(57)【要約】【課題】信号ケーブルの敷設に要する時間とコストを軽減する。【解決手段】複数並行して入力される各計測信号を択一的に選択し、さらにＬＡＮフレームに信号変換して出力する。【選択図】      図１
2004157840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数並行して入力される各計測信号を択一的に選択し、さらにＬＡＮフレームに信号変換して出力することを特徴とする信号変換装置。
【請求項２】
所定の通信ポートを介して相互接続された複数台から計測信号を取得し、ＬＡＮフレームに信号変換して出力することを特徴とする請求項１記載の信号変換装置。
【請求項３】
自らが信号変換する計測信号の計測量に応じた信号処理機能を有することを特徴とする請求項１または２記載の信号変換装置。
【請求項４】
計測量が温度である温度計測信号をＬＡＮフレームに信号変換することを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の信号変換装置。
【請求項５】
周囲温度に起因して生じる誤差を補正する補正手段（６，８，９）を備えることを特徴とする請求項４記載の信号変換装置。
【請求項６】
計測量が電圧である電圧計測信号を電流値を示す電流信号に変換した後にＬＡＮフレームに信号変換することを特徴とする請求項１または２記載の信号変換装置。
【請求項７】
計測量が周波数である周波数計測信号を電圧値を示す電圧信号に変換した後にＬＡＮフレームに信号変換することを特徴とする請求項１または２記載の信号変換装置。
【請求項８】
計測量が回転位相であるシンクロ計測信号をＬＡＮフレームに信号変換することを特徴とする請求項１または２記載の信号変換装置。
【請求項９】
計測量がＰｔ１００白金測温抵抗体の抵抗値である信号をＬＡＮフレームに信号変換することを特徴とする請求項１または２記載の信号変換装置。
【請求項１０】
耐環境性構造を備えていることを特徴とする請求項１〜９いずれかに記載の信号変換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種の計測装置から出力される計測信号を所定形式の変換信号に変換する信号変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
例えばエンジンやボイラ等の産業機器（被測定物）の試験では、被測定物は専用の試験室に設置され、各部温度や振動等の測定対象量が各々専用の計測装置で計測される。そして、各計測装置で計測された測定対象量は、計測信号として各計測装置から出力され、信号ケーブルを介して上記試験室から離間した計測室に伝送されてコンピュータによって所定の処理が施される。
【０００３】
ここで、環境的な配慮から計測室は試験室から離間している場合が多く、したがって信号ケーブルは数十メートルも引き回される。また、産業機器の試験では測定量としての温度だけでも複数ポイントを計測する必要があり、さらに温度だけではなく振動や電圧、あるいは周波数等の複数種類に亘る物理量を計測する必要がある関係で、信号ケーブルの本数が数百〜千本程度にまでなる。すなわち、従来では、多数の信号ケーブルを計測室と試験室との間に比較的長距離に亘って敷設する必要があるため、当該信号ケーブルの敷設に時間とコストを要するという問題点がある。なお、このような計測における計測信号の伝送技術については、例えば以下の公知文献に記載されている。
【０００４】
【非特許文献１】
機械工学便覧合本ＡＢ編（日本機械学会編）
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、信号ケーブルの敷設に要する時間とコストを軽減することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、第１の手段として、複数並行して入力される各計測信号を択一的に選択し、さらにＬＡＮフレームに信号変換して出力するという構成を採用する。
【０００７】
第２の手段として、上記第１の手段において、所定の通信ポートを介して相互接続された複数台から計測信号を取得し、ＬＡＮフレームに信号変換して出力するという構成を採用する。
【０００８】
第３の手段として、上記第１または第２の手段において、自らが信号変換する計測信号の計測量に応じた信号処理機能を有するという構成を採用する。
【０００９】
第４の手段として、上記第１〜第３いずれかの手段において、計測量が温度である温度計測信号をＬＡＮフレームに信号変換するという構成を採用する。
【００１０】
第５の手段として、上記第４の手段において、周囲温度に起因して生じる誤差を補正する補正手段（６，８，９）を備えるという構成を採用する。
【００１１】
第６の手段として、上記第１または第２の手段において、計測量が電圧である電圧計測信号を電流値を示す電流信号に変換した後にＬＡＮフレームに信号変換するという構成を採用する。
【００１２】
