JPH0348445B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、発音型信号モニタに関するものであ
る。

一般に電気的装置から、ある信号が電気的な形
で出力される場合、その出力信号が出ているか否
か、あるいは正常なレベルで出力されているか否
かを監視する必要がしばしば生ずる。とくに安全
関係の装置の場合はその必要性が高い。電気装置
の設計又は製作の時点からこれを付加しておくこ
とは技術的に容易であり、すでに初めからモニタ
を組込み済みの装置もある。しかしモニタ組込み
の装置であつても、監視のための信号の取り方が
間接的である装置も多く、種々のトラブルを起し
易い。

本発明の信号モニタは、信号そのものを直接に
利用して間欠発音回路の電源とする直接的な監視
方式によるもので、信号モニタの組込まれていな
い電気装置などいかなる電気装置にも随時接続し
て監視することができ、さらに接続する電気装置
の出力信号に対する電気的負担を極めて少なくし
て出力信号に変化を与えることなく検知できるこ
と、及び本モニタのための外部電源を必要としな
いことなどを大きな特徴とするものである。また
監視の結果は特異な音として報知されるので、メ
ータやランプなどよりもモニタとしての効果が大
きい。すなわち本発明の信号モニタは、間欠発音
回路を用いた発音器（以下、単に「発音器」と呼
ぶ。）が、信号の検出と報知の両方を同時に行う
ものであり、負荷電力がマイクロワツト程度であ
るにもかかわらず、実用上十分な感知度をもつモ
ニタ音を発する。

以下、本発明の信号モニタの構成とその機能に
ついて図面を参照しながら説明する。

本発明の信号モニタは、監視すべき電気装置Ｏ
の信号出力の種類に応じて次の２通りの構成が考
えられる。

(1) 電気装置Ｏからの信号出力が直流である場合
には、抵抗Ｒと発音器Ｓ（第１図） (2) 電気装置Ｏからの信号出力が交流又はパルス
である場合には抵抗Ｒ・整流器Ｄ・コンデンサ
Ｃと発音器Ｓ（第２図） まず、第１図の場合について説明すると、発音
器Ｓは抵抗Ｒを介して電気装置Ｏの出力側に接続
されている。この発音器Ｓは、反結合された小型
トランスＴとトランジスタＱとを備え、トランス
Ｔの一次巻線n₁の一端をトランジスタＱのコレク
タに接続すると共に、二次巻線n₂の一端をコンデ
ンサCを介してトランジスタＱのベースに接続
し、一次巻線n₁及び二次巻線n₂の他端とトランジ
スタＱのエミツタとをそれぞれ上記電気装置に接
続せしめ、さらに、抵抗R_sとコンデンサC_sとを
直列にしたものをそれらと並列に接続し、このコ
ンデンサC_sの抵抗側端子とトランジスタＱのベー
スとをダイオードD_sを介して接続し、トランス
Ｔにおける二次巻線n₂のベース側に高インピーダ
ンスを有するクリスタルスピーカ等の発音体SP
を接続することにより構成したものである。

また、上記電気装置Ｏとは、電気的な信号を出
力として取出すことのできる、自然現象を含むす
べての現象及びその現象を利用して構成される機
構や装置のすべてを含むもので、図面ではそれを
電源Ｅと抵抗γによつて模擬的に表わしている。

上述した第１図の信号モニタにおいて、電気装
置Ｏの電源Ｅから直流出力が発音器Ｓに供給され
ると、最初コンデンサC_sは抵抗R_sを通して電源
Ｅにより徐々に充電される。この際、トランジス
タＱのベースはコンデンサCfによつて電源電圧
の直流分がカツトされている。一方抵抗R_sとダ
イオードD_sを通つてトランジスタＱのベース電
流も流れ得るが、抵抗R_sの値を十分大きくとつ
ておけば、これによりベース電流は小さく抑えら
れるため発振は起らない。しかもこの場合、ダイ
オードD_sの順方向特性及びトランジスタＱのベ
ース・エミツタ間順方向特性のためベース電流は
低く抑制されて発振停止を強制している。

