JP2021162396A - 異物検出システム - Google Patents

Abstract

【課題】設置制約が少なく、かつ簡単な構成で異物を検出することが可能な異物検出システムを提供する。【解決手段】異物検出システム１は、同一温度場内の流体温度を検出する第一温度センサ２０及び第二温度センサ２１と、第一温度センサ２０が検出した第一温度と第二温度センサ２１が検出した第二温度の温度変化から異物の有無を判断する演算処理部２２とを備える。第一温度センサ２０は、異物となる検出対象物と接触する状態を取り得る位置に設置される。第二温度センサ２１が同一温度場内の流体温度を検出している状態において、第一温度と第二温度との温度変化に差異が生じた場合、演算処理部２２は、第一温度センサ２０が異物と接触していると判断する。【選択図】図１

Description

本発明は、異物を検出する異物検出システムに関する。

配管内の付着物を検出する技術としては、例えば特許文献１乃至４に記載のものがある。特許文献１には、配管の外周表面に、断熱材で側面を断熱した金属片を取り付け、金属片の内部に半径方向に間隔をあけて２個の熱電対を取り付け、これらの温度差があらかじめ設定した限界値よりも小さくなった場合に、配管内部に付着物が存在すると判断する技術が開示されている。

また、特許文献２には、金属壁面の非汚染箇所と汚れが生じる金属壁面の汚染箇所とに温度センサを設置して、その温度差が所要の温度差になった場合に汚れが付着していると検知する技術が開示されている。

さらに、特許文献３には、ダクト内へのフィルタ有無を検出する手法として、フィルタ前後の温度を測定し、その温度差または経時変化を用いて判定する技術が開示されている。

さらにまた、特許文献４には、空気調和機において、空気温度とドレン水温度をサーミスタで検知し温度差によりドレン水の有無を検知する技術が開示されている。

特開平7−２２９８６５号公報 特開２００４−１０１１８７号公報 特開２０１６−５３５８３１号公報 特開平５−３２２２８２号公報

特許文献１に開示された技術においては、配管内の付着物により配管内部から外側への熱抵抗が増大するので、半径方向の熱流束または温度差を測定することで、付着物が検知できるとしている。しかしながら、これは配管の熱伝導率が付着物の熱伝導率よりも十分高い場合は有効であるものの、配管が金属でない場合、例えば樹脂製の配管には適用が困難であった。また、この技術は、配管内の異物に限定されるという課題もあった。

特許文献２に開示された技術は、金属壁面において、汚れのない箇所と汚れた箇所とでは壁面に温度差が生じることに着目し、温度差に応じて汚れの状態を報知できるとしている。しかしながら、２点の壁面温度を比較するために、金属壁面に限定されるという課題があった。また、汚れない箇所の温度を検知するために、壁面等を加工する必要もあった。さらに、一方のセンサが庇状のもので覆われているので、流れ方向が限定されることに加え、付着物に流動性がある場合には覆われているセンサにも汚れが付着し、汚れを検出する効果が得られないという課題があった。加えて、一方のセンサが庇状のもので覆われている場合には、センサに汚れが付着していない状態においても、両者のセンサに温度差が生じ、誤検知する可能性があった。

また、特許文献３に開示された技術では、粒子フィルタの熱質量の効果、またはフィルタ内に堆積したカーボン粒子の燃焼時における排ガス温度への影響に基づいて、前後の温度差または経時変化からフィルタの有無を検知できるとしている。本手法は、フィルタのように風路断面全体に存在する異物の検知には有効であるが、壁面に付着する汚れのように、風路断面の一部にしか存在しない異物の場合には、効果が限定的となるという課題があった。すなわち、壁面に付着した汚れが、風路内を流れるガス温度へ与える影響は非常に小さいので、検出精度という点で課題があった。また風の流れが一方向となるダクト内に限定されるという課題もあった。

さらに、特許文献４に開示された技術では、空調調和機のドレス水の有無を、室内吸込空気温度サーミスタとドレン水検知用サーミスタの温度差で検知できるので、フロートスイッチの固渋といった機械的な動作不良がなく、安価なドレン水検知手段を提供できることが示されている。しかしながら、ドレン水の温度は冷房運転している空気調和機の熱交換量や吸込空気の湿度によって変化するので、吸込空気温度との温度差で判定する本手法は使用条件がわかっている場合には有効であるが、空気調和機の運転条件が異なる場合においては適用できないといった課題があった。

