JP2015219010A - Current measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、水面または水中で発生した電流を計測するための電流計測装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a current measuring device for measuring a current generated on a water surface or in water.
送電や配電のための電線には、架空地線が設けられている。架空地線とは、例えば電線の上部に架設されたメタルワイヤであり、避雷器や避雷針と併用されて電線を雷から保護する装置である。架空地線により、電線に対する雷の直撃や、雷による逆フラッシオーバを防止することができる。 Overhead ground wires are provided for electric wires for power transmission and distribution. An overhead ground wire is, for example, a metal wire installed on top of an electric wire, and is a device that is used in combination with a lightning arrester or a lightning rod to protect the electric wire from lightning. By using the overhead ground wire, it is possible to prevent direct lightning strikes on the electric wires and reverse flashover due to lightning.
近年、再生可能エネルギー発電として、太陽光や風力を利用した発電所が数多く設置されている。また、太陽光や風力などの自然エネルギーは、分散型エネルギー源としてさらに普及が進んでいる。自然エネルギーを用いた発電では、低密度エネルギーを集約させるために、広大な面積に機器を設置する必要がある。 In recent years, as a renewable energy power generation, many power plants using sunlight and wind power have been installed. In addition, natural energy such as sunlight and wind power is further spread as a distributed energy source. In power generation using natural energy, it is necessary to install equipment in a vast area in order to aggregate low density energy.
このような自然エネルギーを用いた発電においては、自然エネルギーの集約を妨げることになるため架空地線を設置することは適切ではない。そのため、例えば太陽光発電所では、少数の避雷針で広大な面積の雷保護を行っていた。落雷時の電流の測定は、避雷針に流れる高密度の電流を、ロゴウスキーコイルや磁界センサによって計測していた。 In such power generation using natural energy, it is not appropriate to install an overhead ground wire because it prevents the concentration of natural energy. Therefore, for example, in a photovoltaic power plant, a large area of lightning is protected with a small number of lightning rods. The measurement of current during a lightning strike measured the high-density current flowing through the lightning rod using a Rogowski coil or magnetic field sensor.
ところで、風力発電は、洋上風力発電などのように水上に設置される場合もある。この場合、周囲に高層建築物が存在しないため、風力発電の機器に落雷しやすい。海水は大地に比べて抵抗が低く誘電率が高い。そのため、海中に設けた接地極から雷撃電流がどの方向に流れるのかが不明であることが多かった。接地点から離れた地点の水中を伝播する低密度の電流分布については計測された例が無い。 By the way, wind power generation may be installed on the water like offshore wind power generation. In this case, since there are no high-rise buildings around, it is easy to strike lightning on wind power generation equipment. Seawater has a lower resistance and a higher dielectric constant than the earth. For this reason, it is often unknown in which direction the lightning current flows from the ground electrode provided in the sea. There is no measured example of the low-density current distribution propagating in the water away from the grounding point.
また、洋上ウィンドファームでは、風車間がケーブルにより接続される。このケーブルは海中深くに沈められるため、海水面における風車間の距離よりも長くなる。そのため、ケーブルに逆フラッシオーバ電圧が侵入する可能性がある。ケーブルを伝播する雷サージ電圧は、海水面を伝播するサージ電流よりも遅れて到着する。また、逆サージは長距離ケーブルを伝播することにより逆電圧となる。従って、長さの異なるケーブルが接続される海上変電所では、様々なサージ電圧が合成された複雑なサージ電圧が発生する可能性が高い。 In an offshore wind farm, wind turbines are connected by a cable. Since this cable is submerged deeply in the sea, it is longer than the distance between wind turbines on the sea surface. As a result, the reverse flashover voltage may enter the cable. The lightning surge voltage propagating through the cable arrives later than the surge current propagating through the sea surface. Moreover, reverse surge becomes reverse voltage by propagating through a long distance cable. Therefore, in a marine substation to which cables having different lengths are connected, there is a high possibility that a complicated surge voltage in which various surge voltages are combined is generated.
