(57)【要約】【課題】航空障害灯の断芯（球切れ）を精度良く検出して遠隔監視装置へ通知する。【解決手段】受光センサ２０は、商用周波数５０／６０Hzの交流電力により放電する航空障害灯１０の近傍に設置され、この航空障害灯１０の放射光Ｓ１３を受光し、電気信号の受光信号Ｓ２２に変換する。断芯検出装置３０は、受光信号Ｓ２２から周波数成分を抽出して５０／６０Hzの周波数成分の含有の有無を検出し、この検出結果が「含有有り」のときには航空障害灯１０が正常状態、「含有無し」のときには航空障害灯１０が断芯状態であると判定する。接点監視装置５０は、断芯検出装置３０の判定結果を入力し、この判定結果に所望の情報を付加して生成した航空障害灯情報を、通信網７０を介して遠隔監視装置８０へ送信する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定周波数の交流電力により放電する航空障害灯の近傍に設置され、前記航空障害灯の放射光を受光し、電気信号の受光信号に変換して出力する受光センサと、
前記受光信号を入力し、前記受光信号から周波数成分を抽出して前記所定周波数成分の含有の有無を検出し、この検出結果が「含有有り」のときには前記航空障害灯が正常状態、「含有無し」のときには前記航空障害灯が断芯状態であると判定し、この判定結果を出力する断芯検出装置と、
前記判定結果を入力し、前記判定結果に所望の情報を付加して生成した航空障害灯情報を遠隔監視装置へ送信する通信装置と、
を備えたことを特徴とする航空障害灯断芯検出システム。
【請求項２】
前記所定周波数は、商用周波数の５０Hz又は６０Hzであることを特徴とする請求項１記載の航空障害灯断芯検出システム。
【請求項３】
前記受光センサは、前記航空障害灯の前記放射光を集光する集光レンズと、前記集光レンズで集光した光を前記受光信号に変換して出力する光／電変換素子とを有することを特徴とする請求項１又は２記載の航空障害灯断芯検出システム。
【請求項４】
前記断芯検出装置は、
前記受光信号を入力し、前記受光信号から周波数成分を抽出してこの抽出結果を出力するフィルタと、
前記抽出結果をパルス信号に変換して出力するパルス変換手段と、
前記パルス信号に対して一定時間毎に移動平均を取りながらパルス数を計数してこの計数結果を出力する計数手段と、
前記所定周波数に対応するパルス数の所定範囲の値を基準にして、前記計数結果が前記所定範囲の値内にあるときには、前記航空障害灯が正常状態であると判定し、前記計数結果が前記所定範囲の値外にあるときには、前記航空障害灯が断芯状態であると判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果を前記通信装置へ出力する出力手段と、
を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の航空障害灯断芯検出システム。
【請求項５】
前記パルス変換手段は、前記抽出結果を増幅して増幅信号を出力する増幅回路と、前記増幅信号を整流した後に前記パルス信号に変換して出力する波形整形回路とを有し、
前記計数手段、及び前記判定手段は、プログラム制御されるプロセッサにより構成され、
前記出力手段は、前記判定結果を駆動して出力信号を出力する出力ドライバと、前記出力信号によりオン／オフ動作して接点情報を出力する接点スイッチとを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の航空障害灯断芯検出システム。
【請求項６】
前記通信装置は、
前記判定結果を入力する入力手段と、
前記入力手段から入力された前記判定結果に所望の情報を付加して前記航空障害灯情報を生成する機能を有する無線処理部と、
前記無線処理部で生成された前記航空障害灯情報を、通信網を介して前記遠隔監視装置へ送信する機能を有する送受信手段と、
を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の航空障害灯断芯検出システム。
【請求項７】
前記判定結果に付加する前記所望の情報は、前記遠隔監視装置から前記通信網、及び前記送受信手段を介して変更可能な構成にしたことを特徴とする請求項６記載の航空障害灯断芯検出システム。
【請求項８】
前記通信網は、データ通信網又は衛星通信網を有することを特徴とする請求項６又は７記載の航空障害灯断芯検出システム。
【請求項９】
前記遠隔監視装置は、通信機能を有するコンピュータシステム、及び／又は、携帯通信端末装置を備えたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の航空障害灯断芯検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送電鉄塔やビル等に取り付けられた航空障害灯の断芯（球切れ）を検出すると共に、断芯検出情報を遠隔に通知するための航空障害灯断芯検出システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
航空障害灯は、航空機の夜間航行時等に、所定高さ（例えば、地上高さ６０ｍ）を越える構造物の存在を明示させるために設置されるものであり、劣化等による断芯があれば、速やかに新たな航空障害灯と交換することが必要となる。
【０００３】
このような航空障害灯における従来の航空障害灯断芯検出システムに関する技術としては、例えば、次のような文献等に記載されるものがある。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１２８５１５号公報
【特許文献２】特開２００３−４５６８２号公報
【特許文献３】特開２００３−２２３９９６号公報
【０００５】
そのうち、従来の航空障害灯の断芯検出方法に関するものとしては、例えば、下記の（ａ）、（ｂ）のようなものがある。
【０００６】
（ａ）  巡視（直接目視）による方法
