(57)【要約】      （修正有）【課題】増圧装置の異常を正しく検出することができる、増圧装置の異常検出装置、異常検出方法、および異常検出プログラムを提供する。【解決手段】異常検出装置１０は、上流から供給された流体を増圧して下流に供給する増圧装置の下流における圧力および流量の少なくとも一方を取得する取得部３１と、取得部が取得した、圧力の大きさの指標値、圧力の変動の指標値、流量の大きさの指標値、および、流量の変動の指標値から選択される二つの指標値の関係に基づいて、増圧装置の異常を検出する異常検出部３２と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流から供給された流体を増圧して下流に供給する増圧装置の前記下流における圧力および流量の少なくとも一方を取得する取得部と、
前記取得部が取得した、前記圧力の大きさの指標値、前記圧力の変動の指標値、前記流量の大きさの指標値、および、前記流量の変動の指標値から選択される二つの指標値の関係に基づいて、前記増圧装置の異常を検出する異常検出部と、を備えている、異常検出装置。
【請求項２】
前記異常検出部は、前記圧力の大きさの指標値と前記圧力の変動の指標値との関係、または、前記流量の大きさの指標値と前記流量の変動の指標値との関係に基づいて、前記増圧装置の異常を検出する、請求項１に記載の異常検出装置。
【請求項３】
前記圧力の変動の指標値は、所定時間における、前記圧力の変動の周波数、前記圧力の変動の振幅、前記圧力の分散、または、前記圧力の標準偏差である、請求項１または２に記載の異常検出装置。
【請求項４】
前記流量の変動の指標値は、所定時間における、前記流量の変動の周波数、前記流量の変動の振幅、前記流量の分散、または、前記流量の標準偏差である、請求項１〜３の何れか一項に記載の異常検出装置。
【請求項５】
前記圧力の大きさの指標値は、所定時間における、前記圧力の平均値、前記圧力の中央値、前記圧力の最小値、または、前記圧力の最大値である、請求項１〜４の何れか一項に記載の異常検出装置。
【請求項６】
前記流量の大きさの指標値は、所定時間における、前記流量の平均値、前記流量の中央値、前記流量の最小値、または、前記流量の最大値である、請求項１〜５の何れか一項に記載の異常検出装置。
【請求項７】
上流から供給された流体を増圧して下流に供給する増圧装置の前記下流における圧力および流量の少なくとも一方を取得する取得工程と、
前記取得工程によって取得した、前記圧力の大きさの指標値、前記圧力の変動の指標値、前記流量の大きさの指標値、および、前記流量の変動の指標値から選択される二つの指標値の関係に基づいて、前記増圧装置の異常を検出する異常検出工程と、を包含する、異常検出方法。
【請求項８】
請求項１に記載の異常検出装置としてコンピュータを機能させるための異常検出プログラムであって、
前記取得部および前記異常検出部としてコンピュータを機能させるための異常検出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異常検出装置、異常検出方法、および異常検出プログラムに関し、より詳細には、上流から供給された流体を増圧して下流に供給する増圧装置の異常を検出する異常検出装置、異常検出方法、および異常検出プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
上流から供給された流体を増圧して下流に供給する増圧装置は、エアライン上の高圧機器の上流に導入するだけで、エアラインの他の部分は低圧に保ったまま高圧機器を使用することができるため、製造ライン等において多用されている。
【０００３】
図１２は、これを概念的に示した図である。図１２の例では、コンプレッサ１０１から０．３ＭＰａの圧力で気体が送り出されているエアライン１０２において、そこから分岐したエアラインの一つに０．３ＭＰａよりも高圧が必要（図１２の例では０．６ＭＰａが必要）な機器１０３が設置されている。この場合、その機器１０３の上流に図１２に示すように増圧装置１００を設置する。これにより、増圧装置１００の上流から供給された０．３ＭＰａの気体を０．６ＭＰａに増圧して機器１０３に供給することができる。
【０００４】
図１３は、この増圧装置１００の断面概略図である。増圧装置１００は、パッキン１１０を有する増圧弁１１１を備えており、増圧装置１００の上流から供給された気体を、増圧弁１１１によって加圧（増圧）することができる。
【０００５】
特許文献１には、摺動ピストンを駆動させることにより空気を加圧する増圧弁等から構成される圧力調整装置が開示されている。
【０００６】
ところで、摺動ピストンは、摺動に伴ってパッキンが摩耗する。摩耗が進行すると、エアのリークが発生し、出力圧力値が低下する。出力圧力値の低下は、エア使用機器の動作不良を引き起こし、増圧装置の下流に設置された装置の動作停止などを引き起こす。下流に設置された装置がシリンダであればその速度低下を招き、当該装置がエアチャックであればその把持不良を招く。
【０００７】
そこで、特許文献１には、そのような出力圧力値の低下（以下、これを異常と表現する）を検出する機構が開示されている。具体的には、圧力調整装置の２次圧を検出する圧力センサが開示されている。
【０００８】
また、特許文献２にも、圧力調整装置が正常に動作しているかを判定する技術が開示されている。具体的には、タイヤの空気圧を調整するための圧力調整装置が正常に動作しているかを、タイヤの空気圧と、予め定めた異常判定圧力値とを比較することによって判定している。
【０００９】
図１４は、これら従前の異常判定機構を概略的に示したものである。要するに従前の判定機構は、増圧後の圧力値が、予め定めた閾値以上であれば正常と判断する一方で、閾値未満ならば異常であると判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１８−１７８２９８号公報（２０１８年１１月１５日公開）
【特許文献２】特開２００６−２０９６７５号公報（２００６年８月１０日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述した従前の異常判定機構では、増圧装置の異常を適切に検出できない場合がある。具体的には、正常であるものを異常であると誤検出してしまう場合がある。これについて、図１５に基づいて説明する。
