JP2020034300A

JP2020034300A - 過熱監視装置

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Publication number: JP2020034300A
Application number: JP2018158690A
Authority: JP
Inventors: 淳一今野; Junichi Konno
Original assignee: Asahi Kasei Technosystem Co Ltd
Current assignee: Asahi Kasei Technosystem Co Ltd
Priority date: 2018-08-27
Filing date: 2018-08-27
Publication date: 2020-03-05
Anticipated expiration: 2038-08-27
Also published as: JP6985225B2

Abstract

【課題】所定の領域の温度検出を、より少ない数の温度検出素子によって行う。【解決手段】過熱監視装置は、基板１０と、第一の監視可能距離及び第一の視野角で決まる第一の監視領域内に存在する物体の放射エネルギを検知する第一のセンサＳＥ１と、第一の監視可能距離よりも短い第二の監視可能距離及び第二の視野角で決まる第二の監視領域内に存在する物体の放射エネルギを検知する第二のセンサＳＥ２と、を有する放射エネルギ検出部を備え、第一のセンサＳＥ１及び第二のセンサＳＥ２は基板１０上に配置され、且つ少なくとも合わせて三個の第一のセンサＳＥ１及び第二のセンサＳＥ２は交互に配置されている。【選択図】図３

Description

本発明は、過熱監視装置に関する。

従来、工場内等に設置された大規模配電盤等においては、地震や何らかによる振動等によって、ケーブルの、配電盤への接続に緩みが生じる可能性があることから、ケーブルの接続状態を監視するようにしている。
例えば、検査員がサーモグラフィ装置を利用して配電盤内を点検し、サーモグラフィ装置によって温度異常が生じている箇所の有無を目視で検査している。つまり、配電盤においてケーブル接続に緩みが生じた場合には、抵抗が高くなり、温度上昇が生じることから、温度異常が生じている箇所の有無をサーモグラフィ装置により監視することで、ケーブルの接続の緩みを検出している。

また、配電盤の温度異常を監視する装置として、例えば、レンズと温度検出部とを用いて監視対象領域の温度を検出することで、電気設備の温度監視を行う装置も提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１６−３８２７７号公報

ところで、監視対象領域の温度等を検出する温度検出部として、複数の温度検出素子が配列されたものが提案されている。
ここで、温度検出素子としてサーモパイルを用い、このサーモパイルをマトリクス状に並べた温度検出部を用いて特定の領域の温度を監視する場合、特定の領域全てがいずれかのサーモパイルの監視領域内に収まるように、サーモパイルを密に配置する必要がある。サーモパイルは高価であることからサーモパイルを粗に並べようとすると、特定の領域全てをいずれかのサーモパイルの監視領域内に収めることは困難となり、すなわち特定の領域において、温度を検知することのできない死角が生じる。
そのため、より少ないサーモパイル数で、特定の領域を確実に監視することの可能な監視装置が望まれていた。

本発明は、従来の未解決の問題に着目してなされたものであり、所定の領域の温度検出を、より少ない数の温度検出素子によって行うことの可能な過熱監視装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る過熱監視装置は、基板と、第一の監視可能距離及び第一の視野角で決まる第一の監視領域内に存在する物体の放射エネルギを検知する第一のセンサと、前記第一の監視可能距離よりも短い第二の監視可能距離及び第二の視野角で決まる第二の監視領域内に存在する物体の放射エネルギを検知する第二のセンサと、を有する放射エネルギ検出部を備え、前記第一のセンサ及び前記第二のセンサは前記基板上に配置され、且つ少なくとも合わせて三個の前記第一のセンサ及び前記第二のセンサは交互に配置されていることを特徴としている。

本発明の一態様によれば、所定の領域の温度状態を、より少ない数の第一のセンサ及び第二のセンサによって検出することができる。

本発明の一実施形態に係る過熱監視装置の一例を示す構成図である。放射エネルギ検出部の一例を示す上面図である。センサの監視領域の説明に要する説明図である。配電盤における放射エネルギ検出部の配置例を説明するための説明図である。過熱検出部での判定処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。放射エネルギＳｅの推移の一例を示す特性図である。複数のセンサの放射エネルギＳｅの変動状況から、異常判定を行う方法を説明するための説明図である。放射エネルギ分布のパターンを照合して、異常判定を行う方法を説明するための説明図である。放射エネルギ検出部のその他の例を示す上面図である。放射エネルギ検出部のその他の例を示す上面図である。

