(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力量に比例する有効電力量パルス及び無効電力量パルスを通信線を介して送信し、遠隔の計量装置で受信して計量表示させるパルス送受信装置において、
所定時間以上のパルス幅を持たせて有効電力量パルス及び無効電力量パルスを別々に各通信線に送信するパルス送信手段と、上記有効電力量パルス及び無効電力量パルスによる受信側の電圧変化を検出して、この電圧変化の間の時間と別に定めた弁別設定値との対比により所定時間より短い幅のパルスを無視するパルス幅識別手段を備えたことを特徴とするパルス送受信装置。
【請求項２】
コンデンサへ一定の割合で電荷を供給する電荷供給手段と、上記コンデンサが所定電圧に至ったとき電力計量信号を出力するコンパレータと、電力量パルスによる受信側の電圧検出に対応して上記電荷供給を停止させるスイッチ手段とからなるパルス幅識別手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のパルス送受信装置。
【請求項３】
受信側における電力量パルスの電圧検出時間に対応して計量装置が備えるＣＰＵのクロックを計数するカウンタと、受信側の電圧検出がなくなったときの上記カウンタの計数値が電力量パルスの所定幅時間に対応する所定クロック数以上のとき電力計量信号を出力し、所定クロック数未満のときは無視するパルス幅識別手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のパルス送受信装置。
【請求項４】
共通線とそれぞれの通信線とにより電力量に比例した有効電力量パルス及び無効電力量パルスを電圧オフのパルス形式にて送信して遠隔の計量装置で受信して計量表示させ、パルス無送信時に上記通信線と各共通線の間から上記計量装置の作動電力を得るパルス送受信装置において、
電力量計測素子からの有効電力量パルスと無効電力量パルスをそれぞれにストレージするバッファーと、このバッファーに入力されたパルスを順次電流オフのパルス形式にして有効電力量パルスと無効電力量パルスをそれぞれ別に各通信線に送信するパルス送信手段と、パルス送信した通信線の電圧復帰を確認して次のパルス送信処理に移るパルス整列手段とを送信側に備えたことを特徴とするパルス送受信装置。
【請求項５】
共通線とそれぞれの通信線とにより電力量に比例した有効電力量パルス及び無効電力量パルスを電圧オフのパルス形式にて送信して遠隔の計量装置で受信して計量表示させ、パルス無送信時に上記通信線と各共通線の間から上記計量装置の作動電力を得るパルス送受信装置において、
電力量計測素子からの有効電力量パルスと無効電力量パルスをそれぞれにストレージするバッファーと、このバッファーに入力されたパルスを順次電流オフのパルス形式にして有効電力量パルスと無効電力量パルスをそれぞれ別に各通信線に送信するパルス送信手段と、パルス送信した通信線の電圧復帰を確認して次のパルス送信処理に移るパルス整列手段とを送信側に備えたことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載のパルス送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電力量計の有効電力と無効電力を電力量に比例した数のパルスを送信して遠隔計量表示するパルス送受信装置における誤計量の防止に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９は、従来の有効電力と無効電力を電力量に比例したパルスを送信して遠隔計量表示するパルス送受信装置の回路構成図である。
図において、１は有効電力および無効電力を計量する電力量計、２は遠隔計量表示装置である。３、４、５は電力量計１から遠隔計量表示装置２へ電力計量パルスを伝送する通信線であり、通信線３を共通線にして通信線４、５にそれぞれ有効電力量および無効電力量に比例したパルス数が伝送される。