第７の手段として、上記第１または第２の手段において、計測量が周波数である周波数計測信号を電圧値を示す電圧信号に変換した後にＬＡＮフレームに信号変換するという構成を採用する。
【００１３】
第８の手段として、上記第１または第２の手段において、計測量が回転位相であるシンクロ計測信号をＬＡＮフレームに信号変換するという構成を採用する。
【００１４】
第９の手段として、上記第１または第２の手段において、計測量がＰｔ１００白金測温抵抗体の抵抗値である信号をＬＡＮフレームに信号変換するという構成を採用する。
【００１５】
第１０の手段として、上記第１〜第９いずれかの手段において、耐環境性構造を備えているという構成を採用する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係わる信号変換装置の一実施形態について説明する。なお、本実施形態は、温度計測信号を処理する温度信号変換装置に関するものである。
【００１７】
図１は、本温度信号変換装置の概要構成を示す概略図である。この図に示すように、本温度信号変換装置Ｃは、合計１６チャンネルの入力ポートを備えており、各計測装置Ｓ１〜Ｓ１６から並列入力される合計１６個の計測信号＃１〜＃１６をシリアル信号に変換し、このシリアル信号をさらにＬＡＮフレームに変換して外部の管理コンピュータに出力する。このような本温度信号変換装置Ｃは、各計測装置Ｓ１〜Ｓ１６及び被測定物と共に試験室内に設置される関係で、防湿・防滴構造等の耐環境性構造を備えており、試験室から離間した計測室内の上記管理コンピュータにＬＡＮケーブルを介して接続されている。
【００１８】
図２は、このような温度信号変換装置Ｃの機能構成を示すブロック図である。この図において、符号１はマルチプレクサ、２は増幅器、３はＬＰＦ、４はＡ／Ｄコンバータ、５，１０，１１はフォトカプラ、６は制御変換部、７は通信部、８は温度センサ、９は基準点補正回路である。なお、これら構成要件のうち、制御変換部６、温度センサ８及び基準点補正回路９は、本実施形態における補正手段を構成している。
【００１９】
マルチプレクサ１は、上記各計測装置Ｓ１〜Ｓ１６から並列入力される計測信号＃１〜＃１６の何れかを、フォトカプラ１０を介して制御変換部６から入力される切替信号に基づいて択一的に選択し増幅器２に出力する。増幅器２は、マルチプレクサ１から順次入力される計測信号を増幅してＬＰＦ３に出力する。ＬＰＦ３は、いわゆるアンチ・エイリアシング・フィルタであり、上記増幅器２から入力される計測信号のうち、高域成分を除去してＡ／Ｄコンバータ４に出力する。Ａ／Ｄコンバータ４は、ＬＰＦ３から入力される計測信号をデジタル信号（温度計測データ）に変換してフォトカプラ５に出力する。
【００２０】
フォトカプラ５は、アナログ信号としての計測信号＃１〜＃１６を処理するＡ／Ｄコンバータ４とデジタル信号としての温度計測データや補正電圧データを処理する制御変換部６とを電気的に絶縁するためのものであり、Ａ／Ｄコンバータ４から入力された温度計測データを光信号に一旦変換した後に電気信号に再変換して制御変換部６に出力する。
【００２１】
制御変換部６は、通信部７を介して外部から入力される指示情報に基づいて、上記切替信号をフォトカプラ１１に出力すると共に温度計測データに基準点補正回路９から入力された補正電圧データに基づく補正演算を施して通信部７に出力する。通信部７は、上記制御変換部６から入力された補正後の温度計測データ（補正温度計測データ）をＬＡＮポートを介してＬＡＮフレームとして外部に出力すると共に、上記ＬＡＮポートを介してＬＡＮフレームとして外部から受信した上記指示情報を制御変換部６に出力する。また、この通信部７は、上記ＬＡＮポートに加えて、ＲＳ−４８５に準拠した通信ポート（ＲＳ−４８５ポート）を備えている。このＲＳ−４８５ポートは、本温度信号変換装置Ｃが他の温度信号変換装置Ｃと通信を行うためのものである。
【００２２】
温度センサ８は、本温度信号変換装置Ｃの周囲温度を検出して基準点補正回路９に出力する。基準点補正回路９は、温度センサ８の検出値に基づく補正電圧データを生成してフォトカプラ１０に出力する。フォトカプラ１０は、アナログ信号としての温度センサ８の検出値を処理する基準点補正回路９とデジタル信号としての温度計測データや補正電圧データを処理する制御変換部６とを電気的に絶縁するためのものであり、補正電圧データを光信号に一旦変換した後に電気信号に再変換して制御変換部６に出力する。
【００２３】
フォトカプラ１１は、アナログ信号としての計測信号＃１〜＃１６を処理するマルチプレクサ１とデジタル信号としての温度計測データや補正電圧データを処理する制御変換部６とを電気的に絶縁するためのものであり、制御変換部６から入力された切替信号を光信号に一旦変換した後に電気信号に再変換してマルチプレクサ１に出力する。
【００２４】
次に、このように構成された本温度信号変換装置Ｃの動作について詳しく説明する。
【００２５】
