(57)【要約】【課題】効率的かつ安全に測定データを収集する。【解決手段】各センサ端末１１は測定対象ごとに設置され、各センサ端末１１のセンサ部１１ａがそれぞれ測定対象の送風用モータに取り付けられる。センサ部１１ａは、予め設定された測定時刻に送風用モータの振動の大きさを測定する。センサ端末１１は、設定されている送信期間になると、測定値にデバイスＩＤ等を付加した測定データを周期的に送信する。携帯型の収集端末１２は、測定データを受信し、受信レベルがレベル判定よりも高いものを有効なものとして取得する。各センサ端末１１から測定データを収集した後、ＰＣ１３に収集端末１２を接続する。収集端末１２からＰＣ１３に測定データを含む測定レコードが転送されて蓄積される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を供給する第１の電池と、
測定対象に取り付けられて測定対象の状態を測定するセンサと、
前記センサによる測定値に、識別データを付加した測定データを生成する測定データ生成部と、
前記測定データ生成部で生成された前記測定データを、周期的に無線送信し、この測定データの受信に応答して自端末向けに無線送信される受信確認信号を受信する第１の通信部と、
測定時刻と送信期間とが予め設定され、前記測定時刻の到来に応答して、前記センサによる測定を実行させ、前記送信期間の到来に応答して、前記第１の通信部による前記測定データの無線送信を開始させ、前記送信期間の終了の到来または前記受信確認信号の受信の早いものに応答して前記測定データの送信を停止する動作制御部と、
を備えることを特徴とするセンサ端末。
【請求項２】
前記センサまたは前記第１の通信部の少なくとも一方に前記第１の電池から電力供給を行って、前記センサによる測定、前記第１の通信部による前記測定データの送信、及び受信確認信号の受信を可能とするアクテイブモードと、前記センサと前記第１の通信部に対する電力供給を停止し、前記アクテイブよりも電力の消費を抑えたスリープモードと有し、
前記動作制御部は、前記センサによる測定及び前記第１の通信部による通信の期間では前記アクテイブとし、その他の期間では前記スリープモードとすることを特徴とする請求項１記載のセンサ端末。
【請求項３】
前記第１の通信部は、前記測定データを送信するごとに、送信した時点から前記測定データの送信間隔よりも短い時間で前記受信確認信号を受信する受信待機状態になり、
前記動作制御部は、前記受信待機状態の終了ごとにスリープモードにすること、
を特徴とする請求項２記載のセンサ端末。
【請求項４】
前記動作制御部は、前記受信確認信号に付加された前記測定時刻，前記送信期間を設定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のセンサ端末。
【請求項５】
前記センサは、測定対象の状態として振動の大きさを測定することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のセンサ端末。
【請求項６】
電力を供給する第２の電池と、
測定対象にセンサが取り付けられた複数のセンサ端末からの測定対象の状態を測定した測定値を含む測定データを受信するとともに、前記測定データを受信することに応答して、当該測定データの送信元の前記センサ端末に向けて受信確認信号を無線送信する第２の通信部と、
受信した前記各測定データを記憶する記憶部と、
を備える収集端末。
【請求項７】
前記第２の通信部で前記測定データを受信したときの受信レベルが所定のレベル判定値よりも高いときに、当該測定データを有効な測定データと判定し、その有効な前記測定データを前記収集データ記憶部に記憶させるとともに、当該測定データの送信元の前記センサ端末装置に向けて前記第２の通信部から前記受信確認信号を無線送信させる有効データ判別部を備える請求項６記載の収集端末。
【請求項８】
前記受信確認信号に前記センサ端末装置に設定すべき前記測定時刻，前記送信期間を付加する受信応答部を備え、
前記第２の通信部は、前記受信応答部によって、前記測定時刻及び前記送信期間が付加された前記受信確認信号を無線送信する請求項６または７記載の収集端末。
【請求項９】
前記収集データ記憶部に記憶されている前記各測定データをデータ保存処理装置に送るインタフェースを備えることを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１項に記載の収集端末。
【請求項１０】
請求項１記載の複数のセンサ端末と、請求項９記載の収集端末と、前記インタフェースを介して前記収集端末に接続され、前記収集端末から転送された前記測定データを記憶して蓄積するデータ保存処理装置とを備える測定データ収集システム。
【請求項１１】
センサが測定対象に取り付けらたセンサ端末により予め設定された測定時刻に測定対象の状態を測定する測定ステップと、
前記測定ステップで得られる測定値に識別データを付加した測定データを前記センサ端末内で生成する測定データ生成ステップと、
予め設定された送信期間の到来に応答して、前記測定データを周期的に前記センサ端末から収集端末に無線送信する測定データ送信ステップと、
前記センサ端末からの前記測定データを前記収集端末で受信して記憶部に記憶することにより前記測定データを収集する収集ステップと、
前記測定データの受信に応答して、前記受信確認信号を前記収集端末から送信元の前記センサ端末に向けて無線送信する受信確認信号送信ステップと、
送信期間の終了の到来または前記収集端末からの受信確認信号の受信の早いものに応答して前記センサ端末による測定データの無線送信を停止する停止ステップと、
を有する測定データ収集方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の測定情報の状態を測定値を収集するセンサ端末、収集端末、測定データ収集システム及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
