(57)【要約】【課題】回転機器の診断にかかるメンテナンスコストを抑制できる診断装置を提供する。【解決手段】本診断装置は、原動機と原動機に接続された被駆動機とを含む回転機器の異常を診断する。本診断装置は、受信部と判定部とを備える。受信部は、原動機と被駆動機の各々に設置され、設置された箇所の振動によって供給されるエネルギーを蓄え、蓄えたエネルギーが所定量に達すると蓄えたエネルギーを用いて信号を無線送信する無線送信機から信号を受信する。判定部は、原動機に設置された無線送信機から受信した信号の受信頻度と、被駆動機に設置された無線送信機から受信した信号の受信頻度との比較に基づいて、原動機または被駆動機のいずれで異常が発生しているかを判定する。【選択図】図１０
2018155543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機と前記原動機に接続された被駆動機とを含む回転機器の異常を診断する診断装置であって、
前記原動機と前記被駆動機の各々に設置され、設置された箇所の振動によって供給されるエネルギーを蓄え、蓄えた前記エネルギーが所定量に達すると蓄えた前記エネルギーを用いて信号を無線送信する無線送信機から前記信号を受信する受信部と、
前記原動機に設置された無線送信機から受信した信号の受信頻度と、前記被駆動機に設置された無線送信機から受信した信号の受信頻度との比較に基づいて、前記原動機または前記被駆動機のいずれで異常が発生しているかを判定する判定部と、を備える、
診断装置。
【請求項２】
前記判定部は、前記原動機に設置された無線送信機から受信した信号の受信頻度が高くなり、かつ、前記原動機に設置された無線送信機から受信した信号の受信頻度を前記被駆動機に設置された無線送信機から受信した信号の受信頻度で割った値が増加した場合、前記原動機側に異常があると判定する、
請求項１に記載の診断装置。
【請求項３】
前記判定部は、前記原動機に設置された無線送信機から受信した信号の受信頻度の変動が無く、かつ、前記原動機に設置された無線送信機から受信した信号の受信頻度を前記被駆動機に設置された無線送信機から受信した信号の受信頻度で割った値が減少した場合、前記被駆動機側に異常があると判定する、
請求項１または２に記載の診断装置。
【請求項４】
前記回転機器は架台に固定されており、
前記判定部は、前記原動機に設置された無線送信機から受信した信号の受信頻度が高くなり、かつ、前記被駆動機に設置された無線送信機から受信した信号の受信頻度が高くなった場合、前記回転機器を前記架台に固定する箇所に異常があると判定する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の診断装置。
【請求項５】
前記判定部は、前記回転機器に設置された無線送信機から受信した信号の受信頻度が周期的に変化する場合、前記回転機器内を流れる流体に脈動が起きていると判定する、
請求項１から４のいずれか一項に記載の診断装置。
【請求項６】
原動機と前記原動機に接続された被駆動機とを含む回転機器の異常を診断する診断方法であって、
前記原動機と前記被駆動機の各々に設置され、設置された箇所の振動によって供給されるエネルギーを蓄え、蓄えた前記エネルギーが所定量に達すると蓄えた前記エネルギーを用いて信号を無線送信する無線送信機から前記信号を受信し、
前記原動機に設置された無線送信機から受信した信号の受信頻度と、前記被駆動機に設置された無線送信機から受信した信号の受信頻度との比較に基づいて、前記原動機または前記被駆動機のいずれで異常が発生しているかを判定する、
診断方法。
【請求項７】
原動機と前記原動機に接続された被駆動機とを含む回転機器の異常を診断する診断プログラムであって、コンピュータに、
前記原動機と前記被駆動機の各々に設置され、設置された箇所の振動によって供給されるエネルギーを蓄え、蓄えた前記エネルギーが所定量に達すると蓄えた前記エネルギーを用いて信号を無線送信する無線送信機から前記信号を受信させ、
前記原動機に設置された無線送信機から受信した信号の受信頻度と、前記被駆動機に設
置された無線送信機から受信した信号の受信頻度との比較に基づいて、前記原動機または前記被駆動機のいずれで異常が発生しているかを判定させる、
診断プログラム。
【請求項８】
原動機と前記原動機に接続された被駆動機とを含む回転機器の異常を診断する診断システムであって、
前記原動機と前記被駆動機の各々に設置され、設置された箇所の振動によって供給されるエネルギーを蓄え、蓄えた前記エネルギーが所定量に達すると蓄えた前記エネルギーを用いて信号を無線送信する無線送信機と、
前記無線送信機から前記信号を受信し、前記原動機に設置された無線送信機から受信した信号の受信頻度と、前記被駆動機に設置された無線送信機から受信した信号の受信頻度との比較に基づいて、前記原動機または前記被駆動機のいずれで異常が発生しているかを判定する診断装置と、を備える、
診断システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、診断装置、診断方法、診断プログラムおよび診断システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
空調設備、生産設備、発電用設備等を含む施設では、熱媒の搬送にポンプが用いられる。ポンプに例示される回転機器は、運転時間の経過に伴い、軸受の損傷、機械的不具合等の異常が発生することがある。また、地震等により外力を受けることで、ポンプに接続された配管の支持力が低下し、ポンプを含む設備の耐震性能が劣化する。軸受の損傷、機械的不具合および耐震性能の劣化等を含む異常が発生した回転機器では、正常運転時の振動とは異なる異常振動が発生することが判明している。そこで、異常振動に基づいて回転機器の異常を診断する各種診断装置が提案されている（特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５０６０１６８号公報
【特許文献２】特許第３０８７４７０号公報
【特許文献３】特許第４４３７７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
回転機器の異常振動を診断する診断装置は、回転機器に設置された振動を検知するセンサーと通信設備によって接続される。回転機器に取り付けられたセンサーは回転機器の振動を常時検知し、検知した振動を診断装置に通知する。診断装置では、周波数解析等によって振動を解析し、異常振動が発生しているか否かを判定する。
【０００５】
このような診断装置を含む診断システムの維持には、センサーと診断装置間に敷設した通信設備の点検、センサーに電力を供給する電源の維持等のメンテナンスコストが発生する。そのため、このような診断システムを採用せず、保守員が定期的に巡回して回転機器の点検を行う施設も多い。
【０００６】
そこで、１つの側面では、本発明は、回転機器の診断にかかるメンテナンスコストを抑制できる診断装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１つの側面では、本発明は次のような診断装置によって例示される。本診断装置は、原動機と原動機に接続された被駆動機とを含む回転機器の異常を診断する。本診断装置は、受信部と判定部とを備える。受信部は、原動機と被駆動機の各々に設置され、設置された箇所の振動によって供給されるエネルギーを蓄え、蓄えたエネルギーが所定量に達すると蓄えたエネルギーを用いて信号を無線送信する無線送信機から信号を受信する。判定部は、原動機に設置された無線送信機から受信した信号の受信頻度と、被駆動機に設置された無線送信機から受信した信号の受信頻度との比較に基づいて、原動機または被駆動機のいずれで異常が発生しているかを判定する。
【０００８】
このような発明によれば、診断装置は信号の受信頻度を基に判定するため、不連続に信号を無線送信する無線送信機を回転機器に設置するセンサーとして採用できる。無線送信機は設置された箇所の振動によって供給されるエネルギーによって信号を無線送信するため、電源が接続されなくともよい。また、信号は無線送信されるため、無線送信機と診断
装置との間に通信ケーブル等を敷設しなくともよい。そのため、このような発明に係る診断装置であれば、電源や敷設した通信設備の維持等に要するメンテナンスコストを抑制できる診断システムを構築できる。また、異常発生個所に近い場所の方が異常発生個所から遠い場所よりも激しく振動すると考えられる。そのため、より異常発生個所から近い場所に設置された無線送信機の方が、信号の送信頻度は高くなると考えられる。診断装置は、原動機に設置された無線送信機から受信した信号の受信頻度と、被駆動機に設置された無線送信機から受信した信号の受信頻度とを比較することで、原動機または被駆動機のいずれで異常が発生しているかを判定できる。
【０００９】
さらに、本発明は次の特徴を有してもよい。判定部は、原動機に設置された無線送信機から受信した信号の受信頻度が高くなり、かつ、原動機に設置された無線送信機から受信した信号の受信頻度を被駆動機に設置された無線送信機から受信した信号の受信頻度で割った値が増加した場合、原動機側に異常があると判定する。また、本発明は、次の特徴を有してもよい。判定部は、原動機に設置された無線送信機から受信した信号の受信頻度の変動が無く、かつ、原動機に設置された無線送信機から受信した信号の受信頻度を被駆動機に設置された無線送信機から受信した信号の受信頻度で割った値が減少した場合、被駆動機側に異常があると判定する。これらのような発明によれば、原動機に設置された無線送信機から受信した信号の受信頻度を被駆動機に設置された無線送信機から受信した信号の受信頻度で割った値を判定に用いることで、例えば、インバーター制御による原動機の回転数の変動を異常として誤検知することを抑制できる。
【００１０】
さらに、本発明は次の特徴を有してもよい。回転機器は架台に固定されており、判定部は、原動機に設置された無線送信機から受信した信号の受信頻度が高くなり、かつ、被駆動機に設置された無線送信機から受信した信号の受信頻度が高くなった場合、回転機器を架台に固定する箇所に異常があると判定する。このような発明によれば、回転機器を架台に固定する箇所の異常を検出できる。
【００１１】
さらに、本発明は次の特徴を有してもよい。判定部は、回転機器に設置された無線送信機から受信した信号の受信頻度が周期的に変化する場合、回転機器内を流れる流体に脈動が起きていると判定する。このような発明によれば、回転機器内を流れる流体の脈動を容易に検出できる。
【００１２】
さらに、本発明は、診断方法、診断プログラムおよび診断システムとして把握することも可能である。
【発明の効果】
【００１３】
本診断装置、診断方法、診断プログラムおよび診断システムは、回転機器の診断にかかるメンテナンスコストを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、診断システムの構成の一例を示す図である。
【図２】図２は、センサーの概略構成の一例を示す図である。
【図３】図３は、センサーによる無線送信のタイミングを例示する図の一例である。
【図４】図４は、診断装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図５】図５は、ポンプの一例を示す図である。
【図６】図６は、ポンプ軸受において異常振動が発生した場合に検出される振動を例示する図である
【図７】図７は、ポンプに設置したセンサーによる無線送信のタイミングを例示する図の一例である。
【図８】図８は、実施形態に係るポンプを診断する処理フローの一例を示す図である。
【図９】図９は、検出された異常振動と発生した異常の種別との対応関係の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、実施形態に係る劣化診断の処理フローの一例を示す第１の図である。
【図１１】図１１は、実施形態に係る劣化診断の処理フローの一例を示す第２の図である。
【図１２】図１２は、ポンプにおける異常振動によってセンサーから送信されたパルス波の診断装置による受信間隔の変動の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、余裕時間を算出する処理フローの一例を示す図である。
【図１４】図１４は、図１２で例示された受信間隔の変動における呼吸域の開始地点と終了地点との間を曲線で近似した図の一例である。
【図１５】図１５は、ポンプ軸受で異常が発生した場合の判断フローの概略の一例を示す図である。
【図１６】図１６は、モーター軸受で異常が発生した場合の判断フローの概略の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、一実施形態に係るポンプの異常診断を行う診断システムについて説明する。以下に示す実施形態の構成は例示であり、開示の技術は実施形態の構成に限定されない。
【００１６】
＜実施形態＞
実施形態では、ポンプの異常診断を行う診断システム２００が例示される。図１は、診断システム２００の構成の一例を示す図である。診断システム２００は、ポンプ１０および診断装置２０を含む。ポンプ１０には、ポンプ１０の振動を検知するセンサー３０が設置される。
【００１７】
センサー３０は、振動を検知するセンサーである。図２は、センサー３０の概略構成の一例を示す図である。センサー３０は振動発電素子３１、キャパシタ３２および無線送信部３３を備える。振動発電素子３１は、振動によって発電する振動発電を行う。キャパシタ３２は、振動発電素子３１によって発電された電力を蓄電する。無線送信部３３は、無線送信部３３が無線送信可能な電力がキャパシタ３２に蓄電されるとパルス波を無線送信する。すなわち、センサー３０は、振動加速度の積分値が所定の値を超えるとパルス波を無線送信する無線送信機という事ができる。ポンプ１０で発生する振動の振動加速度はポンプ１０の運転状態によって変動し、振動発電素子３１の振動発電量は振動加速度が大きいほど向上する。そのため、センサー３０による無線送信の間隔は、ポンプ１０の運転状態によって変動する。パルス波の形状は、例えば、センサー３０毎に異なるようにしてもよい。パルス波の形状をセンサー３０毎に異なるようにすることで、診断装置２０は受信したパルス波がいずれのセンサー３０によって送信されたものであるかを特定できる。無線送信可能な電力は、「所定量」の一例である。