従来のロゴウスキーコイルや磁界センサによる電流の測定では、避雷針に流れる高密度の電流を測定することはできても、電流センサ部分が小さいことから、接地点から離れた地点の水中を伝播する低密度の電流分布については、その変化を検出することはできない。上記のような海洋における電流の計測が必要となっていることもあり、広範囲における電流値を計測できる電流計測装置の開発が望まれていた。 Current measurement using a conventional Rogowski coil or magnetic field sensor can measure high-density current flowing through a lightning rod, but because the current sensor is small, it propagates in water at a point away from the grounding point. The change cannot be detected for the low-density current distribution. Since the measurement of the current in the ocean as described above is necessary, it has been desired to develop a current measurement device capable of measuring a current value in a wide range.
本発明が解決しようとする課題は、例えば水面または水中への落雷よる電撃電流などの電流を高感度で計測することができる電流計測装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a current measuring device that can measure a current such as an electric shock current caused by a lightning strike on the water surface or in water with high sensitivity.
実施形態の電流計測装置は、水面または水中で発生した電流を計測するための電流計測装置であって、水面または水中に配置された一対の電極と、一対の電極間の電位差に応じた強度の光を発する発光体と、発光体によって発せられた光の強度に基づいて電流値を算出する演算部と、を備えている。 The current measurement device of the embodiment is a current measurement device for measuring a current generated on the surface of the water or in water, and has a pair of electrodes arranged on the surface of the water or in water and an intensity corresponding to a potential difference between the pair of electrodes. A light-emitting body that emits light; and an arithmetic unit that calculates a current value based on the intensity of the light emitted by the light-emitting body.
以下に、本発明の各実施形態の電流計測装置を、図面を参照して説明する。 Below, the current measuring device of each embodiment of the present invention is explained with reference to drawings.
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態の電流計測装置の構成例を示す概念図である。本実施形態の電流計測装置は、発光体１と、一対の電極部２ａ，２ｂと、光ファイバ３と、受光部４と、演算部５と、表示部６とを有する。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a configuration example of a current measuring device according to the first embodiment. The current measuring device of this embodiment includes a
電極部２ａは、発光体１に設けられた金属からなる端子電極２１ａと、電線２２ａと、電線２２ａを介して端子電極２１ａに接続された電位検出電極２３ａとを備えている。同様に、電極部２ａは、発光体１に設けられた金属からなる端子電極２１ｂと、電線２２ｂと、電線２２ｂを介して端子電極２１ｂに接続された電位検出電極２３ｂとを備えている。
The
電線２２ａ，２２ｂは、例えば数ｍｍ〜数ｍ程度の長さを有しており、金属線が絶縁被覆されたものを用いる。電位検出電極２３ａ，２３ｂは、発光体１から電線２２ａ，２２ｂの長さ離れて配置されることになる。
The
電位検出電極２３ａと電位検出電極２３ｂとは、絶縁部材からなる絶縁サポート１５ａ，１５ｂによって所定間隔を維持しつつ、略並行に配置されるようにされている。なお、絶縁サポート１５の数は、任意である。
The
