JP5434642B2

JP5434642B2 - 温度信号発信装置及び温度情報収集システム

Info

Publication number: JP5434642B2
Application number: JP2010023401A
Authority: JP
Inventors: 貴志鈴木
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2010-02-04
Filing date: 2010-02-04
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2030-02-04
Also published as: JP2011163775A

Description

本発明は、温度信号発信装置及び温度情報収集システムに関する。

様々な分野において温度計測が実施されている。例えば、各種プラント等の工業機器、自動車等の輸送機器、家電及び通信設備等の電気機器等で温度計測が行われている。更に、環境・気象観測の分野においては、温度計測は最も基本的な計測の一つである。このような温度計測に用いられる温度計測装置（センサ端末、センサノード）としては、例えば、熱電対、白金抵抗体、サーミスタ、赤外線検出器等が知られている。

また、近年では、複数個所に温度計測装置として温度信号発信装置を設置して、これらの温度信号発信装置から受信した信号を温度信号受信装置で収集する温度情報収集システムについての検討も行われている。更に、光、振動又は熱を利用して発電する発電機能を備えた温度信号発信装置についての検討も行われている。このような発電機能を備えた温度信号発信装置は、温度情報収集システムに好適である。これは、温度信号受信装置から各温度信号発信装置に給電するのでは、そのために多数の電源線が必要になり、各温度信号発信装置にバッテリーを設けるのでは、長期の運用にあたってバッテリーの交換及び回収作業等の保守及び運用において莫大な労力及び費用がかかるためである。

そして、上記の発電機能のうちでは、熱を利用するものが最も応用範囲が広いといえる。これは、温度計測を行うに際しては、十分な光を得ることができない環境、及び振動が生じにくい環境と比べて、熱が生じにくい環境は極めて生じにくく、熱を利用する温度信号発信装置が稼動しやすいからである。そして、従来、熱を利用して発電する発電機能を備えた温度信号発信装置について種々の技術が提案されている。

しかしながら、従来の温度信号発信装置には、種々の問題点がある。例えば、ある温度信号発信装置では、回路構成が複雑であるために高性能で多数の熱電素子が必要される。また、他の温度信号発信装置では、計測可能な温度範囲が極めて狭いという問題点がある。

特開２００８−２９２３１８号公報特開平３−２４０１９８号公報特開昭６３−２３８４３６号公報特開平７−２０２０９４号公報特開２００６−２３０８４号公報特開２００５−２０１８５８号公報

本発明の目的は、簡易な構成で広範囲の温度計測を行うことができる温度信号発信装置及び温度情報収集システムを提供することにある。

温度信号発信装置の一態様には、測定対象の温度に応じた電圧を発生する熱電変換手段と、前記熱電変換手段により発生された電圧に応じて電荷を蓄積する蓄電手段と、が設けられている。更に、前記蓄電手段における電荷の蓄積速度に応じた周波数の信号を発生する信号発生手段が設けられている。前記信号発生手段に、前記蓄電手段に蓄積された電荷の量に応じて導通状態及び非導通状態を切り替えるスイッチ手段と、前記スイッチ手段が導通状態になると前記蓄電手段に蓄積された電荷を用いてパルス信号を出力する出力手段と、が設けられている。前記スイッチ手段に、前記蓄電手段から電圧が入力される端子と接地との間に互いに直列に接続された第１の抵抗素子及び第２の抵抗素子と、前記第１の抵抗素子と前記第２の抵抗素子との間にゲートが接続され、前記端子にアノードが接続されたサイリスタと、が設けられている。

上記の温度信号発信装置等によれば、熱電変換手段、蓄電手段、及び信号発生手段の作用により、簡易な構成で広範囲の温度計測を行うことができる。

第１の実施形態に係る温度信号発信装置を示す図である。温度情報収集システムの構成を示す図である。第２の実施形態に係る温度信号発信装置の構成を示す図である。熱電素子の一例を示す図である。熱電素子の使用方法の例を示す図である。電圧判定スイッチ回路の一例を示す図である。出力回路の一例を示す図である。信号発生回路の動作を示すタイミングチャートである。第２の実施形態に係る温度信号発信装置の動作を示すタイミングチャートである。温度差ΔＴと出力信号の周期及び周波数との関係を示す図である。第３の実施形態に係る温度情報収集システムの構成を示す図である。第３の実施形態に係る温度情報収集システムの動作を示す図である。第４の実施形態に係る温度信号発信装置が出力するパルス信号を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。