航空障害灯が設置される鉄塔は、地域によっては山奥に立設される場合が少なくない。山奥では通信手段が確保できない場合（例えば、通信線の布設ができない場合や、携帯電話の無線電波エリア外である場合）もあり、この場合には定期巡視を行い、目視により航空障害灯の点灯状態を確認している。
（ｂ）  巡視（表示器確認）による方法
【０００７】
航空障害灯の点灯状態を表す表示器を目視により確認する方法としては、例えば、次の（ｂ１）〜（ｂ３）のようなものがある。
【０００８】
（ｂ１）  定期巡視における目視確認以外の方法として、例えば、特許文献２に開示されているような自動検出による方法がある。通常、航空障害灯は、制御盤によって制御されており、制御盤と航空障害灯との間には電源供給用の電源線が布設されている。この電源線の電圧や電流（負荷電流）の状態を監視することにより、航空障害灯の点灯状態を把握している。電圧や電流値が所定の値でない場合には異常と判断し、接点スイッチにより警報信号を出力する。そして、警報信号が出力された場合には、例えば、制御盤近辺や制御盤前面に設けられた発光ダイオード（以下「LED」という。）等の表示器に表示する。
【０００９】
（ｂ２）  自動検出手段にビデオカメラを適用したものが、例えば、特許文献１に開示されている。
【００１０】
（ｂ３）  自動検出手段に光センサを適用したものが、例えば、特許文献３に開示されている。
【００１１】
又、航空障害灯に関する従来の技術のうち、通信手段が確保できる地域に航空障害灯が設置されている場合には、通信手段を利用して航空障害灯の断芯検出情報を遠隔の監視局（親局）等に通知するようにしている。この場合の従来技術としては、例えば、次の（ｃ）〜（ｅ）のような技術がある。
【００１２】
（ｃ）  航空障害灯の近辺（例えば、航空障害灯を配設する鉄塔の脇）に警報出力信号を送信できる伝送装置（子局）を配置すると共に、子局と親局との間に専用線（一般の公衆回線として使用しない専用回線）を布設し、この専用線を介して通信を行う。
【００１３】
（ｄ）  前記（ｃ）と同様に、伝送装置（子局）を配置すると共に、子局と親局との間の通信は、インターネット網＋ＡＳＰ（Application  Service  Provider)サービスを介して行う。ASPサービスとは、ネットワーク経由でアプリケーション・パッケージの機能だけを販売するサービス事業者が行っているメール一括配信サービス等である。
【００１４】
（ｅ）  例えば、特許文献２に開示されているように、伝送装置が警報接点信号を監視し、警報接点信号が入力された場合は、伝送装置に内蔵の携帯電話機により、警報接点信号を親局のファクシミリ装置へ送信する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、従来の航空障害灯断芯検出システムに関する前記（ａ）〜（ｅ）の技術では、下記の（１）〜（７）のような課題があった。
【００１６】
（１）  前記従来技術（ａ）の課題
人的資源を投入して全ての対象場所を巡視することとなるため、効率が悪く、ヒューマンコスト的にも好ましいとは言えない。
【００１７】
航空障害灯の断芯は、定期巡視時に把握することとなるので、断芯発生時から定期巡視時（メンテナンス時）までの間、長時間に亘って断芯状態が継続されている可能性もあった。
【００１８】
気象状態により、定期巡視が行えない場合もある。
又、日差しの強い日中に航空障害灯の点灯状態を目視で確認することは、太陽光との関係で困難なことも多かった。
【００１９】
（２）  前記従来技術（ｂ１)の課題
前記（１）と同様の課題がある。
電圧／電流検出回路は、灯器の電源線に付加するように配線するが、灯器部や配線部は高圧条件下におかれていることから、高低圧の混触及びトラッキング（tracking、漏れ電流経路）の危険性があるという問題もある。
【００２０】
特に、航空障害灯の電源が高圧送電線等の電力線による静電誘導電力で確保されている場合、気象条件（風雨）等により電圧変動の影響を受けることがある。
【００２１】
電力線による静電誘導電力とは、電力線等が架設された複数の送電鉄塔において、送電鉄塔間に架設される架空地線（グランドワイヤ）の一部を絶縁し、この絶縁した絶縁架空地線と電力線との間の静電容量から得られる電力のことであり、この電力を航空障害灯点灯用電源として使用する方式が、静電誘導方式の航空障害灯と言われている。静電誘導方式は、架空地線を絶縁することにより、電力を簡単に取り出せるので、河川敷や山間地等の配電線を敷設することが困難な場所においても、航空障害灯の点灯が可能となる。しかも、静電誘導方式は、配電線に接続されないため、送電鉄塔へ侵入する落雷等の異常電圧に対して一般需要家に影響を与えない安全な方式であり、電力線からの静電誘導電力で航空障害灯を点灯することは、省エネルギ、取り付け経費の低減、灯器の長寿命等、非常に有効な方式と言える。
【００２２】
このように、航空障害灯の電源が電力線による静電誘導電力で確保されている場合、気象条件等により電圧変動の影響を受けることがあり、この際、一時的な瞬時電圧低下が起こり得るが、この瞬時電圧低下の情報を基に検出器が断芯と誤って判断し、誤警報を発してしまう虞があるという課題もあった。
【００２３】
（３）  前記従来技術（ｂ２）の課題
前記（１）と同様の課題がある他に、この従来技術は、撮影画像データと基礎画像データとを用い、測定対象（航空障害灯及びこの近辺）の明暗を比較することにより、航空障害灯の断芯を検出している。しかし、航空障害灯の周辺環境の変化（建造物の新設や照明灯の新設等による変化）があった場合には、それに応じて基礎画像データを交換しないと信頼性に欠ける懸念がある。
【００２４】
又、複数の航空障害灯を画像に納めるようにするため、ビデオカメラの設置場所に制約を受けるという課題もある。
【００２５】
（４）  前記従来技術（ｂ３）の課題