電位検出電極２３ａ，２３ｂには、絶縁部材１２ａ，１２ｂを介してフロート１１ａ，１１ｂが設けられており、電位検出電極２３ａ，２３ｂの水深方向における位置が保持されるようにしている。すなわち、絶縁部材１２ａ，１２ｂの長さを変えることによって、電位検出電極２３ａ，２３ｂの水深方向における位置を変えることができる。また、絶縁部材１２ａ，１２ｂの長さをゼロとする、すなわち、絶縁部材１２ａ，１２ｂを設けず、電位検出電力２３ａ，２３ｂにフロート１１ａ，１１ｂを直接取り付けることによって、電位検出電極２３ａ，２３ｂを水面に配置することもできる。
The
また、発光体１にもフロート１１ｃ，１１ｄが設けられており、水没しないようにしている。
The
なお、図示していないが、フロート１１ｃ，１１ｄが設けられた発光体１の筐体に、一対の電位検出電極２３ａ，２３ｂを絶縁部材１２ａ，１２ｂによって固定することによって、フロート１１ｃ，１１ｄのみでフロート１１ａ，１１ｂの機能を果たすことにより、フロート１１ａ，１１ｂを省略するようにしても良い。
Although not shown, the pair of
また、フロート１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄには、電位検出電極２３ａ，２３ｂや、発光体１の識別番号を印字したり、または、識別情報が記録されたＩＣタグを付するようにしても良い。このようにすることによって、電位検出電極２３ａ，２３ｂや、発光体１の認識に役立てることができる。
The
なお、図１には、発光体１に２つのフロート１１ｃ，１１ｄを設けた例を示しているが、フロートの数は、２つに限られるものではなく、１つでも、あるいは、３つ以上であってもよい。
FIG. 1 shows an example in which the
水面または水中に落電すると、一対の電位検出電極２３，２３ｂ間に電流が流れる。この電流により電位差が変化する。この電位差は、一対の端子電極２１ａ，２１ｂ間でも維持される。この一対の端子電極２１ａ，２１ｂ間の電位差により、発光体１は、光を発する。そして、その強度は、一対の端子電極２１ａ，２１ｂ間の電位差の大きさに比例する。
When power is dropped on the water surface or in the water, a current flows between the pair of
発光体１としては、単一波長光を出力する発光ダイオード、スーパールミネッセンスダイオード、およびレーザーなどを用いることができるが、これに限定されない。発光体１によって発せられた光は、図示しないレンズによって集光され、光ファイバ３によって受光部４へ導かれるようにしている。光ファイバ３としては、マルチモードファイバを用いることができるが、これに限定されない。このように、発光体１によって発せられた光を光ファイバ３によって受光部４へ導くようにすることによって、受光部４と演算部５と表示部６とを収納する筐体Ａを、海上設備や船上に設置することができる。
As the
受光部４は、光ファイバ３を介して入力された光を検知し、電気信号に変換する変換器である。受光部４としては、例えばフォトダイオードを用いることができる。受光部４に信号増幅回路を設けて、変換された電気信号を適度な信号強度に増幅しても良い。受光部４と演算部５は、有線または無線で通信可能に接続されている。これによって、受光部４にて得られた電気信号は、演算部５へと出力されるようにしている。
The
演算部５は、光の強度に対応する電流値を算出するように構成されている。演算部５は、受光部４から入力された電気信号から光の強度を求め、対応する電流値を算出する。また、演算部５は、電位検出電極２３ａ、２３ｂ間の電流密度を算出するように構成しても良い。演算部５で算出された結果は、表示部６から出力される。演算部５は、所定のプログラムで動作するコンピュータや専用の電子回路で構成することができるが、これに限定されるものではない。表示部６は、演算部５で算出された電流値を表示する表示装置である。表示部６としては、例えば、液晶表示パネルなどの表示画面を持つディスプレイを用いることができる。
The
筐体Ａ内の各構成要素、すなわち、受光部４、演算部５、表示部６に対しては、図示しない外部電源から、必要な電力が提供される。
Necessary electric power is provided from an external power source (not shown) to each component in the housing A, that is, the
以上のような構成を有する本実施形態の電流計測装置の作用について、以下に説明する。 The operation of the current measuring device of the present embodiment having the above configuration will be described below.
水面または水中に落電すると、一対の電位検出電極２３，２３ｂ間に電流が流れる。この電流により電位差も変化する。この電位差が、一対の端子電極２１ａ，２１ｂ間でも維持されることによって、発光体１において、電位差に応じた強度を持つ光が発せられる。この光は、光ファイバ３を介して、受光部４に導かれる。
When power is dropped on the water surface or in the water, a current flows between the pair of
受光部４では、光ファイバ３を介して入力された光が検知され、光の強度に応じた電気信号に変換される。この電気信号が演算部５に出力される。演算部５では、この電気信号に基づいて、例えば電流値または電流密度が算出される。算出された電流値または電流密度は、表示部６から表示される。
In the
以上のような本実施形態の電流計測装置によって、以下のような作用効果が得られる。 The following effects can be obtained by the current measuring device of the present embodiment as described above.