本発明の目的は、設置制約が少なく、かつ簡単な構成で異物を検出することが可能な異物検出システムを提供することにある。

前記目的を達成するために本発明は、検出した流体温度から異物の有無を判断する異物検出システムにおいて、同一温度場内にあって、前記同一温度場内の流体温度を検出する第一温度センサ及び第二温度センサと、前記第一温度センサが検出した第一温度と前記第二温度センサが検出した第二温度とを入力し、前記第一温度と前記第二温度の温度変化から異物の有無を判断する演算処理部と、を備え、前記第一温度センサは、異物となる検出対象物と接触する状態を取り得る位置に設置され、前記第一温度センサと前記第二温度センサは、前記同一温度場内の流体温度を検出している状態においては、前記第一温度と前記第二温度とが略同一の温度変化を示すように変動し、前記第二温度センサが前記同一温度場内の流体温度を検出している状態において、前記第一温度と前記第二温度との温度変化に差異が生じた場合には、前記演算処理部は、前記第一温度センサが異物と接触していると判断することを特徴とする。

本発明によれば、設置制約が少なく、かつ簡単な構成で異物を検出することが可能な異物検出システムを提供することができる。

実施例１に関する異物検出システムの概略構成図である。 実施例１に関する第一温度センサ２０及び第二温度センサ２１の温度変化、温度差、温度差絶対値の積算値を示す図である。 実施例１に関する演算処理部２２での判定方法を示すフローチャートである。 実施例２に関する演算処理部２２での判定方法を示すフローチャートである。 実施例３に関する異物検出システムの概略構成図である。 図５のVI−VI線矢視断面図である。 実施例４に関する異物検出システムの概略構成図である。 実施例５に関する異物検出システムの概略構成図である。

以下、本発明の実施例について添付の図面を参照しつつ説明する。同様の構成要素には同様の符号を付し、同様の説明は繰り返さない。

本発明の各種の構成要素は必ずしも個々に独立した存在である必要はなく、一の構成要素が複数の部材から成ること、複数の構成要素が一の部材から成ること、或る構成要素が別の構成要素の一部であること、或る構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複すること、などを許容する。

本発明の実施例１について、図１から図３を用いて説明する。図１は、実施例１に関する異物検出システムの概略構成図である。実施例１では、例えば室温が−２０℃に設定された冷凍倉庫１内の冷却ユニット１０におけるドレンパン１３内の水を検出する場合を想定した動作について説明する。

図１において、冷却ユニット１０は、主として冷却用熱交換器１２と送風ファン１１によって構成される。冷却ユニット１０は、屋外に設けた室外ユニット（図示せず）と冷媒配管で接続されており、室外ユニットから送られてくる低温の冷媒を、冷凍倉庫１内の空気と熱交換することで、冷凍倉庫１内の空気を冷却する。このとき、冷凍倉庫１内の空気は送風ファン１１によって、冷却用熱交換器１２へ送られる。 このようなシステムにおいては、通常冷却用熱交換器１２表面に徐々に霜が付着して冷却性能が低下するので、定期的に霜を融かす運転が行われる。この際、融解した霜は水となりドレンパン１３に落ちて、そこから排水路１４へと流出するが、排水路１４に繋がる排水口が何らかの原因にて閉塞した場合などには、ドレンパン１３内部にて融解した水が溜まってしまう。この場合、ドレンパン１３に溜まった水が冷凍室内の冷気で冷却され、氷結することになる。この氷が成長すると、機器の破損や、融解した水がドレンパン１３の外部へ漏れるなど不具合が生じる可能性がある。したがって、ドレンパン１３内の水がうまく排水されずに水が溜まった状態を早期に検出することが求められる。

そこで本実施例では、冷却ユニット１０の下方に設置されたドレンパン１３の底部近傍に、氷を検出する第一温度センサ２０を設置し、また底面に対して垂直方向に、第一温度センサ２０から離れた位置に周囲空気の温度を検出する第二温度センサ２１を配置した。第一温度センサ２０は支持部材２６によって、ドレンパン１３の側壁に掛けられている。第一温度センサ２０は、排水されずドレンパン１３内に溜まった水（異物となる検出対象物）と接触する状態を取り得る位置に設置されている。第一温度センサ２０及び第二温度センサ２１からの出力は、それぞれ第一温度５０及び第二温度５１として演算処理部２２に入力される。演算処理部２２では、ハードディスク等の補助記憶装置に記憶されたプログラムを、半導体メモリ等の主記憶装置のロードし、これをＣＰＵ(Central Processing Unit：中央処理装置)等が演算を実行する。