【００１２】
図１５は、横軸に時間、縦軸に増圧装置の下流の圧力（増圧後の圧力値）をとって、圧力の時系列変動をみたグラフである。この時系列変動では、時間軸に沿って、増圧装置の下流に設けた機器がエアを使用している期間と使用を停止している期間とを設けている。図１５によれば、増圧装置の下流に設置された機器による増圧エアの使用が開始されると（グラフ横軸のエア使用の期間）、増圧後のエアの圧力値が下がる。これが、場合によっては、図１５のグラフ内の矢印Ｍで示す箇所のように判定閾値よりも下がってしまう。これは、図１５に示すエア漏れと同じ状態である。要するに、増圧後のエア使用量が変動する場合、単純に増圧後の圧力値のみを判定材料とした従前の判定機構に従うと、これを増圧異常であると誤って判定してしまう。
【００１３】
本発明の一態様は、増圧装置の異常を正しく検出することができる、増圧装置の異常検出装置、異常検出方法、および異常検出プログラム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】
【００１４】
前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る異常検出装置は、上流から供給された流体を増圧して下流に供給する増圧装置の前記下流における圧力および流量の少なくとも一方を取得する取得部と、前記取得部が取得した、前記圧力の大きさの指標値、前記圧力の変動の指標値、前記流量の大きさの指標値、および、前記流量の変動の指標値から選択される二つの指標値の関係に基づいて、前記増圧装置の異常を検出する異常検出部と、を備えている。
【００１５】
前記の構成によれば、増圧装置の下流において流体（エア）が使用されているか否かに関わらず、増圧装置の異常を正しく検出することができる。
【００１６】
従前の場合、増圧装置の下流における圧力を測定し、その測定値を閾値と比較することによって異常であるか否かを判定している。しかしながら、下流における圧力は下流に設置された流体使用機器の使用状況に応じて変動するため、従前の機構では、流体使用機器の使用状況が検出（判定）に影響を与えてしまう。これに対し、本発明の一形態によれば、上述のように二つの指標値の関係に基づいて異常を検出する。後述するように、二つの指標値の関係によれば、増圧装置の下流において流体（エア）が使用されている場合であっても、増圧装置が正常である場合と異常である場合とを明確に区別することができる。これにより、下流に設置された流体使用機器の使用状況による影響を低減して増圧装置の異常を正しく検出することができる。
【００１７】
また、前記の構成によれば、下流に設置された流体使用機器の使用状況による影響を低減して正しく異常を検出することができるため、工場などで使用される空気圧システムの一部停止や、不良品が製造されてしまうことなく、エアラインに組み込まれた増圧装置の異常を精度よく検出することができる。
【００１８】
また、本発明の一態様に係る異常検出装置は、前記の構成において、前記異常検出部が、前記圧力の大きさの指標値と前記圧力の変動の指標値との関係、または、前記流量の大きさの指標値と前記流量の変動の指標値との関係に基づいて、前記増圧装置の異常を検出する。
【００１９】
前記の構成によれば、増圧装置の下流に圧力センサまたは流量センサを設けるという簡易な構成によって、増圧装置の異常を精度よく検出することができる。
【００２０】
また、本発明の一態様に係る異常検出装置は、前記の構成において、前記圧力の変動の指標値が、所定時間における、前記圧力の変動の周波数、前記圧力の変動の振幅、前記圧力の分散、または、前記圧力の標準偏差である。
【００２１】
また、本発明の一態様に係る異常検出装置は、前記の構成において、前記流量の変動の指標値が、所定時間における、前記流量の変動の周波数、前記流量の変動の振幅、前記流量の分散、または、前記流量の標準偏差である。
【００２２】
また、本発明の一態様に係る異常検出装置は、前記の構成において、前記圧力の大きさの指標値が、所定時間における、前記圧力の平均値、前記圧力の中央値、前記圧力の最小値、または、前記圧力の最大値である。
【００２３】
また、本発明の一態様に係る異常検出装置は、前記の構成において、前記流量の大きさの指標値が、所定時間における、前記流量の平均値、前記流量の中央値、前記流量の最小値、または、前記流量の最大値である。
【００２４】
また、前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る異常検出方法は、上流から供給された流体を増圧して下流に供給する増圧装置の前記下流における圧力および流量の少なくとも一方を取得する取得工程と、前記取得工程によって取得した、前記圧力の大きさの指標値、前記圧力の変動の指標値、前記流量の大きさの指標値、および、前記流量の変動の指標値から選択される二つの指標値の関係に基づいて、前記増圧装置の異常を検出する異常検出工程と、を包含する。
【００２５】
前記の構成によれば、増圧装置の下流において流体（エア）が使用されているか否かに関わらず、またその使用量に関わらず、増圧装置の異常を正しく検出することができる。
【００２６】
従前の場合、増圧装置の下流における圧力を測定し、その測定値を閾値と比較することによって異常であるか否かを判定している。しかしながら、下流における圧力は下流に設置された流体使用機器の使用状況に応じて変動するため、従前の機構では、流体使用機器の使用状況が検出（判定）に影響を与えてしまう。これに対し、本発明の一形態によれば、上述のように二つの指標値の関係に基づいて異常を検出する。これにより、下流に設置された流体使用機器の使用状況による影響を低減して増圧装置の異常を正しく検出することができる。
【００２７】
また、前記の構成によれば、下流に設置された流体使用機器の使用状況による影響を低減して増圧装置の異常を正しく検出することができるため、工場などで使用される空気圧システムの一部停止や、不良品が製造されてしまうことなく、エアラインに組み込まれた増圧装置の異常を精度よく検出することができる。