（第１の実施形態）
先ず、第１の実施形態について説明する。図１（ａ）は、第１の実施形態に係る温度信号発信装置の構成を示す図であり、図１（ｂ）は、第１の実施形態に係る温度信号発信装置の動作を示す図である。

第１の実施形態に係る温度信号発信装置１には、図１（ａ）に示すように、測定対象の温度に応じた電圧を発生する熱電変換部１１、及び熱電変換部１１により発生された電圧に応じて電荷を蓄積する蓄電部１２が設けられている。更に、蓄電部１２における電荷の蓄積速度に応じた周波数の信号を発生する信号発生部１３も設けられている。

このように構成された温度信号発信装置１では、図１（ｂ）に示すように、測定対象の温度が低温Ｔ_Lから高温Ｔ_Hに変化すると、熱電変換部１１が発生する電圧の大きさが低電圧Ｖ_Lから高電圧Ｖ_Hへと変化する。この結果、蓄電部１２に電荷が蓄積される速度（蓄電速度）が低速Ｃ_Lから高速Ｃ_Hへと変化し、信号発生部１３が出力する信号の周期が短くなる。つまり、測定対象の温度の低温Ｔ_Lから高温Ｔ_Hへの変化に伴って、温度信号発信装置１の出力信号の周波数が低周波から高周波へと変化する。

このように、第１の実施形態に係る温度信号発信装置１の出力信号は、測定対象の温度を反映させたものとなる。即ち、第１の実施形態によれば、簡易な構成で測定対象の温度を適切に反映させた信号を出力することができる。

次に、第１の実施形態に係る温度信号発信装置１を備えた温度情報収集システムについて説明する。図２は、温度情報収集システムの構成を示す図である。

図２に示すように、温度情報収集システムには、温度信号発信装置１から出力された信号を受信する温度信号受信装置３が設けられている。信号の送受信は、有線であっても無線であってもよい。そして、温度信号発信装置１が被測定物２に接するようにして設置される。被測定物２は特に限定されず、被測定物２（測定対象）としては、例えば工場のボイラ及びモータ、自動車のラジエータ、並びに種々の空間における気体等が挙げられる。

このように構成された温度情報収集システムでは、温度信号発信装置１が被測定物２の温度を反映した周波数で信号を随時発信し、これを温度信号受信装置３が受信する。温度信号受信装置３は、受信した信号の周波数から被測定物２の温度を取得することができ、これを収集することにより、被測定物２の温度の変化を把握することができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。図３は、第２の実施形態に係る温度信号発信装置の構成を示す図である。

第２の実施形態に係る温度信号発信装置には、図３に示すように、測定対象の温度に応じた電圧を発生する熱電素子２１、及び熱電素子２１により発生された電圧に応じて電荷を蓄積する蓄電回路２２が設けられている。更に、蓄電回路２２における電荷の蓄積速度に応じた周波数の信号を発生する信号発生回路２３も設けられている。

図４（ａ）は、熱電素子２１の構造の一例を示す図である。熱電素子２１では、基板１０１上に複数の電極１０４が設けられ、電極１０４上に一対のｐ型熱電材料１０３ｐ及びｎ型熱電材料１０３ｎが配置されている。更に、複数対のｐ型熱電材料１０３ｐ及びｎ型熱電材料１０３ｎが直列に接続されるように、ｐ型熱電材料１０３ｐ及びｎ型熱電材料１０３ｎ上に複数の電極１０５が形成され、電極１０５上に基板１０２が設けられている。そして、基板１０２が高温側、基板１０１が低温側に配置されて使用される。

