(57)【要約】【課題】パルサレシーバにおいて、省消費電力化を図る。【解決手段】超音波パルス発生回路２１と、超音波パルス受信回路２２と、超音波パルス受信回路２２が受信した超音波パルスをデジタル処理して送信用測定データを生成するデジタル回路２３と、デジタル回路２３がデジタル処理した送信用測定データを外部に送信する通信回路２５と、超音波パルス発生回路２１と超音波パルス受信回路２２とデジタル回路２３と通信回路２５を制御する制御回路２４と、超音波パルス発生回路２１と超音波パルス受信回路２２とデジタル回路２３と通信回路２５と制御回路２４に電力を供給する電源回路２６と、制御回路２４の処理内容に応じて電源回路２６から超音波パルス発生回路２１と超音波パルス受信回路２２とデジタル回路２３と通信回路２５と制御回路２４への電力の供給および停止を個別に制御するスイッチング回路２７とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波センサにより測定対象物から取得した測定データを無線により送信するパルサレシーバであって、
超音波パルス発生回路と、
超音波パルス受信回路と、
前記超音波パルス受信回路が受信した超音波パルスをデジタル処理して送信用測定データを生成するデジタル回路と、
前記デジタル回路がデジタル処理した送信用測定データを外部に送信する通信回路と、
前記超音波パルス発生回路と前記超音波パルス受信回路と前記デジタル回路と前記通信回路を制御する制御回路と、
前記超音波パルス発生回路と前記超音波パルス受信回路と前記デジタル回路と前記通信回路と前記制御回路に電力を供給する電源回路と、
前記制御回路の処理内容に応じて前記電源回路から前記超音波パルス発生回路と前記超音波パルス受信回路と前記デジタル回路と前記通信回路と前記制御回路への電力の供給および停止を個別に制御するスイッチング回路と、
を備えることを特徴とするパルサレシーバ。
【請求項２】
前記スイッチング回路は、前記超音波センサによる測定時、前記超音波パルス発生回路と前記超音波パルス受信回路と前記デジタル回路への電力供給時に、前記通信回路への電力の供給を停止することを特徴とする請求項１に記載のパルサレシーバ。
【請求項３】
前記スイッチング回路は、前記超音波センサによる測定時、前記通信回路への電力供給時に、前記超音波パルス発生回路と前記超音波パルス受信回路と前記デジタル回路への電力の供給を停止することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパルサレシーバ。
【請求項４】
前記スイッチング回路は、前記超音波センサによる測定時、前記電源回路から前記制御回路、前記デジタル回路、前記超音波パルス受信回路、前記超音波パルス発生回路の順に電力の供給を開始し、前記超音波パルス発生回路、前記超音波パルス受信回路、前記デジタル回路の順の電力の供給を停止することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のパルサレシーバ。
【請求項５】
前記通信回路による送信用測定データの送信不良時に、送信用測定データを保存するメモリが設けられ、前記通信回路による送信用測定データの送信時に、そのときに生成された送信用測定データと前記メモリに保存された前回の送信用測定データを送信することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のパルサレシーバ。
【請求項６】
前記通信回路は、前記デジタル回路が生成した送信用測定データのうち、１サイクル分の超音波波形データを送信することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のパルサレシーバ。
【請求項７】
前記通信回路は、前記デジタル回路が生成した送信用測定データのうち、超音波波形データから求めた測定値を送信することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のパルサレシーバ。
【請求項８】
前記超音波パルス発生回路と前記超音波パルス受信回路と前記デジタル回路と前記通信回路と前記制御回路の作動状況に応じて前記電源回路に接続された電池の寿命を予測することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のパルサレシーバ。