ここで、第一温度センサ２０はドレンパン１３の底部から離して配置したので、通常の状態で検出する温度は周囲の空気温度（流体温度）となる。そして、第二温度センサ２１をさらにその上方に設置し、周囲空気温度（流体温度）を検出するように構成した。すなわち、壁面である底部のドレンパン１３の温度は用いておらず、ドレンパン１３の形状や材質による影響を受けることはない。したがって、ドレンパン１３が金属製であって、樹脂製であっても良い。また、第一温度センサ２０と第二温度センサ２１の間には空気温度を変える手段や、両者間の空気の流れを阻害する構造物は存在しないので、これらのセンサは同一温度場にあり、同一温度場の空気温度（流体温度）を検出することになる。

冷凍倉庫１内は、例えば設定温度よりも所定温度上がった場合に冷凍機が稼働するといったように、所定温度となるように冷凍機の動作が制御されており、冷凍機の動作によって庫内の温度が変動する。したがって、同一温度場にある第一温度センサ２０及び第二温度センサ２１が検出する温度は、冷凍機の動作等によって変動する庫内温度に追従して変化する。このとき第一温度センサ２０及び第二温度センサ２１で検出する温度も変動するが、第一温度センサ２０及び第二温度センサ２１は略同一の温度変化を示すように変動するので、その温度差はほぼ無く、０程度で一定となる。温度センサには個体差がある可能性があるので、前記した略同一の温度変化とは、温度センサの個体差があった場合も含むことを意味している。仮に温度センサの個体差等により温度差があった場合も、その温度差は条件によらず、ほぼ一定となるので、温度を補正することで温度差をほぼ０とすることも容易にできる。

ここで、ドレンパン１３の内部に何らかの要因で水が溜まり、第一温度センサ２０が水に浸かった場合の動作について、図２を用いて説明する。図２は、実施例１に関する第一温度センサ２０及び第二温度センサ２１の温度変化、温度差、温度差絶対値の積算値を示す図である。温度差、温度差絶対値の積算値の演算は、演算処理部２２で実行される。演算処理部２２は、第一温度センサ２０が検出した第一温度５０と第二温度センサ２１が検出した第二温度５１とを入力し、第一温度５０と第二温度５１の温度変化から異物の有無を判断する。温度差絶対値の積算値は、演算処理部２２内の記憶装置に記憶される。演算処理部２２にて異物が有りと判断された場合には、異物が有る旨のアラームを表示部２３（報知部）に表示して、外部に報知する。

図２には横軸を経過時間とし、縦軸に第一温度センサ２０が検出する第一温度５０、第二温度センサ２１の検出する第二温度５１、および両者の温度差ｄＴ５２を示している。また、ある時刻aまではドレンパン１３内に水が溜まっておらず、それ以降は水が溜まった場合の温度変化を示している。すなわち、時刻a以降は、第一温度センサ２０が水に接触した状態となっている。

図２において、時刻aまでは第一温度５０と第二温度５１は、共に部屋の温度変化に追随した動作を継続し、両者に温度差がなかったことを示している。一方、時刻a以降は、水に接触した第一温度センサ２０では、熱容量が大きくなる分だけ、同じように冷やしてもその温度変化が小さくなる。また、水は空気によって冷やされるので、空気温度が下がってから、遅れて冷やされることになる。したがって、第一温度５０の温度変化は、第二温度５１の変動に対して追随できず、図の破線５０ａで示すように温度変化が小さくなり、さらにその変化にも遅れが生じる。時刻a以降は、第二温度センサ２１が同一温度場内の流体温度を検出している状態において、第一温度５０と第二温度５１との温度変化に差異が生じている。したがって、第一温度５０（破線５０ａ）と第二温度５１の温度差ｄＴ５２は、図２に示すように時刻a以降変動するので、この変動が所定値より大きくなった場合に検出できるように、閾値を設定しておけば、温度差ｄＴ５２を用いてドレンパン１３内の水の有無を検出することができる。すなわち、温度差ｄＴ５２が所定の値よりも大きくなったことを検出した場合には、演算処理部２２は、温度変化に差異が生じたと判断し、その結果、水等の異物があると判断して報知する。

