特許 6110815 試験装置および試験方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6110815

(24)【登録日】2017年3月17日

(45)【発行日】2017年4月5日

(54)【発明の名称】試験装置および試験方法

(51)【国際特許分類】

   G01J 1/00 20060101AFI20170327BHJP

   B60L 5/00 20060101ALI20170327BHJP

【ＦＩ】

   G01J1/00 B

   B60L5/00 Z

【請求項の数】4

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2014-119530(P2014-119530)

(22)【出願日】2014年6月10日

(65)【公開番号】特開2015-232499(P2015-232499A)

(43)【公開日】2015年12月24日

【審査請求日】2016年7月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000173784

【氏名又は名称】公益財団法人鉄道総合技術研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】000151036

【氏名又は名称】株式会社電業

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100089037

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邊 隆

(74)【代理人】

【識別番号】100094400

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 三義

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(72)【発明者】

【氏名】早坂 高雅

(72)【発明者】

【氏名】清水 政利

(72)【発明者】

【氏名】竹内 優

(72)【発明者】

【氏名】吉原 誠

【審査官】 塚本 丈二

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２７５８４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１５３１５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−５４０９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３２９５９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２９０３２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３１５４１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 早坂 高雅，“紫外線検出式離線測定装置の基礎特性”，平成２４年電気学会産業応用部門大会(CD-ROM)，２０１２年 ８月２１日，pp.V-215〜V-218

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｌ １／００−１３／００

５／００−５／４２

１５／００−１５／４２

Ｂ６０Ｍ １／００−７／００

Ｇ０１Ｊ １／００−１／６０

１１／００

Ｈ０１Ｌ ３３／００−３３／６４

Ｈ０５Ｂ ３７／００−３９／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気鉄道システムにおけるトロリ線とパンタグラフのすり板との離線箇所で発生するアーク放電に含まれる紫外光を含む光を発する光半導体素子と、
前記光半導体素子を所定時間に亘って発光させる発光制御部であって、所定の発振周波数で発振する発振器と、前記発振器の発振出力に応答して計数を開始し、計数値が所定の設定値に到達したときに計数を停止する計数器と、前記計数器の計数結果に基づいて前記光半導体素子を駆動する駆動回路とを有する発光制御部と、
前記光半導体素子が発した光を検出する光検出部と、
前記光検出部の検出結果に基づき、前記発振周波数を制御することにより前記光半導体素子の発光時間を修正する発光時間修正部と、
を備えた試験装置。

【請求項2】

前記光半導体素子は、紫外線発光ダイオードである、請求項１に記載の試験装置。

【請求項3】

前記発振器は、
可変抵抗とコンデンサとからなる時定数回路を備え、前記可変抵抗の抵抗値と前記コンデンサの容量値により定まる時定数に応じた周波数で発振する、請求項１または２に記載の試験装置。

【請求項4】

電気鉄道システムにおけるトロリ線とパンタグラフのすり板との離線箇所で発生するアーク放電に含まれる紫外光を含む光を発する光半導体素子を所定時間に亘って発光させる発光制御段階を含み、
前記発光制御段階は、
発振器が所定の発振周波数で発振する段階と、
計数器が、前記発振器の発振出力に応答して計数を開始し、計数値が所定の設定値に到達したときに計数を停止する段階と、
駆動回路が、前記計数器の計数結果に基づいて前記光半導体素子を駆動する段階と、
前記光半導体素子が発した光を検出する段階と、
前記光を検出した検出結果に基づき、前記発振周波数を制御することにより前記光半導体素子の発光時間を修正する段階と、
を含む試験方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気鉄道システムにおいてパンタグラフがトロリ線から離線した時に発生するアーク光を検出する保安装置等を試験する試験装置および試験方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電気鉄道において、電力は変電所からトロリ線を通じて車両のすり板及びパンタグラフへと送られる。電車が走行している際に、トロリ線とすり板との接触が損なわて離線があると、その離線箇所でアーク放電が発生する。このアーク放電は、騒音、トロリ線及びすり板の損耗を引き起こすため、極力、発生がおこらないようにすることが望ましく、そのため、アーク放電が発生する箇所を正確に検出して、発生防止策を講じる必要がある。