以下の詳細な説明では、本発明の実施形態の完全な理解を提供するように多くの特定の具体的な構成について記載されている。しかしながら、このような特定の具体的な構成に限定されることなく他の実施態様が実施できることは明らかである。また、以下の実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、実施形態で説明されている特徴的な構成の組み合わせの全てを含むものである。
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一部分には同一符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係等は現実のものとは異なる。

図１は、本発明の一実施形態に係る過熱監視装置の一例を示す構成図である。
図１に示す過熱監視装置１００は、放射エネルギ検出部１と、過熱検出部２と、記憶部３と、過熱状態通知部４と、を備える。
放射エネルギ検出部１は、物体の放射エネルギを検知する三個以上のセンサ１１と、制御部１２とを備える。
センサ１１は、第一のセンサＳＥ１又は第一のセンサＳＥ１の監視可能距離（第一の監視可能距離）よりも短い監視可能距離（第二の監視可能距離）を有する第二のセンサＳＥ２からなる。放射エネルギ検出部１は、少なくとも第一のセンサＳＥ１及び第二のセンサＳＥ２を含み、合わせて三個以上のセンサ１１を有し、後述の基板１０に交互に一列に配置されるようになっている。ここでは、放射エネルギ検出部１が、三個のセンサ１１ａ〜１１ｃを有し、第一のセンサＳＥ１からなるセンサ１１ａ及び１１ｃと、第二のセンサＳＥ２からなるセンサ１１ｂと、を備える場合について説明する。なお、ここでは、放射エネルギ検出部１が、二つの第一のセンサＳＥ１と一つの第二のセンサＳＥ２とを備える場合について説明するが、一つの第一のセンサＳＥ１と、二つの第二のセンサＳＥ２とを備える場合であっても適用することができる。また、センサ１１の数、また、第一のセンサＳＥ１、第二のセンサＳＥ２の数は、合わせて三個以上であれば任意に設定することができる。

第一のセンサＳＥ１は、物体の放射エネルギを検知する第一の放射エネルギ検出素子ＳＥ１ａと、この第一の放射エネルギ検出素子ＳＥ１ａの受光面の前に、その表面と対向して配置されたレンズＳＥ１ｂとを備える。第一のセンサＳＥ１の視野角（第一の視野角）は、ＳＮ比の観点から、０°より大きく５０°以下が好ましい。より好ましくは、視野角は２０°である。
第二のセンサＳＥ２は、第一の放射エネルギ検出素子ＳＥ１ａと同一特性を有する第二の放射エネルギ検出素子ＳＥ２ａを備える。第二のセンサＳＥ２の視野角（第二の視野角）は、第一のセンサＳＥ１の視野角よりも大きく且つ、この第一のセンサＳＥ１の視野角との関係から、０°より大きく１００°以下であることが好ましい。より好ましくは、視野角は８０°である。

第一の放射エネルギ検出素子ＳＥ１ａ及び第二の放射エネルギ検出素子ＳＥ２ａは、例えば、赤外線検出素子又はサーモパイル等である。また、レンズＳＥ１ｂは、ポリエチレン、シリコン等の赤外線透過性を有するフレネルレンズが適用される。なお、レンズは、フレネルレンズに限るものではなく、球面レンズ等、他のレンズであってもよい。
なお、ここでは、第一のセンサＳＥ１のみがレンズＳＥ１ｂを備える場合について説明するが、これに限るものではない。第一のセンサＳＥ１及び第二のセンサＳＥ２共にレンズを備えていてもよい。また、第一のセンサＳＥ１が有する第一の放射エネルギ検出素子ＳＥ１ａ及び第二のセンサＳＥ２が有する第二の放射エネルギ検出素子ＳＥ２ａは、同一特性を有している必要はない。要は、第一のセンサＳＥ１よりも第二のセンサＳＥ２の方が監視可能距離がより短い特性を有していればよく、より具体的には、第一のセンサＳＥ１の監視領域（第一の監視領域）を除く領域と第二のセンサＳＥ２の監視領域（第二の監視領域）とが重なり、第一のセンサＳＥ１と第二のセンサＳＥ２とが互いに、監視領域どうし間で補間することが可能な特性を有していればよい。

