(57)【要約】  冷凍機状態判定装置３０は、冷凍機１０の動作音の信号の大きさの時系列データである音響信号を取得する音響信号取得部３１と、上記音響信号から予め定められた周波数成分の信号強度の時系列データである音響特徴データを抽出する音響特徴データ抽出部３２と、音響特徴データに基づいて冷凍機１０の状態を判定する状態判定部３４と、状態判定部３４により判定された冷凍機１０の状態を示す情報を出力する判定結果出力部３５と、を備える。
2014073427.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍機の動作音の信号の大きさの時系列データである音響信号を取得する音響信号取得手段と、
前記音響信号に含まれる予め定められた周波数成分の信号強度の時系列データである音響特徴データを抽出する音響特徴データ抽出手段と、
前記音響特徴データに基づいて前記冷凍機の状態を判定する状態判定手段と、
前記状態判定手段により判定された前記冷凍機の状態を示す情報を出力する判定結果出力手段と、
を備える冷凍機状態判定装置。
【請求項２】
前記音響特徴データ抽出手段は、短時間フーリエ変換又は連続ウェーブレット変換により前記音響特徴データを抽出する、
請求項１記載の冷凍機状態判定装置。
【請求項３】
前記音響特徴データ抽出手段は、予め決定された周期に基づいて前記音響特徴データを加工し、
前記状態判定手段は、前記音響特徴データ抽出手段により加工された後の前記音響特徴データに基づいて前記冷凍機の状態を判定する、
請求項１又は２記載の冷凍機状態判定装置。
【請求項４】
前記冷凍機の所定の状態毎に関連付けられ、前記音響特徴データに対応する教師データを保持する教師データ保持手段を更に備え、
前記状態判定手段は、前記音響特徴データと前記教師データとを比較することにより、前記冷凍機の状態を判定する、
請求項１〜３の何れか一項記載の冷凍機状態判定装置。
【請求項５】
前記状態判定手段は、前記音響特徴データにおいて、前記信号強度がパルス的に増加するパルス部分と当該パルス部分以外の非パルス部分とを判別し、当該パルス部分又は当該非パルス部分に基づいて前記冷凍機の状態を判定する、
請求項１〜４の何れか一項記載の冷凍機状態判定装置。
【請求項６】
前記判定結果出力手段は、前記冷凍機の第１の状態を示す数値を出力し、
前記判定結果出力手段により出力された複数の時刻における前記第１の状態を示す数値に基づいて、予め定めた時間幅における前記第１の状態を示す数値の最小値と最大値との差を示す変動幅を算出する変動幅算出手段と、
前記変動幅算出手段により算出された前記変動幅に基づいて前記冷凍機の第２の状態を判定する第２状態判定手段と、
前記第２状態判定手段により判定された前記冷凍機の第２の状態を示す情報を出力する第２判定結果出力手段と、を備える、
請求項１〜５の何れか一項記載の冷凍機状態判定装置。
【請求項７】
前記冷凍機の動作音を集音し、集音した動作音の音響信号を前記音響信号取得手段に入力する動作音取得手段を更に備える、
請求項１〜６の何れか一項記載の冷凍機状態判定装置。
【請求項８】
前記動作音取得手段は、
集音機能を有するマイクと、
弾性体からなり前記マイクを支持する本体部と、を備え、
前記本体部は、
筒状に形成されて、その内側に、当該筒状の一方の開口部に前記マイクの集音機能を有する部分が向くように前記マイクを支持するマイク支持部と、
前記マイク支持部の前記一方の開口部側に設けられる第１の側面部を有し、当該第１の側面部により当該一方の開口部と繋がる開口端が形成される遮音部と、を有する、
請求項７記載の冷凍機状態判定装置。
【請求項９】
前記動作音取得手段において、前記遮音部の開口端の大きさは、前記一方の開口部の大きさよりも大きく形成される、
請求項８記載の冷凍機状態判定装置。
【請求項１０】
前記動作音取得手段において、前記開口端が前記冷凍機の計側面に接触した状態で、前記第１の側面部と前記マイクと前記計側面とで囲まれる第１の閉空間が形成され、
前記開口端が前記冷凍機の計側面に接触した状態で、前記第１の側面部が前記第１の閉空間側に押し込まれることにより、当該第１の閉空間内の圧力が減圧され、前記第１の側面部が吸盤として機能する、
請求項８又は９記載の冷凍機状態判定装置。
【請求項１１】
前記動作音取得手段において、前記本体部は、前記第１の側面部を囲むように設けられる第２の側面部を更に有し、
前記開口端が前記冷凍機の計側面に接触した状態で、前記第１の側面部と前記第２の側面部と前記計側面と、で囲まれる第２の閉空間が形成され、前記第２の側面部が前記第２の閉空間側に押し込まれることにより、当該第２の閉空間内の圧力が減圧され、前記第２の側面部が吸盤として機能する、
請求項８又は９記載の冷凍機状態判定装置。
【請求項１２】
前記動作音取得手段において、前記マイクは、前記冷凍機の計側面に設けられたコード情報を光学的に読み取り、読み取った結果に応じた出力を行うコード読み取り手段を有する、
請求項８〜１１の何れか一項記載の冷凍機状態判定装置。
【請求項１３】
冷凍機の動作音の信号の大きさの時系列データである音響信号を取得する音響信号取得ステップと、
前記音響信号から予め定められた周波数成分の信号強度の時系列データである音響特徴データを抽出する音響特徴データ抽出ステップと、
前記音響特徴データに基づいて前記冷凍機の状態を判定する状態判定ステップと、
前記状態判定ステップにおいて判定された前記冷凍機の状態を示す情報を出力する判定結果出力ステップと、
を含む冷凍機状態判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍機の動作音に基づいて冷凍機の状態を判定する冷凍機状態判定装置及び冷凍機状態判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、機器の動作音を解析することによって機器の故障予知保全を行う技術として、例えば真空ポンプの一種であるドライポンプ（回転式ポンプ）の故障予知保全を行う技術が知られている（下記特許文献１，２参照）。下記特許文献１には、機器の動作音（機械振動と音響ノイズ信号）についてスペクトル解析を行うことで、ドライポンプの機械的な故障を診断することが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００８−５２４４９３号公報
【特許文献２】特表２００８−５２４４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば特許文献１に示されたようなフーリエ変換によるスペクトル解析で周波数毎の平均的な信号強度（周波数スペクトル）を得るだけでは、周波数毎の信号強度の時間変化に関する解析を行うことはできない。例えば単純な回転動作等により生じる周期的な動作音の特徴を解析する場合など、周波数毎の信号強度の時間変化に関する情報が得られなくとも音響の特徴を十分に把握可能な場合には、上述の周波数毎の信号強度の時間変化に関する解析は不要とも考えられる。【０００５】
しかしながら、例えば冷媒の加圧及び減圧を繰り返すことによって冷媒を冷却して寒冷を発生させる冷凍機では、１回の冷凍サイクル中に複数の異なる動作ステップ（冷媒の加圧及び減圧等）が含まれる。このため、冷凍サイクル中に発生する動作音の周波数毎の信号強度は、時間変化に応じて非周期的に変化し得る。この場合、上述のフーリエ変換によるスペクトル解析で周波数スペクトルを得るだけでは、冷凍機が冷凍サイクル中に発する動作音の特徴を適切に捉えることができず、冷凍機の状態（例えば冷媒の漏れ量及び部材の摩耗状態等）を適切に判定できないおそれがある。【０００６】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、冷凍機の動作音に基づいて、冷凍機の状態をより高い精度で判定することができる冷凍機状態判定装置及び冷凍機状態判定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】
【０００７】
本発明の一実施形態に係る冷凍機状態判定装置は、冷凍機の動作音の信号の大きさの時系列データである音響信号を取得する音響信号取得手段と、上記音響信号から予め定められた周波数成分の信号強度の時系列データである音響特徴データを抽出する音響特徴データ抽出手段と、音響特徴データに基づいて冷凍機の状態を判定する状態判定手段と、状態判定手段により判定された冷凍機の状態を示す情報を出力する判定結果出力手段と、を備える。【０００８】
本発明の一実施形態に係る冷凍機状態判定装置では、冷凍機の動作音の信号の大きさの時系列データ（音響信号）を取得し、当該音響信号から予め定められた周波数成分の信号強度の時系列データ（音響特徴データ）を抽出し、当該音響特徴データに基づいて冷凍機の状態を判定する。これにより、予め定められた周波数成分の信号強度の時間変化の特徴（音響の特徴）を抽出し、当該音響の特徴に基づいて冷凍機の状態をより高い精度で判定することができる。【０００９】
上記冷凍機状態判定装置では、音響特徴データ抽出手段は、短時間フーリエ変換又は連続ウェーブレット変換により音響特徴データを抽出してもよい。この構成によれば、コンピュータ上で具体的に実行可能な計算アルゴリズムを用いて、音響特徴データを現実的な計算時間で且つ容易に抽出することができる。【００１０】
上記冷凍機状態判定装置では、音響特徴データ抽出手段は、予め決定された周期に基づいて前記音響特徴データを加工し、状態判定手段は、音響特徴データ抽出手段により加工された後の音響特徴データに基づいて冷凍機の状態を判定してもよい。この構成によれば、例えば冷凍機が繰り返し実行する一連の動作（冷凍サイクル）１回分にかかる時間を上記周期とし、複数周期分の音響特徴データの平均を求め（加工し）、当該平均に基づいて冷凍機の状態を判定することにより、外乱の影響を低減して冷凍機の状態をより精度よく判定することができる。【００１１】
