(57)【要約】【課題】以前の測定履歴に基づかないで回転機械状態を診断するユーザ・インタフェース・システム及び方法を提供する。【解決手段】振動データ収集及び回転機械障害診断機器は、機械設定エンジン１１０、測定エンジン１２０、診断エンジン１５０、測定ユーザ・インタフェース１２２、機械設定ユーザ・インタフェース１１２及び診断ユーザ・インタフェース１５２を含む。機械設定エンジンは、機械設定ユーザ・インタフェースを介して機械に関するパラメータを要求し受ける。測定エンジンは、測定ユーザ・インタフェースを介してセンサ配置場所を要求し受け、測定した場所と測定する必要が依然ある場所の追跡を維持する。診断エンジンは、機械障害を診断し、直感的図形重大度スケールを用いて診断ユーザ・インタフェースによりユーザに情報を示す。【選択図】図１
2011145295.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動を測定し回転機械の障害を診断する機器であって、
機械に関するパラメータを要求しユーザから受けるように構成された機械設定エンジンと、
上記機械に関連する振動センサの配置及び方向の情報を要求し受けて、センサ測定が完了した場所を追跡するように構成された測定エンジンと、
上記振動センサからのデータを受けるように構成されたデータ取込みエンジンと、
該データ取込みエンジンからのデータを受け、規定設定を上記データに適用して（１）機械障害を診断し、（２）上記機械障害の重大度を判断するように構成された診断エンジンと、
上記測定エンジン及び上記診断エンジンに結合され、（１）上記機械に関連する上記センサの場所及び方向、（２）上記ユーザに特定され上記センサで測定が行われた場所、及び（３）上記ユーザに特定され上記線による測定を行うことが依然必要な場所の少なくとも１つを示すように構成された測定ユーザ・インタフェースとを具え、
上記診断エンジンが、以前に行った振動測定モニタ・データではなく、上記センサにより上記データ取込みエンジンに供給されたデータと上記機械に関する上記パラメータとに基づいて上記機械の障害を診断する機器。
【請求項２】
ギアボックスの障害を診断する方法であって、
シャフト速度、ギア比又はギア歯計数を含む上記ギアボックスの少なくとも１つのパラメータに関する情報を要求し、
ユーザがシャフト速度を選択すると、上記ギアボックスの入力シャフト速度及び出力シャフト速度を受け、
上記ユーザがギア比を選択すると、上記ギアボックスの上記入力及び上記出力の間のギア比を受け、
上記ユーザがギア歯計数を選択すると、上記ギアボックスの入力ギア及び出力ギアのギア歯計数を受ける方法。
【請求項３】
回転機械の障害を診断するためにセンサにより振動測定を判断し追跡する方法であって、
上記回転機械の構成要素に関するパラメータを受け、
選択した信号測定場所を受け、
上記センサにより振動測定を行い、
以前に行った振動測定モニタ・データではなく上記センサが行った上記振動測定に基づいて上記回転装置の障害を診断する方法。
【請求項４】
回転機械の障害を診断するためにセンサにより振動測定を判断し追跡する方法の命令を実行するコンピュータ読み出し可能な媒体であって、上記方法が、
上記回転機械の構成要素のパラメータを受け、
選択された振動測定場所を受け、
上記回転機械の図形モデルにセンサ場所のオプションを表示し、
選択されたセンサ場所を受け、
上記センサにより振動測定を行い、
上記回転機械の図形モデルに上記選択された振動測定場所での振動測定を表示し、
以前に行った振動測定モニタ・データではなく上記センサが行った上記振動測定に基づいて上記回転機械の障害を診断する媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、回転機械の振動測定及び機械障害の診断に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気モータ、ファン、タービン、他の機械又はこれらの組合せの如き全ての形式の回転装置にて振動が生じる。振動は、その装置の一定動作の特性である。しかし、アンバランス、調整ミス、ベアリング摩耗、緩み及び偏心シャフトの如き機械状態により、装置を故障させる振動が生じる。振動波形を測定する加速度計の如きセンサを用いて、振動を測定できる。加速度計に関連して、振動分析器を用いて、存在する振動に関する頻度及び大きさの情報を得ることができる。この情報を用いて、故障前の障害を診断できる。
【０００３】
従来、装置の状況を判断して、装置の障害と差し迫った装置の故障とを診断するには、振動データ収集及び分析に関する広範なトレーニングと経験が要求された。特定システムの以前の測定履歴から確立した予測保守データベースも従来用いて、回転機械状態を判断し、障害を診断した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２８５８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以前の測定履歴に基づかない回転機械状態を診断するユーザ・インタフェース・システム及び方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の概念は、次の通りである。