この従来技術では、航空障害灯の近辺に集光レンズを用いたセンサを配設し、集光レンズに入射した光信号を光ファイバケーブルで伝送して表示部で直接的に発光表示（色表示）させている。しかし、このように集光レンズに入射した光信号を単に直接的に発光表示させた場合、集光レンズの汚れ具合が信頼性低下に直結するという課題がある。
【００２６】
又、光ファイバケーブルを長区間に及んで布設する場合、光信号の色彩成分が光ファイバケーブルを伝送する間に減衰し、色彩が変化する虞がある。そのため、検出手段としては信頼性に欠けるという課題もあった。
【００２７】
（５）  前記従来技術（ｃ）の課題
当然のことながら、専用回線をその目的だけのために布設することとなり、コストが高いという課題がある。又、測定対象の場所（山奥等）によっては専用線を布設できない。
【００２８】
（６）  前記従来技術（ｄ）の課題
プロバイダが提供しているＡＳＰサービスに加入する必要があると共に、構築に手間が掛かる。子局側の設定変更が困難である。又、携帯電話の電波が届かない地域では適用できないという課題がある。
【００２９】
（７）  前記従来技術（ｅ）の課題
子局からの警報信号は、基本的には親局（特許文献２ではファクシミリ装置）１台が受ける仕様であり、同時に多数の局に配信できない。
【００３０】
以上のように、従来の航空障害灯断芯検出システムでは、未だ技術的に十分満足のゆくものが得られなかった。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
本発明の航空障害灯断芯検出システムは、所定周波数（例えば、商用周波数５０／６０Hz）の交流電力により放電する航空障害灯の近傍に設置され、前記航空障害灯の放射光を受光し、電気信号の受光信号に変換して出力する受光センサと、断芯検出装置と、通信装置とを備えている。
【００３２】
前記断芯検出装置は、前記受光信号を入力し、前記受光信号から周波数成分を抽出して前記所定周波数成分の含有の有無を検出し、この検出結果が「含有有り」のときには前記航空障害灯が正常状態、「含有無し」のときには前記航空障害灯が断芯状態であると判定し、この判定結果を出力する装置である。更に、前記通信装置は、前記判定結果を入力し、前記判定結果に所望の情報を付加して生成した航空障害灯情報を遠隔監視装置へ送信する装置である。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の航空障害灯断芯検出システムによれば、次の（Ａ）〜（Ｅ）のような効果がある。
【００３４】
（Ａ）  昼夜を問わず、航空障害灯の断芯検出を確実に行うことができる。
【００３５】
（Ｂ）  所定周波数の電源を使用している航空障害灯において、商用電源又は静電誘導電源の電源方式を問わず適用できる。特に、従来の静電誘導電源方式の航空障害灯においては、気象条件（風雨）等に起因した電圧変動の影響を受け、検出器が断芯と誤って判断することがあったが、本発明では、このような誤判断が生じない。
【００３６】
（Ｃ）  通信装置及び通信網をデータ通信可能な構成にすれば、例えば、警報通報や定期通報を複数の電子メールアドレス先に同時通知することができるので、危機管理能力、及び信頼性が向上する。
【００３７】
（Ｄ）  通報内容に応じて保守（メンテナンス）を行えば良いため、保守効率が向上する。
【００３８】
（Ｅ）  通信装置を構成する無線処理部において、判定結果に付加する所望の情報は、遠隔監視装置から通信網、及び送受信手段を介して変更可能な構成にすれば、遠隔監視装置側から無線処理部へ電子メールを送信することにより、無線処理部の設定変更を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
航空障害灯断芯検出システムは、受光センサと、断芯検出装置と、通信装置とを備えている。
【００４０】
前記受光センサは、所定周波数（例えば、商用周波数５０Hz又は６０Hz、以下単に「５０／６０Hz」という。）の交流電力により放電する航空障害灯の近傍に設置され、前記航空障害灯の放射光を受光し、電気信号の受光信号に変換して出力するものである。
【００４１】
前記断芯検出装置は、前記受光信号を入力し、前記受光信号から周波数成分を抽出して前記所定周波数成分の含有の有無を検出し、この検出結果が「含有有り」のときには前記航空障害灯が正常状態、「含有無し」のときには前記航空障害灯が断芯状態であると判定し、この判定結果を出力する装置である。
【００４２】
前記断芯検出装置は、例えば、前記受光信号を入力し、前記受光信号から周波数成分を抽出してこの抽出結果を出力するフィルタと、前記抽出結果をパルス信号に変換して出力するパルス変換手段と、前記パルス信号に対して一定時間毎に移動平均を取りながらパルス数を計数（カウント）してこの計数結果（カウント結果）を出力する計数手段（カウント手段）と、前記所定周波数に対応するパルス数の所定範囲の値を基準にして、前記カウント結果が前記所定範囲の値内にあるときには、前記航空障害灯が正常状態であると判定し、前記カウント結果が前記所定範囲の値外にあるときには、前記航空障害灯が断芯状態であると判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果を前記通信装置へ出力する出力手段とを有している。
【００４３】
前記通信装置は、前記判定結果を入力し、前記判定結果に所望の情報を付加して生成した航空障害灯情報を遠隔監視装置へ送信する装置である。前記通信装置は、例えば、前記判定結果を入力する入力手段と、前記入力手段から入力された前記判定結果に所望の情報を付加して前記航空障害灯情報を生成する機能を有する無線処理部と、前記無線処理部で生成された前記航空障害灯情報を、通信網（例えば、データ通信網又は衛星通信網を有する通信網）を介して前記遠隔監視装置へ送信する機能を有する送受信手段とを有している。
【００４４】
又、前記無線処理部において、前記判定結果に付加する前記所望の情報は、前記遠隔監視装置から前記通信網、及び前記送受信手段を介して変更可能な構成になっている。
【実施例１】
