JP2018155558A - 汚損監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】汚損の程度をより信頼性をもって監視することが可能な汚損監視装置を提供する。
【解決手段】汚損監視装置５０は、監視対象物の設置場所と同じ湿度条件を持つ環境に設置される第１のセンサ１００と、第１のセンサ１００の設置環境と同じ湿度条件を持ち、かつ、汚損がないと見なされる環境に設置される第２のセンサ２００と、各センサの出力値をそれぞれ相対湿度に換算する湿度換算部３１０及び３２０と、各湿度換算部で換算された換算値が入力される演算処理部４１０とを含む。演算処理部４１０は、第１のセンサ１００の出力値から換算された湿度換算値及び第２のセンサ２００の出力値から換算された湿度換算値との差分値を算出し、記録装置４２０に順次記録する。演算処理部４１０はさらに、記録装置４２０に記録された複数の差分値のうち、値が大きい一部の差分値の平均値を用いて汚損量を算出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、汚損監視装置に関し、特に、所定の環境に設置された監視対象物の汚損の程度を監視する汚損監視装置に関する。

受配電設備等に設置されている各種電気機器では、その設置環境に応じて経年劣化が起こる。特に、電気機器を構成する各種絶縁物の表面では、塩分又は塵埃等の堆積による汚損によって絶縁劣化又は発錆が進行する。絶縁劣化又は発錆が進行すると、電気機器の特性が変化したり、電気機器が正常に動作しなくなったりすることがある。最悪の場合は短絡事故に至る。そのため、こうした絶縁劣化等に起因する電気機器の特性変化又は動作不良を未然に防止するための技術が求められる。

後掲の特許文献１には、絶縁劣化に起因する不具合の発生を未然に防止するために、汚損の程度を監視する汚損監視装置が開示されている。特許文献１に開示の汚損監視装置は、感湿材がそれぞれ塗布された２つの電極部（湿度センサ）を用いる。２つの電極部は湿度条件が同一と見なされる場所に設置される。ただし、２つの電極部の一方は汚損され易い場所に設置され、２つの電極部の他方は汚損がないと見なされる場所に設置される。一方の電極部の表面が汚損されると、その電極部に流れる電流量が他方の電極部に比べて増加する。汚損監視装置は、各電極部に流れる電流量を比較し、その比較結果、すなわち差分値に基づいて汚損の程度を判定する。

特許第５４８８７５５号

汚損による差分の発生が顕著になるのは、汚損物質が例えば海水塩分の主成分である塩化ナトリウムの場合、相対湿度６５％ＲＨ以上である。すなわち、相対湿度に応じて、２つの電極部の差分値が変化する。そのため、瞬時の差分値から塩分付着の程度を確認することは困難である。瞬時の差分値を順次記録することによって差分トレンドを得たとしても、当該差分トレンドにて塩分付着を連続的に監視することは困難である。差分トレンドのピーク値（差分の最大値）をホールドすることによって塩分付着の程度を検出することは可能であるものの、こうした方法では、電極部の一時的な湿潤等による外乱によって塩分付着を誤検出するおそれがある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、本発明の１つの目的は、汚損の程度をより信頼性をもって監視することが可能な汚損監視装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本願発明者らが鋭意検討した結果、差分値のトレンドデータ（差分トレンド）から最大値付近の差分値の平均を算出し、この平均値を用いることによって、汚損の程度を連続的に監視できることを見出した。

すなわち、本発明の一の局面に係る汚損監視装置は、監視対象物の汚損の程度を監視する汚損監視装置であって、各々、導電性高分子材料を用いた第１の湿度センサ及び第２の湿度センサを含む。第１の湿度センサは、監視対象物の設置場所と同じ湿度条件を持つ環境に設置されるものであり、第２の湿度センサは、第１の湿度センサの設置環境と同じ湿度条件を持ち、かつ、汚損がないと見なされる環境に設置されるものである。汚損監視装置はさらに、第１の湿度センサ及び第２の湿度センサの各出力値をそれぞれ相対湿度に換算するための換算手段と、第１の湿度センサの出力値から換算された第１の相対湿度と、第２の湿度センサの出力値から換算された第２の相対湿度との差分値を算出するための差分算出手段と、第２の相対湿度が予め設定されたＸ％ＲＨ（Ｘは正の定数）以上であることに応答して、差分算出手段が算出した差分値の時系列を所定の記録装置に順次記録するための記録手段と、記録装置に記録された差分値の時系列の平均値、標準偏差、及び差分値の最大値近傍の値である所定個数の差分値を用いて汚損量を算出するための汚損量算出手段とを含む。

記録装置には、第１の湿度センサの出力値から換算された第１の相対湿度と、第２の湿度センサの出力値から換算された第２の相対湿度との差分値が順次記録される。汚損量算出手段は、記録装置に記録された複数の差分値のうち、値が大きい一部の差分値の平均値を用いて汚損量を算出する。過去の差分値を含めて汚損量を算出するため、相対湿度に関わらず現時点の汚損量を算出できる。これにより、汚損の程度を連続的に監視できる。加えて、ユーザは所望のタイミングで汚損量を確認できる。さらに、記録装置に記録された差分値の時系列の平均値、標準偏差、及び差分値の最大値近傍の値である所定個数の差分値を汚損量算出に用いることによって、一時的な湿潤等の外乱に起因する誤検出を抑制できる。

好ましくは、汚損量算出手段は、以下の式（ａ）によって汚損量を算出するための手段を含む。

より好ましくは、算出するための手段は、記録装置に記録された差分値の時系列の平均値ΔＨ_ＡＶを算出するための手段と、記録装置に記録された差分値の時系列の標準偏差ΔＨ_σを算出するための手段と、記録装置に記録された差分値の時系列のうち、値が上位のｎ番目〜ｍ番目（ただしｍ，ｎは０＜ｎ＜ｍかつ５≦ｍ−ｎ≦４０を満たす整数）の差分値の平均値ΔＨ_ｍを算出するための手段と、ΔＨ_ＡＶと予め設定された定数Ａ１とを比較し、値の低い方又は同じ場合はいずれかを変数Ａに代入するとともに、ΔＨ_σを３倍した３ΔＨ_σと予め設定された定数Ｂ１とを比較し、値の低い方又は同じ場合はいずれかを変数Ｂに代入する処理を実行するための手段と、ΔＨ_ｍ、変数Ａ、変数Ｂ、及び予め設定された定数Ｃの各値を用いて、以下の式により仮汚損量Ｓ_ａを求めるための手段と、

仮汚損量Ｓ_ａと数値０とを比較し、値の大きい方を汚損量と推定するための手段とを含む。

上述のように、従来技術では２つの電極部に流れる電流量の差分値に基づいて汚損の程度を判定する。一方、電極部には特性のバラツキがあり、汚損がない状態でも、２つの電極部に流れる電流量が一致しないことがある。こうした特性のバラツキが誤差要因となることがある。特に、汚損量が少ないときに、この特性のバラツキによる誤差が問題となる。

こうした点を考慮した場合、記録装置に順次記録された複数の差分値の平均値ΔＨ_ＡＶ、及び複数の差分値の標準偏差ΔＨ_σを算出し、これらを利用して上記式（１）により汚損量を算出するよう構成されていると好ましい。これにより、第１の湿度センサと第２の湿度センサとの特性のバラツキ等に起因する誤差をキャンセルできるので、汚損量が少ない場合も含めて、汚損量を精度よく測定できる。

