(57)【要約】【課題】  機械装置等の検査対象物の異常を検査対象物が発生する音または振動から検出する異常検出装置を提供する。【解決手段】  あらかじめ正常時の検査対象物から発生する音を音響信号に変換し、この音響信号から異常判定条件を得る一方、検査時に検査対象物から発生する音を検出して、正常時に検査対象物から発生する音以外の音を所定サンプリング時間毎取り込み、異常の有無を判定するように構成した異常検出装置において、音響信号から異常を検出する時、取り込んだ音響信号および異常判定時の判定条件が記憶されるように構成されている。そのため、異常検出時に記憶した音響信号および各種の判定条件を呼出し、これらから音響信号を解析した結果、外乱音が混在している時には、これを除くように判定条件を追加修正することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
あらかじめ正常時の検査対象物から発生する音または振動を電気信号に変換し、この電気信号から異常判定条件を得る一方、検査時に検査対象物から発生する音または振動を検出して、正常時に検査対象物から発生する音または振動以外の音または振動を所定時間毎取り込み、異常の有無を判定するように構成した異常検出装置において、
電気信号から異常を検出する時、取り込んだ電気信号および異常判定時の判定条件を記憶するように構成したことを特徴とする異常検出装置。
【請求項２】
あらかじめ正常時の検査対象物から発生する音または振動を電気信号に変換し、この電気信号から第１逆フィルタを構成するとともに、非定常時に検査対象物の周辺から発生する音または振動を電気信号に変換し、この電気信号から第２逆フィルタを構成する一方、検査時に検査対象物から発生する音または振動に第１逆フィルタ、第２逆フィルタをそれぞれ作用させ、正常時に検査対象物から発生する音または振動並びに非定常時に検査対象物の周辺から発生する音または振動以外の音または振動を所定時間毎取り込んで異常の有無を判定するように構成した異常検出装置において、
電気信号から異常を検出する時、取り込んだ電気信号および異常判定時の判定条件を記憶するように構成したことを特徴とする異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エア漏れ検査を行う圧力容器、回転部を備えた機械装置等の検査対象物の異常を検査対象物が発生する音または振動から検出する異常検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、機械装置等の異常の有無を異常音または異常振動から検出する方法としては、各種開発されている。その一つに検査対象物から検出した検出信号のインパルス応答等の特徴量を直接求め、あらかじめ記憶しておいた特徴量との類似性により検査対象物の異常を検出するようにした装置がある。また、他にも特開平７−４３２５９号公報に記載の異常検出装置があり、この装置は検査対象物が正常作動時に発生する音響信号をあらかじめ記憶し、この音響信号からその逆フィルタを構成しておき、検査対象物から音響信号を受信する度に、正常時の検査対象物の音、または振動を取り除き、異常時に発生する音または振動のみを検出し、この検出信号により検査対象物の異常を簡単に検出できるように構成されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−４３２５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらの異常検出装置は、その検出精度、検出時間の点でそれぞれ優れてはいるが、いずれも検査対象物から異常音が発生した場合、確実にこれを検出することができるものの、異常音の発生により検査対象物の作動を停止させ、表示部で異常表示をするに過ぎない。そのため、検出した異常音が検査対象物から発生したものか、その周辺から発生した外乱音によるものかの判別ができず、異常音すべてを検査対象物の異常と判断してしまい、時には検査対象物が正常にも拘わらず、これを分解修理してしまう等の欠点が生じている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題の解決を目的として本発明は、あらかじめ正常時の検査対象物から発生する音または振動を電気信号に変換し、この電気信号から異常判定条件を得る一方、検査時に検査対象物から発生する音または振動を検出して、正常時に検査対象物から発生する音または振動以外の音または振動を所定時間毎取り込み、異常の有無を判定するように構成した異常検出装置において、電気信号から異常を検出する時、取り込んだ電気信号および異常判定時の判定条件を記憶するように構成されている。