制御部１２は、センサ１１ａ〜１１ｃに含まれる放射エネルギ検出素子ＳＥ１ａ又はＳＥ２ａで検出された放射エネルギを入力し、この放射エネルギの送信元のセンサ１１を特定する識別情報を付加して検出信号として出力する。制御部１２は、例えば、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）等の処理回路と、ＭＰＵ（microprocessor unit）等の演算回路と、ＳＲＡＭ（static random access memory）等の記憶部等と、を備えており、各センサ１１で検出された放射エネルギと記憶部に格納された各センサの識別情報とを演算回路で対応付け、これを検出信号としてバス等の通信回線Ｌを介して有線又は無線で過熱検出部２に送信する。
過熱検出部２は、例えばマイクロコンピュータ等で構成され、制御部１２から検出信号を入力し、検出信号に含まれる識別情報から、この検出信号の送信元のセンサ１１を特定し、入力した放射エネルギが異常値を示しているか否かを判定する。

放射エネルギが異常値を示しているか否かの判定は、例えば、放射エネルギが異常値であり修理が必要なレベルとみなすことの可能な値を第一の閾値Ｓｔｈ１とし、放射エネルギが基準エネルギよりも大きな値であるが修理を必要とするまでにはまだ余裕があり注意レベルであるとみなすことの可能な値を第二の閾値Ｓｔｈ２として予め設定しておく。なお、第二の閾値Ｓｔｈ２は、第一の閾値Ｓｔｈ１よりも小さく、基準エネルギよりも大きな値である。また基準エネルギは放射エネルギが正常であるとみなすことの可能な値である。たとえば、放射エネルギが第一の閾値Ｓｔｈ１よりも大きいときには放射エネルギは、修理レベルと判定し、第二の閾値Ｓｔｈ２よりも大きく第一の閾値Ｓｔｈ１以下であるときには、注意レベルと判定し、第二の閾値Ｓｔｈ２以下であるときには正常と判定する。

また、放射エネルギが異常値を示しているか否かの判定は、以下の手順で行うようにしてもよい。すなわち、予め正常値であるとみなすことの可能な値を基準エネルギとして記憶部３に記憶しておく。そして、入力した放射エネルギが基準エネルギよりも大きく且つ両者の差分が予め設定した許容値Δεよりも大きいとき、異常と判定する。なお、第一のセンサＳＥ１と第二のセンサＳＥ２とは出力特性が異なるため、第一のセンサＳＥ１及び第二のセンサＳＥ２で、放射エネルギの値が正常値であるとみなすことの可能な値に基づいて共通の値を基準エネルギとして設定してもよく、それぞれ個別の値を基準エネルギとして設定してもよい。
なお、放射エネルギが異常値を示しているか否かの判定は、これに限るものではない。

記憶部３には、過去の取得データ、放射エネルギが異常であるかの判定に用いる閾値等、異常判定に必要な情報が格納される。
過熱状態通知部４は、過熱検出部２から放射エネルギが異常であることが通知されたとき、これを外部に通知する。過熱状態通知部４は、例えば、警報ランプ、表示装置、警報音発生回路、上位システムとの通信装置等のうちの一又は複数で形成される。そして、過熱検出部２から放射エネルギが異常であることが通知されたとき、警報ランプを点灯させる、或いは表示装置に放射エネルギが異常であることを表示する、或いは警報音を発生させる。また、過熱状態通知部４が、過熱検出部２から放射エネルギが異常であるセンサを特定する情報も入力するようにし、特定したセンサと対応付けて表示装置に異常であることを表示装置に表示するようにしてもよい。また、例えば、複数の放射エネルギ検出部１が設けられている場合には、放射エネルギ検出部１が設けられている箇所それぞれに過熱状態通知部４として警報ランプを設けておき、放射エネルギの異常が通知されたセンサ１１を含む放射エネルギ検出部１に対応する警報ランプを点灯させるように構成してもよい。