【0003】

このアーク放電を検出する技術として、特許文献１及び２に示されるパンタグラフ離線検知装置が提供されている。これら特許文献１及び２に示されるパンタグラフ離線検知装置は、パンタグラフの近傍に設置された紫外光受光部と、車両の内部に配置されて該紫外光受光部で受光した光を光量測定器に伝送するプラスチック光ファイバと、を有する。前記紫外光受光部は、アーク光の所定の波長以下の紫外光成分を通過させるフィルタと、該フィルタを通過した紫外光を可視光に変換する蛍光ガラスとを有する。

【0004】

上記パンタグラフ離線検知装置では、前記紫外光受光部にて、前記フィルタにて所定の波長以上の非紫外光成分を取り除くことにより、アーク光に含まれる紫外光を、太陽光に対して高い割合で透過する。その後、前記蛍光ガラスにて前記紫外光を可視光に変換した後、前記プラスチック光ファイバを経由して前記光量測定器に伝送する。

【0005】

従来、上記パンタグラフ離線検知装置の動作確認や校正を行うための試験装置がある。通常、上記パンタグラフ離線検知装置の動作確認を行う場合、上記試験装置として可搬型の重水素ランプが用いられている。また、上記パンタグラフ離線検知装置の校正を行う場合、上記試験装置として、実際のアーク放電を発生させるための設備や、大型の重水素ランプとチョッパを備えた校正装置が用いられている。上記校正装置に備えられた重水素ランプの発光時間は、国際規格で定められた１００マイクロ秒に設定されており、チョッパを用いて重水素ランプの発光時間を制御している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００９−１８３０８８号公報

【特許文献2】特開２０１０−２３３３９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記パンタグラフ離線検知装置の動作確認を行うための可搬型の重水素ランプは、アーク放電に比較して光量が小さいため、複数台の可搬型の重水素ランプを必要とする場合がある。また、上記パンタグラフ離線検知装置の校正を行うためのアーク放電を発生させる設備は大型であり、放電時に安全性に配慮する必要がある。更に、上記大型の重水素ランプを用いた校正装置は、チョッパによる複雑な制御を必要とする上、装置コストが上昇する。

【0008】

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、可搬性に優れると共に、アーク放電を検出する装置の動作試験を簡易かつ安価に行うことができる試験装置および試験方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために、本発明は以下の試験装置および試験方法を提案している。
本発明の一態様による試験装置は、電気鉄道システムにおけるトロリ線とパンタグラフのすり板との離線箇所で発生するアーク放電に含まれる紫外光を含む光を発する光半導体素子と、前記光半導体素子を所定時間に亘って発光させる発光制御部と、を備えた試験装置の構成を有する。
また、前記試験装置において、例えば、前記発光制御部は、所定の発振周波数で発振する発振器と、前記発振器の発振出力に応答して計数を開始し、計数値が所定の設定値に到達したときに計数を停止する計数器と、前記計数器の計数結果に基づいて前記光半導体素子を駆動する駆動回路と、を備える。
また、前記試験装置において、例えば、前記光半導体素子が発した光を検出する光検出部と、前記光検出部の検出結果に基づき、前記光半導体素子の発光時間を修正する発光時間修正部と、を更に備える。

【0010】

上記構成によれば、発光制御部の制御の下、光半導体素子が紫外光を含んだ光を所定時間に亘って放出するので、気鉄道システムにおけるトロリ線とパンタグラフのすり板との離線箇所で発生するアーク放電を検出する装置が光半導体素子から放出される光を受光することにより、アーク放電を発生させることなく、上記アーク放電を検出する装置の動作試験が可能になる。

【0011】

前記試験装置において、例えば、前記光半導体素子は、紫外線発光ダイオードである。
上記構成によれば、トロリ線とすり板との離線箇所で発生するアーク放電を模擬することができる。

