JP2021139789A

JP2021139789A - 位置推定装置、位置推定システム、位置推定方法及びプログラム

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Publication number: JP2021139789A
Application number: JP2020038682A
Authority: JP
Inventors: 利康樋熊; Toshiyasu Higuma
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-03-06
Filing date: 2020-03-06
Publication date: 2021-09-16
Anticipated expiration: 2040-03-06
Also published as: JP7361636B2

Abstract

【課題】配管の分岐部の位置と、配管と空調機の室内機との接続部の位置とを区別して推定する。【解決手段】位置推定装置１０は、パルス印加部と波形測定部と位置推定部とを備える。パルス印加部は、導電性を有する配管Ｐに電圧パルスを印加する。波形測定部は、配管Ｐにおける電圧の変化を示す電圧波形を測定する。位置推定部は、電圧波形と、配管Ｐの分岐部Ｂの特性インピーダンスに基づく第１の波形テンプレートと、配管Ｐと空調機の室内機３との接続部Ｃの特性インピーダンスに基づく第２の波形テンプレートとに基づいて、配管Ｐの分岐部Ｂの位置と接続部Ｃの位置とを推定する。【選択図】図１

Description

本開示は、位置推定装置、位置推定システム、位置推定方法及びプログラムに関する。

配管の点検作業前に、異常が発生しやすい箇所が分かれば、配管の点検作業の効率化が期待できる。ここで、異常が発生しやすい箇所は、特性インピーダンスが変化する箇所であることが多く、TDR（Time Domain Reflectometry）計測において反射波が発生する箇所であることが多い。そこで、現在、TDR計測を用いて、異常が発生しやすい箇所又は異常が発生した箇所を検知する種々の技術が知られている。

例えば、特許文献１の実施の形態２には、配管にパルス信号を印加し、このパルス信号の反射波を検出し、反射波の遅延時間に基づいて、配管及び配管の外周に設けられた材料の少なくとも一方の異常を検知する配管診断装置が記載されている。この配管診断装置では、配管の端部以外において反射波の発生が検知された場合、配管に異常があると判別され、異常が発生した箇所が特定される。

特開２０１０−２５６２２４号公報

冷媒漏洩などの異常が発生しやすい箇所として、配管の分岐部が挙げられる。配管の分岐部は、配管を加工することにより設けられるため、加工されていない箇所と比べて腐食が進行しやすいからである。

配管の分岐部は、配管が枝分かれする箇所であるため、異常が発生していないときであっても特性インピーダンスが変化する。そのため、TDR計測を用いて各分岐部の位置を推定することにより配管の点検作業を支援することができる。例えば、配管の施工状態が不明な現場にて当該配管の点検を行う場合に、各分岐部の位置を予め推定することにより点検箇所を絞り込めるため、点検作業を支援することができる。

一方、配管と空調機の室内機との接続部も、異常が発生していないときであっても特性インピーダンスが変化する箇所である。当該接続部は、室内機の熱交換器等の金属構造物により電気的に短絡される箇所となるからである。そのため、TDR計測による各分岐部の位置推定において、当該接続部の位置を誤って分岐部の位置であると推定するおそれがある。

本開示の目的は、上記の事情に鑑み、配管の分岐部の位置と、配管と空調機の室内機との接続部の位置とを区別して推定する位置推定装置等を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本開示に係る位置推定装置は、
導電性を有する配管に電圧パルスを印加するパルス印加手段と、
前記配管における電圧の変化を示す電圧波形を測定する波形測定手段と、
前記電圧波形と、前記配管の分岐部の特性インピーダンスに基づく第１の波形テンプレートと、前記配管と空調機の室内機との接続部の特性インピーダンスに基づく第２の波形テンプレートとに基づいて、前記配管の分岐部の位置と前記接続部の位置とを推定する位置推定手段と、
を備える。

本開示によれば、配管の分岐部の位置と、配管と空調機の室内機との接続部の位置とを区別して推定できる。

本開示の実施の形態１に係る位置推定装置を適用した空調システムの構成を示す図本開示の実施の形態１に係る位置推定装置のパルス印加部により配管に印加される電圧パルスの一例を示す図本開示の実施の形態１に係る位置推定装置の波形測定部により測定される電圧波形の一例を示す図本開示の実施の形態１に係る位置推定装置の記憶部に保存されている波形テンプレートの一例を示す図本開示の実施の形態１における、電圧波形と相関性との対応の一例を示す図本開示の実施の形態１に係る位置推定装置の機能的構成を示す図本開示の実施の形態１に係る位置推定装置のハードウェア構成の一例を示す図本開示の実施の形態１に係る位置推定装置による位置推定の動作の一例を示すフローチャート本開示の実施の形態２に係る位置推定装置を適用した空調システムの構成を示す図本開示の実施の形態２に係る調整器の取り付けの一例を示す図本開示の実施の形態２に係る調整器の構成を示す図本開示の実施の形態２に係る位置推定装置の機能的構成を示す図本開示の実施の形態２に係る位置推定装置による位置推定の動作の一例を示すフローチャート図１３に示す動作における各接続部の位置推定の動作の一例を示すフローチャート

