JPS6037005Y2 - 電気装置のための監視装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、複数個の電気装置を有するプラントの監視装
置に係り、特に上記電気装置により消費される電気エネ
ルギを監視するための装置に係る。

本考案によれば、共通の交流電源により駆動され実質的
に同一の負荷条件の下で作動するように構成された複数
個の電気装置を持ったプラントのための監視装置におい
て、前記電気装置の各々に対して設けられたその電気装
置によって消費されるエネルギーを監視してそのエネル
ギーの平均値に比例した大きさの出力信号を与えるエネ
ルギー消費検出手段と、これら複数のエネルギー消費検
出手段からの各出力信号を受け、これら信号の各々の強
度に比例する輝度の複数の光ドットを一つのビデオモニ
タに映像として配列表示しうるビデオ信号を発生するビ
デオ信号発生手段、このビデオ信号発生手段からのビデ
オ信号を受け、前記複数の光ドットを配列表示するビデ
オモニタ、および選択された光ドットに対応する前記出
力信号の強度に比例する強度の電気信号を前記ビデオ信
号から取り出し、かつ選択された光ドットを前記ビデオ
モニタ上で指示するマーカーを形成する信号を前記ビデ
オ信号に重畳する光ドツト選択手段を備えることを特徴
とする監視装置が提供される。

本考案の監視装置は、このような構成としたことにより
、モニタ上の光ドットの輝度の相対的な関係から各電気
装置の間でのエネルギー消費量の偏差を瞬間的かつ明瞭
に知ることができる。

また、光ドットの輝度から知られたエネルギー消費量の
偏差の大きい電気装置のエネルギー消費量を、ビデオ信
号から電気信号の形で取り出し、これを、オシロスコー
プ、ミリ電流計または電気−機械式の記録紙記録器に絶
対的、定量的に表示することができる。

エネルギー消費量を表わす電気信号が、取り出された電
気装置がいずれかであるかは、この装置に対応する光ド
ットを指し示すマーカーによってモニタ上で簡明に知る
ことができる。

さらに、ビデオ信号発生手段からのビデオ信号をビデオ
記録装置を介してビデオモニタおよび光ドツト選択手段
に供給すると、再生毎に異なる電気装置のエネルギー消
費量をオシロスコープ、ミリ電流計、又は記録装置によ
って定量的に精密に観察することができる。

添付図面を参照し本考案を例として以下に詳細に説明す
る。

添付図面に於いては同様の部分が同様の参照番号で示さ
れている。

さて第１図を参照すれば、実質的に一定電圧の交流電源
１１によって付勢される電気装置例えば電動機１０のた
めの監視装置の部分は電源１１間に並列に接続されたパ
ルス発生器１２の形態の第１手段を有している。

このパルス発生器１２、例えば発振器として接続された
演算増巾器は一致した等振巾の正及び負の長方形パルス
を与え、該パルスは供給電圧の関数として巾が変調され
る様に構成され、最大の負の供給電圧により表わされた
基準に於ける写出から最大の正の供給電圧に於ける最大
巾まで変化する。

パルス発生器１２からのパルスの繰返数は電源周波数よ
り大きく、例えば電源周波数より２備大きく構成されて
いる。

パルス発生器１２からの正及び負の出力ラインは互いに
逆に配置されたダイオード各々１６ａ及び１６ｂの形態
のゲート手段に接続されている。

変流器１３の形態の第２手段は電動機１０への供給電流
によって付勢されそして供給電流に比例した出力電圧を
与える様に構成されている。

この出力電圧は、上記出力電流の１方の半サイクルには
パルス発生器１２からの正のパルスを振巾変調し然して
負のパルスはダイオード１６ｂによって抑制されそして
他の半サイクルにはパルス発生器１２からの負の出力を
振巾変調し然して正の出力はダイオード１６ａによって
抑制されるという様にダイオード１６ａ及び１６ｂによ
ってゲートされる。

それにより生じたパルス巾及び振巾変調された出力が積
分器１４、例えばキャパシタンス積分器へ供給され、そ
の実質的に直流の出力信号１５は上記パルス巾及び振巾
変調された出力を時間で積分したパルスの面積を表わ１
−でいる。

信号の上記パルス巾及び振巾変調は電力計に必要とされ
る電圧と電流の積に等しいので、出力信号１５は電動機
１０により消費された電気エネルギーに比例しておりそ
してエネルギ消費の偏差従って電動機１０の性能を維持
できる様に用いることができる。

