JP3450738B2 - 電磁雑音レコーダ及び記録方法 - Google Patents

電磁雑音レコーダ及び記録方法

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JP3450738B2 JP07573699A JP7573699A JP3450738B2 JP 3450738 B2 JP3450738 B2 JP 3450738B2 JP 07573699 A JP07573699 A JP 07573699A JP 7573699 A JP7573699 A JP 7573699A JP 3450738 B2 JP3450738 B2 JP 3450738B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電磁雑音の存在の
有無、さらには、その発生時間の長短を評価する電磁雑
音レコーダ及び記録方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電磁雑音をその場で逐次評価するには市
販の電磁雑音センサが一般的に用いられる。この電磁雑
音の発生は不規則であり突発的であることが多く、連続
的に測定することが非常に重要になる。従来は、電磁雑
音センサの出力をアナログ記録計やデジタル記録計を用
いて電磁雑音を連続的に測定していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アナロ
グ記録計ではデータが紙出力され、記録的には問題ない
がデータの比較や活用で問題があった。また、デジタル
記録計ではデータサンプリング間隔がポイントとなる。
サンプリング間隔が短い場合には、データの記録落しは
少なくなるが、データ数が膨大であり大きなデータ記憶
容量が必要となる問題があった。サンプリング間隔が長
い場合には、データ数は少なくなるが、データの記録落
しが多くなるという問題があった。デジタル記録計での
データサンプリング間隔はms(ミリ秒)オーダであ
り、電磁雑音の連続測定は数10分から数時間が現実的
なところであった。すなわち、デジタル記録での数日か
ら数ヶ月間の連続測定はほとんど不可能であった。
【0004】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、電磁雑音の長期間にわたる測定を簡便な装置で実現
する電磁雑音レコーダ及び記録方法を提供することを目
的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、電磁雑音を計測する電磁雑音レコーダにお
いて、所定強度の電磁雑音発生時間を単位時間で計測す
る電磁雑音センサと、前記電磁雑音センサで計測された
電磁雑音発生時間が加算されて記憶され、加算された電
磁雑音発生時間がカウンタ動作閾値時間を超えると出力
信号を発生するバッファ部と、前記バッファ部からの出
力信号が入力され電磁雑音発生時間を電圧に変換した出
力信号を発生する1次カウンタ部と、前記1次カウンタ
部で発生された出力信号の電圧が所定電圧を超えると出
力信号を発生する2次カウンタ部と、前記1次カウンタ
部及び2次カウンタ部からの出力信号が離散的時刻で記
録される記録部とを具備することを特徴とするものであ
る。
【0006】また本発明の電磁雑音記録方法は、所定強
度の電磁雑音発生時間を単位時間で計測する第1のステ
ップと、第1のステップで計測された電磁雑音発生時間
をバッファ部に加算する第2のステップと、第2のステ
ップで加算された電磁雑音発生時間がカウンタ動作閾値
時間を超えると、前記バッファ部をリセットして、カウ
ンタ動作閾値時間を差し引いた残りのみのデータを記録
すると共に、1次カウンタ部のカウント数に1を加算す
る第3のステップと、前記1次カウンタ部のカウント数
が所定値を超えると、1次カウンタ部をリセットして、
所定値を差し引いた残りのみのデータを記録すると共
に、2次カウンタ部のカウント数に1を加算する第4の
ステップと、前記2次カウンタ部のカウント数が所定値
を超えると、2次カウンタ部をリセットして、所定値を
差し引いた残りのみのデータを記録する第5のステップ
と、前記1次カウンタ部のカウント出力電圧及び前記2
次カウンタ部のカウント出力電圧を記録する第6のステ
ップとを具備することを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
形態例を詳細に説明する。
【0008】図1は本発明に係る電磁雑音レコーダの一
実施形態例を示す構成説明図である。すなわち、電磁雑
音を計測する電磁雑音レコーダにおいて、1は所定強度
の電磁雑音発生時間を単位時間で計測する電磁雑音セン
サであり、前記電磁雑音センサ1で計測された電磁雑音
