(57)【要約】【課題】被検査物の機能を損なうことなく、簡易な構成で損傷を検知できる検知システム、検知方法およびサーバ装置を提供する。【解決手段】検知システムは、ベース部材と、複数のセンサと、検知部と、を備える。複数のセンサは、複数の被検査物とベース部材とを接続する部材であって、複数の被検査物から発生する弾性波の波長より厚さが小さい１以上の接続部材を介して伝搬される弾性波を検知する。検知部は、検知された弾性波に基づいて複数の被検査物の異常を検知する。【選択図】図２
2020041814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部材と、
複数の被検査物と前記ベース部材とを接続する部材であって、複数の前記被検査物から発生する弾性波の波長より厚さが小さい複数の接続部材を介して伝搬される前記弾性波を検知する、前記ベース部材に備えられる複数のセンサと、
検知された前記弾性波に基づいて複数の前記被検査物の異常を検知する検知部と、
を備える検知システム。
【請求項２】
前記接続部材は、厚さが前記波長より小さい中実構造、または、外殻部の厚さが前記波長より小さい中空構造である、
請求項１に記載の検知システム。
【請求項３】
前記ベース部材の厚さは、前記波長よりも小さい、
請求項１に記載の検知システム。
【請求項４】
複数の前記接続部材それぞれは、複数の前記被検査物のうちいずれか１つを前記ベース部材に接続する、
請求項１に記載の検知システム。
【請求項５】
複数の前記接続部材のうち少なくとも１つは、複数の前記被検査物のうち２以上を前記ベース部材に接続する、
請求項１に記載の検知システム。
【請求項６】
複数の前記被検査物は、前記接続部材に設置される軸受である、
請求項１に記載の検知システム。
【請求項７】
前記接続部材は、配管であり、
複数の被検査物は、前記配管を他の部材と接続する部材である、
請求項１に記載の検知システム。
【請求項８】
前記検知部は、複数の前記センサに前記弾性波が到達した時刻の差に基づいて、異常が生じた前記被検査物が接続された前記接続部材と前記ベース部材との接続位置を特定する、
請求項１に記載の検知システム。
【請求項９】
複数の被検査物とベース部材とを接続する部材であって、複数の前記被検査物から発生する弾性波の波長より小さい厚さである１以上の接続部材を介して伝搬される前記弾性波を、前記ベース部材に備えられる複数のセンサにより検知するステップと、
検知された前記弾性波に基づいて複数の前記被検査物の異常を検知するステップと、
を含む検知方法。
【請求項１０】
複数の被検査物とベース部材とを接続する部材であって、複数の前記被検査物から発生する弾性波の波長より小さい厚さである１以上の接続部材を介して伝搬される前記弾性波を検知する、前記ベース部材に備えられる複数のセンサから前記弾性波の検知情報を受信する受信部と、
検知された前記弾性波に基づいて複数の前記被検査物の異常を検知する検知部と、
を備えるサーバ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、検知システム、検知方法およびサーバ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
検査の対象となる構造物（被検査物）を破壊することなく、構造物の損傷を検知する、いわゆる非破壊検査技術が知られている。近年の情報技術の発展に伴い、特に、構造物本来の機能を作動させながら損傷を検知する、いわゆるモニタリング技術の需要が高まっている。その１つとして、内部亀裂の発生、または、内部亀裂の進展に伴い発生する弾性波を、高感度センサにより検出するアコースティック・エミッション（ＡＥ：Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）方式により、構造物の損傷を検出する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４８７４４０６号公報