さらに好ましくは、Ｘの値は４０〜７０の範囲内であり、ｎは１〜１０の範囲内のいずれかの整数であり、ｍは１０〜５０の範囲内のいずれかの整数であり、ｍ―ｎは５〜４０の範囲内のいずれかの整数であり、定数Ａ１の値は２〜６の範囲内であり、定数Ｂ１の値は３〜６の範囲内であり、定数Ｃの値は０．００５〜０．０１０の範囲内である。

好ましくは、汚損監視装置は、Ｘ、ｍ、ｎ、ｍ−ｎ、定数Ａ１、定数Ｂ１及び定数Ｃ１の任意の組み合わせを設定するための設定手段をさらに含む。これにより、種々の条件に応じて設定を変更できるので、汚損量の測定精度をより向上させることができる。

より好ましくは、汚損監視装置は、差分値の時系列を測定する測定装置と、測定装置から差分値の時系列を取得して、当該時系列を用いて汚損量を求めるための演算処理を実行する演算処理装置とに分けられ、測定装置は、第１の湿度センサ、第２の湿度センサ、換算手段、差分算出手段、及び記録手段を含み、演算処理装置は、汚損量算出手段を含む。

さらに好ましくは、汚損監視装置はさらに、第１及び第２の湿度センサのうちの少なくとも第１の湿度センサを換算手段に着脱自在に接続するための接続手段を含む。

以上のように、本発明によれば、汚損の程度をより信頼性をもって監視することが可能な汚損監視装置を得ることができる。

第１の実施の形態に係る汚損監視装置の構成を示すブロック図である。 汚損監視装置のセンサの構成を示す平面図である。 汚損監視装置のセンサの構成を示す平面図である。 汚損監視装置のセンサの設置例を示す断面図である。 図１に示す汚損監視装置で実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 図５のステップＳ１４００の詳細なフローである。 湿度センサの相対湿度と抵抗値の特性を示す図（神栄テクノロジー株式会社製湿度センサ（ＣＬ−Ｍ５３Ｒ）のデータシート）である。 塩分付着による湿度センサ１及び湿度センサ２の挙動を示す図である。 検知試験の結果を示す図である。 検知試験の結果を示す図である。 塩分付着量の計算結果と実測値との関係を示す図である。 塩分付着量の計算結果と実測値との関係を示す図である。 第２の実施の形態に係る汚損監視装置の構成を示すブロック図である。 第３の実施の形態に係る汚損監視装置の構成を示すブロック図である。 図１４に示す汚損監視装置で実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。

以下、本発明を具体化した実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明及び図面においては、同一の部品又は構成要素には同一の参照符号及び名称を付してある。それらの機能も同様である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

（第１の実施の形態）
本実施の形態に係る汚損監視装置は、２つのセンサの差分値の時系列を記録し、記録した差分値を演算処理することによって汚損量を算出する。この汚損監視装置は、所定の時間間隔で汚損量を算出することによって監視対象物（図示せず）の汚損の程度を連続的に監視する。

［構成］
図１を参照して、本汚損監視装置５０は、第１のセンサ１００、第２のセンサ２００、電源３００、第１の湿度換算部３１０、第２の湿度換算部３２０、及び制御部４００を含む。第１のセンサ１００及び第２のセンサ２００は、いずれも、いわゆる高分子抵抗式の湿度センサであり、同一の構成及び形状を備える。以下、第１のセンサ１００及び第２のセンサ２００を代表して第１のセンサ１００の構造について説明する。

図２を参照して、第１のセンサ１００は、絶縁基板１１０と、この絶縁基板１１０の表面（一方の主面）上に形成された一対の電極１２０及び１２２と、電極１２０及び１２２の間に跨がって形成された感湿膜１３０とを含む。絶縁基板１１０は、例えばセラミック、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等の絶縁材料から構成されている。電極１２０及び１２２の各々の一方端部は櫛形に形成されており、両者の櫛形が交互に並ぶように、絶縁基板１１０の表面上に所定の距離だけ互いに離間して配置されている。これらの電極１２０及び１２２において、櫛形に形成された部分とは反対側の端部にはパッド部がそれぞれ形成されており、各パッド部にはリード端子１４０及び１４２がそれぞれハンダによって電気的に接続されている。なお、第２のセンサ２００には、リード端子１４０及び１４２に代えてリード端子２４０及び２４２が接続されている。

感湿膜１３０は、イオン導電性高分子を材料とする膜である。感湿膜１３０は絶縁基板１１０の表面上に電極１２０及び１２２の櫛形の部分を覆うように形成されている。この感湿膜１３０は例えば塗布又は蒸着等の成膜方法により絶縁基板１１０上に形成される。感湿膜１３０を構成するイオン導電性高分子は、ポリイミド系、ポリアミド系、ポリアクリル酸系、シリコン系及びポリスチレン系のポリマー、並びにセルロースからなる群から選択されるポリマーを主として含有するイオン導電性高分子である。以下、絶縁基板１１０の電極１２０及び１２２が形成されている側を第１のセンサ１００及び第２のセンサ２００の表面と呼ぶ。

図３（Ａ）を参照して、第１のセンサ１００は、リード端子１４０及び１４２を除き、ケース１５０の内部に収容される。ケース１５０には、第１のセンサ１００の表面と対向する部分に開口部１５２が形成されている。この開口部１５２は比較的大きな開口面積を有しており、電極１２０及び１２２の少なくとも櫛形の部分を外部に露出させる。

図３（Ｂ）を参照して、第２のセンサ２００も、第１のセンサ１００と同様、リード端子２４０及び２４２を除き、ケース２５０の内部に収容される。ケース２５０には、第２のセンサ２００の表面と対向する部分に複数の開口部２５２が形成されている。これらの開口部２５２は、第２のセンサ２００の表面が汚損されるのを抑制するために、いずれも小さな開口面積となっている。

図４を参照してケース１５０とケース２５０とは、その背面（開口部が形成されていない側の面）が互いに接するように背中合わせに配置される。第１のセンサ１００は、第１の場所６０内において、その表面を汚損の生じやすい方向に向けて設置される。その方向は、通常、垂直上方（重力方向に対して上向き）である。すなわち、第１のセンサ１００は、その表面を上側（矢印Ｚ１方向）に向けてケース１５０の内部に設置される。第１のセンサ１００が収容されているケース１５０の内部は、開口部１５２を介して監視対象物が設置される環境に対して開かれている。そのため、第１のセンサ１００が設置されるケース１５０の内部、すなわち第１の場所６０は、湿度及び塩分・塵埃の各条件が、監視対象物が設置される環境と同じである。したがって、第１の場所６０に設置された第１のセンサ１００の表面では、監視対象物が設置される環境と同様に塩分又は塵埃が堆積する。

