JP2007304703A - Equipment monitoring apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、設備機器の物理量の監視装置に関するもので、たとえば配電盤、制御盤等の盤内における回路遮断器の端子部の温度を監視する設備機器監視装置に関する。 The present invention relates to a monitoring device for physical quantities of equipment and, for example, to equipment monitoring equipment for monitoring the temperature of a terminal portion of a circuit breaker in a panel such as a switchboard or a control panel.
一般的に回路遮断器の端子部において、電線と回路遮断器とはネジおよびボルトで固定されている。しかしながら、施行不良や外部環境等により内部腐食が発生し、回路遮断器の端子部において、電線との接続部位において電気抵抗が増大する場合がある。 Generally, in a terminal portion of a circuit breaker, the electric wire and the circuit breaker are fixed with screws and bolts. However, internal corrosion may occur due to poor enforcement, external environment, or the like, and the electrical resistance may increase at the connection portion with the electric wire in the terminal portion of the circuit breaker.
この点で、電線との接続部位における電気抵抗値の増大は通電電流によって異常発熱を生じさせる原因となる。また、回路遮断器がその開閉性能を越えて使用され、接点消耗によっても異常発熱が生じる場合がある。 In this respect, an increase in the electric resistance value at the connection portion with the electric wire causes abnormal heat generation due to the energizing current. Also, the circuit breaker is used beyond its switching performance, and abnormal heat generation may occur due to contact wear.
回路遮断器や電線等との接続部位の異常発熱の結果、それらの焼損が発生し、回路遮断器により電力供給されている設備が損傷を受ける可能性もある。 As a result of abnormal heat generation at the connection part with the circuit breaker, the electric wire, etc., those burnouts may occur, and the equipment supplied with power by the circuit breaker may be damaged.
従来より、回路遮断器や電線等との接続部位における異常発熱により焼損に至る問題を解決するために、回路遮断器の端子部や電線に貼り付けたサーモラベルを点検者が巡回して監視していた。 Conventionally, in order to solve the problem of burning due to abnormal heat generation at the circuit breaker and the connection part with the electric wire etc., the inspector patrols and monitors the thermo-label attached to the terminal part of the circuit breaker and the electric wire. It was.
また、回路遮断器の接点近傍の異常温度を検出して、所定の温度以上で警報を出す回路遮断器(たとえば特許文献1)や、遮断器内部の温度が所定の許容レベル以上の場合には通電される負荷電流の値に関わらず開極動作を行なうように制御し、警報を出す電子式回路遮断器(たとえば特許文献2)等により異常状態を検知する方式が提案されていた。 In addition, when an abnormal temperature near the contact of the circuit breaker is detected and a warning is issued at a predetermined temperature or higher (for example, Patent Document 1), or when the temperature inside the circuit breaker is higher than a predetermined allowable level A method has been proposed in which an abnormal state is detected by an electronic circuit breaker (for example, Patent Document 2) that performs control so as to perform an opening operation regardless of the value of a load current that is energized and that issues an alarm.
しかしながら、回路遮断器の状態を常時監視するためには、点検者が配電盤等を巡回し、回路遮断器に貼り付けたサーモラベルの点検や回路遮断器の警報の確認を行なう必要があった。また、この為の点検者を常に確保する必要があった。 However, in order to constantly monitor the state of the circuit breaker, it is necessary for the inspector to go around the switchboard and check the thermo label attached to the circuit breaker and check the alarm of the circuit breaker. In addition, it was necessary to always have an inspector for this purpose.
そのため、回路遮断器等の異常状態の遠隔監視に対する要望が強く、いくつかの設備機器監視装置が提案されている(たとえば特許文献3、特許文献4、特許文献5)。
しかしながら、このような設備機器監視装置にあっては、設置スペースの確保等既存の設備に対する適応が困難であるといった問題点がある。 However, such an equipment monitoring device has a problem that it is difficult to adapt to existing equipment such as securing an installation space.
また、測定箇所にセンサを設けて、赤外線や無線等の通信手段を持つ物理量検出器を配置し、その通信手段により設備機器の監視を行なう装置では、物理量検出器を駆動させるために電池を内蔵させることが必要である。あるいは、電線から物理量検出器を駆動させるための電力を供給する必要がある。しかしながら、回路遮断器の端子部は通電電流により高温になるため、回路遮断器の端子部に物理量検出器を取り付けると、電池の性能が劣化し、物理量検出器の駆動時間が短くなるという問題点があった。 In addition, a physical quantity detector that has a sensor at the measurement location and that has communication means such as infrared or wireless, and that monitors equipment with that communication means has a built-in battery to drive the physical quantity detector It is necessary to make it. Or it is necessary to supply the electric power for driving a physical quantity detector from an electric wire. However, since the terminal part of the circuit breaker becomes hot due to the energized current, if a physical quantity detector is attached to the terminal part of the circuit breaker, the battery performance deteriorates and the driving time of the physical quantity detector is shortened. was there.
また、電線からの電力供給では、変流器を取り付ける必要があるので、回路遮断器へ適用した場合、回路遮断時に遮断された電線に接続された物理量検出器には電力供給ができないという問題点もあった。また、電線を利用した電力供給では、配線が煩雑になるという問題もあった。 In addition, since it is necessary to attach a current transformer for power supply from the electric wire, when applied to a circuit breaker, the physical quantity detector connected to the electric wire that was interrupted at the time of circuit interruption cannot supply power. There was also. Moreover, in the power supply using an electric wire, there also existed a problem that wiring became complicated.
一方、RFID(Radio Frequency IDentification)に代表される物理量検出器の外部からの電力伝送では、広範囲に取り付けられたタグの情報を得るためにリーダーから発せられる電磁波が電線に混入する問題点があった。また、短距離通信用RFIDでは、複数の測定箇所を測定できない問題点があった。 On the other hand, in power transmission from the outside of a physical quantity detector represented by RFID (Radio Frequency IDentification), there is a problem that electromagnetic waves emitted from a reader are mixed into an electric wire in order to obtain information on tags attached over a wide range. . In addition, the short-range communication RFID has a problem that a plurality of measurement points cannot be measured.
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、設備機器の異常を検知するため、機器の状態を定常的に把握し、信号線や電源配線の煩雑さが無く既存設備に対して容易に設置可能な設備機器監視装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. In order to detect an abnormality in equipment, the state of the equipment is steadily grasped, and there is no complication of signal lines and power supply wiring. It aims at providing the equipment monitoring device which can be installed easily with respect to the existing equipment.
