JP6396868B2 - 物理量測定装置 - Google Patents
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Description
物理量測定装置の従来例として、ハウジングと、ハウジングに設けられ入口における圧力に基づいて電気信号を生成する変換器と、変換器と接続され電気信号に対応する無線信号を送信するデータ通信装置とを有する圧力測定装置(特許文献1)がある。
特許文献2では、温度測定ユニットを通信ユニットの凹部に嵌め込むと光通信によりメモリーに記憶された測定データが通信ユニットを経由してパソコン等に送られる。
また、無線通信においては、外乱影響(電波ノイズ、光ノイズ等)に弱く、通信を安定的に行う環境を整える必要があるが、通信のリトライ回数を増やすことで対応している。
また、特許文献1や特許文献2には、無線通信の安定性についての開示がない。そのため、通信が確実に行われたか否かは、通信データのエラー解析(チェックサム、パリティチェック等)が一般的で、通信環境が整っているかの確認は行われない。
本発明では、コントローラーからの信号は、第二制御部を通じて通信用取付部材の第二受発光部に伝達され、測定装置本体の信号伝達部から第一制御部を通って電子調整部で処理される。
従って、本発明では、ドライバー等の工具を利用することなく、電子回路部の設定等をコントローラーから容易に行うことができる。
また、カバー部に設けられた係合部がハウジングと係合する構成により、第一受発光部と第二受発光部とが適切な位置を保って対向配置されることになるから、通信に不必要な外乱を取り除くことができ、安定した通信を行うことができる。
さらに、板状部には窓部が密閉して設けられ、ハウジングの内部に電子回路部、電子調整部、第一制御部、信号伝達部及び第一受発光部がそれぞれ配置されているから、簡易な防水構造を得ることができる。
電波による無線通信は電磁強度を事前に確認できるため、通信環境の確認をすることができる。しかし、赤外線通信に関して、無線通信のような事前確認機能はない。
そこで、信号確認部により、通信のキャラクタ送受信やエラー解析とは別に、赤外線を点滅させてパルス信号を発生させ、そのパルス数を確認することで、通信環境の確認を確実に行うことができる。
この構成において、作業者は、コントローラー本体をもって作業する。コントローラー本体と通信用取付部材とがコードを通じて接続されているため、測定装置本体が作業者から離れていても、電子調整部の調整等の作業を行うことができる。
さらに、通信に不要な外乱を取り除くことや、測定装置本体が複数並んでいても、コントローラー本体との間で一対一のやりとりを行うことができるから、安定した通信を実現できる。
この構成では、コントローラー本体の第三受発光部は、直接、測定装置本体の第一受発光部との間で信号のやりとりをすることが可能となるので、通信用取付部材を測定装置本体に装着することを要しない。
この構成では、カバー部の凹部が板状部に設けられた筒部の外周に位置決めされるので、通信用取付部材を測定装置本体に正確に装着することができる。
本発明の第1実施形態を図1から図8に基づいて説明する。
第1実施形態の物理量測定装置の全体構成が図1及び図2に示されている。
図1及び図2において、物理量測定装置11は、測定装置本体2と、測定装置本体2に設けられたコントローラー3とを備えている。図1では、測定装置本体2が複数示されており、第1実施形態では、これらの測定装置本体2のうち1つの測定装置本体2に対してコントローラー3が接続される。
コントローラー3は、コントローラー本体4と、測定装置本体2に着脱自在に取り付けられた通信用取付部材5と、通信用取付部材5に設けられた第二受発光部52と、コントローラー本体4と通信用取付部材5とに接続されるコード3Aとを備えて構成されている。コントローラー本体4とコード3Aとは着脱自在とされている。
図3には、測定装置本体2の全体構成が示されている。
図2及び図3において、測定装置本体2は、ハウジング6と、ハウジング6の端部に設けられた継手7と、継手7に設けられた検出部8と、ハウジング6の内部に設けられた電子装備品9とを備えている。
ハウジング6は、筒状ケース60と、筒状ケース60の一方の開口端に設けられた蓋部61とを備えている。筒状ケース60の他方の開口端側には検出部8が配置されている。
板状部62を貫通して複数本の接続ピン90が設けられている。これらの接続ピン90は、端子と称されるものであり、これらの周囲が筒部64で囲われる。筒部64のうち外部に露出する部分にはケーブル2Aが接続される。
板状部62には、赤外線の透過を許容する窓部66が密閉して設けられている。窓部66は、赤外線を透過する材料から形成されている。