生産設備には、送風ファンやポンプ、搬送ローラ等のように回転動作を行う回転機器が多く設けられ、これら機器の軸を支持するために軸受が用いられている。軸受は、摩擦による発熱や摩耗等により劣化し、この劣化の進行に伴い振動が徐々に大きくなって利用できなくなる。軸受が利用できなくなるまで劣化してしまうと、生産される製品の品質の低下や装置自体の故障の原因となる。そこで、軸受の振動の大きさ（加速度や振幅）を測定して軸受けを管理する管理手法が知られている。この管理手法では、振動の大きさの変化から軸受が利用できなくなるタイミングを予測し、そのタイミングの前に軸受けを交換する。
【０００３】
上記の管理手法では、軸受の振動を周期的かつ継続的に測定する必要がある。このため、例えば、保全点検員が生産設備の保全点検の巡回の際に携帯型の振動計を携行して、各装置の点検とともに振動を測定している。この測定では、保全点検員は、例えば装置に対する目視によるオイル漏れの有無の確認、異音，異臭の有無の確認を行った後に、その装置に設けられた回転機器の振動の測定を行う。また、装置に複数の回転機器がある場合には、それらの測定を順次に行う。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、保全点検員が携帯型の振動計を携行して回転機器の振動を測定する測定作業は、回転機器への振動計のセンサ部の取り付け、測定の実行、測定値の読み取り、測定値の記録等を順次に行う必要があるため、測定値の収集が短時間で完了せず効率が悪いという問題があった。また、回転機器にセンサ部を取り付ける際に、振動計の本体とセンサ部とを接続するケーブルが回転機器に巻き込まれたり、高所に設置された回転機器では保全点検員が転落する危険性もある。なお回転機器に限らず他の測定対象でも、また振動を測定する以外の状態を測定する場合にも同様な問題は生じる。
【０００５】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであって、回転機器等の測定対象の状態を測定した測定値を安全にかつ短時間に収集できるセンサ端末、収集端末、測定データ収集システム及び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】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明のセンサ端末は、電力を供給する第１の電池と、測定対象に取り付けられて測定対象の状態を測定するセンサと、センサによる測定値に、識別データを付加した測定データを生成する測定データ生成部と、測定データ生成部で生成された測定データを、周期的に無線送信し、この測定データの受信に応答して自端末向けに無線送信される受信確認信号を受信する第１の通信部と、測定時刻と送信期間とが予め設定され、測定時刻の到来に応答して、センサによる測定を実行させ、送信期間の到来に応答して、第１の通信部による測定データの無線送信を開始させ、送信期間の終了の到来または受信確認信号の受信の早いものに応答して測定データの送信を停止する動作制御部と、を備えるものである。
【０００７】
センサまたは第１の通信部の少なくとも一方に第１の電池から電力供給を行って、センサによる測定、第１の通信部による測定データの送信、及び受信確認信号の受信を可能とするアクテイブモードと、センサと第１の通信部に対する電力供給を停止し、アクテイブモードよりも電力の消費を抑えたスリープモードと有し、動作制御部は、センサによる測定及び第１の通信部による通信の期間ではアクテイブモードとし、その他の期間ではスリープモードとすることが好ましい。
【０００８】
また、第１の通信部は、測定データを送信するごとに、送信した時点から測定データの送信間隔よりも短い時間で受信確認信号を受信する受信待機状態になり、動作制御部は、受信待機状態の終了ごとにスリープモードにすることが好ましい。
【０００９】
また、動作制御部は、受信確認信号に付加された測定時刻，送信期間を設定することが好ましい。
【００１０】
センサが測定対象の状態として振動の大きさを測定する場合に好適である。
【００１１】
本発明の収集端末は、電力を供給する第２の電池と、測定対象にセンサが取り付けられた複数のセンサ端末からの測定対象の状態を測定した測定値を含む測定データを受信するとともに、測定データを受信することに応答して、当該測定データの送信元のセンサ端末に向けて受信確認信号を無線送信する第２の通信部と、受信した各測定データを記憶する記憶部と、を備えるものである。
【００１２】
第２の通信部で測定データを受信したときの受信レベルが所定のレベル判定値よりも高いときに、当該測定データを有効な測定データと判定し、その有効な測定データを収集データ記憶部に記憶させるとともに、当該測定データの送信元のセンサ端末装置に向けて第２の通信部から受信確認信号を無線送信させる有効データ判別部を備えることが好ましい。
【００１３】
また、受信確認信号にセンサ端末装置に設定すべき測定時刻，送信期間を付加する受信応答部を備え、第２の通信部は、受信応答部によって、測定時刻及び送信期間が付加された受信確認信号を無線送信することが好ましい。
【００１４】
また、記憶部に記憶されている各測定データをデータ保存処理装置に送るインタフェースを備えることが好ましい。
【００１５】
本発明の測定データ収集システムは、上記記載の複数のセンサ端末と収集端末と、インタフェースを介して収集端末に接続され、収集端末から転送された測定データを記憶して蓄積するデータ保存処理装置とを備えるものである。
【００１６】