【0012】

前記試験装置において、例えば、前記発振器は、可変抵抗とコンデンサとからなる時定数回路を備え、前記可変抵抗の抵抗値と前記コンデンサの容量値により定まる時定数に応じた周波数で発振する。
上記構成によれば、可変抵抗の抵抗値を調整することにより、発振器の発振周波数の修正が可能となる。

【0014】

本発明の一態様による試験方法は、電気鉄道システムにおけるトロリ線とパンタグラフのすり板との離線箇所で発生するアーク放電に含まれる紫外光を含む光を発する光半導体素子を所定時間に亘って発光させる発光制御段階を含み、前記発光制御段階は、発振器が所定の発振周波数で発振する段階と、計数器が、前記発振器の発振出力に応答して計数を開始し、計数値が所定の設定値に到達したときに計数を停止する段階と、駆動回路が、前記計数器の計数結果に基づいて前記光半導体素子を駆動する段階と、前記光半導体素子が発した光を検出する段階と、前記光を検出した検出結果に基づき、前記発振周波数を制御することにより前記光半導体素子の発光時間を修正する段階と、を含む試験方法を有する。
上記構成によれば、前述した試験装置に係る発明と同様の技術的効果を得ることができる。

【発明の効果】

【0015】

本発明の一態様によれば、可搬性を改善することができると共に、アーク放電を検出する検出装置の動作試験を簡易かつ安価に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の第１実施形態による試験装置の構成例を示す図である。

【図2】本発明の第１実施形態による試験装置の動作を説明するための波形図である。

【図3】本発明の第２実施形態による試験装置の構成例を示す図である。

【図4】本発明の第２実施形態による試験装置の動作を説明するための波形図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による試験装置１０の構成例を示す図である。
試験装置１０は、電気鉄道システムにおけるトロリ線とパンタグラフのすり板との離線箇所で発生するアーク放電を検出する検出装置の動作確認や校正に用いられるものである。試験装置１０は、光半導体素子の一種である発光ダイオードからなる光源１１と、所定の発光起動信号ＳＴに応答して光源１１を所定時間に亘って発光させる発光制御部１２とを備えている。

【0018】

光源１１は、トロリ線とパンタグラフのすり板との離線箇所で発生するアーク放電に含まれる紫外光を含む光を発するものであり、例えば紫外線発光ダイオード（ＵＶ ＬＥＤ）が用いられる。ただし、この例に限定されず、トロリ線とパンタグラフのすり板との離線箇所で発生するアーク放電を模擬することができることを限度として、光源１１として任意の光半導体素子（発光素子）を用いることができる。

【0019】

発光起動信号ＳＴは、試験装置１０を起動させて光源１１を発光させるためのトリガー信号である。例えば、試験装置１０をコンピュータ等の上位の制御装置の管理下に置く場合、発光起動信号ＳＴは、上位の制御装置から供給される制御信号である。また、試験装置１０を手動で起動する場合、発光起動信号ＳＴは、手動による操作を示す信号である。

【0020】

また、本実施形態では、光源１１の発光時間である上記所定時間は、トロリ線とパンタグラフのすり板の離線箇所で発生するアーク放電の検出について国際規格で定められた１００マイクロ秒である。この国際規格では、上記アーク放電の検出装置の検出感度について、１００マイクロ秒以下の光パルスに反応しなければならないことが規定されている。ただし、上記所定時間は、試験装置１０の用途に応じて任意に設定し得る。

【0021】

光源１１をなす発光ダイオードのアノードは発光制御部１２の出力部に接続され、そのカソードは接地されている。光源１１を発光させる場合、発光制御部１２の出力電流Ｉｏｕｔが光源１１に供給される。発光制御部１２の出力電流Ｉｏｕｔは、直流電流であっても高周波電流であってもよいが、本実施形態では、発光制御部１２の出力電流Ｉｏｕｔは直流電流であるものとする。

