(57)【要約】【課題】振動センサによる振動の加速度のサンプリング間隔が個体差や使用温度環境によって変動しても、周波数解析の誤差を抑制して機器に発生する異常を検出することが可能な異常診断システム及び振動センサを提供する。【解決手段】異常診断システム１は、診断対象の機器６に取り付けられ、振動の加速度を周期的に検出するとともに、加速度を検出した時間間隔を測定するセンサ部２と、センサ部２により検出された加速度の検出値及び時間間隔に基づいて加速度をスペクトル解析するスペクトル解析手段３２と、スペクトル解析手段３２によって得られた周波数ごとのスペクトルに基づいて機器６の異常を検知する異常検知手段とを備える。【選択図】図１
2019207126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
診断対象の機器に発生する振動を測定して当該機器の異常を診断する異常診断システムであって、
前記機器に取り付けられ、振動の加速度を周期的に検出するとともに、前記加速度を検出した時間間隔を測定する振動センサと、
前記振動センサにより検出された前記加速度の検出値及び前記時間間隔に基づいて前記加速度をスペクトル解析するスペクトル解析手段と、
前記スペクトル解析手段によって得られた周波数ごとのスペクトルに基づいて前記機器の異常を検知する異常検知手段と、
を有する異常診断システム。
【請求項２】
前記スペクトル解析手段は、所定の数の前記時間間隔を平均したサンプリング間隔で前記振動をスペクトル解析する、請求項１に記載の異常診断システム。
【請求項３】
前記振動センサは、前記加速度の検出値と前記時間間隔とを含む送信データを、前記スペクトル解析手段に出力する、請求項１又は２に記載の異常診断システム。
【請求項４】
前記振動センサは、前記加速度の検出値をデジタルデータで出力するデジタル出力型ＭＥＭＳセンサである、請求項１から３のいずれか１項に記載の異常診断システム。
【請求項５】
診断対象の機器に取り付けられ、振動の加速度を周期的に検出するとともに、前記加速度を検出した時間間隔を測定する振動センサ。
【請求項６】
前記加速度の検出値と前記時間間隔とを含む送信データを出力する、請求項５に記載の振動センサ。
【請求項７】
前記加速度の検出値をデジタルデータで出力するデジタル出力型ＭＥＭＳセンサである、請求項５又は６に記載の振動センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機器に発生する振動の解析結果に基づいて当該機器の異常を診断する異常診断システム及びこれに用いられる振動センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、機器に発生する振動の解析結果に基づいて当該機器の異常を診断する異常診断装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の異常診断装置（評価装置）は、機械設備から発生した音又は振動のアナログ信号を出力する振動検出手段と、振動検出手段が出力するアナログ信号を増幅する増幅手段と、増幅手段によって増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換手段と、このＡＤ変換手段の出力に対して周波数解析を行って実測周波数スペクトルデータを生成すると共に、機械設備の異常に起因して発生する周波数成分の１次値、２次値、４次値に対する実測周波数スペクトルデータ上のピークの有無により、機械設備に対する異常の有無の診断を行う演算処理手段とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１３０７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の振動検出手段、増幅手段及びＡＤ変換手段を実現するセンサとしては、一般に、それぞれが個別にユニット化された圧電素子型加速度計が用いられている。
【０００６】
一方、近年は半導体ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術の進歩により振動加速度を計測し、数値化し、デジタル出力する機能を一体としたデジタル出力型ＭＥＭＳ加速度ＩＣ（以下、単に「加速度センサＩＣ」という。）が安価に入手できるようになり、圧電素子型加速度計に比べて安価に製造できるようになっている。
【０００７】