【０００６】
また、本発明はあらかじめ正常時の検査対象物から発生する音または振動を電気信号に変換し、この電気信号から第１逆フィルタを構成するとともに、非定常時に検査対象物の周辺から発生する音または振動を電気信号に変換し、この電気信号から第２逆フィルタを構成する一方、検査時に検査対象物から発生する音または振動に第１逆フィルタ、第２逆フィルタをそれぞれ作用させ、正常時に検査対象物から発生する音または振動並びに非定常時に検査対象物の周辺から発生する音または振動以外の音または振動を所定時間毎取り込んで異常の有無を判定するように構成した異常検出装置において、電気信号から異常を検出する時、取り込んだ電気信号および異常判定時の判定条件を記憶するように構成されている。
【発明の効果】
【０００７】
そのため、本発明によれば、いずれの場合も、電気信号から異常を検出する時、取り込んだ電気信号および異常判定時の判定条件を記憶するので、異常音または異常振動発生時にその内容を確認でき、異常音または異常振動が明らかに検査対象物から発生したものでない場合には、これを確認することができる。この場合には、記憶された判定条件を呼び出して、この異常音または異常振動を除くように判定条件がなってない時にはこの異常音を除く条件を修正、追加することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。図１において、１は検査対象物の一例である圧力容器（図示せず）のエア漏れを検出する異常検出装置であり、圧力容器が１個宛搬送される検査位置近くに配置されている。この異常検出装置１は圧力容器の内部に高圧のエアを供給できるように構成されており、しかも圧力容器の通過を阻止しない位置で圧力容器周囲にマイクロフォン２が設置されている。このマイクロフォン２にはA／D変換部３を介して信号処理部４およびこれに接続された表示部５が設けられており、圧力容器周辺の音が電気信号の一例の音響信号としてマイクロフォン２から取り込まれるように構成されている。前記信号処理部４は、Ａ／Ｄ変換部３でディジタル化された音響信号を取り込むように接続されたＣＰＵ４ａ，このＣＰＵ４ａに接続された操作部４ｂ、記憶部４ｃおよび外部記憶部４ｄ、Ａ／Ｄ変換部３に直列に接続された第１逆フィルタ４ｅおよび第２逆フィルタ４ｆ並びに時刻情報を発する計時部４ｇからなっている。前記第１逆フィルタ４ｅおよび第２逆フィルタ４ｆはＣＰＵ４ａにも接続されており、各逆フィルタ４ｅ，４ｆに後記する正常音逆フィルタ係数、外乱音逆フィルタ係数をそれぞれ供給するとともに、各逆フィルタ４ｅ，４ｆの出力信号がＣＰＵ４ａで読み込み可能に構成されている。尚、この第２逆フィルタ４ｆは１個に限定されるものではなく、予測される非定常時の外乱の個数に応じて複数個設けてもよく、またこれらを直列あるいは並列に配置してもよい。また、マイクロフォン２は圧力容器の周囲の複数個所にあってもよく、この場合各マイクロフォン２に対応して前記異常検出装置１を設ければよい。
【０００９】
前記操作部４ｂは正常音サンプリングモード、外乱音サンプリングモード、検査モード、データ保存モード並びに解析モードを選択できるとともに、再生指令信号等各種指令信号並びに各種データを入力できるように構成されている。前記記憶部４ｃは、各サンプリングモード時に一時記憶された各サンプリング音等の各種データを記憶する一方、検査モード時に一時記憶した検出音を異常音検出時に判定を行う際の正常音逆フィルタ係数、外乱音逆フィルタ係数、その他判定条件とともに記憶するように構成されている。また、外部記憶部４ｄは操作部４ｂでデータ保存モードが選択される時には、各検査時の音響信号等記憶部４ｃに記憶されたデータを記憶できるように構成されている。
