JP2008300198A - Fluorescent lamp abnormality detecting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は蛍光灯異常検出装置に関し、特に交流電源により駆動される蛍光灯の点灯周波数が正常時よりも低下するいわゆるちらつき状態を検出する装置に関する。 The present invention relates to a fluorescent lamp abnormality detection apparatus, and more particularly to an apparatus for detecting a so-called flicker state in which the lighting frequency of a fluorescent lamp driven by an AC power supply is lower than that in a normal state.
この種の蛍光灯異常検出装置として、例えば特許文献1に記載の技術が提案されている。特許文献1に記載の技術は、エレベータのかご内照明に用いられる蛍光灯の交流電源回路に電流検出器を設け、その電流検出器によって測定した測定電流のピーク値から蛍光灯の異常を検出するようになっている。
As this type of fluorescent lamp abnormality detection device, for example, a technique described in
詳細には、上記測定電流の隣り合う正負のピーク値の差が予め定めた第1基準値を超える場合に蛍光灯が劣化しているものと判断するとともに、上記測定電流の隣り合う正負のピーク値の差が予め定めた第2基準値を超える場合に蛍光灯がいわゆるちらつき状態にあるものと判断するようになっている。さらに、蛍光灯正常時における電流の正のピーク値と上記測定電流の正のピーク値との差が予め定めた第3基準値を超える場合にグローランプ切れや蛍光灯の球切れが発生したものと判断するようになっている。
特許文献1に記載の技術では、例えば蛍光灯に電力を供給するエレベータの移動ケーブルによって電圧降下が生じるため、その電圧降下による蛍光灯の電源電圧の変動を考慮する必要があり、個々のエレベータ毎に上記各基準値を設定しなければならない上に、蛍光灯の点灯状態を上記測定電流をもって間接的に監視するようになっているため、蛍光灯の異常を検出する処理が複雑になるほか、誤検出を起こし易くなり、好ましくない。
In the technique described in
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであって、蛍光灯の点灯状態を光センサによって直接的に監視することで、容易かつ正確に蛍光灯の異常を検出することができる蛍光灯異常検出装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and can directly and accurately detect an abnormality of a fluorescent lamp by directly monitoring the lighting state of the fluorescent lamp with an optical sensor. The object is to provide a detection device.
請求項1に記載の発明は、交流電源によって駆動される蛍光灯の異常を検出する蛍光灯異常検出装置であって、上記蛍光灯からの光を受光する光センサと、上記交流電源の四半周期毎に上記光センサの出力信号に応じて点灯信号または非点灯信号を出力するサンプリング手段と、上記サンプリング手段の出力に基づいて蛍光灯の異常を検出する異常検出手段と、を備えていることを特徴としている。
The invention according to
つまり、請求項1に記載の発明では、上記蛍光灯は正常な点灯状態時に上記交流電源の半周期毎に点灯し、上記交流電源の四半周期毎に点灯と消灯を繰り返していることから、サンプリング手段が上記交流電源の四半周期毎に光センサの出力値に応じて点灯信号または非点灯信号をそれぞれ出力することで、上記交流電源の四半周期毎に上記蛍光灯が正常に点灯と消灯を繰り返しているかどうかを上記異常検出手段が判断して上記蛍光灯の状態を判定することができるようになる。
That is, in the invention according to
その上で、請求項2に記載の発明のように、上記サンプリング手段が、上記交流電源の波形を整形してその交流電源の四半周期毎に作成されたクロックパルスと、上記光センサの出力信号と、に応じて点灯信号または非点灯信号を出力するようになっていると、上記異常検出手段が上記交流電源の四半周期毎における上記蛍光灯の点灯状態をより確実に判断することができるようになる。
Then, as in the invention described in
具体的には、上記サンプリング手段が、上記交流電源の四半周期毎に光センサの出力信号とクロックパルスを比較し、その結果に応じて点灯信号または非点灯信号を出力するようにするとよい。 Specifically, the sampling means may compare the output signal of the optical sensor with the clock pulse every quarter cycle of the AC power supply, and output a lighting signal or a non-lighting signal according to the result.