発生時間がバッファ部2に入力されて加算されると共に
記憶される。バッファ部2は加算された電磁雑音発生時
間がカウンタ動作閾値時間を超えると出力信号を発生す
る。前記バッファ部2からの出力信号は1次カウンタ部
3に入力され、1次カウンタ部3は電磁雑音発生時間を
電圧に変換した出力信号を発生する。前記1次カウンタ
部3で発生された出力信号は2次カウンタ部4に入力さ
れ、この2次カウンタ部4は入力信号の電圧が所定電圧
を超えると出力信号を発生する。前記1次カウンタ部3
及び2次カウンタ部4からの出力信号が記録部5に入力
され、この記録部5は離散的時刻で記録する。
【0009】次に、本発明に係る電磁雑音レコーダの動
作を図5を参照して説明する。すなわち、動作開始によ
り、電磁雑音センサ1の感度(xmG)の設定、カウン
タの動作閾値時間t0、バッファ部2及び各カウンタ部
3,4のカウント数のリセットを行う。その後、電磁雑
音センサ1で計測を開始すると、電磁雑音センサ1の出
力、例えば、5mG(ミリガウス)以上の電磁雑音発生
時間tを1ms単位で計測して、その電磁雑音発生時間
tをバッファ部2に入力する。電磁雑音発生時間tはバ
ッファ部2で逐次加算され、加算された電磁雑音発生時
間tが任意に設定されるカウンタ動作閾値時間t0 を超
えるとバッファ部2はリセットして、カウンタ動作閾値
時間t0を差し引いた残りのみのデータを記録すると共
に、1次カウンタ部3のカウント数C1に1を加算す
る。この関係を式で表わすと、C1=C{t0 ,t}と
なる。C1は、バッファ部2から1次カウンタ部3に入
力される信号である。C関数は、{ }内第2項の電磁
雑音発生時間tの数値が第1項のカウンタ動作閾値時間
t0と比較して、t0 毎に差をとってt0 を越える回数
を出力する関数である。また、差をとった後のt0 未満
の電磁雑音発生時間tはバッファ部2に残るものであ
る。ここで、カウンタ動作閾値時間t0 は1ms,10
ms,100ms,1000msの4通りのいずれかに
設定される。例えば、カウンタ動作閾値時間t0 が10
msで、電磁雑音発生時間tが35msの場合次のよう
に動作する。バッファ部2から1次カウンタ部3に入力
される信号C1は3で、バッファ部2にのこるデータは
5msである。
【0010】1次カウンタ部3のカウント数C1が20
0を超えると、1次カウンタ部3はリセットして、20
0を差し引いた残りのみのデータを記録すると共に、2
次カウンタ部4のカウント数C2に1を加算する。
【0011】1次カウンタ部3は電磁雑音の発生時間を
電圧に変換する働きがある。変換の式は、 Vc1=0.01×F{200,C1} であり、Vc1は1次カウンタ部3のカウンタ出力電圧
(単位はボルト)、C1は、バッファ部2から1次カウ
ンタ部3に入力される信号である。F関数は、{}内の
第2項のC1の数値が第1項目の200を越える場合、
200毎に差をとって200未満の残った数値を出力す
る関数である。例えば、第2項が333,666なら
ば、F関数の出力はそれぞれ、133と66になる。す
なわち、F関数は0〜199までの整数発生器であり、
c1は0〜1.99Vのノコギリ波発生器である。
【0012】以下に出力例を示す。カウンタ動作閾値時
間t0 を1msに設定して電磁雑音の発生時間tが5m
s,50ms,500msとすると、1次カウンタ部3
の電圧Vc1はそれぞれ0.05V,0.50V,1.0
0Vとなる。また、カウンタ動作閾値時間t0 を10m
sに設定して電磁雑音の発生時間tが5ms,50m
s,500msとすると、1次カウンタ部3の電圧Vc1
はそれぞれ0.00V,0.05V,0.50Vとな
る。さらには、カウンタ動作閾値時間t0 を100ms
に設定して電磁雑音の発生時間tが500ms,5s,
50sとすると、1次カウンタ部3の電圧Vc1はそれぞ
れ0.05V,0.50V,1.00Vとなる。
【0013】このように、評価したい電磁雑音の性質に
あわせて、カウンタ動作閾値時間t 0を選択すると種々
の電磁雑音の測定が可能となる。しかしながら、例にも
示したように電磁雑音発生時間tが長い場合は数え落し
を生ずる。そこで、数え落としを防ぐために、次の作用
を付加する。
【0014】1次カウンタ部3は、0〜1.99Vのノ
コギリ波発生器であり、2Vを越える度にその信号を2
次カウンタ部4に入力する。この2次カウンタ部4は、
1次カウンタ部3のオーバフローを計測する働きがあ
る。
【0015】2次カウンタ部4のカウント数C2が20
0を超えると、2次カウンタ部4はリセットして、20
0を引いた残りのみのデータを記録する。2次カウンタ
部4の電圧変換式は、 Vc2=0.01×F{200,C2} Vc2は2次カウンタ部4のカウンタ出力電圧(単位はボ
ルト)、C2は、1次カウンタ部3のオーバフローの回