【００１０】
前記ＣＰＵ４ａは図２に示すように、正常音サンプリングモード時には、
１）周辺静寂時に高圧エア充填後のエア漏れのない圧力容器周辺の音を正常音音響信号として所定サンプリング時間取り込み、これを一時記憶する。
２）正常音音響信号からその線形予測係数を算出し、この係数から正常音逆フィルタ係数を算出する。
３）正常音逆フィルタ係数を第１逆フィルタにセットし、第１逆フィルタを構成する。
４）正常音逆フィルタ係数を記憶部で記憶する。
５）エンド
となるように構成されている。
【００１１】
また、ＣＰＵ４ａは外乱音サンプリングモード時には、図３に示すように、
１）通常作業時に発生する騒音下で、高圧エア充填後のエア漏れのない圧力容器周辺で発生する音または発生すると予想される音を第１逆フィルタを介した外乱音音響信号として所定サンプリング時間取り込み、これを一時記憶する。
２）外乱音音響信号からその線形予測係数を算出し、この係数から外乱音逆フィルタ係数を算出する。
３）外乱音逆フィルタ係数を第２逆フィルタにセットし、第２逆フィルタを構成する。
４）外乱音逆フィルタ係数を記憶部で記憶する。
５）エンド
となるように構成されている。なお、第２逆フィルタ４ｆを複数個設置する場合、各外乱音を識別して取り込み、これを記憶するように構成してもよい。
【００１２】
さらに、ＣＰＵ４ａは図４に示すように、検査モード時には、操作部４ｂから検査開始指令信号が発せられると（検査時間計測開始、時間カウンタリセット）、
１）マイクロフォンにより取り込まれた音響信号を一時記憶するとともに、第１逆フィルタの出力信号および第２逆フィルタの出力信号を読み込んで一時記憶する。
２）第２逆フィルタの出力信号からそのパワーの移動平均を求め、波形整形された検出信号を得る。
３）検出信号が所定レベル以上か否かを判断し、これが真でない時、７）にジャンプする。
４）時間カウンタを＋１する。
５）時間カウンタが設定値に達したか否かを判断し、これが真でない時、８）にジャンプする。
６）一時記憶した音響信号および各逆フィルタの出力信号を記憶部に記憶するとともに、異常音検出、時刻情報、パワーレベル、第１逆フィルタ係数、第２逆フィルタ係数、並びに時間カウンタの設定値を記憶部に記憶する一方、異常音検出表示信号を表示部に出力し、１０）にジャンプする。
７）時間カウンタをリセットする。
８）検査時間が所定サンプリング時間に達したか否かを判断し、これが真でない時、１）に戻る。
９）正常音検出を記憶部に記憶するとともに正常音検出表示信号を表示部に出力する。
１０）エンド
となるように構成されている。
また、前記ＣＰＵ４ａは図５に示すように、解析モード時には、操作部４ｂから解析開始指令信号が発せられると、
１）異常音検出時に記憶部に記憶された音響信号、各逆フィルタの出力信号を呼び出す。
２）音響信号、各逆フィルタの出力信号、時刻情報、各逆フィルタ係数、パワーレベル、その継続時間を呼出し、これらを表示部で表示する。
３）追加修正項目が入力されるのを待ち、これが入力されない時、２）に戻る。
４）入力された項目のデータを呼び出す。
５）記憶指令信号を待つ。
６）修正された項目のデータを記憶部に記憶する。
７）エンド
となるように構成されている。
【００１３】
上記異常検出装置では、所定検査位置に圧力容器が搬送され、これに漏れ検出用の高圧エアが充填された後、操作部４ｂで正常音サンプリングモードが選択され、静寂時の圧力容器周辺の音が所定サンプリング時間取り込まれ、図６に示すように正常音音響信号（振幅−時間関数）が検出される。この正常音音響信号からその線形予測係数が算出され、さらにこの線形予測係数から正常音逆フィルタ係数が算出され、これが第１逆フィルタ４ｅに送られるとともに、記憶部４ｃで記憶される。
【００１４】
さらに、操作部４ｂで外乱音サンプリングモードが選択され、通常作業時の圧力容器周辺で非定常時に発生する音が所定サンプリング時間取り込まれ、図７に示すように外乱音音響信号（振幅−時間関数）が検出される。この外乱音音響信号からその線形予測係数が算出され、この係数から外乱音逆フィルタ係数が算出されて第２逆フィルタ４ｆに送られるとともに、記憶部４ｃで記憶される。
【００１５】