【0022】

発光制御部１２は、発振器１２１、計数器１２２、駆動回路１２３から構成される。発振器１２１は、単安定マルチバイブレータから構成される。本実施形態では、発振器１２１は、図示しない可変抵抗とコンデンサとからなる時定数回路を備えた所謂ＣＲ発振器である。ただし、この例に限定されず、発振器１２１の構成は任意であり、例えば水晶発振回路から発振器１２１を構成してもよい。発振器１２１は、上記可変抵抗の抵抗値とコンデンサの容量値とにより定まる時定数に応じた所定の発振周波数で発振する。

【0023】

本実施形態では、発振器１２１は、光源１１の発光周期（サイクル）の基本周波数を得るためのものであり、１０ｋＨｚを含む周波数領域で発振周波数を調整可能なように構成されている。また、本実施形態では、発振器１２１の周波数領域は、約２ｋＨｚ以下の第１周波数領域と、２ｋＨｚから１０ｋＨｚまでの第２周波数領域とに区分されている。このような周波数領域の区分は、発振器１２１の周波数帯域として広範な周波数帯域を確保するために、容量値の異なる２つのコンデンサと１つの可変抵抗を用いて発振器１２１の時定数回路を構成したことに基づいている。このように容量値の異なる２つのコンデンサと１つの可変抵抗とを組み合わせて時定数回路を構成したことにより、可変抵抗のみでは得られない広範な周波数帯域に亘って発振周波数を安定化させると共に、発振周波数の精度を高めている。ただし、所望の光パルスを得ることができることを限度として、発振器１２１の発振周波数は任意に設定し得る。発振器１２１の発振出力は波形整形され、クロック信号ＣＬＫとして発振器１２１から出力される。

【0024】

計数器１２２は、光源１１による光パルスの発光時間を定める計数信号ＣＮＴを発生させるものであり、発振器１２１の発振出力に応答して計数を開始し、計数値が所定の設定値に到達したときに計数を停止する。本実施形態では、計数器１２２は、発振器１２１の発振出力に含まれるクロック信号ＣＬＫの立ち上がりエッジをトリガーとして計数を開始する。そして、計数器１２２は、計数値が所定の設定値に到達するまで計数を実施することにより、上記設定値に応じたパルス幅を有する計時信号ＣＮＴを出力する。

【0025】

計数器１２２の上記設定値は、光源１１が発生させる光パルスのパルス幅、即ち光源１１の所望の発光時間を規定する。上記設定値は、所望の発光時間（１００マイクロ秒）を有する光パルスが光源１１から放出されるように任意に定められる。本実施形態では、上記国際規格に規定された１００マイクロ秒の光パルスが得られるように上記設定値が定められる。

【0026】

駆動回路１２３は、計数器１２２の計数結果に基づいて光源１１を駆動するものである。本実施形態では、駆動回路１２３は、紫外線発光ダイオードからなる光源１１を電流駆動することにより光源１１を発光させる。駆動回路１２３は、計数器１２２から出力される計数信号ＣＮＴに基づいて光源１１を電流駆動する。具体的には、駆動回路１２３は、計数信号ＣＮＴがハイレベルになると、光源１１の電流駆動を開始し、計数信号ＣＮＴがローレベルになると、光源１１の電流駆動を停止する。これにより、駆動回路１２３は、計数信号ＣＮＴがハイレベルの期間、光源１１を電流駆動して発光させる。また、駆動回路１２３は、発光ダイオードからなる光源１１を駆動する電流を得るために、必要に応じて昇圧回路を備えてもよく、その駆動方式自体は公知技術を用いることができる。

【0027】

次に図２を参照して、本発明の第１実施形態による試験装置１０の動作を説明する。
図２は、本発明の第１実施形態による試験装置１０の動作を説明するための波形図である。図２において、縦軸は各波形の振幅を示し、横軸は時間を示している。また、最上段の波形は、発光起動信号ＳＴの波形を示し、上から２段目の波形は、発振器１２１から出力されるクロック信号ＣＬＫの波形を示し、上から３段目の波形は、計数器１２２から出力される計数信号ＣＮＴの波形を示し、最下段の波形は、駆動回路１２３の出力電流Ｉｏｕｔの波形を示している。図２に示す各波形のスケールは実際のものとは異なり、図２は、各波形の変化の様子を模式的に示している。