本発明の測定データ収集方法は、センサが測定対象に取り付けらたセンサ端末により予め設定された測定時刻に測定対象の状態を測定する測定ステップと、測定ステップで得られる測定値に識別データを付加した測定データをセンサ端末内で生成する測定データ生成ステップと、予め設定された送信期間の到来に応答して、測定データを周期的にセンサ端末から収集端末に無線送信する測定データ送信ステップと、センサ端末からの測定データを収集端末で受信して記憶部に記憶することにより測定データを収集する収集ステップと、測定データの受信に応答して、受信確認信号を収集端末から送信元のセンサ端末に向けて無線送信する受信確認信号送信ステップと、送信期間の終了の到来または収集端末からの受信確認信号の受信の早いものに応答してセンサ端末による測定データの無線送信を停止する停止ステップと、を有するものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、測定対象にセンサを取り付け、このセンサで測定して得られる測定値を含む測定データをセンサ端末から無線送信するから、これ受信することによって各センサ端末から測定データを収集できるので、測定対象の状態を安全にかつ短時間に収集することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の測定データ収集システムの概略を示す説明図である。
【図２】センサ端末の設置状態の一例を示す斜視図である。
【図３】センサ端末の構成を示すブロック図である。
【図４】センサ端末から送信される測定データの内容を示す説明図である。
【図５】収集端末から送信される受信応答データの内容を示す説明図である。
【図６】送信と受信タイミング及びスリープモードの関係を示す説明図である。
【図７】収集端末の構成を示すブロック図である。
【図８】保存処理装置としてのＰＣの構成を示すブロック図である。
【図９】点検している装置ごとに測定データを収集する例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１において、本発明を実施した測定データ収集システム１０は、測定対象ごとに設置された各センサ端末１１と、収集端末１２と、データ保存処理装置として機能するＰＣ１３とを有している。この測定データ収集システム１０では、各センサ端末１１が測定対象の振動を測定し、その測定値を無線通信を介して収集端末１２で収集する。この例では、測定データ収集システム１０は、測定態様の状態として工場内の生産設備に設けられた送風用ファンの軸受の状態を管理するために、送風用ファンを駆動する送風用モータの振動の大きさを収集し、ＰＣ１３に転送する。
【００２０】
センサ端末１１は、送風用モータの振動を測定する振動センサ１４（図３参照）を内蔵したセンサ部１１ａと、センサ端末１１の制御や通信のための回路などを内蔵した端末部１１ｂとを備えている。センサ部１１ａとセンサ端末１１とは、ケーブル１１ｃで電気的に接続されている。センサ端末１１は、測定対象となる送風用モータごとに設けられる。
【００２１】
センサ部１１ａは、図２に示すように、送風用モータ１５に取り付けられ、端末部１１ｂは送風用モータ１５の近傍に配される。送風用モータ１５の振動をセンサ部１１ａに正しく伝えるために、センサ部１１ａは、マグネットや接着剤等で送風用モータ１５に直接に取付けてある。また、端末部１１ｂは、それ自体及びケーブル１１ｃが送風用モータ１５や周囲の機器の作動等に支障がない位置に配される。
【００２２】
振動センサ１４は、振動の大きさとして加速度を測定するものを用いており、振動の大きさ（加速度）に応じた検出信号を出力する。端末部１１ｂは、振動センサ１４からの検出信号から得られる振動の加速度の実効値を求め、この実効値を測定値として収集端末１２に無線送信する。測定値を送信する際には、端末部１１ｂは、センサ端末１１に固有のデバイスＩＤ（識別情報）を含む情報を測定値に付した測定データを生成し、これを無線送信する。このデバイスＩＤにより、いずれのセンサ端末１１からの測定データであるかが識別し、測定対象を特定するために用いられる。
【００２３】
センサ端末１１には、測定を実施すべき測定時刻、測定データの送信を行う送信期間を示す送信開始時刻と送信終了時刻が予め設定され、その設定された時刻にしたがって測定、無線送信を行う。送信開始時刻と送信終了時刻は、収集端末１２から送信される。
【００２４】
なお、この例では、振動の加速度を測定するが、測定する内容はこれに限られるものではなく、例えば振動の振幅や周期、温度、音圧、電圧などを測定することができる。また、センサとしては、その測定内容に応じたセンサを用いる。
【００２５】
収集端末１２は、各センサ端末１１からの測定データを受信して収集する。この収集端末１２は、センサ端末１１と通信するための回路やＰＣ１３と接続するための回路などを内蔵する。また、収集端末１２は、内蔵した電池１６（図７参照）を電源として作動する携帯型となっている。なお、収集端末１２は、作業着等のポケットなどに収容できるサイズにしてある。
【００２６】
収集端末１２は、所定のレベル判定値よりも高い受信レベルで受信した測定データを有効と判定して取得する。これにより、収集端末１２を携行して生産設備を巡回するときに、その収集端末１２から有効距離以下にある各センサ端末１１からの測定データだけを取得する。有効距離としては、レベル判定値、センサ端末１１の送信出力の調整により、任意に設定できるが、この例では数ｍ程度に設定してある。
【００２７】
センサ端末１１と収集端末１２との間では、例えばＣＳＭＡ／ＣＡ方式（搬送波感知多重アクセス/衝突回避方式）による無線通信を行う。すなわち、各センサ端末１１は、測定データの送信タイミングで他のセンサ端末１１が送信を行っていないことを検知してから、ランダムな待ち時間だけ待機してから測定データを行う。このため、ほとんとの場合で混信（衝突）なく測定データの送信を行うことができる。また、仮に混信が発生した場合では、正常な受信に応答した収集端末１２からの受信確認データ（受信確認信号）を含む受信応答データがセンサ端末１１に受信されないため、そのセンサ端末１１が所定時間の経過後に測定データの再送信を行う。このため、同一チャンネル上で、複数のセンサ端末１１から測定データを短時間に順次に受信することができる。なお、通信手順は、これに限るものではない。