【００４５】
（実施例１の構成）
図１は、本発明の実施例１を示す航空障害灯断芯検出システムの概略の構成図である。
【００４６】
この航空障害灯断芯検出システムは、例えば、送電鉄塔やビル等の高所に設置された低光度の航空障害灯１０の断芯状態を検出するシステムであり、航空障害灯１０の放射光Ｓ１３を受光し、電気信号の受光信号Ｓ２２に変換して出力する受光センサ２０を備えている。受光センサ２０には、断芯検出装置３０、及び通信装置（例えば、接点監視装置）５０が接続され、この接点監視装置５０が、通信網７０を介して遠隔監視装置８０と送受信される構成になっている。
【００４７】
航空障害灯１０は、台座機能を有する灯器本体１１と、この灯器本体１１上に装着された光透過性のグローブ１２とを備え、このグローブ１２内に、光源である放電灯（例えば、ネオン管）１３が設けられている。この航空障害灯１０は、商用電源方式又は静電誘導電源方式により供給される所定周波数（例えば、商用周波数５０／６０Hz）の交流電力により放電して光を放射する照明器具であり、この近傍に受光センサ２０が設置されている。
【００４８】
受光センサ２０は、航空障害灯１０からの放射光Ｓ１３を集光する集光レンズ２１と、この集光レンズ２１で集光した光を受光信号Ｓ２２に変換して出力する光／電変換素子（例えば、フォトトランジスタ）２２とを有し、このフォトトランジスタ２２の出力端子側に、メタルケーブルを介して断芯検出装置３０が接続されている。
【００４９】
断芯検出装置３０は、フォトトランジスタ２２から出力される受光信号Ｓ２２の周波数成分を抽出して商用周波数成分が含まれているか否か（即ち、含有の有無）を検出し、この検出結果が「含有有り」のときには航空障害灯１０が正常状態、「含有無し」のときには航空障害灯１０が断芯状態であると判定し、この判定結果を出力する装置である。
【００５０】
この断芯検出装置３０は、フォトトランジスタ２２から出力される受光信号Ｓ２２から周波数成分を抽出するバンドパスフィルタ（帯域フィルタ）３１と、このフィルタ３１で抽出された抽出結果をパルス信号（以下単に「パルス」という。）に変換するパルス変換手段（例えば、増幅回路３２及び波形整形回路３３）と、変換されたパルスの数をカウントしてこのカウント結果（カウント値）から航空障害灯１０が断芯しているか否かを判定するためのプログラム制御されるプロセッサ（例えば、１チップのマイクロプロセッサ（以下「MPU」という。））３４と、このMPU３４の判定結果を接点監視装置５０へ出力する出力手段（例えば、出力ドライバ３５及び接点スイッチ３６）とを有している。
【００５１】
パルス変換手段を構成する増幅回路３２及び波形整形回路３３のうち、増幅回路３２は、フィルタ３１で抽出された抽出結果を増幅して増幅信号を出力する回路である。波形整形回路３３は、その増幅信号を整流した後にパルスに変換してMPU３４へ出力する回路である。MPU３４は、中央処理装置（以下「CPU」という。）、メモリ、及び入／出力（以下「I/O」という。）回路等により構成され、入力されるパルスに対して一定時間毎に移動平均を取りながらパルス数をカウントしてこのカウント値を出力するカウント手段の機能と、判定手段の機能とを有している。判定手段の機能は、商用周波数に対応するパルス数の所定範囲の値を基準にして、カウント手段によるカウント値がその所定範囲の値内にあるときには、航空障害灯１０が正常状態であると判定し、カウント値がその所定範囲の値外にあるときには、航空障害灯１０が断芯状態であると判定する。
【００５２】
出力手段を構成する出力ドライバ３５及び接点スイッチ３６のうち、出力ドライバ３５は、MPU３４の判定結果を駆動して出力信号を出力するトランジスタ等の素子である。接点スイッチ３６は、出力ドライバ３５の出力信号によりオン／オフ動作して接点情報（例えば、論理“Ｈ”又は“Ｌ”）を接点監視装置５０へ出力するスイッチである。
【００５３】
接点監視装置５０は、接点スイッチ３６から出力される接点情報に所望の情報を付加して航空障害灯情報を生成し、この航空障害灯情報を通信網７０を介して遠隔監視装置８０へ送信する装置である。
【００５４】
この接点監視装置５０は、接点スイッチ３６から出力される接点情報を入力する入力手段（例えば、接点入力端子）５１と、この接点入力端子５１から入力された接点情報に所望の情報（例えば、通報元の場所、通報日時、通報先の電子メールアドレス等）を付加して航空障害灯情報を生成する機能を有する無線処理部（例えば、ディジタル携帯電話（Personal  Digital  Cellular（以下「PDC」という。）無線モジュール）５２と、このPDC無線モジュール５２で生成された航空障害灯情報を、通信網７０を介して遠隔監視装置８０へ送信する機能を有する送受信手段（例えば、アンテナ）５３とを有している。前記接点情報に付加する所望の情報は、遠隔監視装置８０から通信網７０及びアンテナ５３を介して変更可能な構成になっている。
【００５５】
通信網７０は、データ通信網（例えば、DoPa網）７１及びインターネット網７２により構成されている。DoPa網７１とは、NTTドコモより提供されている携帯電話のパケット通信網のサービスであり、このサービスを利用すれば、DoPa網７１を介したデータがインターネット網７２の経由でユーザへ伝送される仕組みになっていて、電子メール等をパケット通信により低価格（従量制）で行うことができる。このサービスでは、DoPaサービス用のPDC無線モジュールを用意し、各種の設定（送信先の電子メールアドレス、電子メールのメッセージ内容等の設定）を行うことにより可能となるので、本実施例１の接点監視装置５０内にPDC無線モジュール５２を内蔵させている。
【００５６】