上記した説明のグラフ表示が第２ａ図乃至２ｅ図に示さ
れており、これについて以下に説明する。

第２ａ図は供給電圧波形のグラフを示しモして零電圧の
基準を示している。

第２ｂ図は図示明瞭化のため電源周波数より用倍大きい
パルス繰返数でパルス発生器１２からの一致した正及び
負の長方形パルスのグラフを示しており、これらのパル
スは第２ａ図の電圧波形の高さに比例して巾が変調され
ている。

第２ｃ図は機械への電流波形、従って変流器１３からの
出力電圧のグラフを示しており、その位相角が“°φ゛
で表わされている。

第２ｄ図はパルス発生器１２からのゲートされた正及び
負のパルスに対する変流器１３からの出力電圧の振巾変
調作用を表わしており、そして第２ｅ図は積分器１４か
らの実質的に直流の出力波形を示しており、破線は平均
直流出力を示している。

電動機１０の性能を監視するためには、出力信号１５が
オシロスコープ（図示せず）、ミリ電流計、又は記録装
置（図示せず）に接続され、例えば時間の関数として出
力信号１５の可視的な永久的な表示が得られる様な電気
−機械式の記録紙記録器に接続される。

以下に説明する第３図に示された構成に於いては、積分
器１４からの出力信号１５が抵抗１７を経てｎ−ｐ−ｎ
接合トランジスタ１８のベースに接続され、該トランジ
スタは出力信号１５の値の変化がダイオード１９の輝度
に対応変化を生じさせる様に、トランジスタ１８のコレ
クタに接続された抵抗２０を経て光放射ダイオード１９
の輝度を制御する。

トランジスタ１８のエミッタをアースに接続する可変抵
抗２１がダイオード１９の初期輝度をセットし、そして
負の電位源が抵抗２２を経てエミッタ回路に接続されて
いる。

共通の電源から給電されそして実質的に同じ負荷条件の
Ｔで作動する様に構成された複数個の装置１０が、第４
図に示された様にエネルギ消費に対して監視され、これ
について以下に説明する。

第４図に示された回路の電源１１は並列回路２８及び変
流器１３を経て多数の電動機１０（図面には２つしか示
されていない）に電流を与え、そして各電動機１０に対
して積分器１４とゲートダイオード１６ａ及び１６ｂと
が設けられている。

パルス発生器１２は、供給電圧によってパルス巾変調さ
れた一致した等振巾の正及び負の長方形パルスを、変流
器１３が接続されたゲートダイオード１６ａ及び１６ｂ
の並列構成体に与え、モして振巾変調された入力を各々
の積分器１４に与える様に構成されている。

各積分器１４からの積分された出力信号１５は比較手段
２７例えば電気−機械式の記録紙記録器に供給され、従
って出力信号１５の記録が記録紙上に集合され、個々の
電動機１０の性能の偏差を確めることができる。

以下に説明する第５図に示された構成に於いては、監視
装置の各積分器１４（図示せず）からの出力信号１５が
、上記で参照した第３図に示された様な光放射ダイオー
ド１９によって光信号に変換され、そして複数個のダイ
オード１９が、多チヤンネル表示手段３０を持った比較
手段に集合されてマトリックスとして表示され、そして
直接観察されたりビデオカメラ３１て観察されてビデオ
記録装置３２に上記マトリックスを記録する様にされた
りする。

ビデオカメラ３１と記録装置３２との間に接続されそし
て装置３４により同期されるカメラミクサ手段３３は多
数の監視装置（図示せず）を単１の記録装置３２に同時
に記録できる様する。

記録装置３２に記録されたビデオ画像は読み出しセレク
タ３５を介して可成され、そして過渡信号をこれらが生
じた後に検出したり詳細に検査したりする機会を与える
ため例えば記録装置３２への入力速度と同じ速度で、又
はそれ以上或いはそれ以下の速度で、或いは又静止した
画像として、モニタスクリーン３６に光ドット３７のマ
トリックスとして表示される。

スクリーン３６上の選択された光ドット３７によって表
わされたビデオ信号は読み出しセレクタ３５によって等
価電気信号に変換され、増巾器３８及び多チヤンネル記
録紙記録器４０又はオシロスコープ（図示せず）に接続
される。

必要とされる光ドット３７の選択は可動の方形マーカー
素子４１ （第５図には４つ示されている）を用いる事
によってなされ、このマーカー素子は読み出しセレクタ
３５に於いて各マーカ素子４１に関連した水平シフト制
御器４２及び垂直シフト制御器４３を調整するだけで選
択された光ドツト３７上に位置定めできる。

マーカー素子４１がそれらの各々の光ドツト３７上にい
ったん位置定めされると、これらの選択された光ドット
３７に対するビデオ信号のみがそれに等価な電気信号に
変換される。