以下、図面を参照しながら、本開示の実施の形態に係る位置推定装置が適用される空調システムを説明する。各図面においては、同一又は同等の部分に同一の符号を付す。

（実施の形態１）
図１を参照しながら、実施の形態１に係る位置推定装置１０を適用した空調システム１を説明する。空調システム１は、点検対象の配管を含むシステムである。空調システム１は、工場、ビルなどの建物における対象エリアの空気の温度、湿度などを調整する空調システムである。空調システム１は、室外機２と１以上の室内機３とが、配管Ｐ１と配管Ｐ２とを含む一対の配管Ｐにより相互に接続されたシステムである。空調システム１は、配管Ｐと室外機２と、１以上の室内機３と位置推定装置１０とを備える。詳細は後述するが、空調システム１においては、位置推定装置１０により配管Ｐの分岐部Ｂの位置と、配管Ｐと室内機３との接続部Ｃの位置とを推定できる。空調システム１によれば、これらの位置を推定することにより、配管の点検作業を支援できる。

配管Ｐは、室外機２と各室内機３との間で冷媒を循環させる金属製の配管である。配管Ｐは金属製であるため、導電性を有する。また、配管Ｐは、断熱材で覆われている。配管Ｐは、配管Ｐ１と配管Ｐ２とを含む。配管Ｐ１と配管Ｐ２とは並列に施設される。配管Ｐは、分岐部Ｂにて枝分かれする。配管Ｐは、接続部Ｃにて室内機３に接続されている。配管Ｐは、本開示に係る配管の一例である。分岐部Ｂは、本開示に係る分岐部の一例である。

室外機２は、屋外に設置され、室内機３と協働して室内機３が設置された屋内空間を空調する空調機である。室外機２は、例えば、圧縮機と熱交換器とを備える。

室内機３は、屋内空間に設置され、室外機２と協働して当該屋内空間を空調する空調機である。室内機３は、接続部Ｃにて配管Ｐに接続されている。室内機３は、例えば、熱交換器を備える。室内機３が備える熱交換器は金属構造物であり、かつ熱交換器には配管Ｐが接続される。したがって、室内機３の熱交換器により配管Ｐの配管Ｐ１と配管Ｐ２とが短絡される。室内機３は、本開示に係る室内機の一例である。接続部Ｃは、本開示に係る接続部の一例である。

位置推定装置１０は、配管Ｐに対してTDR計測を行うことにより、分岐部Ｂの位置と接続部Ｃの位置とを推定する。位置推定装置１０は、本開示に係る位置推定装置の一例である。以下、より詳細に説明する。ただし、位置推定装置１０の機能的構成については後述する。

まず、位置推定装置１０は、配管Ｐに電圧パルスを印加する。電圧パルスは、例えば図２に示すものとなる。次に、位置推定装置１０は、電圧パルスを印加した箇所における配管Ｐの電圧値を継続的に検知して配管Ｐにおける電圧波形を測定する。特性インピーダンスが変化する分岐部Ｂ及び接続部Ｃにて電圧パルスの反射波が生じるので、測定した電圧波形には反射波の影響による変化が生じている箇所がある。電圧波形は、例えば図３に示すものとなる。急峻な立ち下がりが生じた箇所が、反射波の影響による変化が生じている箇所である。

分岐部Ｂの特性インピーダンスは、配管Ｐのうち加工されていない箇所の特性インピーダンスよりも小さくなる。分岐部Ｂにおいて、電気的には配管が並列に接続されていると見なせるからである。例えば、分岐した２つの配管Ｐの太さがいずれも分岐前の配管Ｐの太さと同一である場合、分岐部Ｂの特性インピーダンスは分岐していない箇所の特性インピーダンスの半分となる。分岐部Ｂにおいて特性インピーダンスが減少しているため、分岐部Ｂにより生じる反射波の電圧は、電圧パルスに対してマイナスの電圧となる。そのため、反射波が合成された結果である上記の電圧波形には、急峻な立ち下がりが生じる。

接続部Ｃの特性インピーダンスも、配管Ｐのうち加工されていない箇所の特性インピーダンスよりも小さくなる。上述のとおり、接続部Ｃでは、室内機３の熱交換器により配管Ｐの配管Ｐ１と配管Ｐ２とが短絡されるので、接続部Ｃの特性インピーダンスは０となる。そのため、接続部Ｃにより生じる反射波の電圧は、電圧パルスに対してマイナスの電圧となる。また、特性インピーダンスが０であるため、接続部Ｃにより反射波の振幅の絶対値は、分岐部Ｂにより生じる反射波の振幅の絶対値より大きい。したがって、上記の電圧波形において、接続部Ｃにより生じる立ち下がりは、分岐部Ｂにより生じる立ち下がりよりも急峻となる。

