JP2018165111A - 結露防止システムおよび警報発令兼結露防止システム - Google Patents

Abstract

【課題】輸送中又は保管中における製品の結露を予防して、製品品質の低下を防止できる結露防止システムおよび警報発令兼結露防止システムを提供する。【解決手段】本システムは、環境測定部（６，７，８）、結露発生予測部（３２）、ヒーター制御部（３３）、加熱部（４，２５）を備える。環境測定部（６，７，８）は、輸送中又は保管中における製品の温度および周辺湿度を測定する。結露発生予測部（３２）は、測定された温度および周辺湿度に基づいて、製品に結露が発生するか否かを予測する。ヒーター制御部（３３）は、結露が発生すると予測される場合に、露点温度よりも高い目標温度を設定する。加熱部（４，２５）は、目標温度まで製品を加熱する。【選択図】図２

Description

この発明は、結露防止システムおよび警報発令兼結露防止システムに関する。

製品仕様の環境条件には、温度や湿度の記載があり、「結露無きこと」と記載があるものが多数ある。配電盤や電子機器製品の仕様でも「結露無きこと」の記載があり、これは結露による錆びや電子機器の誤動作により製品品質への影響が懸念されることからである。

製品は梱包や養生されて、船舶、トラック、鉄道、航空機といった輸送手段により売り手側から買い手側まで輸送されるが、輸送経路の環境条件は一定ではない。そのため、製品には物流上のストレス（温度、湿度、振動、衝撃等）が加わる。輸送過程や保管中に製品にどのようなストレスが加わっているかは、実際に環境情報を測定してみなければ分からない。

輸送過程での環境情報の収集について、特開２００２−３５０１９４号公報（特許文献１）には、輸送環境データとして温度、湿度、結露の状態、時間、位置情報等を収集し、記録する装置が開示されている。

特開２００２−３５０１９４号公報

特許文献１のように環境情報を収集し記録することは、ストレスの要因解析に寄与する。しかしながら、製品仕様の環境条件に「結露無きこと」と記載があるものについて、単に環境情報を収集し記録するだけでは、製品への結露の発生を防止できない。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、輸送中又は保管中における製品への結露の発生を予防して、製品品質の低下を防止できる結露防止システムおよび警報発令兼結露防止システムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明に係る結露防止システムは以下のように構成される。

結露防止システムは、輸送中又は保管中における製品の結露を防止するためのシステムである。本明細書において、製品とは、製品本体の他、輸送中又は保管中の梱包されている状態を含む。梱包状態において製品の温度は、製品本体の温度または梱包の温度を意味する。なお、本システムは、輸送中、保管中の製品の他、運用中の製品にも適用可能である。

結露防止システムは、環境測定部と、結露発生予測部と、ヒーター制御部と、加熱部とを備える。以下、それぞれについて説明する。

環境測定部は、製品の温度を測定する温度センサ、製品の周辺湿度を測定する湿度センサを含む。

結露発生予測部は、環境測定部に測定された製品の温度および周辺湿度に基づいて、製品に結露が発生するか否かを予測する。例えば、結露発生予測部は、環境測定部により測定された製品の温度が、露点温度よりも高く設定した露点近傍温度以下である場合に、製品に結露が発生すると予測する。ここで、露点温度は、温度および湿度に基づいて計算可能である。また、結露発生予測部は、温度または湿度の時間的な変化傾向（温度の低下傾向、周辺湿度の上昇傾向）が基準値を逸脱する傾向にある場合に、製品に結露が発生すると予測してもよい。

ヒーター制御部は、結露が発生すると予測される場合に、露点温度よりも高い目標温度を設定する。露点温度に代えて上述した露点近傍温度を用いてもよい。

加熱部は、目標温度まで製品を加熱する。加熱部は、例えばサーモスタットおよびヒーターで構成される。

また、本発明に係る警報発令兼結露防止システムにおいて、環境測定部は、製品に加わる振動や衝撃の強さを測定する加速度センサを含み、警報発令兼結露防止システムはさらに、警報制御部と警報発令装置とを備える。