読み出しセレクタ３５の回路図が第６ａ図及び６ｂ図に
示されている。

第６ａ図を参照すれば、ビデオ記録装置３２（図示せず
）からのビデオ信号はキャパシタＣ１そしてトランジス
タＴ１のベースへ供給され、該トランジスタのコレクタ
は５Ｖ電源に結合されそしてそのエミッタはトランジス
タＴ２のベースに接続されている。

抵抗Ｒ１、Ｒ２がキャパシタＣ１の各側に１つづつ並列
にアース電位へと接続され、そして抵抗Ｒ３がトランジ
スタＴ１のエミッタからアース電位へと接続されている
。

抵抗Ｒ４はトランジスタＴ１のコレクタから５Ｖ電源へ
接続されている。

トランジスタＴ２のエミッタは５Ｖ電源に接続されそし
てそのコレクタはシュミットリミタＳ１の入力に結合さ
れ、該リミタの出力は抵抗Ｒ５を経てトランジスタＴ３
のベースへ接続され、該トランジスタＴ３のエミッタは
アース電にありそしてそのコレクタはシュミットリミタ
Ｓ２の入力に接続され且つ抵抗Ｒ６を経て５Ｖ電源へ接
続されそしてキャパシタＣ３が抵抗Ｒ６間に並列に接続
されている。

トランジスタＴ４はキャパシタＣ４を経てトランジスタ
Ｔ１のエミッタとキャパシタＣ２との間のタップに接続
されたベースを持ち、トランジスタＴ４のコレクタは５
ｖ電源に接続されそしてそのエミッタはキャパシタＣ５
及び抵抗Ｒ７を経て合成ビデオ出力ターミナルＣｖ２へ
接続される。

抵抗８及びＲ９はトランジスタＴ４のベースに於いて並
列に各々５Ｖ電源とアース電位とに接続されている。

ダイオードＤ１が抵抗ＲＩＯとＲ１１との結合部に接続
され、これらの抵抗はキャパシタＣ２とトランジスタＴ
２のベースとの結合部と、アース電位との間に接続され
ている。

抵抗Ｒ１２がトランジスタＴ２のエミッタとアース電位
との間に接続され、そして抵抗Ｒ１３がトランジスタＴ
４のエミッタとアース電位との間に接続されている。

シュミットリミタＳ１及びＳ２からの出力は同じ回路に
並列に接続されたターミナルＬ及びＦに各々接続され、
その１方が第ゆ図に示されており、これについて以下に
説明する。

第６ｂ図に於いてはターミナルＬがタイマＴｅｌに接続
されそしてターミナルＦがタイマＴＣ２に接続される。

タイマＴＣｌは抵抗Ｒ２０及び可変抵抗ＶＲ２ｍを経て
５Ｖ電源に接続され且つキャパシタＣ２０及びＣ２１を
経てアース電位に接続される。

タイマＴｅ ｌからの出力はキャパシタＣ２２、ダイオ
ードＤ２０及びキャパシタＣ２３を経てトランジスタＴ
２０のベースに接続され、該トランジスタのエミッタは
アース電位にある。

抵抗Ｒ２２及びＲ２３はダイオードＤ２０の各側とアー
ス電位との間に接続される。

トランジスタＴ２０のコレクタはシュミットリミタＳ２
０の入力に接続され、該リミタの出力はゲートＧ２０に
接続されそして該ゲートの出力は別のゲートＧ２１に供
給される。

トランジスタＴ２０のコレクタは抵抗Ｒ２４を経て５Ｖ
電源にも接続されそして並列接続された抵抗Ｒ２５も有
している。

タイマＴＣ２は抵抗Ｒ２６及び可変抵抗ＶＲ２７を経て
５ｖ電源に接続され、且つキャパシタＣ２４及びＣ２５
を経てアース電位に接続される。

タイマＴＣ２はキャパシタＣ２６、ダイオードＤ２１及
びキャパシタＣ２７を経てトランジスタＴ２１のベース
に出力を与え、該トランジスタのエミッタはアース電位
にある。

抵抗Ｒ２Ｂ及びＲ２９がダイオードＤ２１の各側とアー
ス電位との間に接続されている。

トランジスタＴ２１のコレクタはシュミットリミタＳ２
１の入力に接続され、該リミタの出力はゲートＧ２２に
接続され、該ゲートの出力はゲートＧ２１に供給される
。

トランジスタＴ２１のコレクタは抵抗Ｒ３０を経て５Ｖ
電源にも接続されそして並列接続された抵抗Ｒ３１も有
している。

ゲートＧ２１の出力はターミナルＰ１に接続されたゲー
トＧ２３に供給される。

さて再び第６ａ図を参照すれば、第６ｂ図のターミナル
Ｐ１は抵抗Ｒ７と合成ビデオ出力ターミナルＣｖ２との
結合部と、アナログスイッチＳＷとの間の接続部のタッ
プに接続され、この接続部は直列に配置された抵抗Ｒ１
４を有している。