上記冷凍機状態判定装置では、冷凍機の所定の状態毎に関連付けられ、音響特徴データに対応する教師データを保持する教師データ保持手段を更に備え、状態判定手段は、音響特徴データと教師データとを比較することにより、冷凍機の状態を判定してもよい。この構成によれば、冷凍機の各状態（例えば正常状態、冷媒の漏れ量及び部材の摩耗状態等）及び音響特徴データの周波数等に対応した教師データ（例えば信号強度の閾値及び音響の特徴を示す波形データ等）を予め保持しておき、音響特徴データと当該教師データとを比較することにより、容易かつより精度よく冷凍機の状態を判定することができる。【００１２】
上記冷凍機状態判定装置では、状態判定手段は、音響特徴データにおいて、信号強度がパルス的に増加するパルス部分と当該パルス部分以外の非パルス部分とを判別し、当該パルス部分又は当該非パルス部分に基づいて前記冷凍機の状態を判定してもよい。この構成によれば、パルス部分及び非パルス部分のうち冷凍機の状態によって音響の特徴の差異が生じやすい箇所を抽出し、抽出した箇所に基づいてより精度よく冷凍機の状態を判定することができる。【００１３】
上記冷凍機状態判定装置では、判定結果出力手段は、冷凍機の第１の状態を示す数値を出力し、判定結果出力手段により出力された複数の時刻における第１の状態を示す数値に基づいて、予め定めた時間幅における第１の状態を示す数値の最小値と最大値との差を示す変動幅を算出する変動幅算出手段と、変動幅算出手段により算出された変動幅に基づいて冷凍機の第２の状態を判定する第２状態判定手段と、第２状態判定手段により判定された冷凍機の第２の状態を示す情報を出力する第２判定結果出力手段と、を備えてもよい。この構成によれば、予め定めた時間幅における冷凍機の第１の状態（例えば、冷媒の漏れ量）を示す数値の変動幅に基づいて、冷凍機の第２の状態（例えば、シールリングが寿命末期か否か）を判定することができる。このように、状態判定手段により判定された冷凍機の状態（第１の状態）の時間変化を判断要素とすることで、より詳細な冷凍機の状態（第２の状態）を判定することができる。【００１４】
上記冷凍機状態判定装置では、冷凍機の動作音を集音し、集音した動作音の音響信号を音響信号取得手段に入力する動作音取得手段を更に備えてもよい。【００１５】
上記冷凍機状態判定装置では、動作音取得手段は、集音機能を有するマイクと、弾性体からなりマイクを支持する本体部と、を備え、本体部は、筒状に形成されて、その内側に、当該筒状の一方の開口部にマイクの集音機能を有する部分が向くようにマイクを支持するマイク支持部と、マイク支持部の一方の開口部側に設けられる第１の側面部を有し、当該第１の側面部により当該一方の開口部と繋がる開口端が形成される遮音部と、を有してもよい。この構成によれば、マイクによる集音の際の本体部側面からの騒音の影響を、遮音部によって抑制することができる。また、遮音部の開口端を計測対象の冷凍機の計側面に接触させて冷凍機の動作音を集音する場合には、当該計側面からマイクの集音機能を有する部分までの距離を一定に保つと共に、遮音部による騒音の影響の抑制の効果をより高められる。以上により、この冷凍機状態判定装置では、マイクによって計測対象の冷凍機の動作音を安定して精度よく集音でき、計測対象の冷凍機の状態をより精度よく判定することができる。【００１６】
上記冷凍機状態判定装置では、上記動作音取得手段において、遮音部の開口端の大きさは、上記一方の開口部の大きさよりも大きく形成されてもよい。この構成によれば、遮音部の開口端を計測対象の冷凍機の計側面に接触させて冷凍機の動作音を集音する際に、動作音取得手段を計側面に対して安定して設置することができる。また、遮音部の開口端がマイク支持部の開口部よりも大きい（広がっている）ため、マイクの集音効率を向上させることが期待できる。【００１７】
上記冷凍機状態判定装置では、上記動作音取得手段において、上記開口端が冷凍機の計側面に接触した状態で、第１の側面部とマイクと計側面とで囲まれる第１の閉空間が形成され、上記開口端が冷凍機の計側面に接触した状態で、第１の側面部が第１の閉空間側に押し込まれることにより、当該第１の閉空間内の圧力が減圧され、第１の側面部が吸盤として機能してもよい。この構成によれば、遮音部の開口端を計測対象の冷凍機の計側面に接触させて冷凍機の動作音を集音する際に、押し込まれた第１の側面部が元の状態に戻ろうとする反発力（弾性力）と、第１の閉空間内の圧力と第１の側面部の周囲の圧力（大気圧）との気圧差によって生じる第１の側面部を第１の閉空間側に押し込む力とがつりあった状態となる。これにより、第１の側面部が計側面に対して吸着した状態（第１の側面部が吸盤として機能している状態）となり、計側面に対する動作音取得手段の位置を固定することができる。すなわち、動作音取得手段を計側面に対してより安定して設置することができる。【００１８】
上記冷凍機状態判定装置では、上記動作音取得手段において、本体部は、第１の側面部を囲むように設けられる第２の側面部を更に有し、上記開口端が冷凍機の計側面に接触した状態で、第１の側面部と第２の側面部と計側面と、で囲まれる第２の閉空間が形成され、第２の側面部が第２の閉空間側に押し込まれることにより、当該第２の閉空間内の圧力が減圧され、第２の側面部が吸盤として機能してもよい。この構成によれば、遮音部の開口端を計測対象の冷凍機の計側面に接触させて冷凍機の動作音を集音する際に、第２の側面部が元の状態に戻ろうとする反発力（弾性力）と、第２の閉空間内の圧力と第２の側面部の周囲の圧力（大気圧）との気圧差によって生じる第２の側面部を第２の閉空間側に押し込む力とがつりあった状態となる。これにより、第２の側面部が計側面に対して吸着した状態（第２の側面部が吸盤として機能している状態）となり、計側面に対する動作音取得手段の位置を固定することができる。さらにこの状態において、第１の閉空間の圧力は減圧されずに維持される。したがって、動作音取得手段を計側面に対してより安定して設置することができると共に、マイクによる集音の感度の減圧による低下を抑制できる。【００１９】
上記冷凍機状態判定装置では、上記動作音取得手段において、マイクは、冷凍機の計側面に設けられたコード情報を光学的に読み取り、読み取った結果に応じた出力を行うコード読み取り手段を有してもよい。この構成によれば、例えば、コード読み取り手段がコード情報を適切に読み取れたか否かを示す情報を出力することにより、当該情報に基づいて動作音取得手段の計測位置及び計測方向等が適切か否か等を判定することが可能となる。これにより、繰り返し計測（集音）を行う際の計測位置の違いによる影響の誤差をなくすことができる。【００２０】
ところで、本発明は、上記のように冷凍機状態判定装置の発明として記述できる他に、以下のように冷凍機状態判定方法の発明としても記述することができる。これらの発明はカテゴリが異なるだけで、実質的に同一の発明であるため、同様の作用及び効果を奏する。【００２１】
即ち、本発明の一実施形態に係る冷凍機状態判定方法は、冷凍機の動作音の信号の大きさの時系列データである音響信号を取得する音響信号取得ステップと、音響信号から予め定められた周波数成分の信号強度の時系列データである音響特徴データを抽出する音響特徴データ抽出ステップと、音響特徴データに基づいて冷凍機の状態を判定する状態判定ステップと、状態判定ステップにおいて判定された冷凍機の状態を示す情報を出力する判定結果出力ステップと、を含む。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の一実施形態によれば、冷凍機の動作音に基づいて、冷凍機の状態をより高い精度で判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態に係る冷凍機状態判定装置を含む冷凍機状態判定システムの構成を示す図である。
【図２】クライオポンプの冷凍機構として用いられる冷凍機の一部を含む概略図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る集音装置の第１の例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る集音装置の第２の例を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る集音装置の第３の例を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る集音装置の第４の例を示す図である。
【図７】音響信号の例を示す図である。
【図８】連続ウェーブレット変換の数値計算の概要を示す図である。
【図９】連続ウェーブレット変換により得られる周波数特性の例を示す図である。
【図１０】連続ウェーブレット変換による解析結果の概念図である。
【図１１】特定の周波数における音響特徴データの例を示す図である。
【図１２】特定の周波数における冷凍サイクル１周期分の音響特徴データの例を示す図である。
【図１３】教師データの例を示す図である。
【図１４】第１実施形態に係る冷凍機状態判定装置の動作を示す図である。
【図１５】第２実施形態に係る冷凍機状態判定装置を含む冷凍機状態判定システムの構成を示す図である。
【図１６】冷媒漏れ量の時間変化及び冷媒漏れ量の変動幅を示す図である。
【図１７】冷媒漏れ量の時間変化を示す図である。
【図１８】冷媒漏れ量の変動幅の推移を示す図である。
【図１９】第２実施形態に係る冷凍機状態判定装置の動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２５】