１．振動を測定し回転機械の障害を診断する機器であって；機械に関するパラメータを要求しユーザから受けるように構成された機械設定エンジンと；上記機械に関連する振動センサの配置及び方向の情報を要求し受けて、センサ測定が完了した場所を追跡するように構成された測定エンジンと；上記振動センサからのデータを受けるように構成されたデータ取込みエンジンと；該データ取込みエンジンからのデータを受け、規定設定を上記データに適用して（１）機械障害を診断し、（２）上記機械障害の重大度を判断するように構成された診断エンジンと；上記測定エンジン及び上記診断エンジンに結合され、（１）上記機械に関連する上記センサの場所及び方向、（２）上記ユーザに特定され上記センサで測定が行われた場所、及び（３）上記ユーザに特定され上記線による測定を行うことが依然必要な場所の少なくとも１つを示すように構成された測定ユーザ・インタフェースとを具え；上記診断エンジンが、以前に行った振動測定モニタ・データではなく、上記センサにより上記データ取込みエンジンに供給されたデータと上記機械に関する上記パラメータとに基づいて上記機械の障害を診断する機器。
２．上記データ取込みモジュールは、上記機械に結合されたタコメータから直接、シャフト速度を測定するように更に構成された概念１の機器。
３．上記センサは、３軸加速度計を具える概念１の機器。
４．上記センサは、単一軸加速度計を具える概念１の機器。
５．上記測定ユーザ・インタフェースが重大度スケールを示すように構成され、上記重大度スケール上に配置された重大度指示器が各診断済み機械障害の重大度のレベルを指示するように構成された概念１の機器。
６．上記重大度のレベルの文字説明を更に具える概念５の機器。
７．上記重大度スケールは、複数の重大度カテゴリに分割された連続スケールであり、各重大度カテゴリが色コード化された概念５の機器。
８．上記重大度スケールの緑色コードが軽微な問題を示し、上記重大度スケールの黄色コードが中位の問題を示し、上記重大度スケールのオレンジ色コードが重要な問題を示し、上記重大度スケールの赤色コードが極度の問題を示す概念７の機器。
９．上記わずかな重大度カテゴリは、保守行為を推奨せず、上記機械を再試験すべきで、定期保守の後に上記機械の状態をモニタすることを意味し；上記中位の重大度カテゴリは、数ヶ月までに又は１年までに保守行為を受けて、後で、測定の頻度を増やし、上記機械の状態をモニタするように推奨することを意味し；上記重要な重大度カテゴリは、次の数週間内の保守行為を推奨し、次の計画した休止時間又は保守期間中に保守行為を実行すべき事を推奨し；上記極度な重大度カテゴリは、直ちに保守行為が必要で、上記機械を停止すべきで、システムの故障を避けるために直ちに修理行為を受けるべきであることを意味する概念７の機器。
１０．上記センサからの時間領域振動センサ・データを周波数領域データに変換するように構成されたデジタル信号プロセッサを更に具える概念１の機器。
１１．上記機械設定エンジンは、ギア・パラメータを要求し受けるように構成された機械設定ユーザ・インタフェースを具える概念１の機器。
１２．上記機械設定ユーザ・インタフェースは、シャフト速度、ギア比及びギア歯計数の少なくとも１つを要求し受けるように構成された概念１１の機器。
１３．上記機械設定ユーザ・インタフェースは、上記ギアに用いるベアリングの形式を要求し受けるように構成された概念１１の機器。
１４．上記機械設定ユーザ・インタフェースは、上記ギアに用いる変速機の数を要求し受けるように構成された概念１１の機器。
１５．ギアボックスの障害を診断する方法であって；シャフト速度、ギア比又はギア歯計数を含む上記ギアボックスの少なくとも１つのパラメータに関する情報を要求し；ユーザがシャフト速度を選択すると、上記ギアボックスの入力シャフト速度及び出力シャフト速度を受け；上記ユーザがギア比を選択すると、上記ギアボックスの上記入力及び上記出力の間のギア比を受け；上記ユーザがギア歯計数を選択すると、上記ギアボックスの入力ギア及び出力ギアのギア歯計数を受ける方法。
１６．更に、上記ギアボックスに用いるベアリングの形式に関する情報を要求し；上記ギアボックスに用いるベアリングの形式に関する情報を受ける概念１５の方法。
１７．更に、上記ギアボックスに用いる変速機の数に関する情報を要求し；上記ギアボックスに用いる変速機の数に関する情報を受ける概念１５の方法。
１８．更に、上記ギアボックスとのたわみ継ぎ手に関する情報を要求し；上記たわみ継ぎ手に関する情報を受ける概念１５の方法。
１９．回転機械の障害を診断するためにセンサにより振動測定を判断し追跡する方法であって；上記回転機械の構成要素に関するパラメータを受け；選択した信号測定場所を受け；上記センサにより振動測定を行い；以前に行った振動測定モニタ・データではなく上記センサが行った上記振動測定に基づいて上記回転装置の障害を診断する方法。
２０．上記センサが３軸加速度計である概念１９の方法。
２１．更に、センサ方向を表示し；選択したセンサの方向を受ける概念１９の方法。
