(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ信号を入力し、入力したセンサ信号を所定の形式の数値データに変換して出力する第１の変換回路と、
この第１の変換回路に入力されるセンサ信号と同一のセンサ信号を入力する、前記第１の変換回路と同一の構成を有する第２の変換回路と、
この第２の変換回路が出力する第１の数値データと、前記第１の変換回路が出力する第２の数値データとを比較し、両者が一致したことを条件として、前記第１の数値データまたは第２の数値データから測定データを算出する処理部と、
基準信号を出力する基準信号発生回路と、
前記第２の変換回路に入力する信号を、前記基準信号または前記センサ信号に切り替える信号切替部とを有し、
この信号切替部が、前記第２の変換回路に入力する信号を前記基準信号に切り替えた場合に、前記処理部は、第１の数値データと第２の数値データとの比較を中止し、第１の数値データから測定データを算出する
ことを特徴とする変換器。
【請求項２】
通信回線を介して遠隔操作されて、前記処理部または信号切替部またはこれらの両方を制御する制御部を有することを特徴とする請求項１記載の変換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、環境計測機器に関し、特に、環境計測機器の点検に関する。
【０００２】
【従来の技術】
風速計、雨量計、あるいは温度、湿度、日照量（日射量）等を自動測定する気象センサの後段には、これらのセンサから出力される、それぞれの形式のセンサ信号を、所定の数値データに変換する変換器が設置される。
【０００３】
従来、この変換器が正常に動作しているか否かの確認は、一般に、年１〜２回程度の定期点検の時に人手で行われていた。
【０００４】
図８ は、従来の変換器１０１ を、風速計１０２ の後段に設置した場合の構成例を示すブロック図である。変換器１０１内には、変換回路１０３ と、風速処理部１０４ とが設けられている。変換回路１０３とは、具体的には、カウンタである。風速計１０２から出力される風速パルスは、変換器１０１内の変換回路（カウンタ）１０３に入力される。変換回路（カウンタ）１０３は、入力された風速パルスをカウントしてカウント値に変換し、変換したカウント値を風速処理部１０４に送る。風速処理部１０４は、変換回路（カウンタ）１０３から送られたカウント値から風速を算出し、風速データを出力する。
【０００５】
風速の測定方法としては、例えば、２５０ｍｓｅｃの周期毎に、風速計が出力する風速パルスをカウントし、そのカウント値から風速を算出する。
【０００６】
図９ は、風速パルスと、変換回路（カウンタ）１０３からカウント値が出力されるタイミングと、変換器１０１内の風速処理部１０４から風速データが出力されるタイミングとを示すタイミングチャートである。このようなタイミングで測定を行い、得られた風速データから、瞬間風速、平均風速、最大瞬間風速等の各種のデータを求める。以上のように、風速測定においては、常に測定を行っている。
【０００７】
図１０ は、上記の変換器１０１の点検方法を示す図である。変換器１０１の点検は、現場に人が行き、変換器１０１から風速計１０２をはずし、代わりに風速基準信号発生回路（点検回路）１０５ を接続して行う。
【０００８】
風速基準信号発生回路（点検回路）１０５からは、風速基準信号パルスが出力される。このとき、変換器１０１が出力する風速データが、風速基準信号パルスに対応する風速基準データと等しければ、この変換器１０１は正常であるものと判断される。
【０００９】
図１１ は、従来の変換器２０１ を、雨量計２０２ の後段に設置した場合の構成例を示すブロック図である。変換器２０１内には、変換回路２０３ と、雨量処理部２０４ とが設けられている。変換回路２０３とは、具体的には、カウンタである。雨量計２０２から出力される雨量パルスは、変換器２０１内の変換回路（カウンタ）２０３に入力される。変換回路（カウンタ）２０３は、入力された雨量パルスをカウントしてカウント値に変換し、変換したカウント値を雨量処理部２０４に送る。雨量処理部２０４は、変換回路（カウンタ）２０３から送られたカウント値から雨量を算出し、雨量データを出力する。