【００２８】
また、前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る異常検出プログラムは、前記異常検出装置としてコンピュータを機能させるための異常検出プログラムであって、前記取得部および前記異常検出部としてコンピュータを機能させるための異常検出プログラムである。
【００２９】
これにより、先述の異常検出装置によって得られる効果を享受することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の一態様によれば、増圧装置の異常を正しく検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る異常検出装置の一実施形態を具備する異常検出システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す異常検出システムによっておこなわれる異常検出の過程の一部を説明する図である。
【図３】図１に示す異常検出システムによっておこなわれる異常検出を説明する図である。
【図４】本発明に係る異常検出装置の他の実施形態を具備する異常検出システムの構成を示すブロック図である。
【図５】図４に示す異常検出システムによっておこなわれる異常検出の過程の一部を説明する図である。
【図６】図４に示す異常検出システムによっておこなわれる異常検出を説明する図である。
【図７】本発明に係る異常検出装置の他の実施形態を具備する異常検出システムの構成を示すブロック図である。
【図８】図７に示す異常検出システムによっておこなわれる異常検出を説明する図である。
【図９】図７に示す異常検出システムによっておこなわれる異常検出を説明する図である。
【図１０】図７に示す異常検出システムによっておこなわれる異常検出を説明する図である。
【図１１】図７に示す異常検出システムによっておこなわれる異常検出を説明する図である。
【図１２】参考例を説明する図である。
【図１３】参考例を説明する図である。
【図１４】参考例を説明する図である。
【図１５】参考例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を、図面に基づいて説明する。
【００３３】
〔実施形態１〕
§１  適用例
以下、本発明の一実施形態について、図１から図３を用いて説明する。
【００３４】
図１は、本発明の一実施形態である異常検出システム１０の構成を示すブロック図である。
【００３５】
本実施形態１における異常検出システム１０は、上流から供給された気体の圧力を増大させて下流に供給する増圧装置について、正常に増圧されていない状況を検出して、異常として検出するシステムである。
【００３６】
ここで、本明細書において「異常」とは、増圧装置によって、増圧装置に供給された気体の圧力を所定値まで増大させることができない状態のことをさす。要するに、増圧装置の異常である。異常は、気体の漏れ、いわゆるエアリークによるものであり、その原因は、増圧装置に具備されている増圧弁の不良、主には増圧弁に設けられた摺動ピストンのパッキンの劣化（特に摩耗）が挙げられる。本発明者らは、従前の異常検出機構では、先述したように、正常であるにも関わらず異常であると誤って検出する課題があることに着目し、鋭意検討の結果、本発明の一形態を見出すに至った。以下に、その一態様を説明する。
【００３７】
本実施形態１における異常検出システム１０では、上流から供給された流体を増圧して下流に供給する増圧器１（増圧装置）の前記下流における圧力を取得するデータ取得部３１（取得部）と、データ取得部３１によって取得された、前記圧力の大きさの指標値と、前記圧力の変動の指標値との関係に基づいて、増圧器１の異常を検出する異常検出部３２と、を備えた制御装置３（異常検出装置）を具備している。これにより、増圧器１の下流に配設されているエア使用機器においてエアを使用しているか否かに関わらず、またその使用量に関わらず、増圧器１の異常を検出することができる。
【００３８】
§２  構成例
（１）異常検出システムの構成
図１に示すように、本実施形態１における異常検出システム１０は、増圧器１（増圧装置）と、圧力センサ２と、制御装置３（異常検出装置）と、モニタ４と、下流構成５とを具備する。
【００３９】
なお、本実施形態１において、増圧器１を境にして、増圧器１に対して気体を供給する側のことを増圧器１の上流側（単に上流と記載する場合がある）と称する一方、増圧器１から気体を供給する側のことを増圧器１の下流側（単に下流と記載する場合がある）と称する。
【００４０】
増圧器１は、上流から供給された気体（流体）の圧力を増大させて下流に供給することができる従来周知の増圧器の構成を採用することができる。一般的には、増圧器１の上流には、最も上流に配設されたコンプレッサに接続された分岐管が接続されており、増圧器１の下流には、増圧器１によって増圧された気体（以下、エアを称する場合がある）を使用する機器が配管を介して接続されている。
【００４１】
本実施形態１においては、増圧器１の下流に接続されている機器として、下流構成５を備える。
【００４２】
下流構成５は、増圧器１側から、エアタンク５１と、レギュレータ５２と、電磁弁５３と、エア使用機器５４とを有する。エア使用機器５４が、増圧したエアを使用する機器であり、例えば、シリンダあるいはエアチャックといったものである。なお、エアタンク５１、レギュレータ５２、および電磁弁５３は、従来周知の構成を採用することができる。なお、下流構成５は、これらの構成に限定されるものではなく、少なくともエア使用機器５４を備えていればよい。
【００４３】
本実施形態１では、増圧器１が適切に動作していることをモニタリングするべく、増圧器１の下流側に圧力センサ２と制御装置３を備えている。
【００４４】
圧力センサ２は、増圧器１から供給された増圧された気体の圧力を測定する。圧力センサ２は、増圧器１から気体が供給されている間、圧力値を常時、測定する。圧力センサ２としては、周知の圧力センサを採用することができる。測定された圧力値（測定値）は、圧力センサ２に接続された制御装置３に出力される。