図１は、本発明の第１実施形態に係る冷凍機状態判定装置を含む冷凍機状態判定システムの構成図である。図１に示すように、本実施形態に係る冷凍機状態判定システム１は、冷凍機１０と、集音装置２０と、冷凍機状態判定装置３０とを備えている。冷凍機１０は、例えばクライオポンプ等の冷凍機構として用いられる。集音装置２０は、冷凍機１０の動作音を集音し、集音した動作音の音響信号を冷凍機状態判定装置３０に入力する。冷凍機状態判定装置３０は、集音装置２０から入力された音響信号に基づいて冷凍機１０の状態（例えば正常状態及び部材の摩耗状態等）を判定する。
【００２６】
まず、冷凍機１０について説明する。冷凍機１０は、例えばＧｉｆｆｏｒｄ−ＭｃＭａｈｏｎサイクル冷凍機（Ｇ−Ｍサイクル冷凍機）及び改良ソルベイサイクル冷凍機等の極低温冷凍機である。このような冷凍機１０は、例えばスパッタ装置等の半導体製造装置に使用されるクライオポンプ（真空ポンプ）等の内部の冷凍機構として用いられる。冷凍機１０は、例えばヘリウム等の冷媒の加圧と減圧とを繰り返すことにより冷媒を冷却し、寒冷を発生させる。このような動作により、例えば冷媒をシールしている部材（シールリング）、及び冷凍機構を駆動するためのモーターの回転軸を支持するベアリング等の摩耗が生じる。このような冷凍機１０の部品の摩耗について、図２を用いて簡単に説明する。図２は、クライオポンプの冷凍機構として用いられる冷凍機１０の一部を含む概略図である。このような冷凍機１０の作動原理は従来の仕組みに基づくため、冷凍機１０の詳細な作動原理についての説明は省略し、冷凍機１０を構成する部材が摩耗する例について簡単に説明する。
【００２７】
図２に示すように、冷凍機１０では、モーターのローター１１が回転軸１２を中心に回転運動する。この回転運動は、クランクシャフト１５を介してスコッチヨーク１７及びディスプレーサー１８等を往復させる往復運動に変換される。ディスプレーサー１８がシリンダ１９内を往復運動することにより、ヘリウム等の冷媒のシリンダ１９への吸気（冷媒の吸気工程）、及びヘリウム等の冷媒のシリンダ１９からの排気（冷媒の排気工程）が繰り返し行われる。以下、この繰り返し１回分において冷凍機１０を構成する部材により行われる一連の動作を「冷凍サイクル」という。
【００２８】
ここで、ディスプレーサー１８の摺動抵抗が例えば５ｋｇｆ（重量キログラム）であるとする。この場合、ディスプレーサー１８がシリンダ１９内を往復運動する際、シリンダ１９内とクランクシャフト１５を収容するクランクケース（不図示）との圧力差によってスコッチヨーク１７に加わる応力はおよそ５ｋｇｆとなる。そのため、クランクシャフト１５及び回転軸１２を支えるベアリング１４等には、ディスプレーサー１８の上下方向に、最大で１０ｋｇｆ（５〜１０ｋｇｆ）程度の応力が加わることになる。この応力は、ディスプレーサー１８の往復運動中の位置によって変化するため、１回の冷凍サイクルの間（例えば約１秒間）に、最大１０ｋｇｆ程度の繰り返し応力が発生することになる。この繰り返し応力によって、ベアリング１４と、ベアリング１４の支持部材であるハウジング１３とに摩耗が生じる場合がある。通常、ベアリング１４とハウジング１３との嵌合における公差は微小であるため、ベアリング１４及びハウジング１３の摩耗は、たとえ微小なものであっても、冷凍機１０の異常動作の原因となり得る。同様に、ディスプレーサー１８の往復運動によって、冷媒をシールしているシールリング１６にも摩耗が生じることがあり、摩耗部分から冷媒が漏れ出てしまう場合がある。これについても、冷凍機１０の異常動作の原因となり得る。
【００２９】
冷凍機１０は、このような冷媒の漏れ及び部材の摩耗（劣化）等が生じていると、音響信号の特定の周波数において異常音、即ち正常な冷凍機１０の動作音とは異なる音響の特徴（信号強度の時間変化の特徴）を有する動作音を生じる。本実施形態に係る冷凍機状態判定装置３０は、冷凍機１０の動作音から特定の周波数における音響の特徴を抽出し、冷凍機１０の分解及び稼働停止等を伴うことなく、当該音響の特徴に基づいて冷凍機１０の状態（例えば冷媒の漏れ量及び特定の部材の摩耗度を示す状態等）を判定するものである。
【００３０】
続いて、冷凍機状態判定システム１が上述の冷凍機１０の状態を判定するために備える構成（集音装置２０及び冷凍機状態判定装置３０）について説明する。
【００３１】
集音装置２０は、冷凍機１０の動作音を集音し、集音した動作音の音響信号を取得し、取得した音響信号を後述する音響信号取得部３１に入力する動作音取得手段である。集音装置２０は、アナログ信号である動作音を、例えばＷＡＶＥ形式ファイル等の音声ファイル形式のデジタル信号に変換することで、音響信号をデジタル信号として取得する。音響信号の具体的な記録フォーマットは、冷凍機状態判定装置３０による判定に用いる周波数帯域、並びに冷凍機状態判定装置３０に設けられたＣＰＵ及びメモリ等のコンピュータ資源による計算時間等を考慮して自由に選択してよい。記録フォーマットとしては、例えば、アナログ信号をデジタルデータに変換する方式の一つであるリニアＰＣＭ（Ｌｉｎｅａｒ  Ｐｕｌｓｅ  Ｃｏｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）と呼ばれるフォーマットがあり、サンプリングレート（例えば９６ｋＨｚ）及び量子化ビット数（例えば１６ビット）等が設定される。
【００３２】
集音装置２０としては、例えば市販ＩＣレコーダ及び集音マイク等を用いることができる。このような集音装置２０は、専用の計測機として製作された振動センサ（加速度ピックアップ）よりも安価であり、製作費用等を抑制することができる。また、計測対象である冷凍機１０に非接触で計測できるため、設置が容易であるという利点もある。集音装置２０の構成としては、例えば、図３〜図６に示すような構成（第１の例〜第４の例）を採用することができる。以下、各例の構成及び効果について説明する。
【００３３】
（第１の例）
図３は、第１の例に係る集音装置２０Ａの構成を示す図である。図３（ａ）は、マイクの集音機能を有する部分（集音面）の中心を通り且つ当該集音面と垂直となる平面で切った集音装置２０Ａの断面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）の集音装置２０Ａを図の左側から見た際の集音装置２０Ａの形状を示す図である。図３に示すように、集音装置２０Ａは、集音機能を有するマイク２１と、弾性体からなりマイク２１を支持する本体部２２と、を備える。
【００３４】
マイク２１は、集音部分（マイクの集音機能を有する部分）２１Ａ、マイク２１の動作を制御する部品等を格納するマイク胴部２１Ｂ、及び集音した動作音データの伝送等を行うマイクケーブル２１Ｃ等を備える。集音部分２１Ａは、例えば、集音機能を備える機器が設けられ、集音する音を入力する部分である。図３（ａ）に示すように、集音部分２１は、マイク胴部２１Ｂの一方の端部に設けられ、マイクケーブル２１Ｃは、マイク胴部２１Ｂの他方の端部に設けられる。
【００３５】
本体部２２は、マイク支持部２２１と、遮音部２２２とを有する。マイク支持部２２１は、例えば図３（ｂ）に示すような筒状（例えば円筒状）に形成され、その内側に、当該円筒状の一方の開口部２２１Ａにマイク２１の集音機能を有する集音部分２１Ａが向くようにマイク２１を支持する。マイク支持部２２１に対する集音部分２１Ａの位置は、図３（ａ）に示すように開口部２２１Ａと集音部分２１Ａとが隣接するように設けられる。ただし、集音部分２１Ａは、マイク支持部２２１に埋没する（円筒状の部分内に収まる）ように設けられてもよく、逆に、マイク支持部２２１の先から突出する（円筒状の開口部２２１Ａ側の外側に出る）ように設けられてもよい。マイク支持部２２１に対する集音部分２１Ａの位置は、計側面からの距離及び集音効率等を考慮して自由に定めることができる。また、マイク支持部２２１は、マイク支持部２２１の内側側面にマイク胴部２１Ｂを密着させてマイク２１を支持し、マイク支持部２２１とマイク２１との間に隙間を生じさせないことにより、集音時の密閉性を向上させている。ただし、マイク支持部２２１がマイク２１を支持する方法はこの方法に限定されるものではなく、例えば、マイク支持部２２１は、柱状の支持部材等を介してマイク２１を支持してもよい。
【００３６】
遮音部２２２は、マイク支持部２２１の一方の開口部２２１Ａ側に設けられる第１の側面部２２２Ａを有し、第１の側面部２２２Ａにより一方の開口部２２１Ａと繋がる開口端２２２Ｂが形成される。第１の側面部２２２Ａの形状は、特定の形状に限定されないが、集音部分２１Ａが計測対象機器の動作音を集音できるように、開口端２２２Ｂを計測対象機器の計側面に接触させた状態で、第１の側面部２２２Ａに囲まれた空間が一定以上の容積を確保でき且つ開口端２２２Ｂを形成するように構成される。なお、図３に示す例では、第１の側面部２２２Ａは、開口部２２１Ａから開口端２２２Ｂに向かって開口が広がるように略半球状に形成されている。すなわち、遮音部２２２の開口端２２２Ｂの大きさは、マイク支持部２２１の一方の開口部２２１Ａの大きさよりも大きく形成されている。このような構成とすることで、遮音部２２２の開口端２２２Ｂを計測対象の冷凍機１０の計側面に接触させて冷凍機１０の動作音を集音する際に、集音装置２０を計側面に対して安定して設置することができる。また、遮音部２２２の開口端２２２Ｂがマイク支持部２２１の一方の開口部２２１Ａよりも大きい（広がっている）ため、マイク２１の集音効率を向上させることが期待できる。
【００３７】
マイク支持部２２１と遮音部２２２とは、図３に示すように同一素材（例えばゴム及びシリコン樹脂等）で一体形成されることが好ましい。これにより、集音の際の密閉性を向上させることが期待できる。
【００３８】