次に、放射エネルギ検出部１が有するセンサ１１ａ〜１１ｃについて、図２を伴って説明する。
図２は、放射エネルギ検出部１の一例を示す上面図である。
図２に示すように、放射エネルギ検出部１は、第一のセンサＳＥ１からなるセンサ１１ａと、第二のセンサＳＥ２からなるセンサ１１ｂと、第一のセンサＳＥ１からなるセンサ１１ｃと、制御部１２とが、上面視が細長い長方形状の基板１０に形成されている。なお、図２では、制御部１２の図示を省略している。
センサ１１ｃは、図２に示すように、直線上に等間隔に配置されている。センサ１１ａ及び１１ｃはレンズＳＥ１ｂをそれぞれ備え、センサ１１ｂはレンズを備えていないため、センサ１１ａ、１１ｃの上面視における監視領域は、図２中に破線で示すように、センサ１１ｂの監視領域に比較して小さい。

図３は、図２に示すように配置されたセンサ１１ａ〜１１ｃの監視領域を側面から見た図である。なお、図３では、基板１０を二つ並べて、六個のセンサ１１ａ〜１１ｆを備える場合を示す。センサ１１ａ、１１ｃ、１１ｅは、第一のセンサＳＥ１からなりレンズＳＥ１ｂを有する。センサ１１ｂ、１１ｄ、１１ｆは、第二のセンサＳＥ２からなりレンズを持たない。

そのため、図３に示すように、レンズＳＥ１ｂを備えたセンサ１１ａ、１１ｃ、１１ｅの監視可能距離Ｌ１に対し、レンズを有さないセンサ１１ｂ、１１ｄ、１１ｆの監視可能距離Ｌ２は短く、レンズＳＥ１ｂを備えたセンサ１１ａ、１１ｃ、１１ｅの視野角θ１に対し、レンズを有さないセンサ１１ｂ、１１ｄ、１１ｆの視野角θ２はより広い（θ２＞θ１）。そのため、図３に示すように、レンズＳＥ１ｂを備えたセンサ１１ａ、１１ｃ、１１ｅの監視領域に比較して、レンズを持たないセンサ１１ｂ、１１ｄ、１１ｆの監視領域は、監視可能距離はより短く、視野角はより広い。そのため、センサ１１ａ、１１ｃ、１１ｅの監視領域に含まれない領域が、センサ１１ｂ、１１ｄ、１１ｆの監視領域に含まれる状態となる。その結果、センサ１１ａ〜１１ｆによって、領域Ａｒ全体をほぼ監視することができる。また、複数のセンサ１１を、等間隔に配置しているため、いずれのセンサ１１の監視領域にも含まれない死角領域の偏りを抑制することができ、領域Ａｒに対し、各センサ１１ａ〜１１ｆの監視領域を効率よく設定することができる。

これに対し、レンズを持つ第一のセンサＳＥ１のみで領域Ａｒを監視しようとした場合、第一のセンサＳＥ１の視野角は、レンズを持たない第二のセンサＳＥ２の視野角よりも小さいため、領域Ａｒ全体を、第一のセンサＳＥ１のみで監視する場合、図３に示すセンサ１１の間隔よりもさらに狭い間隔で配置する必要がある。つまり、より多くのセンサ１１が必要となる。
また、センサ１１の監視領域は側面視で略円錐形をしている。ここで、円錐の直径に対して監視対象の物体が小さいと、ＳＮ比が小さくセンサ１１の検出精度が低くなる。センサ１１の検出精度を確保するために、レンズを設け、視野角を絞ることで、ＳＮ比の向上を図ることができるが、レンズを設けると視野角が狭くなるため、レンズを有するセンサ１１のみを配置しただけでは、センサ１１の監視領域に含まれない領域が存在し、この領域も監視するためには、レンズを有するセンサ１１を、間隔を狭めて配置する必要がある。また、このように間隔を狭めて配置したとしても、センサ１１に近い部分の、センサ１１同士の間の領域を監視領域に含むためにはセンサ１１をより一層密に配置する必要があり、センサ１１を密に配置すると、センサ１１から遠い部分ではセンサ１１同士の監視領域が重なることになり、効率が悪い。

また、レンズを持たない、視野角の広い第二のセンサＳＥ２のみで領域Ａｒを監視するためには、第二のセンサＳＥ２として監視可能距離がより長いセンサを用いる必要があり、この場合も領域Ａｒを漏れなく監視しようとすると、より多くのセンサが必要となる。
上述のように、監視可能距離が異なり、監視領域の異なる第一のセンサＳＥ１と、第二のセンサＳＥ２とを交互に配置し、互いの監視領域を補間するようにセンサ１１を配置することによって、より少ない数のセンサで、所望の領域全体を、いずれかのセンサ１１の監視領域内に含めることができ、すなわち、放射エネルギの監視を行うことができる。
つまり、特にレンズを用い、視野角を絞ることによってＳＮ比の向上を図ることができると共に、領域Ａｒを漏れなく監視するために必要なセンサ１１の数をより削減することができる。

