(57)【要約】      （修正有）【課題】電気回路の抵抗性電力損失量を実用的に定量化することができる非接触型の電圧電流測定システム及び方法を提供する。【解決手段】電流及び電圧の非接触測定と組み合わせた熱撮像を提供することによって、電気回路の異常状態を検出する。システムは、赤外線センサを含む熱撮像ツール１１０を有し、電気回路などの対象物１２２の１つ以上の熱異常を最初に発見し撮像する。１つ以上の非接触電流測定ツール１０８又は電圧測定ツール１０６を使用して、電流及び／又は電圧を測定し、これによって、測定された場所における電力損失を求める。この電力損失を使用して、電気回路における異常な抵抗性電力損失の推定、並びにこれに関連付けられたコストを判定する。【選択図】図１
2019023623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
動作中、電気回路を含む対象シーンからの赤外放射を検出し、前記電気回路のためのサーモグラフ画像データを生成する、前記ハウジング内又は前記ハウジング上に配置された熱撮像ツールと、
動作中、前記電気回路の絶縁導体の電圧を、前記絶縁導体にガルバニック接触することなく、検知する非接触電圧測定ツール（ＮＶＭＴ）と、
動作中、前記電気回路の絶縁導体の電流を、前記絶縁導体にガルバニック接触することなく、検知する非接触電流測定ツール（ＮＣＭＴ）と、
表示サブシステムと、
プロセッサ実行可能命令又はデータのうちの少なくとも一方を記憶する少なくとも１つの非一時的プロセッサ可読記憶媒体と、
前記少なくとも１つの非一時的プロセッサ可読記憶媒体と、前記熱撮像ツールと、前記ＮＶＭＴと、前記ＮＣＭＴと、前記表示サブシステムとに通信可能に連結された少なくとも１つのプロセッサと、を備える、非接触測定装置であって、動作中、前記少なくとも１つのプロセッサは、
前記熱撮像ツールからサーモグラフ画像データを受信することと、
前記電気回路の異常発熱の場所の有無を示す前記サーモグラフ画像データを、前記表示サブシステムによって、提示することと、
前記ＮＶＭＴ又は前記ＮＣＭＴのうちの少なくとも一方から測定データを受信することであって、前記測定データは、前記ＮＶＭＴからの電圧センサ信号又は前記ＮＣＭＴからの電流センサ信号のうちの少なくとも一方を含み、前記電圧センサ信号は、試験中の前記電気回路の絶縁導体の電圧を示し、前記電流センサ信号は、試験中の前記電気回路の絶縁導体の電流を示す、ことと、を行う、非接触測定装置。
【請求項２】
前記ハウジングは、外部に露出した導電面を有さない、請求項１に記載の非接触測定装置。
【請求項３】
前記ＮＶＭＴ、前記ＮＣＭＴ、又は前記表示サブシステムのうちの少なくとも１つは、前記ハウジング内又は前記ハウジング上に配置される、請求項１に記載の非接触測定装置。
【請求項４】
前記ＮＶＭＴ及び前記ＮＣＭＴはそれぞれ、前記ハウジング内又は前記ハウジング上に配置される、請求項１に記載の非接触測定装置。
【請求項５】
前記ＮＶＭＴ又は前記ＮＣＭＴのうちの少なくとも一方は、別のハウジング内に配置され、有線又は無線接続を介して、前記少なくとも１つのプロセッサに通信可能に連結可能である、請求項１に記載の非接触測定装置。
【請求項６】
動作中、前記少なくとも１つのプロセッサは、前記受信した測定データに基づいて、少なくとも１つの電気パラメータを判定し、前記判定された少なくとも１つの電気パラメータは、電力を含む、請求項１に記載の非接触測定装置。
【請求項７】
動作中、前記少なくとも１つのプロセッサは、
ある期間にわたる前記電気回路の絶縁導体における電力損失量を推定することと、
前記表示サブシステムによって、前記推定電力損失量を提示することと、又は
有線若しくは無線通信インタフェースを介して、前記推定電力損失量を外部装置に伝達することと、のうちの少なくとも一方を行う、請求項１に記載の非接触測定装置。
【請求項８】
前記ある期間は、日数、週数、月数、又は年数のうちの少なくとも１つを含む、請求項７に記載の非接触測定装置。
【請求項９】
動作中、前記少なくとも１つのプロセッサは、前記絶縁導体における電力損失量を、前記絶縁導体における予測電力損失量と比較して推定する、請求項７に記載の非接触測定装置。
【請求項１０】
動作中、前記少なくとも１つのプロセッサは、
前記推定電力損失量に関連付けられた推定コストを判定することと、
前記推定コストを前記表示サブシステムによって提示することと、を行う、請求項７に記載の非接触測定装置。
【請求項１１】
前記ＮＶＭＴは、前記電気回路の２つの異なる場所の同時測定を可能にする少なくとも２つの非接触電圧センサを含む、請求項１に記載の非接触測定装置。
【請求項１２】
前記ＮＣＭＴは、フラックス・ゲートセンサ、ホール効果センサ、ロゴウスキーコイル、変流器、又は巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）磁気センサのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の非接触測定装置。
【請求項１３】
前記ＮＶＭＴは、容量分圧器型電圧センサ、基準信号型電圧センサ、又はマルチコンデンサ型電圧センサのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の非接触測定装置。
【請求項１４】
動作中、前記少なくとも１つのプロセッサは、
測定時間間隔中、前記ＮＶＭＴによって取得された前記ＮＶＭＴからの電圧センサ信号を受信することと、
前記測定時間間隔中、前記ＮＣＭＴによって取得された前記ＮＣＭＴからの電流センサ信号を受信することと、
少なくとも１つの交流（ＡＣ）電気パラメータを、前記受信された電圧センサ信号及び前記受信された電流センサ信号に基づいて判定することと、を行う、請求項１に記載の非接触測定装置。
【請求項１５】
動作中、前記少なくとも１つのプロセッサは、前記表示サブシステムに、前記判定された少なくとも１つのＡＣ電気パラメータを提示させる、請求項１４に記載の非接触測定装置。
【請求項１６】
前記少なくとも１つのプロセッサに動作可能に連結された有線又は無線通信インタフェースを更に備え、動作中、前記少なくとも１つのプロセッサは、前記通信インタフェースを介して、データを少なくとも１つの外部装置に送り、前記データは、前記サーモグラフ画像データ、前記電圧センサ信号、前記電流センサ信号、又は前記判定された少なくとも１つのＡＣ電気パラメータのうちの少なくとも１つに関連付けられている、請求項１に記載の非接触測定装置。
【請求項１７】
前記通信インタフェースは、動作中、前記少なくとも１つの外部装置に前記データを無線で送る無線通信インタフェースを含む、請求項１６に記載の非接触測定装置。
【請求項１８】
非接触測定装置を動作させる方法であって、前記方法は、
前記非接触測定装置のハウジング内又はハウジング上に配置された熱撮像ツールによって、電気回路を含む対象シーンからの赤外放射を検出することと、
前記熱撮像ツールによって、前記電気回路のためのサーモグラフ画像データを生成することと、
少なくとも１つのプロセッサが、前記熱撮像ツールから前記サーモグラフ画像データを受信することと、
表示サブシステムによって、前記電気回路における異常発熱の場所の有無を示す前記サーモグラフ画像データを提示することと、
非接触電圧測定ツール（ＮＶＭＴ）によって、前記電気回路の絶縁導体の電圧を、前記絶縁導体にガルバニック接触することなく検知することと、又は
非接触電流測定ツール（ＮＣＭＴ）によって、前記電気回路の絶縁導体の電流を、前記絶縁導体にガルバニック接触することなく検知することと、のうちの少なくとも一方と、
前記少なくとも１つのプロセッサが、前記ＮＶＭＴ又は前記ＮＣＭＴのうちの少なくとも一方から測定データを受信することであって、前記測定データは、前記ＮＶＭＴからの電圧センサ信号又は前記ＮＣＭＴからの電流センサ信号のうちの少なくとも一方を含み、前記電圧センサ信号は、試験中の前記電気回路の絶縁導体の電圧を示し、前記電流センサ信号は、試験中の前記電気回路の絶縁導体の電流を示す、ことと、