軸部70には図示しない被取付部材に測定装置本体2を取り付けるための雄ねじ部72が設けられている。
検出部8は、有底円筒状のセンサモジュール80を備え、センサモジュール80の図示しない凹部に継手7の孔部を通じて流入される被測定流体の圧力を検出する。
センサモジュール80の凹部とは反対側の面には図示しない歪みゲージが形成され、この歪みゲージと電子装備品9とはケーブル81で電気的に接続されている。
図2、図4、図5及び図6において、電子装備品9は、検出部8で検出された信号を受信する電子回路部91と、電子回路部91の調整をする電子調整部92と、外部信号を制御する第一制御部93と、第一制御部93に電気的に接続される信号伝達部94と、信号伝達部94に設けられ外部の赤外線信号を送受信する第一受発光部95と、温度補正回路96とを有する。これらの素子は互いに電気的に接続されている。
電子調整部92は、電子回路部91のゼロ点調整や接点出力設定等を行うもので、第一制御部93の指令を受けて作動する。これらの設定値は、測定装置本体2の機種によって異なる。
第一回路基板901は、板状の基板本体に図示しない回路が印刷されたものである。本実施形態では、電子回路部91、電子調整部92及び第一制御部93は、図5で示される通り、1つの電子部品で構成されるものでもよいが、それぞれ別々の電子部品から構成されるものであってもよい。
第一回路基板901と信号伝達部94とは金属製のピン97で接続されている。ピン97は、信号伝達部94と第一回路基板901とのスペーサの役割を有する。
図6において、温度補正回路96は、円板状の基板本体960に複数の電子素子961が設けられたものであり、検出部8で検出された信号を温度補正するものである。
基板本体960にはケーブル81を収納する収納部962が設けられている。
なお、図2では、温度補正回路96の図示が省略されている。
Irフィルタ67は、赤外線のみを透過させ、可視光線をシャットアウトする機能を有するフィルタであり、本実施形態では、第一受発光部95の周囲及び上部を覆う形状とされている。
なお、図4において、符号68で示される部材は、低圧測定の場合にのみ使用される大気導入フィルタである。
図1、図2及び図7に示される通り、コントローラー本体4は、ケース40と、ケース40の正面に配置された操作部41と、ケース40の内部に設けられた回路部42と、ケース40の内部に設けられた第三受発光部43と、ケース40の正面であって操作部41に近接して設けられた表示部44とを有する。
第三受発光部43は、第二受発光部52とは別に設けられたものであり、後述するように、これらは選択的に使用される。第三受発光部43に対向して窓部430がケース40の上面部に密閉して設けられている。なお、図2及び図7において、符号401はUSBメモリーの差し込み口である。
操作部41は、電子調整部92を操作するとともに、検出部8で検出された圧力値、その他の測定データを測定装置本体2から呼び出すように操作するものであり、複数のキーを備える。
回路部42は、回路基板421と、回路基板421にそれぞれ設けられた第二制御部422、コントローラー側信号確認部423及び記憶部424とを有する。記憶部424は、測定装置本体2の電子調整部92の設定値を機種毎に記憶する。なお、第1実施形態では、外部の電子機器、例えば、パソコンやUSBメモリーに電子調整部92の設定値を機種毎に記憶しておき、電子回路部91の調整を行う際には、パソコン等をコントローラー本体4に接続し、設定値の情報を読み込む構成としてもよい。
コントローラー側信号確認部423は、信号伝達部94に設けられた測定装置側信号確認部942とともに、測定装置本体2とコントローラー3との間の信号のやりとりを行えることを確認する素子である。
表示部44は、測定装置本体2の機種、電子調整部92へ指示する設定値、検出部8で検出される測定値、その他のデータを表示するものである。なお、第三受発光部43を通じて表示部44で表示される情報は、第二受発光部52を通じて表示部44で表示される情報と同じでもよく、異なるもの、例えば、第三受発光部43を通じて表示されるのは測定値のみであってもよい。
カバー部50は、略円板状に形成され、その一部に筒部64の外周部の一部に内面が当接する凹部50Aが形成されている。カバー部50の外周縁部には蓋部61の外周にガイドされる突起部50Cが形成されている。本実施形態では、突起部50Cは円弧状に形成されている。
カバー部50の第二受発光部52と対向する部分には窓部50Bが設けられている。窓部50Bは、赤外線を透過する材料から形成されている。
係合部51は、カバー部50の中心を挟んで互いに対向配置された係合片51Aを備え、これらの係合片51Aは、ハウジング6の外周面をガイドする。