【請求項９】
前記測定対象物の温度を検出する温度センサが設けられ、前記デジタル回路が生成した送信用測定データを前記温度センサが検出した前記測定対象物の温度に基づいて補正することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のパルサレシーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波センサにより取得した測定データを無線により送信するパルサレシーバに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、各種のプラント設備では、排ガスなど流体を搬送するための配管が多数配置されている。このような配管では、腐食などによる減肉現象がよく知られおり、設備の健全性を維持するためには、配管の減肉傾向の監視が重要である。従来、各種の規格に基づいて定期的に配管の肉厚の定点測定を実施している。
【０００３】
配管の肉厚を測定する厚さ測定装置としては、下記特許文献1に記載されたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１９０３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、プラント設備における配管の減肉傾向の監視を、定期点検ではなく、測定センサや通信装置を用いて常時実施することが提案されている。この場合、配管に測定センサを装着すると共に、測定センサに通信機器を接続し、測定センサが測定した測定データを通信機器により管理棟などのパソコンに送信するモニタリングシステムとなる。このモニタリングシステムでは、測定センサが配管の板厚を測定し、常時または定期的に、通信機器により測定データを送信することとなる。そのため、消費電力を低減して長期間にわたって使用することのできるシステムが必要となる。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、省消費電力化を図るパルサレシーバを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するためのパルサレシーバは、超音波センサにより測定対象物から取得した測定データを無線により送信するパルサレシーバであって、超音波パルス発生回路と、超音波パルス受信回路と、前記超音波パルス受信回路が受信した超音波パルスをデジタル処理して送信用測定データを生成するデジタル回路と、前記デジタル回路がデジタル処理した送信用測定データを外部に送信する通信回路と、前記超音波パルス発生回路と前記超音波パルス受信回路と前記デジタル回路と前記通信回路を制御する制御回路と、前記超音波パルス発生回路と前記超音波パルス受信回路と前記デジタル回路と前記通信回路と前記制御回路に電力を供給する電源回路と、前記制御回路の処理内容に応じて前記電源回路から前記超音波パルス発生回路と前記超音波パルス受信回路と前記デジタル回路と前記通信回路と前記制御回路への電力の供給および停止を個別に制御するスイッチング回路と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
そのため、制御回路の処理内容に応じて超音波パルス発生回路、超音波パルス受信回路、デジタル回路、通信回路、制御回路への電力の供給および停止を個別に制御することから、使用していない回路への電力の供給を停止することができ、省消費電力化を図ることができる。
【０００９】
本発明のパルサレシーバでは、前記スイッチング回路は、前記超音波センサによる測定時、前記超音波パルス発生回路と前記超音波パルス受信回路と前記デジタル回路への電力供給時に、前記通信回路への電力の供給を停止することを特徴とする。
【００１０】
そのため、超音波パルス発生回路と前記超音波パルス受信回路と前記デジタル回路への電力供給時に通信回路への電力の供給を停止することから、超音波センサによる測定時には不要となる通信回路を停止することで、消費電力を削減すことができる。
【００１１】
本発明のパルサレシーバでは、前記スイッチング回路は、前記超音波センサによる測定時、前記通信回路への電力供給時に、前記超音波パルス発生回路と前記超音波パルス受信回路と前記デジタル回路への電力の供給を停止することを特徴とする。