警報制御部は、製品の温度が露点近傍温度以下、製品の周辺湿度が閾値以上、製品に加わる振動や衝撃の強さが閾値以上の少なくとも１つの条件が成立する場合に、警報発令信号を出力する。

警報発令装置は、警報発令信号に応じて警報を発令する。警報発令装置は、例えばパワーアンプおよびスピーカーで構成される。

本発明に係る結露防止システムによれば、輸送中又は保管中の製品に結露が発生すると予測される場合には、ヒーターを制御して結露の発生を予防できる。また、警報を発令して結露の発生を未然に知らせることができる。そのため、納品される製品の品質の低下を防止できる。

本発明の実施の形態１に係る結露防止システムの構成を説明するための図である。 本発明の実施の形態１に係る結露防止装置が有する結露防止機能の機能ブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る結露防止装置が実行する制御ルーチンのフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る警報発令兼結露防止システムの構成を説明するための図である。 本発明の実施の形態２に係る警報発令兼結露防止装置が有する警報発令・結露防止機能の機能ブロック図である。 本発明の実施の形態２に係る警報発令兼結露防止装置が実行する制御ルーチンのフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

実施の形態１．
＜システム構成＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る結露防止システムの構成を説明するための図である。図１に示す結露防止システム１は、環境情報測定装置２、結露防止装置３、ヒーター４を備える。以下、それぞれについて説明する。

環境情報測定装置２は、輸送中、保管中、運用中の製品の温度、湿度、振動・衝撃等の環境情報を測定し、結露防止装置３へ送信する装置である。本明細書において、製品とは、製品本体の他、輸送中又は保管中の梱包されている状態を含む。

環境情報測定装置２は、測位装置５、加速度センサ６、温度センサ７、湿度センサ８、Ａ／Ｄコンバータ９、タイムサーバー１０、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３、蓄電池１４、外部電源供給ライン１５、インターフェース１６、リーダー・ライター１７、データ転送装置１８を備える。

測位装置５、加速度センサ６、温度センサ７、湿度センサ８は、輸送中、保管中、運用中の環境情報を測定する環境測定部を構成する。これらのセンサは、製品に取り付けられる。測位装置５は、ＧＰＳ（Global Positioning System）等の現在位置を測定する装置である。加速度センサ６は、製品に加わった振動、衝撃等を測定する。温度センサ７は、製品の温度、例えば、製品本体の表面温度や内部温度、梱包の温度を測定する。湿度センサ８は、製品の周辺湿度を測定する。

Ａ／Ｄコンバータ９は、各センサの検出信号をデジタルデータに変換してＣＰＵ１１へ送信する。タイムサーバー１０は、システム外部から高精度な時刻を受信し、ＣＰＵ１１へ送信する。

ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２やＲＡＭ１３に記憶されたプログラムやデータなどを用いて、環境情報測定装置２を制御するための演算処理を実行するプロセッサである。ＲＯＭ１２は、基本プログラムや環境ファイルなどを記憶する読み取り専用の記憶装置である。ＲＡＭ１３は、応用プログラムおよびプログラムの実行に必要なデータを記憶する主記憶装置であり、高速な読み出しと書き込みが可能である。ＣＰＵ１１は、環境測定部により測定された環境情報から、制御周期毎に測定データを生成してインターフェース１６等へ送信する。測定データには、タイムサーバー１０による時間情報と、測位装置５による位置情報も含まれる。

蓄電池１４は、環境情報測定装置２に内蔵され、輸送中や保管中の電源供給がない場合における環境情報の取得を可能とする。外部電源供給ライン１５は、運用中の環境情報の継続取得を可能とする。

インターフェース１６は、ＣＰＵ１１により生成された測定データを結露防止装置３へ送信する。リーダー・ライター１７は、各種データをメモリカード等の記憶メディアとの間で読み書き可能な装置である。データ転送装置１８は、外部（例えば管理センター）と無線でのデータ通信が可能な装置であり、外部での測定データの確認を可能とする。