このように構成された熱電素子２１の高温側と低温側との間に温度差ΔＴが生じると、ｐ型熱電材料１０３ｐ及びｎ型熱電材料１０３ｎの対の数ｎ、ｐ型熱電材料１０３ｐ及びｎ型熱電材料１０３ｎの実効ゼーベック係数Ｓ、並びに温度差ΔＴに比例した起電圧Ｖｏｕｔが発生する。つまり、熱電素子２１の起電圧Ｖは、式「Ｖ＝ｎ×Ｓ×ΔＴ」で表わさ
れる。図４に示す例では、対の数ｎは８である。また、熱電素子２１全体の内部抵抗をＲとし、熱電素子２１に流れる電流をＩとすると、熱電素子２１の等価回路は図４（ｂ）で表わされ、熱電素子２１から出力される電圧Ｖｏｕｔは「Ｖｏｕｔ＝Ｖ−ＲＩ」で表わされる。

なお、熱電素子２１にｐ型熱電材料１０３ｐ又はｎ型熱電材料１０３ｎが設けられていなくともよい。この場合、他方のｎ型熱電材料１０３ｎ又はｐ型熱電材料１０３ｐの数が上記の対の数ｎに相当し、ｎ型熱電材料１０３ｎ又はｐ型熱電材料１０３ｐのゼーベック係数が上記の実効ゼーベック係数Ｓに相当する。

このような熱電素子２１は、例えば、図５（ａ）に示すように、発熱する被測定物２の表面に基板１０２（接触部）が接するように配置され、また、基板１０１（温度保持部）上に、十分な熱容量を持つ金属フィン１１０が取り付けられる。このような方法で熱電素子２１を使用する場合、基板１０１の上面の温度Ｔ１は、周囲の温度である外気温Ｔｇとほぼ等しいと見なすことができる。また、図５（ｂ）に示すように、基板１０１上に、十分な熱容量を持つ保冷材１１１が取り付けられてもよい。この場合、基板１０１の温度をより一層安定させることが可能となる。

蓄電回路２２には、例えば電気二重層キャパシタが設けられている。なお、電気二重層キャパシタに代えて、他の電界コンデンサ等が設けられていてもよい。

信号発生回路２３には、図３に示すように、電圧判定スイッチ回路２３ａ及び出力回路２３ｂが含まれている。

電圧判定スイッチ回路２３ａは、例えば、図６（ａ）に示すように、入力電圧（＋Ｖｉｎ）が所定の閾値Ｖ１以上である場合に導通し、他の所定の閾値Ｖ２未満である場合に遮断する。従って、蓄電回路２２に電荷が蓄積されて入力電圧（＋Ｖｉｎ）が閾値Ｖ１に達すると、電圧判定スイッチ回路２３ａが導通する。また、電圧判定スイッチ回路２３ａが導通すると、蓄電回路２２に蓄積されていた電荷が放電されるため、入力電圧（＋Ｖｉｎ）が低下し、入力電圧（＋Ｖｉｎ）が閾値Ｖ２まで低下すると、電圧判定スイッチ回路２３ａが遮断する。電圧判定スイッチ回路２３ａはこのような動作を繰り返す。

なお、図６（ａ）に示す動作では、入力電圧（＋Ｖｉｎ）が閾値Ｖ１又はＶ２に達したときに入力電圧（＋Ｖｉｎ）が変動することなく電流が変化しているが、入力電圧（＋Ｖｉｎ）に変動が生じてもよい。即ち、例えば、図６（ｂ）に示すように、入力電圧（＋Ｖｉｎ）が閾値Ｖ１に達してからも、電流が上昇しつつ入力電圧（＋Ｖｉｎ）が上昇してもよく、入力電圧（＋Ｖｉｎ）が閾値Ｖ２に達するまでの間に、電流が低下しつつ入力電圧（＋Ｖｉｎ）が低下してもよい。このように、実効的に、図６（ａ）と同様の特性が得られれば、図６（ｂ）のように電流−電圧特性が傾斜する曲線状又は直線状となっていてもよい。図６（ｂ）に示す電流−電圧特性は、例えば、図６（ｃ）に示す回路構成により得られる。即ち、入力電圧（＋Ｖｉｎ）が入力される端子と接地ＧＮＤとの間に抵抗素子Ｒ１及びＲ２が直列に接続され、抵抗素子Ｒ１よりも出力端子側にサイリスタＴＨが接続されている。サイリスタＴＨのゲートは抵抗素子Ｒ１及びＲ２間に接続されている。