集音装置２０Ａによれば、マイク２１による集音の際の本体部２２の側面からの騒音の影響を、遮音部２２２によって抑制することができる。また、遮音部２２２の開口端２２２Ｂを計測対象の冷凍機１０の計側面に接触させて冷凍機１０の動作音を集音する場合には、当該計側面からマイク２１の集音機能を有する集音部分２１Ａまでの距離を一定に保つと共に、遮音部２２２による騒音の影響の抑制の効果をより高められる。これにより、マイク２１によって計測対象の冷凍機１０の動作音を安定して精度よく集音でき、計測対象の冷凍機１０の状態を後述する状態判定部３４により精度よく判定することができる。
【００３９】
また、本体部２２を形成する弾性体として、共振しにくい弾性体（例えばゴム及びシリコン樹脂等の柔軟な材質の部材）を採用することで、本体部２２の共振による不要な音の発生を抑制できる。また、本体部２２を形成する弾性体は、遮音部２２２の開口端２２２Ｂを計測対象の冷凍機１０の計側面に密着させて密閉性を発揮できるように、押し付けても大きく変形しないような硬度であることが好ましい。これにより、本体部２２を変形させることなく、本体部２２を上記計側面に押し付けて外部の騒音の遮音性を高めることができる。また、このように密着させることにより、計測対象の冷凍機１０から集音装置２０に直接伝搬してくる振動を音響信号として収集することができる。ここで、集音装置２０を密着させる計側面は、測定（集音）の精度及び音響の特徴を検出することを考慮し、計測に適した位置（冷凍機１０の特定の箇所）を選択することが好ましい。このような適切な位置は、例えば、判定したい冷凍機１０の状態、冷凍機１０の構造、あるいは過去の測定結果から経験的に得られた情報等、種々の観点により特定することが可能である。
【００４０】
（第２の例）
図４は、第２の例に係る集音装置２０Ｂの構成を示す図である。以下、集音装置２０Ｂについて集音装置２０Ａと主に相違する点について説明する。集音装置２０Ｂでは、開口端２２２Ｂが計測対象の冷凍機１０の計側面１０Ａに接触した状態で、開口端２２２Ｂと計側面１０Ａとが密着するように、開口端２２２Ｂは、全ての部分が同時に計側面１０Ａと接触（密着）する形状、即ち計側面１０Ａの形状に沿う形状とされる。また、マイク支持部２２１は、マイク支持部２２１の内側側面にマイク胴部２１Ｂを密着させてマイク２１を支持する。これにより、開口端２２２Ｂが計測対象の冷凍機１０の計側面１０Ａに接触した状態で、少なくとも第１の側面部２２２Ａとマイク２１と計側面１０Ａとで囲まれる第１の閉空間Ｓ２が形成される。集音部分２１Ａがマイク支持部２２１に埋没するように設けられている場合には、第１の閉空間Ｓ２は、マイク支持部２２１によっても囲まれる。
【００４１】
また、第１の側面部２２２Ａ及び開口端２２２Ｂは、吸盤としての機能を発揮するように構成される。具体的には、第１の側面部２２２Ａは、上記開口端２２２Ｂが計測対象の冷凍機１０の計側面１０Ａに接触した状態で、第１の閉空間Ｓ２側に押し込まれることができる形状（例えば、図４に示すような半球状等）とされる。また、第１の側面部２２２Ａは、押し込まれて変形可能な程度の柔軟性と、押し込まれた後に元の状態に戻ろうとする反発力を生じる程度の弾性とを併せ持つ素材により形成される。開口端２２２Ｂは、上述のように、全ての部分が同時に計側面１０Ａと接触（密着）する形状、即ち計側面１０Ａの形状に沿う形状とされる。
【００４２】
次に、第１の側面部２２２Ａ及び開口端２２２Ｂが上記のような構成とされることで、吸盤としての機能を発揮する仕組みについて概説する。遮音部２２２の開口端２２２Ｂを計測対象の冷凍機１０の計側面１０Ａに接触させて冷凍機１０の動作音を集音する際に、第１の側面部２２２Ａが第１の閉空間Ｓ２側に押し込まれる（例えば人の手により押し込まれる）と、第１の側面部２２２Ａには、元の状態に戻ろうとする反発力（弾性力）が、第１の閉空間Ｓ２から第１の側面部２２２Ａの周囲の外部空間Ｓ１への方向に生じる。この反発力により、第１の閉空間Ｓ２の空気量が一定のまま第１の側面部２２２Ａが外部空間Ｓ１側に膨らみ、第１の閉空間Ｓ２の容積が増加するため、第１の閉空間Ｓ２内は減圧される。そして、第１の閉空間Ｓ２内の圧力Ｐ２と外部空間Ｓ１の圧力Ｐ１（大気圧）との間に気圧差（Ｐ１−Ｐ２（Ｐ１＞Ｐ２））が生じ、当該気圧差により第１の側面部２２２Ａを外部空間Ｓ１側から第１の閉空間Ｓ２側に押し込む力（押し込み力）が生じる。
【００４３】
このように生じた反発力と押し込み力とがつりあった状態となることにより、第１の側面部２２２Ａ及び開口端２２２Ｂが計側面１０Ａに対して吸着した状態（第１の側面部２２２Ａ及び開口端２２２Ｂが吸盤として機能している状態）となり、計側面１０Ａに対する集音装置２０Ｂの位置を固定することができる。すなわち、集音装置２０Ｂを計側面１０Ａに対してより安定して設置することができる。また、集音時に作業者が集音装置２０Ｂを手で保持する必要がなくなるため、作業性が改善される。
【００４４】
（第３の例）
図５は、第３の例に係る集音装置２０Ｃの構成を示す図である。図５（ａ）は、マイクの集音機能を有する部分（集音面）の中心を通り且つ当該集音面と垂直となる平面で切った集音装置２０Ｃの断面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）の集音装置２０Ｃを図の左側から見た際の集音装置２０Ｃの形状を示す図である。図５に示すように、集音装置２０Ｃでは、第１の側面部２２２Ａは、マイク支持部２２１とほぼ同一の大きさの径を有し、マイク支持部２２１の開口部２２１Ａと接続される円筒形状の部材として形成される。また、集音装置２０Ｃは、第２の例に係る集音装置２０Ｂにおける第１の側面部２２２Ａと同一の構成を、第２の側面部２２３Ａとして備える。すなわち、集音装置２０Ｃでは、第１の側面部２２２Ａが第２の側面部２２３Ａの内側に囲まれるように形成される（図５（ｂ）参照）。
【００４５】
ここで、第１の側面部２２２Ａの開口端２２２Ｂと、第２の側面部２２３Ａの端部２２３Ｂとは、これらを計測対象の冷凍機１０の計側面１０Ａに接触した状態で、同時に計側面１０Ａと接触（密着）する形状、即ちこれらの部分が計側面１０Ａの形状に沿う形状とされる。これにより、開口端２２２Ｂ及び端部２２３Ｂが計測対象の冷凍機１０の計側面１０Ａに接触した状態で、少なくとも第１の側面部２２２Ａと第２の側面部２２３Ａと計側面１０Ａとで囲まれる第２の閉空間Ｓ３が形成される。第２の側面部２２３Ａが上記一方の端部２２３Ｂとは異なる端部においてマイク支持部２２１と接続している場合には、第２の閉空間Ｓ３は、マイク支持部２２１によっても囲まれる。
【００４６】
また、第２の側面部２２３Ａ及び一方の端部２２３Ｂは、吸盤としての機能を発揮するように構成される。第２の側面部２２３Ａ及び端部２２３Ｂの具体的な構成は、上述の第２の例に係る集音装置２０Ｂの第１の側面部２２２Ａ及び開口端２２２Ｂの構成と同様であるため、説明を省略する。
【００４７】
次に、第２の側面部２２３Ａ及び端部２２３Ｂが上記のような構成とされることで、吸盤としての機能を発揮する仕組みについて概説する。遮音部２２２の開口端２２２Ｂを計測対象の冷凍機１０の計側面１０Ａに接触させて冷凍機１０の動作音を集音する際に、第２の側面部２２３Ａが第２の閉空間Ｓ３側に押し込まれる（例えば人の手により押し込まれる）と、第２の側面部２２３Ａには、元の状態に戻ろうとする反発力（弾性力）が、第２の閉空間Ｓ３から第２の側面部２２３Ａの周囲の外部空間Ｓ１への方向に生じる。この反発力により、第２の閉空間Ｓ３の空気量が一定のまま第２の側面部２２３Ａが外部空間Ｓ１側に膨らみ、第２の閉空間Ｓ３の容積が増加するため、第２の閉空間Ｓ３内は減圧される。そして、第２の閉空間Ｓ３内の圧力Ｐ３と外部空間Ｓ１の圧力（大気圧）との間に気圧差（Ｐ１−Ｐ３（Ｐ１＞Ｐ３））が生じ、当該気圧差により第２の側面部２２３Ａを外部空間Ｓ１側から第２の閉空間Ｓ３側に押し込む力（押し込み力）が生じる。
【００４８】
このように生じた反発力と押し込み力とがつりあった状態となることにより、第２の側面部２２３Ａ及び端部２２３Ｂが計側面１０Ａに対して吸着した状態（第２の側面部２２３Ａ及び端部２２３Ｂが吸盤として機能している状態）となり、計側面１０Ａに対する集音装置２０Ｃの位置を固定することができる。さらにこの状態において、第１の閉空間Ｓ２の圧力は減圧されずに維持される。したがって、集音装置２０Ｃを計側面１０Ａに対してより安定して設置することができると共に、マイク２１による集音の感度が第１の閉空間Ｓ２内の圧力が減圧されることによって低下することを抑制できる。また、第２の例に係る集音装置２０Ｂと同様に、集音時に作業者が集音装置２０Ｃを手で保持する必要がなくなるため、作業性が改善される。
【００４９】
（第４の例）
図６は、第４の例に係る集音装置２０Ｄの構成を示す図である。以下、集音装置２０Ｄについて集音装置２０Ａと主に相違する点について説明する。集音装置２０Ｄでは、マイク２１は、計測対象の冷凍機１０の計側面１０Ａに設けられたコード情報Ｃを光学的に読み取り、読み取った結果に応じた出力を行うコード読み取り手段を有する。ここで、コード情報Ｃは、例えばバーコード等の１次元コード及び２次元コード等である。コード情報Ｃは、例えばこれらの１次元コード及び２次元コード等が印刷されたステッカー等により実現され、例えば冷凍機１０の計測に適した計側面１０Ａの位置に予め貼付されている。コード読み取り手段は、例えば１次元コードリーダ及び２次元コードリーダ等の光学式コードリーダである。コード読み取り手段は、例えばマイク２１の集音機能を有する集音部分２１Ａ（集音面）等に設けられる小型式の光学式コードリーダにより実現される。コード読み取り手段による出力内容及び出力先等については、以下に、具体例により説明する。
【００５０】