一方、第２のセンサ２００は、第１のセンサ１００の近傍であるケース２５０内部に、その表面を汚損の生じにくい方向に向けて設置される。その方向は、通常、垂直下方（重力方向に対して下向き）である。すなわち、第２のセンサ２００は、その表面を下側（矢印Ｚ２方向）に向けてケース２５０の内部に設置される。ケース２５０の開口部２５２はその開口面積が小さく、かつ、その開口部２５２が下側（矢印Ｚ２方向）を向くように配置される。そのため、第２のセンサ２００が設置されるケース２５０の内部、すなわち第２の場所６２には、塩分及び塵埃が流入しにくい。こうした環境に第２のセンサ２００を設置することにより、第２のセンサ２００の表面への塩分又は塵埃の堆積する程度は第１のセンサ１００に比べて著しく小さくなる。さらに、第２の場所６２は第１の場所６０の近傍であるため、第１の場所６０の湿度と第２の場所６２の湿度とは実質的には差がない。このことより、第２のセンサ２００が設置される第２の場所６２は、第１のセンサ１００の設置環境と同じ湿度条件を持ち、かつ、汚損がないと実質的に見なされる環境と言える。

このように、第１のセンサ１００は監視対象物の設置場所と同じ湿度条件を持つ環境である第１の場所６０（図１参照）に設置されることによって、当該監視対象物の設置された環境における塩分又は塵埃等の堆積の程度を監視するためのセンサとして機能する。第２のセンサ２００は第１の場所６０と同じ湿度条件であって、汚損の生じにくい環境である第２の場所６２（図１参照）に設置されることによって、第１のセンサ１００の出力から湿度に依存する分を補償するためのセンサとして機能する。

再び図１を参照して、第１のセンサ１００において、リード端子１４０には電源３００が電気的に接続されている。この電源３００によってリード端子１４０及び１４２（電極１２０及び１２２）間に所定の交流電圧が印加される。リード端子１４２は第１の湿度換算部３１０と電気的に接続されている。さらに、リード端子１４２と接地電位との間には抵抗器７０（分流器）が第１の湿度換算部３１０と並列に接続されている。第１の湿度換算部３１０は、抵抗器７０を流れる電流に比例した電圧を検出することで、抵抗器７０によって分流された電流を、第１のセンサ１００における感湿膜１３０の沿面抵抗の指標となる第１の電流信号として測定する。第１の湿度換算部３１０はさらに、測定した第１の電流信号を相対湿度に換算する。

同様に、第２のセンサ２００において、リード端子２４０には電源３００が電気的に接続されている。この電源３００によってリード端子２４０、２４２の間に所定の交流電圧が印加される。リード端子２４２は第２の湿度換算部３２０と電気的に接続されている。さらに、リード端子２４２と接地電位との間には抵抗器７２（分流器）が第２の湿度換算部３２０と並列に接続されている。第２の湿度換算部３２０は、抵抗器７２を流れる電流に比例した電圧を検出することで、抵抗器７２によって分流された電流を、第２のセンサ２００における感湿膜２３０の沿面抵抗の指標となる第２の電流信号として測定する。第２の湿度換算部３２０はさらに、測定した第２の電流信号を相対湿度に換算する。

第１の湿度換算部３１０及び第２の湿度換算部３２０は、その換算結果を制御部４００に出力する。制御部４００は、汚損監視装置５０を制御するための所定の演算処理を実行する演算処理部４１０と、汚損監視装置５０が測定したデータを記録するための記録装置４２０とを含む。演算処理部４１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）及びメモリ（いずれも図示せず）等を含む。メモリには、汚損監視装置５０を制御するためのプログラム、及び汚損監視装置５０の制御に用いる設定条件等が予め記憶されている。記録装置４２０は、フラッシュメモリ等の不揮発性の記録装置を含む。第１の湿度換算部３１０及び第２の湿度換算部３２０によって換算された各相対湿度は、演算処理部４１０に入力される。

ここで、センサには特性バラツキがあり、汚損がない状態でも相対湿度の換算値が一致しないことがある。そのため、第１の湿度換算部３１０及び第２の湿度換算部３２０によって換算された各相対湿度の差分値のみで汚損量を評価しようとすると、センサ毎の特性バラツキ、又は時間に対する測定値のバラツキにより誤差が生じる。

こうした点を考慮して、本汚損監視装置５０の演算処理部４１０は、入力された相対湿度に対して、以下の比較・演算処理を行なって汚損量を算出する。以下、塩分付着による汚損を例にして説明する。

（１）所定時間毎に第２の湿度換算部３２０から入力された相対湿度（第２のセンサ２００の出力値から換算された相対湿度換算値Ｈ２）を測定し、相対湿度がＸ％ＲＨ以上のときに、第１の湿度換算部３１０から入力された相対湿度（第１のセンサ１００の出力値から換算された相対湿度換算値Ｈ１）と、第２の湿度換算部３２０から入力された相対湿度との差分値ΔＨを算出する。これは、汚損による差分が見られるのが相対湿度の比較的高いときであるためである。

（２）算出した差分値ΔＨを記録装置４２０に記録する。

（３）記録装置４２０に記録された過去の全差分値ΔＨを読出して、
差分値ΔＨの平均値ΔＨ_ＡＶ
差分値ΔＨの標準偏差ΔＨ_σ
差分値ΔＨの上位のｎ番目〜ｍ番目（ただしｎ及びｍは０＜ｎ＜ｍかつｍ−ｎ＝定数を満たす整数）の差分値の平均値ΔＨ_ｍ
をそれぞれ算出する。

（４）ΔＨ_ＡＶと定数Ａ１とを比較し、値が低い方をＡとする。値が同じ場合は、どちらの値をＡとしてもよい。本実施形態では、ΔＨ_ＡＶの値と定数Ａ１の値とが同じ場合はΔＨ_ＡＶの値をＡとする。すなわちＡ＝ｍｉｎ（ΔＨ_ＡＶ、Ａ１）である。

（５）ΔＨ_σを３倍した３×ΔＨ_σ（以下「３ΔＨ_σ」と記す。）と定数Ｂ１とを比較し、値が低い方をＢとする。値が同じ場合は、どちらの値をＢとしてもよい。本実施形態では、３ΔＨ_σの値と定数Ｂ１の値とが同じ場合は３ΔＨ_σの値をＢとする。すなわち、Ｂ１＝ｍｉｎ（３ΔＨ_σ，Ｂ１）である。

（６）ΔＨ_ｍ、Ａ、Ｂ、及び予め設定された定数Ｃの各値を用いて、以下の式（２）により仮汚損量Ｓ_ａを求める。

（７）仮汚損量Ｓ_ａと数値「０」とを比較し、高い方の値を塩分付着量（汚損量）Ｓとする。すなわち、Ｓ＝ｍａｘ（Ｓ_ａ，０）である。

演算処理部４１０には、上記処理に用いる各設定条件（定数）として、上記したＸ、ｎ、ｍ、定数Ａ１、定数Ｂ１、及び定数Ｃの各値が予め設定（登録）される。

制御部４００（演算処理部４１０）は、上記した各設定条件（定数）を少なくとも以下の範囲で設定可能に構成されている。

Ｘ％ＲＨ：４０％ＲＨ〜７０％ＲＨ
ｎの値：１〜１０
ｍの値：１０〜５０
ただしｍ、ｎは０＜ｎ＜ｍ、５≦ｍ−ｎ≦４０を満たす整数
定数Ａ１：２〜６
定数Ｂ１：３〜６
定数Ｃ：０．００５〜０．０１０
本実施の形態では、各設定条件（定数）は、例えば、Ｘ＝５０、ｎ＝３、ｍ＝１２、Ａ１＝３、Ｂ１＝４．５、及びＣ＝０．００８に設定される。

