＮからの経過時間を基準として、所定時間毎に温度計測を実行する方法や、絶対時刻を基準として、所定時間毎に温度計測を実行する方法が挙られる。この場合には、計測した温度を記憶部１３に記憶しておき、温度監視装置５からの温度データ要求信号に応じて、温度データ信号の送信を行う。

温度監視装置５側で測定タイミングを決める方法としては、経過時間又は絶対時刻を基準として、温度監視装置５が所定時間毎に温度測定装置４に対して温度測定要求信号を送信する方法が挙られる。この場合、温度測定要求信号は、所定の順序で各温度測定装置４に順次送信してもよいし、全ての温度測定装置４に対して一斉に送信してもよい。

温度監視装置５は、輸送ボックス３のドア３ｂが開放状態のとき、温度データ要求信号の送信を規制することが好ましい。このようにすると、ドア３ｂが開放状態のとき、温度監視装置５及び温度測定装置４の通信を制限して、出入り口３ａからの電磁波漏洩を防止できる。

また、温度監視装置５は、輸送ボックス３内の照明７が点灯状態のとき、温度データ要求信号の送信を規制することが好ましい。このようにすると、ノイズ源である照明、特に、蛍光灯が点灯状態のとき、温度監視装置５及び温度測定装置４の通信を制限して、ノイズによる通信障害を回避できる。

また、図８に示すように、輸送ボックス３や温度監視装置５には、輸送ボックス３外への電磁波の漏洩を阻止する電磁シールド２５を設けることができる。電磁シールド２５は、例えば、フェライトなどの強磁性体を含むプレート状のものの他、シート状のものや、フィルム状のものを用いることができる。また、塗布後に固化する塗料タイプのものであってもよい。電磁シールド２５の取り付け位置は、輸送ボックス３の内面、外面、壁内部、天井内部、床内部、ドア内部、窓ガラス面、温度監視装置５の固定面など、任意に定めることができる。このようにすると、温度測定装置４や温度監視装置５の送信強度を高めても、輸送ボックス３外への電磁波漏洩を確実に阻止することができる。

図９及び図１０に示すように、温度測定装置４や温度監視装置５のアンテナ部１０、１９は、バーアンテナ２６を用いて構成することが好ましい。バーアンテナ２６は、強い指向性をもつが、小型であっても長波帯や超長波帯の電磁波を効率良く送受信できる。温度測定装置４や温度監視装置５のアンテナ部１０、１９には、配向された複数のバーアンテナ２６を設けることができる。このようにすると、指向性の強いバーアンテナ２６を使用しても、通信エリアの死角が無くなり、良好な通信を行うことができる。

バーアンテナ２６を２本設ける場合は、図１０の（Ａ）に示すように、互いの相対角度が９０°になるように配置することが好ましい。また、バーアンテナ２６を３本設ける場合は、図１０の（Ｂ）に示すように、それぞれの相対角度が１２０°になるように平面的に配置してもよいし、それぞれの相対角度が９０°になるように立体的に配置してもよい。また、複数のバーアンテナ２６は、同時に使用せず、いずれか一方を切り換えて使用することが好ましい。具体的には、バーアンテナ２６を切り換えて、同じ信号を複数回送信する方法、受信感度の良いバーアンテナ２６を選択的に使用する方法が挙られる。このようにすると、バーアンテナ２６の相互干渉や信号の乱れを回避し、良好な通信を行うことができる。なお、バーアンテナ２６は、切り換えによって送信及び受信に兼用することができる。

また、図１１に示すように、温度測定装置４のアンテナ部１０を、一つのバーアンテナ２６で構成し、温度監視装置５のアンテナ部１９を、配向された複数のバーアンテナ２６で構成することができる。この場合には、温度監視システム１におけるバーアンテナ２６の合計個数を抑えつつ、良好な通信を行うことができる。

温度測定装置４の記憶部１３には、保冷容器２内の温度履歴、固有識別情報、監視基準温度、収容物品情報などを記憶することができ、また、温度監視装置５の記憶部２２には、輸送ボックス３内の温度履歴、各保冷容器２内の温度履歴、各温度測定装置４の固有識別情報、監視基準温度、収容物品情報などを記憶することができる。