図７は、出力回路２３ｂの一例を示す図である。この出力回路２３ｂには、電圧判定スイッチ回路２３ａからの出力電圧（ＶＤＤ）がベースに入力されるバイポーラトランジスタＴｒが設けられている。トランジスタＴｒのエミッタと接地との間に抵抗素子Ｒ３が接続されている。また、トランジスタＴｒのコレクタとエミッタとの間にキャパシタＣ１が接続され、トランジスタＴｒのエミッタと端子ｖｄｄとの間にキャパシタＣ２が接続されている。更に、端子ｖｄｄと抵抗素子Ｒ３の接地側端との間にキャパシタＣ３が接続され、トランジスタＴｒのエミッタと端子ｖｄｄとの間にインダクタＬが接続されている。そして、トランジスタＴｒのエミッタに無線信号を発信するアンテナが接続されている。端子ｖｄｄには、サイリスタＴＨのカソード（ＶＤＤ）が接続される。

図８は、信号発生回路２３の動作を示すタイミングチャートである。図８（ａ）に示すように、入力電圧（＋Ｖｉｎ）が閾値Ｖ２から閾値Ｖ１の間で上昇している期間では、蓄電回路２２は蓄電を行う。これは上述のとおりである。そして、入力電圧（＋Ｖｉｎ）が閾値Ｖ１に達すると、電圧判定スイッチ回路２３ａが導通状態（ＯＮ）となるため、蓄電回路２２が放電し、出力回路２３ｂがパルス信号３１をアンテナから発信する。また、放電に伴って入力電圧（＋Ｖｉｎ）が低下し、入力電圧（＋Ｖｉｎ）が閾値Ｖ２まで低下すると、電圧判定スイッチ回路２３ａが非導通状態（ＯＦＦ）となるため、蓄電回路２２が蓄電を開始する。なお、パルス信号３１の発振では電力ｐが消費される。これは、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、蓄電回路２２に蓄電された電力ｐに相当する。また、例えば、一つのパルス信号３１は、図８（ｂ）に示すように、波形状の信号３１ａとなっている。

次に、上述のように構成された第２の実施形態の全体的な動作について説明する。図９は、第２の実施形態に係る温度信号発信装置の動作を示すタイミングチャートである。

図９に示すように、被測定物の温度がΔＴだけ上昇して、基板１０１と基板１０２との間の温度差がΔＴ₁からΔＴ₂に上昇すると、熱電素子２１の出力電圧ＶｏｕｔがＶｏｕｔ₁からＶｏｕｔ₂に上昇する。また、電圧判定スイッチ回路２３ａの入力電圧（＋Ｖｉｎ）は、熱電素子２１の内部抵抗Ｒ及び蓄電回路２２に含まれるキャパシタの容量Ｃから求められるＣＲ時定数で決定される漸近曲線に従って上昇する。このため、基板１０１と基板１０２との間の温度差が大きいほど、入力電圧（＋Ｖｉｎ）が閾値Ｖ２から閾値Ｖ１まで短時間で到達する。つまり、被測定物の温度の上昇に伴って蓄電回路２２における蓄電及び放電の繰り返しの頻度が高くなり、出力回路２３ｂが短周期でパルス信号を発生させ、信号発生回路２３の出力信号の周波数が高くなる。

このように、ＣＲ時定数が不変であるのに対し、出力電圧Ｖｏｕｔは被測定物の温度に応じて変化するため、被測定物の温度が変化すると出力信号の周期及び周波数が変化する。従って、出力信号の周期又は周波数と温度との対応付けを行っておけば、温度信号受信装置が受信した出力信号の周期又は周波数から被測定物の温度を正確に取得することが可能である。更に、このような動作は基板１０１と基板１０２との間の温度差が小さい場合でも可能であるため、広範囲の温度範囲に対して信号を発信することができる。また、回路構成が簡易であるため、熱電素子を複雑な回路の電源として用いる従来技術と比較して、熱電素子２１に含まれる熱電材料を少なく抑えることができる。