段部53は、第二受発光部52を覆うとともに第二受発光部52と電気的に接続された端子部53Aを取り付けるものである。端子部53Aはコード3Aに接続されている。
その後、操作部41を操作して、第二受発光部52を選択し、第二受発光部52と第一受発光部95とを通じて、測定装置本体2とコントローラー3との間の赤外線の信号のやりとりが許容されるか確認する。
そのため、第二制御部422により、調整する測定装置本体2の機種の情報を読み取り、当該機種に応じた設定値となるように、電子調整部92に信号を送る。
電子回路部91の調整や設定が完了したら、通信用取付部材5を測定装置本体2から取り外し、通常の圧力測定を行う。
図8に示される通り、窓部430が測定装置本体2の窓部66と対向するようにコントローラー本体4を保持する。そして、操作部41を操作して、第三受発光部43を選択し、第三受発光部43と第一受発光部95とを通じて、測定装置本体2とコントローラー3との間の赤外線の信号のやりとりが許容されるか確認する。さらに、電子回路部91のゼロ点調整、その他の調整や設定作業を、コントローラー本体4を通じて実施する。
(1)コントローラー3を、測定装置本体2に着脱自在に取り付けられた通信用取付部材5と、通信用取付部材5に設けられ測定装置本体2の第一受発光部95との間で信号を送受信する第二受発光部52と、第二受発光部52と信号の送受信をする第二制御部422とを備えて構成し、測定装置本体2のハウジング6の内部に、電子回路部91、電子調整部92、第一制御部93、信号伝達部94及び第一受発光部95を、それぞれ配置した。そのため、コントローラー3からの信号が第二制御部422を通じて通信用取付部材5の第二受発光部52に伝達され、測定装置本体2の信号伝達部94から第一制御部93を通って電子調整部92で処理されるので、ドライバー等の工具を利用することなく、電子回路部91の設定等を容易に行うことができる。
(4)測定装置本体2とコントローラー3との間の信号のやりとりを確認する測定装置側信号確認部942及びコントローラー側信号確認部423を備えたから、赤外線を点滅させてパルス信号を発生させ、そのパルス数を確認することで、通信環境の確認を確実に行うことができる。
(6)コード3Aとコントローラー本体4とは着脱自在とされ、コントローラー本体4には第三受発光部43が設けられているから、コントローラー本体4の第三受発光部43は、直接、測定装置本体2の第一受発光部95との間で信号のやりとりをすることが可能となるので、通信用取付部材5を測定装置本体2に装着することを要しない。
(9)係合部51は、互いに対向する一対の係合片51Aを有するから、通信用取付部材5の測定装置本体2への装着が容易であり、かつ、支持が安定することになる。
次に、本発明の第2実施形態を図9に基づいて説明する。
第2実施形態の物理量測定装置12は、コントローラーの構成が第1実施形態とは異なるもので、測定装置本体2の構成は第1実施形態と同じである。なお、第2実施形態の説明において、第1実施形態と同一の構成は同一符号を付して説明を省略する。
コントローラー31は、測定装置本体2に着脱自在に取り付けられた通信用取付部材54を備えている。
通信用取付部材54は、図示しない第二受発光部が設けられたカバー部55と、カバー部55に一体に設けられたケーシング57と、ケーシング57に設けられた操作部58とを有する。
ケーシング57は、ハウジング6と係合する係合部56を有する。係合部56は、カバー部55の中心を挟んで互いに対向配置されかつハウジング6の外周を軸方向に沿って係止する係合片56Aを有する。
ケーシング57の内部には回路部42が設けられている。
操作部58は、上方を向くように配置されている。操作部58は、第1実施形態の操作部41と同様の機能を有するものでもよく、あるいは、異なるものでもよい。つまり、操作部58は、電子調整部92を操作するとともに、検出部8で検出された圧力値、その他の測定データを測定装置本体2から呼び出すように操作するものでもよく、あるいは、検出部8で検出された圧力値、その他の測定データを測定装置本体2から呼び出すものに限定されてもよい。この場合、電子調整部は不要となる。
回路部42を図示しないパソコンと接続し、第1実施形態の表示部44と同様の機能をパソコンにもたせるものであってもよい。
(10)第2実施形態では、コントローラー本体4に収納されていた回路部42が通信用取付部材54に収納された構造であるため、主要な構成部品が1つになり、装置の管理が容易となる。
次に、本発明の第3実施形態を図10から図12に基づいて説明する。なお、図10では、温度補正回路96の図示が省略されている。