温度監視装置５の第二通信部２１は、輸送ボックス３外に温度データを通知する際や、輸送ボックス３外の通信装置から温度測定装置４の固有識別情報を取得する際に使用される。例えば、監視センタに温度データを送信することにより、輸送ボックス３外で保冷容器２の内部温度をリアルタイムに監視することが可能になる。第二通信部２１の通信方式に制限はないが、監視センタに直接温度データを送信できるものが好ましい。例えば、携帯電話端末やＰＨＳ端末を用いることができる。この場合、輸送ボックス３外にアンテナを設置し、このアンテナと端末を有線で接続することにより、良好な通信が可能になる。

温度測定装置４の第二通信部１２は、温度監視装置５以外の通信装置と通信を行うために設けられる。例えば、保冷容器２に収容する前に、温度測定装置４に固有識別信号、監視基準温度、収容物品情報などを書き込んだり、温度測定装置４から固有識別情報やバッテリ残量情報を読み取る際に使用され、保冷容器２から取り出した後に、温度測定装置４から温度履歴や収容物品情報を読み取る際に使用される。第二通信部１２の通信方式に制限はないが、他の温度測定装置４との混信を回避しつつ、非接触で通信ができるものが好ましい。例えば、非接触ＩＣタグ（ＲＦＩＤ）を好適に用いることができる。

なお、温度測定部９、１６は、公知の温度センサを用いて構成することができる。また、温度測定装置４のバッテリ部１５は、乾電池や充電池を用いて構成することができ、温度監視装置５の電源部２４は、車載バッテリ、乾電池、充電池などを用いて構成することができる。

次に、温度測定装置４及び温度監視装置５の第一通信部１１、２０に適用される長波送受信回路２７について、図１２〜図１４を参照して説明する。なお、変調方式としては、図１２に示すように、振幅変調信号（例えば、１００％変調と１０％変調）を用いて、パルス幅変調データ（ＰＷＭ）の送受信を行うデジタル変調方式を好適に用いることができるが、他の変調方式としてもよい。

図１３に示すように、長波送受信回路２７は、アンテナ駆動回路２８を備える送信回路２９と、ＡＧＣ付き増幅器３０、フィルタ３１、主増幅器３２及び帰還回路３３を備える受信回路３４とから構成される。制御部１４、２３から送信回路２９にパルス信号を出力すると、アンテナ駆動回路２９が、共振コンデンサ３５を介して、アンテナ部１０、１９を所定の周波数（例えば、３２ｋＨｚ）で駆動し、アンテナ部１０、１９から振幅変調された信号を送信させる。このとき、送受信切換スイッチ３６は送信側に切り換えられ、アンテナ切換スイッチ３７の切り換えに基づいてバーアンテナ２６が選択される。

アンテナ部１０、１９が信号を受信した場合は、まず、ＡＧＣ付き増幅器３０によって増幅される。増幅された信号は、フィルタ３１及び帰還回路３３を介して、ＡＧＣ付き増幅器３０に帰還され、この帰還信号に基づいてゲインの自動調整が行われる。フィルタ３１は、ＡＧＣ付き増幅器３０によって増幅された信号からノイズ成分を除去し、主増幅器３２に入力する。主増幅器３２は、ノイズ成分が除去された信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換器３８を介して制御部１４、２３に入力する。また、ＡＧＣ付き増幅器３０における適用ゲイン（感度検知信号）も、Ａ／Ｄ変換器３９を介して制御部１４、２３に入力される。この感度検知信号は、バーアンテナ２６の選択条件として利用することができる。

図１４は、温度測定装置４や温度監視装置５が送信する信号のフォーマットを示している。この図に示すように、温度測定装置４や温度監視装置５が送信する信号には、ヘッダ部、スタートマーク、データ部及びエンドマークが含まれる。ヘッダ部は、受信側の長波送受信回路２７においてゲイン調整を行うためのダミー信号であり、ＡＧＣ付き増幅器３０のゲイン確定時間よりも長い時間（例えば、１ｓｅｃ）に亘って送信される。スタートマーク及びエンドマークは、データ部の開始と終了を示す既定の信号である。データ部には、温度データなどのデータが含まれる。例えば、温度測定装置４が送信する温度データ信号のデータ部には、信号種別情報、固有識別情報、測定温度、温度判定結果（測定温度が基準温度よりも下か否か）、経過時間、バッテリ残容量などが含まれる。また、温度監視装置５が送信する温度データ要求信号のデータ部には、信号種別情報、固有識別情報などが含まれる。