前記少なくとも１つのプロセッサが、前記受信測定データに基づいて、少なくとも１つの交流（ＡＣ）電気パラメータを判定することと、を含む、方法。
【請求項１９】
前記方法は、
非接触電圧測定ツール（ＮＶＭＴ）によって、前記電気回路の絶縁導体の電圧を、前記絶縁導体にガルバニック接触することなく検知することと、
非接触電流測定ツール（ＮＣＭＴ）によって、前記電気回路の絶縁導体の電流を、前記絶縁導体にガルバニック接触することなく検知することと、を含み、
少なくとも１つのＡＣ電気パラメータを判定することは、ＡＣ電力を判定することを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記少なくとも１つのプロセッサが、ある期間にわたる前記電気回路の絶縁導体における電力損失量を推定することと、
前記表示サブシステムによって、前記推定電力損失量を提示することと、又は
有線若しくは無線通信インタフェースを介して、前記推定電力損失量を外部装置に伝達することと、のうちの少なくとも一方を更に含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記少なくとも１つのプロセッサが、前記推定電力損失量に関連付けられた推定コストを判定することと、
前記推定コストを前記表示サブシステムによって提示することと、を更に含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記電気回路の絶縁導体の電圧を、前記絶縁導体にガルバニック接触することなく検知することは、前記電気回路の２つの異なる場所を２つの非接触電圧センサで同時に検知して、前記電気回路の前記２つの異なる場所の間の電圧降下を取得することを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
動作中、電気回路を含む対象シーンからの赤外放射を検出し、前記電気回路のためのサーモグラフ画像データを生成する、熱撮像ツールと、
動作中、前記電気回路の絶縁導体の電圧を、前記絶縁導体にガルバニック接触することなく、検知する非接触電圧測定ツール（ＮＶＭＴ）と、
動作中、前記電気回路の絶縁導体の電流を、前記絶縁導体にガルバニック接触することなく、検知する非接触電流測定ツール（ＮＣＭＴ）と、
プロセッサ実行可能命令又はデータのうちの少なくとも一方を記憶する少なくとも１つの非一時的プロセッサ可読記憶媒体と、
前記少なくとも１つの非一時的プロセッサ可読記憶媒体と、前記熱撮像ツールと、前記ＮＶＭＴと、前記ＮＣＭＴと、に通信可能に連結された少なくとも１つのプロセッサと、を備える、非接触測定装置であって、動作中、前記少なくとも１つのプロセッサは、
前記熱撮像ツールからサーモグラフ画像データを受信することと、
前記受信したサーモグラフ画像データに少なくとも部分的に基づいて、前記電気回路の異常発熱の場所の有無を示すことと、
前記ＮＶＭＴ又は前記ＮＣＭＴのうちの少なくとも一方から測定データを受信することであって、前記測定データは、前記ＮＶＭＴからの電圧センサ信号又は前記ＮＣＭＴからの電流センサ信号のうちの少なくとも一方を含み、前記電圧センサ信号は、試験中の前記電気回路の絶縁導体の電圧を示し、前記電流センサ信号は、試験中の前記電気回路の絶縁導体の電流を示す、ことと、
前記受信したサーモグラフ画像データに少なくとも部分的に基づいて示すことに関連して、前記表示サブシステムによって、前記測定データの少なくとも一部を提示することと、を行う、非接触測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、全般的には電気回路の様々な特性の非接触測定又は非接触検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
高抵抗の電気接続は、電気回路における電力の損失をもたらす場合がある。このような接続は、通常、「抵抗性電力損失」、「銅損」、又は「Ｉ２Ｒ損失」と称される。この等式は、電流（Ｉ）と、電圧（Ｖ）と、電気抵抗（Ｒ）との間の関係を記述するＶ＝ＩＲであるオームの法則の置換である。関係式は、電力（Ｐ）が、電圧が乗算された電流に等しいことを示すＰ＝ＶＩである。上述の式から、電力損失は、式Ｐ＝Ｉ２Ｒによって求めることができる。この式から、エネルギー又は電力損失は、導体を通る電流（Ｉ）の２乗を伴い、かつ導体の電気抵抗（Ｒ）に比例して増加することがわかる。
【０００３】
電気回路の抵抗性電力損失がある場合、電気エネルギーは、残念ながら、熱エネルギー（赤外線エネルギー）に変換されず、設計どおりの意図した目的を達成することができない。電力の伝送において、抵抗性電力損失が発生することとなる場合が多いが、より高い抵抗性接続により、そのような状況を、電気技師及びエンジニアが「排熱」が生じると表現するほどまでに電気損失が更に増大する。この特性の個別の問題は、電力損失自体の観点からは、典型的には、多額の費用がかかるとは言い切れないが、経時的に、又は特定の施設内において、これらの問題が増えれば増えるほどエネルギーコストが上昇する場合がある。
【０００４】
赤外線撮像（例えば、サーモグラフィ、熱撮像）を使用すれば、特定の場所に高抵抗性接続が存在することを示すことができる熱のパターンを検出することができる。残念ながら、高抵抗の問題状況の場所及び発生源を発見ができることは、電気技師、エンジニア、及びその他の保守専門家にとって非常に貴重ではあるが、赤外線撮像のみでは、典型的には、エネルギー損失の量を実用的に定量化することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−８１１９４号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
非接触測定システム又は装置は、ハウジングと、動作中、電気回路を含む対象シーンからの赤外放射を検出し、電気回路のためのサーモグラフ画像データを生成する、ハウジング内又はハウジング上に配置された熱撮像サブシステム又はツールと、動作中、電気回路の絶縁導体の電圧を、絶縁導体にガルバニック接触することなく、検知する非接触電圧測定ツール（ＮＶＭＴ）と、動作中、電気回路の絶縁導体の電流を、絶縁導体にガルバニック接触することなく、検知する非接触電流測定ツール（ＮＣＭＴ）と、表示サブシステムと、プロセッサ実行可能命令又はデータのうちの少なくとも一方を記憶する少なくとも１つの非一時的プロセッサ可読記憶媒体と、少なくとも１つの非一時的プロセッサ可読記憶媒体と、熱撮像ツールと、ＮＶＭＴと、ＮＣＭＴと、表示サブシステムとに通信可能に連結された少なくとも１つのプロセッサと、を備え、動作中、少なくとも１つのプロセッサは、熱撮像ツールからサーモグラフ画像データを受信することと、電気回路の異常発熱の場所の有無を示すサーモグラフ画像データを、表示サブシステムによって、提示することと、ＮＶＭＴ又はＮＣＭＴの少なくとも一方から測定データを受信することであって、測定データは、ＮＶＭＴからの電圧センサ信号又はＮＣＭＴからの電流センサ信号のうちの少なくとも一方を含み、電圧センサ信号は、試験中の電気回路の絶縁導体の電圧を示し、電流センサ信号は、試験中の電気回路の絶縁導体の電流を示す、ことと、を行うとして要約され得る。ハウジングは、外部に露出した導電面を有していなくてもよい。ＮＶＭＴ、ＮＣＭＴ、又は表示サブシステムのうちの少なくとも１つは、ハウジング内又はハウジング上に配置されてもよい。ＮＶＭＴ及びＮＣＭＴはそれぞれ、ハウジング内又はハウジング上に配置されてもよい。ＮＶＭＴ又はＮＣＭＴのうちの少なくとも一方は、別のハウジング内に配置され、有線又は無線接続を介して少なくとも１つのプロセッサに通信可能に連結可能であってもよい。動作中、少なくとも１つのプロセッサは、受信した測定データに基づいて、少なくとも１つの電気パラメータを判定することができ、判定された少なくとも１つの電気パラメータは、電力を含む。
【０００７】