結露防止装置３は、測定データに基づいて、ヒーター４を制御して結露を防止する装置である。結露防止装置３は、インターフェース１９、ＣＰＵ２０、ＲＯＭ２１、ＲＡＭ２２、蓄電池２３、外部電源供給ライン２４、サーモスタット２５、外線端子台２６を備える。

インターフェース１９は、環境情報測定装置２から測定データを受信し、ＣＰＵ２０へ送信する。

ＣＰＵ２０は、ＲＯＭ２１やＲＡＭ２２に記憶されたプログラムやデータなどを用いて、結露防止装置３を制御するための演算処理を実行するプロセッサである。ＲＯＭ２１は、基本プログラムや環境ファイルなどを記憶する読み取り専用の記憶装置である。ＲＡＭ２２は、応用プログラムおよびプログラムの実行に必要なデータを記憶する主記憶装置であり、高速な読み出しと書き込みが可能である。ＣＰＵ２０は、測定データに基づいて制御周期毎に結露の発生を予測し、必要に応じて目標温度信号をサーモスタット２５へ送信する。

蓄電池２３は、結露防止装置３に内蔵され、輸送中や保管中の電源供給がない場合におけるＣＰＵ２０によるヒーター４の制御を可能とする。外部電源供給ライン２４は、運用中のＣＰＵ２０によるヒーター４の継続制御を可能とする。

サーモスタット２５とヒーター４は、製品を目標温度まで加熱する加熱部を構成する。サーモスタット２５は、目標温度信号を受信して、ヒーター４の温度を目標温度の付近に調整する装置である。ヒーター４は、製品に少なくとも１つ取り付けられる。

＜機能ブロック＞
図２は、本発明の実施の形態１に係る結露防止装置３が有する結露防止機能の機能ブロック図である。結露防止機能は、測定データ取得部３１、結露発生予測部３２、ヒーター制御部３３により実現される。各部の処理は、ＲＡＭ２２に記憶されたプログラムをＣＰＵ２０が実行することで実現される。

測定データ取得部３１は、制御周期毎にインターフェース１９から測定データを取得する。測定データには、各種センサにより測定された製品の温度、製品の周辺湿度、製品に加わった振動、衝撃等に関する測定値が含まれる。

結露発生予測部３２は、環境測定部に測定された製品の温度および周辺湿度に基づいて、製品に結露が発生するか否かを予測する。例えば、製品の温度や周辺湿度の時間的な変化傾向（温度の低下傾向、周辺湿度の上昇傾向）が基準値を逸脱する場合に、製品に結露が発生すると予測する。また、結露発生予測部３２は、環境測定部により測定された製品の温度が、露点温度よりも高く設定した露点近傍温度以下である場合に、製品に結露が発生すると予測してもよい。露点温度は、水蒸気を含む空気を冷却したときに凝結が始まる温度であり、温度、湿度等に基づいて計算可能である。

現在の環境が露点温度の近傍にある場合、さらに温度が低下すると結露が発生する可能性があるため、ヒーター４を起動して露点温度よりも数度高い温度まで加熱する必要がある。そこで、ヒーター制御部３３は、結露が発生すると予測される場合に、露点温度（または上述した露点近傍温度）よりも高い目標温度を設定する。目標温度信号は、サーモスタット２５へ送信される。

＜フローチャート＞
次に図３を参照して上述した結露防止機能の動作について説明する。図３は、本発明の実施の形態１に係る結露防止装置３が実行する制御ルーチンのフローチャートである。本制御ルーチンは、所定の制御周期で繰り返し実行される。

まずステップＳ１００において、測定データ取得部３１は、温度センサ７により測定された製品の温度、湿度センサ８により測定された製品の周辺湿度を取得する。

次にステップＳ１１０において、結露発生予測部３２は、製品の温度および周辺湿度に基づいて、製品に結露が発生するか否かを予測する。結露の予測手法については上述した通りである。結露が発生すると予測される場合、ステップＳ１２０の処理に進む。結露が発生すると予測されない場合、本ルーチンの処理は終了される。