ところで、温度差ｄＴ５２を瞬時値で判断すると、検出タイミングによっては小さな値が出力されるので、閾値を超えるデータと超えないデータが混在することになる。この場合、異物の有無を判断するのが困難になる恐れがある。そこで、実施例１では、所定時間内における温度差絶対値の積算値５３を用いるようにした。図２のΣ(ｄＴ)はこの温度差絶対値を所定時間積算して算出した積算値５３を示したものである。積算値５３は温度差絶対値を積算しているので、第一温度５０（破線５０ａ）と第二温度５１とに温度差がある場合には必ず増大することになるので、検出タイミングによって値が小さくなることはない。したがって所定時間における積算値５３の最大値を用いることにより、安定した判定結果が得られるので、より信頼性の高い異物検出システムを構築することができる。そして、演算処理部２２は、積算値５３が所定の値よりも大きくなった場合に、温度変化に差異が生じたと判断する。

また、温度差瞬時値を用いる場合には、温度差そのものが小さいので、閾値を設定するためにも温度センサに精度が必要となる。しかし、実施例１に示した積算値５３は温度差を積算したものであり、温度差の瞬時値よりも値が大きい。したがって、閾値の値も大きくすることができるので、高精度な温度センサが必要無く、安価なシステムを構成しやすいというメリットも得られる。

次に異物の有無の判定方法について図３を用いて説明する。図３は、実施例１に関する演算処理部２２での判定方法を示すフローチャートである。

第一温度センサ２０及び第二温度センサ２１によって同一温度場内の測定開始後は、演算処理部２２の記憶装置に記憶された積算値５３をリセットしてゼロクリア（ステップＳ３０１）し、温度差絶対値を所定時間だけ積算し、積算値５３を算出する（ステップＳ３０２）。そして、その積算値５３が予め設定された閾値（所定の値）よりも小さな場合（ステップＳ３０３のＹｅｓ）には、異物は無いと判断（ステップＳ３０４）し、積算値５３をリセット（ステップＳ３０１）した上で同様のフローを繰り返す。

一方、積算値５３が閾値（所定の値）よりも大きな場合（ステップＳ３０３のＮｏ）には、異物が有ると判断（ステップＳ３０５）し、表示部２３にアラームを報知（ステップＳ３０６）したうえで、積算値５３をリセット（ステップＳ３０１）した上で同様のフローを繰り返す。

ここでは積算値５３が閾値を超えた場合に、すぐアラームを報知するとしたが、所定回数連続して超えた場合にアラームを報知するなどと変更しても良く、この場合には測定誤差の影響を抑制できるので、異物検出システムの信頼性をさらに向上することができる。

実施例１では、第一温度センサ２０及び第二温度センサ２１を送風ファン１１の上流側に配置した。これは、第二温度センサ２１の測定温度だけが冷却ユニット１０の動作の影響を受けて変動し、同一温度場にあるという状態が担保されない可能性があるためである。このように温度を変化させる手段がある場合には、第一温度センサ２０及び第二温度センサ２１をその上流側に配置するほうが望ましい。

なお実施例１では、氷を検出する事例として説明したが、本発明は空気に対して比熱の異なる物体を異物として検出するので、融解した水の状態であっても検出が可能である。また水や氷に限らず、ドレンパン内部に堆積する例えば埃や土などの堆積物であっても良く、例えばドレンパンの清掃をおこなうための情報として活用することができる。また冷凍倉庫内における冷却器である必要性はなく、オフィスビルに設置された空調機のドレンパンにおける水検出や汚れ検出システムとして活用しても良い。

実施例１によれば、設置制約が少なく、かつ簡単な構成で異物を検出することが可能な異物検出システムを提供することができる。

次に、本発明の実施例２について図４を用いて説明する。図４は、実施例２に関する演算処理部２２での判定方法を示すフローチャートである。

実施例１では、温度差絶対値の積算値を用いて判断する例を示したが、実施例２では、第一温度５０と第二温度５１の温度変化を利用するようにした。実施例２は、異物と接触した第一温度センサ２０が、異物の熱容量の分だけ温度変化が小さくなるという性質を利用して、所定時間の温度変化を比較することで、異物を検出するものである。