２２．回転機械の障害を診断するためにセンサにより振動測定を判断し追跡する方法の命令を実行するコンピュータ読み出し可能な媒体であって；上記方法が；上記回転機械の構成要素のパラメータを受け；選択された振動測定場所を受け；上記回転機械の図形モデルにセンサ場所のオプションを表示し；選択されたセンサ場所を受け；上記センサにより振動測定を行い；上記回転機械の図形モデルに上記選択された振動測定場所での振動測定を表示し；以前に行った振動測定モニタ・データではなく上記センサが行った上記振動測定に基づいて上記回転機械の障害を診断する媒体。
【０００７】
振動テスタと機械障害診断機器及び方法の例を図により示す。これら例及び図は、限定のためではなく説明のためである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の実施例による振動データ収集及び機械診断機器の例を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の実施例により、振動テスタ及び機械障害診断機器がシステム設定パラメータを促し受ける処理例を示す流れ図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の実施例により、システム設定パラメータを促し受ける質問及び見本応答を示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の実施例により、システム設定パラメータを促し受ける質問及び見本応答を示す。
【図３Ｃ】図３Ｃは、本発明の実施例により、システム設定パラメータを促し受ける質問及び見本応答を示す。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の実施例により、ギアボックス・パラメータを促し受ける質問及び見本応答を示す。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明の実施例により、ギアボックス・パラメータを促し受ける質問及び見本応答を示す。
【図４Ｃ】図４Ｃは、本発明の実施例により、ギアボックス・パラメータを促し受ける質問及び見本応答を示す。
【図４Ｄ】図４Ｄは、本発明の実施例により、ギアボックス・パラメータを促し受ける質問及び見本応答を示す。
【図５】図５は、本発明の実施例により、振動テスタ及び機械障害診断機器がセンサ測定を促し受ける処理例を示す流れ図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の実施例により、センサ測定場所及びセンサ方向情報を促し受けるスクリーン・ショットの例を示す。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本発明の実施例により、センサ測定場所及びセンサ方向情報を促し受けるスクリーン・ショットの例を示す。
【図６Ｃ】図６Ｃは、本発明の実施例により、センサ測定場所及びセンサ方向情報を促し受けるスクリーン・ショットの例を示す。
【図６Ｄ】図６Ｄは、本発明の実施例により、センサ測定場所及びセンサ方向情報を促し受けるスクリーン・ショットの例を示す。
【図６Ｅ】図６Ｅは、本発明の実施例により、センサ測定場所及びセンサ方向情報を促し受けるスクリーン・ショットの例を示す。
【図６Ｆ】図６Ｆは、本発明の実施例により、センサ測定場所及びセンサ方向情報を促し受けるスクリーン・ショットの例を示す。
【図６Ｇ】図６Ｇは、本発明の実施例により、センサ測定場所及びセンサ方向情報を促し受けるスクリーン・ショットの例を示す。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の実施例により、機械障害の機器診断をユーザに示す図的方法として用いる重大度スケールを示す。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明の実施例により、機械障害の診断をユーザに示すスクリーン・ショットの例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下の説明及び図は、説明のためであり、限定を意図するものではない。本発明を完全に理解できるようにするために多くの特定の詳細を述べる。しかし、特定の場合において、説明が不明瞭になるのを避けるために、周知又は従来の詳細については、説明しない。
【００１０】
本発明の範囲を更に制限することを意図せずに、本発明の実施例による機器、装置、方法及びこれらの関連結果の例を以下に示す。本明細書で「一実施例」又は「ある実施例」と言及することは、実施例に関連して説明する特定の特徴、構造、又は特性が本発明の少なくとも１つの実施例に含まれることを意味する。明細書の種々の部分での「一実施例において」の句が現れるが、同じ実施例の全てを必然的に言及するものでもなく、相互に他の実施例を排除した別の又は代わりの実施例でもない。さらに、種々の特徴を説明するが、これらはいくつかの実施例で示されるものであり、他の実施例には示されないかもしれない。同様に、種々の条件について説明するが、これらは、いくつかの実施例の条件で他の実施例のものではないかもしれない。
【００１１】
