(57)【要約】【課題】  本発明は、過去の一定期間における環境値の推移を知ることが出来、且つコンパクトで簡単な構成の測定装置を提供するものであり、更に本発明は上記測定装置を物体に対して容易に着脱可能に設置出来る設置構造を提供することを可能にすることを目的としている。【解決手段】  配管１の連通部２に測定手段20を収容した測定装置本体４が着脱可能に装着される。測定手段20は配管１内部の環境値を測定するセンサ部21と、該センサ部21で測定した配管１内部の環境値を記憶する記憶部22と、該記憶部22に記憶された配管１内部の環境値を電磁波により外部の通信装置10に送信する送信部23と、測定手段20が常時測定可能なように電源を供給する電源部24を有して構成したことを特徴とする。【選択図】      図１
2005148795.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体内部の環境値を測定する測定装置において、
前記物体の内外を連通する連通部に着脱自在に装着する装置本体と、
前記装置本体の内部に収容した測定手段と、
を備え、
前記測定手段は前記物体内部の環境値を測定するセンサ部と、
前記センサ部で測定した前記物体内部の環境値を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記物体内部の環境値を電磁波により外部の通信装置に送信する送信部と、
前記測定手段が常時測定可能なように電源を供給する電源部と、
を有することを特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記物体内部の環境値は、該物体内の圧力、温度、振動、加速度、水質のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記装置本体は、
前記物体に設けた連通部に着脱自在に装着する装着筒体と、
前記装着筒体に連通し且つ内部に前記測定手段を収容する収容体と、
前記収容体に設けた開口部を閉鎖する蓋体と、
を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の測定装置。
【請求項４】
前記蓋体は、それを介して前記送信部と外部の通信装置との間で電磁波通信が可能とされることを特徴とする請求項３に記載の測定装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の測定装置を物体に設置する構造であって、
前記物体に内外を連通する連通部を設け、その連通部に前記装置本体を着脱自在に装着したことを特徴とする測定装置の設置構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管やタンク等の物体内部の圧力や温度等の環境値を測定し且つ記録する測定装置及びその設置構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に配管やタンク内の圧力や温度等の環境値は、圧力計や温度計等の環境測定器により測定される。また、過去のある期間における環境値の推移を測定するには、環境値を電気信号として発信する機能を有する環境測定器を用い、その出力データを記録計やデータ収集装置に連続的に入力する方法が採用される。
【０００３】
しかし、一般的な環境測定器は寸法及び重量が大きく、例えば口径の小さい配管系の環境値を測定するときには、配管系よりも測定系が大きくなってしまうという問題がある。特に発信機能付きの環境測定器を用いたシステムではこの問題がより顕著になり、構成も複雑化する。また、物体の環境値を測定するセンサと測定装置本体との間に配線が必要となるため煩雑であり、目的の物体が運動状態にある場合には配線の断線や接触不良等が発生するおそれもある。
【０００４】
そこで、これらの問題を解決するものとしてセンサ付きデータキャリアを用いた測定装置が特開平１０−２８９２９７号公報（特許文献１）により提案されている。特許文献１では自動車のタイヤの空気圧を測定するために圧力センサ付きデータキャリアをタイヤ内に配置し、空気圧測定値を外部のリーダライタ機等の通信装置に電磁波で非接触により読み出している。
【０００５】
使用するデータキャリアは通信装置より発信する電磁波から電力を受けて内部の制御部を駆動し、センサの測定信号を通信装置に送信するようになっている。従って測定の都度データキャリアを起動して測定信号を読み出している。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２８９２９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述の特許文献１の技術は、通信装置がデータキャリアを呼び出した際の環境値を測定するものであり、過去の一定期間における環境値の推移を知ることは出来ない。また特許文献１の技術ではセンサ付きデータキャリアをタイヤ内に埋め込むので、メンテナンス等も困難である。