【特許文献２】特表２００８−５３６７５６公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術では、被検査物の機能を損なうことなく、簡易な構成で損傷を検知することができない場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の検知システムは、ベース部材と、複数のセンサと、検知部と、を備える。複数のセンサは、複数の被検査物とベース部材とを接続する部材であって、複数の被検査物から発生する弾性波の波長より厚さが小さい１以上の接続部材を介して伝搬される弾性波を検知する。検知部は、検知された弾性波に基づいて複数の被検査物の異常を検知する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本実施形態の検知システムの概略構成図。
【図２】本実施形態の検知システムの機能構成を示すブロック図。
【図３】本実施形態の位置特定方法の例を説明するための図。
【図４】本実施形態における位置特定方法の例を説明するための図。
【図５】本実施形態における位置特定方法の例を説明するための図。
【図６】本実施形態における検知処理のシーケンス図。
【図７】接続部材の断面形状の例を示す図。
【図８】本実施形態の検知システムの概略構成の他の例を示す図。
【図９−１】本実施形態の検知システムの概略構成の他の例を示す図。
【図９−２】本実施形態の検知システムの概略構成の他の例を示す図。
【図１０】エネルギー分布を示すコンター図。
【図１１】本実施形態の検知システムの概略構成の他の例を示す図。
【図１２】本実施形態の信号処理装置のハードウェア構成図。
【図１３】本実施形態のサーバ装置のハードウェア構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる検知装置の好適な実施形態を詳細に説明する。
【０００８】
アコースティック・エミッションは、材料の疲労亀裂の進展に伴い発生する弾性波である。ＡＥ方式では、この弾性波を、圧電素子を利用したＡＥセンサにより電圧信号（ＡＥ信号）として検出する。ＡＥ信号は、材料の破断が生じる前の兆候として検出されるため、ＡＥ信号の発生頻度および信号強度は材料の健全性を表す指標として有用である。そのためＡＥ方式によって構造物の劣化の予兆を検出する技術の研究が盛んに行われている。特に石油タンクの腐食診断、および、機械装置の製造工程等においては、ＡＥ方式の検出技術が幅広く使用され、またＡＥ方式の検出技術の標準化も行われている。
【０００９】
またＡＥ法で用いられる技術の１つとして、複数のセンサを用いて、それぞれのセンサに到達する弾性波の時刻差を検出することで、発生源の位置を特定する技術（位置標定技術）が知られている。
【００１０】
損傷（異常）を検知する対象となる被検査物は、通常、何らかのシステムにおける所定の機能を担う要素の一部として３次元空間上に複数存在している。また、その空間上の位置は一般的にシステムの制約を受けている。複数の被検査物のうち損傷している被検査物の位置を特定するために、複数の被検査物それぞれに直接センサを設置する構成が考えられる。しかしこのような構成では、例えば被検査物が可動部を有する場合、センサを設置することが、可動部の動作に影響を与える可能性がある。さらに、複数の被検査物それぞれに対してセンサを設置するため、構成が複雑になり、コストが増大する。
【００１１】
また、ある程度離れた箇所に複数のセンサを設置し、位置標定技術により、損傷している被検査物の位置を特定する構成が考えられる。しかし、このような構成では、被検査物からセンサまでの弾性波の伝搬経路は、システムの構造に依存し、複雑になることが一般的である。さらに、経路中に弾性波の伝搬を妨げる構造が存在する場合、発生源の位置を正しく特定することは極めて困難である。
【００１２】
本実施形態にかかる検知システムは、検知対象とする弾性波の波長よりも厚さが小さい部材（接続部材）、および、複数のセンサが備えられる部材（ベース部材）を介して、接続部材に設置される被検査物から発生する弾性波を検知する。波長より厚さが小さい接続部材を用いることにより、接続部材を伝搬する波はいわゆるガイド波となり、少ない減衰で伝搬する。従って、例えば被検査物の個数よりも少ない個数のセンサであっても、弾性波の発生源の位置（損傷した被検査物が接続された接続部材とベース部材との接続位置）を高精度に特定することができる。また、被検査物に直接センサを設置する必要がないため、被検査物の機能を損なう可能性を低減できる。すなわち、被検査物の機能を損なうことなく、簡易な構成で損傷を検知することが可能となる。
【００１３】