１１は有効電力量に比例するパルスを出力する有効電力計測部、１２は無効電力量に比例するパルスを出力する無効電力計測部である。１３はＣＰＵを含む送信制御部であり、有効電力計測部１１および無効電力計測部１２からのパルスを再編して、有効電力量のパルスをトランジスタ１４を介して通信線４−３間に、無効電力量のパルスをトランジスタ１５を介して通信線５−３間に送信する。通信線３は共通線である。１６は電源部であり、電力量計１内の作動電源と通信線３、４、５への送信電源でもあり、この通信線３、４、５の送信電力は後述の遠隔計量表示装置２の作動電源にもなっている。ここで、通信線３、４、５には常時電圧が加えられた状態にあり、電力量のパルスは通信線間を無電圧にする形態のパルスで送信される。
【０００３】
２は遠隔計量表示装置であり、電力量計１から通信線４、５を通じて送られる有効電力量パルスおよび無効電力量パルスをそれぞれ計数して有効電力量および無効電力量の累計等を表示する。２１は通信線４−３間の有効電力量パルスを受信するホトカプラ、２２は通信線５−３間の無効電力量パルスを受信するホトカプラである。２３は受信制御部であり、ホトカプラ２１、２２の受信パルスをそれぞれ有効電力量表示部２４及び無効電力量表示部２５へ電力量値の表示ができるように再編する。２６は遠隔計量表示装置２の作動電源を編成する電源部であり、電力量計１の電源部１６から通信線３、４、５の電力を基に作動電源を得る。２７〜２９は逆流防止のダイオードである。そして、ホトカプラ２１、２２は電力量計１からのパルス信号に対応して電源部１６の電圧を降下させたパルス形式にして有効電力量表示部２４及び無効電力量表示部２５へ送る。３０はコンデンサであり、通信線３、４、５にパルス送信時に生ずる無電圧または低電圧時に電源部２６へその蓄積電荷を放出して電源部２６の電圧を保持するようになっている。
【０００４】
６は電力量計１と遠隔計量表示装置２を接続する通信線４−５線間に存在する浮遊静電容量である。通信線３、４、５は一般にペア電線が用いられ浮遊静電容量６は電力量計１と遠隔計量表示装置２との距離が大きくなり通信線が長くなるほど浮遊静電容量６は大きくなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の電力量計からパルス送信をして遠隔計量表示する際のパルス波形を図１０に示す。有効電力量パルスと無効電力量パルスはそれぞれ独立して発信されるため、両方のパルスが同時に送信されると通信線４−３間及び通信線５−３間ともに無電圧となりはコンデンサ３０は電源部２６へ電荷を放出して制御電圧を保持しようとする。しかし、有効電力量パルスと無効電力量パルスとが同時に送信されるパルスの重複が連続する状態では、コンデンサ３０への充電が遅れ作動電源の電圧低下となり、受信制御部２３の動作不良をまねきパルスをミスカウントする課題があった。そして、コンデンサ３０は経年劣化をするため長期使用する場合、部品交換が必要である。
【０００６】
また、通信線４−５間の浮遊静電容量６の影響を図１１示す。図に示すように有効電力量パルスと無効電力量パルスは矩形波でそれぞれ独立して通信線４、通信線５に送信されるため、矩形波の立ち上がり、立ち下がりの高周波成分は浮遊静電容量６を通じて相手の通信線に流れ込み、パルス干渉を起こす。このパルス干渉波形はホトカプラ２１または２２により受信されて波形整形されると、微細幅の矩形波パルスとなる。このパルス干渉による微細幅矩形波パルスもパルス計数処理において計量パルスと同等に扱われ、遠隔計量表示装置２が誤計量するという問題点があった。
【０００７】
この発明は、有効電力量及び無効電力量に比例したパルスを送り、通信線から作動電源を得ている遠隔計量表示装置２へ連続安定した作動電力を供給して、計量表示装置２に電圧保持用のコンデンサを不要とするパルス送受信装置を提供することを目的とする。
【０００８】
また、電力量１から遠隔計量表示装置２へ計量パルスを送信する通信線４−５間に存在する浮遊静電容量６を高周波成分が漏洩して発生するパルス干渉があっても、誤計量をしないパルス送受信装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明におけるパルス送受信装置は、所定時間以上のパルス幅の有効電力量パルス及び無効電力量パルスを通信線に送信するパルス送信手段と、受信側の各電力量パルスによる電圧変化を検出して、この電圧変化している時間と別に定めた弁別設定値との対比により所定時間より短い幅のパルスを無視するパルス幅識別手段を備えたものである。
【００１０】
