(57)【要約】  データ収集システム１は、同期されるセンサー２ａ〜２ｎと、光信号分配器３とを備え、センサー２ａ〜２ｎは、測定した物理量が条件を満たすと、内部トリガー信号を送信し、受信する外部トリガー信号を、電気信号に変換して、遅延時間Ｔ１７ａ〜Ｔ１７ｎ遅延させ、物理量が条件を満したとき、条件を満した時刻に測定された物理量を送信し、外部トリガー信号を受信したとき、受信した時刻から所定時間前に測定された物理量を送信し、光信号分配器３は、センサー２ａ〜２ｎのそれぞれから出力される内部トリガー信号を電気信号にそれぞれ変換して、遅延時間Ｔ３２ａ〜Ｔ３２ｎそれぞれ遅延させ、遅延された電気信号を受信したとき、センサー２ａ〜２ｎのそれぞれに外部トリガー信号を送信する。
2016142994.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同期される複数のセンサーと、
光信号分配器とを備え、
前記複数のセンサーは、
物理量を測定する物理量測定手段と、
測定した前記物理量が予め決められた条件を満たすと、第１の光信号を前記光信号分配器に送信する第１の光信号送信手段と、
前記光信号分配器から受信する第２の光信号を第２の電気信号に変換する第１の信号変換手段と、
前記第１の信号変換手段により変換された前記第２の電気信号を、前記第１の信号変換手段による第１の変換時間との合計時間が前記複数のセンサーで全て同じになるように設定される第１の遅延時間、遅延させる第１の遅延手段と、
前記物理量が前記条件を満したとき、前記条件を満した時刻に測定された前記物理量を送信し、前記第１の遅延手段により遅延された前記第２の電気信号を受信したとき、前記第２の電気信号を受信した時刻から予め決められた時間前に測定された前記物理量を送信するデータ送信手段とをそれぞれ備え、
前記光信号分配器は、
前記複数のセンサーのそれぞれから出力される前記第１の光信号を第１の電気信号にそれぞれ変換する複数の第２の信号変換手段と、
前記複数の第２の信号変換手段によりそれぞれ変換された前記第１の電気信号を、前記複数の第２の信号変換手段によるそれぞれの変換時間との合計時間が全て同じになるようにそれぞれ設定される第２の遅延時間、それぞれ遅延させる複数の第２の遅延手段と、
前記複数の第２の遅延手段のうち少なくとも１つから遅延された前記第１の電気信号を受信したとき、前記複数のセンサーのそれぞれの前記第１の信号変換手段に前記第２の光信号を送信する第２の光信号送信手段とを備えること
を特徴とするデータ収集システム。
【請求項２】
前記データ送信手段は、無線で送信すること
を特徴とする請求項１に記載のデータ収集システム。
【請求項３】
前記データ送信手段は、測定された前記物理量を編集して、送信すること
を特徴とする請求項１に記載のデータ収集システム。
【請求項４】
前記複数のセンサーは、
テスト信号を出力するテスト信号出力手段と、
前記テスト信号出力手段により前記テスト信号が出力されてから、前記第１の光信号送信手段により送信され、前記第１の信号変換手段により電気信号に変換されて受信するまでの時間を計測する時間計測手段とを備えること
を特徴とする請求項１に記載のデータ収集システム。
【請求項５】
前記複数のセンサーにより測定された物理量を受信するデータ収集装置
を備えることを特徴とする請求項１に記載のデータ収集システム。
【請求項６】
同期される複数のセンサー及び光信号分配器を用いるデータ収集方法であって、
前記複数のセンサーは、
物理量を測定し、
測定した前記物理量が予め決められた条件を満たすと、第１の光信号を前記光信号分配器に送信し、
前記光信号分配器から受信する第２の光信号を第２の電気信号に変換し、