この状態で、操作部４ｂで検査モードが選択され、検査対象物の圧力容器が所定検査位置に搬送されてこれに漏れ検出用のエアが充填される。この間、圧力容器周辺の音がマイクロフォン２により音響信号として取り込まれ、この音響信号がＡ／Ｄ変換部３でディジタル化され、さらに第１逆フィルタ４ｅおよび第２逆フィルタ４ｆを通過する。その一方で、検出開始スイッチがオンになると、前記音響信号、第１逆フィルタ４ｅの出力信号および第２逆フィルタ４ｆの出力信号（図８参照）が読み込まれ、これらが一時記憶される。この時、第２逆フィルタ４ｆの出力信号からは、第１逆フィルタ４ｅの作用により正常音音響信号が、また第２逆フィルタ４ｆの作用によりあらかじめ予想される非定常時の外乱音が発生している時にはこれが除かれる。
【００１６】
この第２逆フィルタ４ｆの出力信号は、その値が読み込まれる都度、そのパワーの移動平均により図９に示すように波形整形された検出信号に変換される。この検出信号が所定レベル以上あり、しかも所定時間継続するか否かが判定され（時間カウンタ使用）、この検出信号が所定レベル以上で、これが所定時間継続しない時には、検査を開始してから所定サンプリング時間経過すると、正常音検出が記憶部４ｃで記憶されるとともに、正常音検出が表示部５で表示される。
【００１７】
また、前記検出信号が所定レベル以上で所定時間継続する場合、エア漏れの異常として異常音検出とともにこの時一時記憶された音響信号および各逆フィルタの出力信号が記憶部４ｃに記憶され、さらに異常音検出が表示部５で表示される。同時に、正常音逆フィルタ係数、外乱音逆フィルタ係数、パワーレベル、その継続時間、時刻情報等が記憶部４ｃに記憶される。そのため、異常音検出の際には記憶部４ｃから異常音検出の際の音響信号および各逆フィルタの出力信号が呼び出されるとともに、各種判定条件も呼出される。このうち音響信号あるいは各逆フィルタの出力信号が再生されてこれが解析された結果、新たな外乱音が混在していると判断される時、音響信号から新たな外乱音逆フィルタ係数を算出し、これに基づき新たな逆フィルタを構成したり、また新たな外乱音を除くためにその他の判定条件を呼び出してこれらを変更することができる。
【００１８】
なお、本実施態様では検査対象物は圧力容器に限定されているが、モータ等の回転機等他の機器にも適用することができ、この場合検査モード時には常時監視して異常検出のみを検出するようにすることもできる。また、本実施態様では音響信号に限定しているが、これを振動センサから得られる振動信号に対しても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の正常音サンプリングモード時の動作を説明するフローチャートで            ある。
【図３】本発明の外乱音サンプリングモード時の動作を説明するフローチャートで            ある。
【図４】本発明の検査モード時の動作を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の解析モード時の動作を説明するフローチャートである。
【図６】本発明に係る正常音音響信号の波形図である。
【図７】本発明に係る外乱音音響信号の波形図である。
【図８】本発明に係る検査モード時の第１逆フィルタの出力信号の波形図である。
【図９】本発明に係る検査モード時の検出信号の波形図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  異常検出装置
２  マイクロフォン
３  A／D変換部
４  信号処理部
４ａ  ＣＰＵ
４ｂ  操作部
４ｃ  記憶部
４ｄ  外部記憶部
４ｅ  第１逆フィルタ
４ｆ  第２逆フィルタ
4ｇ  計時部
５  表示部
【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】
2006058181.tif 000007
【図６】
2006058181.tif 000008
【図７】
2006058181.tif 000009
【図８】
2006058181.tif 000010
【図９】
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