本明細書で用いる用語は、本技術において、本発明の文脈内で、各用語を用いる特定の文脈内で、一般的に本来の意味である。本発明を説明するのに用いるある用語を以下、即ち、明細書で説明して、本発明の説明に関する実務家に追加のガイドを与える。ここで説明するいくつかの用語の例を含む本明細書での例の用途は、単に説明のためであり、本発明又は任意の例示の用語の範囲及び意味を更に限定するものではない。同様に、本発明は、本明細書に示す種々の実施例に限定されない。
【００１２】
以下の説明で用いる専門用語は、本発明のある特定例の詳細説明に関連して用いるが、その広範で合理的な方法にて解釈することを意図する。ある用語を以下に強調するが、任意の限定された方法で解釈されることを意図したある専門用語は、この詳細な説明の欄にて明白で限定的に定義される。
【００１３】
回転装置から振動データを収集し、機械的障害用の振動信号を分析する機器を以下に説明する。この機器は、振動データ収集及び分析に未経験の初心者ユーザが構成したり利用したりすることができる。この機器は、簡略化した方法を促進し、非履歴に基づくしきい値、診断エンジン、３軸センサ方向及びコンテキスト感応ヘルプを用いて、推奨修理行為及び振動スペクトル付きの診断結果を出す。この機器により、ユーザは、回転装置の状態を迅速且つ容易に判断できる。ユーザには、振動分析の従来のトレーニング又は経験が要求されず、機械的障害を診断する機器を用いるために回転装置に対して予測保守データベースを確立する必要もない。
【００１４】
図１は、本発明の実施例による振動テスタ及び機械診断機器１００の例を示すブロック図である。機器１００は、機械設定エンジン１１０、設定ユーザ・インタフェース１１２、測定エンジン１２０、測定ユーザ・インタフェース１２２、データ取込みシステム１３０、デジタル信号プロセッサ１４０、診断エンジン１５０及び診断ユーザ・インタフェース１５２を含む。機器１００は、機器設定エンジン１６０、コンテキスト感応ヘルプ・データベース１７０及び１つ以上のメモリ・ユニット１８０も含む。
【００１５】
機械障害状態を診断するのに機器１００を用いることは、（１）被試験機械システムの設定と、（２）被試験システムの測定と、（３）被試験システムの診断とを含むことができる。機器１００は、容易に理解できる方法をユーザに提供する。
【００１６】
機械設定エンジン１１０を機械設定ユーザ・インタフェース１１２に結合できる。機械設定エンジン１１０は、ユーザが答える１組の質問を発生して、被診断装置の構成要素に関する充分な情報と、これら構成要素のパラメータを提供できる。機器１００が要求できるパラメータの例には、これらに限定されるものではないが、モータ形式、速度、馬力、ベアリング形式、駆動構成要素への結合方法が含まれる。駆動した構成要素を特定する形式及び他のパラメータも要求してもよい。生じた質問を、機械設定ユーザ・インタフェース１１２を介してユーザに示すことができ、この機械設定ユーザ・インタフェース１１２は、ユーザが質問に応答するための回答選択又は余白を提供する。生じた質問の形式及び典型的なユーザ応答の非限定的な例を図３Ａ〜３Ｃに示す。振動テスタ及び分析器を使用する充分な経験を期待できないユーザが機器１００を用いることを意図するので、質問は、技能者が典型的には被診断システムの基本的な知識、又は被試験機械のラベル又はネームプレートから判る情報に基づいて答えられる直接的な質問である。ユーザが機械設定エンジン１１０に提供できる情報が増えると、診断信頼性の結果レベルが高くなる。機械設定エンジン１１０との典型的な対話を以下に説明する。
【００１７】
機械設定エンジン１１０は、回転機械の関連部分の動作速度の手動入力を受け入れることができる。代わりに、機器１００は、タコメータ１１４からのデータを受け入れることができるタコメータ入力ポート１１６を有する。タコメータ１１４をユーザが設定して、回転機械における駆動シャフトの回転速度をモニタできる。タコメータは、可変負荷状態での可変周波数駆動の動作速度を決定するのに特に有用である。タコメータ・パルスを発生できる多くの方法がある。例えば、反射テープを被モニタ装置の回転駆動シャフトの配置できる。光学トランスジューサは、光源からの光を伝送して、反射テープからの伝送光の反射を検出できる。回転駆動シャフトの各回転が１つのタコメータ・パルスを発生する。一実施例において、タコメータ１１４は、レーザ・タコメータを含んでいる。動作速度をモニタするタコメータとして用いることができるトランスジューサの他の例は、駆動シャフトに取り付けたエンコード・ディスクである。このエンコード・ディスクは、光電トランスジューサの間の光学ビームを遮って、タコメータ・パルスを発生する。
【００１８】