数である。F関数は、前に述べた1次カウンタ部3のF
関数と同等の働きをする。例えば、第2項が333,6
66ならば、F関数の出力はそれぞれ、133と66に
なる。
【0016】次に、1次カウンタ部3と2次カウンタ部
4の出力電圧Vc1、c2を記録部5に入力して1秒〜3
0分などの任意のサンプリング間隔で記録する。例え
ば、記録部5の記憶容量が5000点で、サンプリング
間隔が1分とすると、1日の記憶データが1440点と
なるので約3.4日間の連続測定が可能となる。1ms
と極めて短い発生時間tの電磁雑音でも数日間連続に測
定が可能となる。さらには、サンプリング間隔を30分
とすれば、発生時刻の特定精度は落ちるが、連続測定は
約34日となり、極めて長い期間の連続測定が可能とな
る。図6に1次カウンタ部3と2次カウンタ部4の具体
的な出力例を示す。
【0017】図6より、ほとんどの電磁雑音発生時間t
に対して1次カウンタ部3の1次カウンタ出力と2次カ
ウンタ部4の2次カウンタ出力を基に計算することによ
って、電磁雑音発生時間を再計算できることがわかる。
但し、カウンタ動作閾値時間t0より短い電磁雑音発生
時間tの場合は、再計算結果の電磁雑音発生時間がもと
の電磁雑音発生時間tと一致しないこととなる。しかし
ながら、前にも述べたように、カウンタ動作閾値時間t
0より短い電磁雑音発生時間tが計測落ちとなるのでは
なく、1次カウンタ部3に記録される前のバッファ部2
に記憶されて、その都度加算されることとなるものであ
る。仮に、カウンタ動作閾値時間t0が10msで、4
msの電磁雑音が何度か発生している場合、3度目の電
磁雑音の時に1次カウンタ部3が動作するものである。
バッファ部2には2msのデータが残るものである。
【0018】本発明は、ある一定の記憶容量で不規則に
発生する電磁雑音発生時刻とその発生時間を連続的に測
定することを可能とするものである。この特徴を図2の
模式図を使って説明する。図2(a)は、電磁雑音の発
生例を示し、横軸は時刻で、縦軸は電磁雑音の強度であ
る。一般的には、電磁雑音は発生時間およびその強度が
不規則であり、これを通常の電磁雑音センサで5mG以
上の信号の場合を測定すると、図2(b)のような検出
結果となる。この例の場合、2〜6ms、12〜18m
s、26〜32msの3回の時刻で計16msの信号が
検出されている。このような検出結果に対して、従来方
法で記録すると、図2(c)に示すように、例えば10
msのサンプリング間隔の場合には、電磁雑音の発生と
サンプリングのタイミングが一致するのは3回目のとき
のみで、信号としては10msと記録され、本来の16
msと大きく異なることとなる。この10msのサンプ
リング間隔で連続して1日間の記録を実現しようとする
と、記憶容量は、144,000個のデータとなり、精
度的にも問題がある上にかつ膨大な量を必要とする問題
がある。ちなみに、精度を上げるためにサンプリング間
隔を1msとすれば、データの記憶容量は、1440,
000個となり、ますます非現実的なものとなる。
【0019】一方、本発明での例を図3に模式図で示
す。図3(a)は、電磁雑音センサ1が5mG以上の信
号の検知結果を示し、図2(b)と同じものである。図
3(a)の検出結果に対して、カウンタ時刻閾値時間が
1msの場合と10msの場合における1次カウンタ部
3の出力例をそれぞれ図3(b)と図3(c)に示す。
このように、図3(b)では電磁雑音の累積発生時間を
逐次1次カウンタ部3の出力に変換し、図3(c)では
電磁雑音の発生時刻情報の遅れは生じるが累積発生時間
を1次カウンタ部3の出力に精度良く変換できることが
わかる。この1次カウンタ部3の出力を1分〜30分の
サンプリング間隔で記録すれば、発生時刻情報の不確か
さは生じるが、電磁雑音の累積発生時間を精度良く、現
実的な記憶容量で記録できることが分かる。サンプリン
グ間隔が1分の場合、10分の場合で、記憶容量は、1
440個、144個となる。すなわち、従来法における
記憶容量の1/100〜1/1000の量で電磁雑音デ
ータを記憶できるという利点がある。
【0020】図7に各カウンタ動作閾値時間t0におい
て、1次カウンタ部3のカウンタ出力及び2次カウンタ
部4のカウンタ出力が2Vに達する時間を示す。これよ
り、電磁雑音が連続して0.2秒から約11時間発生す
る場合に対応できることを示し、5桁という極めて広い
ダイナミックレンジを有する特徴を有している。すなわ
ち、カウンタ動作閾値時間t0が異なるカウンタ部を複
数個用意することによって、あらゆる電磁雑音の連続測
定が少ない記憶容量で評価できるという特徴を有してい
る。当然ながら、非連続の電磁雑音に対しては、2台の
カウンタ部の0−2V出力の繰り返しで対応できること
は言うまでもない。
【0021】図4に本発明の屋外における実施例を示