図１は、本実施形態の検知システムの概略構成の一例を示す図である。図１は、空間上に複数の被検査物１１ａ〜１１ｃが存在している様子を表している。この被検査物１１ａ〜１１ｃは、例えば可動部を有するような部品であり、図示しないシステムの要素の一部である。被検査物１１ａ〜１１ｃを区別する必要がない場合は単に被検査物１１という場合がある。被検査物１１の例としては、シート状の部材を搬送するローラーに付属する軸受などが挙げられる。
【００１４】
被検査物１１ａ〜１１ｃは、それぞれ接続部材１２ａ〜１２ｃによってベース部材１０に接続される。ベース部材１０は、例えば板状の部材である。ベース部材１０は、平面状、および、曲面状の部材などが利用できる。またベース部材１０は、独立した板面でなくてもよく、球体およびその他の３次元形状体における、比較的平坦な部分をベース部材１０として利用することもできる。
【００１５】
ベース部材１０の厚さは、弾性波の波長よりも小さくしてもよい。これにより、接続部材１２ａ〜１２ｃとベース部材１０の接点を波の発生源として、少ない減衰で放射状に伝搬するガイド波を励起でき、信号検出の信号雑音比（ＳＮ比）を向上させることが可能となる。
【００１６】
ベース部材１０上には、ベース部材１０上を伝搬する振動（弾性波）を検出するセンサ３ａ〜３ｄが設けられる。センサ３ａ〜３ｄは、同様の構成を備えるため、区別する必要がない場合は単にセンサ３という場合がある。センサ３の個数は４に限られず、２個、３個または５個以上であってもよい。
【００１７】
センサ３には、例えば１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの範囲に感度を有する圧電素子が用いられる。センサ３は、周波数範囲内に共振ピークを有する共振型、および、共振を抑えた広帯域型等があるが、種類はいずれでもよい。またセンサ３はプリアンプを内蔵していてもよい。またセンサ３が弾性波を検知する方法は電圧出力型、抵抗変化型および静電容量型等があるが、いずれの検知方法でもよい。
【００１８】
接続部材１２ａ〜１２ｃは、被検査物１１とベース部材１０とを接続する部材であり、例えば棒状の部材を用いることができる。接続部材１２ａ〜１２ｃは同様の構成を備えるため、区別する必要がない場合は単に接続部材１２という場合がある。
【００１９】
接続部材１２としては、対象とする弾性波の波長よりも小さい厚さ（径）を有する中実構造、または、弾性波の波長よりも小さい厚さ（板厚）の外殻部を有する中空構造の部材が利用できる。波長より小さい厚さとすることによって、接続部材１２を伝わる波は、いわゆるガイド波となり、少ない減衰で接続部材１２の長手方向に伝搬する。長手方向に伝搬したガイド波は、ベース部材１０との接触部を新たな波の発生源として、ベース部材１０を伝わる波に変換される。
【００２０】
ベース部材１０を伝わる波は、複数のセンサ３ａ〜３ｄに、距離に応じた時間差をもって到達する。時間差と、弾性波の伝搬速度の情報と、を用いることで、ベース部材１０上の発生源の位置を特定することができる。このとき特定しているのは、ベース部材１０と接続部材１２の接点位置（接触部）である。また、弾性波の発生源の多少や、波形の特徴をもとに、損傷の有無を判定することができる。
【００２１】
接続部材１２と被検査物１１とは、例えば１対１で対応付けられる。接続部材１２の接点位置を特定することで、損傷のある被検査物１１を同時に特定することができる。１つの接続部材１２に対して複数の被検査物１１を対応づけてもよい。例えば、１つの接続部材１２に対して同軸上に複数の被検査物１１を配置してもよい。その場合は、特定されたベース部材１０と接続部材１２の接点位置１か所に対して、接続部材１２上に配置された複数の被検査物１１のいずれか１つが損傷していることを検知できる。
【００２２】
図２は、本実施形態の検知システムの機能構成の例を示す図である。本実施形態の検知システムは、センサ３ａ〜３ｄ、信号処理装置１００、および、サーバ装置２００を備える。信号処理装置１００は、生成部１０１および通信制御部１０２を備える。サーバ装置２００は、通信制御部２０１、検知部２０２、出力制御部２０３、および、記憶部２２１を備える。
【００２３】
センサ３ａ〜３ｄは、被検査物から発生した弾性波を検知する。センサ３は、弾性波を検知すると、当該弾性波を電圧信号等の検知信号に変換する。センサ３は、検知信号を信号処理装置１００に入力する。
【００２４】
信号処理装置１００は、センサ３から受け付けた検知信号を増幅する機能を備えてもよい。センサ３に増幅器が内蔵されている場合は、信号処理装置１００による増幅処理は省略されてもよい。