【００１８】
図３は、センサー３０による無線送信のタイミングを例示する図の一例である。図３（ａ）は、キャパシタ３２の電圧と無線送信のタイミングを例示する。図３（ａ）の縦軸はキャパシタ３２の電圧を例示し、横軸は時間を例示する。点線８０は、無線送信部３３が無線送信可能となる電圧の閾値を例示する。振動発電素子３１が振動発電によって発電した電力がキャパシタ３２に蓄電されることでキャパシタ３２の電圧が上昇する（図３（ａ）の「充電１」）。キャパシタ３２の電圧が点線８０に例示される閾値に達すると無線送信部３３がパルス波を無線送信する。パルス波の無線送信により、キャパシタ３２の電圧が下がる（図３（ａ）の「送信」）。電圧が下がったキャパシタ３２には、振動発電素子
３１が振動発電によって発電した電力が蓄電される（図３（ａ）の「充電２」）。センサー３０は、図３（ａ）に例示されるサイクルを繰り返すことで、いわゆる鹿威しのように無線送信を行う。図３（ｂ）は、センサー３０によって無線送信されるパルス波を例示する図である。図３（ａ）および図３（ｂ）を参照すると、キャパシタ３２の電圧が閾値に達するとパルス波が無線送信されることがわかる。
【００１９】
ところで、振動発電素子３１は、設置された箇所の振動加速度が大きいほど発電量が増加する。図３（ｃ）および図３（ｄ）は、図３（ａ）および図３（ｂ）よりも設置された箇所の振動加速度が大きい場合の無線送信のタイミングを例示する。図３（ａ）および図３（ｂ）と図３（ｃ）および図３（ｄ）とを比較するとわかるように、振動発電素子３１が設置された箇所の振動加速度が大きいほど、パルス波を無線送信する送信頻度が高くなる。すなわち、振動発電素子３１が設置された箇所の振動加速度が大きいほど、パルス波が無線送信される送信間隔が短くなる。
【００２０】
診断装置２０は、情報処理装置である。診断装置２０は、センサー３０から無線送信されたパルス波を受信する。パルス波を受信した診断装置２０は、受信した時刻とパルス波を無線送信したセンサー３０を特定する情報とを対応付けて記憶する。診断装置２０は、パルス波の受信頻度を基にポンプ１０が正常であるか否かを判定する。診断装置２０は、「診断装置」および「コンピュータ」の一例である。
【００２１】
図４は、診断装置２０のハードウェア構成の一例を示す図である。診断装置２０は、Central Processing Unit（ＣＰＵ）１０１、主記憶部１０２、補助記憶部１０３、無線通
信部１０４および接続バスＢ１を含む。ＣＰＵ１０１、主記憶部１０２、補助記憶部１０３および無線通信部１０４は、接続バスＢ１によって相互に接続されている。
【００２２】
ＣＰＵ１０１は、Microprocessor Unit（ＭＰＵ）、プロセッサとも呼ばれる。ＣＰＵ
１０１は、単一のプロセッサに限定される訳ではなく、マルチプロセッサ構成であってもよい。また、単一のソケットで接続される単一のＣＰＵ１０１がマルチコア構成を有していても良い。ＣＰＵ１０１の少なくとも一部の処理は、ＣＰＵ１０１以外のプロセッサ、例えば、Digital Signal Processor（ＤＳＰ）、Graphics Processing Unit（ＧＰＵ）、数値演算プロセッサ、ベクトルプロセッサ、画像処理プロセッサ等の専用プロセッサで行われても良い。また、ＣＰＵ１０１の少なくとも一部の処理は、集積回路（ＩＣ）、その他のディジタル回路で行われても良い。また、ＣＰＵ１０１の少なくとも一部の処理は、アナログ回路によって実行されても良い。集積回路は、ＬＳＩ，Application Specific Integrated Circuit（ＡＳＩＣ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）を含む。
ＰＬＤは、例えば、Field-Programmable Gate Array（ＦＰＧＡ）を含む。ＣＰＵ１０１
の少なくとも一部の処理は、プロセッサと集積回路との組み合わせによって実行されても良い。組み合わせは、例えば、マイクロコントローラユニット（ＭＣＵ），System-on-a-chip（ＳｏＣ），システムＬＳＩ，チップセットなどと呼ばれる。診断装置２０では、ＣＰＵ１０１が補助記憶部１０３に記憶されたプログラムを主記憶部１０２の作業領域に展開し、プログラムの実行を通じて周辺装置の制御を行う。これにより、診断装置２０は、所定の目的に合致した処理を実行することができる。
【００２３】
主記憶部１０２および補助記憶部１０３は、診断装置２０が読み取り可能な記録媒体である。主記憶部１０２は、ＣＰＵ１０１から直接アクセスされる記憶部として例示される。主記憶部１０２は、Random Access Memory（ＲＡＭ）およびRead Only Memory（ＲＯＭ）を含む。
【００２４】
補助記憶部１０３は、各種のプログラムおよび各種のデータを読み書き自在に記録媒体に格納する。補助記憶部１０３は外部記憶装置とも呼ばれる。補助記憶部１０３には、オ
ペレーティングシステム（Operating System、ＯＳ）、各種プログラム、各種テーブル等が格納される。テーブルは、例えば、診断装置２０がパルス波を受信した時刻とパルス波を無線送信したセンサー３０を特定する情報とを対応付けたテーブルを含む。外部装置等には、例えば、コンピュータネットワーク等で接続された、他の情報処理装置および外部記憶装置が含まれる。なお、補助記憶部１０３は、例えば、ネットワーク上のコンピュータ群であるクラウドシステムの一部であってもよい。
【００２５】
補助記憶部１０３は、例えば、Erasable Programmable ROM（ＥＰＲＯＭ）、ソリッド
ステートドライブ（Solid State Drive、ＳＳＤ）、ハードディスクドライブ（Hard Disk
Drive、ＨＤＤ）等である。また、補助記憶部１０３は、例えば、Compact Disc（ＣＤ）ドライブ装置、Digital Versatile Disc（ＤＶＤ）ドライブ装置、Blu-ray（登録商標）Disc（ＢＤ）ドライブ装置等である。また、補助記憶部１０３は、Network Attached Storage（ＮＡＳ）あるいはStorage Area Network（ＳＡＮ）によって提供されてもよい。
【００２６】
診断装置２０が読み取り可能な記録媒体とは、データやプログラム等の情報を電気的、磁気的、光学的、機械的、または化学的作用によって蓄積し、診断装置２０から読み取ることができる記録媒体をいう。このような記録媒体のうち診断装置２０から取り外し可能なものとしては、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、ＤＶＤ、ブルーレイディスク、ＤＡＴ、８ｍｍテープ、フラッシュメモリなどのメモリカード等がある。また、診断装置２０に固定された記録媒体としてハードディスク、ＳＳＤあるいはＲＯＭ等がある。