第一温度センサ２０及び第二温度センサ２１によって同一温度場内の測定開始後は、演算処理部２２の記憶装置に記憶された第一温度５０と第二温度５１のそれぞれの最大値・最小値をリセットしてゼロクリア（ステップＳ４０１）し、予め設定された所定時間内における第一温度５０の最大値Tx1と最小値Tn1を取得する（ステップＳ４０２）。そして、第一温度５０の最大値Tx1と最小値Tn1の差ｄＴ１（＝最大値Tx1−最小値Tn1）を算出する（ステップＳ４０３）。
同様に、予め設定された所定時間内における第二温度５１の最大値Tx2と最小値Tn2を取得する（ステップＳ４０４）。そして、第二温度５１の最大値Tx2と最小値Tn2の差ｄＴ２（＝最大値Tx2−最小値Tn2）を算出する（ステップＳ４０５）。

次に、ｄＴ２とｄＴ１の温度差を算出し、その温度差（ｄＴ２−ｄＴ１）が予め設定された閾値よりも小さな場合（ステップＳ４０６のＹｅｓ）には、異物は無いと判断（ステップＳ４０７）し、最大値・最小値をリセット（ステップＳ４０１）した上で同様のフローを繰り返す。

一方、温度差（ｄＴ２−ｄＴ１）が閾値よりも大きな場合（ステップＳ４０６のＮｏ）には、異物が有ると判断（ステップＳ４０８）し、表示部２３にアラームを報知（ステップＳ４０９）したうえで、最大値・最小値をリセット（ステップＳ４０１）した上で同様のフローを繰り返す。

異物に接触した第一温度センサ２０では検出される第一温度５０の温度変化が小さくなるので、ｄＴ２とｄＴ１の温度差を算出すると、異物が無い場合には温度差は小さいままとなるが、異物が有る場合にはこの差が大きくなる。したがって、ｄＴ２とｄＴ１の差が小さな場合には、異物が無いと判断でき、差が予め設定した閾値（所定値）よりも大きくなった場合には、温度変化に差異が生じたと判断し、異物が有ると判断することができる。

実施例２によれば、所定時間内における最大温度と最小温度を用いているので、瞬時値を用いる場合に対して変動が少なく、安定した判定結果を得ることができる。したがって、より信頼性の高い異物検出システムを構築することが可能となる。

次に、本発明の実施例３について図５及び図６を用いて説明する。図５は、実施例３に関する異物検出システムの概略構成図であり、図６は、図５のVI−VI線矢視断面図である。

実施例３では、配管３０内部における汚れを検出する場合の動作について示す。実施例３において、配管３０の内部には、壁面近傍で壁面から離れた箇所に第一温度センサ２０を設置し、配管壁面から離れた中央付近に第二温度センサ２１を設置した。第一温度センサ２０及び第二温度センサ２１は、配管３０の内壁から中央部に向かって延びた支持部材２７に固定されている。支持部材２７は、配管３０の内壁から中央部に向かって複数本延び、配管３０の中央部で交わるように構成されている。第一温度センサ２０は、複数本の支持部材２７の何れかに設置され、第二温度センサ２１は、複数本の支持部材２７が交わる中央部に設置されている。

したがって、壁面に汚れ等の堆積物３１がない場合には、第一温度センサ２０と第二温度センサ２１は、同一温度場内（配管３０内部）にあるので、流体４０とほぼ同じ温度を検出することになる。しかし、壁面近傍に汚れが付着・堆積し第一温度センサ２０が堆積物３１の内部に入った状態となると、第一温度センサ２０は堆積物３１の温度を検出することになる。一方、第二温度センサ２１は同一温度場内を流れる流体４０の温度を検出している。一般に、配管３０内を流れる流体４０の温度が完全に一定ということは無く、ある程度の変動がある。その際に、堆積物３１の温度変化は流体４０の温度変化に対して遅れが生じる。したがって、実施例１と同様に、第一温度５０と第二温度５１の温度差絶対値が拡大することになる。この温度差もしくはこの温度差絶対値の積算値５３を用いることで、第一温度センサ２０が異物に接触しているか否かを判断することができる。

