(57)【要約】【課題】  無線通信時に動作が不安定になることを防止し、安定した無線通信を行うことを可能とする無線温度センサを提供する。【解決手段】  この無線温度センサ３０は、ダイオード８とコイル２との直列接続により構成され、一方の端子がバッテリ１に接続される素子部１１を有する。また、バッテリ１に接続され、周囲の温度を測定するセンサ回路６を有する。また、素子部１１の他方の端子に接続され、バッテリ１から素子部１１を介して供給される電流により充電される電気二重層コンデンサ３を有する。また、電気二重層コンデンサ３に接続され、電気二重層コンデンサ３の放電により無線通信を行う通信回路５を有する。また、バッテリ１に接続され、センサ回路６で測定された温度のデータを通信回路５により送信するように制御する制御回路４を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲の温度を測定して、その測定した温度のデータを無線により送信する無線温度センサにおいて、
ダイオードとコイル又は抵抗との直列接続により構成され、一方の端子が電源に接続される素子部と、
前記電源に接続され、周囲の温度を測定するセンサ回路と、
前記素子部の他方の端子に接続され、前記電源から前記素子部を介して供給される電流により充電されるコンデンサと、
前記コンデンサに接続され、前記コンデンサの放電により無線通信を行う通信回路と、
前記電源に接続され、前記センサ回路で測定された温度のデータを前記通信回路により送信するように制御する第１の制御回路と、
を有することを特徴とする無線温度センサ。
【請求項２】
前記素子部は、ダイオードに対して、コイルと抵抗を直列接続又は並列接続した回路を接続することにより構成され、一方の端子が電源に接続されることを特徴とする請求項１に記載の無線温度センサ。
【請求項３】
前記電源に接続され、前記電源の電圧を測定する電圧検出回路と、
前記コンデンサに接続され、前記通信回路により無線通信を行う際の利得を増幅する可変利得増幅回路と、
前記電源に接続され、前記電圧検出回路が測定した電圧に基づいて、前記通信回路の利得が一定になるように前記可変利得増幅回路を制御する第２の制御手段と、
を更に有することを特徴とする請求項１又は２に記載の無線温度センサ。
【請求項４】
前記電源として、リチウム塩化チオニル電池を用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の無線温度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周囲の温度を測定した後、温度のデータを管理する機器などに対して、測定した温度のデータを無線で送信する無線温度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来、一般的に使用されている無線通信回路２０の構成を示すブロック図である。従来の無線通信回路２０は、バッテリ１、コイル２、電気二重層コンデンサ３、制御回路４、通信回路５が、それぞれ図４のように接続されていた。
電気二重層コンデンサ３は、無線通信回路２０の電圧を安定させるための電流補償用の電源として用いられる。この電気二重層コンデンサ３は、コイル２を介して接続されるバッテリ１により充電される。
電気二重層コンデンサ３が放電する際に、通信回路５に供給される電流は、無線通信回路２０が無線通信を行う際に使用される。
【０００３】
しかし、従来の無線通信回路２０（図４）では、制御回路４と通信回路５が、電気二重層コンデンサ３とともに、コイル２の一方の端子に並列に接続されていた。そのため、電気二重層コンデンサ３が放電することにより、通信回路５に電流が流れる際に、制御回路４を流れる電流が変動し、制御回路４の動作が不安定になるという問題があった。
【０００４】
図５は、バッテリ１が使用される温度ｔ（横軸）と、その温度ｔに対するバッテリ１の電源電圧Ｖ（縦軸）との関係を示したグラフである。図５からわかるように、バッテリ１を使用する際の温度ｔが低温になるに従って、バッテリ１の出力電圧は直線的に低下する。
よって、バッテリ１を無線通信回路２０に用いた場合には、バッテリ１の周囲の温度が低温になるに従って、無線通信回路２０の動作が不安定になるという問題があった。
【０００５】
上記の低温環境下におけるバッテリの電源電圧が低下するという問題を解決する方法として、特許文献１に記載されている技術が知られている。しかし、この方法は、自動車などのスタータの駆動電圧を制御するためのものであり、無線通信を行う際に制御回路の動作が不安定になるという問題を解決するものではない。