アナログスイッチＳＷはキャパシタＣ４とトランジスタ
Ｔ１のエミッタとの間のタップに接続される。

又、アナログスイッチＳＷはキャパシタＣ７を経てトラ
ンジスタＴ５のベースに出力を与え、トランジスタＴ５
のエミッタはアース電位に接続されそしてそのコレクタ
は信号出力ターミナルＳＯ１に接続されている。

抵抗Ｒ１５及びＲ１６がキャパシタＣ７の各側とアース
電位との間に接続されている。

トランジスタＴ５のコレクタは抵抗Ｒ１７を経て５ｖ電
源にも接続され、そして抵抗Ｒ１８及びキャパシタＣ８
がトランジスタＴ５のベースと５Ｖ電源との間に並列接
続され、抵抗Ｒ１８及びキャパシタＣ８と信号出力ター
ミナルＳＯ１との間に接続がなされている。

読み出しセレクタ３５の動作は以下に説明する第７図の
ブロック図より容易に理解されよう。

ビデオ記録装置３２（図示せず）からのビデオ信号は入
カニミッタホロワ回路７０に供給され、該回路は出カニ
ミッタホロワ回路７１に出力信号を与え、次いで該回路
７１はモニタ３６及びアナログスイッチ５ｗ７７に信号
を与える。

入カニミッタホロワ回路７０は走査線同期セパレータ７
２そしてフレーム同期セパレータ７３にも信号を与え、
走査線同期セパレータ７２は４つの水平シフト制御回路
７４（図示明瞭化ため１つしか示してない）に並列に接
続されそしてフレーム同期セパレータ７３は４つの垂直
シフト制御回路７５（図示明瞭化のため１つしか示して
ない）に並列に接続され、４つのマーカー素子４１（第
５図）の位置を制御する。

水平シフト制御器７４及び垂直シフト制御器７５の出力
はマーカ発生器回路７６に接続され、該回路７６の出力
はアナログスイッチ７７に接続されて該スイッチをゲー
トしそして同時にモニタ３６へのビデオ出力に加えられ
マーカ素子４１を発生する。

ゲートされたアナログスイッチ７７は積分器７８に出力
を与え、該積分器は各マーカ素子４１内の全ビデオ信号
を積分して増巾器３０に出力を与え、該増巾器は多チヤ
ンネル記録紙記録器４０に接続される。

１つのマーカ素子４１に対する簡単化されたラスタが第
８図に示されており、これについて説明する。

第８図には一定の水平及び垂直パルス巾と、第７図の各
々の水平及び垂直可変シフトの動作によって生じた変化
とが示されている。

第８図において、参照文字Ｒは、水平走査線を示し、Ａ
は一定の水平パルス巾を示し、Ｂは水平可変シフトを示
し、Ｃは一定の垂直パルス巾を示し、Ｄは垂直可変シフ
トを示している。

再び第７図及び５図を参照すれば、水平及び垂直シフト
制御回路は一定巾のパルスを発生し、そしてマーカ素子
４１の所要位置を形成するパルスのみをマーカ発生器回
路７６からの出力に与えさせる事のできるゲート回路（
図示せず）に整合されている。

この出力が次いでアナログスイッチ７７を制御しそして
どの光ドット３７が選択されているかを示すためにモニ
タ３６のその領域を輝かせる。

ビデオのサンプルは第８図に示されたラスタの３つの連
続した走査線に亘って取り出され、従って信号レベルに
高さが比例した３つの連続パルスから戊る。

これらの３つのパルスは積分器７８で積分されてその領
域に対する平均値を形威し、そしてビデオパルスである
最終的に積分された信号が記録される。

読み出しセレクタ３５はモニタ３６の輝度及びコントラ
スト（図示せず）とは拘りなく直接的にビデオ信号をサ
ンプルできる様にするという事が理解されよう。

本考案は４つのマーカ素子４１の使用に関して説明した
が、別の数のマーカ素子４１を使用してもよい。

読み出しセレクタ３５の使用とは別に、モニタ３６の光
ドット３７の輝度は例えば多チヤンネル記録紙記録器４
０又はオシロスコープ（図示せず）に電気信号を導くホ
トプローブ（図示せず）によって検出されてもよい。