動作中、少なくとも１つのプロセッサは、ある期間にわたる電気回路の絶縁導体における電力損失量を推定することと、表示サブシステムによって、推定電力損失量を提示することと、又は有線若しくは無線通信インタフェースを介して、推定電力損失量を外部装置に伝達することと、のうちの少なくとも一方を行い得る。ある期間は、日数、週数、月数、又は年数のうちの少なくとも１つを含んでもよい。動作中、少なくとも１つのプロセッサは、絶縁導体における電力損失量を、絶縁導体における予測電力損失量と比較して推定することができる。動作中、少なくとも１つのプロセッサは、推定電力損失量に関連付けられた推定コストを判定し、推定コストを表示サブシステムによって提示してもよい。ＮＶＭＴは、電気回路の２つの異なる場所の同時測定を可能にする少なくとも２つの非接触電圧センサを含んでもよい。ＮＣＭＴは、フラックス・ゲートセンサ、ホール効果センサ、ロゴウスキーコイル、変流器、又は巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）磁気センサのうちの少なくとも１つを含んでもよい。ＮＶＭＴは、容量分圧器型電圧センサ、基準信号型電圧センサ、又はマルチコンデンサ型電圧センサのうちの少なくとも１つを含んでもよい。
【０００８】
動作中、少なくとも１つのプロセッサは、測定時間間隔中、ＮＶＭＴによって取得されたＮＶＭＴからの電圧センサ信号を受信し、測定時間間隔中、ＮＣＭＴによって取得されたＮＣＭＴからの電流センサ信号を受信し、少なくとも１つの交流（ＡＣ）電気パラメータを、受信された電圧センサ信号及び受信された電流センサ信号に基づいて判定してもよい。動作中、少なくとも１つのプロセッサは、表示サブシステムに、判定された少なくとも１つのＡＣ電気パラメータを提示させてもよい。
【０００９】
非接触測定装置は、少なくとも１つのプロセッサに動作可能に連結された有線又は無線通信インタフェースを更に備え、動作中、少なくとも１つのプロセッサは、通信インタフェースを介して、データを少なくとも１つの外部装置に送り、データは、サーモグラフ画像データ、電圧センサ信号、電流センサ信号、又は判定された少なくとも１つのＡＣ電気パラメータのうちの少なくとも１つに関連付けられてもよい。通信インタフェースは、動作中、少なくとも１つの外部装置にデータを無線で送る無線通信インタフェースを含んでもよい。
【００１０】
非接触測定装置を動作させる方法は、非接触測定装置のハウジング内又はハウジング上に配置された熱撮像ツールによって、電気回路を含む対象シーンからの赤外放射を検出することと、熱撮像ツールによって、電気回路のためのサーモグラフ画像データを生成することと、少なくとも１つのプロセッサが、熱撮像ツールからサーモグラフ画像データを受信することと、表示サブシステムによって、電気回路における異常発熱の場所の有無を示すサーモグラフ画像データを提示することと、非接触電圧測定ツール（ＮＶＭＴ）によって、電気回路の絶縁導体の電圧を、絶縁導体にガルバニック接触することなく検知することと、又は非接触電流測定ツール（ＮＣＭＴ）によって、電気回路の絶縁導体の電流を、絶縁導体にガルバニック接触することなく検知することと、のうちの少なくとも一方と、少なくとも１つのプロセッサが、ＮＶＭＴ又はＮＣＭＴのうちの少なくとも一方から測定データを受信することであって、測定データは、ＮＶＭＴからの電圧センサ信号又はＮＣＭＴからの電流センサ信号のうちの少なくとも一方を含み、電圧センサ信号は、試験中の電気回路の絶縁導体の電圧を示し、電流センサ信号は、試験中の電気回路の絶縁導体の電流を示す、ことと、少なくとも１つのプロセッサが、受信測定データに基づいて、少なくとも１つの交流（ＡＣ）電気パラメータを判定することと、を含むとして要約され得る。方法は、非接触電圧測定ツール（ＮＶＭＴ）によって、電気回路の絶縁導体の電圧を、絶縁導体にガルバニック接触することなく検知することと、非接触電流測定ツール（ＮＣＭＴ）によって、電気回路の絶縁導体の電流を、絶縁導体にガルバニック接触することなく検知することと、を含み、少なくとも１つのＡＣ電気パラメータを判定することは、ＡＣ電力を判定することを含んでもよい。
【００１１】
方法は、少なくとも１つのプロセッサが、ある期間にわたる電気回路の絶縁導体における電力損失量を推定することと、表示サブシステムによって、推定電力損失量を提示することと、又は有線若しくは無線通信インタフェースを介して、推定電力損失量を外部装置に伝達することと、のうちの少なくとも一方を更に含んでもよい。
【００１２】
方法は、少なくとも１つのプロセッサが、推定電力損失量に関連付けられた推定コストを判定することと、推定コストを表示サブシステムによって提示することと、を更に含んでもよい。電気回路の絶縁導体内の電圧を、絶縁導体にガルバニック接触することなく、検知することは、電気回路の２つの異なる場所を２つの非接触電圧センサで同時に検知して、電気回路の２つの異なる場所の間の電圧降下を取得することを含んでもよい。
【００１３】
非接触測定装置は、動作中、電気回路を含む対象シーンからの赤外放射を検出し、電気回路のためのサーモグラフ画像データを生成する、熱撮像ツールと、動作中、電気回路の絶縁導体の電圧を、絶縁導体にガルバニック接触することなく、検知する非接触電圧測定ツール（ＮＶＭＴ）と、動作中、電気回路の絶縁導体の電流を、絶縁導体にガルバニック接触することなく、検知する非接触電流測定ツール（ＮＣＭＴ）と、プロセッサ実行可能命令又はデータのうちの少なくとも一方を記憶する少なくとも１つの非一時的プロセッサ可読記憶媒体と、少なくとも１つの非一時的プロセッサ可読記憶媒体と、熱撮像ツールと、ＮＶＭＴと、ＮＣＭＴと、に通信可能に連結された少なくとも１つのプロセッサと、を備え、動作中、少なくとも１つのプロセッサは、熱撮像ツールからサーモグラフ画像データを受信することと、受信したサーモグラフ画像データに少なくとも部分的に基づいて、電気回路の異常発熱の場所の有無を示すことと、ＮＶＭＴ又はＮＣＭＴのうちの少なくとも一方から測定データを受信することであって、測定データは、ＮＶＭＴからの電圧センサ信号又はＮＣＭＴからの電流センサ信号のうちの少なくとも一方を含み、電圧センサ信号は、試験中の電気回路の絶縁導体の電圧を示し、電流センサ信号は、試験中の電気回路の絶縁導体の電流を示す、ことと、受信したサーモグラフ画像データに少なくとも部分的に基づいて示すことに関連して、表示サブシステムによって、測定データの少なくとも一部を提示することと、行うとして要約され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
図面において、同一の参照番号によって同様の要素又は行為が識別される。図面中の部品のサイズ及び相対位置は、必ずしも尺度どおりに描かれていない。例えば、様々な要素及び角度の形状は、必ずしも縮尺通りに描かれているわけではなく、これらの要素の一部は、図面が見やすくなるように任意に拡大して位置付けられている場合がある。更に、図示のような要素の特定の形状は、必ずしも特定の要素の実際の形状に関する任意の情報を伝えることが意図されているわけではなく、単に図面中で認識しやすいように選択されている場合がある。
【図１】図１は１つの図示した実施形態による、熱非接触電圧及び非接触電流測定装置の概略ブロック図である。
【図２Ａ】図２Ａは１つの図示した実施形態による、熱非接触電圧及び非接触電流測定装置の正面立面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは１つの図示した実施形態による、図２Ａの熱非接触電圧及び非接触電流測定装置の右側立面図である。
【図３】図３は１つの図示した実施形態による、有線接続を介してマスター装置に連結された非接触センサ装置を含む、熱非接触電圧及び非接触電流測定装置の絵図である。
【図４】図４は１つの図示した実施形態による、無線接続を介してマスター装置に連結された非接触センサ装置を含む、熱非接触電圧及び非接触電流測定装置の絵図である。
【図５】図５は１つの図示した実施形態による、携帯装置及び／又はリモート外部装置と無線通信を行う非接触電圧測定装置と、非接触電流測定装置と、非接触熱撮像装置と、を含む、熱非接触電圧及び非接触電流測定装置の概略図である。