測定エンジン１２０を測定ユーザ・インタフェース１２２に結合できる。測定エンジン１２０は、マシン設定エンジン１１０が受けた回答に基づいて１組の質問を発生できる。被診断システムの図的記述を測定エンジン１２０が提供でき、測定ユーザ・インタフェース１２２を介してユーザに示すことができる。例えば、被診断システムの駆動構成要素の形式及び駆動モータのパワーに基づいて、測定エンジン１２０は、振動データを収集できるシステム内の機械ハウジングに機械的に結合された回転構成要素の他の形式の場所又はベアリング場所を識別する。ユーザは、振動測定を行うセンサ場所としての測定ユーザ・インタフェース１２２を介して、これら場所の数までで、全てを含んで選択できる。構成要素につき少なくとも１つの振動測定を行うことにより、充分な振動情報を機器１００が診断用に利用できる。さらに、ユーザが選択場所の各々にセンサを配置すると、振動データを得る場所の順序、被測定構成要素に対するセンサの場所、被測定構成要素のシャフトに対するセンサの方向などに関する情報をユーザは入力できる。発生する質問及び典型的なユーザの応答の形式の例を図４Ａ〜４Ｄに示すが、それらに限定するものではない。ユーザがシステム内のユーザ選択振動測定場所の各々に対してセンサを設定するので、測定エンジン１２０は、関連情報をユーザに促す。機械設定エンジン１１０の典型的な対話を以下に説明する。
【００１９】
機器１００は、単一軸又は３軸加速度計の如きセンサ１３２からのデータを取り込むセンサ入力ポート１３１を含む。センサ１３２は、回転機械システム１３４からの振動を測定する。センサ１３２が記録した振動データは、機器１００のセンサ・ポート１３１を介して、データ取込みシステム１３０に送ることができる。記録された振動データは、時間領域で採られる。次に、データ取り込みシステム１３０は、時間領域データをデジタル信号プロセッサ１４０に送り、デジタル信号プロセッサ１４０は、時間領域データを周波数領域スペクトラム・データに変換する。次に、種々のフィルタを用いて、周波数領域スペクトラム・データの結果が処理される。
【００２０】
診断エンジン１５０を診断ユーザ・インタフェース１５２に結合する。一実施例において、診断エンジン１５０は、周波数領域データを、メモリに蓄積された規定設定と比較して、機械障害の診断及び保守の推奨を行う。各測定場所での機械障害の見積った重大度の図的表示を振動エンジン１５０が与え、診断ユーザ・インタフェース１５２を介してユーザに示される。簡潔な文字記述を図的重大度スケール表示と共に提供する。診断エンジン１５０との典型的な対話を後述する。
【００２１】
また、機器１００は、機器設定エンジン１６０と、コンテキスト感応ヘルプ・データベース１７０と、１つ以上のメモリ・ユニット１８０を有するシステム・リソース・ブロック１９０も含んでいる。機器設定エンジン１６０により、ユーザは、機器の自己試験を実行でき、データ及び時間の如き機器設定にアクセスでき、又はメモリ機能をクリアできる。コンテキスト感応ヘルプ・データベース１７０は、被試験システムの設定に関してユーザにしばしば尋ねる質問の答え、センサによる振動測定、診断結果、用語解説、又は機器による問題解決のためのヒントを提供できる。メモリ・ユニット１８０は、それらに限定するものではないが、ＲＡＭ、ＲＯＭ、揮発性及び不揮発性メモリの任意の組合せを含むことができる。機器設定エンジン１６０，コンテキスト感応ヘルプ・データベース１７０及び１つ以上のメモリ・ユニット１８０は、機械設定ユーザ・インタフェース１１２、測定ユーザ・インタフェース１２２及び診断ユーザ・インタフェース１５２を介してユーザとコミュニケーションができる。
【００２２】
図２は、本発明の実施例により、機器１００がシステム設定パラメータを促し受ける処理例を示す流れ図である。設定エンジン１１０が作る設定パラメータの質問を機械設定ユーザ・インタフェース１１２によりユーザに示すことができる。ブロック２０５にて、機器１００は、被診断システムを駆動するモータを記述するユーザ・パラメータをユーザに促し、ユーザから受ける。典型的な対話における質問とユーザから得る応答との例を図３Ａに示す。機器１００により要求されるパラメータ３１０は、これらに限られないが、モータの形式（ＡＣ又はＤＣ）、モータが可変周波数駆動（ＶＦＤ）か否か、１分当たりの回転（ＲＰＭ）でのモータの速度、馬力でのモータの公称パワー、モータが取り付けられた方向（水平又は垂直）、モータ・ベアリングの形式（ローラ又はジャーナル）、又は駆動とレンダリングからモータを外したかを含む。
【００２３】
次にブロック２１０にて、機器１００は、モータ用の継ぎ手情報をユーザに促しユーザから受ける。典型的な対話における質問とユーザから得る見本応答との例を図３Ｂに示す。例えば、セクション３２０にて、機器１００は、モータがぴったりと結合したトランスミッションを含むかを質問し、セクション３２２にて、システム内のモータ及び次の構成要素の間に継ぎ手があるかを質問する。次にブロック２１５（図２）において、機器１００は、次の構成要素についてユーザに質問する（必要に応じて）。
【００２４】
判断ブロック２２０にて、機器１００は、モータが駆動する構成要素がギアボックス４２１かを判断する。構成要素がギアボックスでなければ（ブロック２２０がノー）、処理はブロック２５０に進み、機器１００は、他の駆動構成要素の情報をユーザに促しユーザから得る。促した質問は、モータが駆動する構成要素の形式を特定してもよい。質問と、ネジ・コンプレッサについてユーザから得た見本応答３３０を図３Ｃに示す。処理は、ブロック２９９で終わる。
【００２５】