【００２５】
生成部１０１は、センサ３から受け付けた検知信号から、サーバ装置２００の検知部２０２による損傷検知処理で用いられる情報を生成する。生成部１０１は、検知信号のデータ形式をアナログ形式からデジタル形式に変換する。生成部１０１は、デジタル形式に変換された検知信号が検知閾値以上である場合、当該検知信号が検知された時刻を示す時刻情報と、当該検知信号の特徴を示す特徴量情報とを生成する。
【００２６】
特徴量情報は、例えば検知信号の波形の振幅［ｍＶ］、検知信号の波形の持続時間［ｕｓｅｃ］、検知信号のゼロクロスカウント数［ｔｉｍｅｓ］、検知信号の波形のエネルギー［ａｒｂ．］、および、検知信号の周波数［Ｈｚ］等である。
【００２７】
通信制御部１０２は、サーバ装置２００などの外部装置との間の通信を制御する。例えば通信制御部１０２は、生成部１０１から特徴量情報と時刻情報とを受け付けると、特徴量情報と時刻情報とをサーバ装置２００に送信する。
【００２８】
サーバ装置２００の通信制御部２０１は、信号処理装置１００などの外部装置との間の通信を制御する。例えば通信制御部２０１は、信号処理装置１００から、特徴量情報と時刻情報とを受信する（受信部）。通信制御部２０１は、受信した特徴量情報と時刻情報とを例えば記憶部２２１に記憶する。
【００２９】
検知部２０２は、記憶部２２１から特徴量情報と時刻情報とを読み出し、当該特徴量情報と時刻情報を使用して、損傷した被検査物が接続された接続部材とベース部材との接続位置を検知する。検知部２０２は、例えば特徴量情報を用いて損傷箇所の損傷度合いを診断してもよい。
【００３０】
記憶部２２１は、サーバ装置２００による各処理で用いられる各種情報を記憶する。例えば記憶部２２１は、信号処理装置１００から受信した特徴量情報および時刻情報を記憶する。記憶部２２１は、フラッシュメモリ、メモリカード、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）、および、光ディスクなどの一般的に利用されているあらゆる記憶媒体により構成することができる。
【００３１】
出力制御部２０３は、サーバ装置２００による各処理による処理結果などの出力を制御する。例えば出力制御部２０３は、検知部２０２による検知結果を、図示しない表示装置などに出力（表示）する。出力制御部２０３による出力方法はこれに限られず、どのような出力方法であってもよい。例えば出力制御部２０３は、指定された出力先の装置（管理者が利用する装置など）にネットワーク（インターネットなど）を介して検知結果を送信してもよい。
【００３２】
なお図２に示す検知システムの構成は一例であり、適宜変更してもよい。例えばサーバ装置２００の機能（検知部２０２等）は、信号処理装置１００内に備えられていてもよい。
【００３３】
次に、弾性波の波長について説明する。一般に、機構部品に用いられる材料は、内部損傷の進展に伴い弾性波を発生することが知られている。被検査物において、損傷が進展することで、弾性波が発生する。
【００３４】
ここで、材料中を伝わる弾性波の伝搬速度ｖは、その材料（材質）の体積弾性率をκ（Ｐａ）、密度をρ０（ｋｇ／ｍ３）とすると、下記式（１）のように表すことができる。
【数１】
2020041814.tif 000003
【００３５】
また、３次元体の場合は、せん断弾性率をＧとすると、下記式（２）のように表される。
【数２】
2020041814.tif 000004
【００３６】
すなわち、材料中を伝わる弾性波の伝搬速度ｖは、材料固有の物性値により決定される。また、損傷に伴い発生する弾性波（ＡＥ波）は、金属材料であれば１００ｋＨｚ〜１ＭＨｚ程度、コンクリートであれば１０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚ程度の周波数成分を持つ。すなわち、対象とする部材の材料によって、概ね対象とする弾性波の波長が決定される。
【００３７】
従って、接続部材１２およびベース部材１０の厚さは、被検査物の材料によって決定される弾性波の波長に応じて決定することができる。
【００３８】
次に、センサ３の検知した弾性波を用いた位置特定方法について説明する。図３は、本実施形態の位置特定方法の例を説明するための図（１次元の場合）である。この場合、少なくとも２つのセンサ３ａ、３ｂが備えられていればよい。