集音装置２０Ｄでは、コード読み取り手段は、例えばコード情報Ｃを適切に読み取れているか否かを示す情報（例えば、適切に読み取れている場合には「１」を出力し、適切に読み取れていない場合には「０」を出力する１ビットのフラグ情報等）を後述する冷凍機状態判定装置３０に出力する。冷凍機状態判定装置３０は、コード読み取り手段から取得したフラグ情報に基づいて、例えば冷凍機状態判定装置３０に設けられた液晶モニタ等に出力結果を表示する（例えば、フラグ情報が「１」の場合には「読み取り位置：ＯＫ」等のテキストを表示する）。これにより、集音装置２０Ｄの設置を行う作業員は、液晶モニタに表示された情報を見ながら、集音装置２０Ｄの計測位置を適切に決定することができるため、繰り返し計測（集音）を行う際の計測位置の違いによる影響の誤差をなくすことができる。すなわち、毎回の計測において同一個所で正確に測定（集音）することができる。
【００５１】
また、集音装置２０Ｄに、例えばランプを点灯させる装置及び音声を出力する装置等（不図示）を設けて、コード読み取り手段は、これらの装置に上述のフラグ情報を出力するようにしてもよい。このようにすることで、上記装置等によって、フラグ情報に応じたランプ（例えばフラグ情報が「１」の場合には青色、「０」の場合には赤色）を点灯させたり、フラグ情報に応じた音声（例えばフラグ情報が「０」の場合には「位置が合っていません。」という音声）を出力させたりすることができる。このような方法によっても、作業員は、集音装置２０Ｄの計測位置を適切に決定することができ、冷凍機状態判定装置３０に設けられた液晶モニタ等に出力結果を表示する場合と同様の効果を得ることができる。
【００５２】
また、コード情報Ｃには、計測対象の冷凍機１０の機器情報（例えば識別情報等）を格納しておくことも可能である。この場合、コード読み取り手段が当該情報を読み取り、当該情報を集音装置２０Ｄにより集音された動作音のデータ（計測データ）を記録管理する装置等に出力することで、当該装置が計測データと機器情報とを関連付けて記録することが可能となる。これにより、計測データを整理して記録する処理を自動化でき、計測データの整理作業を容易とすることができる。
【００５３】
なお、このように計測対象の冷凍機１０に貼付されているコード情報を読み取って機器情報等を取得する方法は、必ずしも集音装置２０Ｄのコード読み取り手段によって行う必要はない。例えば、冷凍機状態判定装置３０に接続されたカメラ及びカメラ機能を有する携帯電話等によって行っても、同様の効果を得ることができる。
【００５４】
以上述べたような集音装置２０は、高い遮音性を有する構造となっており、判定対象の冷凍機１０に密着させることにより冷凍機１０の動作音を精度良く集音することができる。
【００５５】
冷凍機状態判定装置３０は、図１に示すように、音響信号取得部３１と、音響特徴データ抽出部３２と、教師データ保持部３３と、状態判定部３４と、判定結果出力部３５と、を備えている。
【００５６】
まず、冷凍機状態判定装置３０のハードウェア構成の一例について説明する。冷凍機状態判定装置３０は、オペレーティングシステムやアプリケーションプログラムなどを実行するＣＰＵと、ＲＯＭ及びＲＡＭで構成される主記憶部と、ハードディスクメモリなどで構成される補助記憶部と、データ通信を行う通信制御部と、液晶モニタなどで構成される出力部と、入力デバイスであるキーボード及びマウス等で構成される操作部と、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤなどの記録媒体を読み取る記録媒体読取部とを備える。
【００５７】
図１に示す冷凍機状態判定装置３０の各機能は、ＣＰＵの制御の下で、主記憶部に所定のソフトウェアプログラムを読み込ませて実行することにより実現される。その際、ＣＰＵは、ソフトウェアプログラムの処理手順に従い、主記憶部及び補助記憶部におけるデータの読み出し及び書き込み動作を制御し、操作部、出力部及び通信制御部の動作を制御する。
【００５８】
続いて、冷凍機状態判定装置３０の各機能について説明する。音響信号取得部３１は、冷凍機１０の動作音の信号の大きさの時系列データである音響信号を取得する音響信号取得手段である。音響信号取得部３１は、例えば集音装置２０からの入力により音響信号を得ることができる。この音響信号は、上述の通り、集音装置２０が冷凍機１０の動作音（アナログ信号）を所定のサンプリングレート及び量子化ビット数でデジタル化（標本化及び量子化）することにより取得したデジタル信号である。したがって、音響信号の「信号の大きさ」は、冷凍機１０の動作音の信号の大きさ（振幅）を量子化ビット数に応じて量子化することにより得られた段階的（離散的）な値（量子数）で示される。図７に、音響信号取得部３１が取得する音響信号の例を示す。図７において、横軸は時間（秒）、縦軸は信号の大きさ（量子数）を示す。音響信号取得部３１は、取得した音響信号を音響特徴データ抽出部３２に出力する。
【００５９】
音響特徴データ抽出部３２は、音響信号取得部３１から音響信号を取得し、当該音響信号から予め定められた特定の周波数成分の信号強度の時系列データである音響特徴データを抽出する音響特徴データ抽出手段である。音響特徴データは、音響信号の特定の周波数成分についての音響の特徴（信号強度の時間変化の特徴）を示すものである。ここで、音響特徴データの抽出対象とする特定の周波数は、例えば、具体的に判定したい冷凍機１０の状態に応じて予め定められる。例えば、シールリング１６の摩耗により生じる冷媒の漏れ量（リーク量）を判定したい場合には、冷媒の漏えい音（リーク音）の音響の特徴において各状態間で差異が生じやすい周波数を特定の周波数として予め定めておくことができる。また、例えば、ベアリング１４の摩耗度を判定したい場合には、摩耗したベアリング１４から生じる音響の特徴において各状態間で差異が生じやすい周波数を特定の周波数として予め定めておくことができる。
【００６０】
具体的には、音響特徴データ抽出部３２は、音響信号取得部３１から入力された音響信号を入力として、例えば短時間フーリエ変換（Ｓｈｏｒｔ−ｔｉｍｅ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）及び連続ウェーブレット変換（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅｌｅｔ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）等による解析を行うことにより、予め定められた周波数成分に対する音響特徴データを抽出する。
【００６１】
図９は、連続ウェーブレット変換の数値計算の概要を示す図である。図８を用いて、音響特徴データ抽出部３２が数値計算によって連続ウェーブレット変換を行う場合の流れについて概説する。音響特徴データ抽出部３２は、例えば高速フーリエ変換（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）等の計算アルゴリズムを用いて、予め設定されたサンプリング周波数（例えば１２８Ｈｚ）で取得された解析信号（音響信号）をフーリエ変換する。これにより、例えば図９に示すような周波数成分毎の信号強度を示す情報（周波数特性）を得る。図９において、横軸は周波数（Ｈｚ）、縦軸は信号強度（デシベル：ｄＢ）を示す。このように、フーリエ変換によって、時間領域情報（時間に対する音響信号の大きさを示す情報）から周波数特性が得られるが、時間情報は失われてしまうため、特定の周波数成分の信号強度の時間変化の情報を得ることはできない。
【００６２】
そこで、音響特徴データ抽出部３２は、冷凍機状態判定装置３０に予め記憶された基本ウェーブレット（例えばモルレーウェーブレット等）のスケール（時間軸方向の幅）を特定の大きさに設定して、フーリエ変換により得られた周波数特性と、基本ウェーブレットの周波数特性との一致度を検出（畳み込みを計算）する。なお、基本ウェーブレットのスケールの設定は、具体的には、ウェーブレットを表現するウェーブレット関数におけるスケールに関するパラメータ（スケール値）を設定することにより行うことができる。ここで、スケール値が１の場合のウェーブレットが基本ウェーブレットである。スケール値を１より大きく設定する（例えば「３２」等に設定する）ことで基本ウェーブレットのスケールを拡大することができ、１より小さく設定することで基本ウェーブレットのスケールを縮小することができる。
【００６３】
上記処理により、フーリエ変換によって得られた周波数特性から、基本ウェーブレットのスケールに対応した周波数成分のみの周波数特性を示す情報を抽出することができる。即ち、基本ウェーブレットのスケールに対応した周波数成分以外の周波数特性を示す情報を除去（フィルタリング）できる。続いて、音響特徴データ抽出部３２は、このように抽出された周波数特性を示す情報に対して逆フーリエ変換を行い、時間領域情報に戻すことによって、基本ウェーブレットのスケールに対応する周波数成分（特定の周波数）についての信号強度の時系列データを得ることができる。
【００６４】
図１０は、連続ウェーブレット変換によって得られる情報を示す概念図である。また、図１１は、連続ウェーブレット変換による解析結果として抽出される特定の周波数成分の信号強度の時系列データを示す図である。上述のように、フーリエ変換により図９に示すような周波数特性を求めただけでは、特定の周波数成分の信号強度の時間変化を示す情報は得られない。これに対して、音響特徴データ抽出部３２は、上述のように基本ウェーブレットのスケールを任意の大きさに設定することで、図１０に示すように任意の周波数成分の信号強度の時間変化を示す情報を得ることができる。即ち、音響特徴データ抽出部３２は、基本ウェーブレットのスケールを特定の大きさに設定して上述の解析を行うことにより、図１１に示すような特定の周波数成分の信号強度の時系列データ（音響特徴データ）を抽出することができる。