【００４５】
制御装置３は、例えば、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラー）によって実現することができ、データ取得部３１（取得部）と、異常検出部３２と、制御部３３とを有する。
【００４６】
データ取得部３１は、圧力センサ２が出力した圧力値を取得する。
【００４７】
異常検出部３２は、データ取得部３１において取得された圧力値に基づいて、増圧器１の異常を検出する。検出の具体的な機構については後述する。
【００４８】
また異常検出部３２は、検出結果を示す信号を出力する。出力された信号は、制御部３３と、モニタ４とに入力される。
【００４９】
制御部３３は、異常検出部３２の出力信号に基づいて、下流構成５の電磁弁５３を制御してもよい。具体的には、例えば、異常が検出された場合には、電磁弁５３を開にする、あるいは閉にするという制御をおこなうことができる。なお、通常通りの制御を続けてもよい。
【００５０】
モニタ４は、異常検出部３２の出力信号に基づいて、増圧器１に異常が検出されたか否かを表示させる。モニタ４に表示された結果は、ユーザが確認することができる。表示方法は、従来周知の方法を採用することができる。
【００５１】
（２）異常検出方法
以下に、上述の構成を具備した異常検出システム１０によっておこなわれる異常検出方法を説明する。なお、増圧器１、圧力センサ２、モニタ４および下流構成５についての具体的な動作は、従来周知であるため説明を省略する。以下では、制御装置３の動作にフォーカスして説明する。
【００５２】
制御装置３では、異常検出部３２が、データ取得部３１により取得された圧力値に基づいて（取得工程）、圧力の大きさの指標値と、圧力の変動の指標値との関係を求める。なお、ここでいう圧力とは、増圧器１から供給される気体の圧力、つまり増圧器１の下流の圧力のことである。以下では、単に圧力と称する。
【００５３】
圧力の大きさの指標値の具体例として、本実施形態１では、所定時間における圧力の平均値を挙げて説明する。また、圧力の変動の指標値との具体例として、本実施形態１では、所定時間における圧力の標準偏差を挙げて説明する。
【００５４】
ここで、圧力センサ２から出力される圧力値の時系列変動とその分布を図２に示す。
【００５５】
図２中の（ａ−１）および（ａ−２）に示すグラフは、異常がない（つまり正常である）場合のデータであり、（ｂ−１）および（ｂ−２）に示すグラフは、異常がある場合のデータである。図２中の（ａ−１）および（ｂ−１）がそれぞれ時系列変動を示し、（ａ−２）および（ｂ−２）がそれぞれ分布を示す。なお、図２に示す時系列変動も分布も、増圧器１の増圧動作開始から所定時間経過後であって、且つ増圧動作が安定するまでの期間のものである。なお、これらのデータは何れも、下流において気体の使用が無い場合のものである。なお、増圧動作が安定するとは、増圧比が最大増圧比に達した状態を意味する。
【００５６】
横軸に時間（ミリ秒）、縦軸に圧力（ｋＰａ）をとった図２中の（ａ−１）と（ｂ−１）のグラフで圧力の時系列変動を比較すると、圧力の平均値に差があることがわかる。
【００５７】
また、横軸に圧力（ｋＰａ）、縦軸にヒストグラム（２秒間）をとった図２中の（ａ−２）と（ｂ−２）のグラフで圧力の分布（標準偏差）を比較すると、異常がない場合に比べて異常がある場合には分布の幅が広くなっている、すなわち異常がある場合のほうが分散していることがわかる。
【００５８】
異常検出部３２は、これらのデータを用いて、圧力の平均値と、圧力の標準偏差との関係を求める。その結果を、図３に示す。
【００５９】
図３には、横軸に圧力の平均値（ｋＰａ）、縦軸に圧力の標準偏差をとって、異常がない場合と、異常がある場合とのデータをプロットしている（異常がない場合を黒丸印、異常がある場合をバツ印でプロット）。
【００６０】
図３から、判定区間において、圧力の平均値と圧力の標準偏差との関係性に、正常である場合と異常である場合とで違いが表れていることがわかる。図３では、一例として増圧器１の上流の圧力が４５０ｋＰａである条件で増圧器１の動作を開始した時点（この時点では増圧自体は開始されていない）からデータ取りしているため、圧力（平均値）が低い区間では異常の有無による差はない。そのため、この区間は判定区間から外し、増圧動作開始から所定時間経過後であって、且つ増圧動作が安定するまでの間である図３に示す判定区間において判定をおこなう。この判定区間内では、異常の有無によって差が明らかに表れるため、判定が可能である。
【００６１】
ここで、図３の黒丸印に示した正常である場合のデータでは、圧力平均値が高くなるにつれて、圧力標準偏差が小さくなっていることがわかる。これは、増圧器１が正常に動作していることにより所定の高圧値まで増圧されていることを示している。一方で、バツ印に示した異常である場合のデータでは、増圧器１にエアリークが生じて正常に動作しておらず、増圧後の圧力にばらつきが生じるために、圧力標準偏差が大きくなっている。
【００６２】
図３中において、正常である場合のデータおよびその周囲を囲むエリアを特定している。この範囲は閾値を示し、この範囲内にデータがあれば、正常と判定することができる。要するに図３中の正常データは一例であり、ベストモードのデータということができる。よって、この正常データを中心として多少の誤差は許容できる。その許容範囲が、閾値である。閾値の範囲は、適宜設定することができる。
【００６３】
異常検出部３２は、データ取得部３１によって常時取得される圧力値に基づいて、所定時間における圧力の平均値と、圧力の標準偏差との関係性を求め、そのデータが、上述の閾値の範囲に含まれるか否かを判定する。閾値の範囲に含まれる場合は正常と判定し、閾値の範囲に含まれない場合は異常と判定する（異常検出工程）。
【００６４】
判定は、異常の有無という二択である必要はなく、正常である場合でもその中で優や良のようにレベル付けをすることも可能である。
【００６５】
異常検出部３２による判定結果を示す信号は、制御部３３およびモニタ４に出力される。
【００６６】
制御部３３は、異常検出部３２による判定結果を示す信号を受けて、図１に示す下流構成５の電磁弁５３を制御する。