【0028】

図２において、時刻ｔ１以前で試験装置１０の電源スイッチ（図示なし）が作業者により投入されると、発振器１２１が発振動作を開始し、一定時間経過後に発振器１２１の発振周波数が発振器１２１の上記定数回路の時定数に応じた一定の発振周波数に安定する。

【0029】

発振器１２１が発振した状態で時刻ｔ１において発光起動信号ＳＴが試験装置１０に供給され、発光起動信号ＳＴの信号レベルがローレベルからハイレベルに遷移すると、駆動回路１２３は、発光起動信号ＳＴがハイレベルに遷移した後の時刻ｔ２で最初に到来するクロック信号ＣＬＫの立ち上がりエッジに対応した計数信号ＣＮＴの立ち上がりエッジに応答して、出力電流Ｉｏｕｔを光源１１に供給する。これにより駆動回路１２３が光源１１の駆動を開始し、光源１１が発光する。

【0030】

一方、時刻ｔ１において発光起動信号ＳＴの信号レベルがローレベルからハイレベルに遷移すると、計数器１２２が計数を開始する。計数器１２２が計数を開始すると、計数信号ＣＮＴの信号レベルはローレベルからハイレベルに遷移される。その後、時刻ｔ３において計数器１２２の計数値が所定の設定値に到達すると、計数器１２２は、計数信号ＣＮＴの信号レベルをハイレベルからローレベルに遷移させる。

【0031】

なお、図２において、点線により示される波形部分は、光パルスの発光時間を増加させるために、計数器１２２の所定の設定値を増加させた場合の波形の一例を示している。この例では、時刻ｔ３の後の時刻ｔ３’において計数信号ＣＮＴがハイレベルからローレベルに遷移し、計数器１２２の設定値の増分に応じて、光パルスの発光時間が延長される。ただし、この例に限らず、光パルスの発光時間が減少するように、上記設定値を減少させることもできる。

【0032】

計数信号ＣＮＴがハイレベルになると、駆動回路１２３は、出力電流Ｉｏｕｔの供給を停止し、光源１１の駆動を停止する。これにより、時刻ｔ２から時刻ｔ３に亘って、出力電流Ｉｏｕｔとして１００マイクロ秒の電流パルスが得られ、この電流パルスが供給される光源１１が１００マイクロ秒の光パルスを放出する。この後、計数器１２２および駆動回路１２３の動作状態が初期化され、次の発光動作に備える。

【0033】

光源が発生させた１００マイクロ秒の光パルスは試験対象の検査装置の受光部に向けて照射される。検査装置では、試験装置１０から受光された光パルスに反応するように、例えば各周波数帯の受光感度等の各種の校正が実施される。

【0034】

第１実施形態によれば、発光ダイオードからなる光源１１を用いて光パルスを発生させるので、可搬型の重水素ランプを用いて光パルスを発生させる場合に比較して大きな光量を得ることができる。

【0035】

また、第１実施形態によれば、アーク放電を発生させる場合に必要とされるような大型の設備を必要とせず、重水素ランプやチョッパを用いる場合に比較して試験装置１０を安価で小型に実現することができる。

【0036】

更に、第１実施形態によれば、アーク放電により光パルスを得る場合に比較して、光パルスを発生させるための準備作業を簡略化することができ、作業者の負担を軽減することができる。
また、本実施形態によれば、光源１１として紫外線発光ダイオードを用いたことにより、離線アークの紫外線検出装置の評価・試験を行うための試験装置の光源として、比較的高速で点滅が可能な小型の紫外線光源を実現することができ、また、一定の周波数範囲で精度の良い周期で発光制御が可能になる。

