专利名称：导体长测量装置以及导体长测量方法
技术领域：
本发明涉及导体长测量装置以及导体长测量方法，更详细而言涉及用于对所分支 的导体的总长进行测量的导体长测量装置以及导体长测量方法。
背景技术：
在以办公大厦为代表的大规模建筑物中导入的空调系统中，针对每个楼层或者针 对楼层的每个区域配置的多个室内机经由制冷剂配管而与例如设置于房顶等的室外机连 接。这种空调系统的制冷剂配管一般从室外机至室内机被分支为多个。因此，为了测量制 冷剂配管的总长，需要例如专利文献I公开的测定装置等。
在专利文献I公开的装置中，对于在被分支为多个的制冷剂配管的各末端处分别 配置的发送器所产生的振动，利用同样地在制冷剂配管的各末端处配置的接收器来进行接 收，由此检测振动在制冷剂配管中传递所需的时间。然后，根据所检测出的时间，测量制冷 剂配管的总长。
专利文献1:日本特开2007 - 85892号公报 发明内容
为了使用上述测量装置来测量制冷剂配管的总长，需要进行如下事先准备预先 调查制冷剂配管进行分支的分支点，并在分支前端的末端分别配置上述发送器和接收器。 因此，在室内机设置于天花板等那样的情况下，可以预想该事先准备变得困难并且烦杂。
本发明是基于上述情形而完成的，其目的在于容易地测量具有分支点的导体的总 长。
为了达成上述目的，本发明的导体长测量装置具备
测量单元，对成对的导体施加电压，测量所述导体的频率特性；以及
运算单元，根据所述频率特性确定所述导体的共振频率，根据所述共振频率来运 算所述导体的总长。
根据本发明，能够根据通过对导体施加电压而确定的共振频率，来测量导体的总 长。由此，无需对导体的各个分支前端进行安装测量所需的装置等的处理，而能够容易地测 量导体的总长。


图1是第I实施方式的导体长测量装置的框图。
图2是不出从频率扫描部输出的输出电压的时间上的变化的曲线图。
图3是示出对与频率扫描部的输出电压对应的电压信号执行了 FFT处理时的结果 的曲线图。
图4是示出导体长测量装置和作为测量对象的电阻元件的图。
图5是用于说明与在电阻元件的两端出现的电位差对应的电压信号的基波分量以及高次谐波分量的电压电平的曲线图。图6是示出频谱曲线的图。图7是示出表示配管的频率特性的特性曲线的图。图8是用于定义配管的各个分支的长度的图。图9是用于说明计算总长的式子的图。图10是示意性地示出第2实施方式的向FFT处理部的输入和从FFT处理部的输 出的图。
图11是用于说明与在电阻元件的两端出现的电位差对应的电压信号的基波分量以及高次谐波分量的电压电平的曲线图。
图12是第3实施方式的导体长测量装置的框图。
图13是示出从阶梯波产生部输出的输出电压的时间上的变化的图。
图14是示出从阶梯波产生部输出的输出电压的频谱的图。
图15是示出频谱曲线的一个例子的图。
图16是用于定义配管的各个分支的长度的图。
图17是对导体长测量装置与配管的连接点的另一例子进行显示的图。
图18是示出导体长测量装置的变形例的图。
(符号说明)
10 :导体长测量装置；11 :接口 ；12 :控制部；13 :频率扫描部；13a :探测器；13b 探测器；14 :FFT处理部；15 :第I存储部；16 :第2存储部；17 :运算部；18 :显示部；19 :接收设备；20 :空调系统；21 :室外机'22k 22C :室内机；23 :配管；23a :进给铜管；23b :回送铜管；30 :存储部；31 :阶梯波产生部；P1 :分支点；Prl :第I部分；Pr2 :第2部分；Pr3 第3 部分；R1、R2 :电阻元件；S0、S1、S2 :频谱曲线；S3 :特性曲线；SVo、SVl :电压信号；Vo :输出电压。
具体实施方式
`
《第I实施方式》
以下，参照附图，说明本发明的第I实施方式。图1是作为测量对象的空调系统20 中设置的导体长测量装置10的框图。导体长测量装置10是用于对构成空调系统20的配管23的总长进行测量的装置。