【００３９】
以下、センサ３ａおよびセンサ３ｂの間で被検査物の亀裂が生じ、この亀裂による弾性波をセンサ３ａおよびセンサ３ｂが検出する場合について説明する。センサ３ａおよびセンサ３ｂとの距離をｌとする。またセンサ３ａおよびセンサ３ｂとの中間点から亀裂までの距離をΔｘとする。センサ３ｂがＴ秒後に弾性波を検出し、センサ３ａがＴ＋Δｔ秒後に弾性波を検出した場合、時間差情報Δｔは下記式（３）により表すことができる。
【数３】
2020041814.tif 000005
【００４０】
時間差情報Δｔは、例えば、各センサ３からの検知信号に対応する特徴量情報および時刻情報から算出できる。例えば、類似する特徴量情報に対応する時刻情報の差分により、時間差情報Δｔを算出することができる。従って、センサ３ａとセンサ３ｂとの距離ｌ、および、弾性波の伝搬速度ｖが既知であれば、算出された時間差情報Δｔと式（３）から、センサ３ａおよびセンサ３ｂとの中間点から亀裂までの距離Δｘを算出することができる。すなわち検知部２０２は、時間差情報Δｔから亀裂（弾性波の発生源）の位置情報を特定することができる
【００４１】
次に２次元の場合について簡単に説明する。図４および図５は、本実施形態における位置特定方法の例を説明するための図（２次元の場合）である。図４は、被検査物に亀裂が生じ、この亀裂による弾性波が伝搬速度ｖ［ｍ／ｓ］でセンサ３ａ〜３ｄのそれぞれに到達する場合の例を示す。このときセンサ３ａ〜３ｄのそれぞれに弾性波が到達する時刻は、センサ３ａ〜３ｄのそれぞれで異なる。弾性波の受信時刻の時間差がわかると、図５に示されるように、センサ３ａ〜３ｄのそれぞれを中心とした円周ＡＲＣ＿ａ（半径Ｔａ）、円周ＡＲＣ＿ｂ（半径Ｔｂ）、円周ＡＲＣ＿ｃ（半径Ｔｃ）、および、円周ＡＲＣ＿ｄ（半径Ｔｄ）上に弾性波の発生源があると推定できる。すなわち検知部２０２は、円周ＡＲＣ＿ａ〜ＡＲＣ＿ｄの交点を、弾性波の発生源の位置情報として特定することができる。
【００４２】
一般に、次元数＋１個のセンサ３を用いることにより、弾性波の発生源の位置を特定することができる。従って３次元の場合、少なくとも４個のセンサ３を用いることにより、弾性波の発生源の位置を特定することができる。またセンサ３の数が多い程、位置情報の特定精度を向上させることができる。
【００４３】
次に、本実施形態にかかる検知システムによる損傷検知処理について説明する。図６は、本実施形態における検知処理の一例を示すシーケンス図である。
【００４４】
センサ３は、弾性波を検知すると、ＡＥ信号を信号処理装置１００に送信する（ステップＳ１０１）。信号処理装置１００（生成部１０１）は、ＡＥ信号から特徴量情報および時刻情報を生成する（ステップＳ１０２）。信号処理装置１００（通信制御部１０２）は、生成された特徴量情報および時刻情報を、サーバ装置２００に送信する（ステップＳ１０３）。サーバ装置２００（検知部２０２）は、送信された特徴量情報および時刻情報を用いて、異常（損傷）が発生した被検査物に対応する接続部材１２とベース部材１０との接触部の位置を検知する（ステップＳ１０４）。その後、出力制御部２０３が、検知結果を表示装置などに出力してもよい。
【００４５】
次に、接続部材１２の形状について説明する。図７は、接続部材１２の断面形状の例を示す図である。断面７０１〜７０５は、接続部材１２が中実構造の場合の断面の例を示す。断面７０１〜７０５は、それぞれ接続部材１２の断面形状が、円、正三角形、正四角形、正五角形、および、正六角形である例を示す。例えば円の直径、三角形の高さ、および、多角形の対角線の長さのうち最大値を厚さとし、この厚さが弾性波の波長よりも小さくなるような接続部材１２を用いることができる。
【００４６】
断面７１１〜７１５は、接続部材１２が中空構造の場合の断面の例を示す。断面７１１〜７１５は、それぞれ接続部材１２の中空部および中空部を囲む外殻部の断面形状が、円、正三角形、正四角形、正五角形、および、正六角形である例を示す。外殻部の厚さが弾性波の波長よりも小さくなるような接続部材１２を用いることができる。
【００４７】
断面７２１、７２２は、鉄道のレールに用いられる部材などを接続部材１２とする場合の断面の例を示す。
【００４８】
接続部材１２の形状は図７に示す例に限られず、弾性波の波長より厚さが小さくなるような部材であれば、どのような形状であってもよい。例えば、楕円、および、図７以外の三角形、四角形、五角形、六角形を含む多角形の断面形状となる接続部材１２を用いてもよい。また、接続部材１２は、少なくとも一部が曲がった形状であってもよいし、棒状でない部材であってもよい。