また、パルス幅識別手段が、コンデンサへ一定の割合で電荷を供給する電荷供給手段と、コンデンサが所定電圧に至ったとき電力計量パルスを出力するコンパレータと、電力量パルスによる受信側の電圧検出に対応して電荷供給を停止させるスイッチ手段とからなるものである。
【００１１】
また、パルス幅識別手段が、電力量パルスによる受信側の電圧検出中に対応してＣＰＵのクロックを計数するカウンタと、受信側の電圧検出がなくなったときのカウンタの計数値が電力量パルスの所定幅時間に対応する所定クロック数以上のとき電力量パルスを出力し、所定クロック数未満のときは無視するようにしたものである。
【００１２】
そして、有効電力量パルスと無効電力量パルスをそれぞれにストレージするバッファーに入力されたパルスを順次電流オフのパルス形式にして有効電力量パルスと無効電力量パルス別に各通信線に送信するパルス送信手段と、パルス送信した通信線の電圧復帰を確認して次のパルス送信処理に移るパルス整列手段とを送信側に備え、有効電力量パルス及び無効電力量パルスを受信して計量表示し、パルス無送信時に通信線から作動電力を得る計量装置を受信側としたものである。
【００１３】
そして、有効電力量パルスと無効電力量パルスをそれぞれにストレージするバッファーに入力されたパルスを順次電流オフのパルス形式にして有効電力量パルスと無効電力量パルス別に各通信線に送信するパルス送信手段と、パルス送信した通信線の電圧復帰を確認して次のパルス送信処理に移るパルス整列手段とを送信側に備え、有効電力量パルス及び無効電力量パルスを受信して計量表示し、パルス無送信時に通信線から作動電力を得る計量装置を受信側としたものに、
所定時間以上のパルス幅の有効電力量パルス及び無効電力量パルスを通信線に送信するパルス送信手段と、受信側の各電力量パルスによる電圧変化を検出して、この電圧変化している時間と別に定めた弁別設定値との対比により所定時間より短い幅のパルスを無視するパルス幅識別手段を組み合わせたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１を示す電力量計の遠隔計量表示を構成するパルス送受信装置の回路構成図である。図において、１〜５、１１〜１６、２１〜２８は上記従来装置の説明と同様のものである。１７は有効電力計測部１１からのパルスを一時的にストレージするラッチ回路からなるバッファーＡ、１８は無効電力計測部１２からのパルスをストレージするバッファーＢ、１９はＣＰＵで制御されるパルス整列部であり、通信線４、５へ有効電力量パルスと無効電力量パルスが同時に重複して送出されないようにパルスの整列をする。２０は可変抵抗器であり、パルス送信が無い状態での消費電流の抑制と、ホトカプラ２１、２２の受信レベルの調整をする。図２はこのパルス整列部１９の内部処理のフローチャート、図３は実施の形態１のパルス整列状態を説明する図である。
【００１５】
本発明の実施の形態１の動作を図２、図３により説明する。有効電力計測部１１から出力される有効電力量パルスはバッファーＡ１７、無効電力計測部１２からの無効電力量パルスはバッファーＢ１８にそれぞれ一旦ストレージされる。そしてパルス整列部１９の処理は、まずバッファーＡ１７を読む（ステップ２０１）。バッファーＡ１７に有効電力量パルスがストレージされていれば、これをトランジスタ１４を介して通信線４−３の電流をオフする形式でパルス出力する（ステップ２０２、２０３）。パルス送信が完了して図１のＣ点の電圧が復帰していることを確認後、次のパルス送信処理に移る（ステップ２０４）。バッファーＡ１７に有効電力量パルスが無い場合はバッファーＢ１８を読む（ステップ２０２、２０５）。バッファーＢ１８に無効電力量パルスがストレージされていればトランジスタ１５を介して通信線５−３の電流をオフする形式でパルス出力する（ステップ２０６、２０７）。そして、パルス送信後Ｄ点の電圧が復帰していることを確認して次のパルス送信処理に移る（ステップ２０８）。
【００１６】
以上のように、電流をオフする形式でパルス送信が完了した後、その通信線の電圧復帰を確認して次のパルス送信処理に移るように構成しているので、通信線４及び通信線５のいずれから常に電源部２６へ電力供給のための電圧が印加された状態とすることができる。
【００１７】
実施の形態２．