実際に、本願発明者が第２の実施形態に沿って作製した温度信号発信装置について、基板１０１及び１０２の間の温度差ΔＴと出力信号の周期及び周波数との関係を測定したところ、図１０に示す結果が得られた。この測定では、熱電材料１０３ｐ及び１０３ｎの対の数が１０００個、実効ゼーベック係数Ｓが４００μＶ／Ｋ、内部抵抗Ｒが１０００ΩのＢｉＴｅ系の熱電素子２１を用いた。また、蓄電回路２２には、容量ＣがＣ＝０．４７Ｆの電気二重層キャパシタを用いた。そして、熱電素子２１を、ボイラの外壁に熱的に密接して設置し、外部には十分小さな熱抵抗をもつ金属性フィンを取り付けた。従って、熱電素子２１の基板１０２の温度をボイラの外壁の温度、基板１０１の温度をボイラ室の室温と見なすことができる。

図１０（ａ）に示すように、温度差ΔＴが小さくなるほど出力信号の周期は急激に長くなった。また、図１０（ｂ）に示すように、温度差ΔＴと出力信号の周波数はほぼ比例した。

上述のように、このような出力信号の周期及び周波数と温度差ΔＴとの関係を予め取得しておけば、温度信号受信装置が受信した信号の周期又は周波数から温度差ΔＴを求め、この温度差ΔＴ及びボイラ室の室温Ｔｇからボイラの外壁の温度Ｔ２を容易に求めることができる。また、ボイラが室内に設置されているのではなく、外気に曝されている場合には、例えば気象情報等から外気温の情報を得て、これを用いてボイラの外壁の温度Ｔ２を求めることができる。

なお、被測定物の温度上昇が小さいことが想定される場合には、熱電素子２１から十分な電圧が生じるように、熱電素子２１に含まれる熱電材料対の数を多くすることが好ましい。熱電材料対の数が多くなると、内部抵抗Ｒが大きくなり、その分だけＣＲ時定数が大きくなるものの、温度信号発信装置は正確に動作し得る。一方、熱電モジュールからの出力電力が制御モジュール及び定電圧発生器を動作させる技術では、十分な電力がなければシステム全体が動作しない。

また、熱電素子２１及び蓄電回路２２の構成はこれらに限定されない。例えば、熱電素子２１が、平面状にＰＮ対が並べられた構造を備えていてもよい。例えば、蓄電回路２２に、電界コンデンサ、又はＮｉＣｄ電池等の２次電池が用いられていてもよい。２次電池が用いられた場合、ＣＲ時定数が著しく大きくなってパルス信号の発生間隔が極めて長くなるが、蓄電される電気量が大きくなるため、強力なパルス信号を発生することができるようになる。従って、信号発生回路２３からパルス信号を無線で発信する場合であって、温度信号受信装置が温度信号発信装置から非常に離れた位置に設置されているときには、大きな電力を得るために、測定間隔が長くなるものの、２次電池等の容量が大きい蓄電回路２２を用いることが好ましい。

また、信号発生回路２３が有線でパルス信号を出力してもよい。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。図１１は、第３の実施形態に係る温度情報収集システムの構成を示す図である。

第３の実施形態に係る温度情報収集システムには、第１温度信号発信装置４１−１、第２温度信号発信装置４１−２、・・・及び第ｍ温度信号発信装置４１−ｍが設けられている。つまり、ｍ個の温度信号発信装置が設けられている。更に、ｍ個の温度信号発信装置から出力されたパルス信号を受信する温度信号受信装置４３も設けられている。ｍ個の温度信号発信装置の構成は第２の実施形態に係る温度信号発信装置と同様であるが、例えば、出力回路２３ｂを構成するキャパシタＣ１又はＣ２の容量等が互いに相違しており、図１２に示すように、パルス信号の搬送波の周波数が互いに相違している。