次に、温度測定装置４及び温度監視装置５の制御例を図１５〜図１７に沿って説明する。図１５に示すように、温度測定装置４は、第一通信部１１が温度データ要求信号（自身の固有識別情報が付与されたもの）を受信したか否かを判断する（Ｓ１０１）。この判断がＹＥＳの場合は、測定温度、経過時間及バッテリ残容量を取得すると共に（Ｓ１０２〜Ｓ１０４）、測定温度が基準温度よりも上か否かを判定する（Ｓ１０５）。その後、測定温度及び経過時間を温度履歴として記憶部１３に記憶すると共に（Ｓ１０６）、信号種別情報、固有識別情報、測定温度、温度判定結果、経過時間及びバッテリ残容量が含まれる温度データ信号を第一通信部１１から送信する（Ｓ１０７）。

図１６に示すように、温度監視装置５は、第二通信部２１が監視開始信号又は監視終了信号を受信したか否かを判断する（Ｓ２０１、Ｓ２０２）。ここで、監視開始信号を受信したと判断した場合は、監視フラグをセットすると共に（Ｓ２０３）、監視対象となる温度測定装置４の固有識別情報を取得し（Ｓ２０４）、一方、監視終了信号を受信したと判断した場合は、監視フラグをリセットする（Ｓ２０５）。次に、監視フラグを参照し（Ｓ２０６）、これがセットである場合は、温度データ要求時間であるか否かを判断する（Ｓ２０７）。ここで、温度データ要求時間であると判断した場合は、ＩＤ変数に先頭の固有識別情報をセットした後（Ｓ２０８）、送信規制判定を行う（Ｓ２０９：第一送信規制手段、第二送信規制手段）。送信規制判定は、図１７に示すように、ドア３ｂの閉鎖及び照明７の消灯を判断し（Ｓ３０１、３０２）、これらの判断がいずれもＹＥＳの場合は、送信規制フラグをリセットし（Ｓ３０３）、いずれかの判断がＮＯの場合は、送信規制フラグをセットする（Ｓ３０４）。

送信規制判定後、送信規制フラグを参照し（Ｓ２１０）、これがセットの場合は、温度データ要求信号の送信を保留する。一方、送信規制フラグがリセットの場合は、信号種別情報及び固有識別情報（ＩＤ変数）が含まれる温度データ要求信号を第一通信部２０から送信し（Ｓ２１１）、温度測定装置４からの応答を待つ。第一通信部２０が温度データ信号を受信したら（Ｓ２１２）、温度データ信号に含まれる固有識別情報や温度データを温度履歴として記憶部２２に記憶すると共に（Ｓ２１３）、ＩＤ変数に次の固有識別情報をセットし（Ｓ２１４）、Ｓ２０９〜Ｓ２１４を繰り返す。そして、全ての温度測定装置４から温度データを取得したら（Ｓ２１５）、今回の温度データ要求時間に係る処理が終わる。

叙述の如く構成された本実施形態の温度監視システム１は、収容物を金属層で囲む保冷容器２及び輸送ボックス３を用い、該輸送ボックス３に複数の保冷容器２を収容して輸送する保冷輸送用の温度監視システムであって、周辺温度を測定し、測定した温度データ信号を、長波帯又は超長波帯の電磁波を伝送媒体として送信する複数の温度測定装置４と、これらの温度測定装置４が送信した温度データ信号を受信する温度監視装置５とを備え、温度測定装置４及び被保冷物が収容された複数の保冷容器２を輸送ボックス３に収容し、該輸送ボックス３内に配置した温度監視装置５によって、輸送中における各保冷容器２の内部温度を監視するので、輸送ボックス３から電磁波を漏洩させることなく、保冷容器２の内部温度をリアルタイムに監視することが可能になる。

また、温度測定装置４は、温度監視装置５からの温度データ要求信号に応じて、温度データ信号を送信するので、温度測定装置４が輸送ボックス３内でのみ電磁波を送信することになる。これにより、温度測定装置４の送信電磁波が輸送ボックス３の外部に漏洩する可能性を更に低減させることができる。

