JP2013007716A

JP2013007716A - 埃検知装置

Info

Publication number: JP2013007716A
Application number: JP2011142000A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Yamashita; 智山下; Kazuyuki Tagami; 和幸田上; Tsuyoshi Nakano; 剛志中野
Original assignee: Nittetsu Elex Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Texeng Co Ltd
Priority date: 2011-06-27
Filing date: 2011-06-27
Publication date: 2013-01-10

Abstract

【課題】電気機器に堆積する埃を早期に検知して機器の損傷を可能な限り減らす埃検知装置を提供する。
【解決手段】電子機器１２に取付けて使用する埃検知装置１０であって、電子機器１０の基板に対となる第１、第２の電極１３、１４を小間隔かつ露出状態で配置し、第１、第２の電極１３、１４間の抵抗Ｒを監視手段１５で監視し、抵抗Ｒが一定値以下になった場合に警報出力を発する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子機器の内部に侵入する埃を検知し、漏電等による事故を未然に防止可能な埃検知装置に関する。

通常大電力を用いる生産設備は、操業時に発生する電力損失による温度上昇を冷却ファンによって防いでいる。このため、冷却ファンが設備周囲の埃を吸い込み、電源設備に堆積していく。この堆積した埃は高湿度状態において、設備を損傷させることがある。

この具体例を、図７を参照しながら説明すると、整流回路６０には通常平滑用のコンデンサ６１が設けられ直流出力の安定化を図っているが、一次側の電力を遮断してもコンデンサ６１に電荷が残り危険であるので、放電回路６２が設けられている。この放電回路６２は、直流出力側に接続された放電抵抗６３〜６６、制限抵抗７０、ＦＥＴ６７、及び押しボタンスイッチ７１からなり、一次側の電源を落とした場合には、ＦＥＴ６７のゲートに制限抵抗７０及び押しボタンスイッチ７１（即ち、押しボタンスイッチ７１を押して）から信号を加えてＦＥＴ６７をオンにし、コンデンサ６１の電荷を短時間で放電抵抗６３〜６６を通じて放電させている。

ところが、露出したＦＥＴ６７の端子の周囲に吸い込んだ埃が溜まり、湿度が上がるとＦＥＴ６７のドレインとゲートの間を抵抗６８で繋いだ状態となり、ＦＥＴ６７がオンとなって、放電抵抗６３〜６６を通じて整流された電流が常時流れることになる。通常、放電抵抗６３〜６６及びＦＥＴ６７は、コンデンサ６１の残留電荷を放電させる容量しか持たないので、継続的にＦＥＴ６７がオンになると、これらが焼損する危険性がある。
従来、埃に関する出願として、例えば、特許文献１には、塵や埃を検出する装置が提案され、空気中に飛散する埃の微粒子に光を当てて、その屈折光を測定して埃を検知している。

特開平９−８９７５５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術は、空気中に飛散する埃を検知するもので、堆積した埃は検知できないという問題がある。そこで、本発明者は、埃の状況と湿度の関係を計測し、堆積した埃が湿れば電気抵抗が小さくなることに注目して、本発明を完成した。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、電気機器に堆積する埃を早期に検知して機器の損傷を可能な限り減らす埃検知装置を提供することを目的とする。

前記目的に沿う第１の発明に係る埃検知装置は、電子機器に取付けて使用する埃検知装置であって、前記電子機器の基板に対となる第１、第２の電極を小間隔（隙間を有して）かつ露出状態で配置し、前記第１、第２の電極間の抵抗を監視手段で監視し、前記抵抗が一定値以下になった場合に警報出力を発する。

第１の発明に係る埃検知装置において、前記監視手段は、コンパレータであるのが好ましい。なお、コンパレータ（比較器）とは、基準値（例えば、電圧、抵抗）と測定対象値を比較して、測定対象値が基準値を超えた場合、又は基準値より下回った場合、出力を発生する装置をいう。