【００１０】
雨量の測定方法としては、例えば、所定のサンプリング周期毎に、雨量計が出力する雨量パルスをカウントし、そのカウント値から雨量を算出する。
【００１１】
図１２ は、雨量パルスと、変換回路（カウンタ）２０３からカウント値が出力されるタイミングと、変換器２０１内の雨量処理部２０４から雨量データが出力されるタイミングとを示すタイミングチャートである。このようなタイミングで測定を行い、得られた雨量データから、時間雨量、日雨量、連続積算雨量等の各種のデータを求める。以上のように、雨量測定においても、常に測定を行っている。
【００１２】
図１３ は、上記の変換器２０１の点検方法を示す図である。変換器２０１の点検は、現場に人が行き、変換器２０１から雨量計２０２をはずし、代わりに雨量基準信号発生回路（点検回路）２０５ を接続して行う。
【００１３】
雨量基準信号発生回路（点検回路）２０５からは、雨量基準信号パルスが出力される。このとき、変換器２０１が出力する雨量データが、雨量基準信号パルスに対応する雨量基準データと等しければ、この変換器２０１は正常であるものと判断される。
【００１４】
図１４ は、従来の変換器３０１ を、温度、湿度、日照量（日射量）等を自動測定する気象センサ３０２ の後段に設置した場合の構成例を示すブロック図である。変換器３０１内には、変換回路３０３ と、気象処理部３０４ とが設けられている。変換回路３０３とは、具体的には、Ａ／Ｄ変換回路である。気象センサ３０２から出力される電圧、電流、抵抗値等は、変換器３０１内の変換回路（Ａ／Ｄ変換回路）３０３に入力される。変換回路（Ａ／Ｄ変換回路）３０３は、入力された電圧、電流、抵抗値等をディジタル値に変換し、変換したディジタル値を気象処理部３０４に送る。気象処理部３０４は、変換回路（Ａ／Ｄ変換回路）３０３から送られたディジタル値から気象データを算出して出力する。
【００１５】
温度、湿度、日照量（日射量）等の各種の気象要素の測定方法としては、例えば、所定のサンプリング周期毎に、各種の気象センサが出力する電圧、電流、抵抗値等をＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換後のディジタル値から気象データを算出する。
【００１６】
図１５ は、変換回路（Ａ／Ｄ変換回路）３０３からディジタル値が出力されるタイミングと、変換器３０１内の気象処理部３０４から気象データが出力されるタイミングとを示すタイミングチャートである。
【００１７】
図１６ は、上記の変換器３０１の点検方法を示す図である。変換器３０１の点検は、現場に人が行き、変換器３０１から気象センサ３０２をはずし、代わりに基準信号発生回路（点検回路）３０５ を接続して行う。
【００１８】
基準信号発生回路（点検回路）３０５からは、基準信号が出力される。このとき、変換器３０１が出力する気象データが、基準信号に対応する基準データと等しければ、この変換器３０１は正常であるものと判断される。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
従来は、点検を行うためには、現場に人が行かなければならない。また、点検中は、変換器からセンサをはずすため、欠測となり、測定データが得られない。
【００２０】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、現場に人が行かずに点検ができ、また、測定データを欠測することなく点検ができる変換器を提供するものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、センサ信号を入力し、入力したセンサ信号を所定の形式の数値データに変換して出力する第１の変換回路と、この第１の変換回路に入力されるセンサ信号と同一のセンサ信号を入力する、前記第１の変換回路と同一の構成を有する第２の変換回路と、この第２の変換回路が出力する第１の数値データと、前記第１の変換回路が出力する第２の数値データとを比較し、両者が一致したことを条件として、前記第１の数値データまたは第２の数値データから測定データを算出する処理部とを有することを特徴とする変換器である。