一対の電位検出電極２３ａ，２３ｂ間の距離を広くすることにより、広範囲における電流値を計測できるため、低密度の電流分布の変化についても検出することが可能となる。したがって、広範囲における電流を高感度で測定することが可能となる。
By increasing the distance between the pair of
一対の電位検出電極２３ａ，２３ｂを水面近傍に設置することで、例えば海洋などにおいて、水面や水中を伝播する電流を測定することができる。すなわち、水面や水中においても高感度で電流を測定することが可能となる。
By installing the pair of
［第１の実施形態の変形例１］
第１の実施形態の変形例１では、一対の電位検出電極２３ａ，２３として、図２に示すような同軸円筒構造の電位検出電極を用いる。電位検出電極以外の構成については、第１の実施形態で説明した通りであるので、その説明を省略し、以下では、図２に示すような同軸円筒構造の電位検出電極について説明する。
[
In the first modification of the first embodiment, a potential detection electrode having a coaxial cylindrical structure as shown in FIG. Since the configuration other than the potential detection electrode is the same as that described in the first embodiment, the description thereof will be omitted, and the potential detection electrode having a coaxial cylindrical structure as shown in FIG. 2 will be described below.
すなわち、変形例１では、一対の電位検出電極２３ａ，２３として、図２に示すように、穴の開いた、例えばメッシュ構造の導電性金属により構成された、同軸円筒構造の電位検出電極２４ａ，２４ｂを用いる。
That is, in
外筒側の電位検出電極２４ａは、発光体１に設けられた端子電極２１ａに、電線２２ａを介して接続されている。内筒側の電位検出電極２４ｂは、発光体１に設けられた端子電極２１ｂに、電線２２ｂを介して接続されている。外筒側の電位検出電極２４ａと内筒側の電位検出電極２４ｂとの相対位置は、絶縁サポート１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄによって保持されている。絶縁サポート１３の数は、任意である。
The
電位検出電極２４ａ，２４ｂは、絶縁部材１２ａ〜１２ｄを介してフロート１１ｅが設けられることにより、水面に対して概略垂直方向となるように配置されている。あるいは、フロート１１ｅを省略し、絶縁部材１２ａ〜１２ｄを用いて電位検出電極２４ａ，２４ｂを発光体１の筐体に固定するようにしてもよい。
The
以上のような構成の同軸円筒構造の電位検出電極を適用した電流計測装置によれば、電位検出電極２４ａ，２４ｂ間において、水平面に対して３６０度方向の電流を検出することができる。よって、第１の実施形態の電流計測装置に比べて、電流を、より広範囲に、かつ高感度に測定することが可能となる。
According to the current measuring device to which the potential detection electrode having the coaxial cylindrical structure configured as described above is applied, it is possible to detect a current in the direction of 360 degrees with respect to the horizontal plane between the
［第１の実施形態の変形例２］
第１の実施形態の変形例２では、一対の電位検出電極２３ａ，２３ｂとして、図３に示すような同心球構造の電位検出電極を用いる。電位検出電極以外の構成については、第１の実施形態で説明した通りであるので、その説明を省略し、以下では、図３に示すような同心球構造の電位検出電極について説明する。
[
In the second modification of the first embodiment, a potential detection electrode having a concentric sphere structure as shown in FIG. 3 is used as the pair of
すなわち、変形例３では、一対の電位検出電極２３ａ，２３として、図３に示すように、穴の開いた、例えばメッシュ構造の導電性金属により構成された、同心球構造の電位検出電極２５ａ，２５ｂを用いる。
That is, in
外側の電位検出電極２５ａは、発光体１に設けられた端子電極２１ａに、電線２２ａを介して接続されている。内側の電位検出電極２５ｂは、発光体１に設けられた端子電極２１ｂに、電線２２ｂを介して接続されている。外側の電位検出電極２５ａと内側の電位検出電極２５ｂとの相対位置は、絶縁サポート１４ａ，１４ｂ，１４ｃによって保持されている。絶縁サポート１４の数は、任意である。
The outer
電位検出電極２５ａ，２５ｂは、絶縁部材１２ａ，１２ｂを介してフロート１１ａ，１１ｂが設けられることにより、少なくとも一部が水面よりも下方になるように、水面に対して所定の深さに配置されるようにしている。あるいは、フロート１１ａ，１１ｂを省略し、絶縁部材１２ａ，１２ｂを用いて電位検出電極２５ａ，２５ｂを発光体１の筐体に固定するようにしてもよい。
The
以上のような構成の同心球構造の電位検出電極を適用した電流計測装置によれば、電位検出電極２５ａ，２５ｂ間において、全周方向の電流を検出することができる。よって、第１の実施形態の電流計測装置に比べて、電流を、より広範囲に、かつ高感度に測定することが可能となる。