実施例３では、流体４０が水平方向に流れる水平配管を例に示したが、垂直方向に流れる場合であっても同様の形態にて検出することができる。

演算処理部２２において異物があると判断した場合には、表示部２３に異物があることをアラーム表示しても良く、また外部に設けた表示機器（図示せず）等へ信号を送信しても良い。さらに上位システムに対して、異物検出したことを報知するシステムを構成するとしても良い。さらには、演算処理部２２で行うとした処理の一部またはすべてを上位システムの機能としても良い。このように実施例３によれば、温度センサだけで簡易に異物を検出することができ、信頼性の高い異物検出システムを構築することができる。

また実施例３では、第二温度センサ２１を第一温度センサ２０とほぼ同じ円筒断面内に配置するとしたが、二つの温度センサは同一温度場にあれば良く、軸方向に異なる位置に配置するようにしても良い。ここで同一温度場にあるとは、第一温度センサ２０と第二温度センサ２１の間に流体温度を積極的に変える手段もしくは流体の流れを阻害する構造物がないことを意味している。したがって、配管外部との積極的な熱交換がない配管系においては、例えば、第二温度センサ２１を配管系統の入口に配置する一方で、第一温度センサ２０を異物の付着を検出したい場所に配置する構成としても良い。

このように実施例３は、流体や配管の材質等にかかわらず、様々なシステムにおける配管内の汚れ検出に適用可能である。また実施例３では、配管内部の汚れ検出を例に示したが、開放系の流路や堆積物を検出したい箇所が対象であっても良い。

次に、本発明の実施例４について図７を用いて説明する。図７は、実施例４に関する異物検出システムの概略構成図である。実施例４では、異物検出システムを容器３６内の水位検出に適用した場合の動作を説明する。

実施例４では、同一温度場内である室内２に容器３６を設置し、容器３６の壁面である底部の近傍に第一温度センサ２０ａを配置し、そこから壁面から離れる方向（上方向）に順に第一温度センサ２０ｂ、２０ｃをそれぞれ配置した。さらに第一温度センサ２０ｃよりも壁面から離れた場所に１つの第二温度センサ２１を配置している。すなわち、実施例４では、複数の第一温度センサ２０ａ，２０ｂ，２０ｃは上下方向に高さが異なるように配置し、１つの第二温度センサ２１を共用するようにした。

実施例１乃至３では、第一温度５０と第二温度５１との温度差ｄT５２に応じて、第一温度センサ２０の設置個所における異物有無を検出できるとしている。実施例４では、この特性を活用して、壁面からの高さの異なる複数の第一温度センサ２０ａ，２０ｂ，２０ｃを用い、高さ方向における異物（実施例４では水）の有無を検出するとした。

すなわち図７に示す通り、第一温度センサ２０ａ，２０ｂが水面３２より下の水中にあり、第一温度センサ２０ｃだけがまだ空気中にある場合には、第一温度センサ２０ｃは第二温度センサ２１と略同一温度となるので温度差は小さなまま維持されるが、第一温度センサ２０ａ，２０ｂの場合は水の熱容量の分だけ温度変化が緩慢になるため、第二温度センサ２１との温度差が大きくなる。したがって、水位が第一温度センサ２０ｂと第一温度センサ２０ｃの間にあることが推定できる。推定結果は表示部２３にて報知する。

このように複数の第一温度センサ２０ａ，２０ｂ，２０ｃを高さを変えて配置することにより、各第一温度センサの場所における水の有無を判断することができるので、水位を第一温度センサの設置幅に応じてある程度推定することが可能となる。また、第一温度センサ２０と第二温度センサ２１をすべて対にしても同じ効果が得られるが、実施例３では、第二温度センサ２１を共通とした。これにより温度センサの数を過剰に増やすことなく安価に水位計測が可能なシステムを構築できる。

なお、実施例４では容器内の水位検出として例を示したが、必ずしも容器である必要はなく、例えば河川の水位検出など流れのある場所において、垂直方向に高さの異なる位置に第一温度センサ２０及び第二温度センサ２１を配置するとしても良い。この場合も例えば気温の変動を利用して、その温度変化に対する追随性を評価することで異物すなわち水位の検出が可能である。なお、河川の水位検出にあたっては、河川の周囲を同一温度場内とする。

次に、本発明の実施例５について図８を用いて説明する。図８は、実施例５に関する異物検出システムの概略構成図である。実施例５は、冷凍倉庫１内における凍結箇所を検出する場合の適用例である。