【００２８】
また、収集端末１２は、有効な測定データを受信することに応答して、その測定データの送信元のセンサ端末１１に、設定すべき測定時刻、送信開始時刻，送信終了時刻を受信確認データに付加した受信応答データを無線送信する。
【００２９】
収集端末１２には、ＰＣ１３と接続するための端子１２ａを設けてあり、この端子１２ａに装着されるケーブル（図示省略）を介してＰＣ１３と接続され、収集した測定データをＰＣ１３に転送する。
【００３０】
ＰＣ１３は、モニタ１３ａや、キーボード，マウス等の操作部１３ｂを備えた一般的なコンピュータであり、所定のプログラムを実行することにより、データ保存処理装置として機能する。このＰＣ１３は、収集端末１２で収集された測定データを含む測定レコードを蓄積し、モニタ１３ａに各種表示態様で表示する。また、操作部１３ｂの操作により、センサ端末１１に設定すべき測定時刻、送信開始時刻，送信終了時刻を入力でき、ＰＣ１３に収集端末１２を接続したときに、その入力内容が収集端末１２に送られる。
【００３１】
図３において、センサ側制御部２１は、センサ端末１１の各部を制御する動作制御部である。記憶部２２は、データの保持に電源が不要な不揮発性のメモリで構成されている。この記憶部２２には、デバイスＩＤ、測定時刻、送信開始時刻と送信終了時刻、測定を実施したときの測定実施日時及び電源としての電池２３の測定時電圧、測定で得られる測定値を記憶する。
【００３２】
端末部１１ｂには、現在の年月日、時刻を計時する時計回路２４が内蔵されており、この時計回路２４により、センサ側制御部２１は、各種時刻の到来、測定実施日時を知ることができる。また、センサ側制御部２１は、この時計回路２４の計時内容に基づいて、測定データの周期的な送信を行う。なお、この例では、測定時刻、送信開始時刻、送信終了時刻として、それぞれ１日のうちの任意の時刻を設定するが、例えば日や曜日などをあわせて設定し、１週間の特定の曜日や月ごとの特定の日に測定、送信が行われるようにしてもよい。また、１日のうちで、測定時刻と送信期間とを複数設定できるようにしてもよい。
【００３３】
センサ側制御部２１は、記憶部２２に保持された測定時刻の到来により振動センサ１４を一定時間（例えば１０秒程度）だけ作動させて振動の測定を行う。また、センサ側制御部２１は、送信開始時刻の到来によって通信部２５を作動させて測定データの周期的な送信を開始し、送信終了時刻の到来によってその送信を停止する。なお、送信終了時刻の到来前に、受信確認信号を受信したときには、その時点で送信を停止する。また、センサ側制御部２１は、振動センサ１４で測定を行った場合には、その測定を行った測定実施日時を記憶部２２に書き込む。
【００３４】
振動センサ１４からの検出信号は、アンプ２６で増幅される。増幅された検出信号は、フィルタ部２７に送られる。フィルタ部２７は、検出信号に含まれる不要な周波数成分をカットする。この例では、フィルタ部２７は、検出信号の低周波成分をカットする。これにより、送風用モータが設置されている装置自体の揺れや、保全点検員等の歩行による振動等の成分を検出信号から除去する。
【００３５】
Ａ／Ｄ変換器２８は、フィルタ部２７でフィルタリングされた検出信号を加速度データにデジタル変換する。実効値演算部２９は、加速度データに所定の演算を行うことにより、振動の加速度の実効値を求める。この実効値演算部２９は、求めた実効値を測定値として記憶部２２に書き込む。電圧取得部３１は、電源として内蔵している電池２３の出力電圧を測定時に測定し、これを測定時電圧として記憶部２２に書き込む。記憶部２２に記憶されている測定値、測定実施日時及び測定時電圧は、新たな測定が行われるごとに新たなものに上書きされて更新される。
【００３６】
送信データ生成部３２は、測定データを生成する。図４に示すように、測定データは、測定値に、デバイスＩＤ、測定実施日時、及び測定時電圧を付加したものである。送信データ生成部３２は、測定データを生成する際に、記憶部２２から測定値，デバイスＩＤ、測定実施日時、測定時電圧をそれぞれ読み出し、生成した測定データを通信部２５に送る。
【００３７】
通信部２５は、送信回路２５ａ、受信回路２５ｂ，送受信のためのアンテナ２５ｃを備えている。送信回路２５ａは、アンテナ２５ｃを用いて測定データを送信する。受信回路２５ｂは、収集端末１２から送信される自端末宛の受信応答データを受信する。図５に示すように、受信応答データは、受信確認したことを示す受信確認データに、送信先（宛先）を示すデバイスＩＤ、送信期間を示す送信開始時刻と送信終了時刻、及び測定時刻を付加したものである。受信回路２５ｂは、受信応答データに含まれるデバイスＩＤにより自端末宛であるか否かを判別する。また、受信回路２５ｂは、受信応答データから送信開始時刻、送信終了時刻、及び測定時刻を取り出して、センサ側制御部２１介して記憶部２２に書き込む。
【００３８】
図６に示すように、送信回路２５ａは、時間ｔ１で測定データを繰り返し送信する。受信回路２５ｂは、測定データの１回の送信ごとに受信応答データを受信可能な受信待機状態になる。１回の受信待機状態の期間は時間ｔ２であり、この時間ｔ２は、時間ｔ１よりも短い。例えば時間ｔ１を１０秒に、時間ｔ２を１秒にそれぞれ設定してある。なお、厳密には、測定データの送信は、時間ｔ１ごとに他のセンサ端末１１が送信を行っていない状態を検知してからランダムな待ち時間が経過した後に行っている。ランダムな待ち時間は、時間ｔ１に比べて極めて短い時間である。
【００３９】