According to the current measurement device to which the concentric sphere-structure potential detection electrode configured as described above is applied, current in the entire circumferential direction can be detected between the
［第２の実施形態］
第２の実施形態の電流計測装置は、第１の実施形態の電流計測装置を複数備えてなるものの、演算部５と、表示部６については、１つのみで共用させた構成である。
[Second Embodiment]
The current measurement device according to the second embodiment includes a plurality of current measurement devices according to the first embodiment. However, only one of the
図４および図５は、このような第２の実施形態の電流計測装置の構成例を説明するための概念図である。図４では、不要な煩雑さを避けるために、フロート１１、絶縁部材１２、絶縁サポート１３，１４，１５を省略している。なお、図中において、第１の実施形態と同じ部位については、同じ付番を付し、重複説明を避ける。 4 and 5 are conceptual diagrams for explaining a configuration example of the current measuring apparatus according to the second embodiment. In FIG. 4, the float 11, the insulating member 12, and the insulating supports 13, 14, and 15 are omitted to avoid unnecessary complications. In the figure, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals to avoid redundant description.
本実施形態の電流計測装置は、図４に示されるように、発光体１と電極部２とからなる複数の組（＃１〜＃５）を、水面方向における異なる位置に配置してなる。なお、図４では、５つの組（＃１〜＃５）しか示していないが、これは一例であり、５つの組に限定されるものではない。
As shown in FIG. 4, the current measuring device of the present embodiment is formed by arranging a plurality of sets (# 1 to # 5) including the
また、図４では、電極部２における電位検出電極として、図１に示すような一対の電位検出電極２３ａ，２３ｂを例示しているが、これに限定されるものではなく、図２に示すような同軸円筒構造の電位検出電極２４ａ，２４ｂや、図３に示すような同心球構造の電位検出電極２５ａ，２５ｂを用いることもできる。各組毎に、異なる構成の電位検出電極を用いることもできる。
4 illustrates the pair of
また、図５は、本実施形態の電流計測装置に適用される筐体Ａ’の構成を例示している。この筐体Ａ’には、受光部４が、組の数に応じて設けられている。図５は、図４において５つの組（＃１〜＃５）が設けられていることに応じて、筐体Ａ’に５つの受光部４（＃１〜＃５）が設けられていることを示している。
FIG. 5 illustrates the configuration of the casing A ′ applied to the current measuring device of this embodiment. The housing A ′ is provided with the
これによって、受光部４（＃１）は、光ファイバ３（＃１）を介して入力された光を検知して、電気信号に変換し、受光部４（＃２）は、光ファイバ３（＃２）を介して入力された光を検知して、電気信号に変換し、受光部４（＃３）は、光ファイバ３（＃３）を介して入力された光を検知して、電気信号に変換し、受光部４（＃４）は、光ファイバ３（＃４）を介して入力された光を検知して、電気信号に変換し、受光部４（＃５）は、光ファイバ３（＃５）を介して入力された光を検知して、電気信号に変換する。 As a result, the light receiving unit 4 (# 1) detects the light input via the optical fiber 3 (# 1) and converts it into an electrical signal, and the light receiving unit 4 (# 2) receives the optical fiber 3 ( The light input via # 2) is detected and converted into an electrical signal, and the light receiving unit 4 (# 3) detects the light input via the optical fiber 3 (# 3) The light receiving unit 4 (# 4) detects the light input via the optical fiber 3 (# 4) and converts it into an electrical signal. The light receiving unit 4 (# 5) 3 (# 5) is detected and converted into an electrical signal.