周波数解析では、例えば、一定時間間隔Ｔ秒毎にサンプリングされたデータを基にＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）演算を行うが、一定時間間隔Ｔの逆数はＯＤＲ（Output Data Rate）と呼ばれ、１秒間に出力されるデータの数量を表し、大きいほど高周波領域までの計測が可能となる性能指標である。安価な加速度センサＩＣのＯＤＲは個体毎に特性バラツキがある他、使用温度環境によっても変動する。加速度センサＩＣに設定されたＯＤＲと実際のＯＤＲが異なると、周波数解析の際は設定したＯＤＲで演算するため、解析結果に誤差が生じてしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、振動センサによる振動の加速度のサンプリング間隔が個体差や使用温度環境によって変動しても、周波数解析の誤差を抑制して機器に発生する異常を検出することが可能な異常診断システム及びこれに用いられる振動センサ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】
【０００９】
本発明は、上記の目的を達成するため、診断対象の機器に発生する振動を測定して当該機器の異常を診断する異常診断システムであって、前記機器に取り付けられ、振動の加速度を周期的に検出するとともに、前記加速度を検出した時間間隔を測定する振動センサと、前記振動センサにより検出された前記加速度の検出値及び前記時間間隔に基づいて前記加速度をスペクトル解析するスペクトル解析手段と、前記スペクトル解析手段によって得られた周波数ごとのスペクトルに基づいて前記機器の異常を検知する異常検知手段と、を有する異常診断システムを提供する。
【００１０】
また、本発明は、上記の目的を達成するため、診断対象の機器に取り付けられ、振動の加速度を周期的に検出するとともに、前記加速度を検出した時間間隔を測定する振動センサを提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る異常診断システム及び振動センサによれば、振動センサによる振動加速度のサンプリング間隔が個体差や使用温度環境によって変動しても、周波数解析の誤差を抑制して機器に発生する異常を検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る異常診断システムを、診断対象の機器、及び機器を制御するプログラマブルコントローラと共に示す概略構成図である。
【図２】センサ部の構成例を示すブロック図である。
【図３】センサ部が出力する送信データの一例を示す図である。
【図４】加速度センサＩＣが検出する加速度を説明するための図である。
【図５】送信バッファに順次書き込まれる送信データを示す図である。
【図６】センサ部のＣＰＵのメイン処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】センサ部のＣＰＵ割込処理ルーチンを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［実施の形態］
本発明の実施の形態について、図１乃至図７を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態に係る異常診断システム１を、診断対象の機器６、及び機器６を制御するプログラマブルコントローラ７と共に示す概略構成図である。この異常診断システム１は、機器６に発生する振動を測定して、機器６の異常を診断する。
【００１５】
異常診断システム１は、機器６に取り付けられるセンサ部２と、センサ部２から送信された送信データ２００（図３参照）を取得して記憶するロガー部３と、ロガー部３に接続されたコンピュータ４とを有して構成されている。
【００１６】
機器６は、例えば所定のサイクルタイムで工作物に対して所定の加工や組み付けを行う工作機械であり、電動モータ６１や、電動モータ６１によって駆動される可動部６２、及び可動部６２の動作を円滑にするための転がり軸受６３等が含まれる。このように構成された機器６の電動モータ６１や可動部６２もしくはその近傍にボルト等によってセンサ部２が固定される。
【００１７】
センサ部２は、振動の加速度を周期的に検出するとともに、温度を検出し、加速度を検出した時間間隔を測定し、これらを送信データ２００としてロガー部３に送信する。なお、センサ部２の詳細については後述する。
【００１８】
ロガー部３は、センサ部２とシリアル通信線２５ｄにより接続され、シリアル通信線２５ｄを介したシリアル通信によってセンサ部２からの送信データ２００を受信する。また、ロガー部３は、ＣＰＵ（演算処理装置）及びＲＯＭやＲＡＭ等の記憶部を有し、ＣＰＵが記憶部に記憶されたプログラムを実行することにより、データ記憶手段３１、スペクトル解析手段３２、異常判定手段３３、異常信号出力手段３４等として機能する。異常判定手段３３及び異常信号出力手段３４は、異常検知手段の一例である。