結露が発生すると予測される場合、ステップＳ１２０において、ヒーター制御部３３は、サーモスタット２５へ目標温度信号を出力する。目標温度は、露点温度（または上述した露点近傍温度）よりも数度高い温度とする。他のルーチンにおいて、目標温度信号を受信したサーモスタット２５は、ヒーター４により製品を加熱し目標温度付近に調整する。その後本ルーチンの処理は終了される。

＜効果＞
以上説明したように、本実施形態に係る結露防止システム１によれば、輸送中、保管中又は運用中の製品に結露が発生すると予測される場合に、サーモスタット２５によりヒーター４を制御して結露の発生を予防できる。そのため、納品される製品の品質の低下を防止できる。また、環境情報の記録から品質証明も可能である。

＜変形例＞
ところで、上述した実施の形態１のシステムにおいては、環境情報測定装置２は結露防止装置３と別体に構成されているが、環境情報測定装置２は結露防止装置３と一体に構成されてもよい。

実施の形態２．
＜システム構成＞
次に、図４〜図６を参照して本発明の実施の形態２について説明する。本実施形態に係る警報発令兼結露防止システムは図４、図５に示す構成において、警報発令兼結露防止装置３ａに後述する図６のルーチンを実行させることで実現することができる。

上述した実施の形態１では、製品に結露が発生すると予測される場合に、ヒーター４を制御して結露の発生を防止できる。ところで、結露が発生すると予測される場合には、その状態を外部に通知できることが望ましい。また、結露以外にも製品に大きな振動、衝撃等が加わる場合にはその状態を外部に通知できることが望ましい。そこで、実施の形態２に係る警報発令兼結露防止システムでは、製品品質に影響を与えうる状態を検知した場合に、警報を発令することとした。

図４は、本発明の実施の形態２に係る警報発令兼結露防止システムの構成を説明するための図である。図４に示す警報発令兼結露防止システム１ａは、実施の形態１で述べた結露防止システム１の結露防止装置３に、さらにパワーアンプ２７、スピーカー２８を内蔵した警報発令兼結露防止装置３ａを備える。図１に示す構成と同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。

パワーアンプ２７とスピーカー２８は、警報発令信号に応じて警報を発令する警報発令装置を構成する。警報発令信号は、ＣＰＵ２０からパワーアンプ２７へ送信され、増幅された電気信号はスピーカー２８へ送信される。

＜機能ブロック＞
図５を参照してＣＰＵ２０がパワーアンプ２７へ警報発令信号を送信する警報発令・結露防止機能について説明する。図５は、本発明の実施の形態２に係る警報発令兼結露防止装置３ａが有する警報発令・結露防止機能の機能ブロック図である。警報発令・結露防止機能には、実施の形態１で説明した図１の測定データ取得部３１、結露発生予測部３２、ヒーター制御部３３に加えて、警報条件判定部３４、警報制御部３５が追加されている。各部の処理は、ＲＡＭ２２に記憶されたプログラムをＣＰＵ２０が実行することで実現される。

警報条件判定部３４は、警報発令条件として温度条件、湿度条件、加速度条件の少なくとも１つの条件が成立する場合に、警報発令信号を出力する。具体的には、温度条件は、製品の温度が実施の形態１で述べた露点近傍温度以下である場合に成立する。湿度条件は、製品の周辺湿度が閾値以上である場合に成立する。加速度条件は、製品に加わる振動や衝撃の強さが閾値以上である場合に成立する。

警報制御部３５は、警報発令条件が成立する場合に、警報発令信号をパワーアンプ２７へ出力する。パワーアンプ２７は電気信号を増幅してスピーカー２８へ出力する。これによりスピーカー２８は、電気信号を物理振動に変えて警報を出す。このように警報が発令される。

＜フローチャート＞
次に図６を参照して上述した警報発令・結露防止機能の動作について説明する。図６は、本発明の実施の形態２に係る警報発令兼結露防止装置３ａが実行する制御ルーチンのフローチャートである。本制御ルーチンは、所定の制御周期で繰り返し実行される。