【００６７】
以上が、制御装置３の動作である。なお、下流構成５において流体（エア）が使用されている場合も、先述の判定をおこない、異常を正しく検出することができる。また、下流構成５におけるエアの使用量も問わず、検出可能である。
【００６８】
このように、本実施形態１の異常検出システム１０（図１）によれば、上述のように二つの指標値の関係に基づき、下流機器の使用状況による影響を低減して異常を正しく検出することができる。
【００６９】
そのため、本実施形態１の異常検出システム１０を採用すれば、工場などで使用される空気圧システムの一部停止や、不良品が製造されてしまうことなく、エアラインに組み込まれた増圧器（増圧装置）の異常を精度よく検出することができる。
【００７０】
また、本実施形態１の異常検出システム１０によれば、増圧器１の下流に圧力センサ２を１つ設ければよく、煩雑な構成を必要とせず、簡易な構成によって精度のよい異常検出を実現することができる。
【００７１】
〔変形例１−１〕
上述では、圧力の大きさの指標値の具体例として、圧力の平均値を挙げて説明しているが、本発明の一態様はこれに限定されるものではない。圧力の大きさの指標値の具体例として、所定時間における圧力の中央値を採用してもよい。
【００７２】
あるいは、圧力の大きさの指標値の具体例として、所定時間における圧力の最小値または最大値を採用してもよい。圧力の最小値または最大値とは、図２中の（ａ−１）および（ｂ−１）のグラフに示す波形の最小値または最大値のことである。
【００７３】
これら変形例によっても、上述の実施形態１と同様に精度の良い異常検出をおこなうことができる。
【００７４】
〔変形例１−２〕
また、上述では、圧力の変動の指標値との具体例として、所定時間における圧力の標準偏差を挙げて説明しているが、本発明の一態様はこれに限定されるものではない。圧力の変動の指標値との具体例として、所定時間における圧力の変動の周波数、所定時間における圧力の変動の振幅、あるいは、所定時間における圧力の分散であってもよい。
【００７５】
ここで、所定時間における圧力の変動の周波数は、所定時間に圧力の変動の波が繰り返される回数のことを示し、図２中の（ａ−１）および（ｂ−１）のグラフに示す波形データから求めることができる。また、所定時間における圧力の変動の振幅は、圧力の変動の波の最小値と最大値の差のことを示し、図２中の（ａ−１）および（ｂ−１）のデータから求めることができる。また、所定時間における圧力の標準偏差の代わりに、分散を用いてもよい。
【００７６】
これら変形例によっても、上述の実施形態１と同様に精度の良い異常検出をおこなうことができる。
【００７７】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
【００７８】
（１）異常検出システムの構成
図４は、本実施形態２における異常検出システム１０ａの構成を示すブロック図である。
【００７９】
本実施形態２における異常検出システム１０ａは、上述の実施形態１における異常検出システム１０に具備されている圧力センサ２に代えて、流量センサ６を具備している点において相違する。また、これに伴い、本実施形態２の異常検出システム１０ａに具備される制御装置３は、実施形態１の制御装置３とは異なる動作をする点においても、相違する。具体的な動作内容は後述する。
【００８０】
図４に示す流量センサ６は、増圧器１から供給された増圧された気体の流量を測定する。流量センサ６は、増圧器１から気体が供給されている間、常時、流量を測定する。流量センサ６としては、周知の流量センサを採用することができる。測定された流量（測定値）は、流量センサ６に接続された制御装置３に出力される。
【００８１】
制御装置３は、データ取得部３１と、異常検出部３２と、制御部３３とを有する。
【００８２】
データ取得部３１は、流量センサ６が出力した流量を取得する。
【００８３】
異常検出部３２は、データ取得部３１において取得された流量に基づいて、増圧器１の異常を検出する。
【００８４】
（２）異常検出方法
以下に、上述の構成を具備した異常検出システム１０ａによっておこなわれる異常検出方法を説明する。
【００８５】
本実施形態２では、制御装置３の異常検出部３２が、データ取得部３１により取得された流量に基づいて（取得工程）、流量の大きさの指標値と、流量の変動の指標値との関係を求める。なお、ここでいう流量とは、増圧器１から供給される気体の流量、つまり増圧器１の下流の流量のことである。以下では、単に流量と称する。
【００８６】
流量の大きさの指標値の具体例として、本実施形態２では、所定時間における流量の平均値を挙げて説明する。また、流量の変動の指標値との具体例として、本実施形態２では、所定時間における流量の標準偏差を挙げて説明する。
【００８７】
ここで、流量センサ６から出力される流量の時系列変動とその分布を図５に示す。
【００８８】
図５中の（ａ−１）および（ａ−２）に示すグラフは、異常がない（つまり正常である）場合のデータであり、（ｂ−１）および（ｂ−２）に示すグラフは、異常がある場合のデータである。図５中の（ａ−１）および（ｂ−１）がそれぞれ時系列変動を示し、（ａ−２）および（ｂ−２）がそれぞれ分布を示す。なお、図５に示す時系列変動も分布も、増圧器１の増圧動作開始から所定時間経過後であって、且つ増圧動作が安定するまでの期間のものである。なお、これらのデータは何れも、下流において気体の使用が無い場合のものである。
【００８９】
横軸に時間（ミリ秒）、縦軸に流量（Ｌ／分）をとった図５中の（ａ−１）と（ｂ−１）のグラフで流量の時系列変動を比較すると、流量の平均値に差があることがわかる。
【００９０】
また、横軸に流量（Ｌ／分）、縦軸にヒストグラム（２秒間）をとった図５中の（ａ−２）と（ｂ−２）のグラフで流量の分布（標準偏差）を比較すると、異常がない場合に比べて異常がある場合には分布の幅が広くなっている、すなわち異常がある場合のほうが分散していることがわかる。
【００９１】
異常検出部３２は、これらのデータを用いて、流量の平均値と、流量の標準偏差との関係を求める。その結果を、図６に示す。
【００９２】