これらの設定条件（定数）についてより詳細に説明する。

《Ｘについて》
一般に高分子抵抗式の湿度センサは低湿度時において測定誤差が大きい。そのため、低湿度時は、塩分付着の有無にかかわらず、大きな差分値が発生するおそれがある。計算に用いる差分値を一定湿度（Ｘ％ＲＨ：例えば５０％ＲＨ）以上の高湿度条件で得られたものに限定することで、塩分付着量の推定精度が向上する。Ｘ％ＲＨを４０％ＲＨ〜７０％ＲＨの範囲内とすることで、こうした効果が得られる。そのため、Ｘ％ＲＨは４０％ＲＨ〜７０％ＲＨの範囲内で設定されていると好ましい。

《ｎ及びｍについて》
上位のｎ番目〜ｍ番目の差分値の平均値、すなわち差分最大値付近の複数の値の平均値を用いて塩分付着量を算出することで、算出結果の信頼性を高めている。定数ｎ及び定数ｍは、ｎ＝１〜１０、ｍ＝１０〜５０、及びｍ−ｎ＝５〜４０を満たすよう設定されていると好ましい。こうした範囲内で設定されていると、算出結果の信頼性を十分に高めることができる。なお、第１のセンサ１００への水分付着等による外乱要因を考慮すると、差分の最大値（ｎ＝１）を採用した場合には計算値に誤差が生じる可能性がある。そこで、例えばｎ＝３、ｍ＝１２とし、ΔＨ_ｍを上位付近１０データの平均値とすることで外乱要因による誤差を回避できる。

《Ａ１について》
塩分付着がない場合の第１のセンサ１００と第２のセンサ２００との特性バラツキをキャンセルする目的で、ΔＨ_ｍから差分値全体の平均値（ΔＨ_ＡＶ）を引き算して正確な差分値を出す。ただし、塩分付着がある場合はこの平均値（ΔＨ_ＡＶ）が塩分付着時の差分値によって増大する。そのため、塩分付着時においても、差分値全体の平均値（ΔＨ_ＡＶ）を引き算すると、塩分付着量の算出結果に誤差が生じる。こうした誤差が生じるのを抑制するために、引き算する平均値の最大値を定数Ａ１によって規定する。塩分付着がない場合は、センサ毎の特性バラツキによる平均値（ΔＨ_ＡＶ）のズレは概ね−３〜３の範囲に収まるため、定数Ａ１は３に設定されていると好ましい。一方、平均値（ΔＨ_ＡＶ）のズレは、湿度センサの特性によっても変化する。その場合のズレは概ね２〜６の範囲である。こうした点を考慮すると、定数Ａ１は２〜６であるのが好ましい。

《Ｂ１について》
塩分付着がない場合の差分値の時間的なバラツキが、通常の場合にはいわゆる「３σ」の範囲に収まると考え、ΔＨ_ｍから３ΔＨ_σを引き算することで差分値の有意な増加を検出する。この場合も、平均値（ΔＨ_ＡＶ）と同様、塩分付着がある場合はこの標準偏差（ΔＨ_σ）が塩分付着時の差分値によって増大する。そのため、塩分付着時においても、３σ（３ΔＨ_σ）を引き算すると、塩分付着量の算出結果に誤差が生じる。こうした誤差が生じるのを抑制するために、引き算する３σの最大値を定数Ｂ１によって規定する。塩分付着がない場合、標準偏差は概ね１．５程度であるため、定数Ｂ１は４．５に設定されていると好ましい。一方、差分値の３σは、湿度センサの特性、又は測定環境等によっても変化する。その場合の３σは概ね３〜６の範囲である。こうした点を考慮すると、定数Ｂ１は３〜６であるのが好ましい。

《Ｃについて》
この定数Ｃは、塩分付着量の計算結果と実測値とを比較して決定される換算係数である。本実施の形態では、実測値をもとに０．００８とされている。ただし、定数Ｃの値は湿度センサの特性等によっても変わるため、こうした点を考慮すると０．００５〜０．０１０であるのが好ましい。

このように、本実施の形態に係る汚損監視装置５０は、種々の条件に応じて各定数を設定する。以上をまとめると、汚損量Ｓは以下の式により求められる。

［ソフトウェア構成］
図５を参照して、監視対象物の汚損の程度を連続的に監視するために、汚損監視装置５０で実行されるコンピュータプログラムの制御構造について説明する。このプログラムは、ユーザの操作に応じて開始する。

このプログラムは、第２の湿度換算部３２０によって換算された相対湿度がＸ％ＲＨ（例えば５０％ＲＨ）以上であるか否かを判定し、判定結果に応じて制御の流れを分岐させるステップＳ１０００と、ステップＳ１０００において、相対湿度がＸ％ＲＨ以上であると判定された場合に実行され、第１の湿度換算部３１０及び第２の湿度換算部３２０によって換算された各相対湿度の差分値ΔＨを算出するステップＳ１１００と、ステップＳ１１００の後に実行され、算出した差分値ΔＨを記録装置４２０に記録するステップＳ１２００と、ステップＳ１２００の後、又はステップＳ１０００において、相対湿度がＸ％ＲＨ以上ではないと判定された場合に実行され、差分値ΔＨの記録数が所定数以上であるか否かを判定し、判定結果に応じて制御の流れを分岐させるステップＳ１３００とを含む。ステップＳ１３００では、監視を開始してから記録された一連のデータの数が、塩分付着量を算出することが可能な数か否かが判定される。例えばデータの数がｍ個に満たなければ塩分付着量の算出は不可能である。また、データの数がｍよりある程度大きな数に達しなければ十分に信頼性の高い測定はできない。したがって、この判定を行うためのしきい値は予め実験等により定めておくことが望ましい。

このプログラムはさらに、ステップＳにおいて、差分値ΔＨの記録数が所定数以上であると判定された場合に実行され、塩分付着量の算出処理を実行するステップＳ１４００と、ステップＳ１４００の後、又はステップＳ１３００において、差分値ΔＨの記録数が所定数以上ではないと判定されたことに応答して、所定の時間が経過したか否かを判定し、所定の時間が経過するまで待機するステップＳ１５００とを含む。ステップＳ１５００では、ロギング間隔として設定された所定時間が経過したか否かが判定される。ステップＳ１５００において、所定の時間が経過したと判定された場合は、制御はステップＳ１０００に戻る。

図６は、図５のステップＳ１４００の詳細なフローである。図６を参照して、このルーチンは、記録装置４２０に記録された一連の差分値データを読出して、差分値ΔＨの平均値ΔＨ_ＡＶ、差分値ΔＨの標準偏差ΔＨ_σ、差分値ΔＨの上位ｎ番目〜ｍ番目（例えば上位３番目〜１２番目）の平均値ΔＨ_ｍをそれぞれ算出するステップＳ２０００と、ステップＳ２０００の後に実行され、算出したΔＨ_ＡＶが予め設定された定数Ａ１以下か否かを判定し、判定結果に応じて制御の流れを分岐させるステップＳ２０１０と、ステップＳ２０１０において、ΔＨ_ＡＶが定数Ａ１以下であると判定された場合に実行され、ΔＨ_ＡＶの値を変数Ａに代入するステップＳ２０２０と、ステップＳ２０１０において、ΔＨ_ＡＶが定数Ａ１以下ではないと判定された場合に実行され、定数Ａ１の値を変数Ａに代入するステップＳ２０３０とを含む。