変換された前記第２の電気信号を、前記第２の電気信号に変換する変換時間との合計時間が前記複数のセンサーで全て同じになるように設定される第１の遅延時間、遅延させ、
前記物理量が前記条件を満したとき、前記条件を満した時刻に測定された前記物理量を送信し、遅延された前記第２の電気信号を受信したとき、前記第２の電気信号を受信した時刻から予め決められた時間前に測定された前記物理量を送信することをそれぞれ含み、
前記光信号分配器は、
前記複数のセンサーのそれぞれから出力される前記第１の光信号を第１の電気信号にそれぞれ変換し、
変換された前記第１の電気信号を、それぞれの前記第１の電気信号に変換する変換時間との合計時間が全て同じになるようにそれぞれ設定される第２の遅延時間、それぞれ遅延させ、
少なくとも１つから遅延された前記第１の電気信号を受信したとき、前記複数のセンサーのそれぞれに前記第２の光信号を送信することを含むこと
を特徴とするデータ収集方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のセンサーによる測定データを収集するデータ収集システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、互いに離れた場所に配置された複数の検出器による測定データを収集することにより、対象物を監視するシステムが知られている。例えば、測定データの変化の時刻とそのデータにより、高電圧機器内に生じる部分放電を監視する監視装置が開示されている（特許文献１参照）。また、伝送遅れを考慮して、高精度で同時刻の各センサーの測定データを収集するデータ収集システムが開示されている（特許文献２参照）。【０００３】
しかしながら、伝送遅れを考慮して、複数のセンサーの同期をとる場合、システムの構成に依存した設定になる。従って、システムの構成が変わると、複数のセンサーの同期をとるための設定をやり直さなくてはならない。例えば、１つのセンサーを交換した場合でも、他のセンサーについても同期をとるための設定作業が必要になる。このような設定作業は労力を要する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１３１３６６号公報
【特許文献２】特開２０１０−２１８０５６号公報
【発明の概要】
【０００５】
本発明の目的は、複数のセンサの同期をとるための設定作業を軽減することのできるデータ収集システムを提供することにある。
【０００６】
本発明の観点に従ったデータ収集システムは、同期される複数のセンサーと、光信号分配器とを備え、前記複数のセンサーは、物理量を測定する物理量測定手段と、測定した前記物理量が予め決められた条件を満たすと、第１の光信号を前記光信号分配器に送信する第１の光信号送信手段と、前記光信号分配器から受信する第２の光信号を第２の電気信号に変換する第１の信号変換手段と、前記第１の信号変換手段により変換された前記第２の電気信号を、前記第１の信号変換手段による第１の変換時間との合計時間が前記複数のセンサーで全て同じになるように設定される第１の遅延時間、遅延させる第１の遅延手段と、前記物理量が前記条件を満したとき、前記条件を満した時刻に測定された前記物理量を送信し、前記第１の遅延手段により遅延された前記第２の電気信号を受信したとき、前記第２の電気信号を受信した時刻から予め決められた時間前に測定された前記物理量を送信するデータ送信手段とをそれぞれ備え、前記光信号分配器は、前記複数のセンサーのそれぞれから出力される前記第１の光信号を第１の電気信号にそれぞれ変換する複数の第２の信号変換手段と、前記複数の第２の信号変換手段によりそれぞれ変換された前記第１の電気信号を、前記複数の第２の信号変換手段によるそれぞれの変換時間との合計時間が全て同じになるようにそれぞれ設定される第２の遅延時間、それぞれ遅延させる複数の第２の遅延手段と、前記複数の第２の遅延手段のうち少なくとも１つから遅延された前記第１の電気信号を受信したとき、前記複数のセンサーのそれぞれの前記第１の信号変換手段に前記第２の光信号を送信する第２の光信号送信手段とを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係るデータ収集システムの構成を示す構成図である。
【図２】図２は、本実施形態に係るデータ収集システムにおけるトリガー信号の伝達時間を示す構成図である。
【図３】図３は、本発明の第２の実施形態に係るセンサーの構成を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るデータ収集システム１の構成を示す構成図である。なお、図面における同一部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【０００９】
データ収集システム１は、ｎ個のセンサー２ａ，２ｂ，…，２ｎ、光信号分配器３、複数の光伝送路４、及びデータ取集装置５を備える。センサー２ａ〜２ｎは、２以上であればいくつ設けられていてもよい。センサー２ａ〜２ｎと光信号分配器３は、それぞれ送信用と受信用の２つの光伝送路４で接続される。光伝送路４は、例えば光ファイバーである。なお、データ取集装置５は、データ収集システム１の構成として設けられていなくてもよい。データ取集装置５は、センサー２ａ〜２ｎからの測定データＤＴを受信できればよいため、何処に設置されてもよい。
【００１０】
センサー２ａ〜２ｎは、電子機器又はその周辺などの測定箇所に配置される。センサー２ａ〜２ｎは、電圧、電流又は電磁波などの物理量の変化をナノ秒オーダでサンプリングして、物理量を測定する。センサー２ａ〜２ｎは、測定した物理量の測定データＤＴを収集するデータ収集装置５に無線通信で送信する。センサー２ａ〜２ｎは、自身が測定する物理量の変化により発生する内部トリガーと、他のセンサー２ａ〜２ｎが測定する物理量の変化により発生する外部トリガーの２つのトリガーにより、測定データＤＴを送信する。
【００１１】
各センサー２ａ〜２ｎは、測定対象（測定箇所又は測定する物理量など）が異なる点以外は、全て同様に構成される。ここでは、１つのセンサー２ａについて説明し、残りのセンサー２ｂ〜２ｎは同様に構成されているものとして説明を省略する。
【００１２】
センサー２ａは、アナログ信号入力部１１ａ、アナログ／ディジタル変換部１２ａ、演算処理部１３ａ、データ記憶部１４ａ、データ編集部１５ａ、無線通信回路１６ａ、遅延回路１７ａ、Ｏ／Ｅ変換器１８ａ、Ｅ／Ｏ変換器１９ａ、及び無線通信用アンテナ２０ａを備える。その他に、センサー２ａは、基準振動子などの同期をとるために必要な構成を備える。
【００１３】
アナログ信号入力部１１ａには、センサー２ａの測定対象である物理量を表すアナログ信号（電気信号）が入力される。アナログ信号入力部１１ａは、入力されるアナログ信号を、測定値（測定データ）として扱うためのアナログ信号にして、アナログ／ディジタル変換部１２ａに出力する。
【００１４】
アナログ／ディジタル変換部１２ａは、アナログ信号入力部１１ａから入力されるアナログ信号の測定値をディジタル信号に変換する。アナログ／ディジタル変換部１２ａは、変換したディジタル信号の測定値を演算処理部１３ａ及びデータ記憶部１４ａに出力する。
【００１５】