コンデンサC_sの充電が進み、C_sの端子電圧があ
る値（約0.5ボルト）に達すると、発振を起すに
十分なベース電流が流れるため、トランジスタは
ブロツキング発振状態となる。発振により帰還さ
れた発振電圧（交流）はコンデンサCfを通して
トランジスタＱのベースに加わり、発振を持続さ
せる。而して、一旦発振が生起するとそれに伴つ
てコンデンサC_sの電荷は急激に減少し、上記発振
は停止する。そうすれば再びコンデンサC_sは充電
を始め、一定の時間の後再び発振を生じる。以下
この繰返しによつて、一定の周期で間欠的に短時
間だけ発振することになる。しかも発振状態で
は、コンデンサC_sの電荷はダイオードD_sのみを
通してトランジスタＱのベースに流入するため十
分大きな励振が起り、トランスＴにおいては十分
大きな磁気エネルギーの蓄積と解放を生ずる。そ
のため発音体SPから十分に感知、識別のできる
警報音が発せられる。

第３図ＡおよびＢは、前記とは異なる実施例を
示す回路図である。第３図Ａにおいては直流阻止
コンデンサCfの作用をクリスタルスピーカから
成る発音体SPによつて代用させると共に、この
SPで必要な音源となる発振信号を受けて音を発
するようにしている。そして、この信号はさらに
トランジスタＱのベース入力信号となり、ベース
電流を励振して発振状態を持続させる。他方、第
３図Ｂにおいては、正帰還用にオートトランスＴ
を使用することによつて励振のための信号を得て
いる。この回路におけるオートトランスを通つて
くる電源電圧の直流分はコンデンサCfによつて
阻止され、交流分はトランジスタＱのベースに加
えられて発振を持続させる。この発音体SPをト
ランジスタＱのコレクタ側に持続することによ
り、十分な励振電圧を発音体SPに与えることが
できる。

一方、第２図の実施例は、電気装置Ｏからの交
流出力を直流に変換するための整流器Ｄ及び平滑
用コンデンサＣを設けたもので、その他の構成は
第１図の場合と同様であり、作用についても特に
変るところはないのでその説明は省略する。

而して、第１図及び第２図に示すいずれの場合
も、発音器Ｓに供給される直流電圧は約0.5ボル
ト以上を必要とする。また発音器に供給される直
流電圧があまり高いことは望ましくなく、大体６
ボルト以下、通常１〜２ボルト程度が適当であ
る。従つて、信号出力が大きい場合は抵抗Ｒの値
を調節して使用し、信号出力が小さい場合には省
略してもよい。

信号出力の負荷電流従つて信号モニタの消費電
流は発音器の発音周期に依存する。負荷条件が厳
しければ発音器の発音周期を長くすることによ
り、例えば１マイクロアンペア程度、あるいはこ
れ以下に下げることは容易である。従つて信号モ
ニタの消費電力はマイクロワツト程度、見かけの
等価抵抗は数百キロオームないし１メガオームに
も達し、電気装置の出力信号に対する負荷として
極めて小さなものとすることができる。当然なが
ら消費電力が大きいほど発音器の音量は大きくな
るので、電気装置の出力条件（電圧・電流あるい
は出力インピーダンス、パルスではパルス幅やパ
ルス周期など）によつて発音器の音量・発音周期
を調節するとより実用的である。

次に本発明の応用例について述べる。

応用例 １ 本発明をタンク内の水位のモニタに用いた例に
ついて述べる。

第４図に示すように、タンク１内の設定水位の
位置に、異種物質からなる陽極２と陰極３を固定
する。この電極は電気化学でよく知られる通り
種々の物質の組合わせが可能であるが、例えば陽
極に炭素又は銅、陰極には亜鉛又はアルミニウム
などを用いればよい。ここではこの電極材として
直流起電力0.6ボルト以上、電流容量としては数
マイクロアンペア以上であればよくその選択には
関知しない。この電極に本発明の信号モニタ４を
極性を合わせて接続する。ただし、この電極から
の出力を他の回路へも導く場合を除けば、第１図
での抵抗Ｒは省略する方がよい。電極が水に浸つ
ていない状態では何の変化もないが、タンクの水
位が上つて両電極が水に浸ると電池が形成され、
信号モニタ４の発音器Ｓは軽快な音を発して設定
水位に達したことを報知する。本発明の信号モニ
タでは特別な水（例えば電解質溶液）である必要
はなく、普通の水道水や自然水で確実に作動する
のが大きな特徴である。