【００２７】
無線通信部１０４は、例えば、センサー３０から無線送信されたパルス波を受信する。無線通信部１０４は、無線中継装置（図示しない）を介して無線送信されるパルス波を受信するように構成しても良い。無線通信部１０４は、診断装置２０とは別体でも良く、例えば、コンピュータネットワークを介して、診断装置２０と通信してもよい。無線通信部１０４は、「受信部」の一例である。
【００２８】
診断装置２０は、例えば、ユーザ等からの操作指示等を受け付ける入力部をさらに備えてもよい。このような入力部として、キーボード、ポインティングデバイス、タッチパネル、あるいは音声入力装置といった入力デバイスを例示できる。
【００２９】
診断装置２０は、例えば、ＣＰＵ１０１で処理されるデータや主記憶部１０２に記憶されるデータを出力する出力部を備えるものとしてもよい。このような、出力部として、Cathode Ray Tube（ＣＲＴ）ディスプレイ、Liquid Crystal Display（ＬＣＤ）、Plasma Display Panel（ＰＤＰ）、Electroluminescence（ＥＬ）パネル、有機ＥＬパネルあるい
はプリンタといった出力デバイスを例示できる。
【００３０】
図５は、ポンプ１０の一例を示す図である。ポンプ１０は、例えば、横型渦巻ポンプである。ポンプ１０は、ポンプ本体１５、モーター１８および架台１１を含む。ポンプ本体１５およびモーター１８は、架台１１上に固定される。以下、図５を参照して、ポンプ１０について説明する。
【００３１】
架台１１は、ポンプ本体１５およびモーター１８を下方から支持する土台である。架台１１には、ボルト等の固定手段によって、ポンプ本体１５およびモーター１８が固定される。
【００３２】
モーター１８は、原動機である。モーター１８は、電力を供給されるとモーター主軸１７を回転させ、その回転力をカップリング１６ａを介してポンプ本体１５に供給する。モーター１８は、「原動機」の一例である。
【００３３】
ポンプ本体１５は、ポンプ本体である。ポンプ本体１５は、ケーシング１２、ポンプ軸受１３およびポンプ主軸１４を含む。ケーシング１２は、ポンプ本体１５を覆う筐体である。ケーシング１２は、その内部にインペラ（図示を省略）を有する。インペラは、ポンプ主軸１４およびカップリング１６ａを介してモーター１８から供給される回転力によって回転する。ポンプ本体１５は、インペラの回転により、流体を送出できる。ポンプ軸受１３は、ポンプ主軸１４を回転自在に支持する。ポンプ主軸１４は、例えば、ポンプ主軸１４の回転を容易にするため、ベアリングを含む。ポンプ軸受１３のうち、ケーシング１２側のポンプ軸受１３をポンプ軸受１３ａ、モーター１８側のポンプ軸受１３をポンプ軸受１３ｂと称する。ポンプ本体１５は、「被駆動機」の一例である。
【００３４】
カップリング１６ａは、ポンプ主軸１４およびモーター主軸１７を接続する接続部材である。カップリング１６ａによって接続されることで、モーター１８によって発生した回転力が、モーター主軸１７、カップリング１６ａおよびポンプ主軸１４を介してケーシング１２内のインペラに伝達される。カップリングカバー１６ｂは、カップリング１６ａを覆うカバーである。
【００３５】
図６は、ポンプ軸受１３ａにおいて異常振動が発生した場合に検出される振動を例示する図である。図６（ａ）から図６（ｃ）の縦軸は検出した振動の振動加速度を例示する。図６（ａ）から図６（ｃ）の横軸は、時間を例示する。図６（ａ）は、ポンプ軸受１３ａで検出した振動を例示する図である。図６（ｂ）は、ポンプ軸受１３ｂで検出した振動を例示する図である。図６（ｃ）は、モーター軸受１９ａで検出した振動を例示する図である。図６を参照すると、図６（ａ）よりも図６（ｂ）、図６（ｂ）よりも図６（ｃ）と、振動が伝達する時間分だけ異常振動を示す波形が遅れて検出されることがわかる。また、図６（ａ）と図６（ｃ）とを比較すると、ポンプ軸受１３ｂで検出される異常振動の振動加速度は、ポンプ軸受１３ａで検出された振動加速度よりも減衰していることがわかる。
【００３６】
図７は、ポンプ１０に設置したセンサー３０による無線送信のタイミングを例示する図の一例である。図７（ａ）から図７（ｃ）の縦軸はセンサー３０の振動発電素子３１が振動発電によって発電した発電量を例示する。図７（ａ）から図７（ｃ）の横軸は、時間を例示する。図７（ａ）は、ポンプ軸受１３ａに設置されたセンサー３０による無線送信のタイミングを例示する図である。図７（ｂ）は、ポンプ軸受１３ｂに設置されたセンサー３０による無線送信のタイミングを例示する図である。図７（ｃ）は、モーター軸受１９ａに設置されたセンサー３０による無線送信のタイミングを例示する図である。図７（ａ）から図７（ｃ）のそれぞれは、図６（ａ）から図６（ｃ）のそれぞれに例示される振動によって行われる無線送信のタイミングが例示される。
【００３７】
図７（ａ）の測定箇所であるポンプ軸受１３ａから図７（ｂ）の測定箇所であるポンプ軸受１３ｂまで異常振動が伝達するのに時間τ１だけかかる。そのため、図７（ｂ）で例示される無線送信のタイミングを例示する波形は、時間τ１だけ図７（ａ）よりも遅れる。図７（ｂ）の測定箇所であるポンプ軸受１３ｂから図７（ｃ）の測定箇所であるモーター軸受１９ａまで異常振動が伝達するのに時間τ２だけかかる。そのため、図７（ｃ）で例示される無線送信のタイミングを例示する波形は、時間τ２だけ図７（ｂ）よりも遅れる。さらに、モーター軸受１９ａで検出される振動加速度は、ポンプ軸受１３ａで検出される振動加速度よりも減衰している。そのため、モーター軸受１９ａに設置されたセンサー３０では、振動発電素子３１による振動発電の量がポンプ軸受１３ａ、ポンプ軸受１３ｂに設置されたセンサー３０よりも低下する。その結果、図７（ｃ）に例示されるように、無線送信の間隔ｔ２が図７（ｂ）における無線送信の間隔ｔ１よりも長くなる。すなわち、異常振動が発生している箇所から離れるほど、無線送信を開始するタイミングが遅くなるとともに、無線送信の送信間隔が長くなる。
【００３８】
図６および図７を参照して説明したように、異常振動が発生した箇所からの距離に応じて、センサー３０による無線送信を開始するタイミングおよび送信頻度が異なる。そこで、実施形態では、ポンプ本体１５のポンプ軸受１３ｂとモーター１８のモーター軸受１９ａのそれぞれにセンサー３０を設置する。実施形態では、ポンプ本体１５のポンプ軸受１３ｂに設置されたセンサー３０とモーター１８のモーター軸受１９ａに設置されたセンサー３０のそれぞれから無線送信されるパルス波の送信開始タイミングのずれおよび送信間隔の相違に基づいて、異常振動が発生した箇所を特定する。以下、本明細書において、ポンプ本体１５のポンプ軸受１３ｂに設置されたセンサー３０をセンサー３０ａと称し、モーター１８のモーター軸受１９ａに設置されたセンサー３０をセンサー３０ｂと称する。
【００３９】
＜診断処理＞