演算部５は、受光部４（＃１〜＃５）のおのおのから電気信号を受け取り、電気信号に対応する電流値または電流密度を算出する。
The
以上のような構成を有する本実施形態の電流計測装置によれば、より広範囲な水面方向の電流値または電流密度を取得することが可能となる。また、表示部６において、演算部５によって算出された電流値または電流密度を、対応する組の電位検出電極の位置に関連付けて表示することにより、電流値または電流密度の２次元分布を把握することが可能となる。
According to the current measurement device of the present embodiment having the above configuration, it is possible to acquire a wider range of current values or current densities in the water surface direction. Further, the
［第２の実施形態の変形例］
第２の実施形態では、図４に示すように、複数の一対の電位検出電極２３ａ（＃１〜＃５），２３ｂ（＃１〜＃５）を、水面方向における異なる位置に配置することを説明したが、第２の実施形態の変形例では、複数の一対の電位検出電極２３ａ（＃１〜＃５），２３ｂ（＃１〜＃５）を、水深を変えて配置する。これは、一端にフロート１１ａ，１１ｂが固定され、他端が電位検出電極２３ａ，２３ｂの先端に接続された絶縁部材１２ａ，１２ｂの長さを変えることによって達成される。
[Modification of Second Embodiment]
In the second embodiment, as shown in FIG. 4, a plurality of pairs of
図６は、このような第２の実施形態の変形例の電流計測装置の構成例を説明するための概念図である。図６では、不要な煩雑さを避けるために、絶縁サポート１５を省略している。また、以下の説明では、既に説明された部位については、同じ付番を付し、その詳細な説明を省略する。 FIG. 6 is a conceptual diagram for explaining a configuration example of the current measuring device according to the modification of the second embodiment. In FIG. 6, the insulating support 15 is omitted in order to avoid unnecessary complications. Moreover, in the following description, about the site | part already demonstrated, the same number is attached | subjected and the detailed description is abbreviate | omitted.
すなわち、本変形例では、図６に示されるように、複数の組の一対の電位検出電極２３ａ，２３ｂを、水面からの深さが異なる位置に配置してなる。そして、各組に対応する発光体１（＃１〜＃３）が設けられている。各発光体１（＃１〜＃３）において光が発せられると、その光は、対応する光ファイバ３（＃１〜＃３）によって、図５に示すような筐体Ａ’に収納された対応する受光部４（＃１〜＃３）へと送られる。
That is, in this modification, as shown in FIG. 6, a plurality of sets of a pair of
なお、図６では、三組の電位検出電極２３ａ（＃１〜＃３），２３ｂ（＃１〜＃３）が配置され、これに応じて、３つの発光体１（＃１〜＃３）が設けられている構成が示されているが、これは一例であり、三組に限定されるものではない。
In FIG. 6, three sets of
また、図６では、電位検出電極２３ａ（＃１〜＃３），２３ｂ（＃１〜＃３）として、図１に示すような一対の電位検出電極２３ａ，２３ｂを例示しているが、これに限定されるものではなく、図２に示すような同軸円筒構造の電位検出電極２４ａ，２４ｂや、図３に示すような同心球構造の電位検出電極２５ａ，２５ｂを用いることもできる。各組毎に、異なる構成の電位検出電極を用いることもできる。
FIG. 6 illustrates a pair of
以上のような構成では、水面方向に加え、水深も異なる場所における電流値または電流密度を取得することが可能となる。すなわち、より広範囲の電流を測定することが可能になる。また、表示部６において、演算部５によって算出された電流値または電流密度を、対応する測定部Ｍの３次元位置に関連付けて表示することにより、電流値または電流密度の３次元分布を把握することも可能となる。
With the configuration as described above, it is possible to acquire the current value or current density at a place where the water depth is different in addition to the water surface direction. That is, a wider range of current can be measured. Further, the
［第３の実施形態］
第３の実施形態の電流計測装置は、第１の実施形態の電流計測装置の変形例であって、図７に示すように、筐体Ａ内に、バッテリー７と、位置情報検出部８と、記憶部９とを付加するとともに、表示部６を削除した構成である。図７において、第１の実施形態と同じ部位については、同じ付番を付し、重複説明を避ける。
[Third Embodiment]
The current measurement device according to the third embodiment is a modification of the current measurement device according to the first embodiment. As illustrated in FIG. 7, a battery 7, a position
なお、図７では、電位検出電極の構成として、一例として、図１のような構成の電位検出電極２３ａ，２３ｂを例示しているが、電位検出電極の構成は、図１のような構成の電位検出電極２３ａ，２３ｂに限定されるものではなく、図２のような同軸円筒構造の電位検出電極２４ａ，２４ｂや、図３のような同心球構造の電位検出電極２５ａ，２５ｂであっても良い。
In FIG. 7, as an example of the configuration of the potential detection electrode, the
バッテリー７は、電流計測装置のための駆動用電力を供給する。特に、筐体Ａ内の各構成要素へ必要な電力を供給する。 The battery 7 supplies driving power for the current measuring device. In particular, necessary power is supplied to each component in the housing A.