第２の発明に係る埃検知装置は、電子機器に取付けて使用する埃検知装置であって、前記電子機器の基板に対となる第１、第２の電極を小間隔かつ露出状態で配置し、前記第１、第２の電極間の抵抗を測定し、Ａ／Ｄ変換して監視用のパソコンに送っている。パソコンでは情報処理を行い、第１、第２の電極間の抵抗値から埃及び湿度の状況を判断し、警報を発する等の処理を行う。

第１、第２の発明に係る埃検知装置において、前記電子機器は電池の充放電装置であるのが好ましく、特に、出力側にコンデンサが設けられているものに適用するのがよい。
第１、第２の発明に係る埃検知装置において、湿度センサーが併せて設けられ、前記湿度センサーによって検知した周囲の湿度が設定値以上若しくは急激に変化した場合は、前記警報出力とは別の警報出力（第２の警報出力）を発するようにしてもよい。

第１の発明に係る埃検知装置においては、電子機器の基板に対となる第１、第２の電極を小間隔かつ露出状態で配置し、第１、第２の電極間の抵抗を監視手段で監視しているので、湿度によって変化する埃の状況を把握でき、危険な状態となった場合は、警報を発することができる。これによって、埃に起因する回路の焼損等の事故を未然に対処できる。

第２の発明に係る埃検知装置においては、電子機器の基板に対となる第１、第２の電極を小間隔かつ露出状態で配置し、第１、第２の電極間の抵抗を測定し、Ａ／Ｄ変換して監視用のパソコンに送っているので、埃の量と湿度によって決まる第１、第２の電極間の抵抗値をパソコンでデータ処理でき、事故の発生を未然に防止できる。
特に、第１、第２の発明に係る埃検知装置において、湿度センサーを併せて設けた場合は、周囲の湿度を埃による抵抗値変化よりも早く検知できるので、より早く事故の発生を予見できる。

本発明の第１の実施の形態に係る埃検知装置の取付け状態を示す斜視図である。本発明の第２の実施の形態に係る埃検知装置の取付け状態を示す斜視図である。本発明の第１、第２の実施の形態に係る埃検知装置に使用する監視手段の回路の第１例である。本発明の第１、第２の実施の形態に係る埃検知装置に使用する監視手段の回路の第２例である。本発明の第１、第２の実施の形態に係る埃検知装置に使用する監視手段の回路の第３例である。埃と湿度との関係を示すグラフである。従来例に係る電子機器の説明図である。

続いて、添付した図面を参照しながら、本発明を具体化した実施の形態について説明する。
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る埃検知装置１０は、大電力制御用のＦＥＴ１１を有する電子機器（例えば、電池の充放電装置、図７参照）１２に設けられ、それぞれ接続端子からなる対となる第１、第２の電極１３、１４と、第１、第２の電極１３、１４間の抵抗を監視する監視手段の第１例であるコンパレータ１５と、湿度センサー１５ａを有した湿度検知器１６ａを有している。第１、第２の電極１３、１４は、電子機器１２の基板に小間隔（例えば、２〜１５ｍｍ）かつ露出状態で配置されている。

コンパレータ１５は、図３に示すように、オペアンプ（差動アンプ）１６を使用し、抵抗１７、１８によって分圧された基準電圧Ｖｓより、埃検出部２０を構成する第１、第２の電極１３、１４間の抵抗Ｒと抵抗２１によって分圧された電圧Ｖｄ１が、高くなった場合に、出力端子２２に出力を発生するようになっている。この出力端子２２の出力は、リレー等に接続されて、警報出力を外部に発生するようになっている。

別の例に係るコンパレータ２４（監視手段の第２例）を図４に示すが、同じくオペアンプ（差動アンプ）１６を使用し、抵抗１７、１８によって分圧された基準電圧Ｖｓより、抵抗２５と埃検出部２０を構成する第１、第２の電極１３、１４間の抵抗Ｒとによって分圧された電圧Ｖｄ２が低くなった場合に、出力端子２６に出力を発生するようになっている。この出力端子２６の出力は、リレー等に接続されて、警報出力を外部に発生するようになっている。
そして、湿度センサー１５ａは周囲の湿度を検知し、内部に含まれる湿度検知器１６ａに設けられた設定器（コンパレータを使用している）によって設定された湿度より高くなると、第２の警報出力（即ち、別の警報出力）を発するようになっている。