センサ側制御部２１，記憶部２２，時計回路２４，Ａ／Ｄ変換器２８，実効値演算部２９，電圧取得部３１，送信データ生成部３２は、例えばＣＰＵ，メモリ、各種回路を１チップ化したワンチップマイコン３５により実現されており、センサ側制御部２１，実効値演算部２９，送信データ生成部３２は、ＣＰＵによる演算機能で実現される。
【００４０】
上記のセンサ端末１１の動作モードは、アクテイブモード（作動モード）とスリープモードとを有しており、センサ側制御部２１が動作モードを切り替える。アクテイブモードは、振動センサ１４，通信部２５、ワンチップマイコン３５に電池２３から電力を供給して、センサ端末１１の各部を動作可能な状態にしたモードである。
【００４１】
一方のスリープモードは、振動センサ１４、通信部２５，アンプ２６，フィルタ部２７に対する電力供給を停止し、ワンチップマイコン３５だけに電力供給を行うことで、アクテイブモードよりも電力消費を低く抑えたモードである。このスリープモード下では、ワンチップマイコン３５は、センサ側制御部２１が時計回路２４の監視し、各種タイミングでアクテイブモードに移行させる機能だけが作動する。これにより、スリープモード下における消費電力を微小にしている。
【００４２】
センサ側制御部２１は、振動センサ１４による振動の測定の実行から測定に関する各データの書き込み完了までの測定期間をアクテイブモードにする。また、センサ側制御部２１は、測定データを送信するタイミングごとにアクテイブモードとして測定データの送信を行い、この送信後に受信待機状態とする時間ｔ２だけアクテイブモードを継続してからスリープモードにする。
【００４３】
これにより、図６に示されるように、測定データの送信から受信待機状態の終了までの期間がアクテイブモードとなり、それ以外の期間がスリープモードになる。なお、受信待機中に受信応答データを受信した場合は、その受信応答データに含まれる送信開始時刻、送信終了時刻、及び測定時刻の記憶部２２への書き込みが完了した時点でスリープモードになり、次の送信開始時刻、あるいは測定時刻の到来までスリープモードを維持する。
【００４４】
上記のように振動の測定、測定データの送信、受信応答データの受信を行わないときにはスリープモードとして電池２３の消耗を抑えている。また、送信期間を設定することにより、不必要な電力消費を抑え、電池２３の消耗をより低くしている
【００４５】
なお、振動の測定時では、作動させる必要がない通信部２５への電力供給を行わず、その他の各部に電力供給を行う第１のアクテイブモードとし、通信部２５による送受信時には、作動させる必要がない振動センサ１４、アンプ２６、及びフィルタ部２７への電力供給を行わず、その他の各部に電力供給を行う第２のアクティブモードとしてもよい。
【００４６】
図７において、収集端末１２の各部は、それに内蔵した電池１６からの電力供給を受けて作動する。収集側制御部４１は、収集端末１２の各部を制御する。通信部４２は、受信回路４２ａ，送信回路４２ｂと、送受信用のアンテナ４２ｃと備えている。受信回路４２ａは、センサ端末１１から送信される測定データを受信する。この受信回路４２ａは、受信した測定データと、この測定データの受信レベル（信号強度）とを有効データ判定部４４に送る。送信回路４２ｂは、受信応答データを無線送信する。インタフェース（Ｉ／Ｆ）４３は、端子１２ａを介して接続されたＰＣ１３との間でデータの授受を行う。
【００４７】
有効データ判定部４４は、受信回路４２ａからの受信レベルに基づいて、受信した測定データの有効性を判定する。この有効性の判定では、受信レベルを予め設定されたレベル判定値と比較し、受信レベルがレベル判定値よりも高いときに受信した測定データが有効であると判定する。この有効データ判定部４４に設定されるレベル判定値と、センサ端末１１の送信出力のいずれか一方または両方を調整することにより、有効距離を所望のものに設定できる。
【００４８】
上記有効データ判定部４４は、有効と判定した測定データに、それの受信日時（以下、取得日時）及び収集端末ＩＤを付加した測定レコードを記憶部４５に書き込む。収集端末１２は、現在の年月日、時刻を計時する時計回路４６を内蔵しており、この時計回路４６から受信日時を知ることができる。また、収集端末ＩＤは、収集端末１２ごとに割り当てられており、収集端末１２が複数のある場合にいずれの収集端末１２で測定データを取得したかを識別するためのものである。さらに、有効データ判定部４４は、有効と判定した測定データに含まれるデバイスＩＤを受信応答部４７に送る。
【００４９】
記憶部４５には、有効な各測定データごとの測定レコードが書き込まれる。この記憶部４５に記憶されている各測定レコードは、インタフェース４３を通してＰＣ１３に送られた後に収集側制御部４１によって消去される。また、記憶部４５には、センサ端末１１に設定すべき測定時刻、送信開始時刻，送信終了時刻が記憶されている。測定時刻、送信開始時刻，送信終了時刻は、ＰＣ１３からインタフェース回路を通して記憶部４５に送られて書き込まれる。記憶部４５に保持されている測定時刻，送信開始時刻，送信終了時刻は、ＰＣ１３から新たなものが送られてくると、それらが上書きされることで更新される。
【００５０】
受信応答部４７は、有効データ判定部４４からデバイスＩＤを受けると、そのデバイスＩＤ，記憶部４５に記憶されている測定時刻，送信開始時刻，送信終了時刻を含む受信応答データを生成して、これを送信回路４２ｂに送る。これにより、送信回路４２ｂから有効な測定データの送信元のセンサ端末１１に対して受信応答データが送られる。
【００５１】