なお、DoPa網７１の利用が困難な場合は、図示しない衛星通信網（例えば、オーブコム衛星通信サービス）が利用可能な構成になっている。オーブコム衛星通信サービスは、米国ORBCOMM  LLC社が提供する衛星を利用した双方向のデータ通信サービスであり、DoPaサービスと同様に、衛星を介したデータがインターネット網７２の経由でユーザへ伝送される仕組みになっていて、DoPaサービスに代えてオーブコムサービスを適用することも可能である。特に、オーブコムは衛星通信サービスであるため、山奥等、どこであっても通信が可能となるメリットがあるが、データ通信を行うためには、オーブコムの通信端末装置（以下単に「通信端末」という。）とオーブコム通信用アンテナが必要になる。
【００５７】
遠隔監視装置８０は、通信機能を有するコンピュータシステム（例えば、管理用のパーソナルコンピュータ（以下「管理PC」という。）８１や、携帯電話機等の携帯通信端末８２等により構成されている。
【００５８】
図２は、図１中の航空障害灯１０が電磁誘導方式の場合の設置例を示す図である。
送電鉄塔９０−１，９０−２間には複数本の電力線９１−１，９１−２，９１−３，・・・が架設されると共に、架空地線絶縁装置９２−１，９２−２を介して絶縁架空地線９３が架設されている。送電鉄塔９０−１の所望の位置には、結合装置９４及び複数灯の低光度の航空障害灯１０−１〜１０−４が取り付けられ、これらの結合装置９４及び複数個の航空障害灯１０−１〜１０−４が、絶縁架空地線９３とグランドGNDとの間に直列に接続されている。
【００５９】
送電鉄塔９０−１において、各航空障害灯１０−１〜１０−４の近傍には受光センサ２０−１〜２０−４が取り付けられると共に、断芯検出装置３０及び接点監視装置５０が設置され、それらの受光センサ２０−１〜２０−４がメタルケーブルによって断芯検出装置３０及び接点監視装置５０に接続されている。送電鉄塔９０−１には、図示しない太陽電池（ソーラパネル）、チャージコントローラ、及び蓄電池により構成されるセンサ電源装置が設置され、このセンサ電源装置から出力される直流電力が、受光センサ２０−１〜２０−４、断芯検出装置３０、及び接点監視装置５０に供給されるようになっている。
【００６０】
図３は、図２の低光度の航空障害灯１０−１〜１０−４、絶縁架空地線９３、及び結合装置９４における等価回路図である。
【００６１】
複数本の電力線９１−１，９１−２，９１−３，・・・の近傍に絶縁架空地線９３が架設されているので、それらの電力線９１−１，９１−２，９１−３，・・・から絶縁架空地線９３に対して、静電容量C0を直列インピーダンスとする静電誘導電圧V0が誘起される。この静電誘導電圧V0は、直列に静電容量C0が接続された電源であり、負荷変動に対して電圧変動が大きいので、この電圧変動を抑制して安定した電源を得るために、結合装置９４が直列に接続されている。結合装置９４は、インピーダンス調整用の抵抗R、容量C1及びリアクトルLの直列回路により構成され、この結合装置９４に対して、ネオン管を光源とする航空障害灯１０−１〜１０−４が直列に接続されている。
【００６２】
なお、静電誘導方式の低光度の航空障害灯１０−１〜１０−４は、光源にネオン管を使用しているため、航空障害灯１灯当たり約２KV静の維持電圧を持っている。そこで、従来、例えば、航空障害灯１０−１の結合装置９４側の電極と航空障害灯１０−４の静電誘導電圧V0側の電極との間に、図示しない第１の分圧器を接続して回路電圧V1を測定すると共に、航空障害灯１０−２の航空障害灯１０−１側の電極と航空障害灯１０−４の静電誘導電圧側の電極との間に、図示しない第２の分圧器を接続して回路電圧V2を測定し、回路電圧V1と回路電圧V2との電圧差を検出することにより、低光度の航空障害灯１０−１〜１０−４の断芯を検出する方法も提案されている。しかし、この方法では、分圧器に１０KV程度の電圧が印加されるため、長期間の使用によって分圧器周辺の絶縁耐力が低下し、しばしば誤動作を起こすことがあった。このような問題を、本実施例１における光感知式の航空障害灯断芯検出システムが巧みに解決している。
【００６３】
図４は、図１及び図２中の断芯検出装置３０を示す概略の構成図である。この図４では、２灯の航空障害灯１０−１，１０−２の断芯を検出するための断芯検出装置３０の構成例が示されている。
【００６４】
２灯の航空障害灯１０−１，１０−２の近傍には、受光センサ２０−１，２０−２がそれぞれ設置されている。各受光センサ２０−１，２０−２は、集光レンズ２１及びフォトトランジスタ２２をそれぞれ有し、これらの受光センサ２０−１，２０−２が、メタルケーブル４０−１，４０−２を介してそれぞれ断芯検出装置３０に接続されている。
【００６５】
断芯検出装置３０は、電源電力供給用のセンサ電源装置４１を有し、このセンサ電源装置４１が、保護素子４２を介してメタルケーブル４０−１，４０−２に接続されている。センサ電源装置４１は、例えば、ソーラパネル、チャージコントローラ、及び蓄電池等により構成されている。保護素子４２は、落雷等による異常電圧の侵入を阻止するためのものであり、バリスタ、アレスタ等で構成されている。
【００６６】
各メタルケーブル４０−１，４０−２には、更に、異常電圧の侵入を阻止するための各保護素子４３−１，４３−２を介して、周波数成分抽出用の各フィルタ３１−１，３１−２がそれぞれ接続されている。各フィルタ３１−１，３１−２には、各増幅回路３２−１，３２−２を介して、各波形整形回路３３−１，３３−２がそれぞれ接続されている。各波形整形回路３３−１，３３−２は、各増幅回路３２−１，３２−２の出力信号を整流（例えば、全波整流又は半波整流）するための各整流回路３３a−１，３３a−２と、この各波形整形回路３３−１，３３−２の出力信号をパルスに変換するための各パルス変換回路３３ｂ−１，３３ｂ−２とにより構成されている。
【００６７】
各パルス変換回路３３ｂ−１，３３ｂ−２には、１チップのMPU３４が接続されている。MPU３４は、パルス変換回路３３ｂ−１，３３ｂ−２で変換されたパルスの数を一定時間（例えば、２００ミリ秒（ms））カウントし、このカウント数を所定時間（例えば、１秒（s)）移動積算してカウント値を求め、このカウント値から航空障害灯１０−１，１０−２が断芯しているか否かを判定し、この判定結果である警報信号を出力する機能を有している。