【図６】図６は１つの図示した実施形態による、マスター装置及び複数の無線非接触センサ装置を含む熱非接触電圧及び非接触電流測定装置の絵図である。
【図７】図７は１つの図示した実施形態による、２つの電気導体を接続する電気コネクタ内の異常熱の状態を検出するために使用される場合の、図６の熱非接触電圧及び非接触電流測定装置の例示的な動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本開示の１つ以上の実施形態は、電気回路における異常状態を検出又は測定するための熱撮像及び非接触電圧又は電流測定センサを提供するシステム及び方法を提供する。このようなシステム及び方法は、単一の試験装置、又は有線の組み合わせ、又は複数の試験装置及び／若しくは付属部品との無線通信実装、又は携帯電話、タブレットコンピュータ、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、クラウド型サーバなどの１つ以上の付加的な装置と組み合わせて実施することができる。
【００１６】
少なくともいくつかの実施形態では、赤外線センサを含む測定装置の熱撮像サブシステム又はツールは、電気回路などの物体内の１つ以上の熱的異常を最初に発見し撮像することができる。その後、ユーザ又は測定装置のいずれか一方は、局所的な高抵抗の電気接続又は誤った導体若しくは部品のサイズ決めに起因する高抵抗のいずれか一方を示すことができる検出されたヒートパターンを分析することができる。例えば、絶縁電線は、電線が搬送する電流量に対して小さ過ぎる直径を有する場合がある。別の例として、コネクタは、損傷している場合があり、あるいは不適切に設置されている場合があり、これにより、意図した場合よりも高いインピーダンスを発生させる場合がある。測定装置の非接触電流センサツールを使用して、熱的異常の直近領域における電流負荷を測定することができる。同様に、測定装置の非接触電圧センサツールは、熱的異常の直近領域の電圧を測定することができる。適切に同期している場合、測定装置、又は測定データが転送される外部装置は、その後、測定された電流データ及び電圧データを用いて、測定された場所における電力損失を求めることができる。測定された電力損失を、回路における意図された理論的な電力損失と比較するように使用することにより、回路の領域における異常抵抗性電力損失の推定値を求めることができる。
【００１７】
更に、少なくともいくつかの実施形態では、測定装置は、電力コスト情報を利用して、経時的な（例えば、日、週、月、年の）電力損失のコストの推定値を算出することができる。例えば、電力コスト情報（例えば、キロワット時あたりの価格）は、ユーザによって手動で入力されてもよく、あるいは測定装置によってアクセス可能なローカル若しくはリモートの記憶装置又は測定装置に通信可能に連結された装置に記憶されてもよい。求められた電力損失と共に、コスト情報を使用して、経時的な電力損失のコストを推定することができる。その後、決定者は、この電力コストの推定値を使用して、経済的に健全な修復を決定することができ、あるいはこれらの問題が存在し、ツールが使用される施設におけるエネルギー効率の監査及び算出に必要な推定に使用することができる。
【００１８】
少なくともいくつかの実施形態では、測定装置は、工業施設及び商業施設に関するオペレーションの問題の不測のコストを発生させる場合が多い複数のタイプの電気負荷又は電気機器の存在による無効電力損失の発見、文書化、及び定量化に使用することができる。本開示の様々な実施形態は、図面を参照して以下により詳細に検討される。
【００１９】
以下の説明において、様々な開示の実施形態の完全な理解が得られるように、ある具体的な詳細について述べる。しかしながら、実施形態が、これらの具体的な詳細のうちの１つ以上を伴わないか、又は他の方法、部品、材料などを伴って、実施され得ることを当業者は理解するであろう。他の例では、コンピュータシステム、サーバコンピュータ及び／又は通信ネットワークに関連付けられる周知の構造体は、実施形態の説明を必要以上に不明瞭にすることを避けるために、詳細には示されていないか又は記載されていない。
【００２０】
コンテキスト上、別段に必要とされない限り、以下の明細書及び特許請求の範囲を通して、「備える（comprising）」という語は、「含む（including）」という語と同義であり、包括的であり、つまり、限定的ではない（即ち、更なる、記載されていない要素又は方法の行為を除外しない）。
【００２１】
本明細書全体の「一実施形態」又は「実施形態」を参照することは、実施形態に関して記述された特定の特徴、構造又は特性が少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。このため、本明細書全体の様々な場所での語句「一実施形態では」又は「実施形態では」は、必ずしも全て同じ実施形態について言及するものではない。更に、特定の特徴、構造又は特性は、１つ以上の実施形態において任意の好適な方法で組み合わせられてもよい。
【００２２】
本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用するときに、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、その内容について別段の明確な指示がない限り、複数の指示対象を含む。用語「又は」は、コンテキスト上、別段の明確な指示がない限り、その意味において「及び／又は」を含んで概ね用いられることもまた注意されたい。
【００２３】
本明細書で提供される見出し及び要約書は、便宜のためだけであり、実施形態の範囲又は意味を説明するものではない。
【００２４】
図１は、本開示の１つ以上の実施形態による、ハンドヘルド型の熱非接触電圧及び非接触電流測定装置１００（「測定装置」）の概略的なブロック図を示す。測定装置１００は、非接触電流又は電圧測定から得られるか、あるいは非接触電圧又は電流測定から導出された１つ以上のＡＣ電気パラメータ（例えば、電圧、電流、電力、エネルギー、周波数、高調波）を判定するように動作可能である。測定装置１００は、測定を行いながらユーザの手に保持されるように概ね構成された「ハンドヘルド型装置」又はシステムであってよい。しかしながら、測定装置１００は、ユーザの手に常時保持される必要はなく、例えば、支持体又は機械からシステム又は装置を固定又は吊り下げることによって、ユーザが保持しないように位置付けることができることを理解されたい。他の実施形態では、測定装置１００は、１つ以上の電気回路をモニタ及び測定するために、特定の位置に取り外し可能に又は恒久的に位置付けられるように設計されてもよい。
【００２５】
測定装置１００は、プロセッサ１０２と、非一時的プロセッサ可読記憶媒体又はメモリ１０４と、非接触電圧測定ツール（ＮＶＭＴ）１０６と、非接触電流測定ツール（ＮＣＭＴ）１０８と、撮像ツール１１０と、通信サブシステム又はインタフェース１１２と、Ｉ／Ｏインタフェース１１４と、を備える。少なくともいくつかの実施形態では、測定装置１００は、上記部品のそれぞれを含まなくてもよく、図１に図示されていない追加の部品を含んでもよい。測定装置１００の様々な部品は、少なくとも１つの着脱可能な又は非着脱可能なバッテリによって、電気的主要部によって、誘導電力システムによって、熱エネルギー変換システムなどによって電力供給され得る。更に、測定装置１００の様々な部品は、単一のハウジング内又は単一のハウジング上に配置されてもよく、有線及び／又は無線通信チャネルを介して通信可能に共に連結されている複数の物理的装置又はツールに亘って分散されてもよい。少なくともいくつかの実施形態では、測定装置１００は、露出した導電性部品を有さず、その結果、測定装置１００が電気回路にガルバニック接触する可能性が排除される。
【００２６】