【００４９】
次に、図１以外の適用例について説明する。図８、図９−１、図９−２および図１１は、本実施形態の検知システムの概略構成の他の例を示す図である。
【００５０】
図８は、ベルト状のシート５３を搬送するローラーの軸受５１ａ〜５１ｃを被検査物とした例を示す。図８は、例えば空間上に複数の被検査物である軸受５１ａ〜５１ｃが存在する様子を表している。軸受５１ａ〜５１ｃは、図示しないベルト搬送システムの要素の一部である。軸受５１ａ〜５１ｃのそれぞれと、ベース部材５０とは、接続部材５２ａ〜５２ｃによって接続される。接続部材５２ａ〜５２ｃは、例えばφ２０ｍｍの中実構造の丸棒である。
【００５１】
軸受５１ａ〜５１ｃを区別する必要がない場合は、単に軸受５１という場合がある。接続部材５２ａ〜５２ｃを区別する必要がない場合は、単に接続部材５２という場合がある。図１と同様に、１つの接続部材５２に対して同軸上に複数の軸受５１が配置されていてもよい。
【００５２】
接続部材５２とベース部材５０とは、例えばネジ締結により接続される。接続方法はネジ締結に限られず、溶接または接着であってもよい。また接続部材５２とベース部材５０との間には、弾性波の伝搬を促すためのカップリング部材が存在していてもよい。
【００５３】
軸受５１の損傷より弾性波が発生すると、接続部材５２を介して弾性波が伝搬する。接続部材５２として、対象とする弾性波の波長よりも小さい径を有する中実構造の部材を用いることによって、接続部材５２を伝わる波はいわゆるガイド波となり、少ない減衰で接続部材５２の長手方向に伝搬する。長手方向に伝搬したガイド波はベース部材５０との接触部を新たな波の発生源として、ベース部材５０を伝わる波に変換される。
【００５４】
図８のように構成することで、被検査物である軸受５１が本来有するベルト搬送の機能に影響を与えることなく、軸受５１を含むベルト搬送システムを稼働させながら、損傷した軸受５１を検知することが可能となる。
【００５５】
図９−１および図９−２は、軸受を被検査物とする他の例を示す。図９−１は、検知システムを側面から観察した図を示す。図９−２は、検知システムを上面から観察した図を示す。図９−１および図９−２の例では、４つの軸受５１ａ〜５１ｄが被検査物である。以下では、軸受５１ｄが損傷していると仮定する。
【００５６】
接続部材５２ａ〜５２ｄは、それぞれ軸受５１ａ〜５１ｄが取り付けられた、例えばΦ２０ｍｍの中実構造の丸棒であり、ベース部材５０に対してネジ締結されている。
【００５７】
センサ３ａ〜３ｄは、ベース部材５０の四隅に配置されている。
【００５８】
軸受５１ａ〜５１ｄが回転すると、損傷した軸受５１ｄから弾性波が発生する。弾性波は、接続部材５２ｄを介してベース部材５０へ伝搬し、各センサ３ａ〜３ｄへ到達する。例えば検知部２０２は、各センサ３ａ〜３ｄに弾性波が到達する時刻の差から、ベース部材５０上の発生源の位置を算出することができる。
【００５９】
また検知部２０２は、センサ３ａ〜３ｄで検出した信号のエネルギーを元に、ベース部材５０上のエネルギー分布を求めることができる。図１０は、エネルギー分布を示すコンター図の例である。図１０では、右下の白を多く含む領域が、他の領域よりエネルギーが大きいことが示されている。このように、ベース部材５０上のエネルギーが大きい位置と、損傷した被検査物の位置はよく一致している。これは、損傷した被検査物が検出できていることを示している。
【００６０】
図１１は、配管を接続する部材である配管ジョイント６１ａ〜６１ｃを被検査物とした例を示す。図１１は、空間上に複数の被検査物である配管ジョイント６１ａ〜６１ｃが存在している様子を表している。配管ジョイント６１ａ〜６１ｃは、図示しない配管システムの要素の一部である。配管ジョイント６１ａ〜６１ｃそれぞれと、ベース部材６０とは、接続部材６２ａ〜６２ｃによって接続される。接続部材６２ａ〜６２ｃは、例えばφ２０ｍｍの中空の配管である。
【００６１】
配管ジョイント６１ａ〜６１ｃを区別する必要がない場合は、単に。配管ジョイント６１という場合がある。接続部材６２ａ〜６２ｃを区別する必要がない場合は、単に接続部材６２という場合がある。図１と同様に、１つの接続部材６２に対して複数の配管ジョイント６１が配置されていてもよい。