す。図4(a)は電磁雑音レコーダによるカウンタ出力
記録例を示し、約20日間の連続測定の生データであ
り、測定条件は、電磁雑音の検出強度が5mG以上、カ
ウンタ動作閾値時間が100ms、サンプリング間隔が
30分である。1次カウンタ出力電圧Vc1は0−2Vの
鋸波となっており、2次カウンタ出力電圧Vc2は0.1
1Vまで階段的に上昇して、1次カウンタ出力の鋸波の
繰り返し回数(11回)と対応している。図4(b)は
図4(a)の電磁雑音生データをもとに単位時間当たり
の電磁雑音発生時間を再計算した結果である。具体的に
は、30分間単位における5mG以上の電磁雑音の検出
時間である。図より、電磁雑音の検出時間が時々刻々変
化しているのが分かる。
【0022】このように、連続的な電磁雑音情報を少な
い記憶容量で簡便に記録できる。記録条件を変えること
によって、電磁雑音の不規則な発生パターンを詳細に評
価できることは言うまでもない。
【0023】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、電磁
雑音の長期間にわたる測定を簡便な装置で実現する電磁
雑音レコーダ及び記録方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態例に係る電磁雑音レコーダ
を示す構成説明図である。
【図2】従来の電磁雑音の検出例を示す特性図であり、
(a)は電磁雑音の発生パターンの例、(b)は5mG
以上の電磁雑音の有無、(c)はサンプリング間隔が1
0msの場合である。
【図3】本発明の電磁雑音の検出例を示す特性図であ
り、(a)は5mG以上の電磁雑音の有無、(b)はカ
ウンタ動作閾値時間が1msの場合、(c)はカウンタ
動作閾値時間が10msの場合である。
【図4】(a)は本発明に係る電磁雑音レコーダによる
カウンタ出力記録例を示す特性図である。(b)は本発
明に係る電磁雑音レコーダ記録結果からの電磁雑音解析
例を示す特性図である。
【図5】本発明に係る電磁雑音レコーダの動作フロー図
である。
【図6】本発明に係る1次カウンタ部と2次カウンタ部
の具体的な出力例と発生時間換算結果の一例を示す説明
図である。
【図7】本発明に係る各カウンタ動作閾値時間における
カウンタ出力電圧が2Vに達する時間の一例を示す説明
図である。
【符号の説明】
1 電磁雑音センサ 2 バッファ部 3 1次カウンタ部 4 2次カウンタ部 5 記録部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 29/08 G01D 9/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電磁雑音を計測する電磁雑音レコーダに
    おいて、所定強度の電磁雑音発生時間を単位時間で計測
    する電磁雑音センサと、 前記電磁雑音センサで計測された電磁雑音発生時間が加
    算されて記憶され、加算された電磁雑音発生時間がカウ
    ンタ動作閾値時間を超えると出力信号を発生するバッフ
    ァ部と、 前記バッファ部からの出力信号が入力され電磁雑音発生
    時間を電圧に変換した出力信号を発生する1次カウンタ
    部と、 前記1次カウンタ部で発生された出力信号の電圧が所定
    電圧を超えると出力信号を発生する2次カウンタ部と、 前記1次カウンタ部及び2次カウンタ部からの出力信号
    が離散的時刻で記録される記録部とを具備することを特
    徴とする電磁雑音レコーダ。
  2. 【請求項2】 所定強度の電磁雑音発生時間を単位時間
    で計測する第1のステップと、 第1のステップで計測された電磁雑音発生時間をバッフ
    ァ部に加算する第2のステップと、 第2のステップで加算された電磁雑音発生時間がカウン
    タ動作閾値時間を超えると、前記バッファ部をリセット
    して、カウンタ動作閾値時間を差し引いた残りのみのデ
    ータを記録すると共に、1次カウンタ部のカウント数に
    1を加算する第3のステップと、 前記1次カウンタ部のカウント数が所定値を超えると、
    1次カウンタ部をリセットして、所定値を差し引いた残
    りのみのデータを記録すると共に、2次カウンタ部のカ
    ウント数に1を加算する第4のステップと、 前記2次カウンタ部のカウント数が所定値を超えると、
    2次カウンタ部をリセットして、所定値を差し引いた残
    りのみのデータを記録する第5のステップと、 前記1次カウンタ部のカウント出力電圧及び前記2次カ
    ウンタ部のカウント出力電圧を記録する第6のステップ
    とを具備することを特徴とする電磁雑音記録方法。
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