次に、本発明の一実施形態に係る過熱監視装置１００の動作を、図４〜図６を伴って説明する。ここでは、過熱監視装置１００を、工場等に配置されている配電盤２００の温度監視に適用した場合について説明する。
過熱監視装置１００の放射エネルギ検出部１は、図４に示すように、略直方体状の配電盤２００内の、上面及び下面それぞれに、放射エネルギの入射面が対向するように配置される。上面及び下面に配置された放射エネルギ検出部１は、それぞれ三つのセンサ１１が設けられた基板１０が長手方向に例えば四つ連接して配置される。このとき、四つの基板１０に配置されたセンサ１１は、第一のセンサＳＥ１と第二のセンサＳＥ２とが交互に直線上に並ぶように配置される。隣り合う基板１０どうしは例えばバス接続され、一方の端部の基板１０と過熱検出部２とが通信回線Ｌによって接続される。つまり、過熱検出部２には、配電盤２００の上面に配置した放射エネルギ検出部１Ｕと、下面に配置した放射エネルギ検出部１Ｄからの検出信号が入力される。図４では、放射エネルギ検出部１Ｕ及び１Ｄを、分かりやすくするために実線で記載している。

なお、ここでは、配電盤２００内の上面及び下面それぞれに放射エネルギ検出部１を設けることで、配電盤２００の上面及び下面で挟まれる領域の放射エネルギ異常を検出するようにしているが、これに限るものではない。例えば、配電盤２００の高さと、センサ１１の検出可能距離との関係から、配電盤２００の上面及び下面のいずれか一方にのみ放射エネルギ検出部１を設けたとしても配電盤２００内の各部の放射エネルギを十分検出することが可能であれば、上面及び下面のいずれか一方にのみ、放射エネルギ検出部１を設けてもよい。
過熱監視装置１００の過熱検出部２及び記憶部３は、例えば、工場の集中管理室に配置される。また、過熱状態通知部４は、例えば、表示装置であって、過熱検出部２から放射エネルギの異常の判定結果とセンサ１１の識別情報とを入力し、配電盤２００内のどのセンサ１１で異常が生じているかを表示する。

図５は、過熱検出部２での判定処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
配電盤２００に設けられた放射エネルギ検出部１では、制御部１２が、各センサ１１で検出した放射エネルギとセンサ１１の識別情報とを対応付けて検出信号として通信回線Ｌを介して、集中管理室に配置された過熱検出部２に送信する。制御部１２では、例えば、予め設定された所定周期で各センサ１１の検出信号を過熱検出部２に送信する。

過熱検出部２では、制御部１２から検出信号を読み込むと（ステップＳ１）、検出信号に含まれる識別情報から、この検出信号の送信元のセンサ１１を特定する（ステップＳ２）。続いて、通知された放射エネルギと第一の閾値Ｓｔｈ１とを比較し、通知された放射エネルギＳｅが第一の閾値Ｓｔｈ１より大きいときには（ステップＳ３）、ステップＳ８に移行し、修理レベルと判定する。ステップＳ３で、通知された放射エネルギＳｅが第一の閾値Ｓｔｈ１以下であるときには、ステップＳ３からステップＳ４に移行し、放射エネルギＳｅと第二の閾値Ｓｔｈ２とを比較する。ここで、第二の閾値Ｓｔｈ２は第一の閾値Ｓｔｈ１より小さい。ステップＳ４において、放射エネルギＳｅが第二の閾値Ｓｔｈ２以下であるときには、ステップＳ５に移行し、放射エネルギＳｅは正常であると判定する。そして、ステップＳ６に移行し、例えば、この正常と判定された放射エネルギＳｅの送信元のセンサ１１の配置位置と、放射エネルギは正常であるとの情報とを、過熱状態通知部４としての表示装置に表示する。ステップＳ４において、放射エネルギＳｅが第二の閾値Ｓｔｈ２より大きいとき、すなわち第一の閾値Ｓｔｈ１以下で、かつ第二の閾値Ｓｔｈ２より大きいときには、ステップＳ７に移行し、放射エネルギＳｅは注意レベルであると判定する。同様に他の検出信号についても処理を行い、判定結果を表示装置に表示することによって、集中管理室の監視員は、配電盤２００内の放射エネルギは正常であるかつまり過熱が生じていないかを判定することができる。