【００１２】
そのため、通信回路への電力供給時に超音波パルス発生回路と超音波パルス受信回路とデジタル回路への電力の供給を停止することから、送信用測定データの送信時に不要となる超音波パルス発生回路と超音波パルス受信回路とデジタル回路を停止することで、消費電力を削減すことができる。
【００１３】
本発明のパルサレシーバでは、前記スイッチング回路は、前記超音波センサによる測定時、前記電源回路から前記制御回路、前記デジタル回路、前記超音波パルス受信回路、前記超音波パルス発生回路の順に電力の供給を開始し、前記超音波パルス発生回路、前記超音波パルス受信回路、前記デジタル回路の順の電力の供給を停止することを特徴とする。
【００１４】
そのため、必要な機器から電力の供給を開始し、不要になった機器から電力の供給を停止することから、電力供給の効率化を図ることができる。
【００１５】
本発明のパルサレシーバでは、前記通信回路による送信用測定データの送信不良時に、送信用測定データを保存するメモリが設けられ、前記通信回路による送信用測定データの送信時に、そのときに生成された送信用測定データと前記メモリに保存された前回の送信用測定データを送信することを特徴とする。
【００１６】
そのため、送信用測定データの送信不良時にはメモリに保存し、次の送信用測定データの送信時に、今回の送信用測定データとメモリに保存された前回の送信用測定データを送信することから、送信用測定データの送信漏れを防止することができる。
【００１７】
本発明のパルサレシーバでは、前記通信回路は、前記デジタル回路が生成した送信用測定データのうち、１サイクル分の超音波波形データを送信することを特徴とする。
【００１８】
そのため、通信回路が１サイクル分の超音波波形データを送信することから、送信用測定データにおける送信量を減少して通信回路が消費する電力を削減することができる。
【００１９】
本発明のパルサレシーバでは、前記通信回路は、前記デジタル回路が生成した送信用測定データのうち、超音波波形データから求めた測定値を送信することを特徴とする。
【００２０】
そのため、通信回路が超音波波形データから求めた測定値を送信することから、送信用測定データにおける送信量を減少して通信回路が消費する電力を削減することができる。
【００２１】
本発明のパルサレシーバでは、前記超音波パルス発生回路と前記超音波パルス受信回路と前記デジタル回路と前記通信回路と前記制御回路の作動状況に応じて前記電源回路に接続された電池の寿命を予測することを特徴とする。
【００２２】
そのため、各回路の作動状況に応じ電池の寿命を予測することから、電池の交換時期が事前にわかり、測定できない期間を減少することで、測定精度の向上を図ることができる。
【００２３】
本発明のパルサレシーバでは、前記測定対象物の温度を検出する温度センサが設けられ、前記デジタル回路が生成した送信用測定データを前記温度センサが検出した前記測定対象物の温度に基づいて補正することを特徴とする。
【００２４】
そのため、送信用測定データを測定対象物の温度に基づいて補正することから、測定精度の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のパルサレシーバによれば、省消費電力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本実施形態のパルサレシーバが適用されたモニタリングシステムを表す概略構成図である。
【図２】図２は、超音波センサの測定データを概略図である。
【図３】図３は、本実施形態のパルサレシーバを表す概略構成図である。
【図４】図４は、本実施形態のパルサレシーバにおける作動状態を表すタイムチャートである。
【図５】図５は、本実施形態のパルサレシーバにおける別の作動状態を表すタイムチャートである。
【図６】図６は、本実施形態のパルサレシーバにより温度補正を説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。
【００２８】
図１は、本実施形態のパルサレシーバが適用されたモニタリングシステムを表す概略構成図、図２は、超音波センサの測定データを概略図である。