【００２２】
第２の発明は、基準信号を出力する基準信号発生回路と、前記第２の変換回路に入力する信号を、前記基準信号または前記センサ信号に切り替える信号切替部とを有し、この信号切替部が、前記第２の変換回路に入力する信号を前記基準信号に切り替えた場合に、前記処理部は、第１の数値データと第２の数値データとの比較を中止し、第１の数値データから測定データを算出することを特徴とする上記第１の変換器である。
【００２３】
第３の発明は、センサ信号を入力し、入力したセンサ信号を所定の形式の数値データに変換して出力する変換回路と、この変換回路が出力した数値データから測定データを算出する処理部と、基準信号を出力する基準信号発生回路と、前記変換回路に入力する信号を、前記基準信号または前記センサ信号に切り替える信号切替部とを有することを特徴とする変換器である。
【００２４】
第４の発明は、通信回線を介して遠隔操作されて、前記処理部または信号切替部またはこれらの両方を制御する制御部を有することを特徴とする上記第１から第３のいずれかの変換器である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１ は、本発明の第１の実施形態における変換器の概略構成を示すブロック図である。変換器１ 内には、変換回路２ と、処理・制御部３ と、基準信号発生回路４ と、信号切替部５ とが設けられている。変換回路２内には、変換回路Ａおよび変換回路Ｂが設けられている。変換回路Ａと変換回路Ｂの構成は、全く同一である。処理・制御部３内には、処理部６ および制御部７ が設けられている。
【００２６】
センサ８ が出力するセンサ信号は、変換器１における変換回路２内の変換回路Ａに入力されると共に、信号切替部５にも入力される。信号切替部５は、例えば、リレーで構成され、制御部７からの指令に基づいて、変換回路２内の変換回路Ｂに入力する信号を、センサ８が出力するセンサ信号または基準信号発生回路４が出力する基準信号に切り替える。
【００２７】
変換回路Ａおよび変換回路Ｂは、それぞれ、入力される信号をサンプリングし、数値データＡおよび数値データＢに変換する。数値データＡおよび数値データＢは、処理・制御部３内の処理部６に入力される。処理部６は、入力された数値データＡと数値データＢを比較する機能と、入力された数値データＡまたは数値データＢから測定データを算出して出力する機能と、入力された数値データＡまたは数値データＢまたは両者の差を点検結果として出力する機能とを有する。
【００２８】
制御部７は、遠隔操作が可能なように、通信回線等に接続されていて、処理部６および信号切替部５を制御する。
【００２９】
通常の測定時には、信号切替部５は、センサ信号側に切り替えられた状態にある。この状態では、変換回路２内の変換回路Ａおよび変換回路Ｂには、同一のセンサ信号が入力される。変換回路Ａおよび変換回路Ｂは、それぞれ、入力されたセンサ信号をサンプリングし、数値データＡおよび数値データＢに変換する。処理・制御部３内の処理部６は、数値データＡと数値データＢを比較し、両者が一致したら、変換回路Ａおよび変換回路Ｂが正常であるものと判断し、数値データＡまたは数値データＢから、測定データを算出し、出力する。
【００３０】
上記の比較においては、数値データＡと数値データＢが、あらかじめ測定しておいた、ばらつきの範囲内に入っていれば、一致したものとみなす。すなわち、あらかじめ、変換回路Ａおよび変換回路Ｂに同一の信号を入力し、数値データＡと数値データＢの差を測定して、変換回路Ａと変換回路Ｂのばらつきを測定しておき、ばらつきの範囲内に入っていれば、一致したものとみなす。
【００３１】
通常の測定状態では、処理部６は、常時、数値データＡと数値データＢを比較しつつ、測定データを算出している。これにより、変換器１が正常に機能していることを、測定データを欠測することなく確認できる。
【００３２】