図８は、実施形態に係るポンプ１０を診断する処理フローの一例を示す図である。図８の処理の実行主体は診断装置２０のＣＰＵ１０１であるが、説明の便宜上、以下の説明では処理主体を診断装置２０として説明する。以下、図８を参照して、実施形態に係るポンプ１０を監視する処理フローの一例について説明する。
【００４０】
ＯＰ１１では、診断装置２０は、自装置のタイマーを確認して、監視時刻であるか否かを判定する。監視時刻である場合（ＯＰ１１でＹ）、処理はＯＰ１２に進められる。監視時刻ではない場合（ＯＰ１１でＮ）、診断装置２０はもう一度ＯＰ１１の処理を実行する。すなわち、診断装置２０は、定期的（例えば１０分毎）にＯＰ１２以降の処理を実行する。
【００４１】
ＯＰ１２では、診断装置２０はセンサー３０から無線送信されたパルス波を受信することでデータ収集を行う。ＯＰ１３では、診断装置２０はフィルタリングを行う。フィルタリングでは、例えば、ポンプ１０が停止している間に無線送信されたパルス波の除去等が行われる。診断装置２０は、例えば、あらかじめ補助記憶部１０３に格納されたポンプ１０の運転期間を示すタイムテーブルを参照することで、ポンプ１０が運転中か否かを判定できる。診断装置２０は、フィルタリングによって除去されなかったパルス波を受信した時刻と当該パルス波の送信元であるセンサー３０を特定する情報とを対応付けて、補助記憶部１０３に格納する。
【００４２】
ＯＰ１４では、診断装置２０はポンプ１０が運転中か否かを判定する。診断装置２０は、例えば、補助記憶部１０３に格納されたポンプ１０の運転期間を示すタイムテーブルを参照することで、ポンプ１０が運転中か否かを判定できる。ポンプ１０が運転中の場合（ＯＰ１４でＹ）、処理はＯＰ１５に進められる。ポンプ１０が運転中ではない場合（ＯＰ１４でＮ）、処理はＯＰ１１に進められる。なお、運転中か否かの判定は、タイムテーブルを用いる方法に限られない。診断装置２０は、フィルタリングで除去されなかったパルス波のインターバルを測定して判定しても良い。パルス波のインターバルは、例えば、ＯＰ１３で補助記憶部１０３に格納されたパルス波を受信した時刻と当該パルス波の送信元であるセンサー３０を特定する情報との対応を参照すればよい。例えば、診断システム２００の仕様としてパルス波送信インターバルの最長時間が３０分とされている場合、診断装置２０は、パルス波のインターバルがこの最長時間を超えた場合には運転停止中と判定し、パルス波のインターバルがこの最長時間よりも短い場合には運転中と判定する。
【００４３】
ＯＰ１５では、診断装置２０はポンプ１０の劣化診断を行う。劣化診断の詳細については、図１０および図１１を参照して、後述する。
【００４４】
ＯＰ１６では、診断装置２０はＯＰ１５で実行された劣化診断の結果に基づいて、ポンプ１０に異常が発生しているか否かを判定する。異常が発生している場合（ＯＰ１６でＹ
）、処理はＯＰ１７に進められる。異常が発生していない場合（ＯＰ１６でＮ）、処理はＯＰ１１に進められる。
【００４５】
ＯＰ１７では、診断装置２０はポンプ１０が保全を要するレベルになるまでの余裕時間を算出する。余裕時間の算出については、図１２および図１３を参照して、後述する。
【００４６】
＜劣化診断＞
実施形態では、診断装置２０は、ポンプ本体１５のポンプ軸受１３ｂに設置されたセンサー３０ａとモーター１８のモーター軸受１９ａに設置されたセンサー３０ｂとから無線送信されるパルス波に基づいて、ポンプ１０の劣化診断を行う。ポンプ１０に何らかの異常が発生した際の異常振動には、例えば、以下のような特徴がある。
【００４７】
ポンプ１０のポンプ軸受１３またはモーター１８のモーター軸受１９が損傷した場合、損傷個所が周囲と接触する際に高周波成分を含む異常振動が発生する。高周波成分の振動はエネルギーが小さいため、ポンプ軸受１３またはモーター軸受１９の損傷による異常振動は、損傷個所から離れた箇所には伝搬しにくい。そのため、損傷個所から離れた箇所に設置されたセンサー３０では当該異常振動の検出が困難になる一方、損傷個所付近に設置されたセンサー３０は当該異常振動の検出は容易である。
【００４８】
架台１１とポンプ本体１５との固定または架台１１とモーター１８との固定の緩みを含む機械的不具合が発生した場合、ポンプ主軸１４およびモーター主軸１７の回転周期の１／２倍から次数倍となる異常振動が発生する。当該異常振動は、数十から百数十Ｈｚの低周波成分を含む振動となる。低周波成分の振動はエネルギーが大きいため、機械的不具合による異常振動はポンプ１０全体に伝搬する。そのため、機械的不具合発生による異常振動は、ポンプ本体１５のポンプ軸受１３ｂに設置されたセンサー３０ａとモーター１８のモーター軸受１９ａに設置されたセンサー３０ｂの双方で検出される。
【００４９】
ポンプ１０の配管内を流動する流体の脈動によって発生する異常振動は、脈動に応じて振動が大きくなったり小さくなったりする。すなわち、ポンプ１０の配管内を流動する流体の脈動によって発生する異常振動は、振動の大きさが周期的に変動する。すなわち、振動の大きさに揺らぎを伴う。振動の大きさの揺らぎは、インペラに近いポンプ軸受１３において顕著に検出される。すなわち、脈動による異常振動は、ポンプ本体１５のポンプ軸受１３ｂに設置されたセンサー３０ａによって検出される。
【００５０】
以上説明した、検出された異常振動と発生した異常の種別との対応についてまとめると、例えば、図９のようになる。図９は、検出された異常振動と発生した異常の種別との対応関係の一例を示す図である。図９では、ポンプ本体１５のポンプ軸受１３ａに設置されたセンサー３０ａから受信したパルス波の数の１日当たりの平均数をGb、モーター１８のモーター軸受１９ａに設置されたセンサー３０ｂから受信したパルス波の数の１日当たりの平均数をGmとしている。また、Gbを基準値としてGmを正規化した値をAmとしている。Amは、具体的には、GmをGbで割ることで算出される。Amを用いることで、モーター１８の回転数上昇によるパルス波の送信頻度上昇と異常振動によるパルス波の送信頻度上昇とを区別できる。図９を参照すると、例えば、Gbが増加し、かつAmが減少した場合、ポンプ軸受１３側で異常が発生したと判断できる。ここで、ポンプ側軸受の損傷、モーター側軸受の損傷および機械的不具合は、同時には発生しないものとする。なお、流体の脈動を検出する場合、モーター１８内は流体が流動しないため、モーター１８側軸受（モーター軸受１９ａ）に設置されたセンサー３０ｂからのデータ（Gm）は参照しない。
【００５１】
図１０および図１１は、実施形態に係る劣化診断の処理フローの一例を示す図である。図１０および図１１は、図８のＯＰ１５の処理をより詳細に例示するものである。図１０
および図１１の処理の実行主体は診断装置２０のＣＰＵ１０１であるが、説明の便宜上、以下の説明では処理主体を診断装置２０として説明する。以下、図１０および図１１を参照して、実施形態に係る劣化診断の処理フローの一例について説明する。
【００５２】