【００２９】
本実施形態のモニタリングシステム１０は、超音波センサ１１と、パルサレシーバ１２と、データ収集用パソコン１３とを備える。なお、データ収集用パソコン１３にモニタリング用パソコン（図示略）を接続してもよい。
【００３０】
超音波センサ１１は、例えば、配管（測定対象物）１０１の外周面１０２に密着して装着される。この場合、超音波センサ１１の数は、１個に限らず複数設けることができる。超音波センサ１１は、図示しないが、発信器と受信器を有する、発信器は、配管１０１の内部に向けて超音波Ｓを発信する。配管１０１の外周面から発信された超音波Ｓは、配管１０１の外周面１０２で反射し、受信器は、この反射波を１次反射波として受信する。また、配管１０１の外周面１０２から発信された超音波Ｓは、配管１０１の内周面１０３で反射し、受信器は、この反射波を２次反射波として受信する。そして、２次反射波は、配管１０１の外周面１０２で反射した後、配管１０１の内周面１０３で反射することから、受信器は、この反射波を３次反射波として受信する。パルサレシーバ１２は、この反射波のデータを受け取る。
【００３１】
すなわち、図２に示すように、超音波センサ１１が測定した測定データは、超音波Ｓの１次反射波Ｓ１、２次反射波Ｓ２、３次反射波Ｓ３、４次反射波Ｓ４、５次反射波Ｓ５・・・としてパルサレシーバ１２が受信する。ここで、反射波Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５・・・のレベルは減衰して低下するものの、反射波Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５・・・の間隔Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４・・・は同じである。そして、反射波Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５・・・の間隔Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４・・・が配管１０１の厚さに比例する。そのため、反射波Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５・・・の間隔Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４・・・に基づいて配管１０１の厚さを求める。
【００３２】
図３は、本実施形態のパルサレシーバを表す概略構成図、図４は、本実施形態のパルサレシーバにおける作動状態を表すタイムチャートである。
【００３３】
パルサレシーバ１２は、超音波パルス発生回路２１と、超音波パルス受信回路（アナログ回路）２２と、デジタル回路２３と、制御回路２４と、通信回路２５と、電源回路２６と、スイッチング回路２７とを有する。
【００３４】
超音波パルス発生回路２１と超音波パルス受信回路２２は、超音波センサ１１が接続される。超音波パルス発生回路２１は、超音波センサ１１に対してパルス状の電圧を出力する。超音波パルス発生回路２１は、制御回路２４により電圧を出力する出力タイミングなどが制御される。
【００３５】
超音波パルス受信回路２２は、マルチプレクサ３１とアンプ３２とを有する。マルチプレクサ３１は、２つ以上の入力を１つの信号として出力するものである。すなわち、マルチプレクサ３１は、超音波パルス発生回路２１から出力されたパルス状の電圧を複数の超音波センサ１１の発信器に出力する。また、マルチプレクサ３１は、複数の超音波センサ１１の受信器から受信した反射波が変換された各電気信号を受け取る。アンプ３２は、マルチプレクサ３１からの電気信号を増幅する。
【００３６】
デジタル回路２３は、ＡＤ変換器３３とデジタル処理ＩＣ（ＦＰＧＡ）３４とを有する。ＡＤ変換器３３は、超音波パルス受信回路２２からのアナログ信号をデジタル信号に変換する。デジタル処理ＩＣ３４は、複数のデジタル信号、つまり、複数の超音波センサ１１による測定データを、例えば、平均化処理して送信用測定データを生成する。この場合、デジタル処理ＩＣ３４は、複数の超音波センサ１１による送信用測定データ、または、平均化処理した送信用測定データを時間に対する波形（図２参照）として制御回路２４に出力する。
【００３７】