図８は、冷凍倉庫１の内側から入口の壁面３４側を見た場合を示しており、冷凍倉庫１の入口が水平方向にスライドして開閉される扉３３によって閉止された状態である。

扉３３はスライドレール３５の上をスライドして水平方向に動作可能であり、扉３３を開ける際には、図８の右側に位置する扉３３を左側にスライドさせる。扉３３を開けると、冷凍倉庫外の比較的暖かく湿気を含んだ風が冷凍倉庫１の内部に流入することになるので、流入した空気に含まれた水分が倉庫内の冷たい壁面によって冷やされると、表面で水分が凝縮し、霜となって成長することがある。特に冷凍倉庫外の空気によって扉開放時に融解する場合には、融解と凍結を繰り返し、堅い氷になる場合もある。このような氷がスライドレール３５上で生じると、扉３３の開閉動作に支障が生じる恐れがある。扉３３が閉まらない場合には、冷凍倉庫１内の温度が上昇し保管物に損害を与える可能性があるので、このような凍結による動作不具合を早期に検出することが望まれる。

そこで、実施例５ではスライドレールの近傍に第一温度センサ２０ａ，２０ｂを設置し、第一温度センサ２０ａ，２０ｂの設置位置よりも上方、かつ第一温度センサ２０ａ，２０ｂの設置位置よりも壁面３４からの距離も離れた箇所（冷凍倉庫内側）に第二温度センサ２１を設置するとした。

実施例５においても第二温度センサ２１は、複数の第一温度センサ２０ａ，２０ｂに対して共用としている。これらの温度センサはスライドレール３５上に霜もしくは氷がない場合には、近傍の空気温度（流体温度）を検出するので、冷凍倉庫内のほぼ同じ温度を検出することになる。したがって、第一温度センサ２０ａ，２０ｂと第二温度センサ２１の検出する温度はほぼ等しくなり、温度差はほぼゼロとなる。

次にスライドレール３５上に氷が生じた場合について考える。この場合は、第一温度センサ２０ａ，２０ｂの温度が倉庫内の空気温度ではなく、氷の温度を検出することになる。なお氷は下方のスライドレール面もしくは、壁面３４側から成長することになるので、双方からの距離をともに第一温度センサ２０ａ，２０ｂの設置位置よりも壁面３４からの距離を大きくとった場所に配置した第二温度センサ２１は、倉庫内の空気温度を検出した状態を維持できる。このような状態では、空気温度の変化に対して氷の温度変化には、遅れが生じるので、第一温度センサ２０ａ，２０ｂと、第二温度センサ２１の間には温度差が生じる。したがって、この温度差を検出することで氷の有無を検出することができる。また温度差絶対値の積算値を用いることで、温度差が逆転した場合も含めて温度差が生じたことを検出できるので、検出精度を向上できる。また温度差だけだと検出タイミングによっては温度差が小さくなることもあるが、積算値を用いることで、このような検出タイミングによる影響を排除して、安定的に大きな出力値を得ることができるので、検出精度が高く、信頼性の高い検出システムを構築することができる。

実施例５では、第一温度センサ２０ａ，２０ｂ及び第二温度センサ２１は演算処理部２２に接続されており、ここで温度差絶対値の積算値が演算される。この演算処理結果は上位システムの遠隔監視システム２４に送信され、遠隔監視システム２４において送信された温度差絶対値の積算値を用いて、氷の有無を判定する。遠隔監視システム２４にて異物が有りと判断された場合には、異物が有る旨のアラームを表示部２３にて報知する。遠隔監視システム上では、冷凍倉庫１内の温度だけでなく、例えば扉の開閉情報などと合わせて、総合的な判断をおこなってもよく、この場合には氷有無の判定結果の信頼性をさらに高めることが可能となる。

また実施例５では、第一温度センサ２０ａ，２０ｂに対して第二温度センサ２１を共通としたので、コストの増加を抑制した上で第一温度センサ２０の数を増やして、検出箇所を増やすことができる。霜が壁面やスライドレール上に付着する場合、全体に均一に霜が成長することはなく、霜の厚さは不均一となりやすいので、センサの設置個所を一か所に絞ることが難しく、複数個所にセンサを設置しようとすると必要なコストが大きくなりやすい。しかしながら、実施例５では、温度がほぼ同じ空間内であれば、第二温度センサ２１を共用化できるので、必要なセンサの数を減らすことができる。また汎用的な温度センサを用いて検出が可能となるので、コストも比較的安価にできるメリットが得られる。