第3実施形態の物理量測定装置13は、コントローラーの構成が第1実施形態とは異なるもので、測定装置本体2の構成は第1実施形態と同じである。なお、第3実施形態の説明において、第1実施形態と同一の構成は同一符号を付して説明を省略する。
コントローラー32は、コントローラー本体45と通信用取付部材59とが一体となった構造であり、前記実施形態のようなコード3Aは省略されている。
コントローラー本体45は、図示しない回路部が収納されたケース40と、ケース40にそれぞれ設けられた操作部41及び表示部44とを備えている。
カバー部590の内部には、ケース40の一端側開口から突出した回路基板46の端部が露出しており、回路基板46の露出した部分に第二受発光部52が取り付けられている。第二受発光部52は、回路基板46の他端側に設けられた回路部42に電気的に接続されている。
カバー部590の端部側は切り欠かれており、この切り欠かれた部分に筒状ケース60の外周が係合されている。
以上の構成の第3実施形態では、図12に示される通り、凹部50Aが筒部64の外周に当接するように、コントローラー本体45を測定装置本体2に向けて差し込む(矢印P参照)。コントローラー本体45が測定装置本体2に差し込まれた状態では、凹部50Aと係合片51Aとがハウジング6に係合されているので、第二受発光部52と第一受発光部95とが位置決めされることになる。
(11)コントローラー本体45と通信用取付部材59とが一体となった構造であるため、これらを接続するコード3Aが不要とされるので、電子回路部91の設定等をより容易に行うことができる。
例えば、前記各実施形態では、検出部8で検出する対象を被測定流体の圧力としたが、本発明では、測定対象が圧力に限定されるものではなく、例えば、差圧や温度等、圧力以外のものであってもよい。
また、第一受発光部95と第二受発光部52との間でやりとりする信号は赤外線信号に限定されるものではない。仮に、赤外線信号であっても、測定装置側信号確認部942及びコントローラー側信号確認部423を必ずしも設けることを要しない。
Claims (5)
- 筒状ケースの一方の開口端に板状部が設けられたハウジングと、前記筒状ケースの他方の開口端側に配置され被測定流体の物理量を検出する検出部と、前記検出部で検出された信号を受信する電子回路部と、前記電子回路部の調整をする電子調整部と、外部信号を制御する第一制御部と、前記第一制御部に電気的に接続される信号伝達部と、前記信号伝達部に設けられ外部信号を送受信する第一受発光部と、を有する測定装置本体と、
前記測定装置本体に着脱自在に取り付けられた通信用取付部材と、前記通信用取付部材に設けられ前記第一受発光部からの信号を受信し前記第一受発光部へ送信する第二受発光部と、前記第二受発光部からの信号を受信するとともに前記第二受発光部に信号を送信する第二制御部と、を有するコントローラーとを備え、
前記板状部には、前記第一受発光部と前記第二受発光部との間で信号のやりとりを許容する窓部が密閉して設けられ、
前記電子回路部、前記電子調整部、前記第一制御部、前記信号伝達部及び前記第一受発光部は、それぞれ前記ハウジングの内部に配置され、
前記通信用取付部材は、前記第二受発光部が前記窓部に対向するように配置可能なカバー部と、前記カバー部に設けられ前記ハウジングと係合する係合部とを有し、
前記板状部には、筒部が設けられ、
前記カバー部には、前記筒部の外周に当接する凹部が形成される
ことを特徴とする物理量測定装置。 - 請求項1に記載された物理量測定装置において、
前記第一受発光部と前記第二受発光部との間でやりとりする信号は、赤外線信号であり、前記測定装置本体と前記コントローラーとの間の信号のやりとりを確認する信号確認部を備えた
ことを特徴とする物理量測定装置。 - 請求項1又は請求項2に記載された物理量測定装置において、
前記コントローラーは、前記第二制御部が設けられたコントローラー本体と、前記コントローラー本体と前記通信用取付部材とに接続され前記第二制御部と前記第二受発光部との間で信号のやりとりをするためのコードと、を備える
ことを特徴とする物理量測定装置。 - 請求項3に記載された物理量測定装置において、
前記コードと前記コントローラー本体とは着脱自在とされ、前記コントローラー本体には、前記第一受発光部からの信号を受信し前記第一受発光部へ信号を送信する第三受発光部が設けられている
ことを特徴とする物理量測定装置。 - 請求項1乃至請求項4のうちいずれか1項に記載された物理量測定装置において、
前記板状部には前記信号伝達部に接続される接続ピンが設けられ、
前記筒部は、前記接続ピンの周囲を覆い、
前記係合部は、前記筒状ケースの外周部と係合する係合片を有する
ことを特徴とする物理量測定装置。
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