図８において、ＰＣ１３は、インタフェース５１を介して収集端末１２に接続され、測定レコードを収集端末１２から取得して蓄積し、また設定すべき測定時刻，送信開始時刻，送信終了時刻を収集端末１２に送る。情報付加部５２は、収集端末１２からの測定レコードに測定対象の名称（例えば「○○ファンモータ」）や管理番号等の情報を付加する。情報テーブル５３には、各デバイスＩＤに対応させて測定対象の名称や管理番号等の測定レコードに付加すべき各情報が予め書き込まれている。情報付加部５２は、測定レコード中のデバイスＩＤに対応する各情報を情報テーブル５３から読み出して、これを測定レコードに付加する。各情報が付加された測定レコードは、情報付加部５２から補正部５４に送られる。
【００５２】
補正部５４は、測定レコード中の測定データに対して振動センサ１４ごとの測定誤差の補正を行う。補正テーブル５５には、振動センサ１４の補正パラメータがデバイスＩＤに対応させて書き込まれている。補正部５４は、測定レコード中のデバイスＩＤに対応する補正パラメータを補正テーブル５５から読み出し、その補正パラメータを用いて測定レコード中の測定データを補正する。
【００５３】
測定データが補正された測定レコードは、データベース（ＤＢ）５６に書き込まれる。このデータベース５６は、収集端末１２で収集された各測定データに対応する測定レコードを蓄積する。表示部５７は、モニタ１３ａを含み、データベース５６に蓄積された各測定レコードに種々の処理を施してモニタ１３ａに表示する。これにより、例えば、各送風用モータの最新の測定データの一覧表示や、特定の送風用モータの測定値の変化をグラフ表示したりする。なお、どのように表示させるかは操作部１３ｂの操作で指示できる。
【００５４】
次に上記構成の作用について説明する。各センサ端末１１は、それぞれ前回受信した受信応答データに含まれる測定時刻、送信開始時刻、送信終了時刻が記憶部２２に記憶している。例えば、測定時刻として「１２：００」が記憶部２２に記憶されている。また、生産設備の保全点検の巡回時に測定データの収集を行うため、送信開始時刻，送信終了時刻としては保全点検の巡回時間帯をカバーするように「９：００」、「１１：３０」がそれぞれ記憶部２２に記憶されている。
【００５５】
このセンサ側制御部２１は、時計回路２４を参照して、それら時刻になったか否かを監視している。測定時刻、送信開始時刻が到来するまでは、センサ端末１１は、スリープモードとなっている。スリープモード下では、センサ側制御部２１による時計回路２４に計時されている現在時刻が監視されている。
【００５６】
センサ側制御部２１は、時計回路２４の計時内容が「１２：００」となると、記憶部２２に記憶している測定時刻が到来したと判断して、電池２３から各部への電力供給を開始し、センサ端末１１をアクテイブモードにする。通常では、いずれのセンサ端末１１にも同じ測定時刻が設定されるから、同様に各センサ端末１１がアクテイブモードになる。
【００５７】
アクテイブモードになると、センサ側制御部２１の制御下で振動センサ１４による送風用モータの振動の測定が所定時間だけ行われ、その検出信号がセンサ部１１ａから端末部１１ｂに送られる。この検出信号は、アンプ２６で増幅されてからフィルタ部２７で低周波成分がカットされる。そして、フィルタ部２７からの検出信号は、Ａ／Ｄ変換器２８により所定の間隔でサンプリングされ、これにより得られる加速度データが順次に実効値演算部２９に送られる。
【００５８】
実効値演算部２９は、上記の測定時間内に入力される各加速度データに所定の演算を行うことで振動の大きさの実効値を求め、これを測定値として記憶部２２に書き込む。また、センサ側制御部２１は、振動センサ１４で測定を開始時点での時刻を時計回路２４から取得し、これを測定実施日時として記憶部２２に書き込む。さらに、振動センサ１４による測定中に電圧取得部３１によって電池２３の出力電圧が測定され、それが測定時電圧として記憶部２２に書き込まれる。
【００５９】
測定値，測定実施日時，測定時電圧の記憶部２２への書き込みが完了すると、センサ側制御部２１によって、センサ部１１ａ，通信部２５，アンプ２６，フィルタ部２７の電力供給が停止され、センサ端末１１はスリープモードとなる。
【００６０】
上記のようにスリープモードとなると、再びセンサ側制御部２１によって現在時刻が監視される。上記のように測定時刻が「１２：００」、送信開始時刻が「９：００」に設定されていると、上記の測定の翌日の「９：００」になると、送信開始時刻が到来したとものと判断され、各部への電力供給が開始されてアクテイブモードになる。アクテイブモードになると、センサ側制御部２１の制御下で、送信データ生成部３２が記憶部２２からデバイスＩＤ、測定値、測定実施日時、測定時電圧を読み出して、測定データを生成する。そして、この測定データが送信回路２５ａに送られる。これにより、測定データが無線送信される。なお、測定値，測定実施日時，測定時電圧が得られた時点で、測定データを生成して記憶部２２に記憶し、送信時には、これを読み出して送信してもよい。
【００６１】
測定データの送信後、時間ｔ２だけ受信回路２５ｂが受信待機状態とされ、この間に自端末宛の受信応答データが受信されなければ、受信待機状態が終了と同時にスリープモードになる。
【００６２】
前回アクテイブモードとなってから時間ｔ１が経過すると、再びアクテイブモードになって、記憶部２２からデバイスＩＤ、測定値、測定実施日時、測定時電圧が送信データ生成部３２によって読み出されて測定データが生成される。そして、その測定データが送信回路２５ａから無線送信される。この後に時間ｔ２だけ受信回路２５ｂが受信待機状態とされる。
【００６３】
以降、同様にして、受信待機状態で自端末宛の受信応答データを受信するか送信終了時刻が到来するまで、測定データの送信と受信待機状態が時間ｔ１で繰り返される。このときに、測定データの送信と受信待機状態ではアクテイブモードであるが、それ以外の期間ではスリープモードとなる。また、送信終了時刻となると、受信応答データを受信したか否かにかかわらずスリープモードとなり、記憶部２２に記憶されている測定時刻、送信開始時刻が到来したか否かが監視される。一方、受信応答データを受信した場合には、後述するように所定の処理の終了後に、スリープモードとなり、記憶部２２に記憶されている時刻が到来したか否かが監視される。いずれのセンサ端末１１も同じ動作を行う。