例えば、いずれかのセンサ例えば１１ａの監視領域内の放射エネルギが上昇すると、ステップＳ４で、通知された放射エネルギＳｅが第二の閾値Ｓｔｈ２を超えた時点で、ステップＳ４からステップＳ７に移行し、過熱検出部２では、注意レベルと判定する。
そのため、表示装置には、センサ１１ａの放射エネルギは注意レベルと表示される。監視員は、この表示を見ることによって、配電盤２００内のセンサ１１ａの監視領域内で放射エネルギが上昇していることを認識することができる。そのため、注意を払うことができる。

そして、センサ１１ａの監視領域内の放射エネルギがさらに上昇し、放射エネルギＳｅが第一の閾値Ｓｔｈ１を超えると、ステップＳ３からステップＳ８に移行し、過熱検出部２では、修理レベルと判定する。
そのため、表示装置には、センサ１１ａの放射エネルギは修理レベルと表示される。監視員は、この表示を見ることによって、配電盤２００内のセンサ１１ａの監視領域内で放射エネルギが、修理が必要なレベルとなっており、すなわち異常が生じていることを認識することができる。そして、配電盤２００内の上面及び下面に設けられたセンサ１１それぞれについて、異常判定の結果が表示されるため、どのセンサ１１で異常が検出されているのかを容易に認識することができる。そのため、監視員が、実際に配電盤２００において目視しなくとも、配電盤２００内のどの部分に異常が生じているのかを容易に認識することができる。

図６は、あるセンサ１１で検出された放射エネルギＳｅの推移を示したものである。放射エネルギＳｅが、図６に示すように推移した場合、放射エネルギＳｅが時点ｔ１で、第二の閾値Ｓｔｈ２を超えるまでの間は、正常と判定され、時点ｔ１で、放射エネルギＳｅが第二の閾値Ｓｔｈ２を上回ると、注意レベルと判定される。そして、時点ｔ２で、放射エネルギＳｅが第一の閾値Ｓｔｈ１を上回ると修理レベルと判定される。図６において、横軸は経過時間、縦軸は放射エネルギＳｅである。
なお、上記実施形態においては、予め設定した閾値Ｓｔｈ１、Ｓｔｈ２を用いて、放射エネルギＳｅの異常判定を行う場合について説明したが、これに限るものではない。

例えば、配電盤２００内に設けられた各センサ１１の同時刻における放射エネルギを取得し、各センサ１１のうち、その放射エネルギのレベルが他のセンサ１１の放射エネルギレベルに比較して、閾値以上大きいときに、このセンサ１１の検出信号は異常であると判定するようにしてもよい。
例えば、図７に示すように、配電盤２００内に配置された複数のセンサ１１で検出される放射エネルギが推移した場合、例えば、センサ１１毎に、一のセンサ１１の放射エネルギと、他のセンサ１１の放射エネルギとの差分が閾値ΔＳよりも大きいか否かを判断し、一のセンサ１１の放射エネルギが他のセンサ１１の放射エネルギの差分が閾値ΔＳよりも大きいとき、一のセンサ１１の放射エネルギは異常であると判定する。

図７の場合には、時点ｔ１１で、センサ１１ａの放射エネルギが上昇するまでの間は、センサ１１ａの放射エネルギは正常値であると判定され、時点ｔ１１で、センサ１１ａの検出信号のみが上昇を開始し、時点ｔ１２で、センサ１１ａで検出された放射エネルギと他のセンサで検出された放射エネルギとの差分が閾値ΔＳを上回ると、この時点ｔ１２でセンサ１１ａの放射エネルギは異常と判定される。これにより、システム稼働率の変化による全体的なベースラインの変動がある場合でも、部分的な放射エネルギ異常を検出できる。なお、図７において、横軸は経過時間、縦軸は放射エネルギＳｅである。
また、上記実施形態においては、予め設定された閾値と比較することで放射エネルギの値が正常であるか否かを判定する場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、配電盤２００に接続されるケーブルの他端側の装置が稼動しており、且つ放射エネルギが正常値であるときの、放射エネルギの分布をパターンとして記憶しておき、この記憶している放射エネルギ分布のパターンと、実際の放射エネルギ分布のパターンとを照合することで、放射エネルギの異常を検出するようにしてもよい。