位置情報検出部８は、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）等を用いることにより、電流計測装置、特に、電位検出電極２３ａ，２３ｂの位置情報を検出する。そして、検出結果である位置情報を、記憶部９へ送る。
The position
図７と図１とを比較してわかるように、図７では、表示部６が削除されている。演算部５は、電流値または電流密度である演算結果を、記憶部９へ送る。
As can be seen by comparing FIG. 7 with FIG. 1, the
記憶部９は、演算部５から送られた演算結果である電流値または電流密度と、位置情報検出部８から送られた位置情報とを紐付けて記憶する。また、筐体Ａ内に、図示しない時間検出部をさらに設け、この時間検出部が時間情報を記憶部９に提供することにより、記憶部９が、演算部５からの演算結果と、位置情報検出部８からの位置情報とを紐付けて記憶する際に、さらに、時間情報を紐付けて記憶するようにしても良い。
The
以上のような構成の本実施形態の電流計測装置によれば、バッテリー７を備えているので、単独で動作することが可能である。したがって、図７に示すような構成の電流計測装置を、海洋上などに多数配置した場合、そのうちの何れかが故障等により機能しなくなったとしても、その他の正常な電流計測装置は、それに影響を受けることなく、単独で動作を継続することができる。 According to the current measuring device of the present embodiment configured as described above, since the battery 7 is provided, it can operate independently. Therefore, when a large number of current measuring devices configured as shown in FIG. 7 are arranged on the ocean or the like, even if one of them does not function due to a failure or the like, other normal current measuring devices have an effect on it. It is possible to continue the operation alone without receiving.
また、このように、各筐体Ａが単独で動作することができるので、筐体Ａが、故障等により機能しなくなり、修理や点検のために、取り外す場合や、筐体Ａを交換する場合、あるいは、修理や点検後に筐体Ａを再設置する場合であっても、筐体Ａの外部配線等の作業は発生しない。 In addition, since each casing A can operate independently in this way, the casing A becomes nonfunctional due to a failure or the like, and is removed for repair or inspection, or when the casing A is replaced. Or, even when the casing A is reinstalled after repair or inspection, work such as external wiring of the casing A does not occur.
また、海洋上等において、波などの影響で、電流計測装置、特に、電位検出電極２３の位置が、所定位置から移動した場合であっても、位置情報検出部８が、電位検出電極２３ａ，２３ｂの位置情報を検出するので、電流が発生した正確な位置を把握することができる。
Further, even when the current measurement device, particularly the position of the potential detection electrode 23 is moved from a predetermined position due to the influence of waves or the like on the ocean, the position
［第４の実施形態］
第４の実施形態の電流計測装置は、第１乃至第３の実施形態の電流計測装置の変形例であって、図８に示すように、発光体１と受光部４を、筐体Ｂ内に備えることによよって、発光体１と受光部４とを光ファイバ３を介さずに直接接続して設置している点が異なる。また、図示していないが、受光部４と演算部５との接続は、直接接続や、光ファイバを介した接続等を採用することができる。
[Fourth Embodiment]
The current measuring device according to the fourth embodiment is a modification of the current measuring device according to the first to third embodiments, and as shown in FIG. By providing for, the light-emitting
以上のような構成によれば、発光体１から発する光信号を、受光部４において高感度で電気信号に変換することができるので、電流値または電流密度を高精度で取得することが可能となる。
According to the configuration as described above, the optical signal emitted from the
さらに、このような構成を、図４のような電流計測装置や図６のような電流計測装置に適用することによって、電流値または電流密度の二次元分布や三次元分布を、高い精度で得ることも可能となる。 Furthermore, by applying such a configuration to a current measuring device as shown in FIG. 4 or a current measuring device as shown in FIG. 6, a two-dimensional distribution or a three-dimensional distribution of current values or current densities can be obtained with high accuracy. It is also possible.