次に、位置推定装置１０は、電圧波形と、予め用意された２種類の波形テンプレートとの相関性に基づいて、分岐部Ｂの位置と接続部Ｃの位置とを推定する。２種類の波形テンプレートとは、例えば図４に示す分岐部テンプレートＴ１及び接続部テンプレートＴ２である。接続部テンプレートＴ２における立ち下がりは、分岐部テンプレートＴ１における立ち下がりよりも急峻である。これは、上記の電圧波形において、接続部Ｃにより生じる立ち下がりが、分岐部Ｂにより生じる立ち下がりよりも急峻となることに対応したものである。つまり、分岐部テンプレートＴ１は、分岐部Ｂの特性インピーダンスに基づく波形テンプレートであり、接続部テンプレートＴ２は、接続部Ｃの特性インピーダンスに基づく波形テンプレートである。分岐部テンプレートＴ１は、本開示に係る第１の波形テンプレートの一例であり、接続部テンプレートＴ２は、本開示に係る第２の波形テンプレートの一例である。

電圧波形と、電圧波形と各テンプレートとの相関性とは、例えば図５に示す対応関係となる。ただし、図５は、図１に示す構成における例ではない。位置推定装置１０は、相関性が極大となる各時刻におけるテンプレートごとの相関性の大小に基づいて、分岐部Ｂの位置と接続部Ｃの位置とを推定する。具体的には、位置推定装置１０は、電圧パルスが印加された箇所から分岐部Ｂまでの距離と、電圧パルスが印加された箇所から分岐部Ｂまでの距離とを推定することにより、分岐部Ｂの位置と接続部Ｃの位置とを推定する。

例えば図５に示す例では、位置推定装置１０は、時刻ｔ１に基づいて分岐部Ｂの位置を推定し、時刻ｔ２及び時刻ｔ３に基づいて２つの接続部Ｃの位置を推定する。電圧パルスが印加された時刻から各時刻までの時間をＴとしたとき、電圧パルスが印加された箇所から分岐部Ｂあるいは接続部Ｃまでの距離Ｌは、以下の計算式によって求めることができる。
Ｌ＝Ｔ×Ｖｃ／（２√ε０）
ただし、Ｖｃは真空中の光速であり、εは配管Ｐの断熱材の実効比誘電率である。εは、例えば１．１である。

次に、図６を参照しながら、位置推定装置１０の機能的構成を説明する。位置推定装置１０は、制御部１００とパルス発振器１１０と電圧センサ１２０と記憶部１３０と操作受付部１４０と表示部１５０とを備える。制御部１００は、パルス印加部１０１と波形測定部１０２と相関性算出部１０３と位置推定部１０４とを備える。

パルス発振器１１０は、配管Ｐ１及び配管Ｐ２に接続され、パルス印加部１０１の制御に基づいて電圧パルスを配管Ｐ１と配管Ｐ２との間に印加する。つまり、パルス発振器１１０は、パルス印加部１０１の制御に基づいて電圧パルスを配管Ｐに印加する。パルス発振器１１０が接続される箇所は、余計な反射波の発生を防ぐために室外機２と配管Ｐとの接続部であることが好ましい。

電圧センサ１２０は、配管Ｐ１及び配管Ｐ２に接続され、配管Ｐ１と配管Ｐ２との間の電圧値を検知して波形測定部１０２に出力する。つまり、電圧センサ１２０は配管Ｐの電圧値を検知する。電圧センサ１２０が接続される箇所は、上述の距離Ｌの算出を上述の計算式により容易に算出可能とするため、パルス発振器１１０が接続される箇所と同一箇所であることが好ましい。パルス発振器１１０が接続される箇所と電圧センサ１２０が接続される箇所とが大きく異なると、電圧パルスが進む距離と反射波が進む距離とが大きく異なることとなるからである。

記憶部１３０は、上述の分岐部テンプレートＴ１と接続部テンプレートＴ２とを保存する。これらのテンプレートは、例えば空調システム１の管理者が、特性インピーダンスに基づいて予め作成する。

操作受付部１４０は、ユーザから各種の操作を受け付ける。操作受付部１４０は、例えば、位置推定の開始指示を受け付ける。操作受付部１４０の機能は、例えば、タッチスクリーン、ボタン、マウス、キーボードの機能により実現される。

表示部１５０は、制御部１００の制御に基づいて、位置推定部１０４により推定された分岐部Ｂの位置及び接続部Ｃの位置を示す情報を表示する。表示部１５０の機能は、例えば、タッチスクリーンの機能により実現される。

制御部１００は、位置推定装置１０を統括制御する。制御部１００は、例えば上述のとおり、表示部１５０を制御して位置推定部１０４により推定された位置を示す情報を表示させる。

パルス印加部１０１は、パルス発振器１１０を制御して、配管Ｐに電圧パルスを印加する。パルス印加部１０１は、本開示に係るパルス印加手段の一例である。

波形測定部１０２は、電圧センサ１２０が検知した配管Ｐの電圧値を継続的に取得することにより、配管Ｐにおける電圧の変化を示す電圧波形を測定する。波形測定部１０２は、本開示に係る波形測定手段の一例である。