図８は、放射エネルギ分布のパターンを照合して、異常判定を行う方法を説明するための説明図であり、図８において、横軸はセンサの位置、縦軸は放射エネルギＳｅである。
稼動時における放射エネルギは、負荷の変動等がない場合には、略一定の値で推移すると予測される。したがって、図８中に破線で示す、略一定で推移する正常時の放射エネルギ分布のパターン２０と、図８中に実線で示す、実際の放射エネルギ分布のパターン２１とを照合すると、異常が生じている場合には両者の乖離が大きくなることから、異常と判定することができる。また、例えば、センサ１１毎に例えば過去の一定期間の検出信号を記憶部３に記憶しておき、この過去の一定期間内における実際の放射エネルギの大きさに基づいて閾値を設定し、この閾値を用いて現時点における異常判定を行うようにしてもよい。つまり、放射エネルギは、工場の稼動状況に応じても変化することから、現在の稼動状況に応じて閾値を設定することによって、実際に則した閾値を設定することができ、より精度良く、異常判定を行うことができる。

また、上記実施形態においては、図２に示すように、センサ１１を直線上に配置した場合について説明したが、図９に示すように、同一直線を挟んで千鳥状に配置してもよい。このように配置することによって、第一のセンサＳＥ１の監視領域と第二のセンサＳＥ２の監視領域とを、より適切に補間することができる。
また、センサ１１を、図１０に示すように、マトリクス状に配置してもよい。この場合には、列方向及び行方向共に、第一のセンサＳＥ１及び第二のセンサＳＥ２が交互となるように配置すればよい。この場合、上述のように、基板１０に三つのセンサ１１を形成しているため、三つのセンサ１１が形成された基板１０を列方向及び行方向に複数配置することでセンサ１１をマトリクス状に配置してもよい。その際、行方向及び列方向にセンサ１１が同一直線上に並ぶように基板１０を配置してもよい。または、列方向に配置する基板１０を行方向にずらし、行方向から見たとき、一の基板１０のセンサ１１どうしの間に行方向に隣接する他の基板１０のセンサ１１が位置するように、基板１０をずらして配置してもよい。

また、上記実施形態においては、第一のセンサＳＥ１と第二のセンサＳＥ２とを交互に配置する場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、第一のセンサＳＥ１、第一のセンサＳＥ１、第二のセンサＳＥ２、第一のセンサＳＥ１、第一のセンサＳＥ１、というように、中央のセンサ１１として監視可能距離が短い第二のセンサＳＥ２を配置し、他のセンサ１１は監視可能距離がより長い第一のセンサＳＥ１を用いるようにしてもよい。例えば、監視対象の物体が基板１０の配置位置から比較的遠い場所と比較的近い場所とに配置されている場合には、基板１０に配置された複数のセンサ１１のうち、センサ１１ｘの近傍に監視対象の物体が存在しているセンサ１１については、監視可能距離がより短い第二のセンサＳＥ２を配置し、他のセンサ１１については、監視可能距離がより長い第一のセンサＳＥ１を適用することも可能である。つまり、監視対象の物体の配置が予めわかっていれば、監視対象の物体の配置位置を考慮して、センサ１１として第一のセンサＳＥ１と、第二のセンサＳＥ２とを決定することによって、監視対象の物体の配置に合わせて監視領域を設定することができ、効果的である。

また、上記実施形態においては、各センサ１１の検出信号を制御部１２から過熱検出部２に送信し、過熱検出部２において、異常判定を行う場合について説明したが、これに限るものではない。基板１０に形成された制御部１２において異常判定を行い、判定結果を集中管理室に送信するようにしてもよい。また、配電盤２００に、放射エネルギに異常が生じたことを通知するための警報ランプが過熱状態通知部４として設けられている場合には、制御部１２において、判定結果に応じて警報ランプを点灯させるようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、本発明の一実施形態に係る過熱監視装置１００を用いて、配電盤２００の温度監視を行う場合について説明したが、これに限るものではなく、温度監視を行うものであれば適用することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