プロセッサ１０２は、命令の実行をサポートすることにより、測定装置１００の演算センタとして機能し得る。プロセッサ１０２は、光学データを処理するためのイメージプロセッサを含んでもよい。プロセッサ１０２は、１つ以上の中央処理装置（ＣＰＵ）、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）などの１つ以上の論理処理ユニットを含んでもよい。メモリ１０４は、プロセッサ１０２などの１つ以上の装置の部品によってアクセス可能なプログラム又はデータを記憶するために好適である現在入手可能であるか、又は後に開発される記憶媒体が挙げられる非一時的プロセッサ可読記憶媒体の１つ以上の形態を含んでもよい。メモリ１０４は、着脱可能又は非着脱可能であってもよく、揮発性又は不揮発性であってもよい。メモリの非限定的な例としては、ハードドライブ、光学ドライブ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びフラッシュタイプのメモリが挙げられる。
【００２７】
通信サブシステム１１２は、１つ以上の有線又は無線通信ネットワーク１１８（例えば、インターネット）を介して、外部装置１１６と通信するための１つ以上の部品を含むことができる。外部装置１１６は、携帯電話、タブレットコンピュータ、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、クラウド型サーバなどであってもよい。無線通信インタフェース１１２の非限定的な例としては、ＷｉＦｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、６ＬｏＷＰＡＮ（登録商標）、Ｏｐｔｉｃａｌ  ＩＲ、ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＨＡＲＴなどを挙げることができる。有線通信インタフェース１１２の非限定的な例としては、ＵＳＢ（登録商標）、イーサネット、ＰＬＣ、ＨＡＲＴ、ＭＯＤＢＵＳ、ＦｉｒｅＷｉｒｅ（登録商標）、Ｔｈｕｎｄｅｒｂｏｌｔ（登録商標）などを挙げることができる。更に、外部装置１１６にデータを送信することに加えて、少なくともいくつかの実施形態では、測定装置１００は、外部装置１１６からのデータ又は命令（例えば、制御命令）のうちの少なくとも一方を、有線又は無線通信インタフェース１１２を介して受信することができる。
【００２８】
Ｉ／Ｏインタフェース１１４は、例えば、１つ以上の入力装置と、表示サブシステムと、を含むことができる。一般的には、Ｉ／Ｏインタフェース１１４としては、ユーザ又は外部システムがプロセッサ１０２と対話することを可能にする任意のデバイス、及びプロセッサ１０２が画像などの情報を表示することを可能にする任意のデバイスを挙げることができる。少なくとも１つの実施形態では、Ｉ／Ｏインタフェース１１４は、ユーザが、特定の測定を実行し、又は測定装置１００から特定のデータを要求するように、測定装置１００を制御又は構成することができる。以下により詳細に検討されるように、携帯型測定装置１００の特定の構成に関する情報は、メモリ１０４に記憶されてもよい。Ｉ／Ｏインタフェース１１４の表示サブシステムとしては、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）デバイス、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイなどを挙げることができる。少なくともいくつかの実施形態では、表示サブシステムは、カラー画像を表示することが可能であり得る。少なくともいくつかの実施形態では、Ｉ／Ｏインタフェース１１４の表示サブシステムは、ユーザ入力を可能にするタッチスクリーンを含んでもよい。表示サブシステムは、Ｉ／Ｏインタフェース１１４に対するユーザの入力に応答して、特定の測定に関連付けられた情報又はデータを表示してもよい。以下に更に詳細に検討されるように、Ｉ／Ｏインタフェース１１４の表示サブシステムは、撮像ツール１１０によって受信された光学データに対応する１つ以上の画像を表示してもよい。
【００２９】
Ｉ／Ｏインタフェース１１４は、測定装置１００のプロセッサ１０２に対する入力を伝達するように構成された単一の入力装置、又は入力装置の組合せを含んでもよい。入力装置の非限定的な例としては、ボタン、キーパッド、タッチパッド、スイッチ、セレクタ、ロータリースイッチ、あるいはその他の既知の入力装置又は後に開発される入力装置が挙げられる。以上のように、Ｉ／Ｏインタフェース１１４は、タッチスクリーンとして表示サブシステムに組み込まれている入力装置を含んでもよい。少なくともいくつかの実施形態では、測定装置１００は、Ｉ／Ｏインタフェース１１４の入力装置に対する入力であるユーザの入力又は選択に応答して、特定のタイプの測定を実行するように動作する。特定の測定構成は、例えば、測定設定データを変更することによって構成可能であってもよい。少なくともいくつかの実施形態では、設定データは、特定の測定データに関連付けられ、メモリ１０４に記憶されてもよい。一例では、ユーザがＩ／Ｏインタフェース１１４の入力装置の特定のボタンを押すと、測定装置１００により実行される測定のタイプが構成されてもよい。別の例として、特定のボタンが押されると、熱撮像ツール１１０は、検査中の対象物１２２（例えば、電気回路）を含む対象シーン１２０内の光学データを検知することによって応答してもよい。
【００３０】
ＮＶＭＴ  １０６及び／又はＮＣＭＴ  １０８は、それぞれ、任意の好適な「非接触」電圧センサツール及び電流センサツールであってもよく、試験中の導体と試験電極又はプローブとのガルバニック接続を必要としながら、測定値を取得することができる。これにより、用語「非接触」が物理的な接触よりもガルバニック接触を意味することを理解されたい。ＮＣＭＴのタイプの非限定的な例としては、フラックス・ゲートセンサ、ホール効果センサ、ロゴウスキーコイル、変流器、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）磁気センサなどを挙げることができる。ＮＶＭＴのタイプの非限定的な例としては、「容量分圧器」型電圧センサ、「基準信号」型電圧センサ、「マルチキャパシタ」型電圧センサなどを挙げることができる。
【００３１】
一般的には、容量分圧器型電圧センサツール又はシステムは、導体と試験電極又はプローブとの間のガルバニック接続を必要とすることなく、絶縁導体（例えば、絶縁電線）のＡＣ電圧を測定する。容量分圧器型電圧センサツールは、試験中の絶縁導体と接地又は他の基準との間に可変容量性電圧を生成するように動作する可変容量ツールを含んでもよい。測定中、非接触電圧測定装置は、可変容量ツールの容量を変更し、試験中の絶縁導体と接地との間の容量分圧器回路のインピーダンスを変える。２回（又は３回）の測定を可変容量ツール全体にわたって順次に行うことによって、絶縁導体のＡＣ電圧を、絶縁導体とのガルバニック接続を必要とすることなく測定することができる。
【００３２】
一般的には、「基準信号」型電圧センサツールは、導電センサ、内部接地ガード、及び基準シールドを含む非接触電圧センサツールであってよい。同相基準電圧源は、内部接地ガードと基準シールドとの間に電気的に連結され、基準電流を導電センサに通過させるＡＣ基準電圧を生成することができる。少なくとも１つのプロセッサは、ＡＣ基準電圧及び絶縁導体のＡＣ電圧によって、導電センサを通って流れる電流を示す信号を受信することができ、受信した信号の少なくとも一部に基づいて、絶縁導体のＡＣ電圧を判定する。
【００３３】
一般的には、「マルチキャパシタ」型電圧センサツールは、絶縁導体と容量結合する複数の導電センサを含んでもよい。複数のセンサのそれぞれは、容量結合に影響を与える少なくとも１つの特性に関して、導電センサのうちの他のセンサと異なっていてもよい。少なくとも１つのプロセッサは、絶縁導体のＡＣ電圧によって導電センサでの電圧を示す信号を受信し、受信した信号の少なくとも一部に基づいて絶縁導体のＡＣ電圧を判定する。
【００３４】
このような非接触センサツールの様々な非限定的な例は、２０１６年１１月１１日に出願された米国特許仮出願第６２／４２１，１２４号、２０１６年１１月７日に出願された米国特許出願公開第１５／３４５，２５６号、２０１７年１月２３日に出願された米国特許出願公開第１５／４１３，０２５号、２０１７年１月２３日に出願された米国特許出願公開第１５／４１２，８９１号、２０１７年５月２４日に出願された米国特許出願公開第１５／６０４，３２０号、及び２０１７年６月１６日に出願された米国特許出願公開第１５／６２５，７４５号に開示され、これらの内容は、参照によりその全体が本明細書に援用されている。