図６には、横軸に流量の平均値（Ｌ／分）、縦軸に流量の標準偏差をとって、異常がない場合と、異常がある場合とのデータをプロットしている（異常がない場合を黒丸印、異常がある場合をバツ印でプロット）。
【００９３】
図６から、判定区間において、流量の平均値と流量の標準偏差との関係性に、正常である場合と異常である場合とで違いが表れていることがわかる。図６では、増圧を開始した時点からデータ取りしているため、流量平均値が或る区間（判定区間）よりも低い区間では異常の有無による差はなく、同じく、或る区間よりも高い区間でも異常の有無による差はない。流量平均が高い部分（７０Ｌ／分以上）では、入力圧力の方が出力圧力よりも高いために、エアが出力側から入力側に逆流することがないからである。そこで、これらの区間は判定区間から外し、図６に示す判定区間において判定をおこなう。この判定区間内では、異常の有無によって差が明らかに表れるため、判定が可能である。この判定区間は、増圧動作開始から所定時間経過後であって、且つ増圧動作が安定するまでの間に相当する。
【００９４】
図６中において、正常である場合のデータおよびその周囲を囲むエリアを特定している。この範囲は閾値を示し、この範囲内にデータがあれば、正常と判定することができる。要するに図６中の正常データは一例であり、ベストモードのデータということができる。よって、この正常データを中心として多少の誤差は許容できる。その許容範囲が、閾値である。閾値の範囲は、適宜設定することができる。
【００９５】
異常検出部３２は、データ取得部３１によって常時取得される流量に基づいて、所定時間における流量の平均値と、流量の標準偏差との関係性を求め、そのデータが、上述の閾値の範囲に含まれるか否かを判定する。閾値の範囲に含まれる場合は正常と判定し、閾値の範囲に含まれない場合は異常と判定する（異常検出工程）。
【００９６】
判定は、異常の有無という二択である必要はなく、正常である場合でもその中で優や良のようにレベル付けをすることも可能である。
【００９７】
異常検出部３２による判定結果を示す信号は、制御部３３と、モニタ４に出力される。
【００９８】
以上が、制御装置３の動作である。なお、実施形態１と同様に、本実施形態２の態様であっても、下流構成５において流体（エア）が使用されているか否かに関わらず、また下流構成５におけるエアの使用量も問わず、先述の判定をおこない、異常を正しく検出することができる。
【００９９】
このように、本実施形態２の異常検出システム１０ａ（図４）によれば、上述のように二つの指標値の関係に基づき、下流機器の使用状況による影響を低減して異常を正しく検出することができる。
【０１００】
そのため、本実施形態２の異常検出システム１０ａを採用すれば、工場などで使用される空気圧システムの一部停止や、不良品が製造されてしまうことなく、エアラインに組み込まれた増圧器（増圧装置）の異常を精度よく検出することができる。
【０１０１】
また、本実施形態２の異常検出システム１０ａによれば、増圧器１の下流に流量センサ６を１つ設ければよく、煩雑な構成を必要とせず、簡易な構成によって精度のよい異常検出を実現することができる。
【０１０２】
〔変形例２−１〕
上述では、流量の大きさの指標値の具体例として、流量の平均値を挙げて説明しているが、本発明の一態様はこれに限定されるものではない。流量の大きさの指標値の具体例として、（所定時間における）流量の中央値を採用してもよい。
【０１０３】
あるいは、流量の大きさの指標値の具体例として、（所定時間における）流量の最小値または最大値を採用してもよい。流量の最小値または最大値とは、図５中の（ａ−１）および（ｂ−１）のグラフに示す波形の最小値または最大値のことである。
【０１０４】
これら変形例によっても、上述の実施形態２と同様に精度の良い異常検出をおこなうことができる。
【０１０５】
〔変形例２−２〕
また、上述では、流量の変動の指標値との具体例として、（所定時間における）流量の標準偏差を挙げて説明しているが、本発明の一態様はこれに限定されるものではない。流量の変動の指標値との具体例として、（所定時間における）流量の変動の周波数、（所定時間における）流量の変動の振幅、あるいは、（所定時間における）流量の分散であってもよい。
【０１０６】
ここで、所定時間における流量の変動の周波数に代えて、所定時間に流量の変動の波が繰り返される回数を用いることも可能であり、図５中の（ａ−１）および（ｂ−１）のグラフに示す波形データから求めることができる。また、所定時間における流量の変動の振幅は、流量の変動の波の最小値と最大値の差のことを示し、図５中の（ａ−１）および（ｂ−１）のデータから求めることができる。また、所定時間における流量の標準偏差の代わりに、分散を用いてもよい。
【０１０７】
これら変形例によっても、上述の実施形態２と同様に精度の良い異常検出をおこなうことができる。
【０１０８】
〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
【０１０９】
（１）異常検出システムの構成
図７は、本実施形態３における異常検出システム１０ｂの構成を示すブロック図である。
【０１１０】
本実施形態３における異常検出システム１０ｂは、上述の実施形態１における異常検出システム１０に具備されている圧力センサ２に加えて、流量センサ６を具備している点において相違する。また、これに伴い、本実施形態３の異常検出システム１０ｂに具備される制御装置３は、実施形態１の制御装置３とは異なる動作をする点においても、相違する。具体的な動作内容は、後述する。
【０１１１】
流量センサ６は、実施形態２に具備されている流量センサ６と同じである。
【０１１２】
制御装置３は、データ取得部３１と、異常検出部３２と、制御部３３とを有する。
【０１１３】
データ取得部３１は、圧力センサ２が出力した圧力値と、流量センサ６が出力した流量とを取得する。
【０１１４】
異常検出部３２は、データ取得部３１において取得された圧力値および流量に基づいて（取得工程）、増圧器１の異常を検出する。
【０１１５】
（２）異常検出方法