【００１９】
データ記憶手段３１は、センサ部２から受信した送信データ２００を記憶部に記憶する手段である。
【００２０】
スペクトル解析手段３２は、センサ部２から送信された送信データ２００に含まれる加速度データをスペクトル解析する手段である。より具体的には、スペクトル解析手段３２は、データ記憶手段３１によって記憶部に記憶されたセンサ部２の加速度データをＦＦＴ演算し、周波数ごとの振動の強度（加速度）を演算する。なお、スペクトル解析手段３２によるＦＦＴ演算について後述する。
【００２１】
異常判定手段３３は、スペクトル解析手段３２によって得られたスペクトル解析結果が、何れかの周波数において後述するコンピュータ４により設定された閾値を超えたとき、機器６に異常が発生したと判定する手段である。
【００２２】
異常信号出力手段３４は、異常判定手段３３により機器６に異常が発生したと判定されたとき、当該異常の発生を示す異常信号を出力する手段である。
【００２３】
コンピュータ４は、例えば無線ＬＡＮや通信線によってロガー部３に接続され、ロガー部３との双方向の通信が可能である。また、コンピュータ４は、予めハードディスク等に記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することにより、ピーク値抽出手段４１、閾値設定手段４２等として機能する。
【００２４】
ピーク値抽出手段４１は、スペクトル解析手段３２によって得られた周波数ごとのスペクトルのピーク値を抽出する。ここで、「ピーク値」とは、所定の期間にわたるスペクトル解析結果における当該周波数の振動強度の最大値である。閾値設定手段４２は、ピーク値抽出手段４１によって抽出された周波数ごとのピーク値に基づいて、異常と判定する閾値を設定する。設定された閾値は、ロガー部３に送信され、ロガー部３はこの閾値を記憶する。
【００２５】
本実施の形態では、閾値設定手段４２が、ピーク値抽出手段４１によって抽出された周波数ごとのピーク値に所定値を加算した値を閾値として設定する。この所定値は、小さければ異常の誤検出が頻発し、大きすぎると異常が発生していてもその異常を検出することができない。したがって、この所定値は、機器６の正常時には振動強度が閾値を超えることがなく、かつ異常発生時には異常の発生を確実に検出することができる値に設定される。
【００２６】
また、コンピュータ４には、表示装置５１が接続されており、スペクトル解析手段３２による解析結果や、データ記憶手段３１によって記憶されたセンサ部２の検出値の情報、及び閾値設定手段４２によって設定された閾値の情報を表示画面に表示してユーザに提示することが可能である。ユーザは、コンピュータ４の入力装置５２（キーボードやマウス等のポインティングデバイス）を操作して、閾値を編集することが可能である。閾値設定手段４２によって設定された閾値がユーザによって編集された場合、その編集された閾値の情報は、ロガー部３に送信されて記憶される。
【００２７】
図２は、センサ部２の概略の構成例を示すブロック図である。センサ部２は、加速度センサＩＣ（Integrated Circuit）２１と、温度センサＩＣ２２と、ＣＰＵ２３と、時間差計測カウンタ２４と、通信ドライバーＩＣ２５とを備える。
【００２８】
加速度センサＩＣ２１は、振動の加速度を設定されたＯＤＲ（例えば、３２００Ｈｚ）で検出し、検出した振動の強度（加速度）に応じた検出値をデジタル出力するデジタル出力型ＭＥＭＳセンサである。すなわち、加速度センサＩＣ２１は、互いに垂直な３方向（Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向）の加速度を同時に検出する検出部や加速度の検出値をデジタルデータ（加速度データ）として出力するデジタル出力部がＭＥＭＳ技術によって一体に形成されている。加速度センサＩＣ２１は、ＣＰＵ２３からクロック線２１ａを介して送信されたクロック信号ＣＬＫに同期して加速度を検出し、検出した加速度の検出値をデジタルデータ（温度データ）としてデータ線２１ｂを介してＣＰＵ２３に送信する。また、加速度センサＩＣ２１は、加速度を検出するごとに割り込み信号Ｓｉを割込線２１ｃを介してＣＰＵ２３に送信する。
【００２９】
温度センサＩＣ２２は、ＣＰＵ２３からクロック線２２ａを介して送信されたクロック信号ＣＬＫに同期して温度を検出し、検出した温度をデジタルデータとしてデータ線２２ｂを介してＣＰＵ２３に送信する。
【００３０】
ＣＰＵ２３は、送信データ２００を作成する送信データ作成手段２３０と、送信データ２００が書き込まれる送信バッファ２３１とを備える。ＣＰＵ２３は、ＲＯＭやＲＡＭ等の記憶部（図示省略）に記憶されたプログラムを実行することにより、送信データ作成手段２３０等として機能する。