このため、温度信号受信装置４３は、温度信号発信装置４１−１〜４１−ｍのいずれかから出力信号を受信した際に、出力信号を構成するパルス信号の搬送波の周波数を判別することにより、その出力信号がどの温度信号発信装置（ノード）から発せられたものであるのか区別することができる。従って、１個の温度信号受信装置４３を用いて複数の温度信号発信装置４１−１〜４１−ｍにおける計測結果を収集することができる。なお、温度信号発信装置４１−１〜４１−ｍが発する出力信号は、第１及び第２の実施形態と同様に、無線信号、有線信号のいずれであってもよい。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。図１３は、第４の実施形態に係る温度信号発信装置が出力するパルス信号を示す図である。

第４の実施形態に係る温度信号発信装置の出力回路２３ｂでは、キャパシタＣ１として周囲の湿度によって変動するキャパシタが設けられている。このようなキャパシタとしては、例えば、容量タイプの高分子膜湿度センサ等の容量型湿度センサを用いることができる。容量タイプの高分子膜湿度センサは、高分子膜が２つの電極に挟まれた構造を備えており、その周囲の相対湿度に応じて高分子膜による水分の吸収又は放出が生じ、これに伴って高分子膜の誘電率が変化し、電極間の容量が変化する。この結果、湿度に応じて搬送波の周波数及び周期が変化する。他の構成は第２の実施形態と同様である。

このような第４の実施形態では、図１３に示すように、温度が一定である場合に（Ｔａ）、湿度が変化すると（Ｈａ←→Ｈｂ）、出力信号の周期及び周波数は不変のまま、搬送波の周期及び周波数が変化する。つまり、温度の変化は出力信号の周期及び周波数の変化に現れ、湿度の変化は搬送波の周期及び周波数の変化に現れる。従って、搬送波の周期又は周波数と湿度との関係を予め取得しておけば、温度信号受信装置が受信した出力信号及びそれを構成するパルス信号の搬送波の解析結果から温度及び湿度の情報を取得することができる。

以下、本発明の諸態様を付記としてまとめて記載する。

（付記１）
測定対象の温度に応じた電圧を発生する熱電変換手段と、
前記熱電変換手段により発生された電圧に応じて電荷を蓄積する蓄電手段と、
前記蓄電手段における電荷の蓄積速度に応じた周波数の信号を発生する信号発生手段と、
を有することを特徴とする温度信号発信装置。

（付記２）
前記信号発生手段は、
前記蓄電手段に蓄積された電荷の量に応じて導通状態及び非導通状態を切り替えるスイッチ手段と、
前記スイッチ手段が導通状態になると前記蓄電手段に蓄積された電荷を用いてパルス信号を出力する出力手段と、
を有することを特徴とする付記１に記載の温度信号発信装置。

（付記３）
前記出力手段は、湿度に応じて前記パルス信号の搬送波の周波数を変化させることを特徴とする付記２に記載の温度信号発信装置。

（付記４）
前記熱電変換手段は、前記測定対象に接触する接触部、及び温度が一定に保たれる温度保持部を備えた熱電素子を有することを特徴とする付記１乃至３のいずれか１項に記載の温度信号発信装置。

（付記５）
複数の温度信号発信装置と、
前記複数の温度信号発信装置から出力された信号を受信する温度信号受信装置と、
を有し、
前記温度信号発信装置は、
測定対象の温度に応じた電圧を発生する熱電変換手段と、
前記熱電変換手段により発生された電圧に応じて電荷を蓄積する蓄電手段と、
前記蓄電手段における電荷の蓄積速度に応じた周波数の信号を発生する信号発生手段と、
を有し、
前記複数の温度信号発信装置が出力する信号を構成するパルス信号の搬送波の周波数が前記複数の温度信号発信装置毎に相違していることを特徴とする温度情報収集システム。

（付記６）
前記信号発生手段は、
前記蓄電手段に蓄積された電荷の量に応じて導通状態及び非導通状態を切り替えるスイッチ手段と、
前記スイッチ手段が導通状態になると前記蓄電手段に蓄積された電荷を用いてパルス信号を出力する出力手段と、
を有することを特徴とする付記５に記載の温度情報収集システム。