本発明に係る設備機器監視装置は、設備機器の被測定箇所の物理量を監視する設備機器監視装置において、設備機器の複数の測定箇所にそれぞれ対応して設けられ、外部から無線で供給される電力によって動作する複数の検出器と、設備機器中に設けられた中継器と、中継器との間で無線通信する通信装置とを備え、検出器は、検出対象となる物理量に応じた出力信号を発生させるセンサ部と、出力信号を送信する送信部と、第1のループアンテナとを有し、第1のループアンテナを介して中継器からの送信された信号を受信し、受信された信号により発生させた起電力を検出器の各回路に供給するとともに、第1のループアンテナを介して送信部から出力された信号を送信し、中継器は、各検出器の第1のループアンテナに対応して設けられ、対応する第1のループアンテナとの間で無線通信するための複数の第2のループアンテナと、通信装置からの指示信号に応答して複数の第2のループアンテナのいずれか1つを選択するための切替器と、選択された第2のループアンテナを介して、検出器からの信号を受信し、通信装置に対して送信する送受信部とを含み、指示信号によって被測定箇所の物理量を選択して監視する。 The facility equipment monitoring apparatus according to the present invention is a facility equipment monitoring apparatus that monitors the physical quantity of a location to be measured of the equipment and is provided corresponding to each of the plurality of measurement locations of the equipment and supplied from the outside wirelessly. A plurality of detectors that operate according to the above, a repeater provided in the equipment, and a communication device that performs wireless communication with the repeater, and the detector outputs an output signal corresponding to a physical quantity to be detected. A sensor unit for generating, a transmission unit for transmitting an output signal, and a first loop antenna, receiving a signal transmitted from the repeater via the first loop antenna; The generated electromotive force is supplied to each circuit of the detector, and the signal output from the transmission unit is transmitted via the first loop antenna. The repeater corresponds to the first loop antenna of each detector. Established Selecting one of a plurality of second loop antennas for wireless communication with the corresponding first loop antenna and a plurality of second loop antennas in response to an instruction signal from the communication device And a transmission / reception unit that receives a signal from the detector via the selected second loop antenna and transmits the signal to the communication device, and determines the physical quantity of the measured location by the instruction signal. Select and monitor.
この発明によれば、物理量検出器のループアンテナに対して信号を送信して、受信された信号により発生させた起電力により物理量検出器を動作させるため信号線や電源配線の煩雑さが無く既存設備に対して容易に設置することができる。 According to the present invention, the signal is transmitted to the loop antenna of the physical quantity detector, and the physical quantity detector is operated by the electromotive force generated by the received signal. It can be easily installed on equipment.
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、その説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
(実施の形態1)
本発明の実施の形態1に従う設備機器監視装置は、複数の設備機器内の複数の被測定対象物の中から任意の被測定対象物の物理量の検出を行ない、制御部である管理用コンピュータにおいて、検出した物理量を収集し、物理量を表示させるとともに、物理量がある閾値を越えた場合には、警告や警報を出力する機能を有する。以下、具体的に説明する。
(Embodiment 1)
The equipment monitoring apparatus according to the first embodiment of the present invention detects a physical quantity of an arbitrary object to be measured from a plurality of objects to be measured in a plurality of equipment, and is a control computer that is a control unit. In addition to collecting the detected physical quantity and displaying the physical quantity, it has a function of outputting a warning or an alarm when the physical quantity exceeds a certain threshold. This will be specifically described below.
図1は、本発明の実施の形態1に従う設備機器監視装置1のネットワーク図である。
図1を参照して、ここでは、複数の設備機器の一例として設備機器5a,5b,5cが示されており、各設備機器内には、測定箇所に対応する複数の被測定対象物が設けられているものとする。以下においては、一例として複数の設備機器5a〜5cのうちの設備機器5aが選択されて、設備機器5a内の機器の状態を監視する場合について主に説明する。
FIG. 1 is a network diagram of facility
Referring to FIG. 1, here,
本発明の実施の形態1に従う設備機器監視装置1は、複数の設備機器5a,5b,5cに対して機器装置全体を制御する制御部40と、制御部40の指示に応答して無線通信によりデータ信号を送受信する送受信部35とが備えられる。
The
設備機器5aには、測定箇所に対応する複数の被測定対象物20が設けられており、各被測定対象物20に対応して当該被測定対象物20の物理量を検出するための物理量検出器15が設けられる。
The
また、設備機器5aには、送受信部35および物理量検出器15のそれぞれとの間での無線通信を実行するための中継器10が設けられる。
In addition, the
中継器10は、送受信部35および物理量検出器15との間で無線通信によりデータ信号の送受信を実行するための送受信ユニット30と、送受信ユニット30からの指示に応答して複数の物理量検出器のうちの少なくとも1つを選択して、選択した物理量検出器の検出結果を得るための切替器25とを含む。
The
物理量検出器15は、切替器25の選択動作に従って対応する被測定対象物の物理量の検出を実行し、中継器10に検出結果を送信する。
The
ネットワーク上では、制御部40に接続された送受信部35と各設備機器5a,5b,5cに設置された中継器が無線により接続されている。そして、各設備機器5a〜5cに設けられた中継器10と、対応する設備機器5a,5b,5c内の個々の被測定対象物20に対応して設けられた物理量検出器15が無線により接続されている。なお、本例においては、制御部40は、単一の送受信部35を制御する構成を示しているが、特に単一の送受信部を制御する構成に限られず、設備機器に対応して送受信部を設けて、ルータやスイッチ等を用いて、複数の設備機器にそれぞれ対応して設けられた複数の送受信部を制御する構成とすることも可能である。