【００６５】
ここで、音響特徴データ抽出部３２は、音響特徴データの信号強度について時間軸方向に移動平均処理を行ってもよい。移動平均処理とは、例えば、ある計測時刻ｔ１における信号強度の値を、当該計測時刻ｔ１から所定時間範囲内における所定数（例えば１０００個）の音響特徴データの信号強度の平均値に置き換える処理である。このような処理を行うことにより、音響特徴データからノイズ（音響特徴データが示す波形が細かく変化するギザギザ形状）を除去し、音響特徴データの本質的な特徴を示す概形を得ることができる。これにより、後述する状態判定部３４による判定の精度を向上させることが期待できる。
【００６６】
ここで、冷凍機１０は、冷凍サイクルを予め決定された周期（図１１に示す周期Ｔ）で繰り返す。したがって、音響特徴データの波形は、周期Ｔ毎に、互いに類似する波形（波形Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）が繰り返される形状になるものと想定される。そこで、音響特徴データ抽出部３２は、予め音響特徴データ抽出部３２に設定された周期Ｔに基づいて音響特徴データを加工してもよい。例えば、音響特徴データ抽出部３２は、周期Ｔの間隔で音響特徴データを区切り、このようにして区切られた音響特徴データの各波形（図１１に示す波形Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）の平均波形を状態判定部３４による判定対象の音響特徴データとしてもよい。これにより、状態判定部３４は、上記の平均波形（即ち、外乱の影響が低減された、冷凍サイクル１周期分における平均的な音響特徴データ）に基づいてより精度高く判定処理を行うことができる。
【００６７】
なお、音響信号取得部３１が複数回に分けて取得した各音響信号から、音響特徴データ抽出部３２が音響特徴データを抽出する場合において、抽出された複数の音響特徴データから上記のような１つの平均波形を判定対象の音響データとして得たい場合がある。その場合、各音響特徴データにおける区切り位置は、冷凍サイクルにおいて同一の動作が行われるタイミングに合わせなければ正しい平均波形を得ることができない。そこで、このような場合に、音響特徴データ抽出部３２が音響特徴データを適切な区切り位置で区切る方法の一例を以下に示す。
【００６８】
図１２の例では、周期Ｔで区切った各周期において、音響特徴データ中に、パルス的な音響成分（他の波形部分と比較して信号強度が急峻な変化をする波形部分）であるパルス部分Ｐ１，Ｐ２と、パルス部分Ｐ１とパルス部分Ｐ２との間に形成される非パルス部分とが、繰り返し現れている。ここで、例えば冷凍サイクルにおける冷媒のシリンダ１９への吸気工程及び冷媒のシリンダ１９からの排気工程において特徴的な音（例えば信号強度が大きい音）が発生することが事前に判明しているとする。この場合には、音響特徴データのパルス部分Ｐ１，Ｐ２が発生する計測時刻が、これらの工程に対応する時刻であると想定される。すなわち、音響特徴データ抽出部３２は、例えばＫ−平均法等の手法を用いて音響特徴データのパルス部分Ｐ１，Ｐ２等の位置を検出することにより、音響特徴データの計測時刻と冷凍サイクル中の特定動作（特定の工程）のタイミングとの対応関係を特定し、複数の音響特徴データを冷凍サイクルにおいて同一の動作が行われるタイミングで適切に区切ることができる。
【００６９】
教師データ保持部３３は、冷凍機１０の所定の状態毎に関連付けられ、音響特徴データに対応する教師データを保持する教師データ保持手段である。例えば、教師データ保持部３３は、予め故障品サンプルの動作音を計測することにより得られた計測データを冷凍機１０の各状態に対応する教師データとして保持する。より具体的には、教師データ保持部３３は、例えば、冷凍機１０において具体的に判定したい状態に応じて予め定められた特定の周波数について、冷凍サイクル１周期分の平均的な計測データ（音響特徴データ抽出部３２により抽出される音響特徴データに対応するデータ）を所定の状態（例えば正常状態、冷媒の漏れ量、及び特定の部材の摩耗度を示す状態等）毎に教師データとして保持することができる。なお、教師データ保持部３３は、計測データだけでなく、一以上の計測データに対して従来公知の計算処理を実行することで算出したデータを、冷凍機１０の所定の状態に対応する教師データとして保持してもよい。このような処理により、教師データ保持部３３は、実際の計測数（即ち計測データの数）よりも多くの教師データを保持することができる。
【００７０】
図１３は、冷凍機１０のシールリング１６の摩耗により生じた冷媒の漏れ（リーク）の度合い（正常（リークなし）、リーク小、リーク中、リーク大）に応じた状態毎の、特定の周波数（周波数Ａ、周波数Ｂ、周波数Ｃ）における冷凍サイクル１周期分の平均的な計測データを示す。ここで、上記特定の周波数は、シールリング１６の摩耗により生じた冷媒の漏れ（リーク）の度合いを判定するのに適した周波数（即ち、各状態間で音響の特徴に差異が生じやすい周波数）として、予め定められた周波数の例である。いずれの計測データも、横軸は時間を示し、縦軸は信号強度を示す。教師データ保持部３３は、例えば図１３に示す１２個の計測データを、冷凍機１０のシールリング１６の摩耗により生じた冷媒の漏れ（リーク）に関する状態を判定するための教師データとして保持することができる。
【００７１】
状態判定部３４は、音響特徴データに基づいて冷凍機１０の状態を判定する状態判定手段である。例えばシールリング１６の摩耗状態を判定する場合には、状態判定部３４は、シールリング１６の摩耗状態の判定に適した周波数として予め定められた特定の周波数についての音響特徴データを音響特徴データ抽出部３２から取得する。また、状態判定部３４は、教師データ保持部３３から、当該特定の周波数及び各状態に関連付けられた一以上の教師データを取得する。状態判定部３４は、このようにして取得した音響特徴データと教師データとを比較することにより、音響特徴データが示す冷凍機１０の状態を判定する。
【００７２】
状態判定部３４による判定について、図１３を用いて具体的に説明する。状態判定部３４は、例えば周波数Ａについての音響特徴データと、図１３の最上段に示す４つの教師データ（周波数Ａに対応する各状態に関連付けられた教師データ）のそれぞれとを比較する。ここで、状態判定部３４は、例えば、Ｋ−平均法、ＥＭアルゴリズム、マハラノビス距離等を用いた従来のクラスタリング解析手法を用いることにより、音響特徴データと教師データとの比較を行うことができる。状態判定部３４は、このような比較により、音響特徴データと最も近い教師データ（音響特徴データが所属する教師データ）を算出する。状態判定部３４は、このようにして算出された最も近い教師データに関連付けられた状態を冷凍機１０の状態であると判定する。
【００７３】
状態判定部３４は、複数の周波数（上記例の場合は、周波数Ａだけでなく、周波数Ｂ及び周波数Ｃを含む３つの周波数）のそれぞれについて、上述の判定を実施することにより、判定精度を向上させることができる。例えば、状態判定部３４は、各周波数について音響特徴データと教師データとの比較を行うことで冷凍機１０の状態を判定し、最も多く判定された状態を冷凍機１０の状態であると判定することができる。例えば上記例において、周波数Ａ、周波数Ｂ、及び周波数Ｃについての判定結果が「リーク小」、「正常」、及び「正常」であった場合には、状態判定部３４は、最も多く判定された「正常」を冷凍機１０の状態であると判定する。
【００７４】
また、状態判定部３４は、上述のクラスタリング解析を行う際には、例えば音響特徴データにおいて冷媒の吸気又は排気を開始した際（吸気と排気の切替時）に現れやすいパルス部分（図１１に示すＰ１，Ｐ２参照）とそれ以外（冷媒の吸気及び排気の切替の間）のときに現れやすい非パルス部分とを判別し、それぞれについて個別に判定してもよい。具体的には、状態判定部３４は、例えば上述のＫ−平均法等の手法を用いて音響特徴データのパルス部分の位置を検出し、パルス部分を形成する一定幅を持つ時間範囲と非パルス部分を形成する時間範囲とを特定する。そして、例えば冷凍機１０の各状態間でパルス部分の形状（例えば、信号強度の変化の割合、及び信号強度の最大値等）に差異が生じやすいことが予め判明している場合には、状態判定部３４は、パルス部分の時間範囲についてのみ、音響特徴データと教師データとを比較することができる。それとは逆に、冷凍機１０の各状態間で非パルス部分の形状（例えば、信号強度の振幅回数、及び信号強度の平均値等）に差異が生じやすいことが予め判明している場合には、状態判定部３４は、非パルス部分の時間範囲についてのみ、音響特徴データと教師データとを比較することができる。これにより、状態判定部３４は、状態間で差異が生じやすい部分に着目して冷凍機１０の状態をより精度よく判定することができる。なお、ある特定の周波数について、冷凍機１０の各状態間でパルス部分及び非パルス部分のいずれに音響特徴データの差異が生じやすいかについては、例えば予め教師データ保持部３３が保持している教師データを参照すること等により推定することができる。
【００７５】
状態判定部３４は、上記のように判定した冷凍機１０の状態を示す情報（状態判定結果）を判定結果出力部３５に出力する。
【００７６】
判定結果出力部３５は、状態判定部３４から状態判定結果を取得し、当該状態判定結果を出力する判定結果出力手段である。判定結果出力部３５は、例えば冷凍機状態判定装置３０が備える液晶モニタなどで構成される出力部に状態判定結果を出力する。
【００７７】
次に、図１４を用いて、冷凍機状態判定装置３０を含む冷凍機状態判定システム１の動作（冷凍機状態判定方法）を説明する。