制御回路２４は、処理装置（ＣＰＵ）３５とメモリ３６と温度センサＩＣ３７とを有する。処理装置（ＣＰＵ）３５は、デジタル回路２３、通信回路２５、電源回路２６、スイッチング回路２７などを制御するものである。メモリ３６は、デジタル処理ＩＣ３４がデジタル処理して生成した送信用測定データを保存するものである。温度センサＩＣ３７は、接続された温度センサ１４が検出した配管１０１（図１参照）の温度が入力される。
【００３８】
通信回路２５は、無線通信モジュール３８と有線通信モジュール（ＵＳＢ端子）３９とを有する。無線通信モジュール３８と有線通信モジュール３９は、デジタル処理ＩＣ３４がデジタル処理して生成した送信用測定データやメモリ３６に保存された送信用測定データを外部に送信するものである。
【００３９】
電源回路２６は、電池１５が接続され、スイッチング回路２７を介して超音波パルス発生回路２１、超音波パルス受信回路２２、デジタル回路２３、制御回路２４、通信回路２５に接続される。電源回路２６は、電池１５の電力を超音波パルス発生回路２１、超音波パルス受信回路２２、デジタル回路２３、制御回路２４、通信回路２５に供給する。スイッチング回路２７は、制御回路２４の処理内容に応じて超音波パルス発生回路２１、超音波パルス受信回路２２、デジタル回路２３、制御回路２４、通信回路２５への電力の供給を遮断する。スイッチング回路２７は、電源回路２６と超音波パルス発生回路２１、超音波パルス受信回路２２、デジタル回路２３、制御回路２４、通信回路２５との間にスイッチ４１，４２，４３，４４，４５が設けられる。スイッチング回路２７は、超音波パルス発生回路２１、超音波パルス受信回路２２、デジタル回路２３、制御回路２４、通信回路２５の使用時にスイッチ４１，４２，４３，４４，４５をＯＮとし、不使用時にスイッチ４１，４２，４３，４４，４５をＯＦＦとする。この構成によりパルサレシーバ１２の消費電力を抑える。
【００４０】
本実施形態のモニタリングシステム１０による配管１０１の肉厚測定は、例えば、連続監視モードと、パトロールモードがある。連続監視モードは、超音波センサ１１で測定した測定データをデータ収集用パソコン１３に無線で送信し、測定データの確認や解析を行うことで連続監視する。一方、パトロールモードは、所定時間ごとに超音波センサ１１で測定した測定データをデータ収集用パソコン１３に無線で送信し、測定データの確認や解析を行うことで定期的に監視する。
【００４１】
図３および図４に示すように、配管１０１のＮ回目の肉厚測定時、スイッチング回路２７は、制御回路２４からの情報に基づいてスイッチ４４，４３，４２，４１の順にＯＮとし、制御回路２４、デジタル回路２３、超音波パルス受信回路２２、超音波パルス発生回路２１の順に電力を供給する。このとき、スイッチ４５をＯＦＦとし、通信回路２５への電力の供給を遮断している。そして、まず、超音波パルス発生回路２１が超音波センサ１１に電圧を出力すると、スイッチ４１をＯＦＦとして電力の供給を遮断する。次に、超音波パルス受信回路２２が超音波センサ１１から電気信号を受け取ると、スイッチ４２をＯＦＦとして電力の供給を遮断する。続いて、デジタル回路２３が送信用測定データを生成すると、スイッチ４３をＯＦＦとして電力の供給を遮断する。このとき、スイッチ４５をＯＮとし、通信回路２５へ電力の供給を開始する。そして、通信回路２５は、送信用測定データを外部に送信する。そして、スイッチ４４，４５をＯＦＦとして制御回路２４と通信回路２５への電力の供給を遮断し、待機状態となる。所定の待機時間が経過すると、前述した配管１０１のＮ回目の肉厚測定と同様に、配管１０１のＮ＋１回目の肉厚測定を行う。
【００４２】
ところで、通信回路２５による通信状態が不良になると、通信回路２５は、送信用測定データを外部に送信できなくなる。図５は、本実施形態のパルサレシーバにおける別の作動状態を表すタイムチャートである。
【００４３】