図５は監視手段の第３例を示すが、埃検出部２０の抵抗Ｒに直列に抵抗２８を接続して、その分圧Ｖｄ３を検知し、バッファアンプ２９で必要レベルに増幅した後、Ａ／Ｄコンバータ３０を介してＡ／Ｄ変換して、デジタル信号として図示しない監視用のパソコンに送っている。パソコンでは、内部にコンパレータを有して、埃検出部２０の抵抗Ｒが予め決められた所定値よりも小さくなった場合は、所定の警報信号を出力している。
パソコンを用いる場合には、埃検出部２０の抵抗Ｒを経時的に監視することができる。

図２には、本発明の第２の実施の形態に係る埃検知装置３２を示すが、プリント基板３３の上に電子回路３４が設けられ、これらの入出力端子３５がプリント基板３３の下部に設けられている。そして、プリント基板３３の下部には、入出力端子３５とは別に接続端子となる第１、第２の電極３６、３７が設けられている。この第１、第２の電極３６、３７は埃検知部を構成し、この抵抗Ｒを前記した監視手段によって検知し、抵抗Ｒが基準値より下がった場合には、警報を発するようにしている。

図６は、例えば間隔３ｍｍで設定した第１、第２の電極１３、１４間の抵抗Ｒと、湿度の関係を示すが、湿度が７３％になると、抵抗Ｒが５ＭΩとなっている。湿度は経過時間に沿って３０〜９０％に設定した。なお、埃の積層値は約１ｍｍであった。抵抗Ｒが５ＭΩ以下になると、回路の動作に異常が発生する場合が多いので、１〜１０ＭΩ（好ましくは、５〜１０ＭΩ）程度で動作するようにするのが好ましい。

前記実施の形態においては具体的に数字を用いて説明したが、本発明の要旨を変更しない範囲での数値変更、設計変更を行うことは可能である。
また、前記実施の形態においては、電池の充放電装置向けで説明したが、一般的な電気設備に対しても本発明は適用される。

１０：埃検知装置、１１：ＦＥＴ、１２：電子機器、１３：第１の電極、１４：第２の電極、１５：コンパレータ、１５ａ：湿度センサー、１６ａ：湿度制御器、１６：オペアンプ、１７、１８：抵抗、２０：埃検出部、２１：抵抗、２２：出力端子、２４：コンパレータ、２５：抵抗、２６：出力端子、２８：抵抗、２９：バッファアンプ、３０：Ａ／Ｄコンバータ、３２：埃検知装置、３３：プリント基板、３４：電子回路、３５：入出力端子、３６：第１の電極、３７：第２の電極

Claims

電子機器に取付けて使用する埃検知装置であって、前記電子機器の基板に対となる第１、第２の電極を隙間を有して露出状態で配置し、前記第１、第２の電極間の抵抗を監視手段で監視し、前記抵抗が一定値以下になった場合に警報出力を発することを特徴とする埃検知装置。
請求項１記載の埃検知装置において、前記監視手段は、コンパレータであることを特徴とする埃検知装置。
電子機器に取付けて使用する埃検知装置であって、前記電子機器の基板に対となる第１、第２の電極を隙間を有して露出状態で配置し、前記第１、第２の電極間の抵抗を測定し、Ａ／Ｄ変換して監視用のパソコンに送ることを特徴とする埃検知装置。
請求項１〜３のいずれか１に記載の埃検知装置において、前記電子機器は電池の充放電装置であることを特徴とする埃検知装置。
請求項１〜４のいずれか１に記載の埃検知装置において、湿度センサーが併せて設けられ、前記湿度センサーによって検知した周囲の湿度が設定値以上となった場合は、前記警報出力とは別の警報出力を発することを特徴とする埃検知装置。