１放射エネルギ検出部
２過熱検出部
３記憶部
４過熱状態通知部
１０基板
１１センサ
１２制御部
１００過熱監視装置
２００配電盤
ＳＥ１第一のセンサ
ＳＥ２第二のセンサ

Claims

基板と、
第一の監視可能距離及び第一の視野角で決まる第一の監視領域内に存在する物体の放射エネルギを検知する第一のセンサと、
前記第一の監視可能距離よりも短い第二の監視可能距離及び第二の視野角で決まる第二の監視領域内に存在する物体の放射エネルギを検知する第二のセンサと、を有する放射エネルギ検出部を備え、
前記第一のセンサ及び前記第二のセンサは前記基板上に配置され、且つ少なくとも合わせて三個の前記第一のセンサ及び前記第二のセンサは交互に配置されている過熱監視装置。
前記第一のセンサ及び前記第二のセンサはそれぞれ放射エネルギ検出素子を含み、且つ、前記第一のセンサは、前記放射エネルギ検出素子の入射面側にレンズが設けられている請求項１に記載の過熱監視装置。
前記放射エネルギ検出素子は、赤外線素子又はサーモパイルである請求項２に記載の過熱監視装置。
前記第一のセンサの前記第一の視野角は、０°より大きく５０°以下である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の過熱監視装置。
前記第二のセンサの前記第二の視野角は、前記第一の視野角よりも大きく且つ０°より大きく１００°以下である請求項４に記載の過熱監視装置。
前記第一のセンサ及び前記第二のセンサは等間隔に配置されている請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の過熱監視装置。
前記第一のセンサ及び前記第二のセンサは、同一の直線上に配置されているか、又は同一の直線を挟んで千鳥状に配置されている請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の過熱監視装置。
前記放射エネルギ検出部を複数備え、
前記放射エネルギ検出部どうしが、前記第一のセンサ及び前記第二のセンサの前記放射エネルギの入射面どうしが前記物体を挟んで向かい合うように、間隔を空けて配置されている請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の過熱監視装置。
前記放射エネルギ検出部は、前記第一のセンサ及び前記第二のセンサそれぞれが検知した放射エネルギを検出信号として出力する制御部を有し、
前記制御部からの検出信号に基づき過熱状態を検出する過熱検出部を備える請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の過熱監視装置。
前記過熱検出部での検出情報を外部に通知する過熱状態通知部を備える請求項９に記載の過熱監視装置。
前記制御部は、前記放射エネルギと、前記第一のセンサ及び前記第二のセンサのうち、前記放射エネルギを検出したセンサを特定する識別情報とを対応付けて前記検出信号として出力し、
前記過熱検出部は、前記識別情報で特定される前記第一のセンサの前記第一の監視領域または前記識別情報で特定される前記第二のセンサの前記第二の監視領域から、前記過熱状態が生じている領域を特定する請求項９又は請求項１０に記載の過熱監視装置。
前記過熱検出部は、予め設定した基準エネルギに基づく複数の閾値を有し、
前記検出信号に含まれる前記放射エネルギと、前記複数の閾値との大小関係から前記放射エネルギの過熱レベルを判断することを特徴とする請求項９から請求項１１のいずれか一項に記載の過熱監視装置。
前記過熱検出部は、前記検出信号に含まれる前記放射エネルギが、予め設定した基準エネルギよりも所定値以上大きいときに、過熱状態であると判断する請求項９から請求項１１のいずれか一項に記載の過熱監視装置。
前記過熱検出部は、当該過熱検出部と同一の放射エネルギ検出部に含まれる前記第一のセンサ及び前記第二のセンサに対応する同時刻における前記検出信号どうしを比較して前記過熱状態を検出する請求項９から請求項１１のいずれ一項に記載の過熱監視装置。
前記過熱検出部は、前記第一のセンサ又は前記第二のセンサである一のセンサの過熱状態を、当該一のセンサの現時点の前記検出信号と、現時点よりも所定期間前の過去の時点における前記検出信号とを比較して検出する請求項９から請求項１１のいずれか一項に記載の過熱監視装置。
前記過熱検出部は、前記一のセンサの現時点を含む期間における前記検出信号と、前記過去の時点を含む期間における前記検出信号とを比較して、前記一のセンサの過熱状態を検出する請求項１５に記載の過熱監視装置。