実施の形態２及び後述の実施の形態３においては、正常な電力量パルスとパルス干渉による微細幅矩形波パルスにパルス幅差があることに着目してパルス干渉による誤計量パルスを取り除く。この他に誤計量パルスを除去する手段として、ホトカプラ２１、２２の感度を鈍くして、パルス干渉による漏洩波形の検出レベルを低下させることも考えられる。しかし、送信距離が長くなると、線路抵抗が増え、浮遊静電容量６も大きくなり、パルスの識別が困難な方向となるので好ましくない。
この発明実施の形態２及び実施の形態３の前提条件として、電力量計１の送信制御部１３は計量パルスを所定の最低パルス幅時間Ｔ以上で送信する。この最低パルス幅時間Ｔはパルス干渉により生ずる微細矩形波パルス幅時間ｔの２倍以上が望ましい。
【００１８】
図４は、この発明の実施の形態２を示す電力量計の遠隔計量表示を構成するパルス送受信装置の回路構成図である。図において、１〜６、１１〜１６、２１〜２８は上記実施の形態１及び従来装置の説明と同様である。３１はホトカプラ２１からのパルス幅を識別するパルス幅識別回路Ａ、３２はホトカプラ２２からのパルス幅を識別するパルス幅識別回路Ｂである。パルス幅識別回路Ａ３１とパルス幅識別回路Ｂ３２は同一構成であり図５に示す。
【００１９】
図５はパルス幅識別回路の回路図、図６はパルス幅識別を説明する波形図である。図において、３３は基準電圧（ＶＲＥＦ１）を有する第一のコンパレータ、３４はスイッチ手段であるトランジスタ、３５はコンデンサ、３６は定電流装置であり、コンデンサ３５へ一定の割合で電荷を供給する。そしてコンデンサ３５にトランジスタ３４が並列接続されており、第一のコンパレータ３３の電位によりコンデンサ３５への電荷を供給を入切りする。３７はコンデンサ３５の電位が基準電圧（ＶＲＥＦ２）より高くなると出力をする第二のコンパレータである。
【００２０】
コンデンサ３５のの出力電位Ｖ１を第一のコンパレータ３３で波形整形した出力Ｖ２をトランジスタ３４のベースへ与える。トランジスタ３４のコレクタは定電流装置３６とコンデンサ３５の途中に接続されている。トランジスタ３４のベース電圧が高い通常時はトランジスタ３４はオンであり定電流装置３６からの電流はトランジスタ３４を経由するのでコンデンサ３５へは電荷の蓄積はされない。ホトカプラ２２からの出力があるとトランジスタ３４のベース電圧が下がりトランジスタ３４はオフされる。このためコンデンサ３５へは定電流装置３６からの電荷が蓄積されはじめ、トランジスタ３４のオフ時間に比例して電圧上昇する。このコンデンサ３５の電圧を第二のコンパレータ３７の基準電圧（ＶＲＥＦ２）によりパルス幅弁別をする。
【００２１】
このパルス幅弁別はパルス干渉による［微細矩形波パルス幅時間ｔ］＜［弁別設定時間Ｔｏ］＜［最低パルス幅時間Ｔ］の関係となるようにコンデンサ３５の容量、定電流装置３６の出力、コンパレータ３７の基準電圧（ＶＲＥＦ２）を適宜に設定することで、パルス干渉による誤パルスを取り除き、正常な電力計量パルスのみを取り出すことができる。
【００２２】
実施の形態３．
上記実施の形態２では、パルス幅識別回路３１、３２のハードによりパルス干渉による微細幅矩形波パルスを除去したが、該実施の形態３においては、受信制御部２３のＣＰＵを利用したソフトウエアで最低パルス幅時間Ｔより短い誤計量パルスを取り除く。
【００２３】
図７は、この発明の実施の形態３を示す電力量計の遠隔計量表示を構成するパルス送受信装置の回路構成図、図８は受信制御部内部のパルス幅識別部のフローチャートである。
図において、１〜６、１１〜１６、２１〜２８は上記実施の形態２の説明と同様である。４０は受信制御部２３のＣＰＵにより作動されるパルス幅識別部である。パルス幅識別部４０はホトカプラ２１、２２のそれぞれの出力電圧の有無を独立に検知できる入力端子４１、４２を有している。
【００２４】
つぎに、実施の形態３の動作を説明する。まず、入力端子４１に有効電力量パルスが入来状態にあるかどうかを検知する（ステップ８０１）。入力端子４１にホトカプラ２１からの出力電圧が有るときはＣＰＵのクロックのカウント開始またはカウント継続を行う（ステップ８０２、８０３）。入力端子４１にホトカプラ２１からの出力電圧が無いときは、始めから有効電力量パルスの入来が無い、又はパルスの終了かであり、クロックカウント値がゼロの場合は前者、クロックカウント値があるときは後者と判断する（ステップ８０２、８０４）。クロックカウント値が送信制御部１３で設定される最低パルス幅時間Ｔに相当するカウント値Ｎ以上であれば、正常な計量パルスと判定して受信制御部２３は有効電力量のパルス計数をする。しかし、カウント値Ｎが最低パルス幅時間Ｔ未満であればパルス干渉による微細幅矩形波パルス等の異常パルスと判定してパルス計数は行わない（ステップ８０５、８０６）。そして、クロックカウンタをゼロにして、入力端子４２の無効電力量パルスの入来の検知へ進む（ステップ８０７）。