次に、変換器１の点検方法を説明する。一定時間間隔、あるいは上位システムからの要求により、処理・制御部３内の制御部７が、信号切替部５に指令を送り、変換回路Ｂへの入力信号を、基準信号発生回路４が出力する基準信号に切り替える。この状態で、変換回路Ｂが、基準信号を正しい数値データに変換するかどうかを点検する。このとき、処理部６は、数値データＡと数値データＢの比較を中止し、数値データＡから測定データを算出する。これにより、測定データの欠測を防止することができる。変換回路Ｂが点検されれば、上述した通常の測定状態で、継続的に、変換回路Ｂと変換回路Ａの出力が比較されるので、変換回路Ａも点検されたことになる。
【００３３】
図２ および図３ は、本発明の第１の実施形態における変換器１を、風速計１８の後段に設置した場合の構成例を示すブロック図である。変換器１ 内には、変換回路２ と、処理・制御部３ と、風速基準信号発生回路１４ と、信号切替部５ とが設けられている。変換回路２内には、変換回路Ａおよび変換回路Ｂが設けられている。変換回路Ａと変換回路Ｂの構成は、全く同一であり、具体的には、カウンタである。処理・制御部３内には、風速処理部１６ および制御部７ が設けられている。
【００３４】
風速計１８ が出力する風速パルスは、変換器１における変換回路２内の変換回路Ａに入力されると共に、信号切替部５にも入力される。信号切替部５は、例えば、リレーで構成され、制御部７からの指令に基づいて、変換回路２内の変換回路Ｂに入力する信号を、風速計１８が出力する風速パルスまたは風速基準信号発生回路１４が出力する風速基準信号パルスに切り替える。
【００３５】
変換回路Ａおよび変換回路Ｂは、それぞれ、入力される信号をサンプリングし、カウント値Ａおよびカウント値Ｂに変換する。カウント値Ａおよびカウント値Ｂは、処理・制御部３内の風速処理部１６に入力される。風速処理部１６は、入力されたカウント値Ａとカウント値Ｂを比較する機能と、入力されたカウント値Ａまたはカウント値Ｂから風速データを算出して出力する機能と、入力されたカウント値Ａまたはカウント値Ｂまたは両者の差を点検結果として出力する機能とを有する。
【００３６】
図２に示す通常の測定時には、信号切替部５は、風速パルス側に切り替えられた状態にある。この状態では、変換回路２内の変換回路Ａおよび変換回路Ｂには、同一の風速パルスが入力される。変換回路Ａおよび変換回路Ｂは、それぞれ、入力された風速パルスをサンプリングし、カウント値Ａおよびカウント値Ｂに変換する。処理・制御部３内の風速処理部１６は、カウント値Ａとカウント値Ｂを比較し、両者が一致したら（ばらつきの範囲内に入っていたら）、変換回路Ａおよび変換回路Ｂが正常であるものと判断し、カウント値Ａまたはカウント値Ｂから、風速データを算出し、出力する。
【００３７】
図３に示す変換器１の点検時には、一定時間間隔、あるいは上位システムからの要求により、処理・制御部３内の制御部７が、信号切替部５に指令を送り、変換回路Ｂへの入力信号を、風速基準信号発生回路１４が出力する風速基準信号パルスに切り替える。この状態で、変換回路Ｂが、風速基準信号パルスを正しいカウント値に変換するかどうかを点検する。
【００３８】
図４ および図５ は、本発明の第１の実施形態における変換器１を、雨量計２８の後段に設置した場合の構成例を示すブロック図である。変換器１ 内には、変換回路２ と、処理・制御部３ と、雨量基準信号発生回路１４ と、信号切替部５ とが設けられている。変換回路２内には、変換回路Ａおよび変換回路Ｂが設けられている。変換回路Ａと変換回路Ｂの構成は、全く同一であり、具体的には、カウンタである。処理・制御部３内には、雨量処理部２６ および制御部７ が設けられている。
【００３９】
雨量計２８ が出力する雨量パルスは、変換器１における変換回路２内の変換回路Ａに入力されると共に、信号切替部５にも入力される。信号切替部５は、例えば、リレーで構成され、制御部７からの指令に基づいて、変換回路２内の変換回路Ｂに入力する信号を、雨量計２８が出力する雨量パルスまたは雨量基準信号発生回路２４が出力する雨量基準信号パルスに切り替える。