【0037】

以上、本発明の第１実施形態を説明したが、第１実施形態による試験装置１０の機能は、ハードウェアおよびソフトウェアの何れの形態でも実現することができる。ソフトウェアの形態で実現する場合、例えば試験装置１０はマイクロコンピュータを搭載し、このマイクロコンピュータ上で実行されるプログラムとして試験装置１０の各種の機能を実現することができる。この場合、マイクロコンピュータの水晶発振回路を発振器１２１として流用してもよい。またこの場合、試験装置１０は、タッチパネル方式の液晶パネルをユーザインターフェイスとして備えてもよく、これにより各種のスイッチ類を効率化することができる。

【0038】

また、第１実施形態では、本発明を試験装置として表現したが、本発明は試験方法として表現することもできる。この場合、本発明による試験方法は、電気鉄道システムにおけるトロリ線とパンタグラフのすり板との離線箇所で発生するアーク放電に含まれる紫外光を含む光を発する光半導体素子を所定時間に亘って発光させる発光制御段階を含み、前記発光制御段階は、発振器が所定の発振周波数で発振する段階と、計数器が、前記発振器の発振出力に応答して計数を開始し、計数値が所定の設定値に到達したときに計数を停止する段階と、駆動回路が、前記計数器の計数結果に基づいて前記光半導体素子を駆動する段階と、を含む試験方法として表現することができる。

【0039】

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
図３は、本発明の第２実施形態による試験装置２０の構成例を示す図である。
第２実施形態による試験装置２０は、上述の第１実施形態による図１に示す試験装置１０の構成において、光検出部１３と発光時間修正部１４とを更に備えている。その他の構成は第１実施形態と同様である。

【0040】

光検出部１３は、光源１１が発した光を検出するためのものであり、例えば、試験対象の検出装置の受光部の近傍に配置される。光検出部１３は、負荷抵抗１３１とフォトトランジスタ１３２とから構成されている。負荷抵抗１３１の一端は電源ＶＤＤに接続され、負荷抵抗１３１の他端はフォトトランジスタ１３２のコレクタに接続されている。フォトトランジスタ１３２のエミッタはグランドＧＮＤに接続されている。負荷抵抗１３１とフォトトランジスタ１３２のコレクタとの間の接続点の電圧信号は検出信号ＳＥＮとして発光時間修正部１４に供給される。

【0041】

発光時間修正部１４は、光検出部１３から検出結果として供給される検出信号ＳＥＮに基づき、光源１１の発光時間を修正するものである。具体的には、発光時間修正部１４は、光検出部１３から供給される検出信号ＳＥＮがローレベルとなる時間を計測し、その計測により得られる時間と所望の発光時間（目標値）との差分が縮小するように計数器１２２の設定値を修正する。

【0042】

次に、本発明の第２実施形態の動作を説明する。
図４は、本発明の第２実施形態による試験装置２０の動作を説明するための波形図である。図４において、縦軸は各波形の振幅を示し、横軸は時間を示している。また、最上段の波形は、発光起動信号ＳＴの波形を示し、上から２段目の波形は、発振器１２１から出力されるクロック信号ＣＬＫの波形を示し、上から３段目の波形は、計数器１２２から出力される計数信号ＣＮＴの波形を示し、上から４段目の波形は、駆動回路１２３の出力電流Ｉｏｕｔの波形を示し、最下段の波形は、光検出器１３から出力される検出信号ＳＥＮを示している。図４に示す各波形のスケールは実際のものとは異なり、図４は、各波形の変化の様子を模式的に示している。

【0043】

上述した第１実施形態と同様に、時刻ｔ１以前で、試験装置２０の電源スイッチが投入されると、発振器１２１から一定の周波数を有するクロック信号ＣＬＫが出力される。時刻ｔ１において発光起動信号ＳＴの信号レベルがローレベルからハイレベルに遷移すると、駆動回路１２３は、発光起動信号ＳＴがハイレベルに遷移した後の時刻ｔ２２で最初に到来するクロック信号ＣＬＫの立ち上がりエッジに応答して、出力電流Ｉｏｕｔを光源１１に供給する。これにより光源１１が発光する。