相関性算出部１０３は、波形測定部１０２が測定した電圧波形と記憶部１３０に保存された分岐部テンプレートＴ１との相関性と、波形測定部１０２が測定した電圧波形と記憶部１３０に保存された接続部テンプレートＴ２との相関性を算出する。相関性算出部１０３は、例えば電圧波形と波形テンプレートとの相互共分散を、波形テンプレートを時系列的にシフトさせながら求めることにより相関性を算出する。その結果として、相関性算出部１０３は、例えば上述の図５に示すような、相関性の時系列的な変化を得ることができる。なお、相関性算出部１０３は、相互共分散に代えて相互相関を算出してもよい。

再び図６を参照する。位置推定部１０４は、相関性算出部１０３が算出した相関性に基づいて、分岐部Ｂの位置と接続部Ｃの位置とを推定する。位置推定部１０４は、相関性が極大となっている時刻のうち、電圧波形と分岐部テンプレートＴ１との相関性が、電圧波形と接続部テンプレートＴ２との相関性より大きいときの時刻に基づいて分岐部Ｂの位置を推定する。位置推定部１０４は、相関性が極大となっている時刻のうち、上記以外、つまり電圧波形と接続部テンプレートＴ２との相関性が、電圧波形と分岐部テンプレートＴ１との相関性より大きいときの時刻に基づいて接続部Ｃの位置を推定する。上述したとおり、位置推定部１０４は、当該時刻に基づいて、電圧パルスが印加された箇所から分岐部Ｂあるいは接続部Ｃまでの距離Ｌを求めることができるので、分岐部Ｂあるいは接続部Ｃの位置を推定できる。位置推定部１０４は、本開示に係る位置推定手段の一例である。

次に、位置推定装置１０のハードウェア構成の一例について、図７を参照しながら説明する。図７に示す位置推定装置１０は、例えばパーソナルコンピュータ、マイクロコントローラなどのコンピュータにより実現される。

位置推定装置１０は、バス１０００を介して互いに接続された、プロセッサ１００１と、メモリ１００２と、インタフェース１００３と、二次記憶装置１００４と、を備える。

プロセッサ１００１は、例えばCPU（Central Processing Unit：中央演算装置）である。プロセッサ１００１が、二次記憶装置１００４に記憶された動作プログラムをメモリ１００２に読み込んで実行することにより、位置推定装置１０の各機能が実現される。

メモリ１００２は、例えば、RAM（Random Access Memory）により構成される主記憶装置である。メモリ１００２は、プロセッサ１００１が二次記憶装置１００４から読み込んだ動作プログラムを記憶する。また、メモリ１００２は、プロセッサ１００１が動作プログラムを実行する際のワークメモリとして機能する。

インタフェース１００３は、例えばシリアルポート、GPIO（General Purpose Input/Output）、USB（Universal Serial Bus）ポート、ネットワークインタフェースなどのI/O（Input/Output）インタフェースである。インタフェース１００３には、例えばパルス発振器１１０、電圧センサ１２０、操作受付部１４０及び表示部１５０が接続される。

二次記憶装置１００４は、例えば、フラッシュメモリ、HDD（Hard Disk Drive）、SSD（Solid State Drive）である。二次記憶装置１００４は、プロセッサ１００１が実行する動作プログラムを記憶する。二次記憶装置１００４により記憶部１３０の機能が実現される。

次に、図８を参照しながら、位置推定装置１０による位置推定の動作の一例を説明する。図８に示す動作は、例えばユーザが操作受付部１４０を操作して位置推定の実行を位置推定装置１０に指示したときに開始される。

位置推定装置１０の制御部１００のパルス印加部１０１は、パルス発振器１１０を制御して配管Ｐに電圧パルスを印加する（ステップＳ１１）。

制御部１００の波形測定部１０２は、電圧センサ１２０から継続的に電圧値を取得し、配管Ｐにおける電圧波形を測定する（ステップＳ１２）。

制御部１００の相関性算出部１０３は、ステップＳ１２にて測定された電圧波形と、記憶部１３０に保存された分岐部テンプレートＴ１との相関性を算出する（ステップＳ１３）。同様に、相関性算出部１０３は、電圧波形と接続部テンプレートＴ２との相関性を算出する（ステップＳ１４）。

制御部１００の位置推定部１０４は、ステップＳ１３及びステップＳ１４にて算出されたそれぞれの相関性が極大となっている時刻のうち、電圧波形と分岐部テンプレートＴ１との相関性が、電圧波形と接続部テンプレートＴ２との相関性より大きいときの時刻に基づいて分岐部Ｂの位置を推定する（ステップＳ１５）。

同様に、位置推定部１０４は、ステップＳ１３及びステップＳ１４にて算出されたそれぞれの相関性が極大となっている時刻のうち、電圧波形と接続部テンプレートＴ２との相関性が、電圧波形と分岐部テンプレートＴ１との相関性より大きいときの時刻に基づいて接続部Ｃの位置を推定する（ステップＳ１６）。