【０００８】
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、過去の一定期間における環境値の推移を知ることが出来、且つコンパクトで簡単な構成の測定装置を提供するものであり、更に本発明は上記測定装置を物体に対して容易に着脱可能に設置出来る設置構造を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するための本発明に係る測定装置は、物体内部の環境値を測定する測定装置において、前記物体の内外を連通する連通部に着脱自在に装着する装置本体と、前記装置本体の内部に収容した測定手段とを備え、前記測定手段は前記物体内部の環境値を測定するセンサ部と、前記センサ部で測定した前記物体内部の環境値を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記物体内部の環境値を電磁波により外部の通信装置に送信する送信部と、前記測定手段が常時測定可能なように電源を供給する電源部とを有することを特徴とする。
【００１０】
また、前記物体内部の環境値は、該物体内の圧力、温度、振動、加速度、水質のうちの少なくとも１つであることを特徴とする。
【００１１】
また、前記装置本体は、前記物体に設けた連通部に着脱自在に装着する装着筒体と、前記装着筒体に連通し且つ内部に前記測定手段を収容する収容体と、前記収容体に設けた開口部を閉鎖する蓋体とを有することを特徴とする。
【００１２】
また、前記蓋体は、それを介して前記送信部と外部の通信装置との間で電磁波通信が可能とされることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る測定装置の設置構造は、前述の測定装置を物体に設置する構造であって、前記物体に内外を連通する連通部を設け、その連通部に前記装置本体を着脱自在に装着したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の測定装置は、センサ部及び記憶部は電源部から供給される電源によって常時測定可能状態とされ、センサ部で測定された環境測定値の推移が記憶部に逐次記憶されていく。そのため一定時間経過後に外部の通信装置によりその推移を電磁波通信により読み出すことが出来る。
【００１５】
また、測定手段はセンサ付きのデータキャリアで構成出来るので、外部配線もなく、極めて小型化・軽量化される。更に、測定手段を収容する装置本体は物体に着脱自在に装着するようになっているので、例えば電源部を構成する電池の交換やセンサ部の交換等のメンテナンスが容易に行える。
【００１６】
また、本発明に係る測定装置本体を前述のように装着筒体と、それに連通する収容体と、その収容体に設けた開口部を閉鎖する蓋体とにより構成した場合には、測定装置を複数の部品でユニット化出来るので、物体への装脱着や分解、及び製造がユニット毎に容易に出来る。
【００１７】
更に上記蓋体を介して前記送信部と外部の通信装置との間で電磁波通信を行うように構成した場合には、測定装置の前面にある蓋体に通信装置を接近することにより記憶部に記憶された測定データを容易に読み出すことが出来る。
【００１８】
更に上記蓋体を外部から収容体の内部を透視出来る材料で作ることが出来、その場合は、外部から測定手段の変形や変色等の異常な状態を監視出来る。
【００１９】
また、本発明に係る測定装置の設置構造によれば、物体に測定装置を容易に装脱着出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図により本発明に係る測定装置及びその設置構造の一実施形態を具体的に説明する。図１（ａ）は本発明に係る測定装置を物体に設置した状態を示す断面説明図、図１（ｂ）は本発明に係る測定装置の図１（ａ）における右側面図、図２は本発明に係る測定装置における測定手段及び外部の通信装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【００２１】
図１において、１は内部環境値を測定する物体の１例としての配管であり、２は配管１の内外を連通する連通部である。３は配管１内部の環境値を測定する測定装置、４は配管１に設けられた連通部２に着脱自在に装着される測定装置本体である。
【００２２】
装置本体４は配管１に設けた貫通孔11に連通する連通部２に着脱自在に装着される装着筒体５と、該装着筒体５に連通し且つ内部に測定手段20を収容する収容体６と、該収容体６に設けた開口部７を閉鎖する蓋体８と、蓋体８を押さえて収容体６に取り付けられる押え部材９とを有して構成されている。10はリーダライタ機等からなる外部の通信装置である。
【００２３】