演算処理部１３ａは、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などの素子がプログラム等に従って実行されることで実現される構成である。演算処理部１３ａは、アナログ／ディジタル変換部１２ａから出力される測定値（ディジタル信号）をナノ秒オーダでサンプリングする。演算処理部１３ａは、サンプリングした測定値をデータ記憶部１４ａに書き込む。その他に、演算処理部１３ａは、センサー２ａの内部にある部品又は素子等の監視及び制御等を行う。
【００１６】
データ記憶部１４ａは、サンプリングされた測定値を時系列で記憶するメモリである。データ記憶部１４ａは、センサー２ａの機能に対応するように十分大きな容量を持つ。データ記憶部１４ａは、例えばリングバッファ形式でデータを記憶する。
【００１７】
演算処理部１３ａは、比較部１３１及び判定部１３２を備える。
【００１８】
比較部１３１には、アナログ／ディジタル変換部１２ａから入力され、サンプリングされた測定値が入力される。比較部１３１は、サンプリングされた測定値と予め決められた閾値（設定値）を比較する。サンプリングされた測定値が閾値を超えた場合、比較部１３１は、内部トリガー信号を判定部１３２及びＥ／Ｏ変換器１９ａに発信する。なお、ここでは、測定値が閾値を超えた場合に、内部トリガー信号を発信したが、測定値が予め決められた条件を満たしたときに、内部トリガー信号を発信するのであれば、どのような条件でもよい。例えば、内部トリガー信号を発信する条件は、測定値が設定値を下回った場合でもよいし、測定値の変化量が設定値を超えた場合でもよい。
【００１９】
判定部１３２には、比較部１３１から出力された内部トリガー信号及び他のセンサー２ｂ〜２ｎから出力された外部トリガー信号が入力される。判定部１３２は、内部トリガー信号と外部トリガー信号を両方受信した場合、自己のセンサー２ａの測定値が閾値を超過した（自己のセンサー２ａによる検出）と判定する。判定部１３２は、外部トリガー信号を受信し、かつ内部トリガー信号を受信しない場合、他のセンサー２ｂ〜２ｎの測定値が閾値を超過した（他のセンサー２ｂ〜２ｎによる検出）と判定する。判定部１３２は、判定結果と共に、データ編集及びデータ送信の指示をするトリガー信号をデータ編集部１５ａに出力する。
【００２０】
データ編集部１５ａは、判定部１３２から判定結果及びトリガー信号を受けると、判定結果に基づいて、データ記憶部１４ａから測定データを取り込む。判定部１３２の判定結果が自己のセンサー２ａによる検出を示す場合、データ編集部１５ａは、内部トリガー信号の発生時刻に測定された測定データをデータ記憶部１４ａから取り込む。判定部１３２の判定結果が他のセンサー２ｂ〜２ｎによる検出を示す場合、データ編集部１５ａは、外部トリガー信号の受信時刻よりも予め決められた一定時間過去に遡った時刻に測定された測定データをデータ記憶部１４ａから取り込む。データ編集部１５ａは、データ記憶部１４ａから取り込んだ測定データに、ヘッダー及びフッターなど無線送信に必要な情報を付加して無線送信用のパケットを生成する。ここで、データ編集部１５ａがパケットに含める測定データは、データ記憶部１４ａに記憶されたデータから求まるデータであればどのような測定データでもよい。例えば、パケットに含める測定データは、該当の時刻の瞬時値又は実効値でもよいし、該当の時刻の前後の測定値を編集等をすることで求まる波形データでもよい。データ編集部１５ａは、生成したパケットを無線通信回路１６ａに出力する。
【００２１】
無線通信回路１６ａは、データ編集部１５ａから受信した測定データＤＴを含むパケットを無線通信用アンテナ２０ａから出力する。これにより、センサー２ａの測定データＤＴが外部にあるデータ収集装置５に無線通信で送信される。