【００６８】
MPU３４には、出力ドライバ３５を介して、２個の接点スイッチ３６−１，３６−２が接続されている。２個の接点スイッチ３６−１，３６−２は、常時開放型の無電圧接点をそれぞれ有し、この２個の無電圧接点のチャネルch1,ch2が接点監視装置５０に接続されている。
【００６９】
図５は、図１及び図２中の接点監視装置５０を示す概略の構成図である。
この接点監視装置５０は、例えば、ソーラパネル、チャージコントローラ、及び蓄電池等により構成された図示しないセンサ電源装置から供給される電源電力により動作する装置であり、断芯検出装置３０からの複数個のチャネルch1,ch2,・・・を接続するための接点入力端子５１を有し、この接点入力端子５１に、例えば、２個のチャネルch1,ch2からの入力信号を取り込む入力制御回路５４が接続されている。
【００７０】
入力制御回路５４は、制御信号Ｓ５５の論理“Ｈ”又は“Ｌ”によりオン／オフ動作し、オン状態の時に、チャネルch1,ch2からの入力信号に基づき、断芯無しの通常時を示す“Ｈ”（例えば、５V)又は断芯有りの異常時を示す“Ｌ”（例えば、０V)の警報信号Ｓ５４ｄ−１，Ｓ５４ｄ−２を出力する回路である。この入力制御回路５４は、例えば、電源電圧VDD（例えば、５V)供給用の接点検出電源５４ａと、落雷等による異常電圧の侵入を阻止するためのバリスタ、アレスタ等の保護素子５４ｂ−１，５４ｂ−２と、高周波遮断用のフィルタ５４ｃ−１，５４ｃ−２と、波形整形によりノイズを除去して警報信号Ｓ５４ｄ−１，Ｓ５４ｄ−２を出力する波形整形回路５４ｄ−１，５４ｄ−２とにより構成されている。
【００７１】
接点検出電源５４ａは、制御信号Ｓ５５の“Ｈ”又は“Ｌ”によりオン／オフ動作し、図示しないセンサ電源装置から印加される電源電圧VDD(例えば、５V)を、各抵抗R1,R2を介して入力制御回路５４に供給する回路である。電源電圧VDDが印加される一方の抵抗R1には、直列に、フィルタ５４ｃ−１、保護素子５４ｂ−１、及びチャネルch1がグランドGNDに接続され、更に、他方の抵抗R2にも、直列に、フィルタ５４ｃ−２、保護素子５４ｂ−２、及びチャネルch2がグランドGNDに接続されている。各フィルタ５４ｃ−１，５４ｃ−２の出力端子側には、各波形整形回路５４ｄ−１，５４ｄ−２を介して、接点監視装置５０の全体をプログラム制御する制御部（例えば、１チップのMPU）５５が接続されている。
【００７２】
MPU５５は、CPU、メモリ、及びI/O回路等により構成され、接点検出電源５４ａをオン／オフ制御するための制御信号Ｓ５５を出力すると共に、警報信号Ｓ５４ｄ−１，Ｓ５４ｄ−２を入力してこれに対応した制御処理を行い、各種の制御信号を出力する機能を有している。このMPU５５には、動作モードを設定する設定スイッチ５６、ドライバ５７、出力ドライバ５９、及びインタフェース（以下「I/F」という。）６１等が接続されている。ドライバ５７には、通信I/F５８が接続されている。出力ドライバ５９には、動作表示や接点入力状態を表示するための複数個の表示素子（例えば、LED）６０が接続されている。
【００７３】
I/F６１には、DoPaチップ６２、及びPDC無線モジュール５２が接続されている。DoPaチップ６２は、PDC無線モジュール５２に対応した集積回路（以下「IC」という。）メモリチップであり、個別の電話番号等が書き込まれ、I/F６１に対して着脱自在に装着可能な構造になっている。PDC無線モジュール５２は、電子メールアドレスの指定や、警報通報内容等を設定でき、指定した電子メールアドレスに警報通報や定期通報を発信する等の機能を有し、このPDC無線モジュール５２にアンテナ５３が接続されている。
【００７４】
アンテナ５３は、通信網７０を構成するDoPa網７１及びインターネット網７２を介して、遠隔監視装置８０を構成する管理PC８１及び複数の携帯通信端末８２−１，８２−２等に対して、無線電波を送受信する機能を有している。
【００７５】
（断芯検出原理）
図６（ａ）、（ｂ）は、図１の航空障害灯断芯検出システムにおける動作原理を示す図である。
【００７６】
図６（ａ）に示すように、自然光である太陽光１００を図１の受光センサ２０で受光して電気信号の受光信号Ｓ２２に変換すると、種々の周波数成分を含むピンクノイズ波形となる。この波形を図１のフィルタ３１を通すと、商用周波数５０／６０Hz成分は殆ど検出されない。
【００７７】
これに対し、本実施例１における図６（ｂ）に示すように、商用周波数５０／６０Hzで動作する航空障害灯１０の放射光Ｓ１３を図１の受光センサ２０で受光して電気信号の受光信号Ｓ２２に変換すると、光源であるネオン管１３の放電に伴う高調波が重畳した電源周波数の波形となる。この波形を図１のフィルタ３１を通すと、商用周波数５０／６０Hz成分が検出される。
【００７８】
図７−１（ａ）、（ｂ）及び図７−２（ｃ）、（ｄ）は、図６（ｂ）の動作原理を説明する図である。
【００７９】
図７−１（ａ）は、昼間における航空障害灯１０の点灯状態を示す図である。昼間は太陽光１００によって航空障害灯１０の周囲照度が高く、この放射光Ｓ１３の他に、太陽光１００からの直射日光が受光センサ２０に入射することも考えられる。図１の受光センサ２０で受光して電気信号の受光信号Ｓ２２に変換し、この受光信号Ｓ２２をフィルタ３１を通して周波数を検出する。商用周波数５０／６０Hz成分を含む場合は、航空障害灯１０が点灯状態であると判定できる。
【００８０】
図７−１（ｂ）は、昼間における航空障害灯１０の消灯状態を示す図である。昼間は太陽光１００によって航空障害灯１０の周囲照度が高く、太陽光１００からの直射日光が受光センサ２０に入射することも考えられる。図１の受光センサ２０で受光して電気信号の受光信号Ｓ２２に変換し、この受光信号Ｓ２２をフィルタ３１を通して周波数を検出する。商用周波数５０／６０Hz成分を含まない場合は、航空障害灯１０が点灯状態（即ち、断芯状態）であると判定できる。
