JPH0365689B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、電信・電話回線等に使用されてい
る通信ケーブルの障害検出方式に係り、特にビル
デイング，倉庫等において発生する浸水，火災事
故等に基づく該通信ケーブルの異常を集中的に検
出して遠隔地点の異常を監視することができる遠
隔異常監視方式に関するものである。

従来、遠隔地点で発生する被監視対象物の障
害，事故等を中央監視装置で監視し、警報器を動
作したり障害地点を表示する方法としては、数個
所に設けてある障害検出センサの検出信号を時分
割多重方式，又は周波数多重方式によつて中央監
視装置に送り、そのデータを解析して障害地点を
割り出すか、もしくは各遠隔地点に設けてある障
害検出センサの検出信号を、それぞれの地点まで
敷設した個別の通信線路を介して収集する方式が
あつた。

しかし、前者の多重方式によるものは信号を伝
達するための通信線路の敷設数が少なくなる利点
はあるが、中央監視装置，及び検出センサが高価
なものになるという欠点があり、後者の方式は通
信線路の数が多くなるためその敷設に経費がかゝ
るという欠点がある。

又、通信ケーブルの障害個所の監視方式として
は、通信ケーブル内に常時ガス（窒素ガス，乾燥
空気など）等を充てんし、その圧力，及び圧力傾
度を通信ケーブルの接続部等に設けてある検出セ
ンサによつて検出し、その検出結果に基づいて浸
水事故等を監視する方式が知られているが、この
ような方式も検出センサが高価となり、監視機構
も複雑となるという欠点がある。

この発明は、かゝる実状にかんがみなされたも
ので、中央の監視装置より往復通信路を介して監
視すべき２以上の検出地点に、被監視対象物に障
害が発生したとき一定の重みづけがなされている
電流が流出するような検出センサを往復通信線路
を介して並列に接続し、該検出センサから流出す
る電流を中央監視装置において収集測定し、障害
発生地点を検出することができるようにした遠隔
地点の異常監視方式を提供するものである。

以下、この発明の概要を第１図に基づいて説明
する。

この図において、L₁，L₂は検出電流が流れる
往復通信線路であり、S_a1，S_a2……S_ao，及び
S_b1，S_b2……S_boは各検出地点a_o，S_o-1……a₁，及
びb_o，b_o-1……b₁に配置され被監視対象物の障害
を検出する検出センサを示す。

したがつて、例えば、被監視対象物を通信ケー
ブルとし、通信ケーブル内の浸水事故を検出する
場合は、前記往復通信線路L₁，L₂は通信ケーブ
ルそのものか、又は同軸等を含む通信ケーブルに
介在されている監視用の監視線路となる。そし
て、S_a1，S_a2……S_ao，及びS_b1，S_b2……S_boは主
に通信ケーブルの浸水を検出する浸水センサとな
る。

又、被監視対象物である倉庫，ビルデイング等
の障害検出の場合は前記往復通信線路L₁，L₂は
検出信号を収集するためにビル内に敷設される監
視線路であり、S_a1，S_a2……S_ao，及びS_b1，S_b2…
…S_boは主に温度，煙，湿度等に感応する検出セ
ンサとなる。

前記検出センサS_a1〜S_ao，S_b1〜S_boは後述する
回路で詳細に説明するように浸水を検出する場合
は湿度感応素子ｍと、この湿度感応素子ｍで駆動
される定電流源I₁〜I_o，及びダイオードＤから形
成され、前記湿度感応素子ｍが浸水事故を検知し
たときにダイオードＤの方向へ（定）電流i₁〜i_o
が流れるようになつている。

又、一点鎖線で囲つた部分は中央監視装置の測
定部を示し、この測定部Ｗの概要は電源Ｅ，抵抗
Ｒ，切替スイツチSW，及び加算回路Ａ等で構成
されている。

このような遠隔異常監視方式は任意の各検出地
点に配置されている各検出センサが異常（以下浸
水事故について説明する）を感知しない場合は、
検出センサS_a1〜S_ao，S_b1〜S_boから流出する電流
は０であり、僅かに電源Ｅで付勢されている湿度
感応素子ｍに流れる電流i₀（アイドル電流）が検
出される。