【００６２】
接続部材６２とベース部材６０とは、例えばフランジを介したネジ締結により接続される。接続方法はネジ締結に限られず、溶接または接着であってもよい。また接続部材６２とベース部材６０との間には、弾性波の伝搬を促すためのカップリング部材が存在していてもよい。
【００６３】
配管ジョイント６１の損傷より弾性波が発生すると、接続部材６２を介して弾性波が伝搬する。接続部材６２として、対象とする弾性波の波長よりも小さい厚さを有する中空構造の部材を用いることによって、接続部材６２を伝わる波はいわゆるガイド波となり、少ない減衰で接続部材６２の長手方向に伝搬する。長手方向に伝搬したガイド波はベース部材６０との接触部を新たな波の発生源として、ベース部材６０を伝わる波に変換される。
【００６４】
図１１のように構成することで、被検査物である配管ジョイント６１が本来有する機能に影響を与えることなく、配管ジョイント６１を含む配管システムを稼働させながら、損傷した配管ジョイント６１を検知することが可能となる。配管ジョイント６１を被検査物として説明したが、配管である接続部材６２自体を被検査物としてもよい。
【００６５】
以上説明したとおり、本実施形態によれば、被検査物の機能を損なうことなく、簡易な構成で損傷を検知することが可能となる。
【００６６】
次に、本実施形態の各装置（信号処理装置１００、サーバ装置２００）のハードウェア構成の例について説明する。
【００６７】
図１２は、本実施形態の信号処理装置１００のハードウェア構成の例を示す図である。本実施形態の信号処理装置１００は、制御装置５０１、主記憶装置５０２、補助記憶装置５０３および通信Ｉ／Ｆ（インタフェース）５０４を備える。制御装置５０１、主記憶装置５０２、補助記憶装置５０３および通信Ｉ／Ｆ５０４は、バス５０５を介して接続されている。
【００６８】
制御装置５０１は、補助記憶装置５０３から主記憶装置５０２に読み出されたプログラムを実行する、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）などの装置である。主記憶装置５０２は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＡＭ等のメモリである。補助記憶装置５０３は、メモリカード等である。
【００６９】
通信Ｉ／Ｆ５０４は、サーバ装置２００等と通信するためのインタフェースである。
【００７０】
本実施形態の信号処理装置１００で実行されるプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、メモリカード、ＣＤ−ＲおよびＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記録されてコンピュータ・プログラム・プロダクトとして提供される。
【００７１】
また本実施形態の信号処理装置１００で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また本実施形態の信号処理装置１００で実行されるプログラムをダウンロードさせずにインターネット等のネットワーク経由で提供するように構成してもよい。
【００７２】
また本実施形態の信号処理装置１００のプログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
【００７３】
本実施形態の信号処理装置１００で実行されるプログラムは、上述した図２の信号処理装置１００の機能ブロックのうち、プログラムによっても実現可能な機能ブロックを含むモジュール構成となっている。当該各機能ブロックは、実際のハードウェアとしては、制御装置５０１が記憶媒体からプログラムを読み出して実行することにより、上記各機能ブロックが主記憶装置５０２上にロードされる。すなわち上記各機能ブロックは主記憶装置５０２上に生成される。
【００７４】
なお上述した各機能ブロックの一部または全部をソフトウェアにより実現せずに、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）等のハードウェアにより実現してもよい。
【００７５】
また複数のプロセッサを用いて各機能を実現する場合、各プロセッサは、各機能のうち１つを実現してもよいし、各機能のうち２以上を実現してもよい。
【００７６】