制御部１００は、表示部１５０を制御して推定結果を表示部１５０に表示させる（ステップＳ１７）。そして制御部１００は、位置推定の動作を終了する。

以上、実施の形態１に係る位置推定装置１０を適用した空調システム１を説明した。実施の形態１に係る位置推定装置１０によれば、電圧波形と、分岐部Ｂの特性インピーダンスに基づく分岐部テンプレートＴ１と、接続部Ｃの特性インピーダンスに基づく接続部テンプレートＴ２とに基づいて、分岐部Ｂの位置と接続部Ｃの位置とを推定する。特に、位置推定装置１０は、電圧波形と分岐部テンプレートＴ１との相関性と、電圧波形と接続部テンプレートＴ２との相関性とに基づいて、分岐部Ｂの位置と接続部Ｃの位置とを推定する。したがって、位置推定装置１０によれば、配管Ｐの分岐部Ｂの位置と、配管Ｐと空調機の室内機３との接続部Ｃの位置とを区別して推定できる。

（実施の形態２）
図９を参照しながら、実施の形態２に係る位置推定装置１０を適用した空調システム１を説明する。ただし、実施の形態１と異なる点を説明する。実施の形態２に係る空調システム１は、接続部Ｃに取り付けられた調整器２０をさらに備える点が実施の形態１と異なる。調整器２０は接続部Ｃに取り付けられ、位置推定装置１０の制御に基づいて接続部Ｃのインピーダンスを調整する。なお、位置推定装置１０と調整器２０とは、有線又は無線により通信可能に接続されている。

調整器２０は、例えば図１０に示す形態にて、配管Ｐと室内機３との接続部Ｃに取り付けられる。図１０では２つの部材が調整器２０として示されているが、これは後述する２つのコア２５０が配管Ｐ１及び配管Ｐ２に取り付けられていることを示す。

詳細は後述するが、実施の形態２においては、接続部テンプレートＴ２は使用されない。そのため、電圧波形と接続部テンプレートＴ２との相関性も算出されない。実施の形態２において、位置推定装置１０は、調整器２０を制御して接続部Ｃのインピーダンスを変化させ、インピーダンスを変化させたときの電圧波形と、インピーダンスを変化させていないときの電圧波形との相違点に基づいて接続部Ｃの位置を推定する。そして位置推定装置１０は、電圧波形と分岐部テンプレートＴ１との相関性が極大となっている時刻のうち上記の相違点に係る時刻を除外した時刻に基づいて、分岐部Ｂの位置を推定する。

図１１を参照しながら、調整器２０の構成を説明する。調整器２０は、制御部２００と、通信部２１０と、スイッチ２２０と、直流電源２３０と、２つのコイル２４０と、コイル２４０が巻き付けられた２つのコア２５０と、とを備える。また、各コア２５０には孔Ｈが形成されている。各コア２５０の孔Ｈには、配管Ｐ１及び配管Ｐ２が通される。調整器２０は、本開示に係る調整器の一例である。

詳細は後述するが、スイッチ２２０がオフのとき接続部Ｃの特性インピーダンスが高インピーダンスとなり、スイッチ２２０がオンのとき接続部Ｃの特性インピーダンスが低インピーダンスとなる。高インピーダンスは本開示に係る第１のインピーダンスの一例であり、低インピーダンスは本開示に係る第２のインピーダンスの一例である。

制御部２００は、通信部２１０を介して位置推定装置１０から受信した制御信号に基づいて、スイッチ２２０をオン状態またはオフ状態にする。

通信部２１０は、位置推定装置１０と通信する。通信部２１０の機能は、ネットワークカード、無線通信モジュールなどにより実現される。

スイッチ２２０は、制御部２００の制御に従って、オンまたはオフする。スイッチ２２０がオンのとき、コイル２４０に直流電源２３０からの直流電流が流れる。

直流電源２３０は、スイッチ２２０がオンのとき、各コイル２４０に直流電流を流し、各コア２５０に生じる磁束を飽和させる。

コイル２４０は、コア２５０に絶縁電線を巻き付けることにより形成されたコイルである。コイル２４０は、スイッチ２２０がオンのとき、直流電源２３０からの直流電流により磁束を発生させ、コア２５０に生じる磁束を飽和させる。

コア２５０は、孔Ｈが形成された分割型コアである。コア２５０は分割型コアであるため、配管Ｐに容易に取り付けられる。

スイッチ２２０がオフのときに配管Ｐに電圧パルスが印加されると、電圧パルスの立ち上がりに応じた磁束の変化がコア２５０及びコイル２４０に発生する。その結果、孔Ｈを通る箇所における配管Ｐの特性インピーダンスが大きくなる。つまり、スイッチ２２０がオフのとき、接続部Ｃは高インピーダンスとなる。