（付記７）
前記熱電変換手段は、前記測定対象に接触する接触部、及び温度が一定に保たれる温度保持部を備えた熱電素子を有することを特徴とする付記５又は６に記載の温度情報収集システム。

（付記８）
付記１乃至４のいずれか１項に記載の温度信号発信装置から出力された信号の周波数を解析するステップと、
予め取得しておいた前記信号の周波数と温度との関係を用いて、前記解析の結果から前記測定対象の温度を特定するステップと、
を有することを特徴とする温度情報収集方法。

（付記９）
付記３に記載の温度信号発信装置から出力された信号の周波数、及び当該信号を構成するパルス信号の搬送波の周波数を解析するステップと、
予め取得しておいた前記信号の周波数と温度との関係、及び前記搬送波の周波数と湿度との関係を用いて、前記解析の結果から前記測定対象の温度及び前記測定対象の周囲の湿度を特定するステップと、
を有することを特徴とする温度情報収集方法。

１：温度信号発信装置
２：被測定物
３：温度信号受信装置
１１：熱電変換部
１２：蓄電部
１３：信号発生部
２１：熱電素子
２２：蓄電回路
２３：信号発生回路
２３ａ：電圧判定スイッチ回路
２３ｂ：出力回路

Claims

測定対象の温度に応じた電圧を発生する熱電変換手段と、
前記熱電変換手段により発生された電圧に応じて電荷を蓄積する蓄電手段と、
前記蓄電手段における電荷の蓄積速度に応じた周波数の信号を発生する信号発生手段と、
を有し、
前記信号発生手段は、
前記蓄電手段に蓄積された電荷の量に応じて導通状態及び非導通状態を切り替えるスイッチ手段と、
前記スイッチ手段が導通状態になると前記蓄電手段に蓄積された電荷を用いてパルス信号を出力する出力手段と、
を有し、
前記スイッチ手段は、
前記蓄電手段から電圧が入力される端子と接地との間に互いに直列に接続された第１の抵抗素子及び第２の抵抗素子と、
前記第１の抵抗素子と前記第２の抵抗素子との間にゲートが接続され、前記端子にアノードが接続されたサイリスタと、
を有することを特徴とする温度信号発信装置。
前記熱電変換手段は、前記測定対象に接触する接触部、及び温度が一定に保たれる温度保持部を備えた熱電素子を有することを特徴とする請求項１に記載の温度信号発信装置。
複数の温度信号発信装置と、
前記複数の温度信号発信装置から出力された信号を受信する温度信号受信装置と、
を有し、
前記温度信号発信装置は、
測定対象の温度に応じた電圧を発生する熱電変換手段と、
前記熱電変換手段により発生された電圧に応じて電荷を蓄積する蓄電手段と、
前記蓄電手段における電荷の蓄積速度に応じた周波数の信号を発生する信号発生手段と、
を有し、
前記信号発生手段は、
前記蓄電手段に蓄積された電荷の量に応じて導通状態及び非導通状態を切り替えるスイッチ手段と、
前記スイッチ手段が導通状態になると前記蓄電手段に蓄積された電荷を用いてパルス信号を出力する出力手段と、
を有し、
前記スイッチ手段は、
前記蓄電手段から電圧が入力される端子と接地との間に互いに直列に接続された第１の抵抗素子及び第２の抵抗素子と、
前記第１の抵抗素子と前記第２の抵抗素子との間にゲートが接続され、前記端子にアノードが接続されたサイリスタと、
を有し、
前記複数の温度信号発信装置が出力する信号を構成するパルス信号の搬送波の周波数が前記複数の温度信号発信装置毎に相違していることを特徴とする温度情報収集システム。
請求項１又は２に記載の温度信号発信装置から出力された信号の周波数を解析するステップと、
予め取得しておいた前記信号の周波数と温度との関係を用いて、前記解析の結果から前記測定対象の温度を特定するステップと、
を有することを特徴とする温度情報収集方法。