まずステップＳ２００において、測定データ取得部３１は、温度センサ７により測定された製品の温度、湿度センサ８により測定された製品の周辺湿度、加速度センサ６により測定された製品に加わった振動、衝撃等を取得する。

次にステップＳ２１０〜ステップＳ２３０において、警報条件判定部３４は、上述した温度条件、湿度条件、加速度条件の少なくとも１つが成立するか否かを判定する。警報条件判定部３４は、いずれかの条件が成立する場合に、警報発令信号を出力する（ステップＳ２４０）。一方、いずれの条件も成立しない場合には、警報を発令する必要がないと判断できるため、本ルーチンの処理は終了される。

＜効果＞
以上説明したように、本実施形態に係る結露防止システム１によれば、輸送中、保管中又は運用中の製品に結露が発生すると予測される場合には、警報を発令して結露の発生を未然に知らせることができる。また、製品に大きな振動、衝撃等が加わった場合にも警報を発令することができる。そのため、本システムによれば、製品品質に影響を与えうる状態が発生したことを、外部に通知できる。

＜変形例＞
ところで、上述した実施の形態１のシステムにおいては、警報発令装置として、パワーアンプ２７とスピーカー２８とを用いて音を出力することとしているが、警報発令装置は、聴覚に訴えるものに限定されるものではない。視覚に訴える表示や、触覚に訴える振動であってもよい。また、外部の管理センターに警報発令信号を送信する通信部を備える構成であってもよい。

また、上述した実施の形態２のシステムにおいては、環境情報測定装置２は警報発令兼結露防止装置３ａと別体に構成されているが、環境情報測定装置２は警報発令兼結露防止装置３ａと一体に構成されてもよい。

１ 結露防止システム
１ａ 警報発令兼結露防止システム
２ 環境情報測定装置
３ 結露防止装置
３ａ 警報発令兼結露防止装置
４ ヒーター
５ 測位装置
６ 加速度センサ
７ 温度センサ
８ 湿度センサ
９ Ａ／Ｄコンバータ
１０ タイムサーバー
１１、２０ ＣＰＵ（Central Processing Unit）
１２、２１ ＲＯＭ（Read Only Memory）
１３、２２ ＲＡＭ（Random Access Memory）
１４、２３ 蓄電池
１５、２４ 外部電源供給ライン
１６、１９ インターフェース
１７ リーダー・ライター
１８ データ転送装置
２５ サーモスタット
２６ 外線端子台
２７ パワーアンプ
２８ スピーカー
３１ 測定データ取得部
３２ 結露発生予測部
３３ ヒーター制御部
３４ 警報条件判定部
３５ 警報制御部

Claims (3)

1. 輸送中又は保管中における製品の温度および周辺湿度を測定する環境測定部と、
   前記環境測定部に測定された温度および周辺湿度に基づいて、前記製品に結露が発生するか否かを予測する結露発生予測部と、
   結露が発生すると予測される場合に、露点温度よりも高い目標温度を設定するヒーター制御部と、
   前記目標温度まで前記製品を加熱する加熱部と、
   を備えることを特徴とする結露防止システム。
2. 前記結露発生予測部は、前記環境測定部により測定された温度が、露点温度よりも高く設定した露点近傍温度以下である場合に、前記製品に結露が発生すると予測し、
   前記ヒーター制御部は、結露が発生すると予測される場合に、前記露点近傍温度よりも高い目標温度を設定すること、
   を特徴とする請求項１記載の結露防止システム。
3. 請求項２記載の結露防止システムを含む警報発令兼結露防止システムであって、
   前記環境測定部はさらに、前記製品に加わる振動や衝撃の強さを測定し、
   前記製品の温度が前記露点近傍温度以下、前記製品の周辺湿度が閾値以上、前記製品に加わる振動や衝撃の強さが閾値以上の少なくとも１つの条件が成立する場合に、警報発令信号を出力する警報制御部と、
   警報発令信号に応じて警報を発令する警報発令装置と、
   をさらに備えることを特徴とする警報発令兼結露防止システム。

Images