【００８１】
図７−２（ｃ）は、夜間における航空障害灯１０の点灯状態を示す図である。夜間は放射光Ｓ１３を出力する航空障害灯１０の周囲が暗く、月光や自動車のヘッドライト等の他の光１０１も弱く、受光センサ２０への入射光の悪影響が少ないと考えられる。図１の受光センサ２０で受光して電気信号の受光信号Ｓ２２に変換し、この受光信号Ｓ２２をフィルタ３１を通して周波数を検出する。商用周波数５０／６０Hz成分を含む場合は、航空障害灯１０が点灯状態であると判定できる。
【００８２】
図７−２（ｄ）は、夜間における航空障害灯１０の消灯状態を示す図である。夜間は航空障害灯１０の周囲が暗く、月光や自動車のヘッドライト等の他の光１０１も弱く、受光センサ２０への入射光の悪影響が少ないと考えられる。図１の受光センサ２０で受光して電気信号の受光信号Ｓ２２に変換し、この受光信号Ｓ２２をフィルタ３１を通して周波数を検出する。商用周波数５０／６０Hz成分を含まない場合は、航空障害灯１０が消灯状態（即ち、断芯状態）であると判定できる。
【００８３】
従って、航空障害灯１０の放射光Ｓ１３を受光して商用周波数５０／６０Hz成分が含まれているか否かを検出することにより、断芯の有無を精度良く検出できる。これが本実施例１の動作原理である。
【００８４】
（断芯検出動作）
図１〜図４において、送電鉄塔９０−１に設置された航空障害灯１０−１，１０−２，・・・は、静電誘導方式により商用周波数５０／６０Hzの電源電力が供給されて点灯する。この放射光Ｓ１３−１，Ｓ１３−２，・・・は、各受光センサ２０−１，２０−２，・・・において、集光レンズ２１により集光され、フォトトランジスタ２２により電気信号の受光信号Ｓ２２−１，Ｓ２２−２，・・・に変換され、メタルケーブル４０−１，４０−２，・・・を介して断芯検出装置３０へ送られる。
【００８５】
断芯検出装置３０において、送られてきた各受光信号Ｓ２２−１，Ｓ２２−２は、各保護素子４３−１，４３−２を通して各フィルタ３１−１，３１−２により５０／６０Hzの周波数成分が抽出された後、各増幅回路３２−１，３２−２により増幅される。増幅された周波数成分は、各整流回路３３a−１，３３a−２により全波整流又は半波整流され、各パルス変換回路３３b−１，３３b−２によりパルスに変換された後、MPU３４へ送られる。
【００８６】
MPU３４は、送られてきたパルスに対して、一定間隔（例えば、２００ms）でパルス数（正負）をカウントし、このカウント値を所定時間（例えば、１s)移動積算して、１s間のパルス数を算出し、このパルス数が所定範囲内の値（例えば、９０〜１０９）であれば、航空障害灯１０−１，１０−２が正常に点灯していると判定する。パルス数が所定範囲外の値であれば、航空障害灯１０−１，１０−２が異常（断芯）と判定し、この異常状態が設定時間（例えば、数s)継続した場合は、判定結果として警報信号を出力する。出力された警報信号は、出力ドライバ３５で駆動されて、接点スイッチ３６−１，３６−２に入力され、無電圧接点がオン／オフ動作する。
【００８７】
例えば、航空障害灯１０−１，１０−２のうち、航空障害灯１０−１が断芯状態、航空障害灯１０−２が正常状態であるとすると、接点スイッチ３６−１の無電圧接点がオン状態となってこのチャネルch1が短絡し、接点スイッチ３６−２の無電圧接点がオフ状態のままでこのチャネルch2が解放状態を維持する。このチャネルch1,ch2の短絡、解放状態は接点監視装置５０へ伝送される。
【００８８】
（遠隔通知動作）
図８（ａ）、（ｂ）は、図５の接点監視装置５０から遠隔監視装置８０への通報メール内容の一例を示す図であり、同図（ａ）は警報通報のメール内容、及び同図（ｂ）は定期通報のメール内容である。
【００８９】
図５の接点監視装置５０において、接点入力端子５１に接続されたチャネルch1は短絡状態（航空障害灯１０−１は断芯の異常状態）、チャネルch2は解放状態（航空障害灯１０−２は正常状態）である。
【００９０】
チャネルch1は短絡状態であるので、接点検出電源５４ａ内の電源電圧VDD→抵抗R1→フィルタ５４ｃ−１→保護素子５４ｂ−１→チャネルch1→グランドGNDの経路で、電源電流が流れる。この時、フィルタ５４ｃ−１→波形整形回路５４ｄ−１→MPU５５の経路には、電源電流が流れないので、波形整形回路５４d−１からMPU５５へ入力される警報信号Ｓ５４ｄ−１が“Ｌ”となる。
【００９１】
一方、チャネルch2は解放状態であるので、接点検出電源５４ａ内の電源電圧VDD→抵抗R2→フィルタ５４ｃ−２→保護素子５４ｂ−２→チャネルch2→グランドGNDの経路で、電源電流が流れない。この時、フィルタ５４ｃ−２→波形整形回路５４ｄ−２→MPU５５の経路には、電源電流が流れるので、波形整形回路５４ｄ−２からMPU５５へ入力される警報信号Ｓ５４ｄ−２が“Ｈ”となる。
【００９２】
これにより、MPU５５は、航空障害灯１０−１が異常状態（断芯状態）、航空障害灯１０−２が正常状態であると判定できる。つまり、MPU５５は、入力される警報信号Ｓ５４ｄ−１，Ｓ５４ｄ−２の変化（“Ｈ”→“Ｌ”）を検出すると、異常と判定し、この判定状態を出力ドライバ５９を介して複数個のLED６０で表示させると共に、遠隔監視装置８０側に警報を通知するようI/F６１を介してPDC無線モジュール５２に対し信号を送る。
【００９３】
PDC無線モジュール５２は、I/F６１を介してMPU５５から警報通報の信号を受け取ると、該当する情報（例えば、図８（ａ）に示すような「航空障害灯Ｎｏ.１（ch1)：断芯」）を、設定されている電子メールアドレスに向けて通報するための送信信号を出力する。この送信信号は、アンテナ５３から放射され、DoPa網７１及びインターネット網７２を介して遠隔監視装置８０側の電子メールアドレス（例えば、管理PC８１及び携帯通信端末８２−２）へ送られる。
【００９４】