ＤＤ１では、診断装置２０は、Gbの増減の傾向Gb_tを計算する。直近の傾向を判定する場合、診断装置２０は、例えば、Gbの過去の３点のデータの増減の傾向から、Gbが増加傾向であるか否かを計算する。中長期的な傾向を判定する場合、例えば、診断装置２０は、Gbの過去の７点のデータの相関係数ｒを基に増加傾向であるか減少傾向であるかを判定する。診断装置２０は、例えば、相関係数ｒが「０．５」より大きい場合に増加傾向とし、相関係数ｒが「−０．５」より小さい場合に減少傾向と判定できる。ここで、増加傾向を判定する閾値「０．５」および減少傾向を判定する閾値「−０．５」は、相関係数を求める際に用いるデータ数と危険率５％を参考に定めている。減少傾向の場合（ＤＤ２で「減少」）処理はＤＤ３に進められる。一定の場合（ＤＤ２で「一定」）、処理はＤＤ４に進められる。増加傾向の場合（ＤＤ２で「増加」）、処理はＤＤ５に進められる。
【００５３】
ＤＤ３では、診断装置２０は、変数Gb_sに「down」を代入する。ＤＤ４では、診断装置２０は、変数Gb_sに「steady」を代入する。ＤＤ５では、診断装置２０は、変数Gb_sに「up」を代入する。
【００５４】
ＤＤ６では、Gmの傾向Gm_tを計算する。計算方法は、GbをGmに置き換える点を除いてＤＤ１と同様であるため、その説明を省略する。減少傾向の場合（ＤＤ７で「減少」）処理はＤＤ８に進められる。一定の場合（ＤＤ７で「一定」）、処理はＤＤ９に進められる。増加傾向の場合（ＤＤ７で「増加」）、処理はＤＤ１０に進められる。
【００５５】
ＤＤ８では、診断装置２０は、変数Gm_sに「down」を代入する。ＤＤ９では、診断装置２０は、変数Gm_sに「steady」を代入する。ＤＤ１０では、診断装置２０は、変数Gm_sに「up」を代入する。
【００５６】
ＤＤ１１では、診断装置２０は、Amの傾向Am_tを計算する。計算方法は、GbをAmに置き換える点を除いてＤＤ１と同様であるため、その説明を省略する。減少傾向の場合（ＤＤ１２で「減少」）処理はＤＤ１３に進められる。一定の場合（ＤＤ１２で「一定」）、処理はＤＤ１４に進められる。増加傾向の場合（ＤＤ１２で「増加」）、処理はＤＤ１５に進められる。
【００５７】
ＤＤ１３では、診断装置２０は、変数Am_sに「down」を代入する。ＤＤ１２では、診断装置２０は、変数Am_sに「steady」を代入する。ＤＤ１３では、診断装置２０は、変数Am_sに「up」を代入する。
【００５８】
ＤＤ１６からＤＤ２２では、診断装置２０は、ＤＤ１からＤＤ１５までの処理結果に基づいて、ポンプ軸受１３およびモーター軸受１９のいずれで異常が発生しているか否かを判定する。
【００５９】
変数Gb_sの値が「up」である場合（ＤＤ１７で「up」）、処理はＤＤ１８に進められる。変数Gb_sの値が「up」ではない場合（ＤＤ１７でその他）、処理はＤＤ２０に進められる。
【００６０】
変数Am_sの値が「down」である場合（ＤＤ１８で「down」）、診断装置２０は、ポンプ軸受１３に異常が発生していると判定する（ＤＤ１９）。ＤＤ１８からＤＤ１９の処理は、「前記原動機に設置された無線送信機から受信した信号の受信頻度の変動が無く、かつ、前記原動機に設置された無線送信機から受信した信号の受信頻度を前記被駆動機に設置
された無線送信機から受信した信号の受信頻度で割った値が減少した場合、前記被駆動機側に異常があると判定す」る処理の一例である。
【００６１】
変数Gm_sの値が「up」である場合（ＤＤ２０で「up」）、処理はＤＤ２１に進められる。変数Gm_sの値が「up」ではない場合（ＤＤ２０でその他）、処理はＤＤ２３に進められる。
【００６２】
変数Am_sの値が「up」である場合（ＤＤ２１で「up」）、診断装置２０は、モーター軸受１９に異常が発生していると判定する（ＤＤ２２）。ＤＤ２１からＤＤ２２の処理は、「前記原動機に設置された無線送信機から受信した信号の受信頻度が高くなり、かつ、前記原動機に設置された無線送信機から受信した信号の受信頻度を前記被駆動機に設置された無線送信機から受信した信号の受信頻度で割った値が増加した場合、前記原動機側に異常があると判定す」る処理の一例である。
【００６３】
ＤＤ２３からＤＤ２７では、診断装置２０は、ＤＤ１からＤＤ１５までの処理結果に基づいて、機械的不具合が発生しているか否かを判定する。
【００６４】
変数Gb_sの値が「up」である場合（ＤＤ２４で「up」）、処理はＤＤ２５に進められる。変数Gb_sの値が「up」ではない場合（ＤＤ２４で「その他」）、処理はＤＤ２８に進められる。
【００６５】
変数Gm_sの値が「up」である場合（ＤＤ２５で「up」）、処理はＤＤ２６に進められる。変数Gm_sの値が「up」ではない場合（ＤＤ２５で「その他」）、処理はＤＤ２８に進められる。変数Am_sの値が「steady」である場合（ＤＤ２６で「steady」）、処理はＤＤ２７に進められる。変数Am_sの値が「steady」ではない場合（ＤＤ２６で「その他」）、処理はＤＤ２８に進められる。ＤＤ２７では、診断装置２０は、機械的不具合が発生したと判定する。ＤＤ２４からＤＤ２７までの処理は、「前記原動機に設置された無線送信機から受信した信号の受信頻度が高くなり、かつ、前記被駆動機に設置された無線送信機から受信した信号の受信頻度が高くなった場合、前記回転機器を前記架台に固定する箇所に異常があると判定す」る処理の一例である。
【００６６】
ＤＤ２８からＤＤ３３では、診断装置２０は、ＤＤ１からＤＤ１５までの処理結果に基づいて、ポンプ１０の配管内を流動する流体の脈動が発生しているか否かを判定する。
【００６７】
ＤＤ２９では、診断装置２０は、Gbの揺らぎGb_fを計算する。Gb_fは、例えば、Gbの標準偏差をGbの平均値で割った値である。ＤＤ３０では、診断装置２０は、Amの揺らぎAm_fを計算する。Am_fは、例えば、Amの標準偏差をAmの平均値で割った値である。
【００６８】
ＤＤ３０では、診断装置２０は、Gb_fの値が閾値Ａを超えたか否かを判定する。閾値Ａを超えた場合（Ｄ３０でyes）、処理はＤＤ３２に進められる。閾値Ａ以下である場合（
ＤＤ３０でＮＯ）、劣化診断処理は終了する。閾値Ａの値は、事前に実施する試験等で脈動の判定に適切な値を決定すればよい。
【００６９】
Am_fが閾値Ｂを超えた場合（ＤＤ３２でyes）、診断装置２０は脈動が発生していると
判定する（ＤＤ３３）。ＤＤ２８からＤＤ３３までの処理は、「前記被駆動機に設置された無線送信機から受信した信号の受信頻度が周期的に変化する場合、前記被駆動機内を流れる流体に脈動が起きていると判定す」る処理の一例である。図１０および図１１に例示された処理を実行するＣＰＵ１０１は、「判定部」の一例である。
【００７０】
Am_fが閾値Ｂ以下である場合（ＤＤ３２でNO）、劣化診断処理は終了する。閾値Ｂの値
は、脈動の判定に適切な値を事前に試験等で決定すればよい。
【００７１】
＜余裕時間の算出＞