しかしながら、図示極性となるように切替スイ
ツチSWが投入されているとき、例えば検出地点
a₁で被監視対象物である通信ケーブルの浸水事故
が発生すると検出センサS_a1の定電流源I₁が駆動
され、電流i₁が測定部Ｗの抵抗Ｒに流れ、Ｐ点に
i₁R＋ni₀Rなる電圧が発生する。なお、切替スイ
ツチSWが点線の位置に投入されているときは逆
の極性で電源Ｅが供給されるので検出センサS_b1
〜S_boが付勢され、検出地点b_oからb₁の間に浸水
事故があつたときに流出する電流（i₁〜i_o）が検
出される。

そこで、今各定電流源I₁〜I_oから流出する定電
流の値を単位電流Ｉの１〜2^n-1倍となるように定
めると、抵抗Ｒの両端に得られる検出電圧e_iは、 e_i＝RI_SV＝RI｛K_o2^n-1＋K_o-1 2^n-2＋……K₂2＋Ｋ｝＋Rni₀ ……(1) （但し、K_o，K_o-1……K₂，K₁は浸水があつた
検出地点を１，ない点を０とする。） すなわち、各定電流源I₁〜I_oの電流値は１，
２，４，８……という重みを持つたものにする。

すると、各検出地点のいずれかに浸水事故が発
生した場合は勿論、複数の検出地点で浸水事故が
発生した場合でも検出電圧e_iは異なつた値となる
ので、この検出電圧e_iからアイドル電圧Rni₀＝e_o
を差引いた監視電圧ｅ（加算回路Ａの出力）を監
視していれば、どのような浸水状態も適格に検知
することができる。（但しe_o＜IRとする）すなわ
ち、 ｅ＝ｅ−e_o＝RI（K_o2^n-1＋K_o-1 2^n-2＋…＋K₂2＋K₁） ……(2) （ただし、K_o，K_o-1，……K₂，K₁は浸水のあ
つた検出地点を１，ない点を０とする。） となる。

又、切替スイツチSWを点線の位置に投入する
と、検出センサS_b1〜S_boが能動化されるので、b_o
点からb₁点までの浸水事故が同様な理由で検知で
きる。よつて往復通信線路L₁，L₂によつて結局
2n検出地点の監視できることになる。

第２図は前記一点鎖線で囲つた測定部Ｗの具体
的回路例を示したもので、OP₁〜OP₃は高入力抵
抗差動増幅回路を構成する差動アンプ、SWは切
替スイツチ、SPは避雷回路、AACは検出電流の
解析，及び警報，表示等を行う監視装置を示す。

そして、往復通信線路L₁，L₂には、前述した
ように複数の検出センサS_a1〜S_ao，S_b1〜S_boが接
続され、切替スイツチSWを介して電源Ｅが供給
されている。

（なお、避雷回路SPは必ずしも必要ではない） 前記高入力抵抗差動増幅回路は、入力点の電圧
をe_i1，e_i2としたときその出力電圧e_p3は e_p3＝｛１＋R₂＋R₃／R₁）e_i2 −（１＋R₂＋R₃／R₁）e_i1｝R₅／R₄ となる。ここでR₂＝R₃，R₄＝R₅とすると、 e_p3＝（１＋2R₂／R₁）（e_i2−e_i1） ……(3) となる。

したがつて、２つの抵抗Ｒ／２の両端に発生する 電位差e_iを（１＋2R₂／R₁）倍した値になる。

そして、往復通信線路L₁，L₂に共通して誘導
された同相入力ノイズ電圧は除去することができ
る。

監視装置AAC内に設けた加算回路の一方に、
前記高入力抵抗差動増幅回路の出力電圧e_p3を加
え、他方には前述したアイドル電圧の−（１＋
2R₂／R₁）倍した電圧を加えるようにすれば、その 出力電圧は浸水個所の電流の総和と比例する。

よつて、この出力電圧の電圧値を監視していれ
ば、前記第(1)式〜第(3)式から浸水個所が検出でき
ることになる。

この場合、検出センサS_a1〜S_ao，S_b1〜S_boから
流出する電流は定電流とされ、前述したように単
位電流Ｉの１〜2^n-1倍の重みづけしてあるので、
往復通信線路L₁，L₂の抵抗に影響されることは
ない。