【００２２】
Ｏ／Ｅ変換器１８ａは、他のセンサー２ｂ〜２ｎの検出により生成される外部トリガー信号（光信号）を、光伝送路４を介して光信号分配器３から受信する。Ｏ／Ｅ変換器１８ａは、受信した外部トリガー信号を光信号から電気信号に変換する。Ｏ／Ｅ変換器１８ａは、電気信号に変換した外部トリガー信号を遅延回路１７ａに出力する。
【００２３】
遅延回路１７ａは、Ｏ／Ｅ変換器１８ａから入力される外部トリガー信号を予め設定される遅延時間、遅らせて判定部１３２に出力する。遅延回路１７ａに設定される遅延時間は、Ｏ／Ｅ変換器１８ａが変換に掛かる時間（変換時間）に応じて決定される。
【００２４】
Ｅ／Ｏ変換器１９ａは、比較部１３１から入力される内部トリガー信号を電気信号から光信号に変換する。Ｅ／Ｏ変換器１９ａは、光信号に変換した内部トリガー信号を、光伝送路４を介して光信号分配器３に出力する。Ｅ／Ｏ変換器１９ａから出力される内部トリガー信号は、他のセンサー２ｂ〜２ｎで、外部トリガー信号として扱われる信号になる。
【００２５】
光信号分配器３は、任意のセンサー２ａ〜２ｎから出力される光信号の内部トリガー信号を受信すると、他の全てのセンサー２ａ〜２ｎに外部トリガー信号としての光信号を分配する。
【００２６】
光信号分配器３は、ｎ個のＯ／Ｅ変換器３１ａ〜３１ｎ、ｎ個の遅延回路３２ａ〜３２ｎ、論理和回路３３、及びｎ個のＥ／Ｏ変換器３４ａ〜３４ｎを備える。Ｏ／Ｅ変換器３１ａ〜３１ｎ、遅延回路３２ａ〜３２ｎ、及びＥ／Ｏ変換器３４ａ〜３４ｎは、それぞれ各センサー２ａ〜２ｎと対応するように同数設けられている。ここでは、１つのセンサー２ａに対応するＯ／Ｅ変換器３１ａ、遅延回路３２ａ、及びＥ／Ｏ変換器３４ａについて主に説明し、残りは同様に構成されているものとして説明を省略する。
【００２７】
Ｏ／Ｅ変換器３１ａは、センサー２ａから送信される光信号のトリガー信号（内部トリガー信号）を受信する。Ｏ／Ｅ変換器３１ａは、受信したトリガー信号を光信号から電気信号に変換する。Ｏ／Ｅ変換器３１ａは、電気信号に変換したトリガー信号を遅延回路３２ａに出力する。
【００２８】
遅延回路３２ａは、Ｏ／Ｅ変換器３１ａから入力されるトリガー信号を予め設定される遅延時間、遅らせて論理和回路３３に出力する。遅延回路３２ａに設定される遅延時間は、Ｏ／Ｅ変換器３１ａが変換に掛かる時間（変換時間）に応じて決定される。
【００２９】
論理和回路３３には、全てのセンサー２ａ〜２ｎに対応する全ての遅延回路３２ａ〜３２ｎからのトリガー信号が入力される。論理和回路３３は、全ての遅延回路３２ａ〜３２ｎからのトリガー信号の論理和をとり、その演算結果を全てのセンサー２ａ〜２ｎに対応するＥ／Ｏ変換器３４ａ〜３４ｎに出力する。従って、論理和回路３３は、少なくとも１つの遅延回路３２ａ〜３２ｎからトリガー信号を受信すると、全てのＥ／Ｏ変換器３４ａ〜３４ｎにトリガー信号を出力する。
【００３０】
Ｅ／Ｏ変換器３４ａは、論理和回路３３から電気信号のトリガー信号を受信する。Ｅ／Ｏ変換器３４ａは、受信したトリガー信号を電気信号から光信号に変換する。Ｅ／Ｏ変換器３４ａは、光信号に変換したトリガー信号を外部トリガー信号として、光伝送路４を介してセンサー２ａに送信する。
【００３１】
図２は、本実施形態に係るデータ収集システム１におけるトリガー信号の伝達時間を示す構成図である。
【００３２】
センサー２ａ〜２ｎの遅延回路１７ａ〜１７ｎに設定される遅延時間Ｔ１７ａ〜Ｔ１７ｎ及び光信号分配器３の遅延回路３２ａ〜３２ｎに設定される遅延時間Ｔ３２ａ〜Ｔ３２ｎの決定方法について説明する。
【００３３】