【００６４】
一方で、保全点検員は、保全点検のために巡回時間帯に収集端末１２を携行して巡回する。収集端末１２は、前回の測定レコードをＰＣ１３に接続して転送したときに、操作部１３ｂの操作でＰＣ１３に入力された測定時刻、送信開始時刻、送信終了時刻がＰＣ１３から送られて記憶部４５に書き込まれている。なお、これら各時刻を変更する必要がない場合は、ＰＣ１３への入力をしないので、それまでの測定時刻、送信開始時刻、送信終了時刻が記憶部４５に残った状態になる。
【００６５】
受信回路４２ａは、受信待機状態となっており、測定データを受信するごとに、その受信した測定データと受信レベルとを有効データ判定部４４に送る。このときに、ほぼ同時に複数のセンサ端末１１から測定データが送信された場合、受信回路４２ａは、最もタイミングが早い測定データを受信し、その測定データと受信レベルとを有効データ判定部４４に送る。そして、有効データ判定部４４は、測定データと受信レベルが入力されごとに、その受信レベルをレベル判定値と比較して有効性を判定する。例えば、受信レベルがレベル判定値以下であれば、有効ではないと判定され、測定データが破棄される。
【００６６】
保全点検員の移動にともなって収集端末１２とセンサ端末１１との距離が短くなるにしたがって受信レベルが高くなる。受信レベルがレベル判定値よりも高くなると、有効データ判定部４４は、有効な測定データと判定し、この有効な測定データに取得日時と収集端末ＩＤを付加した測定レコードを生成し、これを記憶部４５に書き込む。また、その有効な測定データに含まれるデバイスＩＤが取り出され、受信応答部４７に送られる。
【００６７】
デバイスＩＤを受けとった受信応答部４７は、記憶部４５からセンサ端末１１に設定すべき測定時刻，送信開始時刻，送信終了時刻を読み出し、これらをデバイスＩＤに付加することによって受信応答データを生成する。そして、その生成した受信応答データを送信回路４２ｂによって無線送信する。なお、有効な測定データの受信した時点から極めて短い時間で受信応答データを送信する。このため、その測定データを送信したセンサ端末１１が受信待機状態となっている間に受信応答データは送信される。
【００６８】
無線送信された受信応答データは、収集端末１２に近くの受信待機状態になっている各センサ端末１１に受信される。受信応答データを受信した各センサ端末１１の受信回路２５ｂは、受信応答データに含まれるデバイスＩＤによって自端末宛のものであるか否かを判別する。
【００６９】
例えば受信応答データが自端末宛である場合には、そのセンサ端末１１では、受信応答データが受信回路２５ｂからセンサ側制御部２１に送られる。そして、このセンサ側制御部２１の制御で送信回路２５ａによる測定データの周期的な送信が停止される。また、受信応答データに含まれる測定時刻，送信開始時刻、送信終了時刻が取り出され、これらが記憶部２２に記憶されている各時刻に上書きされる。これにより、次回の測定時刻，送信開始時刻、送信終了時刻が更新される。この記憶部２２への書き込み完了後に、センサ端末１１はスリープモードになる。
【００７０】
一方、自端末宛でなければ受信応答データは破棄される。したがって、自端末宛の受信応答データを受信していない各センサ端末１１は、周期な測定データの送信を継続する。そして、このように送信を継続するセンサ端末１１からの測定データが次々に収集端末１２で受信され、上記と同じ手順で、受信した測定データの有効性が判定される。そして、有効な測定データに取得日時を付加した測定レコードを生成して記憶部４５に書き込む。また、有効な測定データの送信元のセンサ端末１１のデバイスＩＤを含む受信応答データが送信することによって、測定データが収集されたセンサ端末１１の送信を停止する。
【００７１】
なお、収集端末１２に測定データが収集されたセンサ端末１１は送信を停止するので、複数のセンサ端末１１の送信タイミングがほぼ同時となる状態であっても、そのような状態が解消されるので、測定データが受信されないことはない。また、収集端末１２が近づかなかったために、自端末宛の受信応答データを受信しなかったセンサ端末１１は、送信終了時刻の到来により、送信を停止してスリープモードになる。
【００７２】
上記のようにして、収集端末１２から有効距離以下にあるの各センサ端末１１からの測定データが収集端末１２に収集される。保全点検員がさらに移動して、新たなセンサ端末１１が有効距離内に入ると、そのセンサ端末１１からの測定データが上記と同じ手順で収集される。
【００７３】
自端末宛の受信応答データの受信、または送信終了時刻の到来によりスリープモードになった各センサ端末１１は、上記同じ手順により、記憶部２２に記憶されている測定時刻となれば振動センサ１４による測定を行い、送信開始時刻が到来すれば測定データの送信を開始する。そして、送信期間中に収集端末１２で測定データを受信して収集する。
【００７４】
以上のように、収集端末１２がセンサ端末１１に有効距離まで近づいたときに、センサ端末１１から送信されている測定データを収集端末１２が受信することによって、各センサ端末１１からの測定データが収集される。したがって、保全点検員が特別な操作をする必要はなく、測定データを短時間に、例えば装置の保全点検の実施中に効率的に収集される。また、測定ごとに送風用モータに振動センサを取り付ける必要もなく、また送風用モータから離れていても測定データを収集できるので、ケーブルが送風用モータに巻き込まれたり、高所から転落したりすることはない。
【００７５】
また、測定時刻，送信開始時刻、送信終了時刻は、受信応答データとともに収集端末１２からセンサ端末１１に送られて設定されるので、各センサ端末１１ごとに設定する必要はなく、またセンサ端末１１を直接に操作する必要もないので、安全にしかも効率的に設定される。