以下に、上述の構成を具備した異常検出システム１０ｂによっておこなわれる異常検出方法を説明するが、本実施形態３における異常検出方法は、実施形態１において説明した圧力の大きさの指標値と、実施形態２において説明した流量の大きさの指標値との関係性を求めて異常検出をおこなう態様である。そのため、詳細については、それぞれの実施形態において説明しているため、本実施形態３での説明は省略する。
【０１１６】
本実施形態３では、圧力の大きさの指標値の具体例として、所定時間における圧力の平均値を挙げ、流量の大きさの指標値の具体例として、所定時間における流量の平均値を挙げて、これらの関係に基づいて異常を検出する。
【０１１７】
異常検出部３２において求められる結果を図８に示す。
【０１１８】
図８には、横軸に圧力の平均値（ｋＰａ）、縦軸に流量の平均値（Ｌ／分）をとって、異常がない場合と、異常がある場合とのデータをプロットしている（異常がない場合を黒丸印、異常がある場合をバツ印でプロット）。
【０１１９】
図８から、判定区間において、圧力の平均値と流量の平均値との関係性に、正常である場合と異常である場合とで違いが表れていることがわかる。図８では、一例として増圧器１の上流の圧力が４５０ｋＰａである条件で増圧器１の動作を開始した時点（この時点では増圧自体は開始されていない）からデータ取りしているため、圧力（平均値）が低い区間では異常の有無による差はない。そのため、この区間は判定区間から外し、増圧動作開始から所定時間経過後であって、且つ増圧動作が安定するまでの間である図８に示す判定区間において判定をおこなう。この判定区間内では、異常の有無によって差が明らかに表れるため、判定が可能である。
【０１２０】
図８中において、正常である場合のデータおよびその周囲を囲むエリアを特定している。この範囲は閾値を示し、この範囲内にデータがあれば、正常と判定することができる。要するに図８中の正常データは一例であり、ベストモードのデータということができる。よって、この正常データを中心として多少の誤差は許容できる。その許容範囲が、閾値である。閾値の範囲は、適宜設定することができる。
【０１２１】
異常検出部３２は、データ取得部３１によって常時取得される圧力値および流量に基づいて、所定時間における圧力の平均値と、流量の平均値との関係性を求め、そのデータが、上述の閾値の範囲に含まれるか否かを判定する。閾値の範囲に含まれる場合は正常と判定し、閾値の範囲に含まれない場合は異常と判定する（異常検出工程）。
【０１２２】
異常検出部３２による判定結果を示す信号は、制御部３３と、モニタ４に出力される。
【０１２３】
以上が、制御装置３の動作である。なお、実施形態１および実施形態２と同様に、本実施形態３の態様であっても、下流構成５において流体（エア）が使用されているか否かに関わらず、また下流構成５におけるエアの使用量も問わず、先述の判定をおこなうことができる。
【０１２４】
このように、本実施形態３の異常検出システム１０ｂ（図７）によれば、上述のように二つの指標値の関係に基づき、下流機器の使用状況による影響を低減して異常を正しく検出することができる。
【０１２５】
そのため、本実施形態３の異常検出システム１０ｂを採用すれば、工場などで使用される空気圧システムの一部停止や、不良品が製造されてしまうことなく、エアラインに組み込まれた増圧器（増圧装置）の異常を精度よく検出することができる。
【０１２６】
なお、圧力の平均値は、圧力の大きさの指標値の一例であって、先述の実施形態１において説明した他の、圧力の大きさの指標値（圧力の中央値、最小値または最大値）を代用しても良いことは言うまでもない。同じく、流量の平均値は、流量の大きさの指標値の一例であって、先述の実施形態２において説明した他の、流量の大きさの指標値（流量の中央値、最小値または最大値）を代用しても良いことは言うまでもない。
【０１２７】
〔変形例３−１〕
上述では、圧力の大きさの指標値と、流量の大きさの指標値との関係に基づいて、異常を検出する態様について説明した。しかしながら、本発明の一態様はこれに限定されるものではない。
【０１２８】
すなわち、本発明の一態様は、圧力の大きさの指標値と、流量の変動の指標値との関係に基づいて、異常を検出する構成であってもよい。
【０１２９】
図９は、圧力の大きさの指標値の一例である圧力平均値（ｋＰａ）と、流量の変動の指標値の一例である流動の標準偏差との関係を示している。図９では、横軸に圧力平均値（ｋＰａ）、縦軸に流量の標準偏差をとって、異常がない場合と、異常がある場合とのデータをプロットしている（異常がない場合を黒丸印、異常がある場合をバツ印でプロット）。
【０１３０】
図９から、判定区間において、圧力の平均値と流量の標準偏差との関係性に、正常である場合と異常である場合とで違いが表れていることがわかる。
【０１３１】
図９中において、正常である場合のデータおよびその周囲を囲むエリアを特定している。この範囲は閾値を示し、この範囲内にデータがあれば、正常と判定することができる。要するに図９中の正常データは一例であり、ベストモードのデータということができる。よって、この正常データを中心として多少の誤差は許容できる。その許容範囲が、閾値である。閾値の範囲は、適宜設定することができる。
【０１３２】
異常検出部３２は、データ取得部３１によって常時取得される圧力値および流量に基づいて、所定時間における圧力の平均値と、流量の標準偏差との関係性を求め、そのデータが上述の許容範囲に含まれるか否かを判定する。
【０１３３】
本変形例によっても、上述の実施形態３と同様に精度の良い異常検出をおこなうことができる。
【０１３４】
なお、圧力の平均値は、圧力の大きさの指標値の一例であって、先述の実施形態１において説明した他の、圧力の大きさの指標値（圧力の中央値、最小値または最大値）を代用しても良いことは言うまでもない。同じく、流量の標準偏差は、流量の変動の指標値の一例であって、先述の実施形態２において説明した他の、流量の変動の指標値（流量の変動の周波数、流量の変動の振幅、あるいは、流量の分散）を代用しても良いことは言うまでもない。
【０１３５】
〔変形例３−２〕
上述の実施形態３では、圧力の大きさの指標値と、流量の大きさの指標値との関係に基づいて、異常を検出する態様について説明した。しかしながら、本発明の一態様はこれに限定されるものではない。