Ｏ／Ｅ変換器１８ａ〜１８ｎ，３１ａ〜３１ｎのそれぞれの光信号から電気信号へ変換する変換時間Ｔ１８ａ〜Ｔ１８ｎ，Ｔ３１ａ〜Ｔ３１ｎは、個体差により、全て異なる。例えば、個体間で変換時間Ｔ１８ａ〜Ｔ１８ｎ，Ｔ３１ａ〜Ｔ３１ｎに１００ナノ秒ほどの差がある。一方、Ｅ／Ｏ変換器１９ａ〜１９ｎ，３４ａ〜３４ｎの電気信号から光信号へ変換する変換時間は全て０とみなせる。
【００３４】
各センサー２ａ〜２ｎにおいて、遅延回路１７ａ〜１７ｎの遅延時間Ｔ１７ａ〜Ｔ１７ｎとＯ／Ｅ変換器１８ａ〜１８ｎの変換時間Ｔ１８ａ〜Ｔ１８ｎのそれぞれの合計が全て同じ時間Ｔａとなるように、遅延時間Ｔ１７ａ〜Ｔ１７ｎが設定される。時間Ｔａは、Ｏ／Ｅ変換器１８ａ〜１８ｎの変換時間Ｔ１８ａ〜Ｔ１８ｎの個体差よりも大きな値にする。時間Ｔａは、各センサー２ａ〜２ｎにおいて、外部トリガー信号がＯ／Ｅ変換器１８ａ〜１８ｎで受信されてから演算処理部１３ａ〜１３ｎに到達するまでの伝達に掛かる遅延時間である。
【００３５】
光信号分配器３において、遅延回路３２ａ〜３２ｎの遅延時間Ｔ３２ａ〜Ｔ３２ｎとＯ／Ｅ変換器３１ａ〜３１ｎの変換時間Ｔ３１ａ〜Ｔ３１ｎのそれぞれの合計が全て同じ時間Ｔｂとなるように、遅延時間Ｔ３２ａ〜Ｔ３２ｎが設定される。時間Ｔｂは、Ｏ／Ｅ変換器３１ａ〜３１ｎの変換時間Ｔ３１ａ〜Ｔ３１ｎの個体差よりも大きな値にする。時間Ｔｂは、各センサー２ａ〜２ｎの内部トリガー信号が光信号分配器３の各Ｏ／Ｅ変換器３１ａ〜３１ｎで受信されてから論理和回路３３に到達するまでの伝達に掛かる遅延時間である。
【００３６】
センサー２ｂで発生した内部トリガー信号がセンサー２ａに外部トリガー信号として伝達されるまでの遅延時間Ｔｄについて説明する。ここでは、各センサー２ａ〜２ｎと光信号分配器３を接続する光伝送路４の長さは全て同じであるものとする。遅延時間Ｔｄは、次式のように表される。
【００３７】
Ｔｄ＝Ｔ１９ｂ＋Ｔ４＋Ｔ３１ｂ＋Ｔ３２ｂ＋Ｔ３３＋Ｔ３４ａ＋Ｔ４＋Ｔ１８ａ＋Ｔ１７ａ  …式（１）
ここで、時間Ｔ４は、光信号が光伝送路４を伝達するのに掛かる時間（信号伝達時間）、時間Ｔ３３は、論理和回路３３の演算処理時間、時間Ｔ１９ｂは、Ｅ／Ｏ変換器１９ｂの信号の変換時間、時間Ｔ３４ａは、Ｅ／Ｏ変換器３４ａの信号の変換時間、である。
【００３８】
また、前述したように、遅延回路１７ａ〜１７ｎ，３２ａ〜３２ｎの遅延時間Ｔ１７ａ〜Ｔ１７ｎ，Ｔ３２ａ〜Ｔ３２を設定していることから次式が成り立つ。
【００３９】
Ｔａ＝Ｔ１７ａ＋Ｔ１８ａ＝Ｔ１７ｂ＋Ｔ１８ｂ＝…＝Ｔ１７ｎ＋Ｔ１８ｎ  …式（２）
Ｔｂ＝Ｔ３１ａ＋Ｔ３２ａ＝Ｔ３１ｂ＋Ｔ３２ｂ＝…＝Ｔ３１ｎ＋Ｔ３２ｎ  …式（３）
式（２）及び式（３）を式（１）に代入すると、次式になる。
【００４０】
Ｔｄ＝Ｔ１９ｂ＋Ｔ４＋Ｔｂ＋Ｔ３３＋Ｔ３４ａ＋Ｔ４＋Ｔａ  …式（４）
ここで、Ｅ／Ｏ変換器１９ｂ，３４ａの変換時間Ｔ１９ｂ，Ｔ３４ａは０とみなせるため、式（４）は、次式のようになる。
【００４１】
Ｔｄ＝Ｔ４＋Ｔｂ＋Ｔ３３＋Ｔ４＋Ｔａ  …式（５）
ここで、論理和回路３３の演算処理時間Ｔ３３は、固定である。また、光伝送路４の信号伝達時間Ｔ４は、ケーブルの長さで決まり、固定である。
【００４２】
従って、時間Ｔａ及び時間Ｔｂも固定であるから、遅延時間Ｔｄは、固定時間になる。
【００４３】
例えば、条件を、Ｔ４＝１０［ｎｓ］（２ｍの光ファイバーケーブルに相当）、Ｔ３１ｂ＝３４［ｎｓ］、Ｔ３３＝５［ｎｓ］、Ｔ１８ａ＝６０［ｎｓ］、Ｔａ＝２００［ｎｓ］、Ｔｂ＝１５０［ｎｓ］とする。
【００４４】
式（５）により、遅延時間Ｔｄは、次のように求まる。
【００４５】
Ｔｄ＝１０＋１５０＋５＋１０＋２００＝３７５［ｎｓ］