如图1所示，空调系统20例如具有在办公大厦的房顶等设置的室外机21、和在该办公大厦的居住区设置的2台室内机22A、22B。并且，室外机21和室内机22A、22B通过配管23而被连接，其中，该配管23由使制冷剂从室外机21朝向室内机22A、22B流动的进给铜管23a、和使制冷剂从室内机22A、22B朝向室外机21流动的回送铜管23b构成。
构成配管23的铜管23a、23b分别被聚氨酯泡沫等相对介电常数大致为I的隔热材料包覆。另外，在空调系统20中，构成配管23的进给铜管23a和回送铜管23b被配置为相互平行。在本实施方式中，铜管23a以及铜管23b中的一方是液体管，另一方是直径比液体管大的气体管。
如图1所示，导体长测量装置10具有接口 11、控制部12、频率扫描部13、FFT(Fast Fourier Transform,快速傅立叶变换)处理部14、第I存储部15、第2存储部16、运算部17、显示部18、接收设备19、以及电阻元件R1。
频率扫描部13是内部阻抗为已知、且具有用于对测定对象物施加输出电压Vo的 电源的数字频率合成器。该频率扫描部13经由电阻元件Rl和探测器13a而与进给铜管 23a连接，经由探测器13b而与回送铜管23b连接。由此，电阻元件Rl和配管23成为串联 地连接了的状态。
探测器13a、13b的连接是针对铜管23a、23b从隔热材料露出的部分而进行的。例 如，在办公大厦等中使用的空调系统中，考虑在室外机21的周围、机械室内对于铜管23a、 23b连接导体长测量装置10。
频率扫描部13向电阻元件Rl与连接于探测器13a、13b的测定对象物之间施加频 率f的输出电压Vo。图2是不出输出电压Vo的时间上的变化的图。如图2所不,输出电压 Vo的波形成为周期为Ι/f的正弦波。该输出电压Vo被分压为与串联地连接的电阻元件Rl 和测定对象物的阻抗成比例。
接收设备19检测频率扫描部13的输出电压Vo和电阻元件Rl的两端的电位差Vl。 然后，将与所检测出的输出电压Vo以及电位差Vl对应的电压信号SVo、SVl输出到FFT处 理部14。
FFT处理部14通过对所输入的电压信号SVo、SVl执行FFT处理，针对电压信号 SVo、SVl，计算每个频率的电压强度(频谱)。
图3示出对与图2所示的波形的输出电压Vo对应的电压信号SVo执行上述FFT 处理而得到的结果。如由图3的条形图所示那样，可知例如与波形为正弦波的输出电压Vo 对应的电压信号SVo包含频率为f的奇数倍的大量高次谐波分量。FFT处理部14根据对 电压信号SVo、SVl进行FFT处理而得到的结果，计算表示各频率下的电压电平的频谱曲线。 例如，如果根据图3所示的处理结果来计算出频谱曲线，则得到图中的单点划线所示的频 谱曲线SO。
第I存储部15以及第2存储部16分别具有例如RAM(Random Access Memory,随 机存取存储器)或者EPRAM (Erasable Programmable Read Only Memory,可擦写可编程只 读存储器)等存储介质。这些第I存储部15以及第2存储部16存储FFT处理部14的处理结果。
运算部17使用第I存储部15以及第2存储部16中存储的处理结果，计算配管23 的共振频率。然后，根据所计算出的共振频率，测定配管23的总长。
显示部18显示运算部17的运算结果。
控制部12由CPlKCentral Processing Unit,中央处理单元)、被用作CPU的作业 区域的RAM等构成。该控制部12根据经由接口 11通知的来自用户的指令，对上述频率扫 描部13、FFT处理部14、运算部17以及显示部18进行总体控制。
接下来，说明如上述那样构成的导体长测量装置10的使用方法以及测量动作。
在通过导体长测量装置10进行测量时，如图4所示，首先将导体长测量装置10的 探测器13a、13b分别连接到电阻值已知的电阻元件R2的两端。然后，经由接口 11，向控制 部12输入测量准备处理指令。