その上で、請求項3に記載の発明は、上記サンプリング手段は、上記光センサの出力信号およびクロックパルスの両方が存在するときに点灯信号を出力する一方で、上記光センサの出力信号およびクロックパルスのうちいずれか一方が存在するときに非点灯信号を出力するようになっていて、上記異常検出手段が、点灯信号および非点灯信号の入力状況に応じて上記蛍光灯の状態を判定する機能を有していることを特徴としている。
In addition, according to the invention of
この請求項3に記載の発明では、クロックパルスが存在し、且つ上記蛍光灯が点灯している場合に上記サンプリング手段が点灯信号を出力する一方で、クロックパルスが存在し、且つ上記蛍光灯が消灯している場合に上記サンプリング手段が非点灯信号を出力することとなる。つまり、上記サンプリング手段が上記交流電源の四半周期毎に作成されたクロックパルスに同期して点灯信号または非点灯信号を出力することとなる。
In the invention of
また、請求項4に記載の発明のように、上記異常検出手段が、点灯信号が入力された後に非点灯信号が複数連続して入力され、さらに点灯信号が入力された場合に上記蛍光灯がちらつき状態にあると判定するようになっていると、上記蛍光灯のちらつき状態の初期段階、すなわち人間には感知できない段階のちらつき状態を検出する上で望ましいものとなる。 According to a fourth aspect of the present invention, when the abnormality detection unit receives a plurality of non-lighting signals after a lighting signal is input, and further receives a lighting signal, the fluorescent lamp If it is determined that the flicker state is present, it is desirable to detect the flicker state at the initial stage of the flickering state of the fluorescent lamp, that is, the stage that cannot be perceived by humans.
さらに、請求項5に記載の発明のように、上記異常検出手段は、上記交流電源の隣り合う四半周期に点灯信号が連続して入力された場合に、上記光センサが上記蛍光灯外からの光を受光しているものと判断するようになっていると、上記蛍光灯外からの光の影響による誤動作を防止することができる。
Further, as in the invention described in
請求項1〜5に記載の発明によれば、蛍光灯からの光を受光する光センサの出力に基づいて蛍光灯の異常を直接的に検出するようになっている上に、異常検出手段が上記交流電源の四半周期毎にサンプリング手段が出力する点灯信号および非点灯信号に基づいて蛍光灯の異常を検出するようにしているため、蛍光灯の異常を容易かつ正確に検出することができる。 According to the first to fifth aspects of the present invention, the abnormality of the fluorescent lamp is directly detected based on the output of the optical sensor that receives light from the fluorescent lamp, and the abnormality detecting means includes Since the abnormality of the fluorescent lamp is detected based on the lighting signal and the non-lighting signal output by the sampling means every quarter cycle of the AC power source, the abnormality of the fluorescent lamp can be detected easily and accurately.
請求項2に記載の発明によれば、上記サンプリング手段が上記交流電源の四半周期毎に作成されたクロックパルスおよび光センサの出力信号に応じて点灯信号または非点灯信号を出力するようになっているため、上記交流電源の四半周期毎における上記蛍光灯の点灯状態を上記異常検出手段がより確実に判定することができる。 According to the second aspect of the present invention, the sampling means outputs a lighting signal or a non-lighting signal in accordance with a clock pulse generated every quarter cycle of the AC power supply and an output signal of the optical sensor. Therefore, the abnormality detection means can more reliably determine the lighting state of the fluorescent lamp every quarter cycle of the AC power supply.
請求項3に記載の発明によれば、上記サンプリング手段が上記交流電源の四半周期毎に作成されたクロックパルスに同期して点灯信号または非点灯信号を出力することで、上記異常検出手段が蛍光灯の異常をさらに確実に検出することができるようになる。 According to a third aspect of the present invention, the sampling means outputs a lighting signal or a non-lighting signal in synchronization with a clock pulse generated every quarter cycle of the AC power supply, so that the abnormality detecting means is fluorescent. It becomes possible to detect the abnormality of the lamp more reliably.
また、請求項4に記載の発明によれば、上記蛍光灯の人間には感知できない段階のちらつき状態を検出することができるため、その段階で上記蛍光灯の交換を行うことで利用者に上記蛍光灯のちらつき状態による不快感を与えることを防止できるほか、上記ちらつき状態を検出することで上記蛍光灯の寿命の判断を容易且つ確実に行えるようになるメリットがある。 According to the invention described in claim 4, it is possible to detect a flickering state at a stage where the fluorescent lamp cannot be perceived by humans. In addition to preventing discomfort caused by the flickering state of the fluorescent lamp, there is an advantage that the life of the fluorescent lamp can be easily and reliably determined by detecting the flickering state.
請求項5に記載の発明によれば、上記蛍光灯外からの光の影響による誤動作を防止でき、動作の信頼性を高めることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, malfunction due to the influence of light from outside the fluorescent lamp can be prevented, and the reliability of the operation can be improved.
図1は本発明のより具体的な実施の形態として、蛍光灯異常検出装置を示す構成図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a fluorescent lamp abnormality detecting device as a more specific embodiment of the present invention.