このルーチンはさらに、ステップＳ２０２０又はステップＳ２０３０の後に実行され、算出した標準偏差ΔＨ_σを３倍した３ΔＨ_σが予め設定された定数Ｂ１以下か否かを判定し、判定結果に応じて制御の流れを分岐させるステップＳ２０４０と、ステップＳ２０４０において、３ΔＨ_σが定数Ｂ１以下であると判定された場合に実行され、３ΔＨ_σの値を変数Ｂに代入するステップＳ２０５０と、ステップＳ２０４０において、３ΔＨ_σが定数Ｂ１以下ではないと判定された場合に実行され、定数Ｂ１の値を変数Ｂに代入するステップＳ２０６０と、ステップＳ２０５０又はステップＳ２０６０の後に実行され、上記した式（２）により仮汚損量を算出し、その値を変数Ｓ_ａに代入するステップＳ２０７０とを含む。

このルーチンはさらに、ステップＳ２０７０の後に実行され、変数Ｓ_ａが０未満か否か、すなわち、変数Ｓ_ａの値がマイナスか否かを判定し、判定結果に応じて制御の流れを分岐させるステップＳ２０８０と、ステップＳ２０８０において、変数Ｓ_ａが０未満であると判定された場合に実行され、塩分付着量Ｓとして「０」を記録装置４２０に記録するステップＳ２０９０と、ステップＳ２０８０において、変数Ｓ_ａが０未満ではないと判定された場合に実行され、塩分付着量Ｓとして変数Ｓ_ａの値（仮汚損量の値）を記録装置４２０に記録するステップＳ２１００とを含む。ステップＳ２０９０又はステップＳ２１００の処理が終了すると、このルーチンは終了する。

［動作］
本実施の形態に係る汚損監視装置５０は以下のように動作する。

汚損監視装置５０の電源がＯＮされ、ユーザによって、汚損監視の開始指示がされる。データの記録間隔として所定のロギング間隔（例えば１時間）が設定されているものとする。なお、ロギング間隔は所望の時間間隔に設定できる。

図１を参照して、第１のセンサ１００は監視対象物の設置場所と同じ湿度条件を持つ環境である第１の場所６０に設置される。第２のセンサ２００は第１の場所６０と同じ湿度条件であって、汚損の生じにくい環境である第２の場所６２に設置される。電源３００は第１のセンサ１００及び第２のセンサ２００に所定の交流電圧を印加する。

第１のセンサ１００からの第１の電流信号が第１の湿度換算部３１０に入力され、第２のセンサ２００からの第２の電流信号が第２の湿度換算部３２０に入力される。第１の湿度換算部３１０は第１の電流信号を相対湿度に換算し、その換算結果（相対湿度換算値Ｈ１）を制御部４００に出力する。第２の湿度換算部３２０は第２の電流信号を相対湿度に換算し、その換算結果（相対湿度換算値Ｈ２）を制御部４００に出力する。第１の湿度換算部３１０及び第２の湿度換算部３２０から出力された各相対湿度は、演算処理部４１０に入力される。

図５を参照して、演算処理部４１０は、第２の湿度換算部３２０からの相対湿度に基づいて、相対湿度がＸ％ＲＨ（例えば５０％ＲＨ）以上であるか否かを判定する。相対湿度がＸ％ＲＨ以上である場合（ステップＳ１０００においてＹＥＳ）、演算処理部４１０は入力された相対湿度換算値Ｈ１と相対湿度換算値Ｈ２との差分値ΔＨを算出し（ステップＳ１１００）、算出した差分値ΔＨを差分トレンドデータとして記録装置４２０に記録する（ステップＳ１２００）。相対湿度がＸ％ＲＨ未満の場合（ステップＳ１０００においてＮＯ）は差分値を記録しない。ロギング間隔として設定された１時間が経過すると（ステップＳ１５００においてＹＥＳ）、上記処理を繰返す。これにより、相対湿度がＸ％ＲＨ以上の間は１時間間隔で差分値ΔＨが記録装置４２０に順次記録される。

監視を開始してから記録された一連のデータ数が塩分付着量を算出することが可能な数に達すると（ステップＳ１３００においてＹＥＳ）、演算処理部４１０は塩分付着量の算出処理を実行する（ステップＳ１４００）。

図６を参照して、演算処理部４１０は、記録装置４２０に記録された一連の差分値データを読出し、差分値ΔＨの平均値ΔＨ_ＡＶ（差分トレンドデータ全体の平均値）、差分値ΔＨの標準偏差ΔＨ_σ（差分トレンドデータ全体の標準偏差）、差分値ΔＨの上位ｎ番目〜ｍ番目の平均値ΔＨ_ｍ（上位一部の平均値）をそれぞれ算出する（ステップＳ２０００）。演算処理部４１０は、ΔＨ_ＡＶと定数Ａ１とを比較し、値の低い方を変数Ａに代入するとともに、３ΔＨ_σと定数Ｂ１とを比較し、値の低い方を変数Ｂに代入する。ΔＨ_ＡＶと定数Ａ１とが同じ値の場合、演算処理部４１０は、ΔＨ_ＡＶの値を変数Ａに代入する。同様に、３ΔＨ_σと定数Ｂ１とが同じ値の場合、演算処理部４１０は、３ΔＨ_σの値を変数Ｂに代入する。ただし、ΔＨ_ＡＶと定数Ａ１とが同じ値の場合、いずれの値を変数Ａに代入しても同じであるため、定数Ａ１の値を変数Ａに代入してもよい。３ΔＨ_σと定数Ｂ１とが同じ値の場合も同様である。

続いて、演算処理部４１０は、ΔＨ_ｍ、変数Ａ、変数Ｂ、及び定数Ｃの各値を用いて、上記した式（２）により仮汚損量Ｓ_ａを求める（ステップＳ２０７０）。演算処理部４１０は、仮汚損量Ｓ_ａの値が０未満の場合（ステップＳ２０８０においてＹＥＳ）は、塩分付着量Ｓを「０」とし、その値（「０」）を記録装置４２０に記録する。一方、仮汚損量Ｓ_ａの値が０以上の場合（ステップＳ２０８０においてＮＯ）、演算処理部４１０は、仮汚損量Ｓ_ａの値を塩分付着量Ｓとし、その値を記録装置４２０に記録する。

再び図５を参照して、算出処理が終了すると、演算処理部４１０は、ロギング間隔として設定された１時間が経過するまで待機する。１時間が経過すると、演算処理部４１０は、差分値ΔＨを記録する処理（ステップＳ１０００〜ステップＳ１２００）を実行した後、再び、塩分付着量の算出処理（ステップＳ１４００）を実行する。汚損監視装置５０は、時間の経過に伴って差分値ΔＨを差分トレンドデータとして記録装置４２０に順次記録し、それに応じて塩分付着量の算出処理を実行する。このようにして、汚損監視装置５０は監視対象物の汚損の程度を連続的に監視する。