控制部12如果接收到测量准备处理指令，则对频率扫描部13指示施加频率f的 输出电压Vo。由此，图2所示的输出电压Vo被施加到串联地连接的电阻元件Rl以及电阻元件R2。
接下来，控制部12对FFT处理部14指示执行FFT处理。由此，在FFT处理部14 中，在施加了频率f的输出电压Vo时，根据在电阻元件Rl的两端出现的电位差VI，执行从接收设备19输出的电压信号SVl的FFT处理。
接下来，控制部12对频率扫描部13指示施加频率f+Af的输出电压Vo。由此， 在FFT处理部14中，在施加了频率f+Af的输出电压Vo时，根据在电阻元件Rl的两端出现的电位差VI，执行针对从接收设备19输出的电压信号SVl的FFT处理。
之后，控制部12对频率扫描部13，依次指示施加频率f+n· Af的输出电压Vo。另外，η是2以上的整数。由此，在FFT处理部14中，在施加了频率f+n · Af的输出电压V0 时，根据在电阻元件Rl的两端出现的电位差Vl，依次执行针对从接收设备19输出的电压信号SVl的FFT处理。其结果，依次计算图5的条形图所示的特性。然后，计算结果被依次存储到第I存储部15。图5的条形图分别表示与在电阻元件Rl的两端出现的电位差Vl对应的电压信号SVl的基波分量以及高次谐波分量的电压。
如果对于与电阻元件Rl的两端的电位差Vl对应的电压信号SVl各自的FFT处理的执行完成，则控制部12对运算部17指示频谱曲线SI的计算。频谱曲线SI是表示将电阻元件R2作为测定对象物时的关于电压信号SVl的各频率下的电压电平的曲线。运算部 17使用第I存储部15中存储的FFT处理的结果来计算频谱曲线SI。
通过进行上述处理，如果与频谱曲线SI相关的信息的生成完成，则从电阻元件R2 拆下导体长测量装置10的探测器13a、13b。接下来，如图1所示，将探测器13a、13b分别连接到构成配管23的进给铜管23a和回送铜管23b。然后，经由接口 11，向控制部12输入测量处理指令。
控制部12如果接收 到测量指令，则对频率扫描部13指示施加频率f的输出电压 Vo。由此，图2所示的输出电压Vo被施加到串联地连接的电阻元件Rl以及配管23。
接下来，控制部12对FFT处理部14指示执行FFT处理。由此，在FFT处理部14 中，在施加了频率f的输出电压Vo时，根据在电阻元件Rl的两端出现的电位差VI，执行从接收设备19输出的电压信号SVl的FFT处理。
接下来，控制部12对频率扫描部13指示施加频率f+Af的输出电压Vo。由此， 在FFT处理部14中，在施加了频率f+Af的输出电压Vo时，根据在电阻元件Rl的两端出现的电位差VI，执行针对从接收设备19输出的电压信号SVl的FFT处理。
之后，控制部12对频率扫描部13依次指示施加频率f+n · Λ f的输出电压Vo。由此，在FFT处理部14中，在施加了频率f+n · Af的输出电压Vo时，根据在电阻元件Rl的两端出现的电位差VI，依次执行针对从接收设备19输出的电压信号SVl的FFT处理。然后，FFT的处理结果被依次存储到第2存储部16。
如果关于与电阻元件Rl的两端的电位差Vl对应的电压信号SVl各自的FFT处理的执行完成，则控制部12对运算部17指示计算频谱曲线S2。频谱曲线S2是表示将配管 23作为测定对象物时的关于电压信号SVl的各频率下的电压电平的曲线。
运算部17使用第2存储部16中存储的FFT处理的结果，计算频谱曲线S2。图6 是示出频谱曲线S2的图。如图6所示，在导体长测量装置10与配管23连接了的情况下， 根据配管23的形状，特定的频率下的电压电平变低。
如果频谱曲线S2的计算完成，则控制部12对运算部17指示计算配管23的总长。 运算部17如果接收到来自控制部12的计算指示，则执行配管23的总长的计算处理。运算部17首先从由频谱曲线S2 (参照图6)所示的电压电平减去由频谱曲线SI (参照图5)所示的电压电平，由此计算图7所示的特性曲线S3。该特性曲线S3是表示配管23的频率特性的曲线。