図３および図５に示すように、前述と同様に、配管１０１のＮ回目の肉厚測定時、スイッチング回路２７は、制御回路２４からの情報に基づいてスイッチ４４，４３，４２，４１の順にＯＮとし、制御回路２４、デジタル回路２３、超音波パルス受信回路２２、超音波パルス発生回路２１の順に電力を供給する。このとき、スイッチ４５をＯＦＦとし、通信回路２５への電力の供給を遮断する。そして、まず、超音波パルス発生回路２１が超音波センサ１１に電圧を出力すると、スイッチ４１をＯＦＦとして電力の供給を遮断する。次に、超音波パルス受信回路２２が超音波センサ１１から電気信号を受け取ると、スイッチ４２をＯＦＦとして電力の供給を遮断する。続いて、デジタル回路２３が送信用測定データを生成すると、スイッチ４３をＯＦＦとして電力の供給を遮断する。このとき、スイッチ４５をＯＮとし、通信回路２５へ電力の供給を開始する。そして、通信回路２５は、送信用測定データを外部に送信する。
【００４４】
このとき、通信回路２５による通信状態が不良になると、通信回路２５は、送信用測定データを外部に送信できずに通信ＥＲＲＯＲとなる。このとき、制御回路２４は、デジタル回路２３が生成したＮ回目の送信用測定データをメモリ３６に保存する。その後、スイッチ４４，４５をＯＦＦとして制御回路２４と通信回路２５への電力の供給を遮断し、待機状態となる。所定の待機時間が経過すると、前述した配管１０１のＮ回目の肉厚測定と同様に、配管１０１のＮ＋１回目の肉厚測定を行う。そして、デジタル回路２３が送信用測定データを生成すると、スイッチ４５をＯＮとし、通信回路２５へ電力の供給を開始する。そして、通信回路２５は、メモリ３６に保存されているＮ回目の送信用測定データを外部に送信し、続いて、Ｎ＋１回目の送信用測定データを外部に送信する。そして、スイッチ４４，４５をＯＦＦとして制御回路２４と通信回路２５への電力の供給を遮断し、待機状態となる。
【００４５】
図３に示すように、通信回路２５は、デジタル回路２３が生成した送信用測定データとして、時間の経過に対する受信した超音波の変動の波形、つまり、図２に示す複数の反射波Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５波形を外部に送信する。但し、複数の反射波Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５波形を外部に送信すると、消費電力が増加することから、デジタル回路２３が生成した送信用測定データのうち、１サイクル分の超音波波形データまたは超音波波形データから求めた測定値を送信するようにしてもよい。
【００４６】
すなわち、図２および図３に示すように、時間の経過に伴って反射波Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５・・・のレベルが減衰して低下するが、反射波Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５・・・の間隔Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４・・・は一定である。そのため、通信回路２５は、例えば、反射波Ｓ１，Ｓ２の間隔Ｔ１のデータ、反射波Ｓ２，Ｓ３の間隔Ｔ２のデータだけを外部に送信する。また、通信回路２５は、反射波Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５・・・のの間隔Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４・・・から求めた配管１０１の肉厚だけを外部に送信する。
【００４７】
また、図３に示すように、パルサレシーバ１２は、超音波パルス発生回路２１と超音波パルス受信回路２２とデジタル回路２３と制御回路２４と通信回路２５の作動状況に応じて、電源回路２６に接続された電池１５の寿命を予測する。アルカリ電池は、蓄電量の減少に伴って電圧が低下することから、電圧を監視することで電池の寿命を予測することができる。一方、本実施形態の電池１５であるリチウムイオン電池は、蓄電量の減少に伴って電圧が低下せず、蓄電量が所定値以下になる突然電圧が低下することから、電圧を監視することで電池の寿命を予測することが困難である。
【００４８】
例えば、ｎ回計測した後の電池１５の消費電力ＢＣｎ、電池１５の寿命の指標となる消費電力ＣＣ、１回の計測で消費する電力Ｗ、単位時間当たりの待機時の消費電力Ｎ、単位時間当たりのメンテナンスモードの消費電力Ｍ、ｎ回目とｎ+１回目の計測の間の待機時間Ｔｎ、ｎ回目とｎ+１回目の計測の間のメンテナンス時間ｔｎとすると、下記数式が成り立つ。
ＢＣｎ+１＝ＢＣｎ＋Ｗ＋Ｎ×Ｔｎ＋Ｍ×ｔｎ