【００７８】
まず、集音装置２０は、アナログ信号である冷凍機１０の動作音を集音し、集音した動作音をデジタル信号に変換することで、音響信号をデジタル信号として取得する（ステップＳ１）。次に、音響信号取得部３１は、集音装置２０から音響信号（冷凍機１０の動作音の信号の大きさの時系列データ）を取得する（ステップＳ２、音響信号取得ステップ）。次に、音響特徴データ抽出部３２は、音響信号取得部３１から音響信号を取得し、具体的に判定したい内容（例えば冷媒の漏れ量及び特定の部材の摩耗度を示す状態等）に応じて予め定められた周波数成分の信号強度の時系列データ（音響特徴データ）を、例えば短時間フーリエ変換及び連続ウェーブレット変換等の解析を行うことにより、上記音響信号から抽出する（ステップＳ３、音響特徴データ抽出ステップ）。
【００７９】
続いて、状態判定部３４は、音響特徴データ抽出部３２から音響特徴データを取得し、当該音響特徴データに基づいて冷凍機１０の状態を判定する（ステップＳ４、状態判定ステップ）。状態判定部３４は、例えば従来のクラスタリング解析手法等により、上記音響特徴データと、教師データ保持部３３が予め保持する教師データとを比較することによって、冷凍機１０の状態を判定し、状態判定結果を判定結果出力部３５に出力する。最後に、判定結果出力部３５が、状態判定部３４から状態判定結果を取得し、例えば冷凍機状態判定装置３０が備える液晶モニタなどで構成される出力部に当該状態判定結果を出力する（ステップＳ５、判定結果出力ステップ）。
【００８０】
以上のように、本実施形態に係る冷凍機状態判定装置３０では、音響信号取得部３１が冷凍機１０の動作音の信号の大きさの時系列データ（音響信号）を取得し、音響特徴データ抽出部３２が当該音響信号から予め定められた周波数成分の信号強度の時系列データ（音響特徴データ）を抽出し、状態判定部３４が当該音響特徴データに基づいて冷凍機の状態を判定する。これにより、冷凍機状態判定装置３０は、予め定められた周波数成分の信号強度の時間変化の特徴（音響の特徴）を抽出し、当該音響の特徴に基づいて冷凍機１０の状態をより高い精度で判定することができる。また、冷凍機状態判定装置３０では、冷凍機１０の動作音を解析することにより、専用の振動センサ（加速度ピックアップ）を用いることなく、安価かつ容易に冷凍機１０の状態を判定することができる。
【００８１】
また、音響特徴データ抽出部３２は、短時間フーリエ変換又は連続ウェーブレット変換により音響特徴データを抽出することができる。これにより、冷凍機状態判定装置３０は、コンピュータ上で具体的に実行可能な計算アルゴリズムを用いて、音響特徴データを現実的な計算時間で且つ容易に抽出することができる。
【００８２】
また、音響特徴データ抽出部３２は、例えば冷凍サイクル１回分にかかる時間（周期Ｔ）を予め決定された周期とし、当該周期に基づいて複数周期分の音響特徴データの平均を求める（音響特徴データを加工する）ことができる。そして、状態判定部３４は、音響特徴データ抽出部３２により加工された後の音響特徴データに基づいて冷凍機１０の状態を判定することができる。これにより、冷凍機状態判定装置３０は、外乱の影響を低減して冷凍機１０の状態をより精度よく判定することができる。
【００８３】
また、冷凍機状態判定装置３０は、冷凍機１０の所定の状態毎に関連付けられ、音響特徴データに対応する教師データを保持する教師データ保持部３３を備える。そして、状態判定部３４は、音響特徴データ抽出部３２により抽出された音響特徴データと、教師データ保持部３３が保持する当該音響特徴データに対応する教師データとを比較することにより、冷凍機１０の状態を判定することができる。これにより、冷凍機状態判定装置３０は、容易かつより精度よく冷凍機の状態を判定することができる。
【００８４】
また、状態判定部３４は、音響特徴データにおいて、信号強度がパルス的に増加するパルス部分と当該パルス部分以外の非パルス部分とを判別し、当該パルス部分又は当該非パルス部分に基づいて冷凍機１０の状態を判定することができる。これにより、冷凍機状態判定装置３０は、パルス部分及び非パルス部分のうち冷凍機１０の状態によって音響の特徴の差異が生じやすい箇所に基づいてより精度よく冷凍機１０の状態を判定することができる。
【００８５】
以下、冷凍機状態判定装置３０による具体的な効果について補足する。従来、作業員が冷凍機１０の異常動作及び異常動作音等に気づいて、冷凍機１０の稼働を停止し、冷凍機１０を分解して冷凍機１０内部の状態を確認して初めて冷凍機１０の故障を発見することができた。その後、作業員は、冷凍機１０の稼働を停止し、業者に交換部材等を発注し、交換部材が届いたら部材の交換を行い、冷凍機１０を再稼働するという流れになっていた。一方、冷凍機状態判定装置３０は、冷凍機１０を分解することなく、機器外部から集音した冷凍機１０の動作音を解析することで冷凍機１０内部での劣化及び故障等を判定することができる。すなわち、本実施形態に係る冷凍機状態判定装置３０によれば、冷凍機１０の稼働停止及び分解を行うことなく、冷凍機１０の部材の経年劣化等の状況を判定することができる。したがって、冷凍機状態判定装置３０を用いて冷凍機１０の状態を定期的に診断（判定）することにより、当該診断結果に基づいて交換修理の計画立案を行ったり、冷凍機１０が本格的に故障する前に予め交換等のメンテナンスを行ったりすることが可能となる。また、これにより、冷凍機１０が重大な故障等により突発的に稼働停止してしまい、再稼働までの時間が長期化してしまうことを防ぐことも可能となる。
【００８６】
次に、図１５〜図１９を用いて、第２実施形態に係る冷凍機状態判定装置４０について説明する。図１５は、第２実施形態に係る冷凍機状態判定装置４０の構成図である。図１５に示すように、本実施形態に係る冷凍機状態判定装置４０は、音響信号取得部４１と、音響特徴データ抽出部４２と、教師データ保持部４３と、状態判定部４４と、判定結果出力部４５と、判定結果保持部４６と、変動幅算出部４７と、第２状態判定部４８と、第２判定結果出力部４９とを備える。音響信号取得部４１、音響特徴データ抽出部４２、教師データ保持部４３、状態判定部４４、及び判定結果出力部４５の基本的な構成は、第１実施形態に係る冷凍機状態判定装置３０の音響信号取得部３１、音響特徴データ抽出部３２、教師データ保持部３３、状態判定部３４、及び判定結果出力部３５と同様である。
【００８７】
判定結果出力部４５は、状態判定結果として、冷凍機１０の第１の状態を示す数値を出力する。ここでは一例として、判定結果出力部４５は、冷凍機１０のシールリング１６の摩耗による冷媒漏れ量を示す数値（例えば冷媒漏れ量の多さを示すレベル）を第１の状態を示す数値として出力するものとする。また、このために、教師データ保持部４３は、冷媒漏れ量の各レベルに対応する教師データを複数保持している。状態判定部４４は、音響特徴データ抽出部４２により抽出された各時刻の音響特徴データについて、当該音響特徴データと最も近い教師データに関連付けられた状態（冷媒漏れ量）を第１の状態であると判定する。なお、状態判定部４４は、上記以外の方法（例えば教師データとの近似度に基づく計算等）により、第１の状態を示す数値を得ても良い。ここで、各時刻の音響特徴データとは、当該時刻を含む所定期間（例えば、当該時刻よりも予め設定された所定時間前から当該時刻までの期間）において音響信号取得部４１により取得された音響信号から、音響特徴データ抽出部４２によって抽出された音響特徴データを意味する。状態判定部４４は、予め定めた時間間隔（サンプリング周期）で上記判定を繰り返し実行することで、複数の時刻における冷媒漏れ量（第１の状態）を示す数値を得る。状態判定部４４により判定された各時刻における冷媒漏れ量を示す数値は、状態判定結果出力部４５によって判定結果保持部４６に出力される。判定結果保持部４６は、長期間（例えば数ヶ月から数年）の各時刻における冷媒漏れ量を示す数値を保持する判定結果保持手段である。
【００８８】
判定結果保持部４６に保持された長期間の冷媒漏れ量を観察することで、冷媒漏れ量の時間的な変化の傾向を知ることが可能となる。具体的には、図１６及び図１７に示すような冷媒漏れ量の時間変化を示すグラフが得られる。図１６及び図１７において、横軸は時間（ｈｒ）を示し、縦軸は冷媒漏れ量のレベルを示している。ここで、冷媒漏れ量のレベルが大きいほど冷媒漏れ量が多いことを示している。図１６は、サンプリング周期を１０００時間（ｈｒ）としたグラフであり、図１７は、サンプリング周期を１００時間（ｈｒ）としたグラフである。図１６及び図１７においては、４００００時間でグラフが途切れている。これは、シールリング１６が４００００時間で寿命に達したことを示している。図１６及び図１７に示すように、長期的な時間経過において冷媒の漏れ量を観察すると、シールリング１６の摩耗により冷媒漏れ量が増加していくといった傾向を知ることができる。
【００８９】
変動幅算出部４７は、判定結果出力部４５により出力された複数の時刻における冷媒漏れ量（第１の状態）を示す数値に基づいて、予め定めた時間幅における冷媒漏れ量を示す数値の最小値と最大値との差を示す変動幅を算出する変動幅算出手段である。ここで、変動幅算出部４７は、複数の時刻における冷媒漏れ量を示す数値間の差を変動幅として算出する必要があるため、予め定めた時間幅は、少なくともサンプリング周期よりは大きくとる必要がある。例えば、サンプリング周期が１０００時間である図６の例では、時間幅は数千時間程度とされる。変動幅算出部４７は、判定結果保持部４６に保持された複数の時刻における冷媒漏れ量を示す数値を参照することで、各時刻における変動幅を算出する。
【００９０】