配管１に形成された貫通孔11の周壁には溶接等により短筒状の連通部２が固定されており、該連通部２の内周面にはネジ部２ａが形成されている。一方、筒状の装着筒体５の外周面には連通部２の内周面に形成されたネジ部２ａに螺合し得るネジ部５ａが形成されており、装着筒体５の外周面に形成されたネジ部５ａを連通部２の内周面に形成されたネジ部２ａに螺着することにより、装着筒体５を連通部２に着脱自在に連結出来るようになっている。
【００２４】
筒状の収容体６は装着筒体５の直径よりも拡大した直径を有し且つ該装着筒体５から延長して設けられている。収容体６の内部には測定手段20を収容した透明なガラス板またはプラスチック板等からなるケース12がＯリング等のシール材13を介して配置され、更に該ケース12の外側で収容体６の開口側には円板状の蓋体８が配置される。
【００２５】
蓋体８はキャップ状の押え部材９に形成した断面円形の開口部７の周壁面に設けられた段部９ａに嵌合して支持されて押え部材９に形成した開口部７を閉鎖する。尚、収容体６の外周面にはネジ部６ａが形成されており、押え部材９の内周面には収容体６に形成されたネジ部６ａに螺合し得るネジ部９ｂが形成されている。
【００２６】
そして、収容体６の内部にシール材13を介して測定手段20を収容したケース12を収容し、押え部材９の段部９ａに蓋体８を嵌合して該押え部材９のネジ部９ｂを収容体６のネジ部６ａに螺合し、該押え部材９により蓋体８及びケース12を押圧しつつ該押え部材９を収容体６に螺着することによりシール材13及びケース12により配管１内からケース12までの液密性或いは気密性を確保した状態で押え部材９を収容体６に着脱自在に連結出来る。尚、連通部２のネジ部２ａと装着筒体５のネジ部５ａとの間にはシールテープ等を介在させて液密性或いは気密性を確保することが出来る。
【００２７】
この押え部材９の外形は図１（ｂ）に示すように六角形状に形成され、この六角部分を手またはレンチ等の工具で把持して回転することにより、押え部材９を収容体６に締結出来る。
【００２８】
装着筒体５、収容体６及び押え部材９はステンレスや鋼材等の剛性及び耐環境性を有する金属材料で作ることが出来る。測定手段20を収容するケース12や蓋体８は透明なガラス板またはプラスチック板のように収容体６の内部を外側から透視出来る材料で作ることが望ましいが、それに限らず不透明な金属材料やプラスチック材料で作ることも出来る。
【００２９】
好ましい組み合わせは装着筒体５、収容体６及び押え部材９を金属材料で作り、測定手段20を収容するケース12及び蓋体８を非導電性の透明なガラス板または透明もしくは不透明なプラスチック板で作ることである。そのように構成した場合は、ケース12及び蓋体８以外の部分は導電性であり電磁波（具体的には電磁波を構成する磁束）を遮蔽して通さないので、専ら電磁波を通すケース12や蓋体８を介して収容体６内の測定手段20と外部の通信装置10との間で電磁波通信を行うことになる。
【００３０】
蓋体８の前面側から電磁波通信を行う場合には、該蓋体８に通信位置を示すマークや文字等を表示した通信位置表示部を設けることが望ましい。
【００３１】
図２は図１に示す測定装置３における測定手段20及び通信装置10の制御系の構成を示すブロック図である。図２において、測定手段20は配管１内部の環境値を測定するセンサ部21と、該センサ部21で測定した配管１内部の環境値を記憶する記憶部22と、該記憶部22に記憶された配管１内部の環境値を電磁波により外部の通信装置10に送信する送信部23と、測定手段20が常時測定可能なように電源を供給する電源部24とを有し、これらセンサ部21、記憶部22及び送信部23はマイクロコンピュータで構成した制御部25により制御される。
【００３２】
図１（ａ）に示すように、装着筒体５側に配置されたセンサ部21は、測定すべき環境値の種類に応じて市販の各種センサを適宜選択して使用する。物体内部の環境値としては、物体内の圧力、温度、振動、加速度、水質等が測定可能であり、例えば圧力測定の場合は半導体式または磁気歪み式の圧力センサ、温度測定の場合はサーミスタ式の温度センサ、振動測定の場合は磁気歪み式の振動センサ、加速度を測定する場合は磁気歪み式の加速度センサ、水質測定の場合は目的に応じたイオン電極センサ等を使用する。
【００３３】
記憶部22は書き換え可能なＥＰＲＯＭ(Erasable Programmable Read Only Memory)等を使用することが出来、制御部25の制御プログラムによりセンサ部21からの環境測定値を連続的または所定のインターバルで間欠的に記憶する。
【００３４】
電源部24はリチウム電池等の小型で比較的容量の大きい電池で構成することが望ましい。そして長期間測定装置３を運転して電圧が低下したときは、測定装置３の測定手段20の内に取り付けられたリチウム電池を充電したり、測定手段20のリチウム電池が一体的に組み込まれたデータキャリア（例えばRFIDタグ；Radio frequency Identification TAG等）を新品に交換する。
【００３５】
送信部23は送信機能及び受信機能を備えており、送受信回路26と送受信用のアンテナコイル27により構成される。そしてセンサ部21、記憶部22、送信部23、制御部25及び送受信回路26は１つのＩＣチップで構成される。