【００４０】
変換回路Ａおよび変換回路Ｂは、それぞれ、入力される信号をサンプリングし、カウント値Ａおよびカウント値Ｂに変換する。カウント値Ａおよびカウント値Ｂは、処理・制御部３内の雨量処理部２６に入力される。雨量処理部２６は、入力されたカウント値Ａとカウント値Ｂを比較する機能と、入力されたカウント値Ａまたはカウント値Ｂから雨量データを算出して出力する機能と、入力されたカウント値Ａまたはカウント値Ｂまたは両者の差を点検結果として出力する機能とを有する。
【００４１】
図４に示す通常の測定時には、信号切替部５は、雨量パルス側に切り替えられた状態にある。この状態では、変換回路２内の変換回路Ａおよび変換回路Ｂには、同一の雨量パルスが入力される。変換回路Ａおよび変換回路Ｂは、それぞれ、入力された雨量パルスをサンプリングし、カウント値Ａおよびカウント値Ｂに変換する。処理・制御部３内の雨量処理部２６は、カウント値Ａとカウント値Ｂを比較し、両者が一致したら（ばらつきの範囲内に入っていたら）、変換回路Ａおよび変換回路Ｂが正常であるものと判断し、カウント値Ａまたはカウント値Ｂから、雨量データを算出し、出力する。
【００４２】
図５に示す変換器１の点検時には、一定時間間隔、あるいは上位システムからの要求により、処理・制御部３内の制御部７が、信号切替部５に指令を送り、変換回路Ｂへの入力信号を、雨量基準信号発生回路２４が出力する雨量基準信号パルスに切り替える。この状態で、変換回路Ｂが、雨量基準信号パルスを正しいカウント値に変換するかどうかを点検する。
【００４３】
図６ および図７ は、本発明の第２の実施形態における変換器１を、温度、湿度、日照量（日射量）等を自動測定する気象センサ３８の後段に設置した場合の構成例を示すブロック図である。変換器１ 内には、変換回路２ と、処理・制御部３ と、基準信号発生回路４ と、信号切替部５ とが設けられている。変換回路２内には、Ａ／Ｄ変換回路２ａが設けられている。処理・制御部３内には、気象処理部３６ および制御部７ が設けられている。
【００４４】
気象センサ３８ が出力する電圧、電流、抵抗値等は、信号切替部５を介して、変換回路２内のＡ／Ｄ変換回路２ａに入力される。信号切替部５は、制御部７からの指令に基づいて、変換回路２内のＡ／Ｄ変換回路２ａに入力する信号を、気象センサ３８が出力する電圧、電流、抵抗値等または基準信号発生回路４が出力する基準信号に切り替える。
【００４５】
Ａ／Ｄ変換回路２ａは、入力される信号をＡ／Ｄ変換し、ディジタル値に変換する。ディジタル値は、処理・制御部３内の気象処理部３６に入力される。気象処理部３６は、入力されたディジタル値から気象データを算出して出力する機能と、入力されたディジタル値を点検結果として出力する機能とを有する。
【００４６】
図６に示す通常の測定時には、信号切替部５は、気象センサ側に切り替えられた状態にある。この状態では、変換回路２内のＡ／Ｄ変換回路２ａには、気象センサ３８が出力する電圧、電流、抵抗値等が入力される。Ａ／Ｄ変換回路２ａは、入力された電圧、電流、抵抗値等をＡ／Ｄ変換し、ディジタル値に変換する。処理・制御部３内の気象処理部３６は、ディジタル値から、気象データを算出し、出力する。
【００４７】
図７に示す変換器１の点検時には、一定時間間隔、あるいは上位システムからの要求により、処理・制御部３内の制御部７が、信号切替部５に指令を送り、Ａ／Ｄ変換回路２ａへの入力信号を、基準信号発生回路４が出力する基準信号に切り替える。この状態で、Ａ／Ｄ変換回路２ａが、基準信号を正しいディジタル値に変換するかどうかを点検する。気象データの測定は、所定のサンプリング周期毎に、間欠的に行うことができるので、点検は、気象データの測定のあいまに実施する。これにより、気象データの欠測を防止することができる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、変換器の点検を、現場に人が行かずに行うことができる。また、データの測定と並行して自動的に点検が行われるので、点検のために測定データを欠測することがない。