On the network, the transmission /
図2は、本発明の実施の形態1に従う設備機器監視装置1の構成を説明する概略ブロック図である。
FIG. 2 is a schematic block diagram illustrating a configuration of facility
図2を参照して、制御部40は、設備機器を遠隔監視する管理室等に設置される。そして、制御部40は、被測定対象物20の物理量やその被測定対象物20が存在する設備機器5a等の情報を表示するための表示装置41と、管理者が操作可能な入力装置42と、図示しないが警報を出力する警報器や情報を記録する記憶装置等を含む外部装置43とにより構成される。なお、制御部40内のこれらの装置間は互いに協働関係にあるが、当業者にとって一般的な技術的思想であり信号の流れを示す矢印については省略する。
Referring to FIG. 2,
送受信部35は、信号処理部37と、中継器10との間で無線通信を行なうための変復調回路36と、中継器10からの電波を受信あるいは中継器10に対して電波を送信するためのアンテナ38とを含む。ここで、変復調回路36は、デジタル変復調を行なうデジタル回路と送受信するための高周波・アナログ回路とから構成されている。他の変調回路および復調回路ならびに変復調回路についても同様にデジタル回路と高周波・アナログ回路とから構成されている。
The transmission /
中継器10は、上述したように送受信ユニット30と、切替器25とを有する。送受信ユニット10は、送受信部35からの電波を受信あるいは送受信部35に対して電波を送信するためのアンテナ34と、送受信部35との間で無線通信を実行するためにアンテナ34を介して受信した電波信号を復調するとともに、送受信部35に対してデータ信号を送信するために変調してアンテナ34を介して送信するための変復調回路31と、入力されたデータ信号を信号処理して、受信データを検出するとともに、送受信部35に対して電波を送信するために変復調回路31に対して送信データを出力する信号処理部32とを含む。信号処理部32は、さらに変復調回路31からの受信データに基づいて切替器25に対して切替動作を実行するための指示信号を生成して出力するとともに、物理量検出器15と無線通信をするためにデータ信号を変復調回路33に対して出力する。変復調回路33は、信号処理部32からのデータ信号を変調して後述するループアンテナを介して送信するとともに、物理量検出器15から送信された電波をループアンテナにより受信して復調し、復調したデータを信号処理部32に対して出力する。また、中継器10は、電池等のバッテリにより駆動される。
The
中継器10は、複数の物理量検出器15a〜15cにそれぞれ対応して設けられたループアンテナ26a〜26cをさらに有し、指示信号に応答した切替器25の切替動作に従って複数のループアンテナ26a〜26cのいずれか1つが選択される。
The
設備機器5aは、複数の被測定対象物20a〜20cにそれぞれ対応して設けられた物理量検出器15a〜15cを含む。各物理量検出器15a〜15cの構成は同一であり、ここでは、代表的に物理量検出器15aの構成について説明する。物理量検出器15aは、ループアンテナ26aに対応して設けられたループアンテナ19aと、電源回路70と、主回路部75とを含む。
The
主回路部75は、変復調回路16と、信号処理回路17と、センサ部18とを含む。物理量検出器15aの具体的な動作等については後述する。
The
図3は、本発明の実施の形態1に従う設備機器である回路遮断器の概略を説明する図である。ここでは、一例として設備機器の一例として回路遮断器50を挙げて、回路遮断器の複数の測定箇所に物理量検出器を設けた構成について説明する。
FIG. 3 is a diagram illustrating an outline of a circuit breaker that is a facility device according to the first embodiment of the present invention. Here, the
図3を参照して、回路遮断器50には電線45が上下に3本ずつ端子部でネジ46によりネジ止めされる。回路遮断器50の下側の端子部においても上側の端子部と同様電線45がネジ46によりネジ止めされる構成であるが、本発明の実施の形態1に従う構成においては、下側の端子部の上に覆い被さるように中継器10が設けられる場合が示されている。なお、ここでは、一例として回路遮断器50の下側の端子部の領域に対して中継器10を設置した構成について示しているが、回路遮断器50の上側の端子部に設ける構成とすることも当然に可能である。
Referring to FIG. 3, three
図4は、図3に示した回路遮断器50に関して、下側の端子部の上に覆い被されるように設けられた中継器10の構造について説明する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating the structure of the
図4を参照して、回路遮断器50に3本の電線45が図3で説明したように端子部でネジ46により固定されている。そして、3個のネジ46の上部に物理量検出器15a〜15cがそれぞれ設けられる。そして、物理量検出器15a〜15cと中継器10との間には、保持部材であるスペーサ47が設けられている。スペーサ47は、物理量検出器15a〜15cと中継器10とを保持するとともに、回路遮断器50に対して固定機能も有しているものとする。さらに、スペーサ47は回路遮断器の端子カバーとしても用いられる。
Referring to FIG. 4, three
図5は、物理量検出器15a〜15cと、中継器10との関係を説明する図である。
図5を参照して、中継器10は、回路の配線接続等が形成されるプリント回路基板60を有し、プリント回路基板60の一方の面に3つのループアンテナ26a〜26cが形成され、他方の面に送受信ユニット30および切替器25を構成する電子部品が実装される。
FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between the
Referring to FIG. 5, the
物理量検出器15aは、回路の配線接続等が形成されるプリント回路基板61を有し、プリント回路基板61のプリント回路基板60と対向する一方の面にループアンテナ19aが形成され、他方の面に電源回路70および主回路部75を構成する電子部品が実装される。他の物理量検出回路15b,15cについても同様である。なお、物理量検出回路15bについては、ループアンテナ26bに対向してループアンテナ19bが設けられる。物理量検出回路15cについては、ループアンテナ26cに対向してループアンテナ19cが設けられる。なお、ここでは、中継器10および物理検出器15aの電子部品の実装について、ループアンテナ26a,19aと異なる面に実装する場合について説明したが、これに限られず、同じ面に実装することも可能である。
The
物理量検出器15a〜15cのループアンテナ19a〜19cは、図示しないスペーサ47を介して中継器10のループアンテナ26a〜26cに対向するように配置される。
The
図6は、中継器10および物理量検出回路15a〜15cのアンテナ形状を説明する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating the antenna shapes of the
図6(a)を参照して、ここでは、中継器10のプリント回路基板60において、物理量検出器にそれぞれ対応して設けられたループアンテナ26a〜26cが示されている。また、図6(b)を参照して、ここでは、各物理量検出回路15a〜15cのプリント回路基板61に設けられるループアンテナ19a〜19cが示されている。
Referring to FIG. 6A, here,
ここで、ループアンテナ26a〜26cおよびループアンテナ19a〜19cは、互いに線対称の形状であり、同一サイズ・形状で同じ巻き数に設定される。そして、中継器10のプリント回路基板60に設けられたループアンテナ26a〜26cと物理量検出器15a〜15cのプリント回路基板61に設けられたループアンテナ19a〜19cを対向させた場合に四角形状のアンテナの各辺が互いに向かい合うとともに、巻き方向が互いに逆方向に設定される。図6においては、中心O1を中心として半径r0の四角形状のループアンテナ26aと、中心O2を中心として半径r1(=r0)の四角形状のループアンテナ19aが一例として示されている。
Here, the
当該構成により、ループアンテナを対向させた場合に四角形状のアンテナの各辺がそれぞれ向かい合う結果、ループアンテナ間の結合係数を高くすることが可能となる。なお、ここでは、ループアンテナの形状は、四角形状であるが、スパイラル型の円形状とすることも可能である。 With this configuration, when the loop antennas are opposed to each other, the sides of the rectangular antennas face each other, so that the coupling coefficient between the loop antennas can be increased. Here, the shape of the loop antenna is a quadrangular shape, but it may be a spiral circular shape.