スイッチ２２０がオンのとき、上述のとおりコイル２４０によりコア２５０に生じる磁束が飽和するので、電圧パルスの立ち上がりに応じた磁束の変化がほとんど発生しない。その結果、孔Ｈを通る箇所における配管Ｐの特性インピーダンスが小さくなる。つまり、スイッチ２２０がオンのとき、接続部Ｃは低インピーダンスとなる。

次に、図１２を参照しながら、実施の形態２に係る位置推定装置１０の機能的構成のうち、実施の形態１と異なる点を説明する。

まず、実施の形態２に係る位置推定装置１０は、通信部１６０を備える点が実施の形態１と異なる。通信部１６０は、調整器２０と通信する。

また、制御部１００がインピーダンス調整部１０５をさらに備える点が実施の形態１と異なる。インピーダンス調整部１０５は、通信部１６０を介して調整器２０を制御し、各接続部Ｃのインピーダンスを個別に高インピーダンス又は低インピーダンスに調整する。

また、記憶部１３０が接続部テンプレートＴ２を保存しない点、相関性算出部１０３が電圧波形と接続部テンプレートＴ２との相関性を算出しない点も実施の形態１と異なる。

そして、位置推定部１０４による位置推定についても、以下に説明するように実施の形態１と異なる。位置推定部１０４は、各接続部Ｃのインピーダンスを変化させたときの電圧波形と、いずれの接続部Ｃのインピーダンスも変化させていないときの電圧波形との相違点に基づいて各接続部Ｃの位置を推定する。位置推定部１０４は、電圧波形と分岐部テンプレートＴ１との相関性が極大となっている時刻のうち上記の相違点に係る時刻を除外した時刻に基づいて、分岐部Ｂの位置を推定する。詳細は、位置推定の動作の説明において併せて説明する。

次に、図１３及び図１４を参照しながら、実施の形態２に係る位置推定装置１０による位置推定の動作の一例を説明する。ただし、実施の形態１と同様の点については説明を簡略する。

位置推定装置１０の制御部１００のインピーダンス調整部１０５は、各調整器２０を制御して全ての接続部Ｃのインピーダンスを高インピーダンスに調整する（ステップＳ２１）。

位置推定装置１０の制御部１００のパルス印加部１０１は配管Ｐに電圧パルスを印加し、制御部１００の波形測定部１０２は配管Ｐにおける電圧波形を測定する（ステップＳ２２）。この動作により全ての接続部Ｃのインピーダンスが高インピーダンスのときの電圧波形を測定できる。

制御部１００は、図１４に示す動作を実行することにより、各接続部Ｃの位置を推定する（ステップＳ２３）。以下、図１４を参照する。

制御部１００は、各調整器２０から調整器２０を１つ選択する（ステップＳ２３１）。

インピーダンス調整部１０５は、選択された調整器２０を制御して、当該調整器２０に対応する接続部Ｃのインピーダンスを低インピーダンスに調整する（ステップＳ２３２）。

インピーダンス調整部１０５は、選択されていない各調整器２０を制御して、当該各調整器２０に対応する各接続部Ｃのインピーダンスを高インピーダンスに調整する（ステップＳ２３３）。

パルス印加部１０１は配管Ｐに電圧パルスを印加し、波形測定部１０２は配管Ｐにおける電圧波形を測定する（ステップＳ２３４）。この動作により選択された接続部Ｃのインピーダンスのみが低インピーダンスのときの電圧波形を測定できる。

位置推定部１０４は、ステップＳ２３４にて測定された電圧波形と、図１３のステップＳ２２にて測定された、全ての接続部Ｃのインピーダンスが高インピーダンスのときの電圧波形とを対比して相違点を特定する（ステップＳ２３５）。これらの電圧波形の相違点は、選択された接続部Ｃのインピーダンスの違いにより生じる。

位置推定部１０４は、特定した相違点に対応する時刻を特定する（ステップＳ２３６）。

位置推定部１０４は、特定した時刻に基づいて、選択された調整器２０に対応する接続部Ｃの位置を推定する（ステップＳ２３７）。

制御部１００は、選択されていない調整器２０があるとき（ステップＳ２３８：Ｙｅｓ）、ステップＳ２３１からの動作を繰り返す。なお、ステップＳ２３１の調整器２０の選択の動作においては、一度選択された調整器２０は選択されない。

制御部１００は、選択されていない調整器２０がないとき（ステップＳ２３８：Ｎｏ）、各接続部Ｃの位置推定の動作からリターンし、図１３に示すステップＳ２４からの動作を実行する。

再び図１３を参照する。制御部１００の相関性算出部１０３は、電圧波形と記憶部１３０に保存された分岐部テンプレートＴ１との相関性を算出する（ステップＳ２４）。なお、この動作にて使用される電圧波形は、ステップＳ２２にて測定された、全ての接続部Ｃのインピーダンスが高インピーダンスのときの電圧波形であってもよいし、図１４に示すステップＳ２３４にて測定された、いずれかの接続部Ｃのインピーダンスが低インピーダンスのときの電圧波形であってもよい。