ここで、ＢＣｎ+１＞ＣＣであれば、電池１５の交換を促すアラームを発し、ＢＣｎ+１＞ＣＣでなければ、ｎ→ｎ＋１とする。
【００４９】
また、パルサレシーバ１２が電池１５の寿命を予測せずに、図１に示すように、データ収集用パソコン１３やモニタリング用パソコン（図示略）が電池１５の寿命を予測してもよい。但し、データ収集用パソコン１３（モニタリング用パソコン）は、パルサレシーバ１２がいつメンテナンスモードになったかを把握することができないため，メンテナンスモードでの消費電力を予測し、消費電力の予測値を考慮して電池１５の寿命の指標となる消費電力ＣＣｐを設定する。例えば、ｎ回計測した後の電池１５の消費電力ＢＣｎ、電池１５の寿命の指標となる消費電力ＣＣｐ、１回の計測で消費する電力Ｗ、単位時間当たりの待機時の消費電力Ｎ、ｎ回目とｎ+１回目の計測の間の待機時間Ｔｎとすると、下記数式が成り立つ。
ＢＣｎ+１＝ＢＣｎ＋Ｗ＋Ｎ×Ｔｎ
ここで、ＢＣｎ+１＞ＣＣｐであれば、電池１５の交換を促すアラームを発し、ＢＣｎ+１＞ＣＣｐでなければ、ｎ→ｎ＋１とする。
【００５０】
また、本実施形態のモニタリングシステム１０は、配管１０１の内部を伝播する超音波の伝播時間に基づいて肉厚を測定するものであるが、配管１０１の内部を伝播する超音波の伝播時間（伝播速度）は、配管１０１の温度に応じて変動してします。すなわち、配管１０１の温度が高くなると、超音波の伝播速度が低下することから伝播時間が長くなり、配管１０１の肉厚の測定に誤差が発生する。図６は、本実施形態のパルサレシーバにより温度補正を説明するためのグラフである。
【００５１】
図３および図６に示すように、超音波センサ１１は、配管１０１の外周面１０２の温度を検出する温度センサ（熱電対）１４が設けられる。制御回路２４は、デジタル回路が生成した送信用測定データを温度センサ１４が検出した配管１０１の温度に基づいて補正する。すなわち、図６に実線で表すように、配管１０１の温度が変動すると、超音波センサ１１が測定し、デジタル回路２３が生成した送信用計測データは、図６に点線で表すように、配管１０１の温度に比例して変動してしまう。本実施形態にて、制御回路２４は、デジタル回路が生成した送信用測定データを予め設定された補正値に基づいて補正する。すると、図６に一点鎖線で表すように、補正後の送信用測定データは、配管１０１の温度に拘わらず一定となる。なお、送信用測定データを補正するための補正値は、事前に事件やシミュレーションなどにより、配管１０１の温度に基づいた補正前の送信用測定データと補正後の送信用測定データの偏差から算出しておくことが好ましい。
【００５２】
このように本実施形態のパルサレシーバにあっては、超音波パルス発生回路２１と、超音波パルス受信回路２２と、超音波パルス受信回路２２が受信した超音波パルスをデジタル処理して送信用測定データを生成するデジタル回路２３と、デジタル回路２３がデジタル処理した送信用測定データを外部に送信する通信回路２５と、超音波パルス発生回路２１と超音波パルス受信回路２２とデジタル回路２３と通信回路２５を制御する制御回路２４と、超音波パルス発生回路２１と超音波パルス受信回路２２とデジタル回路２３と通信回路２５と制御回路２４に電力を供給する電源回路２６と、制御回路２４の処理内容に応じて電源回路２６から超音波パルス発生回路２１と超音波パルス受信回路２２とデジタル回路２３と通信回路２５と制御回路２４への電力の供給および停止を個別に制御するスイッチング回路２７とを備える。
【００５３】
そのため、制御回路２４の処理内容に応じて超音波パルス発生回路２１、超音波パルス受信回路２２、デジタル回路２３、通信回路２５、制御回路２４への電力の供給および停止を個別に制御することから、使用していない回路への電力の供給を停止することができ、省消費電力化を図ることができる。
【００５４】
本実施形態のパルサレシーバでは、スイッチング回路２７は、超音波センサ１１による測定時、超音波パルス発生回路２１と超音波パルス受信回路２２とデジタル回路２３への電力供給時に、通信回路２５への電力の供給を停止する。そのため、超音波センサ１１による測定時には不要となる通信回路２５を停止することで、消費電力を削減すことができる。
【００５５】