【００３５】
撮像ツール１１０は、少なくとも赤外線（ＩＲ）熱撮像装置又はツールを含み、任意に可視光（ＶＬ）撮像ツールを含む。少なくともいくつかの実施形態では、撮像ツール１１０は、可視光（ＶＬ）、近赤外線（ＮＩＲ）、短波長赤外線（ＳＷＩＲ）、長波長赤外線（ＬＷＩＲ）、テラヘルツ（ＴＨｚ）、紫外線（ＵＶ）、Ｘ線、又は他の波長の任意の組み合わせを検出することができる。撮像ツール１１０がＶＬ撮像ツールを含む実施形態において、測定装置１００は、ＶＬ画像と、熱画像又は他の非ＶＬ波長で検出された画像との組み合わせ（例えば、オーバーレイ）である画像をユーザに提示してもよい。
【００３６】
動作中、測定装置１００は、撮像ツール１１０の視野１２０又は対象シーンにおける対象物１２２（例えば、電気回路又はその一部分）の画像を撮像するように撮像ツール１１０が向けられるようにユーザによって操作され得る。撮像ツール１１０は、測定装置１００のＩ／Ｏインタフェース１１４の表示サブシステム上に表示することができる１つ以上の熱画像及び任意に１つ以上の可視光画像を撮像することができる。ユーザは、画像を利用して、検査中の対象物１２２における異常な発熱の場所を検出することができる。あるいは、測定装置１００は、対象物１２２における異常な発熱の１つ以上の場所を自動的に検出するための画像解析を実行してもよい。このように、潜在的な問題場所を迅速に識別できることは、潜在的な異常な発熱問題に対して手動での検査が必要であると考えられる多数の（例えば、１０箇所、１００箇所、１０００箇所）の場所を有する電気回路のような対象物に関して有利である。
【００３７】
次いで、ユーザは、ＮＶＭＴ  １０６又はＮＣＭＴ  １０８のうちの少なくとも一方を利用して、熱撮像ツール１１０を介して異常な発熱を有すると識別された１つ以上の場所で、電圧又は電流測定値をそれぞれ取得することができる。例えば、熱画像データは、領域からの距離が大きくなるにつれて、導体又は部品に沿って減少勾配に従って発熱パターンが消滅する、高い放熱性を有する領域を示す導体接続点に近接するヒートパターンを示し得る（例えば、図７参照）。ＮＶＭＴ  １０６又はＮＣＭＴ  １０８を使用して、最も高い抵抗点における又はこの近くにおける１つ以上の読み取り値を取得することができ、最も高い抵抗点は、熱撮像ツール１１０からの赤外線画像により示めされ、過度の加熱を示している。一例として、ＮＶＭＴ  １０６を使用して、導体の加熱領域の両側の電圧測定値を取得して、その領域に亘る電圧降下を取得することができる。ＮＣＭＴ  １０８を追加的に又は代替的に使用して、導体の加熱領域の電流測定値を取得することができる。このような情報を使用して、測定装置は、Ｉ２Ｒ損失又は「銅損」による加熱領域における電力損失量を判定することができる。少なくともいくつかの実施形態では、ＮＶＭＴ  １０６、ＮＣＭＴ  １０８、及び撮像ツール１１０のうちの少なくとも２つは、互いに同時に測定値を取得することができるため、より正確な測定が可能である。
【００３８】
動作中、プロセッサ１０２は、ＮＶＭＴ  １０６及びＮＣＭＴ  １０８から信号を受信して、電圧及び電流測定値をそれぞれ取得する。プロセッサ１０２は、そのような電圧及び電流測定値を利用して、測定値の組み合わせに基づいて、付加的なＡＣ電気パラメータを導出することができる。そのようなパラメータとして、例えば、電力（例えば、真の電力、皮相電力など）、位相（例えば、三相）、周波数、高調波、エネルギーなどを挙げることができる。
【００３９】
少なくともいくつかの実施形態では、電圧センサ信号及び電流センサ信号は、共通の、つまり、重なり合う測定時間間隔内にそれぞれＮＶＭＴ  １０６及びＮＣＭＴ  １０８によって取得することができ、この測定時間間隔は、持続時間が比較的短くてもよい（例えば、１０ミリ秒（ｍｓ）、１００ｍｓ、１秒、１０秒、３０秒）。例えば、ＮＶＭＴ  １０６及びＮＣＭＴ  １０８は、少なくとも部分的に互いに並行して測定値を取得することができる。別の例として、ＮＶＭＴ  １０６及びＮＣＭＴ  １０８のうちの一方は、ＮＶＭＴ及びＮＣＭＴのうちの他方が測定値を取得した実質的に直後に測定値を取得することができ、測定値は、ほぼ同時に取得されるようになっている。一部の実施形態において、ＮＶＭＴ  １０６及びＮＣＭＴ  １０８は、測定値を指定の間隔にて（例えば、１０ｍｓ毎に、１００ｍｓ毎に、１秒毎に、１０秒毎に）同時に又は連続して繰り返し得るように動作することができる。一般的には、少なくともいくつかの実施形態では、ＮＶＭＴ  １０６及びＮＣＭＴ  １０８は、いずれも測定時間間隔内にそれぞれの測定値を取得し、測定時間間隔は、電圧測定値及び電流測定値の対が互いに対応するように十分に短く、これによって、取得された電流測定値及び電圧測定値を使用した１つ以上のＡＣ電気パラメータ（例えば、電力、段階）の正確な導出又は判定が可能である。
【００４０】
プロセッサ１０２は、Ｉ／Ｏインタフェース１１４の表示サブシステムに、測定又は導出されたパラメータのうちの１つ以上を提示させてもよく、１つ以上の特性をグラフィック表示してもよい。このようなグラフィック表示としては、波形、高調波の棒グラフなどが挙げられる。Ｉ／Ｏインタフェース１１４の表示サブシステムによって提示することができる例示的な信号特性としては、電圧、電流、周波数、電力パラメータ（例えば、ワット、ＫＶＡ）、位相、エネルギー、高調波、位相シーケンスの検出などを挙げることができる。その後、ユーザは、情報を利用して、異常な発熱を有する接続又は導体を交換するなど、必要であれば、適切なアクションを取ることができる。
【００４１】
少なくともいくつかの実施形態では、ＮＶＭＴ  １０６及びＮＣＭＴ  １０８のうちの一方又は両方は、それぞれ、複数のセンサツール（例えば、２つのセンサツール、３つのセンサツール、６つのセンサツール）を含んでもよく、その結果、改善された測定を可能にし、あるいは電圧の場合には、特定の部品（例えば、コネクタ）全体に亘る電圧降下を容易に測定することを可能にする。少なくともいくつかの実施形態では、取得された測定値を使用して、測定装置１００は、測定された条件を検査中の対象物に対する理論的条件又は期待条件と比較することによって、電力損失を算出することができる。少なくともいくつかの実施形態では、測定された電力損失は、検査中の特定対象物又は検査中の対象物と同様又は同一である対象物について予め取得されたベースラインの電力損失測定値と比較することができる。
【００４２】
少なくともいくつかの実施形態では、測定装置１００は、電力使用コスト情報（例えば、キロワット時あたりの価格）でプログラムされてもよく、その結果、測定装置１００又は測定装置に通信可能に連結された装置は、未処置の場合の個々の高抵抗位置の経時的な総コストを推定できるようになる。少なくともいくつかの実施形態では、測定装置１００は、条件が経時的により悪化した水準に低下した場合、追加のコストを更に推定することができる。このような特徴は、部品を修理するか否かに関して、意思決定者を支援し、またコスト及び／又は状況を悪化させる潜在性に基づいて、発見された複数の問題の修理に関する優先順位を付ける方法を提供する。
【００４３】
少なくともいくつかの実施形態では、測定装置１００のＩ／Ｏインタフェース１１４は、撮像ツール１１０、ＮＶＭＴ  １０６、及びＮＣＭＴ  １０８のうちの１つ以上によってある判定基準が観察された場合、警告信号（例えば、可聴信号、視覚的信号）を発生してもよい。
【００４４】
図２Ａ〜図６は、熱撮像、非接触電圧測定、及び／又は非接触電流測定を利用して、電気回路の異常状態を検出する測定装置の様々な例示的な実施形態を示す。以下に検討される測定装置のそれぞれは、上述した測定装置１００の部品及び特徴の一部又は全部を含んでもよい。
【００４５】