また、温度測定装置４には、固有識別情報が予め付与され、温度監視装置５は、輸送ボックス３に収容される各温度測定装置４の固有識別情報を予め認識し、所定の順序で各温度測定装置４に温度データ要求信号を送信するので、各温度測定装置４の温度データ信号を、混信なく速やかに取得できる。

また、温度監視装置５は、輸送ボックス３のドア３ｂが開放状態のとき、温度データ要求信号の送信を規制するので、出入り口３ａからの電磁波漏洩を防止することができる。さらに、温度監視装置５は、輸送ボックス３内の照明７が点灯状態のとき、温度データ要求信号の送信を規制するので、ノイズによる通信障害を回避することができる。

また、輸送ボックス３や温度監視装置５が、輸送ボックス３外への電磁波の漏洩を阻止する電磁シールド２５を備える場合は、温度測定装置４や温度監視装置５の送信強度を高めても、輸送ボックス３外への電磁波漏洩を確実に阻止することができる。

また、温度測定装置４や温度監視装置５のアンテナ部１０、１９が、配向された複数のバーアンテナ２６を備える場合は、指向性の強いバーアンテナ２６を使用しても、通信エリアの死角が無くなり、良好な通信を行うことが可能になる。

また、温度測定装置４のアンテナ部１０を、一つのバーアンテナ２６で構成し、温度監視装置５のアンテナ部１９を、配向された複数のバーアンテナ２６で構成した場合は、バーアンテナ２６の合計個数を抑制しつつ、良好な通信を行うことができる。

また、温度測定装置４や温度監視装置５に、温度履歴を記憶する記憶部１３、２２を設けた場合は、温度履歴の一括取り出しが可能になるだけでなく、通信障害時においても測定温度を記憶して、その後に送信することが可能になる。

また、温度監視装置５は、輸送ボックス３の外に温度データを通知するための第二通信部２１を備えるため、運転席や監視センタに温度データを送信することにより、輸送ボックス３外で保冷容器２の内部温度をリアルタイムに監視することが可能になる。

また、温度測定装置４は、温度監視装置５以外の通信装置と通信を行うための第二通信部１２を備えるため、保冷容器２に収容する前に、温度測定装置４に固有識別信号や物品コードを書き込んだり、温度測定装置４から固有識別情報やバッテリ残量情報を読み取ることができ、また、保冷容器２から取り出した後に、温度履歴や物品コードを読み取ることが可能になる。

温度監視システムを示す輸送ボックスの側断面図である。 温度監視システムを示す輸送ボックスの平断面図である。 温度測定装置の構成を示すブロック図である。 温度監視装置の構成を示すブロック図である。 電磁波の周波数と導体の表皮深さの関係を示すグラフである。 （Ａ）は、比較例の作用説明図、（Ｂ）は、本発明の実施形態に係る温度監視システムの作用説明図である。 温度監視システムにおける信号のやり取りを示すフローチャートである。 （Ａ）は、電磁シールドを備える輸送ボックスの概略断面図、（Ｂ）は、電磁シールドを備える温度監視装置の概略断面図である。 バーアンテナの配置例を示す説明図である。 （Ａ）は、２本のバーアンテナの配置例を示す説明図、（Ｂ）は、３本のバーアンテナの配置例を示す説明図である。 バーアンテナの配置例を示す説明図である。 変調方式の説明図である。 長波送受信回路の構成を示すブロック図である。 信号フォーマットの説明図である。 温度測定装置の制御手順（温度データ送信処理）を示すフローチャートである。 温度監視装置の制御手順（温度データ要求処理）を示すフローチャートである。 温度監視装置の制御手順（送信規制判定処理）を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 温度監視システム
２ 保冷容器
３ 輸送ボックス
３ａ 出入り口
３ｂ ドア
４ 温度測定装置
５ 温度監視装置
７ 照明
９ 温度測定部
１０ アンテナ部
１１ 第一通信部
１２ 第二通信部
１３ 記憶部
１４ 制御部
１５ バッテリ部
１６ 温度測定部
１９ アンテナ部
２０ 第一通信部
２１ 第二通信部
２２ 記憶部
２３ 制御部
２５ 電磁シールド
２６ バーアンテナ
２７ 長波送受信回路