図1に示すように、エレベータのかご内を照明する蛍光灯1は交流電源2によって駆動されるようになっているとともに、その交流電源2の波形を整形してクロックパルスを出力する波形整形手段としての波形整形回路3が交流電源2と並列に接続されている。
As shown in FIG. 1, a
一方、蛍光灯1からの光を受光する光センサとしてのフォトダイオード4が蛍光灯1に近接配置されていて、そのフォトダイオード4の出力信号をサンプリングするサンプリング手段としてのサンプリング回路5がフォトダイオード4にオペアンプ6を介して接続されているとともに、そのサンプリング回路5の出力に基づいて蛍光灯1の異常を検出する異常検出手段としての異常検出回路7がサンプリング回路5に接続されている。
On the other hand, a photodiode 4 as an optical sensor that receives light from the
図2は蛍光灯1が正常に点灯している状態における交流電源2の電圧波形とフォトダイオード4の出力信号との関係を示す図であって、図2の(a)はフォトダイオード4の出力信号の波形を、図2の(b)は交流電源2の電圧波形をそれぞれ示している。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the voltage waveform of the
ここで、蛍光灯1が正常に点灯している状態では、図2の(a)および(b)に示すように、交流電源2の正負のピーク電圧発生時に蛍光灯1が点灯する一方で、交流電源2の零電圧時には蛍光灯1が消灯し、蛍光灯1の点灯周波数は交流電源2の周波数の2倍になる。
Here, in the state in which the
図3は波形整形回路3の動作を示す説明図であって、図3の(a)は交流電源2の電圧波形を、図3の(b)は図3の(a)に示す波形の周波数を後述する周波数てい倍器3aによって4てい倍した中間波形を、図3の(c)は波形整形回路3が出力するクロックパルスの波形をそれぞれ示している。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the operation of the
詳細には、波形整形回路3は周波数てい倍器3aを有していて、その周波数てい倍器3aによって図3の(a)に示す交流電源2の電源電圧波形Aの周波数を4てい倍し、図3の(b)に示す中間波形Bに整形する。その上で、その中間波形Bをコンパレータ3bによって所定の基準値と比較してA/D変換し、図3の(c)に示すクロック波形Cを得るようになっている。つまり、波形整形回路3は交流電源2の四半周期毎、すなわち概ね交流電源2の正負のピーク電圧発生時および零電圧時に作成したクロックパルスをサンプリング回路5および異常検出回路7に送出するようになっている。
Specifically, the
図4は蛍光灯1の正常な点灯状態時におけるサンプリング回路5のタイムチャートを示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a time chart of the
サンプリング回路5はクロックパルスに同期して動作するフリップフロップ5aを有していて、図4に示すように、フリップフロップ5aは、波形整形回路3からのクロックパルス、すなわちクロック入力と、フォトダイオード4からの出力信号、すなわちデータ入力がともに入力された場合に点灯信号として「1」すなわちhighレベル電圧を、波形整形回路3からのクロックパルスおよびフォトダイオード4からの出力信号のうち片方のみが入力された場合に非点灯信号として「0」すなわちlowレベル電圧をそれぞれデジタル信号として異常検出回路7に出力するようになっている。
The
なお、上述したように、蛍光灯1の正常な点灯状態においては、蛍光灯1が交流電源2の半周期毎に点灯し、交流電源2の四半周期毎に点灯と消灯を交互に繰り返すため、サンプリング回路5は交流電源2の四半周期毎、すなわちクロックパルスが入力される度に「1」と「0」を交互に出力することになる。
As described above, in the normal lighting state of the
そして、サンプリング回路5からの出力は異常検出回路7のうちクロックパルスに同期して動作するシフトレジスタ7aを介して異常判定部7bに入力され、異常判定部7bが「1」と「0」の入力状況に応じて蛍光灯1の状態を判定するようになっている。また、異常判定部7bはデータ通信機能を有していて、その異常判定部7bが蛍光灯1の異常を検出すると、電話回線を通じて監視センタ8へ通報を行うようになっている。
The output from the
以上のように構成した蛍光灯異常検出装置では、予め定めた所定の時間に異常判定部7bが蛍光灯1の状態を判定することとなる。上述したように蛍光灯1が正常に点灯している場合には、交流電源2の四半周期毎にサンプリング回路5が「1」と「0」を交互に出力するため、異常判定部7bはサンプリング回路5が「1」と「0」を交互に出力している場合に蛍光灯1が正常であるものと判断する。例えば、異常判定部7bに「10101010101」と入力された場合には、異常判定部7bは蛍光灯1が正常であるものと判断することとなる。
In the fluorescent lamp abnormality detection apparatus configured as described above, the