スペーサ47により設けられる、中継器10と物理量検出器6とのループアンテナ19a,26a間の距離は、ループアンテナ19a,26aの直径の1/3以上〜直径以下の値に設定される。たとえば、ループアンテナ19a,26aの半径以上に設定することが可能である。なお、隣接するループアンテナとの距離lはループアンテナの半径以上に設定されるものとする。
The distance between the
また、物理量検出器15aのセンサ部18は、回路遮断器50の端子部に近い側に設けられ、回路遮断器50の端子部のネジ46に近い側に設けられる。
The
また、ループアンテナ26a〜26cと、ループアンテナ19a〜19cは互いに平行に設けられ、ループアンテナ面の法線が回路遮断器に接続される電線に直交するように配置する。
Further, the
以下、本発明の実施の形態1に従う設備機器監視装置1の動作について説明する。
図2を再び参照して、制御部40より任意の設備機器5a〜5c内の任意の被測定対象物20の物理量の検出に関する命令が出ると、その命令を含むデータ信号が送受信部35に送られる。ここでは、一例として設備機器5aに対応する被測定対象物20aの物理量の検出を実行する場合について説明する。
Hereinafter, the operation of the
Referring again to FIG. 2, when a command related to detection of a physical quantity of an arbitrary
送受信部35において、制御部40から出力された信号は、信号処理部37により信号処理されて変復調回路36に出力される。変復調回路36は、データ信号を変調して、アンテナ38を用いて無線送信する。なお、送受信部35で使用される無線は5GHz帯あるいは2.4GHz帯の無線LANやBluetooth等の一般に広く用いられている無線通信手段を用いることが可能である。無線LAN等の一般の通信規格を使用した場合、通常、10m程度の通信距離があり、その通信距離内に存在する中継器に信号を送信することが可能である。
In the transmission /
変復調回路36は、上述したようにデジタル回路と高周波・アナログ回路から構成されており、たとえば、5GHz帯無線LANの場合、OFDMなどのデジタル変復調を行なうとともに、高周波・アナログ回路により5GHz帯のキャリア周波数でもって信号を送受信する機能を有する。
As described above, the modulation /
送受信部35から無線送信により送信されたデータ信号は、複数の設備機器5a〜5cにそれぞれ設けられた中継器にアンテナを介して伝達される。
The data signal transmitted by radio transmission from the transmission /
中継器10では、アンテナ34を介して送受信部35から送信された変調されたデータ信号を受信し、変復調回路31により信号を復調する。復調されたデータ信号を信号処理部32に出力して、信号処理を実行する。この信号処理において、自身の設備機器に検出対象として指定された被測定対象物20が存在しないものであると判断された場合、すなわち命令対象外の設備機器であると判断された場合においては、これ以上の信号処理は行なわれず、待機状態となる。この判断としては、たとえば送受信部35から送信されるデータ信号中に命令対象を示す中継器のID番号等を示すデータを含めれば、各中継器において、その予め保持するID番号と、送信されるデータ信号中のID番号との一致判定動作を実行することにより、一致するか否かにより判断が可能である。
The
一方、指定された被測定対象物20が存在する設備機器に設置された中継器10では、信号処理部32は、変復調回路33に物理量検出器に送信するためのデータ信号を出力するとともに、切替器25に対して切替動作を実行するための指示信号を出力する。
On the other hand, in the
切替器25は、信号処理部32からの指示信号に応答して複数のループアンテナ26a〜26cのいずれか1つを選択する。本例においては、複数の被測定対象物20a〜20cにそれぞれ対応して設けられた物理量検出器15a〜15cのうち所望の被測定対象物20aに対応する物理量検出器15aに対応して設けられたループアンテナ26aが選択されるものとする。
The
そして、ループアンテナ26aから物理量検出器15aに対してのみ電力伝送用のキャリア周波数に重畳された信号が送信される。送信信号には、物理量検出器15aに対して検出開始を合図するトリガ信号が含まれており、変復調回路33の変復調回路部のデジタル回路で変調され、変調回路部の高周波回路のミキサによりキャリア周波数に重畳される。その後、変調回路部の高周波回路の駆動増幅器により高周波電流が生成され、中継器10のループアンテナ26aに信号を含む電流が流れる。
Then, a signal superimposed on the carrier frequency for power transmission is transmitted only from the
中継器10から物理量検出器15aへの電力伝送は、中継器10のループアンテナ26aと物理量検出器15aのループアンテナ19aを用いて行なわれる。中継器10のループアンテナ26aに信号に対応した電流が流れると、その電流により磁場が形成される。
Power transmission from the
一方、物理量検出器15aのループアンテナ19aでは、発生した磁場を抑制する方向に電流が流れる。ループアンテナ19aに流れる誘導電流により起電力が発生し、それを電源回路70において整流化・平滑化することにより一定電圧に変換し、それを用いて物理量検出器15aを動作させることが可能となる。
On the other hand, in the
図7は、物理量検出器15aのループアンテナ19aと接続される電源回路70との等価回路図である。
FIG. 7 is an equivalent circuit diagram of the
図7を参照して、ここでは、中継器10と物理量検出器15aのループアンテナ26a,19aのインダクタンスをそれぞれL1,L2とする。2つのインダクタンスL1,L2は、結合係数kあるいは相互インダクタンスでもって結合されているものとする。また、物理量検出器15aのループアンテナ19aおよび引き回し配線による抵抗成分をR2とする。電源回路70は、負荷抵抗RLおよび共振用容量C2で構成される共振回路を有するものとする。ループアンテナ19aと共振回路を有する電源回路70とを接続することにより、低い周波数であっても高い誘導起電力u2を得ることが可能である。そして、図示しない整流回路および平滑回路により、一定電圧に変換して主回路部75に供給される。
Referring to FIG. 7, here, the inductances of the
図8は、図7に示される等価回路図における周波数と誘導起電力との関係を説明する図である。 FIG. 8 is a diagram for explaining the relationship between the frequency and the induced electromotive force in the equivalent circuit diagram shown in FIG.
図8に示される、○の記号は、中継器10のループアンテナ26aに対向した物理量検出器15aのループアンテナ19aに誘起された起電力を指している。また、図中の△の記号はその隣接した物理量検出器15bのループアンテナ19bに誘起される起電力が示されている。このループアンテナは、ガラスエポキシのプリント基板(FR−4)上に銅配線で形成し、外径14mm、線幅0.3mm、巻き数3、線間距離0.5mmに設計されたものである。また、ループアンテナ間距離は10mmに設計され、物理検出器19aと隣接する物理検出器19bのループアンテナ間距離は12mmに設計されたものである。
8 indicates the electromotive force induced on the
なお、ここでは、各周波数において共振するように共振用容量C2を調整して得られた誘導起電力の最大振幅の周波数依存特性が示されており、周波数30MHzにおいて誘導起電力の最大振幅として5Vが得られている。 Here, the frequency dependence characteristic of the maximum amplitude of the induced electromotive force obtained by adjusting the resonance capacitor C2 so as to resonate at each frequency is shown, and the maximum amplitude of the induced electromotive force is 5 V at a frequency of 30 MHz. Is obtained.
図8示されるように物理量検出器15aのループアンテナ19aで誘起される電圧は周波数とともに増加するが、50MHz以上では表皮効果によりループアンテナ19aの抵抗成分が大きくなり誘導起電力は減少してしまう。隣接した物理量検出器15bのループアンテナ19bに誘起される電圧も同様の周波数依存性を持つが対応した物理検出器15aのループアンテナ19aに誘起される電圧よりも低い値である。たとえば、物理量検出器15aを構成する電子部品が5Vで動作するとすれば、中継器10のループアンテナ26に周波数30MHz以上の信号を印加することにより、このループアンテナに対応する物理量検出器15aのループアンテナ19aに5V以上の誘起電圧を生じさせることができる。そして、電源回路70において整流化・平滑化することにより物理量検出器15aを動作させることが可能となる。一方、隣接した物理量検出器15bのループアンテナ20では2V以下の電圧しか誘起させることができないため、隣接した物理量検出器15bを動作させることはできない。
As shown in FIG. 8, the voltage induced by the
なお、物理量検出器15aに、昇圧回路が組み込まれている場合には、物理量検出器15aのループアンテナ19aに励起される電圧をトランジスタの閾値をやや超える程度の電圧、たとえば1V程度になるように調整することも可能である。この場合、隣接した物理量検出器15bのループアンテナで励起される電圧は0.3V以下程度となるため、昇圧した場合であっても隣接した物理量検出器15b内のトランジスタをスイッチングさせることは難しい。
When a booster circuit is incorporated in the
また、上述したようにループアンテナにより得られる誘起電圧は周波数の増加とともに増加するが、ある周波数以上では表皮効果により減少する。 In addition, as described above, the induced voltage obtained by the loop antenna increases as the frequency increases, but decreases due to the skin effect above a certain frequency.