図４Ａは、ファン４１０を駆動するギアボックス４０６に結合されたモータ４０２を具える駆動トレインの例４０１を示す。駆動トレイン４０１内の継ぎ手４０４及び４０８は、モータ４０２がギアボックス４０６に結合され、ギアボックスがファン４１０に結合されていることを夫々示す。ギアボックス４０６に関係する質問及び見本応答の例を図４Ａのセクション４２０に示す。
【００２６】
次の構成要素がギアボックス４２１ならば（ブロック２２０でイエス）、ブロック２２５にて、機器１００は、ギアボックス４２１に用いるベアリング４２２の形式をユーザに促しユーザから受ける。次にブロック２３０にて、機器１００は、ギアボックス４２１に用いる変速機４２４の数をユーザに促しユーザから受ける。次にブロック２３５にて、機器１００は、図４Ａに示す如き選択によるドロップ・ダウン・メニュー４２６を提供して、ギアボックスに関してユーザが判っていることを判断する。ギアボックスについて以下の情報の少なくとも１つの項目をユーザが提供できる。すなわち、シャフト速度４２７、ギア比４２８、又はギア歯計数４２９である。
【００２７】
図４Ｂは、ギアボックス４２１のシャフト速度に関係する質問及び見本応答の例を示す。ユーザが既知のパラメータとしてシャフト速度４３０を選択すると、ブロック２４０にて、機器１００は、ギアボックスの入力４３２とギアボックスの出力４３４にて、シャフト速度をユーザに促しユーザから受ける。この処理は、上述の如くブロック２５０に続く。
【００２８】
図４Ｃは、ギアボックス４２１のギア比に関連する質問及び見本応答の例を示す。ユーザがギア比を既知のパラメータとして選択すると、ブロック２４２にて、機器１００は、ギアボックスの入力４４２から出力４４４にギア比をユーザに促しユーザから受ける。処理は、上述の如く、ブロック２５０に続く。
【００２９】
図４Ｄは、ギアボックス４２１のギア歯計数に関連する質問及び見本応答の例を示す。ユーザがギア歯計数４５０を既知のパラメータとして選択すると、機器１００は、ギアボックスの入力ギア４５２及びギアボックスの出力ギア４５４でギア歯計数をユーザに促しユーザから受ける。処理は、上述の如く、ブロック２５０に続く。
【００３０】
図５は、本発明の実施例により、振動テスタ及び機械障害診断機器１００がセンサ測定を促し受ける処理の例５００を示す流れ図である。ブロック５０５にて、機器１００は、処理２００での機械設定エンジン１１０との対話にてユーザが入力した被診断システムの構成要素を図的に表示する。構成要素の各々に基準のフレームとして駆動シャフト軸と共にマークを付けることができる。一実施例において、システム構成要素とは異なる色で駆動シャフト軸にマークを付けることができ、例えば、駆動シャフトを赤で示し、駆動トレインを黒で示すことができる。コンプレッサ６０６に結合されたモータ６０２を具えるシステムの図的構成要素表示の非限定の例を図６Ａの例示のスクリーン・ショットに示す。
【００３１】
ブロック５１０にて、機器１００は、機械ハウジングに機械的に結合されたベアリング又は他の形式又は回転構成要素の場所を表示する。ユーザは、センサにより振動測定を行うためにシステム内のこれらの任意の場所を選択できる。特定の場所６１０、６１１、６１２及び６１３での機器１００による振動データの測定を任意の特定順序で行えるが、典型的な測定は、駆動モータの自由端から順次開始し、駆動構成要素の駆動端にて終了する。むしろ、機器１００は、後述のように、振動測定を既に行い被測定として残す場所の軌跡を維持することにより、測定順序を決める際にユーザに柔軟性を与えることができる。どの場所を既に測定し、どの場所を被測定として残すかに関する情報をユーザに判りやすいフォーマットで図的に提供できる。
【００３２】
ブロック５１５にて、機器１００は、機械構成要素のセンサ配置場所の入力を受ける。ユーザは、適切なセンサ場所が強調されるまで、機器１００の入力ダイアルを回転させて、測定場所を選択できる。一実施例において、選択されたセンサ場所は、異なる色で、例えば、オレンジで強調される。図６Ａの例において、駆動モータ６０２の自由端における第１センサ場所６１０は、ディフォルトにより機器１００が強調する。例えば、測定用のセンサ場所を選択するために機器の入力ダイアルを回転するようにユーザが促される。図６Ｂの例において、センサ場所２と図の下のテキスト６２５を強調して示すように、第２センサ場所６２１をユーザが選択する。選択されずまだ測定されない残りのセンサ場所６２０、６２２及び６２３は強調されない。さらに、駆動トレイン及びセンサ場所の図の下で、機器１００は、センサ測定用にユーザが行う選択に関するテキスト情報６２５を提供できる。例えば、機器１００のファンクション・キーＦ３を押してセンサ方向情報を入力するようにユーザを促すこともできる。
【００３３】
ブロック５２０にて、機器１００は、機械構成要素に関するセンサの３つの可能な方向を図的に示す。３つのセンサの方向の例を図６Ｃに示す。（１）センサ６３０が構成要素の頂部又は底部に配置される。（２）センサ６３１が構成要素の側部に配置される。または（３）センサ６３２が構成要素の端部に配置される。次にブロック５２５にて、機器１００は、特定のセンサに対するセンサ方向に関するユーザ入力を受ける。
【００３４】