［その他の実施形態］
第１乃至第４の実施形態において、電極部２については、水面または水中に配置する必要があるが、その他の構成要素については、設置場所の制約はない。したがって、発光体１のみを水面に配置し、受光部４以降の構成要素（演算部５、表示部６、バッテリー７、位置情報検出部８、記憶部９等）を収納した筐体Ａを、水上設備等に設けるようにしてもよい。また、筐体Ａの構成は、図１や図７のような構成に限定されるものではなく、例えば、表示部６を筐体Ａの外部に配置するようにし、筐体Ａを水面に配置する一方、表示部６を水上設備等に設けるようにしても良い。
[Other Embodiments]
In 1st thru | or 4th embodiment, although it is necessary to arrange | position about the
また、受光部４と演算部５との間に無線通信を適用することにより、受光部４が変換した電気信号を、無線通信により、陸上設備へ送信することができるので、演算部５以降の構成要素を、陸上設備に配置することもできる。
In addition, by applying wireless communication between the
また、各実施形態の組み合わせは自由である。例えば、第１の実施形態の変形例１の発光体１を複数設け、複数組の電位検出電極を水面から深度を変えて配置するようにしても良い。また、第１および第２の実施形態の電流計測装置に、バッテリー７、位置情報検出部８、記憶部９を適用して、独立した電流計測を可能にしても良い。
Moreover, the combination of each embodiment is free. For example, a plurality of
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
１・・・発光体、２・・・電極部、３・・・光ファイバ、４・・・受光部、５・・・演算部、６・・・表示部、７・・・バッテリー、８・・・位置情報検出部、９・・・記憶部、１１・・・フロート、１２・・・絶縁部材、１３，１４，１５・・・絶縁サポート、２１・・・端子電極、２２・・・電線、２３，２４，２５・・・電位検出電極、Ａ・・・筐体、Ｂ・・・筐体
DESCRIPTION OF
Claims (7)
水面または水中に配置された一対の電極と、
前記一対の電極間の電位差に応じた強度の光を発する発光体と、
前記発光体によって発せられた光の強度に基づいて電流値を算出する演算部と、
を備えた電流計測装置。 A current measuring device for measuring current generated on the surface of water or in water,
A pair of electrodes disposed on the surface of the water or in water;
A light emitter that emits light having an intensity corresponding to a potential difference between the pair of electrodes;
An arithmetic unit that calculates a current value based on the intensity of light emitted by the light emitter;
Current measuring device equipped with.
前記一対の電極の位置を検出する位置検出部と、
前記演算部によって算出された電流値を、前記位置検出部によって検出された、対応する一対の電極の位置に紐付けて記憶する記憶部と、
をさらに備えた請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の電流計測装置。 A driving power source for the current measuring device;
A position detector for detecting the position of the pair of electrodes;
A storage unit for storing the current value calculated by the calculation unit in association with the position of the corresponding pair of electrodes detected by the position detection unit;
The current measuring device according to any one of claims 1 to 4, further comprising:
前記光ファイバによって伝搬された光を受光する受光部とをさらに備え、
前記演算部は、前記発光体によって発せられた光の強度の代わりに、前記受光部によって受光された光の強度に基づいて電流値を算出する、請求項１乃至６のうち何れか１項に記載の電流計測装置。 An optical fiber for propagating light emitted by the light emitter;
A light receiving portion for receiving the light propagated by the optical fiber,
The calculation unit according to any one of claims 1 to 6, wherein the calculation unit calculates a current value based on an intensity of light received by the light receiving unit instead of an intensity of light emitted by the light emitter. The current measuring device described.
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2014
- 2014-05-13 JP JP2014100013A patent/JP2015219010A/en active Pending
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