図１６に、変動幅算出部４７により算出される各時刻における変動幅の例を示す。図１６に示すように、変動幅算出部４７は、各時刻を中心とする時間幅（予め定めた時間幅）ｗにおける冷媒漏れ量を示す数値の最小値と最大値との差を示す変動幅を、各時刻における変動幅として算出する。図１６において、変動幅ｄ１は、１００００時間における変動幅であり、変動幅ｄ２は、３５０００時間における変動幅である。ただし、各時刻における変動幅の算出方法は、上記方法に限定されない。例えば、ある時刻を始点として当該時刻から時間幅ｗ経過後までの範囲における変動幅を、当該時刻における変動幅としてもよい。それとは逆に、ある時刻を終点として当該時刻よりも時間幅ｗ経過前から当該時刻までの範囲における変動幅を、当該時刻における変動幅としてもよい。また、時間幅ｗの大きさは、音響信号のサンプリング周期や観察期間の長さ等に応じて適宜設定することができる。横軸を時間（ｈｒ）、縦軸を冷媒漏れ量の変動幅とする平面上に、変動幅算出部４７により算出された各時刻における変動幅をプロットすることで、図１８に示すような冷媒漏れ量の変動幅の推移を示すグラフが得られる。
【００９１】
第２状態判定部４８は、変動幅算出部４７により算出された各時刻における変動幅に基づいて冷凍機１０の第２の状態を判定する第２状態判定手段である。第２の状態は、第１の状態とは異なる観点における冷凍機１０の状態を示すものである。本実施形態では、図１８に示すように、シールリング１６の寿命末期において、冷媒漏れ量が不安定に大きく変動する挙動を示している。即ち、シールリング１６の寿命末期において、冷媒漏れ量の変動幅が大きくなっている。従って、この変動幅により、シールリング１６が寿命末期に達したか否かを判定することができる。ここで、冷凍機１０のメーカが提供する情報あるいは予め行われた実験結果等により、シールリング１６の摩耗部分からの冷媒漏れ量の時間変化がこのような挙動を示すことが予めわかっている場合を考える。このような場合、第２状態判定部４８は、各時刻において、例えば冷媒漏れ量の変動幅と予め記憶した所定のしきい値とを比較する。そして、第２状態判定部４８は、冷媒漏れ量の変動幅が所定のしきい値以上であるか否かを判定することで、シールリング１６が寿命末期に達したか否かを判定することができる。
【００９２】
具体的には、第２状態判定部４８は、例えば冷媒漏れ量の変動幅が所定のしきい値以上であると判定した場合には、シールリング１６が寿命末期であると判定する。一方、第２状態判定部４８は、例えば冷媒漏れ量の変動幅が所定のしきい値以上でないと判定した場合には、シールリング１６は寿命末期でないと判定する。図１８において、例えば所定のしきい値を「２．５」とした場合には、第２状態判定部４８は、およそ３００００時間でシールリング１６が寿命末期に達したと判定する。ここで、所定のしきい値は、冷凍機１０の機種特性等に応じて適宜設定することができる。
【００９３】
第２状態判定部４８は、シールリング１６が寿命末期に達したか否かを示す情報を、冷凍機１０の第２の状態を示す情報として第２判定結果出力部４９に出力する。第２判定結果出力部４９は、第２状態判定部４８から第２の状態を示す情報を取得し、当該第２の状態を示す情報を出力する第２判定結果出力手段である。第２判定結果出力部４９は、例えば冷凍機状態判定装置４０が備える液晶モニタなどで構成される出力部に第２の状態を示す情報を出力する。
【００９４】
次に、図１９を用いて、冷凍機状態判定装置４０の動作を説明する。ただし、音響信号取得部４１、音響特徴データ抽出部４２、状態判定部４４、及び判定結果出力部４５の処理については、図１４に示した第１実施形態に係る冷凍機状態判定装置３０の動作と同様である。従って、以下では、判定結果保持部４６、変動幅算出部４７、第２状態判定部４８、及び第２判定結果出力部４９の動作について主に説明する。
【００９５】
判定結果出力部４５により出力された複数の時刻における冷凍機１０の第１の状態（ここでは一例として、冷媒漏れ量）を示す数値は、判定結果保持部４６に保持される（ステップＳ１１）。変動幅算出部４７によって、判定結果保持部４６に保持された複数の時刻における冷媒漏れ量を示す数値が参照され、各時刻における冷媒漏れ量の変動幅が算出される（ステップＳ１２）。続いて、第２状態判定部４８によって、変動幅算出部４７により算出された各時刻における冷媒漏れ量の変動幅に基づいて冷凍機１０の第２の状態（ここでは一例として、シールリング１６が寿命末期に達したか否か）が判定される（ステップＳ１３）。例えば、第２状態判定部４８は、各時刻における冷媒漏れ量の変動幅が所定のしきい値以上であるか否かに基づいて、シールリング１６が寿命末期に達した否かを判定する。第２状態判定部４８により判定されたシールリング１６が寿命末期に達したか否かを示す情報（第２の状態を示す情報）は、第２判定結果出力部４９により出力される（ステップＳ１４）。
【００９６】
第２実施形態に係る冷凍機状態判定装置４０によれば、複数の時刻における冷媒漏れ量（第１の状態）を示す数値に基づいて、冷媒漏れ量の時間変化の傾向を知ることが可能となる。また、各時刻における冷媒漏れ量の変動幅を算出することで、変動幅の時間変化の傾向を知ることも可能となる。そして、このような変動幅の時間変化の傾向に基づいて、シールリング１６が寿命末期か否か（第２の状態）を判定することができる。このように、状態判定部４４により判定された冷凍機１０の第１の状態の時間変化を判断要素とすることで、より詳細な冷凍機１０の第２の状態を判定及び出力することができる。
【００９７】
また、本実施形態では、シールリング１６の摩耗による冷媒漏れ量が、シールリング１６の寿命末期において不安定に大きく変動する挙動を示す場合について説明した。しかし、冷媒漏れ量がどのような挙動を示すかは、冷凍機１０の機種特性により異なり得る。従って、第２状態判定部４８による判定方法は、冷凍機１０の機種特性に応じて異なってもよい。例えば、シールリング１６の寿命のおよそ半分を経過した時点で冷媒漏れ量の変動幅が急激に増大し、さらにシールリング１６の寿命末期において冷媒漏れ量の変動幅が急激に増大するといったように、冷媒漏れ量の変動幅が２段階で変化する挙動を示す場合を考える。このような場合、第２状態判定部４８は、例えば冷媒漏れ量の変動幅の２回目の変化（急激な増大）を検出した際に、シールリング１６が寿命末期であると判定してもよい。第２状態判定部４８は、例えば、単位時間当たりの冷媒漏れ量の変動幅の推移の傾きを算出し、当該傾きが所定のしきい値以上である場合に冷媒漏れ量の変動幅が急激に増大したと判定することができる。
【００９８】
また、本実施形態では、第１の状態は冷媒漏れ量、第２の状態はシールリング１６が寿命末期に達したか否かを示すものであったが、第１の状態及び第２の状態は、必ずしもこれらの状態に限られない。第１の状態は、音響特徴データに基づいて数値として判定できるものであればよく、第２の状態は、第１の状態の変動幅に基づいて判定できるものであればよい。例えば、冷凍機状態判定装置は、シールリング１６以外の部材の磨耗度（第１の状態）の変動幅を算出し、当該変動幅に基づいて当該部材が寿命末期に達したか否か（第２の状態）を判定及び出力してもよい。
【００９９】
以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な変形が可能である。
【０１００】
例えば、第１実施形態及び第２実施形態では、冷凍機状態判定装置３０は、動作音を取得する手段として集音装置２０を備える構成として記載したが、冷凍機状態判定装置３０は、任意の手段により取得済みの動作音データの入力が得られれば十分であるため、必ずしも集音装置２０を備えている必要はない。
【符号の説明】
【０１０１】
１０…冷凍機、２０（２０Ａ〜２０Ｄ）…集音装置（動作音取得手段）、２１…マイク、２１Ａ…集音部分（マイクの集音機能を有する部分）、２１Ｂ…マイク胴部、２１Ｃ…マイクケーブル、２２…本体部、２２１…マイク支持部、２２１Ａ…開口部、２２２…遮音部、２２２Ａ…第１の側面部、２２２Ｂ…開口端、２２３Ａ…第２の側面部、３０，４０…冷凍機状態判定装置、３１，４１…音響信号取得部、３２，４２…音響特徴データ抽出部、３３，４３…教師データ保持部、３４，４４…状態判定部、３５，４５…判定結果出力部、４６…判定結果保持部、４７…変動幅算出部、４８…第２状態判定部、４９…第２判定結果出力部、ｄ１，ｄ２…変動幅、ｗ…時間幅（予め定めた時間幅）。
【図１】
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【図２】
2014073427.tif 000004
【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８】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2014073427.tif 000015
【図１７】
2014073427.tif 000016
【図１８】
2014073427.tif 000017
【図１９】
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【図７】
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【図９】
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【図１３】
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【国際調査報告】
2014073427.tif 000022
2014073427.tif 000023
2014073427.tif 000024
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