【００３１】
送信データ作成手段２３０は、クロック信号ＣＬＫに同期して、加速度センサＩＣ２１から送信される加速度データ２０２〜２０４、温度センサＩＣ２２から送信される温度データ２０５、時間差計測カウンタ２４から取得するカウント値による時間データ２０６、及びヘッダ２０１からなる送信データ２００（図３参照）を作成する。
【００３２】
時間差計測カウンタ２４は、ＣＰＵ２３からクロック線２４ａを介して送信される基準クロック信号ｂＣＬＫをカウントし、信号線２４ｄを介して送信されたデータ読取信号に基づいてカウント値をデータバス２４ｃに出力し、ＣＰＵ２３からカウントリセット信号線２４ｂを介して送信されるカウントリセット信号ＣＲＳによってカウント値をリセットする。なお、時間差計測カウンタ２４をＣＰＵ２３に設けてもよい。
【００３３】
通信ドライバーＩＣ２５は、ＣＰＵ２３の送信バッファ２３０から送信線２５ａを介して送信データ２００を受信する。通信ドライバーＩＣ２５は、ロガー部３側からサンプリング指令を示すコマンドが送られてくると、そのコマンドを受信線２５ｂを介してＣＰＵ２３に送信する。通信ドライバーＩＣ２５は、ＣＰＵ２３から使用する送信線２５ａ又は受信線２５ｂの情報が制御線５ｃを介して送信される。通信ドライバーＩＣ２５は、送信データ２００をシリアル通信線２５ｄを介してロガー部３に送信する。
【００３４】
図３は、送信データ２００のデータフォーマットの一例を示す図である。送信データ２００は、図３に示すように、送信データ２００の先頭を示すヘッダ２０１と、加速度の検出値としてのＸ軸加速度データ２０２、Ｙ軸加速度データ２０３及びＺ軸加速度データ２０４と、温度データ２０５と、時間データ２０６とを含む。ここで時間データ２０６は、時間間隔の一例である。ヘッダ２０１は１バイト、他のデータ２０２〜２０６は２バイトで構成される。
【００３５】
送信データ作成手段２３０は、加速度センサＩＣ２１から送信されるＸ軸、Ｙ軸、Ｘ軸のそれぞれの加速度の検出値としてのＸ軸加速度データ２０２、Ｙ軸加速度データ２０３及びＺ軸加速度データ２０４を受信し、温度センサＩＣ２２から送信される温度の検出値としての温度データ２０５を受信し、時間差計測カウンタ２４から出力されるカウンタ値を時間データ２０６として取得し、これらのデータ２０２〜２０６にヘッダ２０１を付加して送信データ２００を作成する。
【００３６】
図４は、加速度センサＩＣ２１が検出する加速度を説明するための図である。なお、同図は、Ｘ軸方向の加速度の検出値を示す。加速度センサＩＣ２１は、加速度（図４ではＸ軸加速度）を所定のサンプリング間隔で検出する。サンプリング間隔は、時間差計測カウンタ２４による基準クロックｂＣＬＫのカウント値で測定される。加速度センサＩＣ２１は、例えば、約３２００回／秒等の一定の周期でＸ軸加速度データ（ｎ）、Ｘ軸加速度データ（ｎ＋１）、・・・のようにサンプリングする。サンプリング間隔の逆数のＯＤＲは、加速度センサＩＣ２１の製造プロセスに起因したクロック回路等の性能バラツキにより個体差や、使用周囲温度によって変動する。このため、予め設定したＯＤＲで周波数解析を行うと、誤差が生じることから、本実施の形態では、サンプリング間隔を基準クロック信号ｂＣＬＫをカウントすることで計測している。
【００３７】
図５は、送信バッファ２３１に順次書き込まれる送信データ２００を示す図である。ある検出タイミングでは、Ｘ軸（ｎ）、Ｙ軸（ｎ）、Ｚ軸（ｎ）からなる加速度データ２０２〜２０４と、温度（ｎ）の温度データ２０５と、カウンタ値（ｎ）による時間データ２０６と、ヘッダ２０１とを含む送信データ２００が送信データ作成手段２３０により作成され、送信データ２００が送信バッファ２３１に書き込まれる。次のタイミングでは、Ｘ軸（ｎ＋１）、Ｙ軸（ｎ＋１）、Ｚ軸（ｎ＋１）からなる加速度データ２０２〜２０４と、温度（ｎ＋１）の温度データ２０５と、カウンタ値（ｎ＋１）による時間データ２０６と、ヘッダ２０１とを含む送信データ２００が送信データ作成手段２３０により作成され、送信データ２００が送信バッファ２３１に書き込まれる。このようにして順次送信データ２００が作成され、送信バッファ２３１に上書きされる。すなわち、送信データ作成手段２３０は、加速度センサＩＣ２１から割り込み信号Ｓｉが送信される度に送信データ２００を作成し、送信データ２００を送信バッファ２３１に書き込む。送信バッファ２３１に書き込まれる送信データ２００は、順次通信ドライバーＩＣ２５によりロガー部３に送信される。
【００３８】