本温度信号変換装置Ｃは、管理コンピュータからＬＡＮゲーブルを介して指示情報を受信すると、当該指示情報に応じて合計１６チャンネルの計測信号＃１〜＃１６のうち何れか（例えば計測信号＃１）を選択し、この計測信号＃１をＬＡＮフレームに変換して管理コンピュータに送信する。すなわち、制御変換部６は、通信部７から指示情報が入力されると、計測信号＃１の選択を指示する切替信号をフォトカプラ１１に出力する。当該切替信号は、フォトカプラ１１によってアイソレーションされた後、マルチプレクサ１に入力される。
【００２６】
この結果、マルチプレクサ１は、計測装置Ｓ１から入力された計測信号＃１を増幅器２に出力する。そして、この計測信号＃１は、増幅器２において増幅された後、ＬＰＦ３において高域成分が除去されて、さらにＡ／Ｄコンバータ４に入力されて温度計測データに変換される。そして、この温度計測データは、フォトカプラ５によってアイソレーションされた状態で制御変換部６に入力される。
【００２７】
この一方、温度センサ８は、本温度信号変換装置Ｃの周囲温度を常時検出して基準点補正回路９に出力している。基準点補正回路９は、温度センサ８の検出値、つまり本温度信号変換装置Ｃの周囲温度に応じた補正電圧データを生成してフォトカプラ１０に出力する。この補正電圧データは、フォトカプラ１０によってアイソレーションされた状態で制御変換部６に入力される。
【００２８】
すなわち、制御変換部６には、本温度信号変換装置Ｃの周囲温度に応じた補正電圧データが常時入力されており、このような補正電圧データに対してフォトカプラ５から温度計測データが入力されると、温度計測データを補正電圧データによって、つまり本温度信号変換装置Ｃの周囲温度に応じて補正することにより補正温度計測データを生成して通信部７に出力する。このような温度計測データの補正を行う趣旨は、周囲温度の変化に起因して熱起電力が発生して温度計測データに誤差が含まれるためである。このようにして生成された補正温度計測データは、ＬＡＮフレームのデータ部に格納され、ＬＡＮゲーブルを介して管理コンピュータに送信される。
【００２９】
また、本温度信号変換装置Ｃが試験室内に複数台設置される場合には、装置アドレスが「０」に設定されたものがマスタ装置として機能し、他のものはスレーブ装置として機能する。すなわち、マスタ装置は、ＲＳ−４８５ポートを介してスレーブ装置から補正温度計測データを取得し、ＬＡＮフレームのデータ部に格納して管理コンピュータに送信する。ＲＳ−４８５では、マスタ装置は合計１５台のスレーブ装置を制御することができるので、マスタ装置を含めて合計１６台の温度信号変換装置Ｃを試験室に設置することができる。
【００３０】
本実施形態によれば、温度信号変換装置Ｃを試験室に合計１６台設置し、各温度信号変換装置Ｃに入力される合計１６チャンネルの計測信号＃１〜＃１６のうち何れかを択一的に選択して１本のＬＡＮゲーブルを介して管理コンピュータに送信するので、信号ケーブルの敷設に要する時間とコストを大幅に軽減することができる。
【００３１】
なお、上記実施形態は温度計測信号を処理する温度信号変換装置Ｃに関するものであるが、被測定物の試験では、温度だけではなく各種の計測量を計測する必要がある。本発明は、上記温度信号変換装置Ｃに限定されることなく、例えば以下のような計測量をＬＡＮフレームに変換するものであっても良い。すなわち、本発明は、計測量が電圧である電圧計測信号を電流値を示す電流信号に変換した後に処理する電圧／電流変換ユニット、計測量が周波数である周波数計測信号を電圧値を示す電圧信号に変換した後に処理するＦ／Ｖ変換ユニット、計測量が回転位相であるシンクロ計測信号を処理するシンクロ変換ユニット、あるいは計測量がＰｔ１００白金測温抵抗体の抵抗値であるＰｔ１００変換ユニット、等に適用することが考えられる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数並行して入力される各計測信号を択一的に選択し、さらにＬＡＮフレームに信号変換して出力するので、従来のように多数本の信号ケーブルを敷設する必要がないので、信号ケーブルの敷設に要する時間とコストを軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の概要構成を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態における温度信号変換装置の機能構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
Ｓ１〜Ｓ１６……計測装置
＃１〜＃１６……計測信号
Ｃ……温度信号変換装置
１……マルチプレクサ
２……増幅器
３……ＬＰＦ
４……Ａ／Ｄコンバータ
５，１０，１１……フォトカプラ
６……制御変換部（補正手段）
７……通信部
８……温度センサ（補正手段）
９……基準点補正回路（補正手段）
【図１】
2004157840.tif 000003
【図２】
2004157840.tif 000004