【００２５】
入力端子４２に入る無効電力量パルスの検知判別はステップ８１１〜８１７で実行されるが、無効電力用のクロックカウントＭを別に保有してるだけで他の動作は８０１〜８０７と同様であるので説明を省略する。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、実施の形態１のものは有効電力計測部１１からの有効電力量パルスと無効電力計測部１２からの無効電力量パルスのタイミングが重複する場合は、一方のパルス送信（電流オフ）が終了して電圧が復帰して他方のパルス送信を実行するようになるので、遠隔計量表示装置２の電源部２６には通信線４または通信線５いずれかの通信線から常に電力供給がなされる状態となり、電圧降下による計量ミスがなくなり従来例のコンデンサ３０をなくすることができ、経年変化によるコンデンサの取り替えが不要となる。
【００２７】
実施の形態２のものにおいては、電力量計１と遠隔計量表示装置２の伝達距離が長くなったとき、電力量パルスの立ち上がり及び立ち下がりの高周波成分が通信線に存在する浮遊静電容量を漏洩するして発生する干渉パルスをパルス幅識別回路３１、３２において、正常の電力量パルスと干渉パルスとのパルス幅の差をパルス幅識別回路で判別して干渉パルスを無視するようにしたので、干渉パルスによる誤計量が防げる。
【００２８】
実施の形態３のものにおいては、遠隔計量表示装置２のＣＰＵを利用して受信側でのパルス継続時間をソフトウエアによりそのクロックカウント値でパルス幅識別して干渉パルスを無視するようにしたので、安価なパルス幅識別手段が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１を示す電力量の遠隔計量表示を構成するパルス送受信装置の回路図である。
【図２】この発明の実施の形態１のパルス整列部の内部処理のフローチャートである。
【図３】実施の形態１のパルス整列状態を説明する図である。
【図４】この発明の実施の形態２を示す電力量の遠隔計量表示を構成するパルス送受信装置の回路図である。
【図５】実施の形態２のパルス幅識別回路の回路図である。
【図６】実施の形態２のパルス幅識別を説明する波形図である。
【図７】この発明の実施の形態３のパルス送受信装置の構成図である。
【図８】実施の形態３のパルス幅識別部のフローチャートである。
【図９】従来のパルス送受信装置の回路構成図である。
【図１０】従来の受信装置の電源波形図である。
【図１１】従来の通信線間の浮遊静電容量の影響を示す波形図である。
【符号の説明】
１  電力量計、    ２  遠隔計量表示装置、    ３、４、５  通信線
１１  有効電力計測部、    １２  無効電力計測部
１３  送信制御部、    １４、１５  トランジスタ、    １６  電源部
１７、１８  バッファー、    １９  パルス整列部
２１、２２  ホトカプラ、    ２３  受信制御部
２４  有効電力量表示部、    ２５  無効電力量表示部
２６  電源部、    ３０  コンデンサ、    ３１  パルス幅識別回路Ａ
３２  パルス幅識別回路Ｂ、    ３３  第一のコンパレータ
３４  トランジスタ、    ３５  コンデンサ、    ３６  定電流装置
３７  第二のコンパレータ、    ４０  パルス幅識別部
４１、４２  入力端子
【図１】
0003617347.tif 000002
【図２】
0003617347.tif 000003
【図３】
0003617347.tif 000004
【図４】
0003617347.tif 000005
【図５】
0003617347.tif 000006
【図６】
0003617347.tif 000007
【図７】
0003617347.tif 000008
【図８】
0003617347.tif 000009
【図９】
0003617347.tif 000010
【図１０】
0003617347.tif 000011
【図１１】
0003617347.tif 000012