【０１３６】
すなわち、本発明の一態様は、圧力の変動の指標値と、流量の大きさの指標値との関係に基づいて、異常を検出する構成であってもよい。
【０１３７】
図１０は、圧力の変動の指標値の一例である圧力の標準偏差と、流量の大きさの指標値の一例である流動の平均値（Ｌ／分）との関係を示している。図１０では、横軸に圧力の標準偏差、縦軸に流量の平均値（Ｌ／分）をとって、異常がない場合と、異常がある場合とのデータをプロットしている（異常がない場合を黒丸印、異常がある場合をバツ印でプロット）。
【０１３８】
図１０から、判定区間において、圧力の標準偏差と流量の平均値との関係性に、正常である場合と異常である場合とで違いが表れていることがわかる。
【０１３９】
図１０中において、正常である場合のデータおよびその周囲を囲むエリアを特定している。この範囲は閾値を示し、この範囲内にデータがあれば、正常と判定することができる。要するに図１０中の正常データは一例であり、ベストモードのデータということができる。よって、この正常データを中心として多少の誤差は許容できる。その許容範囲が、閾値である。閾値の範囲は、適宜設定することができる。
【０１４０】
異常検出部３２は、データ取得部３１によって常時取得される圧力値および流量に基づいて、所定時間における圧力の標準偏差と、流量の平均値との関係性を求め、そのデータが、上述の許容範囲に含まれるか否かを判定する。
【０１４１】
本変形例によっても、上述の実施形態３と同様に精度の良い異常検出をおこなうことができる。
【０１４２】
なお、圧力の標準偏差は、圧力の変動の指標値の一例であって、先述の実施形態１において説明した他の、圧力の変動の指標値（圧力の変動の周波数、圧力の変動の振幅、あるいは、圧力の分散）を代用しても良いことは言うまでもない。同じく、流量の平均値は、流量の大きさの指標値の一例であって、先述の実施形態２において説明した他の、流量の大きさの指標値（流量の中央値、最小値または最大値）を代用しても良いことは言うまでもない。
【０１４３】
〔変形例３−３〕
上述の実施形態３では、圧力の大きさの指標値と、流量の大きさの指標値との関係に基づいて、異常を検出する態様について説明した。しかしながら、本発明の一態様はこれに限定されるものではない。
【０１４４】
すなわち、本発明の一態様は、圧力の変動の指標値と、流量の変動の指標値との関係に基づいて、異常を検出する構成であってもよい。
【０１４５】
図１１は、圧力の変動の指標値の一例である圧力の標準偏差と、流量の変動の指標値の一例である流動の標準偏差との関係を示している。図１１では、横軸に圧力の標準偏差、縦軸に流量の標準偏差をとって、異常がない場合と、異常がある場合とのデータをプロットしている（異常がない場合を黒丸印、異常がある場合をバツ印でプロット）。
【０１４６】
図１１から、判定区間において、圧力の標準偏差と流量の標準偏差との関係性に、正常である場合と異常である場合とで違いが表れていることがわかる。
【０１４７】
図１１中において、正常である場合のデータおよびその周囲を囲むエリアを特定している。この範囲は閾値を示し、この範囲内にデータがあれば、正常と判定することができる。要するに図１１中の正常データは一例であり、ベストモードのデータということができる。よって、この正常データを中心として多少の誤差は許容範囲である。その許容範囲が、閾値である。閾値の範囲は、適宜設定することができる。
【０１４８】
異常検出部３２は、データ取得部３１によって常時取得される圧力値および流量に基づいて、所定時間における圧力の標準偏差と、流量の標準偏差との関係性を求め、そのデータが、上述の許容範囲に含まれるか否かを判定する。
【０１４９】
本変形例によっても、上述の実施形態３と同様に精度の良い異常検出をおこなうことができる。
【０１５０】
なお、圧力の標準偏差は、圧力の変動の指標値の一例であって、先述の実施形態１において説明した他の、圧力の変動の指標値（圧力の変動の周波数、圧力の変動の振幅、あるいは、圧力の分散）を代用しても良いことは言うまでもない。同じく、流量の標準偏差は、流量の変動の指標値の一例であって、先述の実施形態２において説明した他の、流量の変動の指標値（流量の変動の周波数、流量の変動の振幅、あるいは、流量の分散）を代用しても良いことは言うまでもない。
【０１５１】
〔ソフトウェアによる実現例〕
制御装置３のデータ取得部３１、異常検出部３２および制御部３３は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
【０１５２】
後者の場合、制御装置３は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラム（異常検出プログラム）の命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば１つ以上のプロセッサを備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
【０１５３】
本発明の一態様は上述した各実施形態および各変形例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態および変形例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１５４】
１  増圧器（増圧装置）
２  圧力センサ
３  制御装置（異常検出装置）
４  モニタ
５  下流構成
６  流量センサ
１０、１０ａ、１０ｂ  異常検出システム
３１  データ取得部（取得部）
３２  異常検出部
３３  制御部
５１  エアタンク
５２  レギュレータ
５３  電磁弁
５４  エア使用機器
【図１】
2020204968.tif 000003
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2020204968.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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