位置推定部１０４は、算出された相関性が極大となっている時刻を特定する（ステップＳ２５）。

位置推定部１０４は、ステップＳ２５にて特定した時刻のうち、図１４に示す各接続部Ｃの位置推定におけるステップＳ２３６にて特定された、相違点に対応する時刻と異なる時刻に基づいて、各分岐部Ｂの位置を推定する（ステップＳ２６）。つまり、位置推定部１０４は、分岐部Ｂの位置を推定するときに、算出された相関性が極大となっている時刻のうち、各接続部Ｃの位置を推定するときに使用した時刻を除外する。

制御部１００は、表示部１５０を制御して推定結果を表示部１５０に表示させる（ステップＳ２７）。そして制御部１００は、位置推定の動作を終了する。

なお、調整器２０と室内機３とは１対１で対応するので、各調整器２０に対応して推定された各接続部Ｃの位置と各室内機３とも１対１で対応する。したがって、制御部１００は、ステップＳ２７にて接続部Ｃの推定位置を表示するときに、接続部Ｃの推定位置と室内機３とを対応付けて表示部１５０に表示させてもよい。例えば、建物内の各室内機３に固有のＩＤ（identifier：識別子）が割り振られている場合、制御部１００は、接続部Ｃの推定位置と、当該接続部Ｃに対応する室内機３のＩＤとを対応付けて表示させてもよい。接続部Ｃの推定位置と室内機３のＩＤとを対応付けて表示させることにより、点検作業のさらなる支援を図ることができる。

以上、実施の形態２に係る位置推定装置１０を適用した空調システム１を説明した。実施の形態２に係る位置推定装置１０は、接続部Ｃのインピーダンスを変化させたときの電圧波形の相違点に基づいて接続部Ｃの位置を推定する。そして位置推定装置１０は、電圧波形と、分岐部テンプレートＴ１と、上記の相違点とに基づいて、分岐部Ｂの位置を推定する。したがって、実施の形態２に係る位置推定装置１０によれば、配管Ｐの分岐部Ｂの位置と、配管Ｐと空調機の室内機３との接続部Ｃの位置とを区別して推定できる。

（変形例）
実施の形態２において、位置推定装置１０は、接続部テンプレートＴ２を使用せずに接続部Ｃの位置を推定したが、推定精度を高めるために、実施の形態１と同様に接続部テンプレートＴ２を使用してもよい。つまり、実施の形態１と２とを組み合わせてもよい。

実施の形態２において、位置推定装置１０は、１つずつ調整器２０を選択して対応する接続部Ｃのインピーダンスを変化させ、当該接続部Ｃの位置を推定した。これに代えて、位置推定装置１０は、全ての接続部Ｃのインピーダンスを同時に変化させ、変化の前後における電圧波形の相違点に基づいて各接続部Ｃの位置を推定してもよい。ただし、この場合、調整器２０と接続部Ｃの推定位置とが１対１で対応しないので、接続部Ｃの推定位置と室内機３とを対応付けることはできない。

図７に示すハードウェア構成においては、位置推定装置１０が二次記憶装置１００４を備えている。しかし、これに限らず、二次記憶装置１００４を位置推定装置１０の外部に設け、インタフェース１００３を介して位置推定装置１０と二次記憶装置１００４とが接続される形態としてもよい。この形態においては、USBフラッシュドライブ、メモリカードなどのリムーバブルメディアも二次記憶装置１００４として使用可能である。

また、図７に示すハードウェア構成に代えて、ASIC（Application Specific Integrated Circuit：特定用途向け集積回路）、FPGA（Field Programmable Gate Array）などを用いた専用回路により位置推定装置１０を構成してもよい。また、図７に示すハードウェア構成において、位置推定装置１０の機能の一部を、例えばインタフェース１００３に接続された専用回路により実現してもよい。

１空調システム、２室外機、３室内機、１０位置推定装置、２０調整器、１００制御部、１０１パルス印加部、１０２波形測定部、１０３相関性算出部、１０４位置推定部、１０５インピーダンス調整部、１１０パルス発振器、１２０電圧センサ、１３０記憶部、１４０操作受付部、１５０表示部、１６０通信部、２００制御部、２１０通信部、２２０スイッチ、２３０直流電源、２４０コイル、２５０コア、１０００バス、１００１プロセッサ、１００２メモリ、１００３インタフェース、１００４二次記憶装置、Ｂ分岐部、Ｃ接続部、Ｈ孔、Ｐ，Ｐ１，Ｐ２配管、Ｔ１分岐部テンプレート、Ｔ２接続部テンプレート。