図１３は、本実施形態のサーバ装置２００のハードウェア構成の例を示す図である。本実施形態のサーバ装置２００は、制御装置６０１、主記憶装置６０２、補助記憶装置６０３、表示装置６０４、入力装置６０５および通信Ｉ／Ｆ６０６を備える。制御装置６０１、主記憶装置６０２、補助記憶装置６０３、表示装置６０４、入力装置６０５および通信Ｉ／Ｆ６０６は、バス６０７を介して接続されている。
【００７７】
制御装置６０１は、補助記憶装置６０３から主記憶装置６０２に読み出されたプログラムを実行する、ＣＰＵなどの装置である。主記憶装置５０２は、ＲＯＭおよびＲＡＭ等のメモリである。補助記憶装置６０３は、ＨＤＤおよびメモリカード等である。図２の記憶部２２１は、例えば主記憶装置６０２および補助記憶装置６０３に対応する。
【００７８】
表示装置６０４は、サーバ装置２００の状態等を表示する。表示装置６０４は、例えば液晶ディスプレイ等である。入力装置６０５は、サーバ装置２００を操作するためのインタフェースである。入力装置６０５は、例えばキーボードやマウス等である。サーバ装置２００がスマートフォンおよびタブレット型端末等のスマートデバイスの場合、表示装置６０４および入力装置６０５は、例えばタッチパネルである。通信Ｉ／Ｆ６０６は、信号処理装置１００等と通信するためのインタフェースである。
【００７９】
本実施形態のサーバ装置２００で実行されるプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、メモリカード、ＣＤ−ＲおよびＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記録されてコンピュータ・プログラム・プロダクトとして提供される。
【００８０】
また本実施形態のサーバ装置２００で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また本実施形態のサーバ装置２００で実行されるプログラムをダウンロードさせずにインターネット等のネットワーク経由で提供するように構成してもよい。
【００８１】
また本実施形態のサーバ装置２００のプログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
【００８２】
本実施形態のサーバ装置２００で実行されるプログラムは、上述した図２のサーバ装置２００の機能ブロックのうち、プログラムによっても実現可能な機能ブロックを含むモジュール構成となっている。当該各機能ブロックは、実際のハードウェアとしては、制御装置６０１が記憶媒体からプログラムを読み出して実行することにより、上記各機能ブロックが主記憶装置６０２上にロードされる。すなわち上記各機能ブロックは主記憶装置６０２上に生成される。
【００８３】
なお上述した図２の各機能ブロックの一部または全部をソフトウェアにより実現せずに、ＩＣ等のハードウェアにより実現してもよい。
【００８４】
また複数のプロセッサを用いて各機能を実現する場合、各プロセッサは、各機能のうち１つを実現してもよいし、各機能のうち２以上を実現してもよい。
【００８５】
また本実施形態のサーバ装置２００の動作形態は任意でよい。本実施形態のサーバ装置２００を、例えばネットワーク上のクラウドシステムとして動作させてもよい。
【００８６】
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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。
【符号の説明】
【００８７】
３ａ〜３ｄ  センサ
１０、５０、６０  ベース部材
１１ａ〜１１ｃ  被検査物
１２ａ〜１２ｃ、５２ａ〜５２ｄ、６２ａ〜６２ｃ  接続部材
５１ａ〜５１ｄ  軸受
６１ａ〜６１ｃ  配管ジョイント
１００  信号処理装置
１０１  生成部
１０２  通信制御部
２００  サーバ装置
２０１  通信制御部
２０２  検知部
２０３  出力制御部
２２１  記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９−１】
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【図９−２】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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