［本実施の形態の効果］
以上の説明から明らかなように、本実施の形態に係る汚損監視装置５０を利用することにより、以下に述べる効果を奏する。

汚損監視装置５０は、第１のセンサ１００の出力値から換算された相対湿度と、第２のセンサ２００の出力値から換算された相対湿度との差分値ΔＨをトレンドデータとして記録装置４２０に順次記録する。演算処理部４１０は、記録装置４２０に記録された一連の差分値データ（トレンドデータ）のうち、値が大きい一部の差分値の平均値（差分値ΔＨの上位ｎ番目〜ｍ番目の平均値ΔＨ_ｍ）を用いて汚損量を算出する。これにより、過去の差分値（トレンドデータ）を含めて汚損量を算出できるので、相対湿度に関わらず現時点の汚損量をユーザに提示できる。差分値ΔＨの上位ｎ番目〜ｍ番目の平均値ΔＨ_ｍを用いることによって、一時的な湿潤等の外乱に起因する誤検出を抑制できる。これにより、汚損の程度を連続的に監視できる。また、ｎの値を１ではなく１より大きな値（たとえば３）とすることで、外乱による突発的な悪影響を避け、より高い精度で汚損の程度を監視できる。

演算処理部４１０は、記録装置４２０に順次記録された一連の差分値（トレンドデータ全体）の平均値ΔＨ_ＡＶ、及び一連の差分値（トレンドデータ全体）の標準偏差ΔＨ_σをさらに算出し、これらを利用して上記式（２）により汚損量を算出する。これにより、第１のセンサ１００と第２のセンサ２００との特性バラツキに起因する誤差、及び、差分値の時間的なバラツキに起因する誤差を低減できるので、汚損量が少ない場合も含めて、汚損量を精度よく測定できる。その結果、汚損の程度を連続的かつ精度よく監視できる。

汚損監視装置５０はさらに、種々の条件に応じて、Ｘ％ＲＨを４０％ＲＨ〜７０％ＲＨの範囲で設定し、ｎ番目のｎの値を１〜１０の範囲で設定し、ｍ番目のｍの値を、ｎ＜ｍでかつ５≦ｍ−ｎ≦４０を満たすという条件のもとで１０〜５０の範囲で設定し、定数Ａ１を２〜６の範囲で設定し、定数Ｂ１を３〜６の範囲で設定し、定数Ｃを０．００５〜０．０１０の範囲で設定する。これにより、条件に応じた定数を設定できるので、汚損量の測定精度をより向上させることができる。なお、本発明はこのような実施の形態には限定されない。例えば上記した各値は予め選択された固定した値でもよいし、一部のみを変更可能としてもよい。

続いて、汚損監視装置５０の効果を確認するために行なった実験について説明する。

第１のセンサ１００及び第２のセンサ２００として、市販の高分子抵抗式湿度センサ（神栄テクノロジー株式会社製：ＣＬ−Ｍ５３Ｒ）を用いた。図７を参照して、高分子抵抗式湿度センサは相対湿度の上昇にしたがい抵抗値が低下する。ここで、塩分が付着しやすい状態で設置される、第１のセンサ１００に対応するセンサを「湿度センサ１」とし、塩分が付着しにくい状態で設置される、第２のセンサ２００に対応するセンサを「湿度センサ２」とする。湿度センサ１に塩分が付着した場合、付着した塩分により電極の抵抗値が低下するため、相対湿度が上昇したように見える。

図８に、塩分付着による湿度センサ１及び湿度センサ２の挙動を示す。図８の横軸には湿度センサ２による相対湿度の測定値が示されており、縦軸には湿度センサ１による相対湿度の測定値が示されている。図８を参照して、湿度センサ１に塩分付着がない場合は、理想的には、直線Ｌ１で示すように、湿度センサ１の測定値と湿度センサ２の測定値とは同一となる。一方、湿度センサ１に０．０５ｍｇ／ｃｍ^２程度の塩分付着があった場合は、湿度センサ１の相対湿度が１０％ＲＨ程度上振れし、湿度センサ１に０．１０ｍｇ／ｃｍ^２程度の塩分付着があった場合は、湿度センサ１の相対湿度が１５〜２０％ＲＨ程度上振れすることがわかる。この上振れ量（ドリフト量）は相対湿度に依存し、相対湿度（湿度センサ２の相対湿度）が７０％ＲＨ以上で顕著となる。

一方、塩分付着があった場合でも、相対湿度が低い範囲では、湿度センサ１の測定値と湿度センサ２の測定値との間で顕著な差分が発生していない。このことから、湿度センサ１の測定値と湿度センサ２の測定値との差分値は、湿度変動の影響を受けており、塩分付着があり、かつ湿度が上昇したときに増加することがわかる。

次に、湿度センサ１及び湿度センサ２を含む装置を複数作成し、塩害環境を含む複数の環境にこれらを設置して塩分付着の検知試験を行なった。この検知試験では、各環境において、湿度センサ１及び湿度センサ２で測定した各相対湿度の差分値をトレンドデータとして記録した。記録した差分値は相対湿度が５０％ＲＨ以上のときのものである。記録間隔（ロギング間隔）はいずれも１時間である。塩分付着量は、各装置（湿度センサ）の近傍に同期間設置したサンプルから求めた。具体的には、試験終了後にサンプルに付着した塩分を水溶液に溶解し、その水溶液の塩分濃度をイオンクロマト法にて測定することで求めた。各環境におけるトレンドデータ及びサンプルによる塩分付着量の実測値を図９及び図１０に示す。図９には、場所Ａ〜場所Ｃの３箇所での測定結果が示されており、これらはいずれも塩分付着があった事例である。図１０には、場所Ｄ〜場所Ｇの４箇所での測定結果が示されており、これらはいずれも塩分付着がなかった事例である。図９及び図１０において、各トレンドデータ（トレンドグラフ）の横軸は測定日数（日）であり、縦軸はドリフト量（％ＲＨ）（湿度センサ１の測定値及び湿度センサ２の測定値との差分値）である。

図９を参照して、場所Ａ〜場所Ｃのいずれにおいても、塩分付着量の増加に伴い差分値の最大値が増加することがわかる。このことから、最大値付近の差分値の平均を用いることによって現時点の汚損量を算出できることがわかる。一方、塩分付着がない場合は、図１０に示すように、湿度センサ１と湿度センサ２との特性バラツキにより、その差分値はプラス方向又はマイナス方向に発生する場合がある。また、時間による差分値のバラツキも確認できる。したがって、湿度センサの差分値のみで塩分付着量を評価しようとすると、こうしたバラツキに起因する誤差が生じることがわかる。

この検知試験で得られたトレンドデータをもとに、上記実施の形態で示した演算処理と同様の処理により塩分付着量を算出した。このときの各定数は、Ｘ＝５０、ｎ＝３、ｍ＝１２、Ａ１＝３、Ｂ１＝４．５、及びＣ＝０．００８である。表１に、塩分付着量の計算結果及び実測値を示す。図１１に、塩分付着量の計算結果と実測値との比較結果を示す。図１１の横軸は等価塩分付着量の計算結果（ｍｇ／ｃｍ^２）であり、縦軸は等価塩分付着量の実測値（ｍｇ／ｃｍ^２）である。図１１には、塩分付着量の計算結果と実測値とが同一となる場合が破線Ｌ２で示されている。

図１１を参照して、いずれのプロットも破線Ｌ２からのズレが非常に小さいことが確認できる。したがって、表１及び図１１より、塩分付着量の計算値は各塩分付着量における実測値とよく一致することがわかる。これらの実験より、汚損量が少ない場合も含めて、汚損量を精度よく測定できることが確認できた。以上より、本実施の形態に係る汚損監視装置５０によれば、汚損の程度を連続的かつ精度よく監視できることが確認できた。なお、設定される各定数は、少なくとも上記実施の形態で示した範囲であれば、検知試験で得られた結果と同様の結果が得られる。