たとえば、図8で用いたループアンテナの自己共振周波数は300MHz以上であるが、自己共振周波数の1/3の周波数、つまり、100MHzでは表皮効果によりアンテナの抵抗成分が増加し、励起電圧が減少する。自己共振周波数の1/3以上の周波数帯では励起電圧の減少がさらに大きくなる。したがって、中継器10と物理量検出器15aとの間の電力伝送および通信に用いる周波数はループアンテナの自己共振周波数の1/3以下の領域を使用することが望ましい。1/6以下の周波数帯を使用することがさらに望ましい。
For example, although the self-resonant frequency of the loop antenna used in FIG. 8 is 300 MHz or more, the resistance component of the antenna increases due to the skin effect and the excitation voltage decreases at a frequency of 1/3 of the self-resonant frequency, that is, 100 MHz. . In the frequency band of 1/3 or more of the self-resonance frequency, the reduction of the excitation voltage is further increased. Therefore, it is desirable that the frequency used for power transmission and communication between the
再び図2を参照して、物理量検出器15aの主回路部75は、ループアンテナ19aと接続された電源回路70からの電力供給を受けて、その電力でもって動作する。
Referring to FIG. 2 again, the
主回路部75において、センサ部18は、被測定対象物20aの物理量を検出する。
具体的には、図4で説明したように物理量検出器15a〜15cは、回路遮断器50に取り付けられた端子部において電線45を固定するためのネジ46の上部に設置されており、センサ部18は、端子部周辺の温度を測定する。なお、センサ部18は、一例としてシリコン基板上で形成可能なダイオードにより構成されているものとする。そして、センサ部18のダイオードに流れる電流を信号処理回路17で二値化信号(デジタル信号)に変換する。一例として信号処理回路17は、スイッチ、微分器、積分器から構成されるいわゆるシグマ−デルタ型の変調器とフリップフロップ回路とを有し、デジタル信号のビットストリームを生成するものとする。なお、信号処理回路17にADC(アナログ−デジタル変換)回路を設けて、デジタル出力を得る構成とすることも可能である。
In the
Specifically, as described with reference to FIG. 4, the
そして、信号処理回路17で処理した信号を変復調回路16に出力し、変復調回路16で変調された信号がループアンテナ19aに伝達されて中継器10に対して送信される。具体的には、キャリア周波数にその物理量を含む信号を重畳させてループアンテナ19aからループアンテナ26aに対して送信する。
Then, the signal processed by the
なお、信号処理回路17において、センサ部18で検出した結果をレジスタ等を用いて一時的に格納させる構成とすることも可能である。
The
中継器10側では、ループアンテナ26aと接続された切替器25により、ループアンテナ19aから送信された受信信号が変復調回路33に入力される。変復調回路33は、入力された受信信号を復調し、信号処理部32に出力する。信号処理部32は、変復調回路33により復調された信号に対して信号処理して、信号処理の結果得られた物理量を含むデータ信号を今度は、送受信部35に対して送信するために変復調回路31に対して出力する。変復調回路31は、信号処理回路32から出力された物理量を含むデータ信号を変調して、アンテナ34を介して送受信部35に対して送信する。
On the
なお、ここでは、被測定対象物20aに対応して設けられた物理量検出器15aにより検出された物理量を送受信部35に送信する場合について説明したが、たとえば、図示しない外部記憶装置が中継器10に設けられ、物理量検出器15aにより検出された被測定対象物20aの物理量や被測定対象物20aを特定する情報を一時的に格納し、そして、次に、切替器25による切替動作に従って他の物理量検出器15bあるいは15cを選択して、物理量検出器15aと同様に動作させて、対応する被測定対象物20b,20cの物理量を外部記憶装置に格納する構成とすることも可能である。そして、設備機器5aに含まれるすべての被測定対象物たとえば被測定対象物20a〜20cのそれぞれから検出された物理量および被測定対象物20a〜20cを特定する情報、たとえば位置情報や番号等を再び外部記憶装置等から読み出して信号処理部32および変復調回路31を用いて、中継器10のアンテナ34より送受信部35へ一括してデータ送信することも可能である。
Here, the case where the physical quantity detected by the
なお、ここでは、センサ部18は、端子部周辺の温度を測定する場合について説明したが、これに限られず、たとえば、中継器が設置されている回路遮断器の筐体温度を検出することも可能である。また、複数の物理量検出器の一部を回路遮断器の端子部周辺の温度を測定するように設置し、残りの物理量検出器を回路筐体温度を検出する目的として所定の場所に設置することにより、回路遮断器の筐体温度の情報も併せて送受信部35を介して制御部40へ送信することも可能である。
In addition, although the
送受信部35は、変復調回路36によりアンテナ38で受信した中継器10から送信された信号を復調し、信号処理部37による信号処理後に制御部40に出力する。
The transmission /
制御部40は、信号処理部37による信号処理結果に基づいて表示装置41への物理量等の情報の表示や、外部装置43へのデータの保存等を実行する。また、被測定対象物20の物理量がある閾値を超えている場合には、たとえば接続されている警報機等を動作させて設備機器の異常を報知することが可能である。
Based on the signal processing result by the
ここで、図4で説明した回路遮断器50の端子部に設置された物理量検出器15a〜15cは、電線45の通電により高温になりやすい。一般に、電池は80℃以上で性能が劣化するので、物理量検出器15a〜15cに電池を内蔵することは困難である。また、小型の回路遮断器50では電池を内蔵する空間を確保できない可能性がある。さらに、物理量検出器15a〜15cに対して電線45からの電力供給のために配線を引き込むと、配線が煩雑になり、施行時やメンテナンス時に不良を発生しやすい。
Here, the
したがって、本発明の実施の形態1の設備機器監視装置は、上記で説明した如く物理量検出器15a〜15cにそれぞれ対応してループアンテナ19a〜19cを設けて中継器10から上述した電力伝送を実行することにより、既存の設備機器5aの所望の箇所の物理量を、信号線や電線の引き回しの煩雑さを解消しながら、測定することができる。そして、被測定対象物20の物理量がある閾値を超えている場合は警報器等に連動させる等により設備機器の異常を報知することが可能となる。なお、回路遮断器50の筐体は、端子部に比べ、温度が低いので電池等のバッテリで中継器10を駆動することが可能である。
Therefore, the equipment monitoring apparatus according to the first embodiment of the present invention executes the above-described power transmission from the
また、中継器10は、切替器25を備えることにより、任意の被測定対象物20に対応して設けられた物理量検出器15のみを動作させることができ、その被測定対象物20の物理量を検出することが可能になる。その結果、被測定対象物20の状態を定常的に監視することができ、設備機器の異常を検知することが可能になる。もし仮に、切替器25が設けられておらず、中継器10が一つのループアンテナで信号の送受信を行なおうとすると、すべての物理量検出器15に信号を送信して物理量検出器15を動作させる必要がある。信号の中に任意の物理量検出器15を選択するための信号を含めて送信した場合に、実際に選択された物理量検出器15から検出したデータ信号を返す間、他の物理量検出器は待機する必要がある。したがって、中継器10の消費電力が本実施の形態に比べて大きくなる。特に、センサ部18が、抵抗型センサを用いている場合、待機時の消費電流はさらに大きくなる。
In addition, the
また、中継器10が、1つのループアンテナで送受信を実行する場合には、そのループアンテナのサイズを大きくしないと物理量検出器15のループアンテナを覆うことはできず、その結果、ループアンテナの自己共振周波数は低下し、使用する周波数帯域が低くなってしまう可能性がある。周波数が低い場合には、励起される電圧も小さくなるため所望の電圧を得ることが難しくなる可能性がある。
In addition, when the
