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環境情報計測装置、環境情報計測システム、及び環境情報計測方法

国内特許コード P120007178
整理番号 S2010-1140-N0
掲載日 2012年4月3日
出願番号 特願2010-208452
公開番号 特開2012-064035
登録番号 特許第5697233号
出願日 平成22年9月16日(2010.9.16)
公開日 平成24年3月29日(2012.3.29)
登録日 平成27年2月20日(2015.2.20)
発明者
  • 和木 浩
  • 五十嵐 一
  • 渡邊 浩太
  • 牧村 英俊
出願人
  • 東日本旅客鉄道株式会社
  • 国立大学法人北海道大学
発明の名称 環境情報計測装置、環境情報計測システム、及び環境情報計測方法
発明の概要 【課題】測定対象箇所の環境情報を、低消費電力な回路構成で測定できる環境情報計測装置を提供する。
【解決手段】電源部20は、環境情報収集装置51から受信した電波を基に電源の電力を生成する。サーミスタRSMは、環境(温度)に応じてインピーダンスが変化する回路素子である。そして、最初に、第1のスイッチSW1を閉、第2のスイッチSW2を開とし、電源部20によりコンデンサCを充電する。次に、第1のスイッチSW1を開、第2のスイッチSW2を閉とし、サーミスタRSMを通してコンデンサCの放電を開始する。その後、計時部40により、コンデンサCの電位が所定の基準電圧Vrefになるまでの時間(サーミスタの温度により変化する時間)を、計測データとして測定する。この計測データを、通信部10により環境情報収集装置51に送信する。
【選択図】図2
従来技術、競合技術の概要


広範囲に分散した測定対象箇所ごとの環境情報をそれぞれ測定することが必要とされる場合がある。測定される環境情報には、温度、湿度、気圧などの情報があり、環境情報計測装置がそれらの情報を測定する。測定する情報に対応できる様々な測定方法が知られている。例えば、温度を測定する場合では、被測定対象の温度を非接触で測定する方法としては、赤外線カメラを用いる方法が知られている(非特許文献1を参照)。また、被計測対象に接触して計測する方法には、示温ラベルを用いる方法がある。示温ラベルを用いる方法は、目視で表示色を検出することが必要とされ、示温ラベルを確認できる位置まで測定者が接近して観測している。これらの被測定対象の温度を測定する方法は、間接的な測定であるが気温を測定する方法として用いることができる。



ただし、上記のような方法では、測定者による作業が必要になることから、測定対象箇所、測定頻度が多くなる用途や、測定者が接近できない場所の測定には適さない場合がある。そこで、被計測対象に温度センサを接触させて計測する記録装置が開示されている(特許文献1参照)。

産業上の利用分野


本発明は、被測定対象箇所の環境情報を測定することができる、環境情報計測装置、環境情報計測システム、及び環境情報計測方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
受信した電波から、負荷に供給する電源電圧を生成する電源部と、
測定対象箇所の環境下で検出される物理量に応じてインピーダンスが変化する回路素子と、容量とを備える検出部を有し前記検出部応答特性に応じて変化する信号を出力する環境情報検出部と、
前記容量が充電されるまで前記電源部から前記容量へ前記電源電圧が供給されるように前記環境情報検出部を制御した後、前記電源部から前記容量への前記電源電圧の供給が停止した状態で前記容量からの放電が行われるように前記環境情報検出部を制御する制御部と、
前記電源部から前記電源電圧の供給を受けて、前記容量の充電を開始してから前記信号の電圧が予め定められる検知電圧に達するまでの時間、又は、前記電源部から前記電源電圧の供給を受けずに、前記容量から放電される電圧を利用して、前記容量からの放電を開始してから前記信号の電圧が予め定められる検知電圧に達するまでの時間を計測し、当該時間に基づいて、前記物理量に応じた環境情報を生成する計時部と、
を備え、
前記負荷は、前記環境情報検出部、前記計時部、及び前記制御部み、
前記検知電圧は、前記電源電圧を分圧した電圧である
ことを特徴とする環境情報計測装置。

【請求項2】
前記環境下で検出される物理量に応じて生成された前記環境情報を要求に応じて送信する通信部
を備えることを特徴とする請求項1に記載の環境情報計測装置。

【請求項3】
前記制御部は、
前記生成された電源電圧に応じて、前記検出部に含まれる容量への充電と、前記計時部による時間の計測とを制御する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の環境情報計測装置。

【請求項4】
前記制御部は、
前記生成された電源電圧が、予め定められる所定の充電開始電圧に達した場合、前記検出部に含まれる容量への充電を開始させる
ことを特徴とする請求項3に記載の環境情報計測装置。