ブロック５３０にて、機器１００は、センサ・ケーブル方向に対する２つの可能なシナリオを図的に示す。２つのセンサ・ケーブル方向の例を図６Ｄに示す。（１）センサ・ケーブル６４１は、駆動軸から離れている。または（２）センサ・ケーブル６４２は、駆動軸と交差している。次に、ブロック５３５にて、機器１００は、特定のセンサ用のセンサ・ケーブル方向に関するユーザ入力を受ける。２００８年１１月２６日に出願された米国特許出願第１２／３２４６８２号は、３軸加速度計の方向を相関させるシステム及び方法を開示しており、ここではそのまま完全に参照文献として含ませる。
【００３５】
判断ブロック５４０にて、機器１００は、ユーザが機器１００に測定を行うように促したかを判断する。上述のように、ユーザが適切にセンサを設定し、センサ場所、センサ方向、及び／又は機器１００に対するセンサ・ケーブルの方向を提供した後に、ユーザは、測定を行うように機器１００を促す。図６Ｅは、スクリーン・ショットの一例を示し、テキスト６５０は、機器１００がセンサ場所、センサ方向、場所２でのセンサ・ケーブルの方向を受け、機器１００がセンサのデータを記録する準備ができたことを示す。機器によりセンサ振動測定を行うように、例えば、機器１００のファンクション・キーＦ３を押すようにユーザを促すことができる。センサ入力にてセンサ情報を機器１００に記録するようにユーザが機器１００に命令しないと（ブロック５４０にてノー）、処理は判断ブロック５４０に残る。ユーザが測定を行うように機器１００に命令すると、ブロック５４５にて、機器１００は、機器へのセンサ入力ポート１３１でのセンサ情報を読取る。
【００３６】
次にブロック５５０にて、機器１００は、データが丁度記録されたセンサ場所を図的に表示する。スクリーン・ショットの例を図６Ｆに示す。センサ場所６７１を異なる色、例えば緑にて強調して、センサ場所２でのセンサ測定が完了したことを示すことができる。テキスト６７０も、場所２での測定が「完了」したことを示す。
【００３７】
判断ブロック５５５にて、機器１００は、被測定振動データ用の次のセンサ場所をユーザが選択したかを判断する。図６Ｇは、スクリーン・ショットの例を示し、次の被測定センサ場所としてセンサ場所４をユーザが強調している。図６Ｇにおいて、センサ場所２の６８２は、ある色、例えば緑で強調されて、測定が完了したことを示す。センサ４の６８４は、他の色、例えばオレンジで強調されて、これがアクティブな被測定センサ場所であることを示す。第１及び第３センサ場所６８１及び６８３は、測定されていないし、まだ被測定にも選択されていないので、非強調で残る。異なる色により、以前に測定した場所、現在測定中の場所、及び測定が残っている場所を追跡するのがユーザにとって容易である。更に、テキスト６８５は、センサ場所２が測定され、センサ場所４が測定するように選択されたアクティブな場所であることを示す。ユーザが次のセンサ場所を選択しないと（ブロック５５５でノー）、処理は判断ブロック５５５に残る。ユーザが次のセンサ場所を選択すると（ブロック５５５でイエス）、機器１００はブロック５１０に戻り、機器１００は、データがまだ得られていないセンサ測定場所を表示する。
【００３８】
図７Ａは、本発明の実施例により、機器１００の診断をユーザに示す図的方法として用いる入内度スケール７００Ａを示す。重大度スケール７００Ａは、例えば、機器１００での測定の時点での振動の強さに基づいてもよい。状態が変化すると、診断の重大度が変化し一様に現れて、例えば、被試験機械の注油の直後に改善する。しかし、時間と伴に、機械の連続動作により状態が次第に悪くなり、摩耗及び裂傷を受ける。故障の時間は、装置の形式、経年、機械負荷、環境条件、及び他の変数に応じて変化する。各重大度レベルを故障の特定時間に相関できないので、重大度スケールは、重大度の各レベルにおける機械故障を避けるための動作を単に推奨するだけである。
【００３９】
図７Ａに示すように、一実施例において、重大度スケール７００Ａを４レベルで作り、重大度におけるレベルが、スケールの左端７５４の最小重大度からスケールの右端７５２の最大重大度まで進む。しかし、重大度スケールは、任意の数のレベルで作ることができ、スケールを水平方向又は垂直方向に拡張できる。重大度レベルの例は、軽微７１０、中位７２０、重要７３０及び極度７４０を含んでもよい。各レベルは、コード化された色でよく、診断の重大度に関してユーザに直感の指示を与えることができる。よって、問題の最小重大度指示では、緑色コード７１０が「軽微」な重大度診断に対応し、黄色コード７２０が「中位」診断に対応し、オレンジ色コード７３０が「重要」診断に対応し、赤色コード７４０が「極度」診断に対応する。診断の重大度の指示は、スケールのスライダ７５０によりできる。スライダは、最小重大度７５４から最大重大度７５２までの全重大度スケールにわたって変化する。
【００４０】
「軽微」診断では、保守行為が推奨されない。しかし、機械を再試験し、定期保守の後に状態をモニタすることが推奨される。「中位」診断では、月の単位で、その後、１年で均等になるように、保守行為を行うのが推奨される。測定の頻度を増やし、機械の状態をモニタすることも推奨される。「重要」診断では、次の数週間内に保守行為が推奨される。次の計画休止期間又は保守期間中に、保守行為を実行することも推奨される。「極度」診断では、保守行為が直ちに必要である。システム故障を避けるために、操作者は、機械を停止し、直ちに修理行為を行うことを考慮することも推奨される。