（第１の実施の形態の変形例）
上記実施の形態では、差分値の平均値ΔＨ_ＡＶ、及び差分値の標準偏差ΔＨ_σを算出し、これらを利用して汚損量を算出する例について示した。しかし、差分値の平均値ΔＨ_ＡＶ及び標準偏差ΔＨ_σを考慮せずに、値が大きい一部の差分値の平均値（上位ｎ番目〜ｍ番目の平均値ΔＨ_ｍ）から、以下の式（３）により仮汚損量Ｓ_ａを算出するようにしてもよい。

この場合、差分値の平均値ΔＨ_ＡＶ及び標準偏差ΔＨ_σを考慮した場合に比べて、若干、塩分付着量の測定精度は低下する。特に、塩分付着量の小さい範囲で塩分付着量の測定精度がより低下する。ただし、測定精度の低下の程度はそれほど大きくなく、高精度を求めずにある程度の誤差を許容できる場合は、こうした手法は十分に有効である。

実施例２では、実施例１で示したトレンドデータをもとに、上記式（３）を用いて塩分付着量を算出した。定数Ｃは０．００６である。表２に、塩分付着量の計算結果（ｍｇ／ｃｍ^２）及び実測値（ｍｇ／ｃｍ^２）を示す。図１２に、塩分付着量の計算結果と実測値との比較結果を示す。

図１２を参照して、いずれのプロットも破線Ｌ２からのズレが十分に小さいことが確認できる。表２及び図１２より、塩分付着量の計算値は、式（３）を用いて算出した場合でも、各塩分付着量における実測値とよく一致することがわかる。以上より、本変形例においても、汚損の程度を連続的に監視できることが確認できた。

（第２の実施の形態）
図１３を参照して、本実施の形態に係る汚損監視装置５００は、相対湿度を測定する測定装置５１０と、塩分付着量を算出する処理装置５２０とを含む。処理装置５２０は、測定装置５１０とは別体で構成されている。すなわち、本実施の形態に係る汚損監視装置５００は、測定装置５１０と処理装置５２０とに分かれている点において、第１の実施の形態とは異なる。その他の点では、各汚損監視装置は同一の構成である。

測定装置５１０は、第１の実施の形態で示した制御部４００（図１参照）に代えて制御部５１２を含む。制御部５１２は、演算処理部４１０（図１参照）に代えて演算処理部５１４を含む。演算処理部５１４は、第１の湿度換算部３１０及び第２の湿度換算部３２０から入力された各相対湿度に対してその差分値ΔＨを算出し記録装置４２０に記録する処理を実行する。制御部５１２は、有線又は無線により外部の処理装置５２０と通信する。

処理装置５２０は、記録装置４２０に記録された差分値ΔＨのデータ（トレンドデータ）を測定装置５１０から取得し、汚損量（塩分付着量）の算出処理を実行する。処理装置５２０は、制御部５２２及び記録装置５２４を含む。制御部５２２は、第１の実施の形態で示した処理と同様の演算処理を実行することにより、取得したトレンドデータを用いて塩分付着量を算出する。制御部５２２は、算出した塩分付着量を記録装置５２４に記録する。

このように、測定装置５１０はトレンドデータを取得する処理を実行し、塩分付着量の算出処理は外部の処理装置５２０で実行する。これにより、個々の装置において複雑な演算が不要となるため、安価なＣＰＵにて汚損監視装置を構成できる。その結果、汚損監視装置を安価で提供できる。

（第３の実施の形態）
図１４を参照して、本実施の形態に係る汚損監視装置６００は、第１のセンサ１００及び第２のセンサ２００が交換可能であり、センサの交換時期を通知するよう構成されている点において、第１の実施の形態とは異なる。その他の点では、各汚損監視装置は同一の構成である。

汚損監視装置６００は、第１のセンサ１００を電源３００と第１の湿度換算部３１０、に着脱自在に電気的に接続する接続部７４、第２のセンサ２００を電源３００及び第２の湿度換算部３２０に着脱自在に電気的に接続する接続部７６さらに含む。

［ソフトウェア構成］
本実施の形態に係る汚損監視装置６００では、図５及び図６に示されるプログラムに加えて、図１５に示されるプログラムがさらに実行される。このプログラムは、ユーザの操作に応じて、図５及び図６に示されるプログラムとともに開始する。

図１５を参照して、このプログラムは、塩分付着量の算出結果が予め設定された所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上となるまで待機するステップＳ３０００と、ステップＳ３０００において、塩分付着量の算出結果が所定値以上であると判定された場合に実行され、塩分付着注意及びセンサ交換必要を知らせる目的の警報を外部機器に出力するステップＳ３１００と、ステップＳ３１００の後に実行され、警報の停止指示がされたか否かを判定し、判定結果に応じて制御の流れを分岐させるステップＳ３２００とを含む。ステップＳ３２００において、警報の停止指示がされていないと判定された場合は、制御はステップＳ３１００に戻る。ステップＳ３２００において、警報の停止指示がされたと判定された場合は、このプログラムは終了する。

［動作］
本実施の形態に係る汚損監視装置６００は以下のように動作する。なお、警報を出力する動作を除いた動作は、上記第１の実施の形態と同様である。したがって、同様の動作についての詳細な説明は繰返さない。

監視対象物が絶縁異常と判定される程の劣化を引き起こす汚損度に対応する塩分付着量が所定の閾値として予め設定されている。演算処理部４１０は、記録されたトレンドデータをもとに塩分付着量を算出する。演算処理部４１０は、算出された塩分付着量が所定値（閾値）以上であるか否かを判定する。算出された塩分付着量が所定値（閾値）以上になると（ステップＳ３０００においてＹＥＳ）、演算処理部４１０は、外部機器に対して警報を出力し（ステップＳ３１００）、監視対象物の汚損度が高いこと及びセンサの交換が必要であることをユーザに通知する。

汚損監視装置６００はユーザから警報の停止指示があるまで警報を出力する。ユーザから警報の停止指示があると（ステップＳ３２００においてＹＥＳ）、警報出力を停止する。第１のセンサ１００の表面には塩分が付着しているため、第１のセンサ１００が新たなセンサに交換される。この際、第２のセンサ２００も新たなセンサに交換してもよい。

（変形例）
上記実施の形態では、相対湿度がＸ％ＲＨ以上のときに、２つのセンサによって測定された相対湿度の差分値ΔＨを記録する例について示したが、本発明はそのような実施の形態には限定されない。相対湿度に関わらず、２つのセンサによって測定された相対湿度の差分値ΔＨを記録するようにしてもよい。ただし、一定湿度以上の高湿度条件のときに差分値ΔＨを記録することによって測定精度が向上するため、相対湿度が一定湿度以上のときに差分値ΔＨを記録するようにするのが好ましい。

上記実施の形態では、２つのセンサを用いて汚損の程度を監視する例について示したが、本発明はそのような実施の形態には限定されない。３つ以上のセンサを用いて汚損の程度を監視するようにしてもよい。例えば、第１のセンサを複数（例えば２つ）設置し、これらの平均値と第２のセンサの出力値との差分値をトレンドデータとするようにしてもよい。これにより、汚損量の測定精度がさらに向上する。