接下来，运算部17根据特性曲线S3，确定配管23的共振频率。在施加于配管23 的电压的频率与配管23的共振频率一致的情况下，在电阻元件Rl的两端出现的电压电平变小。因此，运算部17确定与特性曲线S3的极小点对应的频率。如图7所示，此处作为与特性曲线S3的极小点对应的频率，确定了频率fl、f2、f3。
接下来，运算部17使用下式(I)来计算配管23的总长。另外，fn是与特性曲线的极小点对应的频率、即配管23的共振频率。另外，fw是频率范围。
权利要求
1.一种导体长测量装置，具备测量单元，对成对的导体施加电压，测量所述导体的频率特性；以及运算单元，根据所述频率特性确定所述导体的共振频率，根据所述共振频率来运算所述导体的总长。
2.根据权利要求1所述的导体长测量装置，其特征在于，所述测量单元具有电压施加单元，该电压施加单元对于所述导体，一边使频率变化一边施加交流电压。
3 根据权利要求1所述的导体长测量装置，其特征在于，所述测量单元具有电压施加单元，该电压施加单元对所述导体施加阶梯电压。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的导体长测量装置，其特征在于，所述测量单元测量与对串联地连接的所述导体和电阻施加了电压时的所述电阻的两端的电位差对应的电压信号的频率特性。
5.根据权利要求4所述的导体长测量装置，其特征在于，所述测量单元对所述电压信号执行FFT处理。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的导体长测量装置，其特征在于，所述运算单元将所述导体作为无损失线路而进行使用了所述共振频率的运算，从而计算所述导体的总长。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的导体长测量装置，其特征在于，所述导体是末端被电气性地短路的用于使规定的制冷剂循环的管路。
8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的导体长测量装置，其特征在于，所述导体是在末端连接了具有不特定的阻抗的电气仪器的电线。
9.根据权利要求8所述的导体长测量装置，其特征在于，所述导体的阻抗和所述电气仪器的阻抗不匹配。
10.根据权利要求1至9中的任意一项所述的导体长测量装置，其特征在于，所述导体由隔热材料所包覆。
11.根据权利要求1至10中的任意一项所述的导体长测量装置，其特征在于，在所述交流电压中包含高次谐波分量。
12.根据权利要求1至11中的任意一项所述的导体长测量装置，其特征在于，具备显示单元，该显示单元显示由所述运算单元运算的导体的总长。
13.一种导体长测量方法，其特征在于，包括对串联地连接的电阻和成对的导体施加电压的工序；测量与所述电阻的两端的电位差对应的电压信号的频率特性的工序；根据所述频率特性来确定所述导体的共振频率的工序；以及根据所述共振频率来运算所述导体的总长的工序。
全文摘要
对配管(23)连接导体长测量装置(10)的探测器(13a、13b)，经由该探测器(13a、13b)对配管(23)施加输出电压(Vo)。接下来，对电压信号(SV1)执行FFT处理，从而计算频谱曲线。然后，根据该频谱曲线确定配管(23)的共振频率，根据该共振频率来计算配管(23)的总长。因此，在各分支的末端无需设置例如测量所需的仪器等，而能够容易地测量配管(23)的总长。
文档编号G01B7/02GK103069248SQ201180040620
公开日2013年4月24日 申请日期2011年1月25日 优先权日2010年8月23日
发明者樋熊利康, 樋原直之, 行田知晃 申请人:三菱电机株式会社