スペクトル解析手段３２によるＦＦＴ演算では、所定数（例えば、１０２４個）の送信データ２００に含まれる時間データ２０６を平均し、その平均値をサンプリング間隔としてＦＦＴ演算に用いる。これにより加速度センサＩＣ２１の個体差や周囲温度環境によりサンプリング間隔が変動してもその影響を抑制して周波数解析を行うことができる。
【００３９】
（センサ部２の動作）
次に、センサ部２の動作を図６及び図７のフローチャートに従って説明する。
【００４０】
図６は、ＣＰＵ２３のメイン処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。まず、ＣＰＵ２３は、コマンド処理ルーチンを実行する。すなわち、１秒タイマをセットした後（Ｓ１）、コマンドが入力されているか否かを判断し（Ｓ２）、コマンドが入力されている場合は（Ｓ２：Ｙｅｓ）、コマンドを処理する（Ｓ３）。コマンドが入力されているか否かの判断は、１秒タイマがタイムアップするまで行う（Ｓ４：Ｙｅｓ）。
【００４１】
１秒タイマがタイムアップすると（Ｓ４：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２３は、データ送信処理ルーチンを実行する。
【００４２】
データ送信処理ルーチンでは、データフラッグを調べる（Ｓ５）。データフラグが「１」の場合は、加速度センサＩＣ２１から出力される加速度データ２０２〜２０４と、温度センサＩＣ２２から出力される温度データ２０５と、時間差計測カウンタ２４から取得したカウント値による時間データ２０６と、ヘッダ２０１とから送信データ２００を作成し、送信データ２００を送信バッファ２３０にセットし、送信データを通信ドライバーＩＣ２５に送信し（Ｓ６）、データフラグを「０」にする（Ｓ７）。
【００４３】
図７は、ＣＰＵ２３の割込処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。加速度センサＩＣ２１から割込線２１ｃを介して割り込み信号Ｓｉが送信されると、ＣＰＵ２３は、加速度データを読み取り（Ｓ１１）、温度データを読み取り（Ｓ１２）、カウンタ値を読み取った後（Ｓ１３）、カウンタ値をクリアし（Ｓ１４）、データフラグを「１」にする（Ｓ１５）。
【００４４】
（異常診断方法）
次に、この異常診断システム１における異常診断方法について説明する。
【００４５】
この異常診断方法は、診断の準備段階である準備処理と、準備処理の完了後に機器６の診断を行う診断処理とを有している。準備処理は、センサ部２から取得された加速度データをスペクトル解析し、スペクトル解析により得られた周波数ごとのスペクトルのピーク値を抽出し、抽出された周波数ごとのピーク値に基づいて異常と判定する閾値を設定する。
【００４６】
診断処理は、センサ部２から取得された加速度データをスペクトル解析し、解析されたスペクトル解析結果と閾値設定で設定された閾値との比較によって機器６に異常が発生したか否かを判定し、機器６に異常が発生したと判定されたとき、当該異常の発生を示す信号を出力する。異常判定では、スペクトル解析結果が何れかの周波数において閾値を超えたとき、機器６に異常が発生したと判定する。
【００４７】
なお、機器６の異常の誤検出を防ぐために、例えば１０００回あるいは１００００回以上のサイクルタイムにわたって振動を測定した結果に基づいて閾値を設定することが望ましい。また、センサ部２として、互いに垂直な３方向の振動強度を検出することが可能なものを用いた場合には、これら３方向のそれぞれについて同様の診断を行う。またさらに、機器６に複数のセンサ部２を取り付けた場合には、複数のセンサ部２のそれぞれについて、上記と同様の診断を行う。
【００４８】
このように、異常判定手段３３は、スペクトル解析結果が何れかの周波数において閾値設定で設定された閾値を超えたとき、機器６に異常が発生したと判定する。このような異常は、例えば転がり軸受６３の摩耗や、可動部６２における歯車の損傷、あるいは刃具の過度な摩耗や折損等により発生し得る。そして、機器６に異常が発生したと判定されたとき、異常信号出力手段３４は、異常の発生を示す異常信号を出力する。具体的には、異常信号出力手段３４の処理によってロガー部３からプログラマブルコントローラ７に異常信号が出力される。
【００４９】
プログラマブルコントローラ７には、警報装置８が接続されている。警報装置８は、異常の発生を作業者等に報知するものであり、例えばランプやブザーである。プログラマブルコントローラ７には、ロガー部３から異常信号を受け付けたときに警報装置８を作動させるように構築されたシーケンスプログラムが予め記憶されている。また、プログラマブルコントローラ７は、ロガー部３から異常信号を受け付けたとき、必要に応じて機器６の制御を停止する。
【００５０】
（実施の形態の作用及び効果）