一方、蛍光灯1が時間とともに劣化してその寿命が近づいてくると、蛍光灯1の点灯周波数が正常な点灯状態時よりも低下し、蛍光灯1がいわゆるちらつき状態となる。そして、蛍光灯1が上記ちらつき状態になると、異常検出回路7にサンプリング回路5から「1」が入力された後に「0」が複数連続して入力され、さらに「1」が入力されることとなるため、この場合に異常判定部7bが蛍光灯1が上記ちらつき状態にあるものと判断する。つまり、例えば異常判定部7bに「10001000001」と入力された場合には、異常判定部7bは蛍光灯1が上記ちらつき状態にあるものと判断することとなり、蛍光灯1のちらつき状態の初期段階、すなわち人間には感知できない段階のちらつき状態が検出される。
On the other hand, when the
また、異常判定部7bは「0」を連続して入力した回数を計数するようになっていて、「0」を連続して入力した回数が予め定めた所定値を超えた場合に、異常判定部7bが蛍光灯1の球切れまたはフォトダイオード4自体に異常が発生したものと判断する。例えば異常判定部7bに「00000000000」と入力された場合に、異常判定部7bが蛍光灯1の球切れまたはフォトダイオード4自体に異常が発生したものと判断することとなる。
Also, the
さらに、交流電源2の隣り合う四半周期において、異常検出回路7がサンプリング回路5から「1」を連続して入力した場合に、異常判定部7bはフォトダイオード4が蛍光灯1以外からの光を受光しているものと判断する。例えば、異常判定部7bに「11111111111」と入力された場合には、異常判定部7bはフォトダイオード4が蛍光灯1以外からの光を受光しているものと判断することとなる。
Further, when the
そして、蛍光灯1またはフォトダイオード4に異常があった場合には、異常判定部7bがその異常の内容を監視センタ8に通報し、監視センタ8は異常検出回路7からの通報を受信すると、例えば作業員を派遣して蛍光灯1の交換作業を行う等の必要な措置を講じることとなる。
When there is an abnormality in the
したがって本実施の形態によれば、蛍光灯1からの光を受光するフォトダイオード4の出力に基づいて蛍光灯1の球切れおよび上記ちらつき状態を直接的に検出するようになっている上に、異常検出回路7がサンプリング回路5の出力するデジタル信号に基づいて蛍光灯1の異常を検出するようにしているため、蛍光灯1の異常を容易且つ正確に検出することができる。
Therefore, according to the present embodiment, based on the output of the photodiode 4 that receives light from the
その上、人間には感知できない段階で蛍光灯1のちらつき状態を早期に検出し、蛍光灯1の寿命の判断が容易に行えるようになるとともに、その段階で蛍光灯1の交換を行うことで、利用者に蛍光灯1のちらつき状態による不快感を与えることが防止できる。
In addition, the flickering state of the
さらに、フォトダイオード4自体の異常およびフォトダイオード4が蛍光灯1以外からの光を受光していることを検出し、その動作の信頼性を向上させることができるメリットがある。
Further, there is a merit that the abnormality of the photodiode 4 itself and the fact that the photodiode 4 receives light from other than the
なお、いわゆるインバータ式の蛍光灯にも本実施の形態と同様に本発明を適用可能であることは言うまでもない。 Needless to say, the present invention can also be applied to so-called inverter-type fluorescent lamps as in this embodiment.
1…蛍光灯
2…交流電源
4…フォトダイオード(光センサ)
5…サンプリング回路(サンプリング手段)
7…異常検出回路(異常検出手段)
DESCRIPTION OF
5 ... Sampling circuit (sampling means)
7. Abnormality detection circuit (abnormality detection means)
Claims (5)
上記蛍光灯からの光を受光する光センサと、
上記交流電源の四半周期毎に上記光センサの出力信号に応じて点灯信号または非点灯信号を出力するサンプリング手段と、
上記サンプリング手段の出力に基づいて蛍光灯の異常を検出する異常検出手段と、
を備えていることを特徴とする蛍光灯異常検出装置。 A fluorescent lamp abnormality detection device for detecting an abnormality of a fluorescent lamp driven by an AC power source,
An optical sensor for receiving light from the fluorescent lamp;
Sampling means for outputting a lighting signal or a non-lighting signal according to the output signal of the photosensor every quarter cycle of the AC power supply;
An abnormality detecting means for detecting an abnormality of the fluorescent lamp based on the output of the sampling means;
A fluorescent lamp abnormality detection device comprising:
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