Claims

導電性を有する配管に電圧パルスを印加するパルス印加手段と、
前記配管における電圧の変化を示す電圧波形を測定する波形測定手段と、
前記電圧波形と、前記配管の分岐部の特性インピーダンスに基づく第１の波形テンプレートと、前記配管と空調機の室内機との接続部の特性インピーダンスに基づく第２の波形テンプレートとに基づいて、前記配管の分岐部の位置と前記接続部の位置とを推定する位置推定手段と、
を備える位置推定装置。
前記位置推定手段は、前記電圧波形と前記第１の波形テンプレートとの相関性と、前記電圧波形と前記第２の波形テンプレートとの相関性とを対比して、前記配管の分岐部の位置と前記接続部の位置とを推定する、
請求項１に記載の位置推定装置。
前記位置推定手段はさらに、前記接続部に取り付けられた調整器により前記接続部のインピーダンスが第１のインピーダンスに調整されているときの前記電圧波形と、前記調整器により前記接続部のインピーダンスが第２のインピーダンスに調整されているときの前記電圧波形と、の相違点に基づいて前記配管の分岐部の位置と前記接続部の位置とを推定する、
請求項１又は２に記載の位置推定装置。
導電性を有する配管に電圧パルスを印加するパルス印加手段と、
前記配管における電圧の変化を示す電圧波形を測定する波形測定手段と、
前記配管の分岐部の位置と、前記配管と空調機の室内機との接続部の位置とを推定する位置推定手段と、
を備え、
前記位置推定手段は、前記接続部に取り付けられた調整器により前記接続部のインピーダンスが第１のインピーダンスに調整されているときの前記電圧波形と、前記調整器により前記接続部のインピーダンスが第２のインピーダンスに調整されているときの前記電圧波形と、の相違点に基づいて前記接続部の位置を推定し、
前記位置推定手段は、前記電圧波形と、前記配管の分岐部の特性インピーダンスに基づく波形テンプレートと、前記相違点とに基づいて、前記配管の分岐部の位置を推定する、
位置推定装置。
位置推定装置と、導電性を有する配管と空調機の室内機との接続部に取り付けられ前記接続部のインピーダンスを調整する調整器とを備え、
前記位置推定装置は、
前記配管に電圧パルスを印加するパルス印加手段と、
前記配管における電圧の変化を示す電圧波形を測定する波形測定手段と、
前記配管の分岐部の位置と前記接続部の位置とを推定する位置推定手段と、
を備え、
前記位置推定手段は、前記調整器により前記接続部のインピーダンスが第１のインピーダンスに調整されているときの前記電圧波形と、前記調整器により前記接続部のインピーダンスが第２のインピーダンスに調整されているときの前記電圧波形と、の相違点に基づいて前記接続部の位置を推定し、
前記位置推定手段は、前記電圧波形と、前記配管の分岐部の特性インピーダンスに基づく波形テンプレートと、前記相違点とに基づいて、前記配管の分岐部の位置を推定する、
位置推定システム。
導電性を有する配管に電圧パルスを印加し、
前記配管における電圧の変化を示す電圧波形を測定し、
前記電圧波形と、前記配管の分岐部の特性インピーダンスに基づく第１の波形テンプレートと、前記配管と空調機の室内機との接続部の特性インピーダンスに基づく第２の波形テンプレートとに基づいて、前記配管の分岐部の位置と前記接続部の位置とを推定する、
位置推定方法。
導電性を有する配管に電圧パルスを印加し、
前記配管における電圧の変化を示す電圧波形を測定し、
前記配管と空調機の室内機との接続部のインピーダンスを第１のインピーダンス又は第２のインピーダンスに調整し、
前記接続部のインピーダンスが前記第１のインピーダンスに調整されているときの前記電圧波形と、前記接続部のインピーダンスが前記第２のインピーダンスに調整されているときの前記電圧波形と、の相違点に基づいて前記接続部の位置を推定し、
前記電圧波形と、前記配管の分岐部の特性インピーダンスに基づく波形テンプレートと、前記相違点とに基づいて、前記配管の分岐部の位置を推定する、
位置推定方法。
コンピュータを、
導電性を有する配管に電圧パルスを印加するパルス印加手段、
前記配管における電圧の変化を示す電圧波形を測定する波形測定手段、
前記電圧波形と、前記配管の分岐部の特性インピーダンスに基づく第１の波形テンプレートと、前記配管と空調機の室内機との接続部の特性インピーダンスに基づく第２の波形テンプレートとに基づいて、前記配管の分岐部の位置と前記接続部の位置とを推定する位置推定手段、
として機能させるプログラム。
コンピュータを、
導電性を有する配管に電圧パルスを印加するパルス印加手段、
前記配管における電圧の変化を示す電圧波形を測定する波形測定手段、
前記配管の分岐部の位置と、前記配管と空調機の室内機との接続部の位置とを推定する位置推定手段、
として機能させ、
前記位置推定手段は、前記接続部に取り付けられた調整器により前記接続部のインピーダンスが第１のインピーダンスに調整されているときの前記電圧波形と、前記調整器により前記接続部のインピーダンスが第２のインピーダンスに調整されているときの前記電圧波形と、の相違点に基づいて前記接続部の位置を推定し、
前記位置推定手段は、前記電圧波形と、前記配管の分岐部の特性インピーダンスに基づく波形テンプレートと、前記相違点とに基づいて、前記配管の分岐部の位置を推定する、
プログラム。