【００４９】
また、常時、変換回路が正常に機能していることを確認しつつ、測定データを収集することができるので、収集した測定データの信頼性が高い。
【００５０】
また、変換器を通信回線等に接続しておけば、変換器の異常を即時に管理者に伝えることができるので、素早く修理等の対応を行うことができ、測定データを失う期間を短縮することができる。
【００５１】
また、人手による定期点検は、本発明による自動点検以外の項目のみを行えばよいので、その内容によっては、定期点検の間隔を延ばすことができ、メンテナンスコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】   本発明の第１の実施形態における変換器の概略構成を示すブロック図である。
【図２】   本発明の第１の実施形態における変換器１を、風速計１８の後段に設置した場合の構成例を示すブロック図である。
【図３】   本発明の第１の実施形態における変換器１を、風速計１８の後段に設置した場合の構成例を示すブロック図である。
【図４】   本発明の第１の実施形態における変換器１を、雨量計２８の後段に設置した場合の構成例を示すブロック図である。
【図５】   本発明の第１の実施形態における変換器１を、雨量計２８の後段に設置した場合の構成例を示すブロック図である。
【図６】   本発明の第２の実施形態における変換器１を、気象センサ３８の後段に設置した場合の構成例を示すブロック図である。
【図７】   本発明の第２の実施形態における変換器１を、気象センサ３８の後段に設置した場合の構成例を示すブロック図である。
【図８】   従来の変換器１０１ を、風速計１０２ の後段に設置した場合の構成例を示すブロック図である。
【図９】   風速パルスと、変換回路（カウンタ）１０３からカウント値が出力されるタイミングと、変換器１０１内の風速処理部１０４から風速データが出力されるタイミングとを示すタイミングチャートである。
【図１０】   変換器１０１の点検方法を示す図である。
【図１１】   従来の変換器２０１ を、雨量計２０２ の後段に設置した場合の構成例を示すブロック図である。
【図１２】   雨量パルスと、変換回路（カウンタ）２０３からカウント値が出力されるタイミングと、変換器２０１内の雨量処理部２０４から雨量データが出力されるタイミングとを示すタイミングチャートである。
【図１３】   変換器２０１の点検方法を示す図である。
【図１４】   従来の変換器３０１ を、温度、湿度、日照量（日射量）等を自動測定する気象センサ３０２ の後段に設置した場合の構成例を示すブロック図である。
【図１５】   変換回路（Ａ／Ｄ変換回路）３０３からディジタル値が出力されるタイミングと、変換器３０１内の気象処理部３０４から気象データが出力されるタイミングとを示すタイミングチャートである。
【図１６】   変換器３０１の点検方法を示す図である。
【符号の説明】
１   変換器
２   変換回路
３   処理・制御部
４   基準信号発生回路
５   信号切替部
６   処理部
７   制御部
８   センサ
【図１】
0004152644.tif 000002
【図２】
0004152644.tif 000003
【図３】
0004152644.tif 000004
【図４】
0004152644.tif 000005
【図５】
0004152644.tif 000006
【図６】
0004152644.tif 000007
【図７】
0004152644.tif 000008
【図８】
0004152644.tif 000009
【図９】
0004152644.tif 000010
【図１０】
0004152644.tif 000011
【図１１】
0004152644.tif 000012
【図１２】
0004152644.tif 000013
【図１３】
0004152644.tif 000014
【図１４】
0004152644.tif 000015
【図１５】
0004152644.tif 000016
【図１６】
0004152644.tif 000017