Claims (14)

1. 収容物を金属層で囲む保冷容器及び輸送ボックスを用い、該輸送ボックスに複数の保冷容器を収容して輸送する保冷輸送用の温度監視システムであって、
   周辺温度を測定し、測定した温度データ信号を、長波帯又は超長波帯の電磁波を伝送媒体として送信する複数の温度測定装置と、これらの温度測定装置が送信した温度データ信号を受信する温度監視装置とを備え、前記温度測定装置及び被保冷物が収容された複数の保冷容器を前記輸送ボックスに収容し、該輸送ボックス内に配置した前記温度監視装置によって、輸送中における各保冷容器の内部温度を監視することを特徴とする温度監視システム。
2. 前記保冷容器は、薄膜状の金属層を有し、前記輸送ボックスは、少なくとも保冷容器の金属層よりも厚い板状の金属層を有することを特徴とする請求項１記載の温度監視システム。
3. 前記温度測定装置は、周辺温度を測定する温度測定部と、長波帯又は超長波帯の電磁波を、アンテナ部を介して送信する送信部と、前記温度監視装置が送信した長波帯又は超長波帯の電磁波を、前記アンテナ部を介して受信する受信部と、前記各部を制御する制御部と、前記各部に電源を供給するバッテリ部とを備え、前記温度監視装置は、前記温度測定装置が送信した長波帯又は超長波帯の電磁波を、アンテナ部を介して受信する受信部と、長波帯又は超長波帯の電磁波を、前記アンテナ部を介して送信する送信部と、前記各部を制御する制御部とを備えることを特徴とする請求項１又は２記載の温度監視システム。
4. 前記温度監視装置は、温度データ要求信号を送信し、前記温度測定装置は、前記温度監視装置からの温度データ要求信号に応じて、温度データ信号を送信することを特徴とする請求項３記載の温度監視システム。
5. 前記温度測定装置には、固有識別情報が予め付与され、前記温度監視装置は、前記輸送ボックスに収容される各温度測定装置の固有識別情報を予め認識し、所定の順序で各温度測定装置に温度データ要求信号を送信することを特徴とする請求項４記載の温度監視システム。
6. 前記輸送ボックスは、出入り口を開閉するドアを有し、前記温度監視装置は、前記ドアが開放状態のとき、温度データ要求信号の送信を規制する第一の送信規制手段を備えることを特徴とする請求項４又は５記載の温度監視システム。
7. 前記輸送ボックスは、内部を照らす照明を有し、前記温度監視装置は、前記照明が点灯状態のとき、温度データ要求信号の送信を規制する第二の送信規制手段を備えることを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の温度監視システム。
8. 前記輸送ボックス及び／又は前記温度監視装置は、前記輸送ボックス外への電磁波の漏洩を阻止する電磁シールドを備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の温度監視システム。
9. 前記温度測定装置及び／又は前記温度監視装置のアンテナ部は、配向された複数のバーアンテナを備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の温度監視システム。
10. 前記温度測定装置のアンテナ部は、一つのバーアンテナを備え、前記温度監視装置のアンテナ部は、配向された複数のバーアンテナを備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の温度監視システム。
11. 前記温度測定装置及び／又は前記温度監視装置は、温度履歴を記憶する記憶部を備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の温度監視システム。
12. 前記温度監視装置は、前記輸送ボックスの外に温度データを通知するための第二通信部を備えることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の温度監視システム。
13. 前記温度測定装置は、前記温度監視装置以外の通信装置と通信を行うための第二通信部を備えることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の温度監視システム。
14. 収容物を金属層で囲む保冷容器及び輸送ボックスを用い、該輸送ボックスに複数の保冷容器を収容して輸送する保冷輸送用の温度監視方法であって、
    周辺温度を測定し、測定した温度データ信号を、長波帯又は超長波帯の電磁波を伝送媒体として送信する複数の温度測定装置と、これらの温度測定装置が送信した温度データ信号を受信する温度監視装置とを用い、前記温度測定装置及び被保冷物が収容された複数の保冷容器を前記輸送ボックスに収容し、該輸送ボックス内に配置した前記温度監視装置によって、輸送中における各保冷容器の内部温度を監視することを特徴とする温度監視方法。

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