したがって、本願構成の如く、切替器を内蔵するとともに、物理量検出器15に設けられるループアンテナと同じ大きさ、同じ形状で逆向きのループアンテナを中継器側にも設けることにより、任意の測定箇所を測定することができるとともに、消費電力および周波数の観点からも有効である。
Therefore, as in the configuration of the present application, a switching device is built in, and a loop antenna having the same size and shape as the loop antenna provided in the
また、上述したように中継器10のループアンテナと物理量検出器15のループアンテナとは同じ大きさ、同じ形状で逆巻きのアンテナ形状を持つため、巻き方向を同じにしたアンテナに比べ、アンテナの結合係数を高くすることができる。その結果、アンテナに流れる誘導電流を大きくすることができる。中継器10のループアンテナの電流が小さくても、あるいは、送信出力が小さくても、物理量検出器15では大きな起電力を誘起させることができる。したがって、中継器10から物理量検出回路15へ電力伝送を行なう場合、中継器10のループアンテナ26に流す電流を小さくすることができ、中継器10の低消費電力化をさらに図ることができる。
In addition, as described above, the loop antenna of the
また、上述したように物理量検出器15aのループアンテナと隣接する物理量検出器15bのループアンテナとの距離をループアンテナの半径以上離すことにより、隣接する物理量検出器のループアンテナにおける起電力を回路動作電圧より低くすることができ、所望の物理量検出器のみを動作させることができる。
In addition, as described above, the distance between the loop antenna of the
さらに、中継器10と物理量検出器15との間の電力伝送および通信に用いる周波数をアンテナの自己共振周波数の1/3以下とすることにより物理量検出器で励起される電圧の最大値を得ることができる。
Furthermore, the maximum value of the voltage excited by the physical quantity detector is obtained by setting the frequency used for power transmission and communication between the
また、スペーサ47により中継器10および物理量検出器15aは固定されているため、ループアンテナの位置は、スペーサ47やプリント基板60,61の加工精度によって決まることになる。スペーサ47と中継器10および物理量検出器15aは、一体となっているため、取付け時およびメンテナンスにおける着脱時にアンテナの位置がずれることを防止して、アンテナの位置精度のばらつきを低減することができるとともに、メンテナンス時や施行時の取付け不良を防止することができる。
Since the
また、スペーサ47により中継器10と物理量検出器15aとを一体化することにより、ネジやボルトなどの接続部の凹凸の影響を防ぎ、中継器10と物理量検出器15aのループアンテナの平行度を保つことができるので、通信不良を低減することができる。
Further, by integrating the
さらに、スペーサ47を介して設けられたループアンテナ26a〜26cと、ループアンテナ19a〜19cは互いに平行にするとともに、ループアンテナ面の法線が回路遮断器に接続される電線に直交するように配置することにより、中継器10と物理量検出器15aのループアンテナ間で生じる磁場が電線の電流により生じる磁場にほぼ直交に保たれるため、中継器10と物理量検出器15aとの間で通信が行なわれても、その通信の電磁波が電線に混入することは無い。したがって、回路遮断器に接続されている他の設備機器へ信号がノイズとして混入することを防ぐことができる。
Furthermore, the
また、回路遮断器50は100V以上の電圧を取り扱うので、絶縁のためネジ46と物理量検出器15のセンサ部18との間に間隔を設けている。つまり、物理量検出器15の端子露出部分に高電圧のネジ46などの導体が接触することにより回路が破壊されるのを防ぐために、空間を設けている。また、スペーサ47により中継器10が保持されているため、地絡電流の影響により物理量検出回路15が破損したとしても、スペーサ47による空間があるため、中継器10の損傷を防ぐことができる。
Further, since the
なお、本発明の実施の形態1では、設備機器として回路遮断器50の端子部の温度測定を例に挙げて説明したが、特にこれに限られるわけではなく、他の設備機器に適用することも可能であるし、さらには、端子部に限らず他の最適な箇所について温度測定を実行することも当然に可能である。
In the first embodiment of the present invention, the temperature measurement of the terminal portion of the
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2に従う設備機器監視装置は、実施の形態1と同様に、複数の設備機器内の複数の被測定対象物の中から任意の被測定対象物の物理量の検出を行ない、制御部である管理用コンピュータにおいて、検出した物理量を収集し、物理量を表示させるとともに、物理量がある閾値を越えた場合には、警告や警報を出力する機能を有する。以下、具体的に説明する。
(Embodiment 2)
The equipment monitoring apparatus according to the second embodiment of the present invention detects a physical quantity of an arbitrary object to be measured from a plurality of objects to be measured in a plurality of equipment as in the first embodiment. The management computer that is the control unit has a function of collecting the detected physical quantity, displaying the physical quantity, and outputting a warning or an alarm when the physical quantity exceeds a certain threshold. This will be specifically described below.
図9は、本発明の実施の形態2に従う設備機器監視装置の構成を説明する概略ブロック図である。 FIG. 9 is a schematic block diagram illustrating the configuration of the equipment monitoring device according to the second embodiment of the present invention.
図9を参照して、本発明の実施の形態2に従う設備機器監視装置は、図2で説明した設備機器監視装置と比較して、中継器10を中継器10#に置換するとともに、物理量検出装置15を物理量検出器15#に置換した点が異なる。具体的には、本例において、中継器10#は、中継器10と比較して、送受信ユニット30を送受信ユニット30#に置換した点が異なる。また、送受信ユニット30#は、送受信ユニット30と比較して、変復調回路33を復調回路33#に置換した点が異なる。物理量検出器15#については、物理量検出器15a〜15cを物理検出器15a#〜15c#に置換した構成である。また、物理量検出器15#は、物理量検出器15と比較して、変復調回路16を変調回路16#に置換した点が異なる。その他の点については同様であるのでその詳細な説明は繰り返さない。
Referring to FIG. 9, the equipment monitoring device according to the second embodiment of the present invention replaces
図10は、本発明の実施の形態2に従う物理量検出器15#を説明する図である。
ここでは、一例として物理量検出器15a#について説明する。
FIG. 10 is a diagram illustrating
Here, the
図10を参照して、本発明の実施の形態2に従う物理量検出器15a#は、ループアンテナ19と、電源回路70と、主回路部75#とを含む。主回路部75#は、変調回路16#と、タイミング回路72と、発振回路71と、記憶装置73と、信号処理回路17と、センサ部18とを含む。
Referring to FIG. 10,
以下、図9および図10を用いて本発明の実施の形態2に従う設備機器監視装置の動作について説明する。 Hereinafter, the operation of the equipment monitoring apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described using FIG. 9 and FIG.