【特許文献１】特開平８−２４０１７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、無線通信時に動作が不安定になることを防止し、安定した無線通信を行うことを可能とする無線温度センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、周囲の温度を測定して、その測定した温度のデータを無線により送信する無線温度センサにおいて、ダイオードとコイル又は抵抗との直列接続により構成され、一方の端子が電源に接続される素子部と、前記電源に接続され、周囲の温度を測定するセンサ回路と、前記素子部の他方の端子に接続され、前記電源から前記素子部を介して供給される電流により充電されるコンデンサと、前記コンデンサに接続され、前記コンデンサの放電により無線通信を行う通信回路と、前記電源に接続され、前記センサ回路で測定された温度のデータを前記通信回路により送信するように制御する第１の制御回路とを有することを特徴とする無線温度センサである。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、前記素子部は、ダイオードに対して、コイルと抵抗を直列接続又は並列接続した回路を接続することにより構成され、一方の端子が電源に接続されることを特徴とする請求項１に記載の無線温度センサである。
【０００９】
また、請求項３に記載の無線温度センサは、前記電源に接続され、前記電源の電圧を測定する電圧検出回路と、前記コンデンサに接続され、前記通信回路により無線通信を行う際の利得を増幅する可変利得増幅回路と、前記電源に接続され、前記電圧検出回路が測定した電圧に基づいて、前記通信回路の利得が一定になるように前記可変利得増幅回路を制御する第２の制御手段とを更に有することを特徴とする請求項１又は２に記載の無線温度センサである。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、前記電源として、リチウム塩化チオニル電池を用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の無線温度センサである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１及び２に記載の無線温度センサによれば、第１の制御回路を、素子部を介して、コンデンサ及び通信回路と接続するようにした。よって、コンデンサが放電する際の電流の変化等の影響が、素子部により遮蔽されるため、第１の制御回路の動作が不安定になることを防止することができる。
【００１２】
また、請求項３に記載の無線温度センサによれば、電圧検出回路が測定した電源の電圧に基づいて、通信回路の利得が一定になるように、可変利得増幅回路が増幅する利得を、第２の制御手段により制御するようにした。よって、通信回路の利得を一定に保つことが可能であるため、電源の電圧の変動にかかわらず安定した通信を行うことができる。
【００１３】
また、請求項４に記載の無線温度センサによれば、電源として低温環境でも安定した電圧を供給するリチウム塩化チオニル電池を用いることにした。よって、低温環境下においても、無線温度センサに安定した動作をさせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態による無線温度センサ３０について説明する。
図１は、本実施形態の無線温度センサ３０の構成を示すブロック図である。
無線温度センサ３０は、バッテリ１、電気二重層コンデンサ３、制御回路４、通信回路５、センサ回路６、電圧検出回路７、可変利得増幅回路９、アンテナ１０、素子部１１を有する。
バッテリ１は、制御回路４やセンサ回路６などの無線温度センサ３０の各部に電力を供給する。バッテリ１としては、例えば、リチウム塩化チオニル電池を使用することができる。リチウム塩化チオニル電池は、低温環境においても電圧低下や内部抵抗が小さく、電流容量が大きい。よって、無線温度センサ３０の電源として、リチウム塩化チオニル電池を使用すれば、低温環境でも無線温度センサ３０に安定した動作を行わせることが可能である。
【００１５】
電気二重層コンデンサ３は、通常のコンデンサと比較して、静電容量が大きいコンデンサである。電気二重層コンデンサ３には、バッテリ１から供給される電流が素子部１１を介して流入し、電荷が蓄積される。
また、電気二重層コンデンサ３に蓄積された電荷が放電される際に流れる電流は、無線温度センサ３０が無線通信を行う際に利用される。
なお、本実施形態では、電気二重層コンデンサ３を用いる場合について説明するが、これに限定されるものではなく、その他の種類のコンデンサを用いることも可能である。
【００１６】
制御回路４は、無線温度センサ３０の各部の制御を行う。例えば、センサ回路６により測定される温度のデータを、通信回路５によりアンテナ１０から無線で送信するように制御したり、バッテリ１の電圧を電圧検出回路７で測定し、その測定した電圧に基づいて、可変利得増幅回路９が増幅する利得を制御するなどの処理を行う。
通信回路５は、通信回路５に入力される信号を変調するとともに、変調した信号を高周波信号に変換して可変利得増幅回路９に出力する。
【００１７】
センサ回路６は、無線温度センサ３０の周囲の温度を測定して、測定した温度のデータを制御回路４に出力する。センサ回路６としては、温度を測定する素子であるサーミスタなどを用いることができる。
電圧検出回路７は、バッテリ１の電圧を測定する。バッテリ１が出力する電圧は、前述したように、バッテリ１の温度が低ければ小さく、バッテリ１の温度が高ければ大きくなる（図５参照）。電圧検出回路７は、測定したバッテリ１の電圧を制御回路４に対して出力する。