従って、この条件下では、センサー２ｂで発生したトリガー信号をセンサー２ａが受信した場合、センサー２ａは、トリガー信号を受信した時刻から３７５ナノ秒前の測定値をとれば、トリガー信号を発生した時刻のセンサー２ｂの測定値と同期する。
【００４６】
このとき、遅延回路３２ｂの遅延時間Ｔ３２ｂ及び遅延回路１７ａの遅延時間Ｔ１７ａは、式（２）及び式（３）より、次式が求まる。
【００４７】
Ｔ３２ｂ＝Ｔｂ−Ｔ３１ｂ＝１５０−３４＝１１６［ｎｓ］  …式（６）
Ｔ１９ａ＝Ｔａ−Ｔ１８ａ＝２００−６０＝１４０［ｎｓ］  …式（７）
このように、時間Ｔａ及び時間Ｔｂを決め、Ｅ／Ｏ変換器１９ｂ，３４ａの変換時間Ｔ１９ｂ，Ｔ３４ａを測定することで、遅延時間Ｔ１７ａ，Ｔ３２ｂが求まる。求めた遅延時間Ｔ１７ａ，Ｔ３２ｂを遅延回路１７ａ，３２ｂに運用前に設定する。これを全ての遅延回路１７ａ〜１７ｎ，３２ａ〜３２ｎに対して行う。
【００４８】
本実施形態によれば、高い精度で複数のセンサー２ａ〜２ｎ間の同期を取ることができる。これにより、データ収集システム１は、複数のセンサー２ａ〜２ｎから高い精度で同時刻と判断される測定値を収集することができる。
【００４９】
例えば、遅延回路１７ａ〜１７ｎ，３２ａ〜３２ｎを０．１ナノ秒単位で設定可能な遅延素子で構成した場合、０．１ナノ秒単位で遅延時間Ｔ１７ａ〜Ｔ１７ｎ，Ｔ３２ａ〜Ｔ３２ｎを設定することができる。この場合、複数のセンサー２ａ〜２ｎ間の測定時間の同期の精度を０．１ナノ秒単位にすることができる。
【００５０】
また、データ収集システム１は、個々のセンサー２ａ〜２ｎ及び光信号分配器３にそれぞれ遅延回路１７ａ〜１７ｎ，３２ａ〜３２ｎを設けている。これにより、センサー２ａ〜２ｎ及び光信号分配器３の組合せを任意に選択した場合でも、遅延時間Ｔ１７ａ〜Ｔ１７ｎ，Ｔ３２ａ〜Ｔ３２ｎの設定作業を軽減することができる。例えば、センサー２ａ〜２ｎ又は光信号分配器３のうちいずれかの機器の交換が必要な場合、交換した機器（センサー２ａ〜２ｎ又は光信号分配器３）に設けられた遅延回路１７ａ〜１７ｎ，３２ａ〜３２ｎのみ設定し直せば、データ収集システム１における同期をとるための設定作業を完了することができる。
【００５１】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係るセンサー２Ａの構成を示す構成図である。
【００５２】
本実施形態に係るデータ収集システム１は、図１に示す第１の実施形態に係るデータ収集システム１において、各センサー２ａ〜２ｎをそれぞれセンサー２Ａに代えたものである。その他は、第１の実施形態と同様である。
【００５３】
センサー２Ａは、図１に示す第１の実施形態に係るセンサー２ａにおいて、演算処理部１３ａの代わりに演算処理部１３Ａを設けたものである。その他は、センサー２Ａは、第１の実施形態に係るセンサー２ａと同様である。
【００５４】
演算処理部１３Ａは、第１の実施形態に係る演算処理部１３ａにテスト実行部１３３を追加したものである。その他は、演算処理部１３Ａは、第１の実施形態に係る演算処理部１３ａと同様である。なお、図３では、説明の便宜上、テスト実行部１３３のみを図示している。
【００５５】
テスト実行部１３３は、テストモード（信号遅延時間測定機能）を実行するための演算処理を行う。テスト実行部１３３は、テスト信号を出力してから光伝送路４を介して自身で受信するまでの信号遅延時間Ｔｔを測定する。テストモードに切り替わると、テスト実行部１３３は、テストを行うための演算処理をする。なお、運用状態で実行する通常モードとテストモードの切り替えは、どのようなに行われてもよい。例えば、モードの切り替えは、ソフトウェア又はハードウェアのどちらで行われてもよいし、人為的に切り替えてもよいし、運用状態又はテスト状態を自動的に認識して切り替えてもよい。