上述したように制御部40より任意の設備機器5a〜5c内の任意の被測定対象物20の物理量の検出に関する命令が出ると、その命令を含むデータ信号が送受信部35に送られる。ここでは、一例として設備機器5aに対応する被測定対象物20aの物理量の検出を実行するものとする。
As described above, when a command related to detection of a physical quantity of an arbitrary
送受信部35は、信号処理部37と変復調回路36とによりデータ信号を変調して、アンテナ38を用いてデータ信号を無線送信する。送受信部35から無線により送信されたデータ信号は、複数の設備機器毎に設けられた中継器10#に到達する。
The transmission /
中継器10#では、アンテナ34を介して送受信部35からのデータ信号を受信し、変復調回路31により受信した信号を復調する。そして、復調されたデータ信号を信号処理部32に出力して、信号処理を実行する。この信号処理において、上述したように自身の設備機器に検出対象として指定された被測定対象物20が存在するかどうかを判断する。指定された被測定対象物20が存在する設備機器に設置された中継器10#では、信号処理部32は、指示信号を切替器25に出力する。
The
上述したように切替器25は、信号処理部32からの指示信号に応答して複数のループアンテナ26a〜26cのいずれか1つを選択する。本例においては、複数の被測定対象物20a〜20cにそれぞれ対応して設けられた物理量検出器15a〜15cのうち所望の被測定対象物20aに対応する物理量検出器15aに対応して設けられたループアンテナ26aが選択されるものとする。
As described above, the
そして、ループアンテナ26aから物理量検出器15aに対してのみ電力伝送用のキャリア周波数が送信される。
Then, the carrier frequency for power transmission is transmitted only from the
上記の実施の形態1の構成においては、送受信ユニット30の変復調回路33から変調された信号がループアンテナ26aを介して物理量検出器15aに対して電力伝送用のキャリア周波数とともにトリガ信号が重畳されて送信されていたが、本発明の実施の形態2に従う送受信ユニット30#は、物理量検出器15aに対してデータ信号の送信等は行なわずループアンテナ26aを介して電力伝送のみを行なうものとする。
In the configuration of the first embodiment, the trigger signal is superimposed on the
電源回路70は、上述したように主回路部75#を動作させるために必要な一定の直流電圧を生成する。なお、共振回路により得られた電圧が、たとえば、トランジスタの閾値電圧以上、回路の許容電圧以下の場合には昇圧回路を設けて、昇圧させて主回路部75#を動作させるための電圧を生成することも可能である。
そして、電源回路70により生成された電圧が主回路部75#に供給されて、図10に示される発振回路71によりクロック信号が生成される。タイミング回路72は、発振回路71から出力されたクロック信号を用いて、所望のタイミングのクロック信号に生成して他の各回路に出力する。このクロック信号は、主回路部75#の動作タイミング信号として信号処理回路17、記憶装置73、変調回路16#に出力される。
Then, the voltage generated by the
そして、上述したのと同様にセンサ部18により、温度測定が行なわれて、信号処理部17において、デジタル出力を得ることができる。この出力を本例においては一時的にレジスタ等で構成される記憶装置73に格納する。そして、あるタイミングに応答して記憶装置73に格納されているデータ信号を変調回路16#で変調して、ループアンテナ19aを介して中継器10#に送信する。
In the same manner as described above, the
具体的には、変調回路16#に含まれるデジタル回路により記憶装置73に格納されたデータのコーディング処理が行なわれ、変調回路16#に含まれる高周波・アナログ回路でキャリア周波数にデータを含む信号を重畳させてデータ信号を中継器10#へ送信する。
Specifically, the data stored in the
図9の中継器10#側では、ループアンテナ26aおよび切り替え器25を介して物理量検出器5a#からの送信信号を受信する。受信したデータ信号は、復調回路33#に入力される。そして、復調回路33#において、物理量検出器5a#からの送信信号が復調され、信号処理部32に出力される。そして、上述したのと同様の信号処理に基づいて変復調回路31により変調して、中継器10#のアンテナ34より送受信部35に対して送信される。
On the
送受信部35においては、上述したのと同様の方式に従って信号処理されて制御部40にデータ信号が出力される。
In the transmission /
制御部40では、表示装置41への物理量等の情報の表示や外部装置43へのデータの保存等が行なわれる。被測定対象物の物理量がある閾値を超えている場合は警報機などに連動させるなどして、設備機器の異常を知らせることが可能であり、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
The
また、本発明の実施の形態2に従う構成においては、中継器10#および物理量検出器15a#等において、それぞれ復調回路および変調回路のみを設けた構成であり、変調回路および復調回路を設けない構成である。すなわち、実施の形態1に従う構成においては、中継器10側から物理量検出器15aに対してデータ信号が送信されるとともに、物理量検出器15aから中継器10側に対してデータ信号が送信される送受信可能な構成であったが、本実施の形態2に従う構成は、物理量検出器15aから中継器10側に対してのみデータ信号が送信される構成としているため復調回路および変調回路を形成するための電子部品を削除することができるため実施の形態1に従う構成と比べて回路規模を小さくすることが可能である。
Further, in the configuration according to the second embodiment of the present invention, in
また、上述したように物理量検出器へ送信するための信号の変調機能を持つ必要が無く、同様に、物理量検出器は中継器からの信号の復調機能の持つ必要が無い。そのため、中継器および物理量検出器の消費電力を低減することができる。 Further, as described above, it is not necessary to have a function of modulating a signal to be transmitted to the physical quantity detector, and similarly, the physical quantity detector need not have a function of demodulating a signal from the repeater. Therefore, the power consumption of the repeater and the physical quantity detector can be reduced.
そして、物理量検出器の部品点数を削減することにより、一つのチップ内に収めるために主回路部75#に含まれる内部回路のレイアウト面積を縮小することも可能であり、さらには、外付け部品の部品点数も減らすことも可能となる。
Further, by reducing the number of parts of the physical quantity detector, it is possible to reduce the layout area of the internal circuit included in the
(実施の形態3)
本発明の実施の形態3による設備機器監視装置は、実施の形態1と同様に、複数の設備機器内の複数の被測定対象物の中から任意の被測定対象物の物理量の検出を行ない、制御部である管理用コンピュータにおいて、検出した物理量を収集し、物理量を表示させるとともに、物理量がある閾値を越えた場合には、警告や警報を出力する機能を有する。以下、具体的に説明する。
(Embodiment 3)
The equipment monitoring apparatus according to
図11は、本発明の実施の形態3に従う設備機器監視装置の構成を説明する概略ブロック図である。 FIG. 11 is a schematic block diagram illustrating the configuration of the equipment monitoring device according to the third embodiment of the present invention.