診断装置２０は、過去に受信したパルス波の受信間隔の変動を基に、ポンプ１０が保守作業対象となるまでの余裕時間を算出する。図１２は、ポンプ１０における異常振動によってセンサー３０から送信されたパルス波の診断装置２０による受信間隔の変動の一例を示す図である。ポンプ１０における何らかの異常によって発生する異常振動の発生頻度は、異常の初期段階から異常が発生した箇所の破壊に至るまでの間一様に上昇するものではない。異常振動の発生頻度は、途中でいったん発生頻度が低下する呼吸域と称される期間を繰り返し挿みながら上昇し、いずれは異常が発生した箇所の破壊に至る。したがって、診断装置２０が受信するパルス波の受信間隔は、図１２に例示されるように、呼吸域を挿みながら徐々に短くなっていく。呼吸域では他の領域とパルス波の受信間隔の変動が異なるため、余裕時間の算出に呼吸域における受信間隔の変動をそのまま含めると、算出結果の誤差が大きくなると考えられる。そこで、診断装置２０は、呼吸域の前後を近似曲線で接続した上で余裕時間の算出を行う。
【００７２】
図１３は、余裕時間を算出する処理フローの一例を示す図である。図１３では、診断装置２０は、現時点から過去に向けて補助記憶部１０３に格納したデータを遡りつつ、大小比較をしていく。図１３に例示される処理は、図８のＯＰ１７で実行される処理の一例である。以下、図１３を参照して、余裕時間を算出する処理フローの一例について説明する。
【００７３】
Ｋ１０では、診断装置２０は、呼吸域開始地点の判定を行う。診断装置２０は、補助記憶部１０３から過去のデータであるGb(-t)を読み出す。診断装置２０は、補助記憶部１０３からGb(-t)のさらにひとつ過去のデータであるGb(-t-1)を読み出す。診断装置２０は、Gb(-t-1)の値が、Gb(-t)の値の９５％未満の場合、呼吸域が開始されたと判定する。すなわち、Gb(-t-1)の値がGb(-t-1)< Gb(-t)×0.95を満たす場合、Gb(-t-1)の時点を呼吸域の開始地点と判定する。
【００７４】
Ｋ１１では、診断装置２０は、呼吸域終了地点の判定を行う。診断装置２０は、Gb(-t)からnステップ前のデータであるGb(-t-n)を読み出す。診断装置２０は、Gb(-t-n)の値が
、Gb(-t)の値以上である場合、呼吸域が終了したと判定する。すなわち、Gb(-t-n)の値がGb(-t-n) ≧ Gb(-t)を満たす場合、Gb(-t-n)の時点を呼吸域の終了地点と判定する。
【００７５】
Ｋ１２では、Ｋ１０およびＫ１１で判定した呼吸域に含まれるデータを余裕時間算出対象のデータから削除する。診断装置２０は、呼吸域前後のデータ増減の傾きを基に、Gb(-t)とGb(-t-n)との間を曲線で近似する。曲線で近似するアルゴリズムに限定は無い。曲線で近似するアルゴリズムは、公知の様々なアルゴリズムを採用できる。
【００７６】
Ｋ１３では、Ｋ１２で近似した曲線を基に現時点から保守作業対象となるまでの余裕時間を算出する。図１４は、図１２で例示された受信間隔の変動における呼吸域の開始地点と終了地点との間を曲線で近似した図の一例である。診断装置２０は、曲線で近似したデータを基に、受信頻度τが保守作業対象となることを示す保全レベルに達するまでの余裕時間を算出する。
【００７７】
＜具体例＞
以上で説明した事項を基に、例えば、ポンプ軸受１３ａで異常が発生した場合およびモーター軸受１９ｂで異常が発生した場合の処理フローの概略について説明する。
【００７８】
図１５は、ポンプ軸受１３ａで異常が発生した場合の判断フローの概略の一例を示す図
である。図１５では、ポンプ軸受１３ａで異常が発生した場合の処理の流れを太い矢印で示している。以下、図１５を参照して、ポンプ軸受１３ａで異常が発生した場合の判断フローの概略の一例について説明する。なお、以下の説明において、ポンプ軸受１３ｂに設置されたセンサー３０ａによる測定を「測定１」、モーター軸受１９ａに設置されたセンサー３０ｂによる測定を「測定２」と称する。
【００７９】
ＯＰ１では、診断装置２０は、「測定２」で測定されたパルス波の開始タイミングの遅れτ２を測定する。τ２は、図７を基に説明したように、「測定２」で測定されたパルス波の開始タイミングの、「測定１」で測定されたパルス波の開始タイミングからの遅れである。ポンプ軸受１３ａは、「測定２」の測定箇所よりも「測定１」の測定箇所に近い。そのため、「測定２」で測定されたパルス波の開始タイミングは、「測定１」で測定されたパルス波の開始タイミングよりも遅れる。そのため、τ２は０より大きくなる。ＯＰ１では、診断装置２０は、算出したτ２の値に基づいて異常振動の伝達遅れの有無を判定し、判定結果に基づいて異常振動の発生原因を判定する。機械的な原因の場合、ポンプ全体が振動する。このため、センサーの取付位置に係わらず、異常振動がほぼ同時期に検出される。このような場合、異常振動の伝達遅れが生じないため、τ２の値は略０になる。ポンプ軸受の異常が原因の場合、局所的に振動が起きる。このため、センサーの取付位置によって異常振動の検出に時間差が生じる。このため、τ２の値は０以外の値となる。診断装置２０は、この時間差の有無をτ２により判断し、異常振動の発生原因を判定できる。
【００８０】
ＯＰ２では、診断装置２０は、例えば、軸回転周期の半分以上の頻度で衝撃波が発生している場合、衝撃波の連続発生であると判定する。診断装置２０は、例えば、軸回転周期の１割以下の頻度で衝撃波が発生している場合、異常振動による衝撃波が１回発生した、いわゆるワンショットであることを判定する。
【００８１】
ＯＰ３では、診断装置２０は、「測定１」において無線送信されたパルス波の発生頻度Ｆ１と「測定２」において無線送信されたパルス波の発生頻度Ｆ２とを算出する。発生頻度Ｆ１およびＦ２は、単位時間当たりのパルス波の発生回数ということができる。上述の通り、ポンプ軸受１３ａは、「測定２」の箇所よりも「測定１」の箇所に近い。そのため、図７を基に説明したように、「測定２」において無線送信されたパルス波の発生頻度Ｆ２の方が「測定１」において無線送信されたパルス波の発生頻度Ｆ１よりも発生頻度が低くなる。そのため、処理はＯＰ５に進められ（ＯＰ４でＮ）、異常個所は「測定１」サイド、すなわち、モーター１８側ではなくポンプ本体１５側であると判定される。
【００８２】
ＯＰ７では、診断装置２０は、ＯＰ３で算出した発生頻度Ｆ１、Ｆ２が高いほど異常の度合いが高いと判定する。さらに、ＯＰ２で検知した衝撃波の連続発生か衝撃波のワンショット発生かの違いで異常の度合いを判定する。診断装置２０は、ＯＰ１で判定した異常振動の発生原因とＯＰ４−ＯＰ６で判定した異常個所とＯＰ７で判定した異常の度合いの高さとを、例えばディスプレイに表示する。
【００８３】
図１６は、モーター軸受１９ｂで異常が発生した場合の判断フローの概略の一例を示す図である。図１６では、モーター軸受１９ｂで異常が発生した場合の処理の流れを太い矢印で示している。以下、図１６を参照して、モーター軸受１９ｂで異常が発生した場合の判断フローの概略の一例について説明する。
【００８４】
ＯＰ１では、診断装置２０は、「測定２」で測定されたパルス波の開始タイミングの遅れτ２を測定する。モーター軸受１９ｂは、「測定１」の測定箇所よりも「測定２」の測定箇所に近い。そのため、「測定１」で測定されたパルス波の開始タイミングは、「測定２」で測定されたパルス波の開始タイミングよりも遅れる。そのため、τ２は０より小さくなる。ＯＰ１では、図１５のＯＰ１と同様に、診断装置２０は、τ２に基づいて異常振