【００５６】
次に、信号遅延時間Ｔｔを測定するテストの実施方法について説明する。
【００５７】
テストは、センサー２Ａをデータ収集システム１から切り離した単体の状態で行う。なお、データ収集システム１から切り離さずにテストを行ってもよい。
【００５８】
作業者は、センサー２Ａから出力されるトリガー信号を自身で受信するように、内部トリガー信号が出力される端子と外部トリガー信号が入力される端子を光伝送路４で接続する。具体的には、Ｅ／Ｏ変換器１９ａの出力側とＯ／Ｅ変換器１８ａの入力側を光伝送路４で接続する。
【００５９】
作業者は、光伝送路４を接続後、センサー２Ａにテストを実行させる操作をする。これにより、テスト実行部１３３からテスト用のトリガー信号であるテスト信号を発信する。
【００６０】
テスト実行部１３３から出力されたテスト信号は、Ｅ／Ｏ変換器１９ａにより、電気信号から光信号に変換される。光信号に変換されたテスト信号は、Ｅ／Ｏ変換器１９ａから光伝送路４に出力される。Ｏ／Ｅ変換器１８ａは、光伝送路４を介して、テスト信号を受信する。Ｏ／Ｅ変換器１８ａは、受信したテスト信号を光信号から電気信号に変換して、遅延回路１７ａに出力する。遅延回路１７ａは、テスト信号を受信してから予め設定された遅延時間Ｔ１７ａ遅らせて、テスト実行部１３３に出力する。ここでは、テストモード時は、遅延時間Ｔ１７ａが０秒に設定されているものとする。従って、遅延回路１７ａは、テスト信号を受信すると、遅延させることなく、テスト信号を送信する。テスト実行部１３３は、テスト信号を発信してから受信するまでの時間を測定する。
【００６１】
この場合の信号遅延時間Ｔｔは、次式のように表される。
【００６２】
Ｔｔ＝Ｔ１９ａ＋Ｔ４＋Ｔ１８ａ＋Ｔ１７ａ  …式（８）
ここでは、Ｅ／Ｏ変換器１９ａの変換時間Ｔ１９ａ及び遅延回路１７ａの遅延時間Ｔ１７ａは、共に０秒に設定されている。
【００６３】
よって、式（８）は、次式のようになる。
【００６４】
Ｔｔ＝Ｔ４＋Ｔ１８ａ  …式（９）
また、光伝送路４の長さを求めることにより、光伝送路４の信号伝達時間Ｔ４が求まる。従って、信号遅延時間Ｔｔを測定すれば、Ｏ／Ｅ変換器１８ａの変換時間Ｔ１８ａが求まる。
【００６５】
作業者は、求めたＯ／Ｅ変換器１８ａの変換時間Ｔ１８ａにより、遅延回路１７ａの遅延時間Ｔ１７ａとＯ／Ｅ変換器１８ａの変換時間Ｔ１８ａの合計時間が予め決められた時間Ｔａになるように、遅延回路１７ａに遅延時間Ｔ１７ａを設定する。時間Ｔａは、全てのセンサー２Ａで、遅延回路１７ａの遅延時間Ｔ１７ａとＯ／Ｅ変換器１８ａの変換時間Ｔ１８ａの合計時間を同じにするための時間である。なお、センサー２Ａに、時間Ｔａ及び光伝送路４の信号伝達時間Ｔ４をセンサー２Ａに予め設定しておくことにより、テスト終了後に、遅延回路１７ａに遅延時間Ｔ１７ａが自動的に設定されるようにしてもよい。
【００６６】
本実施形態によれば、第１の実施形態による作用効果に加え、以下の作用効果を得ることができる。
【００６７】
センサー２Ａに、テスト信号を発信してから戻ってくるテスト信号を受信するまでの信号遅延時間Ｔｔを測定するテストモード（信号遅延時間測定機能）を設けることで、センサー２Ａの遅延回路１７ａの遅延時間Ｔ１７ａの設定を容易にすることができる。
【００６８】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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