図11を参照して、本発明の実施の形態3に従う設備機器監視装置は、図2で説明した設備機器監視装置と比較して、中継器10を中継器10#aに置換した点が異なる。具体的には、本例において、中継器10#aは、中継器10と比較して、送受信ユニット30を送受信ユニット30#aに置換するとともに切替器25#および変復調回路33a〜33cを設けた点が異なる。送受信ユニット30#は、送受信ユニット30と比較して、変復調回路33を除いた構成であり、その他の点については同様である。
Referring to FIG. 11, the equipment monitoring device according to the third embodiment of the present invention is different from equipment equipment monitoring described in FIG. 2 in that
実施の形態1に従う中継器10は、信号処理部32からの切替指示に応答して切替器25の切替動作によりループアンテナ26a〜26cのうちのいずれか1つを選択し、選択されたループアンテナに対して変復調回路33からの信号が出力される構成であったが、本発明の実施の形態3に従う中継器10#aにおいては、切替器と変復調回路の配置が入れ替わった構成である。すなわち、ループアンテナ26a〜26cにそれぞれ対応して変復調回路33a〜33cが設けられ、信号処理部32からの切替指示に応答して切替器25#の切替動作により複数の変復調回路33a〜33cのうちのいずれか1つが選択されて信号処理部32と接続される。これに伴い、選択された変復調回路33は、信号処理部32からの信号の入力を受けて、変調して対応するループアンテナ26に送信する。以降の動作については実施の形態1と同様である。また、逆に、ループアンテナ19から送信された信号は、ループアンテナ26を介して受信され、対応する変復調回路33に出力される。これにより、対応する変復調回路33において復調されて切替器25#を介して信号処理部32に出力される。動作については、実施の形態1に従う構成において説明したのと同様である。
The
当該構成は、実施の形態1の構成と比較して、変復調回路の個数が増大するが、変復調回路とループアンテナとの距離を短くすることが可能となる。この点で、配線のインダクタンスが増大すれば中継器と物理量検出器との間で通信を行なうために使用する周波数が影響を受ける可能性があるが、当該構成とすることにより配線の長さを短くすることが可能であるため、配線のインダクタンスの影響を低減することができる。また、配線の抵抗によって生じる伝送損失により信号が劣化するが、配線の長さを短くすることが可能であるため、信号の劣化を低減することができる。また、伝送損失が低減することで電力伝送の効率を高くすることができる。 In this configuration, the number of modulation / demodulation circuits is increased as compared with the configuration of the first embodiment, but the distance between the modulation / demodulation circuit and the loop antenna can be shortened. In this respect, if the inductance of the wiring increases, the frequency used to perform communication between the repeater and the physical quantity detector may be affected. Since it can be shortened, the influence of the inductance of the wiring can be reduced. Further, although the signal is deteriorated due to transmission loss caused by the resistance of the wiring, since the length of the wiring can be shortened, the deterioration of the signal can be reduced. Moreover, the efficiency of power transmission can be increased by reducing transmission loss.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 設備機器監視装置、5a〜5c 設備機器、10,10# 中継器、15,15a〜15c,15a#〜15c# 物理量検出器、16,31,33,36 変復調回路、17 信号処理回路、18 センサ部、19a〜19c,26a〜26c ループアンテナ、20 被測定対象物、25 切替器、30 送受信ユニット、32,37 信号処理部、34,38 アンテナ、35 送受信部、40 制御部、45 電線、46 ネジ、47 スペーサ、50 回路遮断器、60,61 プリント回路基板。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記設備機器の複数の測定箇所にそれぞれ対応して設けられ、外部から無線で供給される電力によって動作する複数の検出器と、
前記設備機器中に設けられた中継器と、
前記中継器との間で無線通信する通信装置とを備え、
前記検出器は、
検出対象となる物理量に応じた出力信号を発生させるセンサ部と、
前記出力信号を送信する送信部と、
第1のループアンテナとを有し、前記第1のループアンテナを介して前記中継器からの送信された信号を受信し、受信された信号により発生させた起電力を前記検出器の各回路に供給するとともに、前記第1のループアンテナを介して前記送信部から出力された信号を送信し、
前記中継器は、
各前記検出器の第1のループアンテナに対応して設けられ、対応する第1のループアンテナとの間で無線通信するための複数の第2のループアンテナと、
前記通信装置からの指示信号に応答して前記複数の第2のループアンテナのいずれか1つを選択するための切替器と、
前記選択された第2のループアンテナを介して、前記検出器からの信号を受信し、前記通信装置に対して送信する送受信部とを含み、前記指示信号によって被測定箇所の物理量を選択して監視する、設備機器監視装置。 In equipment monitoring equipment that monitors the physical quantities of measured points of equipment,
A plurality of detectors that are provided corresponding to a plurality of measurement locations of the equipment, respectively, and that operate by power supplied wirelessly from the outside,
A repeater provided in the equipment;
A communication device for wireless communication with the repeater,
The detector is
A sensor unit for generating an output signal corresponding to a physical quantity to be detected;
A transmission unit for transmitting the output signal;
A first loop antenna, receiving a signal transmitted from the repeater via the first loop antenna, and generating an electromotive force generated by the received signal in each circuit of the detector And supplying the signal output from the transmission unit via the first loop antenna,
The repeater is
A plurality of second loop antennas provided corresponding to the first loop antennas of each of the detectors for wireless communication with the corresponding first loop antennas;
A switch for selecting any one of the plurality of second loop antennas in response to an instruction signal from the communication device;
A transmission / reception unit that receives a signal from the detector via the selected second loop antenna and transmits the signal to the communication device, and selects a physical quantity of a measurement location by the instruction signal; Equipment equipment monitoring device to monitor.
前記保持部材を介して前記中継器の複数の第2のループアンテナと各前記検出器の第1のループアンテナとは互いに対向するとともに平行に配置され、
前記中継器の複数の第2のループアンテナおよび各前記検出器の第1のループアンテナは、ループアンテナ面の法線が前記回路遮断器に接続される電線に直交するように配置される、請求項5に記載の設備機器監視装置。 The equipment corresponds to a circuit breaker,
The plurality of second loop antennas of the repeater and the first loop antennas of the detectors are arranged to face each other and in parallel through the holding member,
The plurality of second loop antennas of the repeater and the first loop antenna of each detector are arranged so that a normal line of a loop antenna surface is orthogonal to an electric wire connected to the circuit breaker. Item 5. The equipment monitoring apparatus according to Item 5.
前記切替器と各前記第2のループアンテナとの間に設けられた変復調回路を含む、請求項1に記載の設備機器監視装置。 Each said repeater is
The equipment monitoring apparatus according to claim 1, comprising a modulation / demodulation circuit provided between the switch and each of the second loop antennas.
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JP2006130313A JP2007304703A (en) | 2006-05-09 | 2006-05-09 | Equipment monitoring apparatus |
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