第３図は検出センサS_a1〜S_ao，S_b1〜S_boの部分
の具体的回路例を示したもので、ｍは湿度感応素
子、T₁，T₂はトランジスタ、D_z1〜D_z3はツエナ
ーダイオードを示している。

前記湿度感応素子ｍは絶縁基板上にくし形の電
極を配置し、樹脂と導電粒子からなる抵抗皮膜を
被覆したもので、その電気的特性は第４図に示す
ように通常の湿度では10KΩ以下の抵抗値を示し
ているが、浸水によつて濡れることにより導電粒
子の間隔が拡大され、その抵抗値が急峻に上昇
（湿度100％近辺で数100KΩ以上）する抵抗体で
構成されている。

したがつて、ツエナーダイオードD_z1で規定さ
れているトランジスタT₁のバイアス電圧は、通
常湿度感応素子ｍの抵抗値が低い場合は、殆んど
オフ状態に設定されているので、トランジスタ
T₂にはバイアス電流が流れず定電流回路が構成
されない。

しかしながら、この検出センサが冠水，又は浸
水事故によつてほぼ100％の湿度雰囲気中におか
れる状態となると、前記湿度感応素子ｍの抵抗値
が急速に上昇し、トランジスタT₁が導通し、ツ
エナーダイオードD_z2，D_z3に充分な電流が流れる
ことによつてツエナー電圧が生じる。

このとき、トランジスタT₂に流れる電流i_oは第
４図のi_oで示すように急速に立上がり一定電流と
なる。ツエナーダイオードD_z3のツエナー電圧を
V_zとすると、 i_o≒V_z−V_BE／Ｒ となるので、抵抗Ｒ又はツエナー電圧V_zの設定
によつて、各検出センサS_a1〜S_ao，S_b1〜S_bo毎に
異なる電流が流出されるように設定でき、電流i_o
の重みづけを行うことがでる。

なお、センサとしては湿度感応素子ｍを利用し
たものについて説明したが、検知すべき被監視対
象物の障害の種類に応じて温度感応素子，圧力感
応素子等を使用できることはいうまでもない。

又、感応素子に流すアイドル電流は、別途設け
た第３の線路によつて供給するようにしてもよ
い。

以上説明したように、この発明の遠隔異常監視
方式は、往復通信線路で結ばれている障害検出地
点に配置した検出センサが定電流源を内蔵してお
り、被監視対象物の障害が感知されたときこの定
電流源から流出する電流に一定の重みづけがなさ
れているので、この流出電流を測定監視すること
によつて直ちに障害発生地点を検出することがで
きる。

したがつて、検出電流を収集する線路の敷設，
及び検出センサが簡素化されているにもかゝわら
ず複数地点の障害発生を正確に検出することがで
きるという利点がある。

又、往復通信線路に供給する電源の極性を反転
することによつて、検出センサの数を２倍に拡大
することができ、さらに、検出センサを増加しな
い場合には、それだけ検出精度を向上させること
ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の遠隔異状監視方式を説明す
るための概要図、第２図は中央監視装置の一実施
例を示すブロツク図、第３図は検出センサの回路
図、第４図は湿度感応素子の抵抗特性と、検出電
流の一例を示すデータ図である。 図中、L₁，L₂は往復通信線路、S_a1〜S_ao，S_b1
〜S_boはそれぞれ検出地点a₁〜a_o，及びb₁〜b_oに
設けた検出センサ、Ｗは中央監視装置の測定部、
I₁〜I_oは定電流源を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中央の監視装置より往復通信線路を介して２
   以上の遠隔地点に、被監視対象物の障害が検知さ
   れたとき一定の重みづけがなされている電流を流
   出する検出センサを配置し、該検出センサから流
   出する電流を前記中央の監視装置に収集して測定
   することにより障害地点を検出することを特徴と
   する遠隔異常監視方式。 ２ 前記監視装置に３以上の検出センサに対して
   極性の反転する電圧を供給する電源を備え、前記
   検出センサの少なくとも１つが逆の極性で電源に
   接続されたときの電流を収集できるようにしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の遠
   隔異常監視方式。