図２Ａ及び図２Ｂは、例示的な測定装置２００を示す。測定装置２００は、上述の図１の測定装置１００の部品及び特徴の一部又は全部を含んでもよい。測定装置２００は、ハウジング２０２と、入力インタフェース２０３と、表示サブシステム２０４と、ユーザによって把持され得るハンドル部分２０５と、を備える。入力インタフェース２０３は、１つ以上のボタン、ダイヤル、タッチパッドなどを含んでもよい。入力インタフェース２０３はまた、例えば、タッチスクリーンとして表示サブシステム２０４と一体化されていてもよい。測定装置２００のハウジング２０２は、電圧及び電流のうちの少なくとも一方を測定するために使用することができる少なくとも１つの非接触センサツールを含む前端部分２０６を含む。例えば、前端部分２０６は、非接触電圧センサツール、非接触電流センサツール、電流及び電圧の両方を測定することができる単一の非接触センサツール、又はこれらの任意の組み合わせを含んでもよい。
【００４６】
測定装置２００のハウジング２０２はまた、電気回路などの対象物の熱画像を撮像するように動作する熱撮像ツール２０８（図２Ｂ）を含む。動作中、測定装置２００の撮像ツール２０８は、ディスプレイ２０４上に視覚画像（例えば、赤外線画像、ＶＬ画像）を提供してもよく、任意でレーザ誘導されてもよい。次いで、ユーザは、異常な発熱があると判定された電気回路の場所の近位に前端部分２０６を位置付けることができる。前端部分２０６が位置付けられると、測定装置２００は、電力損失並びにそのような電力損失の経時的なコストを判定するために使用することができる電流測定値及び電圧測定値のうちの少なくとも一方を取得することができる。少なくともいくつかの実施形態では、測定装置２００は、有線及び／又は無線通信インタフェース（例えば、ＵＳＢ、スパイラルケーブル、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ（登録商標）、ＷｉＦｉ（登録商標））を介して、外部のプロセッサベースの装置（例えば、スマートフォン、タブレットコンピュータ、サーバ、別の測定器具）に通信可能に連結可能である。
【００４７】
図３は、１つの図示した実施形態による測定装置３００の別の例を示す。測定装置３００は、ケーブル３０６又は他の有線接続によって共に連結された第１のハウジング３０２及び第２のハウジング３０４を備える。この例では、第１のハウジング３０２は、表示サブシステム３０８と、ユーザインタフェース３１０と、（破線で示す）熱撮像ツール３１２と、を含む。第２のハウジング３０４は、電圧又は電流のうちの少なくとも一方を測定するための少なくとも１つの非接触センサ３１６を含む前端部分３１４を含むハンドヘルド型装置である。例えば、少なくとも１つの非接触センサ３１６は、少なくとも１つの非接触電圧センサのみを含んでもよく、少なくとも１つの非接触電流センサのみを含んでもよく、少なくとも１つの非接触電圧センサ及び少なくとも１つの非接触電流センサを含んでもよく、あるいは電圧及び電流の両方を検知できる少なくとも１つの非接触センサを含んでもよい。
【００４８】
動作中、ユーザは、第１のハウジング３０２内又は第１のハウジング３０２上の撮像ツール３１２を検査される対象物に向けることができる。撮像ツール３１２は、熱画像データを表示サブシステム３０８に表示でき、それによって、ユーザは、異常に高い発熱を潜在的に有する場所を特定することができる。追加的に又は代替的に、測定装置３００は、画像データを分析して、異常に高い熱量を生成している１つ以上の場所を自動的に特定することができる。ユーザは、第２のハウジング３０４の前端部分３１４を、過剰な熱を有すると判定された（複数の）場所の近位に同時に又は後で位置付けることができ、その結果、検査中の導体とセンサ３１６との間のガルバニック接続なしに、その場所の電圧及び電流のうちの少なくとも一方を測定することができる。上述のように、測定装置３００は、このような測定値を利用して、絶対電力損失、予測又は理論電力損失と比較した相対電力損失、電力損失の推定コストなどを判定することができる。測定装置３００は、その後、判定されたパラメータのうちの１つ以上を、表示サブシステム３０８を介してユーザに提示することができる。
【００４９】
図４は、１つの図示した実施形態による測定装置４００の別の例を示す。測定装置４００は、図３の測定装置３００と多数の点で同様である。この実施形態では、ケーブル３０６（図３）を介して通信するのではなく、無線信号４０２で示されるように、第１のハウジング３０２の部品は、無線インタフェース（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ（登録商標）、ＷｉＦｉ（登録商標））を介して、第２のハウジング３０４の部品と通信する。
【００５０】
図５は、１つの図示した実施形態による測定装置５００の別の実施形態を示す。測定装置５００は、携帯装置５０２と、非接触電圧測定ツール５０４と、非接触電流測定ツール５０６と、熱撮像ツール５０８と、を備える。携帯装置５０２は、携帯電話、タブレットコンピュータ、パーソナルコンピュータ、測定機器（例えば、ＤＭＭ）などを含むが、これらに限定されない多様なタイプの携帯装置のいずれかであってもよい。この実施形態では、非接触電圧測定ツール５０４、非接触電流測定ツール５０６、熱撮像ツール５０８のそれぞれは、携帯装置５０２と無線で通信するように構成されている。このような通信は、命令又はデータ（例えば、測定データ）の通信を含むことができる。いくつかの実施形態では、非接触電圧測定装置ツール、非接触電流測定ツール５０６、熱撮像装置ツールのうちの少なくとも２つは、単一のハウジング内に組み合わされてもよい。
【００５１】
動作中、携帯装置５０２は、撮像データを受信及び表示し、電圧及び電流測定データを受信及び表示し、測定装置５００のユーザに提示するための様々なパラメータ（例えば、電圧、電流、電力損失、電力損失のコスト）を判定又は推定することができる。携帯装置５０２はまた、外部システム５１０にデータ又は命令を送信してもよく、１つ以上の有線又は無線通信ネットワーク５１２を介して、外部システムからデータ又は命令を受信してもよい。外部システム５１０としては、パーソナルコンピュータ、サーバ、クラウド型サーバなどの任意のタイプのシステムを挙げることができる。
【００５２】
いくつかの実施形態では、携帯装置５０２又は他の装置は、非接触電圧測定装置ツール、非接触電流測定ツール５０６、熱撮像ツール５０８、及び外部システム５１０の間のゲートウェイ装置として機能してもよい。この場合、携帯装置５０２は、任意の演算を行わなくてもよく、画像データを表示しなくてもよく、代わりに、外部システム５１０とセンサツール５０４、５０６、及び５０８との間で命令又はデータを通信してもよい。いくつかの実施形態では、センサツール５０４、５０６、及び５０８は、ゲートウェイ装置を要さずに、１つ以上の有線又は無線ネットワークを介して、外部システム５１０（例えば、クラウド型サーバ）と直接通信するように動作してもよい。
【００５３】
図６は、１つの図示した実施形態による測定装置６００の絵図である。測定装置６００は、表示サブシステム６０４及び撮像ツール６０６を備えるマスター装置６０２を含む。測定装置６００はまた、複数（図では３つ）の無線非接触センサツール６０８（「スレーブツール」）を備える。無線非接触センサツール６０８は、非接触電圧、非接触電流、又はその両方を測定するように動作し得る。無線非接触センサツール６０８は、好適な無線通信プロトコル（例えば、ＷｉＦｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ（登録商標）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、６ＬｏＷＰＡＮ（登録商標）、Ｏｐｔｉｃａｌ  ＩＲ、ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＨＡＲＴ）を介してマスター装置６０２と無線通信することができる。他の実施形態では、測定ツール６０８のうちの少なくとも１つは、ケーブル又は他の有線通信チャネル（例えば、ＵＳＢ（登録商標）、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ、ＰＬＣ、ＨＡＲＴ、ＭＯＤＢＵＳ、ＦｉｒｅＷｉｒｅ（登録商標）、Ｔｈｕｎｄｅｒｂｏｌｔ（登録商標））を介して、マスター装置６０２と通信してもよい。