本実施形態のパルサレシーバでは、スイッチング回路２７は、超音波センサ１１による測定時、通信回路２５への電力供給時に、超音波パルス発生回路２１と超音波パルス受信回路２２とデジタル回路２３への電力の供給を停止する。そのため、送信用測定データの送信時に不要となる超音波パルス発生回路２１と超音波パルス受信回路２２とデジタル回路２３を停止することで、消費電力を削減すことができる。
【００５６】
本実施形態のパルサレシーバでは、スイッチング回路２７は、超音波センサ１１による測定時、電源回路２６から制御回路２４、デジタル回路２３、超音波パルス受信回路２２、超音波パルス発生回路２１の順に電力の供給を開始し、超音波パルス発生回路２１、超音波パルス受信回路２２、デジタル回路２３の順の電力の供給を停止する。そのため、必要な機器から電力の供給を開始し、不要になった機器から電力の供給を停止することから、電力供給の効率化を図ることができる。
【００５７】
本実施形態のパルサレシーバでは、通信回路２５による送信用測定データの送信不良時に、送信用測定データを保存するメモリ３６を設け、通信回路２５による送信用測定データの送信時に、そのときに生成された送信用測定データとメモリ３６に保存された前回の送信用測定データを送信する。そのため、送信用測定データの送信不良時にはメモリ３６に保存し、次の送信用測定データの送信時に、今回の送信用測定データとメモリ３６に保存された前回の送信用測定データを送信することから、送信用測定データの送信漏れを防止することができる。
【００５８】
本実施形態のパルサレシーバでは、通信回路２５は、デジタル回路２３が生成した送信用測定データのうち、１サイクル分の超音波波形データを送信する。そのため、送信用測定データにおける送信量を減少して通信回路２５が消費する電力を削減することができる。
【００５９】
本実施形態のパルサレシーバでは、通信回路２５は、デジタル回路２３が生成した送信用測定データのうち、超音波波形データから求めた測定値を送信する。そのため、送信用測定データにおける送信量を減少して通信回路が消費する電力を削減することができる。
【００６０】
本実施形態のパルサレシーバでは、超音波パルス発生回路２１と超音波パルス受信回路２２とデジタル回路２３と通信回路２５と制御回路２４の作動状況に応じて電源回路２６に接続された電池１５の寿命を予測する。そのため、電池１５の交換時期が事前にわかり、測定できない期間を減少することで、測定精度の向上を図ることができる。
【００６１】
本実施形態のパルサレシーバでは、配管１０１の温度を検出する温度センサ１４を設け、デジタル回路２３が生成した送信用測定データを配管１０１の温度に基づいて補正する。そのため、測定精度の向上を図ることができる。
【００６２】
なお、上述した実施形態にて、本発明のパルサレシーバを配管１０１の肉厚の測定に適用したが、この用途に限定されるものではない。例えば、配管や貯留槽の内部にある流体の液面の位置を測定したり、部材の損傷部の位置を測定したりする作業に適用することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１０  モニタリングシステム
１１  超音波センサ
１２  パルサレシーバ
１３  データ収集用パソコン
１４  温度センサ
１５  電池
２１  超音波パルス発生回路
２２  超音波パルス受信回路（アナログ回路）
２３  デジタル回路
２４  制御回路
２５  通信回路
２６  電源回路
２７  スイッチング回路
３１  マルチプレクサ
３２  アンプ
３３  ＡＤ変換器
３４  デジタル処理ＩＣ
３５  処理装置
３６  メモリ
３７  温度センサＩＣ
３８  無線通信モジュール
３９  有線通信モジュール
４１，４２，４３，４４，４５  スイッチ
１０１  配管（測定対象物）
１０２  外周面
１０３  内周面
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５  反射波
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４  間隔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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