なお実施例５では、温度差絶対値を積算する演算処理を、演算処理部２２で行おうとしたが、これらの処理は上位システムとなる遠隔監視システム２４で行うとしてもよい。この場合、演算処理部２２の機能を抑制することができるので、演算処理部２２を複数個に増やすことも容易となる。

本発明は、上述した実施例に限定するものではなく、様々な変形例が含まれる。上述した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定するものではない。

１…冷凍倉庫、２…室内、１０…冷却ユニット、１１…送風ファン、１２…冷却用熱交換器、１３…ドレンパン、１４…排水路、２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…第一温度センサ、２１…第二温度センサ、２２…演算処理部、２３…表示部、２４…遠隔監視システム、２６，２７…支持部材、３０…配管、３１…堆積物、３２…水面、３３…扉、３４…壁面、３５…スライドレール、３６…容器、４０…流体、５０…第一温度、５１…第二温度、５２…温度差ｄＴ、５３…積算値

Claims (10)

1. 検出した流体温度から異物の有無を判断する異物検出システムにおいて、
   同一温度場内にあって、前記同一温度場内の流体温度を検出する第一温度センサ及び第二温度センサと、
   前記第一温度センサが検出した第一温度と前記第二温度センサが検出した第二温度とを入力し、前記第一温度と前記第二温度の温度変化から異物の有無を判断する演算処理部と、を備え、
   前記第一温度センサは、異物となる検出対象物と接触する状態を取り得る位置に設置され、
   前記第一温度センサと前記第二温度センサは、前記同一温度場内の流体温度を検出している状態においては、前記第一温度と前記第二温度とが略同一の温度変化を示すように変動し、
   前記第二温度センサが前記同一温度場内の流体温度を検出している状態において、前記第一温度と前記第二温度との温度変化に差異が生じた場合には、前記演算処理部は、前記第一温度センサが異物と接触していると判断することを特徴とする異物検出システム。
2. 請求項１において、
   前記演算処理部は、前記第一温度と前記第二温度の温度差が所定の値よりも大きくなった場合に、 温度変化に差異が生じたと判断することを特徴とした異物検出システム。
3. 請求項１において、
   前記演算処理部は、前記第一温度と前記第二温度の温度差絶対値を所定時間積算して積算値を算出し、前記積算値が所定の値よりも大きくなった場合に、温度変化に差異が生じたと判断することを特徴とする異物検出システム。
4. 請求項１において、
   所定時間内における前記第一温度の最大値と最小値の差をｄＴ１とし、所定時間内における前記第二温度の最大値と最小値の差をｄＴ２とし、
   前記ｄＴ２と前記ｄＴ１の差が所定値よりも大きくなった場合、前記演算処理部は、温度変化に差異が生じたと判断することを特徴とする異物検出システム。
5. 請求項１において、
   前記同一温度場内は配管であり、
   前記配管には、前記配管の内壁から中央部に向かって延びた支持部材が備えられ、前記支持部材に前記第一温度センサ及び前記第二温度センサを備えたことを特徴とする異物検出システム。
6. 請求項５において、
   前記支持部材は、前記配管の内壁から中央部に向かって複数本延び、前記配管の中央部で交わるように構成され、
   前記第一温度センサは前記複数本の支持部材の何れかに設置され、前記第二温度センサは前記複数本の支持部材が交わる中央部に設置されたことを特徴とする異物検出システム。
7. 請求項１乃至４の何れか１項において、
   前記第一温度センサは複数備えられ、
   前記第二温度センサは1つ備えられ、共用することを特徴とする異物検出システム。
8. 請求項７において、
   前記複数の第一温度センサは上下方向に高さが異なるように配置され、前記複数の第一温度センサにより、高さ方向における異物の有無を検出すること特徴とする異物検出システム。
9. 請求項１乃至６の何れか１項において、
   異物があると判断した場合に、外部へ報知する報知部を備えたことを特徴とする異物検出システム。
10. 請求項１において、
    前記同一温度場内は、冷凍倉庫、配管内部の何れかであることを特徴とする異物検出システム。

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