通報内容としては、図８（ａ）に示すような警報通報の他に、図８（ｂ）に示すような定期通報もある。定期通報は、設定した日時毎に遠隔監視装置８０側へ送られる航空障害灯１０−１，・・・の接点情報である。これらの警報通報や定期通報の通報内容は、例えば、管理PC８１においてデータとして蓄積することもできる。そのため、その蓄積データを基に、データベース化する等して統計分析することも可能である。
【００９５】
PDC無線モジュール５２の設定事項としては、電子メールアドレス指定、警報通報内容等があり、これらを設定する場合は、例えば、通信I/F５８に、シリアルケーブルを介してPCを接続し、このPCからデータを入力する。入力されたデータは、ドライバ５７を介してMPU５５へ送られ、このMPU５５の制御により、I/F６１を介してPDC無線モジュール５２内に設定事項が書き込まれる。
【００９６】
又、PDC無線モジュール５２の設定は、遠隔監視装置８０側から接点監視装置５０へ、設定変更メールを送信することによっても可能である。例えば、遠隔監視装置８０側から送信された設定変更メールは、インターネット網７２及びDoPa網７１を介してアンテナ５３で受信され、PDC無線モジュール５２へ送られる。PDC無線モジュール５２では、受信メールを受け取ると、メール種別を確認し、設定変更メールと確認できた場合、メールの設定変更内容を読み取って、自ら設定を変更することができるようになっている。
【００９７】
（実施例１の効果）
本実施例１の航空障害灯断芯検出システムによれば、次の（Ａ）〜（Ｅ）のような効果がある。
【００９８】
（Ａ）  昼夜を問わず、航空障害灯１０（１０−１，１０−２，・・・）の断芯検出を確実に行うことができる。
【００９９】
（Ｂ）  商用周波数５０／６０Hzの電源を使用している航空障害灯１０（１０−１，１０−２，・・・）において、商用電源又は静電誘導電源の電源方式を問わず適用できる。特に、従来の静電誘導電源方式の航空障害灯においては、気象条件（風雨）等に起因した電圧変動の影響を受け、検出器が断芯と誤って判断することがあったが、本実施例１では、このような誤判断が生じない。
【０１００】
（Ｃ）  警報通報や定期通報を複数の電子メールアドレス先に同時通知することができるので、危機管理能力、及び信頼性が向上する。
【０１０１】
（Ｄ）  通報内容に応じて保守（メンテナンス）を行えば良いため、保守効率が向上する。
【０１０２】
（Ｅ）  遠隔監視装置８０側から接点監視装置５０へ電子メールを送信することにより、PDC無線モジュール５２の設定変更を容易に行うことができる。
【０１０３】
（変形例）
本発明は、上記実施例１に限定されず、種々の変形が可能である。この変形例としては、例えば、次の（ａ）〜（ｄ）のようなものがある。
【０１０４】
（ａ）  航空障害灯１０（１０−１，１０−２，・・・）の光源は、ネオン管以外に、所定周波数（例えば、商用周波数５０／６０Hz又は他の周波数）の交流電力により放電する他の放電管であっても、本発明の適用が可能である。この場合は、その周波数に対応したフィルタ３１等を使用すれば良い。
【０１０５】
（ｂ）  受光センサ２０（２０−１，２０−２，・・・）は、フォトダイオード等の他の光／電変換素子を用いて構成しても良い。
【０１０６】
（ｃ）  図４の断芯検出装置３０において、LED等の動作表示器をMPU３４に接続したり、あるいは、このMPU３４を他の制御回路で構成する等、図示以外の回路構成に変更しても良い。
【０１０７】
（ｄ）  通信網７０において、DoPa網７１に代えて、衛星通信網を利用する場合は、接点監視装置５０内のDoPaチップ６２及びPDC無線モジュール５２に代えて、その衛星通信網に適合する回路等を設ければ良い。又、通信網７０は、インターネット網７２のみで構成したり、あるいは他の回線網で構成しても良く、これに対応して接点監視装置５０を他の構成の通信装置で構成すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の実施例１を示す航空障害灯断芯検出システムの概略の構成図である。
【図２】図１中の航空障害灯１０が電磁誘導方式の場合の設置例を示す図である。
【図３】図２の低光度の航空障害灯１０−１〜１０−４、絶縁架空地線９３、及び結合装置９４における等価回路図である。
【図４】図１及び図２中の断芯検出装置３０を示す概略の構成図である。
【図５】図１及び図２中の接点監視装置５０を示す概略の構成図である。
【図６】図１の航空障害灯断芯検出システムにおける動作原理を示す図である。
【図７−１】図６（ｂ）の動作原理を説明する図である。
【図７−２】図６（ｂ）の動作原理を説明する図である。
【図８】図５の接点監視装置５０から遠隔監視装置８０への通報メール内容の一例を示す図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１０，１０−１〜１０−４      航空障害灯
２０，２０−１〜２０−４      受光センサ
３０      断芯検出装置
３１，３１−１，３１−２      フィルタ
３３，３３−１，３３−２      波形整形回路
３４      MPU
３５      出力ドライバ
３６，３６−１，３６−２      接点スイッチ
５０      接点監視装置
５１      接点入力端子
５２      PDC無線モジュール
５３      アンテナ
７０      通信網
８０      遠隔監視装置
【図１】
2008071629.tif 000003
【図２】
2008071629.tif 000004
【図３】
2008071629.tif 000005
【図４】
2008071629.tif 000006
【図５】
2008071629.tif 000007
【図６】
2008071629.tif 000008
【図７−１】
2008071629.tif 000009
【図７−２】
2008071629.tif 000010
【図８】
2008071629.tif 000011