【００１８】
可変利得増幅回路９は、電圧検出回路７が検出するバッテリ１の電圧に応じて、通信回路５から出力される高周波信号を、アンテナ１０で送信する電力に増幅する。
可変利得増幅回路９を用いて通信回路５から出力される信号の利得を一定に制御することにより、無線温度センサ３０が低温で使用されてバッテリ１の電圧が低下したとしても、安定した通信を行うことができる。
【００１９】
素子部１１は、ダイオード８とコイル２により構成される。本実施形態では、素子部１１がダイオード８とコイル２の直列接続により構成される場合について説明するが、このような構成に限定されるものではない。例えば、図２（ａ）に示すように、ダイオード８と抵抗１２を直列接続した回路により、素子部１１を構成するようにしてもよい。なお、素子部１１の端子１３ａには、図１のバッテリ１、制御回路４、センサ回路６、電圧検出回路７が並列に接続される。また、素子部１１の端子１３ｂには、図１の電気二重層コンデンサ３、通信回路５、可変利得増幅回路９が並列に接続される。
【００２０】
また、図２（ｂ）に示すように、ダイオード８に対して、コイル２と抵抗１２を直列接続した回路を接続することにより、素子部１１を構成するようにしてもよい。なお、図２（ｂ）では、ダイオード８、コイル２、抵抗１２の順に接続している場合を示しているが、このような構成に限定されるものではなく、ダイオード８、抵抗１２、コイル２の順に接続するようにしてもよい。
また、図２（ｃ）に示すように、ダイオード８に対して、コイル２と抵抗１２を並列接続した回路を接続することにより、素子部１１を構成するようにしてもよい。
【００２１】
電気二重層コンデンサ３が放電する際、通信回路５や可変利得増幅回路９には瞬間的に大きな電流が流れる。このように、通信回路５などに流れる電流が、瞬間的に大幅に変化すると、制御回路４の動作が不安定になる。
しかし、本実施形態による無線温度センサ３０では、素子部１１を設けていることにより、電気二重層コンデンサ３側で生じた電流の変動が、制御回路４側に影響を及ぼすことを防止することができる。
【００２２】
よって、制御回路４は、電気二重層コンデンサ３の放電時においても、安定した動作を行うことが可能となる。
なお、制御回路４は、バッテリ１に接続されており、バッテリ１から供給される電圧も少しずつ変化するが、バッテリ１の電圧の変化は、電気二重層コンデンサ３の放電時のように急激な変化ではない。よって、バッテリ１と制御回路４を、素子部１１の同じ側の端子に接続しても、制御回路４の動作が不安定になることはない。
【００２３】
図３は、バッテリ１の電源電圧Ｖ（横軸）と、無線温度センサ３０の出力電力Ｐ（縦軸）の関係を示したグラフである。バッテリ１の電源電圧Ｖが低下するに従って、出力電力Ｐも直線的に低下していく（図３の実線）。このように出力電力Ｐが変動すると、無線温度センサ３０を用いて安定した通信を行うことができない。
この問題を解決するために、バッテリ１の出力電圧Ｖが低下した場合には、可変利得増幅回路９により、出力電力Ｐを増加させるように制御する。一方、バッテリ１の出力電圧Ｖが増加した場合には、可変利得増幅回路９により、出力電力Ｐを減少させるように制御する（図３の破線）。
制御回路４を用いて、可変利得増幅回路９を上記のように制御することにより、出力電力Ｐを常に一定に保つことが可能となり、無線温度センサ３０の使用温度環境に依存することなく、安定した無線通信を行うことが可能となる。
【００２４】
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して説明したが、具体的な構成についてはこれらの実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
冷凍庫に搭載される商品に無線温度センサを取り付けて、冷凍庫内に保管された商品の温度を測定することにより、冷凍食品の温度を管理する場合などに利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態による無線温度センサ３０の構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態による素子部１１の他の形態を示す図である。
【図３】電源電圧Ｖと出力電力Ｐとの関係を示したグラフである。
【図４】従来用いられていた無線通信回路２０の構成を示すブロック図である。
【図５】バッテリ１の温度ｔと出力電圧Ｖとの関係を示したグラフである。
【符号の説明】
【００２７】
１・・・バッテリ、２・・・コイル、３・・・電気二重層コンデンサ、４・・・制御回路、５・・・通信回路、６・・・センサ回路、７・・・電圧検出回路、８・・・ダイオード、９・・・可変利得増幅回路、１０・・・アンテナ、１１・・・素子部、１２・・・抵抗、１３ａ、１３ｂ・・・端子、２０・・・無線通信回路、３０・・・無線温度センサ
【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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