【００３６】
通信装置10は送受信用のアンテナコイル30と送受信回路32とにより構成される送受信部33と、制御部34と、測定手段20の呼び出しコードや測定値を記憶する記憶部35と、該記憶部35に記憶した測定データを外部の管理装置やデータ収集装置に伝送する通信用のインターフェイス36と、リチウム電池等により構成した通信装置10各部に電源を供給する電源部37を備えている。
【００３７】
蓋体８を金属材料のような導電性を有する材料で作ると更に大きな強度を得ることが出来るが、その場合は、蓋体８と押え部材９の段部９ａとの間に均一な微小間隙による磁束漏洩路14を形成し、その磁束漏洩路14を介して漏洩する磁束φを利用して、蓋体８を介して装置本体４の内部に収容された送信部23と外部の通信装置10との間で電磁波通信を行うことが出来る。
【００３８】
次に図１及び図２を参照して装置本体４の内部に収容された送信部23と外部との間で非接触通信を行う様子について説明する。先ず図１に示す蓋体８の前面側に通信装置10を接近して、その通信開始ボタン（図示せず）を押すと、該通信装置10に予め設定されたシーケンスにより、該通信装置10のアンテナコイル30から最初に呼出信号の電磁波が送信される。
【００３９】
その電磁波は蓋体８（或いは蓋体８が金属製の場合は磁束漏洩路14）を介して測定手段20の送信部23のアンテナコイル27で受信され、該アンテナコイル27には電磁誘導による電流が流れ、その電流による信号が送受信回路26を介して制御部25に入力されて該制御部25は受信状態になる。
【００４０】
次に送信部23のアンテナコイル27から応答信号の電磁波が蓋体８（或いは蓋体８が金属製の場合は磁束漏洩路14）を介して通信装置10に送信され、それによって通信装置10は次に読み出し信号または書き込み信号を送信部23に送信する。
【００４１】
尚、読み出し信号は通信装置10に設けた読み出しボタンを押すことにより出力される測定手段20に記憶された測定値の読み出し指令信号であり、書き込み信号は通信装置10に設けた書き込みボタンを押すことにより出力される測定手段20に測定インターバル等の測定条件や整理番号等の設定を指令する信号である。
【００４２】
送信部23はその信号を受けて制御部25が読み出し制御または書き込み制御を行う。そして読み出し制御の場合は、その読み出し信号に応じた情報を記憶部22から読み出し、アンテナコイル27から通信装置10に送信する。また通信装置10から送信された書き込み情報は記憶部22に記憶される。
【００４３】
尚、通信装置10はこの分野では周知のものであり、上記電源用電磁波送信、応答用電磁波送信、送信部23からの受信制御等のシーケンスは、前記通信開始ボタン等を押すことにより自動的に実行される。
【００４４】
そして、記憶部22に記憶された配管１内部の環境値は通信装置10からの読み出し指令により随時読み出すことが出来る。
【００４５】
尚、前記実施形態では、物体の一例として配管１の外側から測定装置３の装置本体４を着脱可能に取り付ける構成について説明したが、物体が大きな圧力タンクや反応タンクでは内部側から測定装置３の装置本体４を着脱可能に取り付ける構成とすることも出来る。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の活用例として、配管やタンク、或いは密閉容器内の圧力、温度、湿度、振動、加速度、水質、或いはガス質等の環境値を測定し且つ記録する測定装置に適用出来、特に目的の物体が運動状態にあるときの物体内部の環境値を測定及び記録する場合で、各種センサからのリード線を引き出すことが出来ない環境での測定及び記録にも効果的に利用出来るものである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】（ａ）は本発明に係る測定装置を物体に設置した状態を示す断面説明図、（ｂ）は本発明に係る測定装置の（ａ）における右側面図である。
【図２】本発明に係る測定装置における測定手段及び外部の通信装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４８】
１…配管
２…連通部
２ａ…ネジ部
３…測定装置
４…装置本体
５…装着筒体
５ａ…ネジ部
６…収容体
６ａ…ネジ部
７…開口部
８…蓋体
９…押え部材
９ａ…段部
９ｂ…ネジ部
10…通信装置
11…貫通孔
12…ケース
13…シール材
14…磁束漏洩路
20…測定手段
21…センサ部
22…記憶部
23…送信部
24…電源部
25…制御部
26…送受信回路
27…アンテナコイル
30…アンテナコイル
32…送受信回路
33…送受信部
34…制御部
35…記憶部
36…インターフェイス
37…電源部
【図１】
2005148795.tif 000003
【図２】
2005148795.tif 000004