【００４１】
図７Ｂは、診断ユーザ・インタフェース１５２を用いて表示された診断エンジン１５０による診断の例を示す。駆動トレインの図形７１０は、センサ測定場所７０１、７０２、７０３及び７０４と共に、図７Ｂの上部に示される。第１及び第２センサ場所７０１及び７０２は、図的に強調されて、機械障害が診断された場所にユーザの注意を引く。強調されないセンサ場所７０３及び７０４は、これらの場所で機械障害が診断されていないことを示す。重大度スケール７２０及び７３０と、対応する簡潔な説明文７２５及び７３５とが、強調されたセンサ場所の各々の図形の下に示される。第１センサ場所７０１では、モータの自由端に対応して、重大度スケール７２０のスライダ７２１がオレンジ又は「重大」部類に配置されて、次の数週間以内の保守行為が推奨されることを示す。第２センサ場所７０２では、モータの駆動端に対応して、重大度スケール７３０のスライダ７３１が黄又は「中位」部類内に配置されて、測定の頻度を増やし、次の数ヶ月にわたって機械の状態をモニタしなければならないことを示す。
【００４２】
上述及び請求項を通じて、文脈が明確に要求していない限り、用語「具える」、「具え」などは、排他的に又は網羅的な観念とは対照的に含むという概念である。すなわち、「含むが限定するものではない」という概念である。ここで用いる用語「接続された」、「結合された」又はこれらの任意の変形は、間接又は直接のいずれかで２つ以上の要素の間を任意に接続又は結合する意味であり、複数要素間の接続の結合は、物理的、論理的又はこれらの組合せである。更に、用語「ここで」、「上述」、「後述」及び類似の意味の用語は、本特許出願に用いる場合、全体としての本願を参照するものであり、本願の任意の特定部分を参照するのではない。文脈が許すならば、単一又は複数の数を用いる上述の詳細な説明内の用語は、夫々複数又は単一の数も含むものである。２つ以上の項目のリストを参照する用語「又は」は、用語の以下の解釈の全てをカバーする。すなわち、リスト内の任意の項目、リスト内の全ての項目、リスト内の項目の任意の組合せをカバーする。
【００４３】
本発明の実施例の上述の詳細説明は、上述で開示した正確な形式に技術を網羅的に又は限定するものではない。本発明の特定実施例及び例を説明のために記載したが、当業者に理解できる如く、種々の均等な変更が本発明の要旨内で可能である。例えば、処理又はブロックが所定順序に示されたが、別の実施例では、異なる順序で、ステップのルーチンを実行してもよいし又はブロックを有するシステムを用いてもよいし、いくつかの処理又はブロックを削除、移動、追加、再分割、組合せ及び／又は変更して、別の又は再組合せを提供してもよい。これら処理又はブロックの各々は、種々の異なる方でインプリメンテーションしてもよい。また、処理又はブロックを一連に実行するように時間的に示したが、これら処理又はブロックを並行に実行してもよいし、異なる時間に実行してもよい。更に、ここで示した任意特定の数は単なる例であり、異なる値又は範囲で別のインプリメンテーションを用いてもよい。
【００４４】
ここで説明した本発明の技術は、他のシステムに適用でき、上述のシステムが必然的ではない。上述の種々の実施例の要素及び動作を組合せて更なる実施例を提供できる。
【００４５】
上述は、本発明のある実施例について説明し、予期できる最良モードについて説明したが、細部がどの様に説明に登場しようが、本技術は、多くの方法で実現できる。このシステムの細部は、そのインプリメンテーションの細部にて考慮の上変更でき、依然ここで説明した要旨の範囲内である。上述で気付くように、本発明のある特徴又は概念を説明する際に用いた特定の用語は、その用語に関係する本発明の任意特定の特徴、機能又は概念をここで再定義することを意味しない。一般的に、上述の詳細説明がかかる用語を明示的に定義しない限り、以下の請求項で用いる用語は、本明細書で説明した特定の実施例に本発明を限定するものではない。よって、本発明の実際の範囲は、開示した実施例のみを含むのではなく、本発明を実現又はインプリメンテーションする全ての等化の方法も含む。
【符号の説明】
【００４６】
１００  機器
１１０  機械設定エンジン
１１２  機械設定ユーザ・インタフェース
１１４  タコメータ
１１６  タコメータ・ポート
１２０  測定エンジン
１２２  測定ユーザ・インタフェース
１３０  データ取込みシステム
１３１  センサ・ポート
１３２  センサ
１３４  回転機械
１４０  デジタル信号処理
１５０  診断エンジン
１５２  診断ユーザ・インタフェース
１６０  機器設定
１７０  コンテキスト感応ヘルプ
１８０  メモリ
１９０  システム・リソース・ブロック
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図６Ｇ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【外国語明細書】
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