上記実施の形態では、第１のセンサをその表面が上方を向くように設置し、第２のセンサをその表面が下方を向くように設置する例について示したが、本発明はそのような実施の形態には限定されない。第１のセンサが監視対象物の設置場所と同じ湿度条件を持つ環境に設置され、第２のセンサが第１のセンサの設置環境と同じ湿度条件を持ち、かつ、汚損がないと見なされる環境に設置される構成であればよい。こうした構成として、例えば、特許第５４８８７５５号公報に開示の構成を適宜採用することができる。

上記実施の形態では、櫛形の電極を持つ湿度センサを第１及び第２のセンサに用いる例について示したが、本発明はそのような実施の形態には限定されない。電極の形状は、櫛形以外の形状であってもよい。例えば、一対の電極は互いに所定の距離だけ離間した棒状の電極であってもよい。また、湿度センサを構成する感湿膜は、例えば絶縁基板と電極との間に形成されていてもよい。

上記実施の形態では、互いに同じ構成を持つ第１のセンサ及び第２のセンサを用いる例について示したが、本発明はそのような実施の形態には限定されない。第１のセンサ及び第２のセンサは、感湿膜又は感湿材を含む抵抗型のセンサであればよく、それ以外については異なる構成又は形状であってもよい。

上記実施の形態では、第１のセンサと、第１のセンサとは別体の第２のセンサとを用いる例について示したが、本発明はそのような実施の形態には限定されない。絶縁基板を共有することによって、第１のセンサと第２のセンサとを一体としてもよい。こうした構成として、例えば、絶縁基板の表面（一方の主面）に第１のセンサを構成する電極等を形成し、当該絶縁基板の裏面（他方の主面）に第２のセンサを構成する電極等を形成した構成が挙げられる。

上記第２の実施の形態では、測定装置が差分値ΔＨを算出して記録装置に記録し、処理装置が測定装置から差分値ΔＨのデータを取得して汚損量を算出する例について示したが、本発明はそのような実施の形態には限定されない。例えば、測定装置は湿度換算値のみを記録し、処理装置側で差分値ΔＨを計算して汚損量を算出するようにしてもよい。さらに、測定装置は測定したデータを記録せずに処理装置に送信するようにしてもよい。

上記第３の実施の形態では、２つのセンサのいずれも交換可能とする例について示したが、本発明はそのような実施の形態には限定されない。例えば、塩分が付着する第１のセンサのみを交換可能とするようにしてもよい。

上記で開示された技術を適宜組合せて得られる実施の形態についても、本発明の技術的範囲に含まれる。

今回開示された実施の形態は単に例示であって、本発明が上記した実施の形態のみに限定されるわけではない。本発明の範囲は、発明の詳細な説明の記載を参酌した上で、特許請求の範囲の各請求項によって示され、そこに記載された文言と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含む。

５０、５００、６００ 汚損監視装置
６０ 第１の場所
６２ 第２の場所
７４、７６ 接続部
１００ 第１のセンサ
１１０ 絶縁基板
１２０ 一対の電極
１３０ 感湿膜
１５０、２５０ ケース
１５２、２５２ 開口部
２００ 第２のセンサ
３００ 電源
３１０ 第１の湿度換算部
３２０ 第２の湿度換算部
４００、５１２、５２２ 制御部
４１０、５１４ 演算処理部
４２０、５２４ 記録装置
５１０ 測定装置
５２０ 処理装置

Claims (5)

1. 監視対象物の汚損の程度を監視する汚損監視装置であって、
   各々、導電性高分子材料を用いた第１の湿度センサ及び第２の湿度センサを含み、
   前記第１の湿度センサは、前記監視対象物の設置場所と同じ湿度条件を持つ環境に設置されるものであり、
   前記第２の湿度センサは、前記第１の湿度センサの設置環境と同じ湿度条件を持ち、かつ、汚損がないと見なされる環境に設置されるものであり、
   前記汚損監視装置はさらに、
   前記第１の湿度センサ及び前記第２の湿度センサの各出力値をそれぞれ相対湿度に換算するための換算手段と、
   前記第１の湿度センサの出力値から換算された第１の相対湿度と、前記第２の湿度センサの出力値から換算された第２の相対湿度との差分値を算出するための差分算出手段と、
   前記第２の相対湿度が予め設定されたＸ％ＲＨ（Ｘは正の定数）以上であることに応答して、前記差分算出手段が算出した差分値の時系列を所定の記録装置に順次記録するための記録手段と、
   前記記録装置に記録された前記差分値の時系列の平均値、標準偏差、及び前記差分値の最大値近傍の値である所定個数の差分値を用いて汚損量を算出するための汚損量算出手段とを含む、汚損監視装置。
2. 前記汚損量算出手段は、以下の式（ａ）によって汚損量を算出するための手段を含む、請求項１に記載の汚損量監視装置。
   

   
3. 前記算出するための手段は、
   前記記録装置に記録された前記差分値の時系列の平均値ΔＨ_ＡＶを算出するための手段と、
   前記記録装置に記録された前記差分値の時系列の標準偏差ΔＨ_σを算出するための手段と、
   前記記録装置に記録された前記差分値の時系列のうち、値が上位のｎ番目〜ｍ番目（ただしｍ，ｎは０＜ｎ＜ｍかつ５≦ｍ−ｎ≦４０を満たす整数）の差分値の平均値ΔＨ_ｍを算出するための手段と、
   前記ΔＨ_ＡＶと予め設定された定数Ａ１とを比較し、値の低い方又は同じ場合はいずれかを変数Ａに代入するとともに、前記ΔＨ_σを３倍した３ΔＨ_σと予め設定された定数Ｂ１とを比較し、値の低い方又は同じ場合はいずれかを変数Ｂに代入する処理を実行するための手段と、
   前記ΔＨ_ｍ、前記変数Ａ、前記変数Ｂ、及び予め設定された定数Ｃの各値を用いて、以下の式により仮汚損量Ｓ_ａを求めるための手段と、
   

   

   前記仮汚損量Ｓ_ａと数値０とを比較し、値の大きい方を前記汚損量と推定するための手段とを含む、請求項１に記載の汚損監視装置。
4. 前記Ｘの値は４０〜７０の範囲内であり、
   前記ｎは１〜１０の範囲内のいずれかの整数であり、
   前記ｍは１０〜５０の範囲内のいずれかの整数であり、
   前記ｍ―ｎは５〜４０の範囲内のいずれかの整数であり、
   前記定数Ａ１の値は２〜６の範囲内であり、
   前記定数Ｂ１の値は３〜６の範囲内であり、
   前記定数Ｃの値は０．００５〜０．０１０の範囲内である、請求項３に記載の汚損監視装置。
5. 前記汚損監視装置は、前記差分値の前記時系列を測定する測定装置と、前記測定装置から前記差分値の前記時系列を取得して、当該時系列を用いて前記汚損量を求めるための演算処理を実行する演算処理装置とに分けられ、
   前記測定装置は、前記第１の湿度センサ、前記第２の湿度センサ、前記換算手段、前記差分算出手段、及び前記記録手段を含み、
   前記演算処理装置は、前記汚損量算出手段を含む、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の汚損監視装置。
   

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