本考案は電動機を監視するための適用を参照して例とし
て説明したが、他の交流電気装置の電気エネルギ消費を
監視する適用例も有している。

本考案はパルス発生器手段として演算増巾器の使用に関
して説明したが、他のパルス発生器手段例えばパルス発
生器として作動する様に構成されたトランジスタを使用
してもよい。

上記例に於いては変調されるパルスの巾の大きさを決定
するため供給電圧波形の高さが上方に測定されるところ
の基準として最小の負電圧が用いられたが、他の基準例
えば波形の時間ベース上の交差位置に於ける開路電圧や
最大の正の供給電圧が用いられてもよい。

最大の供給電圧が基準として用いられた場合には波形の
高さがこの基準から下方に測定され、従って最大のパル
ス巾は最大の負の供給電圧に於いて生じる様になる。

一方、時間ベースの交差位置が基準として用いられた場
合には波形の高さが時間ベースからの正又は負の高さと
して測定され、そしてパルス巾は高さ零の基準巾から正
の高さと共に増加され且つ負の高さと共に減少され、或
いは適用例に合う様にこの逆にされてもよい。

又、本考案は、電流の値が全装置に対する共通のファク
タでありそして個々の装置間の電圧の変化が個々の装置
の性能の差を表わす様な適用例に於いては、複数個の装
置により消費される電気エネルギを監視するために逆の
構成で適用されるとという事が明らかであろう。

か）る逆構成の例が第９図に示されている。

第９図を参照すれば、ここに示された回路は多くの観点
で第４図に示された回路と同様であるが、電動機１０（
２つしか示されていない）が今度は直列に配列されそし
て負荷電流に基く信号が変流器からパルス発生器１２へ
と供給される。

パルス発生器１２は一致した等振巾の正及び負のパルス
を与える様に構成され、これらパルスはゲートダイオー
ド１６ａ及び１６ｂの並列構成に対して供給電流によっ
てパルス巾変調される。

各電動機１０には変圧器５０が設けられており、その出
力はゲートダイオード１６ａ及び１６ｂの各村に接続さ
れて、振巾変調された入力を各積分器１４へ与える。

各積分器１４からの積された出力信号１５は第４図に示
した回路の場合と同様に比較手段２７に供給され、各変
圧器５０からの出力の偏差となる個々の電動機１０の性
能の偏差を確認できる様にする。

【図面の簡単な説明】

第１図は電気装置用の監視装置を示したブロック図、第
２ａ図乃至２部図は第１図に示した監視装置の色々な作
動段に於ける波形を示した図、第３図は第１図の監視装
置により与えられた出力信号から光信号を与えるための
構成を示す回路図、第４図は複数個の電動機を監視する
ための装置として構成された第１図の監視装置のブロッ
ク図、第５図は第４図の監視装置からの出力信号を記録
し且つ表示するための構成体の絵画図、第６ａ図及び６
部図は第５図の構成体の１部の回路図、第７図は第６ａ
図及び６部図に示された回路の作動を示したブロック図
、第８図は第５図の構成体に用いられるラスタを示す図
、そして第９図は第４図に示された装置の別の監視装置
をブロック形態で示した図である。 １０・・・・・・電動機、１１・・・・・・交流電源、
１２・・・・・・パルス発生器、１３・・・・・・変流
器、１４・・曲積分器、１５・・・・・・出力信号、１
６ａ、１６ｂ・・・・・・ダイオード、１８・・・・・
・トランジスタ、１９・・曲光放射ダイオード、２７・
・・・・・比較手段。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 共通の交流電源により駆動され実質的に同一の負荷条件
   の下で作動するように構成された複数個の電気装置を持
   ったプラントのための監視装置において、前記電気装置
   の各々に対して設けられその電気装置によって消費され
   るエネルギーを監視してそのエネルギーの平均値に比例
   した大きさの出力信号を与えるエネルギー消費検出手段
   と、これら複数のエネルギー消費検出手段からの各出力
   信号を受け、これら信号の各々の強度に比例する輝度の
   複数の光ドットを一つのビデオモニタに映像として配列
   表示しうるビデオ信号を発生するビデオ信号発生手段、
   このビデオ信号発生手段からのビデオ信号を受け、前記
   複数の光ドットを配列表示するビデオモニタ、および選
   択された光ドットに対応する前記出力信号の強度に比例
   する強度の電気信号を前記ビデオ信号から取り出し、か
   つ選択された光ドットを前記ビデオモニタ上で指示する
   マーカーを形成する信号を前記ビデオ信号に重畳る光ド
   ツト選択手段を備えることを特徴とする監視装置。