【請求項5】
前記環境情報検出部は、
前記電源部から前記検出部に含まれる容量への充電を遮断する第1のスイッチと、
前記検出部に含まれる容量からの放電を遮断する第2のスイッチと、
を備え、
前記制御部は、
前記容量に充電する場合に、
前記第1のスイッチを接続状態にして前記電源部から前記容量への充電を行い、
前記第2のスイッチを開放状態にして前記容量からの放電を停止し、
前記容量から放電する場合に、
前記第1のスイッチを開放状態にして前記電源部から前記容量への充電を停止し、
前記第2のスイッチを接続状態にして前記容量から放電を行い、
ことを特徴とする請求項3又は4に記載の環境情報計測装置。

【請求項6】
前記第1のスイッチと前記第2のスイッチとにおける接続状態と開放状態は、互いに相補の関係が保たれる
ことを特徴とする請求項に記載の環境情報計測装置。

【請求項7】
前記計時部は、
前記検出部に含まれる容量から放電を開始する前に、前記容量への充電を行う過程において、前記信号の電圧が前記検知電圧に達してから、前記充電を停止するまでの時間を計測する
ことを特徴とする請求項3からのいずれか1項に記載の環境情報計測装置。

【請求項8】
前記電源部は、倍電圧回路を含んで構成され、
前記容量は、前記倍電圧回路からの電力で充電される
ことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の環境情報計測装置。

【請求項9】
前記環境情報検出部は、
前記検出部に設けられる回路素子に応じて、前記環境における温度、気圧又は湿度のいずれかを検出する
ことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の環境情報計測装置。

【請求項10】
前記環境情報検出部は、
温度測定対象である電線と熱的に結合するように設けられる
ことを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の環境情報計測装置。

【請求項11】
受信した電波から、負荷に供給する電源電圧を生成する電源部と、
測定対象箇所の環境下で検出される物理量に応じて静電容量が変化する回路素子と、抵抗とを備える検出部を有し前記検出部応答特性に応じて変化する信号を出力する環境情報検出部と、
前記回路素子の電圧が所定の電圧になるまで前記電源部から前記回路素子へ前記電源電圧が供給されるように前記環境情報検出部を制御した後、前記電源部から前記回路素子への前記電源電圧の供給が停止した状態で前記抵抗を介して前記回路素子からの放電が行われるように前記環境情報検出部を制御する制御部と、
前記電源部から前記電源電圧の供給を受けて、前記回路素子の充電を開始してから前記信号の電圧が予め定められる検知電圧に達するまでの時間、又は、前記電源部から前記電源電圧の供給を受けずに、前記回路素子から放電される電圧を利用して、前記回路素子からの放電を開始してから前記信号の電圧が予め定められる検知電圧に達するまでの時間を計測し、当該時間に基づいて、前記物理量に応じた環境情報を生成する計時部と、
を備え、
前記負荷は、前記環境情報検出部、前記計時部、及び前記制御部み、
前記検知電圧は、前記電源電圧を分圧した電圧である
ことを特徴とする環境情報計測装置。

【請求項12】
前記検出した環境情報に基づいて計測された情報を送信する請求項1から11のいずれか1項に記載の環境情報計測装置と、
前記送信された情報を収集する環境情報収集装置と
を備えることを特徴とする環境情報計測システム。

【請求項13】
受信した電波から、負荷に供給する電源電圧を生成する電力生成過程と、
測定対象箇所の環境下で環境情報検出部によって検出される物理量に応じてインピーダンス又は静電容量が変化する回路素子と、容量とを備える検出部応答特性に応じて変化する信号を出力する環境情報検出過程と、
前記容量が充電されるまで前記電源部から前記容量へ前記電源電圧が供給されるように前記環境情報検出部を制御した後、前記電源部から前記容量への前記電源電圧の供給が停止した状態で前記容量からの放電が行われるように前記環境情報検出部を制御する制御過程と、
前記電源部から前記電源電圧の供給を受けて、前記容量の充電を開始してから前記信号の電圧が予め定められる検知電圧に達するまでの時間、又は、前記電源部から前記電源電圧の供給を受けずに、前記容量から放電される電圧を利用して、前記容量からの放電を開始してから前記信号の電圧が予め定められる検知電圧に達するまでの時間を計測部によって計測し、当該時間に基づいて、前記物理量に応じた環境情報を生成する時間計測過程と、
を含み、
前記負荷は、前記環境情報検出部前記計時部、及び前記制御部をみ、
前記検知電圧は、前記電源電圧を分圧した電圧である
ことを特徴とする環境情報計測方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 登録
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