【００５４】
マスター装置６０２は、直接又はゲートウェイ装置６１２を介して、携帯装置６１０と無線通信するように動作してもよい。一方、携帯装置６１０又はゲートウェイ装置６１２は、１つ以上のネットワーク６１４を介して、遠隔に位置する外部システム６１６（例えば、ＰＣ、サーバ）と無線通信するように動作してもよい。いくつかの実施形態では、マスター装置は、携帯装置６１０又はゲートウェイ装置６１２との通信を要さずに、１つ以上のネットワーク６１４を介して、外部システム６１６と通信することができてもよい。一般的には、本開示は、マスター装置６０２、センサツール６０８、携帯装置６１０、ゲートウェイ装置６１２、及び外部システム６１６の間の接続性の種々の組み合わせが想到されることを理解されたい。
【００５５】
図７は、図６の測定装置６００の例示的な動作を示す。この例では、マスター装置６０２の熱撮像ツールを使用して、第１の電気導体７０２を第２の電気導体７０４に接続する電気回路の電気コネクタ７００を撮像する。マスター装置６０２のディスプレイ６０４は、電気コネクタ７００及び導体７０２、７０４の熱プロファイルを示し、熱プロファイルは、電気コネクタが電気抵抗の高い領域であることを示す。図７では、熱プロファイルを示すために影が使用され、より放熱性の高い領域を示す影は薄く、より放熱性の低い領域を示す影は濃くなっている。少なくともいくつかの実施形態では、ディスプレイ６０４は、電気回路のヒートパターンを描画するために様々な色を利用してもよい。
【００５６】
ユーザ及び／又はマスター装置６０２が電気コネクタ７００を過剰な発熱の潜在的な領域として認識すると、ユーザは、電気コネクタに対する様々な電流測定値及び電圧測定値を取得してもよい。例えば、ユーザは、コネクタ７００の片側の第１の導体７０２の第１の場所７０６の近位に非接触センサツール６０８のうちの１つを位置付けてもよく、コネクタ７００の反対側の第２の導体７０４の第２の場所７０８の近位に非接触センサツール６０８のうちの他のツールを位置付けてもよい。非接触センサツール６０８のそれぞれは、上記のように、導体７０２、７０４とのガルバニック接触を要さずに、電圧及び／又は電流を測定するように動作することができる。一例として、２つのセンサツール６０８は、場所７０６及び７０８に位置付けられて、電気コネクタ７００全体に亘る電圧降下を測定することができる。少なくともいくつかの実施形態では、２つ以上のセンサ（例えば、非接触電圧センサ）を使用して、電気回路の２つ以上の異なる場所を同時に測定することができる。例えば、コネクタの両側の２つのセンサを使用して、コネクタの両側の電圧を同時に測定して、コネクタ全体に亘る電圧降下を正確に測定することができる。
【００５７】
センサ６０８は、取得された測定データを、処理及びディスプレイ６０４上に提示するためにマスター装置６０２に送信してもよい。上記のように、マスター装置６０２は、コネクタ７００全体に亘る電圧降下、コネクタを流れる電流、コネクタにおける電力損失、コネクタにおける電力損失の経時的なコストなどを判定することができる。そのような情報は、ディスプレイ６０４上に、ユーザに対して提示されてもよく、かつ／又は上記のように有線及び／若しくは無線通信チャネルを介して、１つ以上の遠隔装置に対して送信されてもよい。
【００５８】
前出の詳細な説明では、ブロック図、概略図及び実施例を使用して、装置及び／又はプロセスの様々な実施形態を説明してきた。そのようなブロック図、系統図及び実施例が１つ以上の機能及び／又は動作を含む限り、そのようなブロック図、フロー図又は実施例内のそれぞれの機能及び／又は動作は、広範囲にわたるハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はこれらの実質的に任意の組み合わせによって個別にかつ／又は集合的に実行することができることが、当業者により理解されるであろう。１つの実施形態において、本主題を特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を介して実行することができる。しかしながら、当業者は、本明細書で開示する実施形態は、全部、一部を問わず、１つ以上のコンピュータ上で実行される１つ以上のコンピュータプログラムとして（例えば、１つ以上のコンピュータシステム上で実行される１つ以上のプログラムとして）、１つ以上の制御装置（例えば、マイクロコントローラ）上で実行される１つ以上のプログラムとして、１つ以上のプロセッサ（例えば、マイクロプロセッサ）上で実行される１つ以上のプログラムとして、ファームウェアとして、又はこれらの実質的に任意の組み合わせとして標準的な集積回路内で同等に実行することができ、ソフトウェア及び／又はファームウェアについての回路設計及び／又はコード書き込みであれば、十分に、本開示に照らして当該技術分野における当業者の知識の範囲内になることを認識するであろう。
【００５９】
当業者は、本明細書に記載する方法又はアルゴリズムの多くは、付加的な行為を採用することができ、一部の行為を省略することができ、かつ／又は行為を指定された順番と異なる順番で実行することができることを認識するであろう。
【００６０】
更に、当業者は、本明細書で教示する機構は、様々な形態でプログラム製品として流通可能であり、例示的な実施形態は、流通を実際に実行するために使用される特定の形式の信号担持媒体に関係なく等しく適用されることを認識するであろう。信号担持媒体の例としては、以下、即ち、フロッピーディスク、ハードディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタルテープ及びコンピュータメモリなどの記録可能な形式の媒体が挙げられるがこれらに限定されない。
【００６１】
上述した様々な実施形態を組み合わせて、更なる実施形態を提供することができる。これらの実施形態が本明細書に記載の教示及び定義と矛盾しない程度に、２０１４年１０月２４日に出願された米国特許仮出願第６２／０６８，３９２号、２０１５年１０月２３日に出願された米国特許出願公開第１４／９２１，１２８号、２０１４年９月１７日に出願された米国特許仮出願第６２／０５１，９３０号、２０１４年１１月６日に出願された米国特許仮出願第６２／０７６，０８８号、２０１５年９月１６日に出願された米国特許出願公開第１４／８５６，０４６号、２０１２年８月３日に出願された米国特許出願公開第１３／５６６，９４７号、及び２０１１年８月３日に出願された米国特許仮出願第６１／５１４，８４２号を含む、本明細書に引用される米国特許、米国特許出願公報、米国特許出願、外国特許、外国特許出願、及び非特許公報の全ては、参照によりその全体が本明細書に援用されている。実施形態の態様は、様々な特許、出願及び公報のシステム、回路、及び概念を用いて、尚更なる実施形態を提供するように必要に応じて修正することができる。
【００６２】
上記の説明を考慮すれば、実施形態へのこれらの変更及び他の変更を行うことができる。概して、以下の請求項において、使用する用語は、明細書及び請求項に開示された特定の実施形態に対する請求項を限定するものと解釈すべきではないが、こうした請求項に権利を与えた等価物の全範囲と共に全ての考えられる実施形態を含むものと解釈すべきである。したがって、請求項は、開示によって制限されるものではない。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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【図７】
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【外国語明細書】
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