応用例 ２ 本発明を商用電源用電気機器の漏電モニタに用
いた例について述べる。

第５図にその概略図と、主要部の結線図を示し
た。電気機器が漏電していれば、アースとの間に
交流電流が流れるから、信号モニタ４を電子機器
５のアース端子と、確実に接地されているアース
棒６の間に接続すれば、ほぼ漏電電流に応じた音
量で報知音を発する。電気機器の漏電が全くない
か、別途に確実に接地されていれば何らの音も出
ない。信号モニタはマイクロワツト程度の電力で
作動するので、極めて微弱な漏電であつても作動
する。第５図では検出感度を高めるため両波倍電
圧整流とし、また逆に強い漏電の場合の対策とし
てネオン放電管Ｎ及びチエナーダイオードD_zを
入れてある。さらに使用上の便利さを考えて発音
器Ｓの発音体には圧電素子型のイヤホンを使用し
た。

応用例 ３ 本発明を放射物質格納状態のモニタとして用い
た例について述べる。

第６図は放射線源遠隔取扱装置において放射線
源が格納容器内に確実に収納されているかどうか
を検知して、その信号により次のステツプの起動
を制御するためのブロツク結線図である。実際の
装置では放射線源を駆動する機構の動きを検知し
てパイロツトランプで制御盤上に表示させるのみ
であり、これを見落すと放射線源が未格納のまま
次のステツプを起動するおそれがある。第６図で
はガイガー・ミユラー計数管（以下、GM管と呼
ぶ。）９が、格納容器７に収納されている放射線
源８の存在を検知し、増幅器１０を経て制御回路
１１に信号を送る。増幅器１０の出力を信号モニ
タ４にも入力するように結べば、放射線源が格納
された状態では発音器Ｓより軽快なモニタ音が流
れており、これを聞いて次のステツプを安全に起
動させ得る。

この場合、出力信号を増幅器より得るから、最
終段階での確認となる利点に加えて、一般に増幅
器の出力インピーダンスは極めて低く、相当の負
荷にも耐えるから極めて好都合である。しかも
GM管９の出力波高値もほぼ一定であるため、増
幅器１０の出力信号は、例えば正で波高値が５ボ
ルト位得られる。ただしパルス幅はマイクロ秒程
度と比較的狭いため、信号１パルスあたりの供給
電力が小さいから、発音器の発音周期を２秒程度
にしてある。従つて、耳ざわりでない程度でかな
りはつきりしたモニタ音となる。

以上詳述したように、本発明の信号モニタは、
これを動作させるための専用電源が全く不要であ
り、また信号源となる電気装置の変更・追加によ
つて電気量以外の物理量、例えば温度、圧力など
の信号モニタとしても応用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は電気装置の出力信号が直流である場合
の本発明の構成図、第２図は電気装置の出力信号
が交流又はパルスである場合の本発明の構成図、
第３図Ａ、Ｂは発音器の異なる実施例を示す回路
図、第４図は本発明の信号モニタをタンク内の水
位の監視として用いた場合の構成図、第５図は本
発明の信号モニタを商用電源用電気機器の漏電の
監視として用いた場合の構成図、第６図は本発明
の信号モニタを放射性物質の格納状態を監視する
ために用いた場合の構成図である。 C_s……コンデンサ、D_s……ダイオード、R_s…
…抵抗、Ｓ……発音器、SP……発音体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ トランジスタと変成器からなるブロツキング
   発振回路に、その発振により信号音を発する高イ
   ンピーダンス型発音体を接続し、上記発振回路を
   間欠顧的に動作させるためのコンデンサ及び抵抗
   を直列に接続すると共に、このコンデンサの抵抗
   側端子とトランジスタのベースとの間をダイオー
   ドを介して接続することにより間欠発音器を構成
   し、この間欠発音器を、状態の変化を電気的な出
   力変化として取出可能な電気装置の出力側に接続
   したことを特徴とする発音型信号モニタ。