【0044】

一方、時刻ｔ１において発光起動信号ＳＴの信号レベルがローレベルからハイレベルに遷移すると、計数器１２２が、時刻ｔ１の後の時刻ｔ２におけるクロック信号ＣＬＫの立ち上がりエッジに応答して計数を開始し、時刻ｔ２から時刻ｔ３に亘ってハイレベルの計数信号ＣＮＴを出力する。

【0045】

駆動回路１２３は、時刻ｔ２で計数信号ＣＮＴがハイレベルになると、光源１１に対する出力電流Ｉｏｕｔの供給を開始し、時刻ｔ３で計数信号ＣＮＴがローレベルになると、出力電流Ｉｏｕｔの供給を停止する。これにより、光源１１は、時刻ｔ２から時刻ｔ３に亘って発光して光パルスを発生させる。

【0046】

光検出部１３は、光源１１が発生させた光パルスを受光し、この光パルスを受光している期間、ローレベルの検出信号ＳＥＮを発光時間修正部１４に供給する。発光時間修正部１４は、光検出部１３から供給される検出信号ＳＥＮがローレベルに維持される時間を計測する。そして、発光時間修正部１４は、検出信号ＳＥＮがローレベルに維持される時間と所望の発光時間との差分が縮小するように、計数器１２２の設定値を調整する。即ち、発光時間修正部１４は、光源１１の発光時間が所定時間（所望の発光時間）となるように計数器１２２の設定値をフィードバック制御する。

【0047】

なお、本実施形態では、計数器１２２の設定値をフィードバック制御することにより光源１１の発光時間を制御するものとしているが、発振器１２１の発振周波数を制御することにより光源１１の発光時間を制御するものとしてもよく、光源１１の発光時間を制御することができることを限度として、任意の回路パラメータを調整してもよい。

【0048】

第２実施形態によれば、光源１１の発光時間が所定時間となるように計数器１２２の設定値をフィードバック制御するので、第１実施形態に比較して、光源１１が発生させる光パルスの発光時間の精度を向上させることができる。
従って、電気鉄道システムにおけるトロリ線とパンタグラフのすり板との離線箇所で発生するアーク放電を検出する検出装置の動作確認や校正の精度を改善することができる。

【0049】

なお、第２実施形態では、本発明を試験装置として表現したが、本発明は試験方法として表現することもできる。この場合、本発明による試験方法は、電気鉄道システムにおけるトロリ線とパンタグラフのすり板との離線箇所で発生するアーク放電に含まれる紫外光を含む光を発する光半導体素子を所定時間に亘って発光させる発光制御段階を含み、更に、光検出部が、前記光半導体素子が発した光を検出する光検出段階と、発光時間修正部が、前記光検出部の検出結果に基づき、前記光半導体素子の発光時間を修正する発光時間段階と、を含む試験方法として表現することができる。

【0050】

以上、第１および第２実施形態の各実施形態によれば、試験装置の可搬性を改善することができると共に、アーク放電を検出する検出装置の動作試験を簡易かつ安価に行うことができる。

【0051】

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、上述の第１および第２実施形態では、発振制御部１２は発振器１２１と計数器１２２とを備えるものとしたが、所望のパルス幅を有する光パルスを得ることができることを限度として、その構成は任意である。例えば、発振器１２１と計数器１２２とに代えて、発光起動信号ＳＴに応答して所定パルス幅のワンショットパルス信号を発生させるパルス信号発生回路を用いることもできる。

【0052】

また、光源１１として紫外線発光ダイオードを用いるものとしたが、電気鉄道システムにおけるトロリ線とパンタグラフのすり板との離線箇所で発生するアーク放電を表現し得ることを限度として任意の発光素子を用いることができ、その個数および配列は任意である。

【符号の説明】

【0053】

１０，２０…試験装置、１１…光源、１２…発光制御部、１３…光検出部、１４…発光時間修正部、１２１…発振器、１２２…計数器、１２３…駆動回路、１３１…負荷抵抗、１３２…フォトトランジスタ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】