【００７６】
巡回の終了後に、収集端末１２をケーブルを介してＰＣ１３に接続する。この接続により、収集された測定データごとの測定レコードが順次に収集端末１２からＰＣ１３に転送される。転送された測定レコードは、まず情報付加部５２によって、それに含まれるデバイスＩＤに対応して情報テーブル５３より読み出された測定対象の名称や管理番号等が付加される。この後に、補正部５４によって、補正テーブル５５からデバイスＩＤに対応して読み出した補正パラメータを用いてが測定レコード中の測定データを補正する。そして、この補正後に、測定レコードがデータベース５６に書き込まれる。転送される全ての測定レコードに対して同じ処理が行われ、データベース５６に順次に書き込まれる。
【００７７】
データベース５６への全ての測定レコードの書き込みが完了すると、ＰＣ１３は、センサ端末１１に設定すべき測定時刻，送信開始時刻，送信終了時刻の入力待ち状態になる。ここで各時刻の入力を行えば、それら時刻が、収集端末１２に送られ、記憶部４５に書き込まれる。そして、その書き込まれた測定時刻，送信開始時刻，送信終了時刻は、次回の測定データの収集の際に受信確認データとともにセンサ端末１１に送られて記憶部２２に書き込まれる。また、操作部１３ｂで各時刻の入力しなければ、収集端末１２にはセンサ端末１１に設定すべき新たな測定時刻，送信開始時刻，送信終了時刻は書き込まれない。したがって、この場合には、前回と同じ測定時刻，送信開始時刻，送信終了時刻がセンサ端末１１に設定される。
【００７８】
収集した測定値等を参照する場合には、操作部１３ｂの操作する。例えば最新データの一覧表示を選択すると、各送風用モータの最新の測定レコードがデータベース５６より読み出され、モニタ１３ａに一覧表示される。また、送風用モータを選択し、振動変化のグラフ表示を選択すると、その選択された測定対象の全ての測定レコードから測定データが読み出され、その変化を時系列に表示したグラフがモニタ１３ａに表示される。これにより、測定対象の送風用モータの振動の変化を知ることができる。
【００７９】
図９に示す例のように、生産設備の複数の装置を保全点検する際に、点検している装置ごとに測定データが収集されるように、収集端末１２のレベル判定値、センサ端末１１の送信出力を設定することも好ましい。この例における生産設備には、複数の装置Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３・・・が設けられ、それぞれの装置に１個または複数個の送風用モータ１５が設置されている。また、各送風用モータ１５のそれぞれにセンサ端末１１を取り付けてある。装置Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３・・・には、それぞれ点検位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３・・・が設定されており、保全点検員は、巡回経路Ｌに沿って移動し各点検位置で対応する装置を保全点検する。
【００８０】
収集端末１２によって有効な測定データと判定されるセンサ端末１１を中心とした範囲を有効送信範囲Ｒとしたときに、同じ装置の各センサ端末１１に対応した各有効送信範囲Ｒ内に、その装置の点検位置が入るように、各センサ端末１１の送信出力と収集端末１２のレベル判定値を調整してある。有効送信範囲Ｒの半径は、センサ端末１１の送信出力とレベル判定値で決まる有効距離である。図９では、各センサ端末１１を同じ送信出力にしてあるので、各有効送信範囲Ｒの半径を同じに描いてある。
【００８１】
この例によれば、収集端末１２を携行した保全点検員は、巡回経路Ｌに沿って移動し、生産設備の保全点検を行う。点検位置Ｐ１で装置Ｍ１の保全点検を行うと、その保全点検の間に、装置Ｍ１の各送風用モータ１５に設けたセンサ端末１１で測定された各測定データが有効なものとして収集端末１２に収集される。この後、点検位置Ｐ２に移動して装置Ｍ２保全点検を行っている間では、装置Ｍ２の送風用モータ１５に設けたセンサ端末１１からの測定データが有効なものとして、収集される。さらに、点検位置Ｐ２に移動して装置Ｍ３の点検を行えば、その装置Ｍ３の各送風用モータ１５に設けたセンサ端末１１で測定された各測定データが有効なものとして収集端末１２に収集される。
【００８２】
なお、図９に示されるように、任意の装置の点検位置で他の装置のに設けたセンサ端末１１からの測定データが有効なものと判定されないようにすることも好ましい。このようにすれば、保全点検を行った装置の各センサ端末１１からの測定データだけが収集されるので、測定データの収集も有無で各装置に対する保全点検の有無を知ることができる。なお、この場合、レベル判定値とともにセンサ端末１１の送信出力を調整することは有用である。
【符号の説明】
【００８３】
１０  測定データ収集システム
１１  センサ端末
１１ａ  センサ部
１１ｂ  端末部
１２  収集端末
１３  ＰＣ
１４  振動センサ
１６，２３  電池
２１  センサ側制御部
２５，４２  通信部
３２  送信データ生成部
４４  有効データ判定部
４７  受信応答部
【図１】
2014098983.tif 000003
【図２】
2014098983.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014098983.tif 000006
【図５】
2014098983.tif 000007
【図６】
2014098983.tif 000008
【図７】
2014098983.tif 000009
【図８】
2014098983.tif 000010
【図９】
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