動の発生原因を判定できる。
【００８５】
ＯＰ３では、診断装置２０は、図１５のＯＰ４と同様に発生頻度Ｆ１および発生頻度Ｆ２を算出する。上述の通り、モーター軸受１９ｂは、「測定１」の箇所よりも「測定２」の箇所に近い。そのため、図７を基に説明したように、発生頻度Ｆ１の方が発生頻度Ｆ２よりも発生頻度が低くなる。そのため、処理はＯＰ６に進められ（ＯＰ４でＹ）、異常個所は「測定２」サイド、すなわち、ポンプ本体１５側ではなくモーター１８側であると判定される。ＯＰ７の処理は、図１５のＯＰ７の処理と同様である。そのため、その説明を省略する。
【００８６】
＜実施形態の作用効果＞
実施形態では、ポンプ１０の振動によって蓄積されたエネルギーの積分値が所定値を超えた場合にパルス波を無線送信するセンサー３０が採用された。そのため、診断装置２０は不連続にパルス波を受信する。不連続に受信したパルス波の解析に周波数解析等の従来技術を適用することは困難である。そこで、実施形態に係る診断システム２００では、相異なる２か所に設置されたセンサー３０ａ、３０ｂパルス波から受信したパルス波の受信頻度を比較することで、ポンプ１０の異常診断を行った。そのため、実施形態に係る診断システム２００は、不連続に受信するパルス波に基づいて、ポンプ１０の異常診断を実施できる。
【００８７】
実施形態に係るセンサー３０は、ポンプ１０の振動によってキャパシタ３２が発電し、キャパシタ３２によって発電された電力を用いて無線送信した。そのため、センサー３０は、電池を搭載しなくともよくなり、係るセンサー３０に対する電池の交換作業等を行わなくて済む。そのため、実施形態によれば、電池を利用するセンサーを採用する場合と比較して、診断システム２００のメンテナンスコストを抑制できる。
【００８８】
実施形態では、センサー３０をポンプ本体１５側およびモーター１８側に設置した。異常が発生した箇所から遠いセンサー３０よりも異常が発生した箇所に近いセンサー３０の方がパルス波を送信する送信頻度が高くなる。そのため、実施形態によれば、センサー３０ａとセンサー３０ｂから無線送信されるパルス波の送信頻度を比較することで、ポンプ１０側とモーター１８側のいずれで異常が発生したかを特定できる。また、ポンプ本体１５と架台１１との固定箇所に機械的不具合が発生した場合、センサー３０ａから受信したパルス波の受信頻度とセンサー３０ｂから受信したパルス波の受信頻度の双方が増加する。そのため、実施形態では、ポンプ本体１５と架台１１との固定箇所で発生した機械的不具合を検知できる。
【００８９】
診断システム２００は、ポンプ本体１５のポンプ軸受１３ｂに設置したセンサー３０ａとモーター１８のモーター軸受１９ａに設置したセンサー３０ｂとから無線送信されたパルス波の受信頻度に基づいて異常振動の発生個所を特定した。そのため、実施形態に係る診断システム２００は、図１５および図１６を参照して説明したように、センサー３０が設置されていない箇所で発生した異常振動も検知し、当該異常振動の発生個所がポンプ本体１５側であるかモーター１８側であるかを特定できる。
【００９０】
実施形態では、センサー３０ａから受信したパルス波の受信頻度が周期的に変化する場合、診断装置２０はポンプ本体１５内を流動する流体の脈動が脈動していると判定した。そのため、実施形態によれば、ポンプ本体１５内を流動する流体の脈動を検知できる。
【００９１】
実施形態では、センサー３０ａから受信したパルス波の数の１日当たりの平均数をGb、センサー３０ｂから受信したパルス波の数の１日当たりの平均数をGm、GmをGbで割った値Amとした。モーター１８の回転数がインバーター制御によって変動した場合、GbおよびGm
の値がともに増加するため、Amの値は変動しない。そのため、実施形態では、診断装置２０は、異常の項目を判定する際にAmの値も参照することで、インバーター制御によるモーター１８の回転数の変動を異常として誤検知することを抑制できる。
【００９２】
＜変形例＞
実施形態に係る診断システム２００では、センサー３０をポンプ軸受１３ｂとモーター軸受１９ａの２か所に設置したが、センサー３０の設置個所は２か所に限定されない。診断システム２００は、センサー３０を３か所以上に設置してもよい。診断システム２００は、より多くのセンサー３０をポンプ１０に設置することで、より細かく異常振動が発生した箇所を特定できる。また、診断システム２００は、センサー３０を１か所に設置してもよい。診断システム２００は、１か所に設置されたセンサー３０から受信するパルス波の受信頻度に基づいて、ポンプ１０で異常が発生しているか否かを判定できる。
【００９３】
実施形態に係る診断システム２００では、ポンプ本体１５のポンプ軸受１３ａに設置されたセンサー３０ａからの受信頻度（Gb）を基準値として、モーター１８のモーター軸受１９ａに設置されたセンサー３０ｂからの受信頻度（Gm）を正規化した。しかしながら、基準値は、ポンプ軸受１３ａに設置されたセンサー３０ａからの受信頻度に限定されない。基準値は、例えば、架台１１、ケーシング１２等の外乱による振動強度への影響が少ないと考えられる箇所に設置したセンサー３０からの受信頻度を基準値としてもよい。
【００９４】
実施形態に係る診断システム２００では、１台のポンプ１０を診断対象としたが、診断システム２００が診断対象とするポンプ１０の台数は１台に限定されない。診断システム２００は、複数台のポンプ１０を診断対象としてもよい。
【００９５】
実施形態では、異常を検知する対象として横型渦巻ポンプであるポンプ１０が例示された。しかしながら、実施形態に係る診断システム２００が異常を検知する対象は、横型渦巻ポンプに限定されない。診断システム２００は、縦型渦巻ポンプに例示される他の種類のポンプ、送風機および圧縮機等の様々な回転機器の異常診断に適用できる。
【００９６】
以上で開示した実施形態や変形例はそれぞれ組み合わせる事ができる。
【符号の説明】
【００９７】
２００：診断システム
１０：ポンプ
１１：架台
１２：ケーシング
１３、１３ａ、１３ｂ：ポンプ軸受
１４：ポンプ主軸
１５：ポンプ本体
１６ａ：カップリング
１６ｂ：カップリングカバー
１８：モーター
１９、１９ａ、１９ｂ：モーター軸受
１７：モーター主軸
２０：診断装置
３０、３０ａ、３０ｂ：センサー
３１：振動発電素子
３２：キャパシタ
３３：無線送信部
１０１：ＣＰＵ
１０２：主記憶部
１０３：補助記憶部
１０４：無線通信部
【図１】
2018155543.tif 000003
【図２】
2018155543.tif 000004
【図３】
2018155543.tif 000005
【図４】
2018155543.tif 000006
【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】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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