以上説明した実施の形態によれば、加速度センサＩＣ２１が振動の加速度を周期的に検出するとともに、加速度を検出した時間間隔を測定し、加速度センサＩＣ２１により検出された加速度の検出値及び時間間隔に基づいて加速度をスペクトル解析することにより、時間間隔が加速度センサＩＣ２１の個体差は周囲環境温度によって変動してもスペクトル解析の誤差を抑制できる。この結果、機器６に発生する異常を検出することが可能になる。すなわち、スペクトル解析結果が何れかの周波数において閾値を超えたとき、機器６に異常が発生したと判定される。機器６に発生する多様な異常の発生を検出することが可能となる。
【００５１】
（付記）
以上、本発明の異常診断システム及び異常診断方法を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、機器６が工作機械である場合について説明したが、これに限らず、様々な機器を診断対象とすることが可能である。また、上記実施の形態では、時間データを検出データ（加速度データ、温度データ）とともに送信データとしてロガー部に送信したが、時間データを検出データとは別にロガー部に送信してもよい。また、時間データとともに送信する検出データとして加速度データのみとしてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１…異常診断システム
２…センサ部
３…ロガー部
４…コンピュータ
６…機器
２１…加速度センサＩＣ
２２…温度センサＩＣ
２３…ＣＰＵ
２４…時間差計測カウンタ
２５…通信ドライバーＩＣ
３１…データ記憶手段
３２…スペクトル解析手段
３３…異常判定手段
３４…異常信号出力手段
４１…ピーク値抽出手段
４２…閾値設定手段
２００…送信データ
２３０…送信データ作成手段
２３１…送信バッファ
ｂＣＬＫ…基準クロック信号
ＣＲＳ…カウンタリセット信号
ＣＬＫ…クロック信号
Ｓｉ…割り込み信号
【図１】
2019207126.tif 000003
【図２】
2019207126.tif 000004
【図３】
2019207126.tif 000005
【図４】
2019207126.tif 000006
【図５】
2019207126.tif 000007
【図６】
2019207126.tif 000008
【図７】
2019207126.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】令和1年8月2日(2019.8.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
診断対象の機器に発生する振動を測定して当該機器の異常を診断する異常診断システムであって、
前記機器に取り付けられ、振動の加速度を周期的に検出するとともに、前記加速度を検出した時間間隔を測定する振動センサと、
前記振動センサにより検出された前記加速度の検出値及び前記時間間隔に基づいて前記加速度をスペクトル解析するスペクトル解析手段と、
前記スペクトル解析手段によって得られた周波数ごとのスペクトルに基づいて前記機器の異常を検知する異常検知手段と、を有し、
前記スペクトル解析手段は、所定の数の前記時間間隔を平均したサンプリング間隔で前記振動をスペクトル解析する異常診断システム。
【請求項２】
前記振動センサは、前記加速度の検出値と前記時間間隔とを含む送信データを、前記スペクトル解析手段に出力する、請求項１に記載の異常診断システム。
【請求項３】
前記振動センサは、前記加速度の検出値をデジタルデータで出力するデジタル出力型ＭＥＭＳセンサである、請求項１又は２に記載の異常診断システム。
【請求項４】
診断対象の機器に取り付けられた振動センサであって、
第１の基準信号及び第２の基準信号を生成する生成部と、
振動の加速度を前記第１の基準信号に同期して周期的に検出した検出値をデジタルの加速度データとして出力するデジタル出力型ＭＥＭＳセンサと、
前記加速度を検出した時間間隔を、前記第２の基準信号を計数することで測定して時間データとして出力する測定部と、
を備えた振動センサ。
【請求項５】
前記加速度データと前記時間データとを含む送信データを出力する、請求項４に記載の振動センサ。
【請求項６】
前記測定部は、前記生成部を兼ねる、請求項４又は５に記載の振動センサ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明は、上記の目的を達成するため、診断対象の機器に発生する振動を測定して当該機器の異常を診断する異常診断システムであって、前記機器に取り付けられ、振動の加速度を周期的に検出するとともに、前記加速度を検出した時間間隔を測定する振動センサと、前記振動センサにより検出された前記加速度の検出値及び前記時間間隔に基づいて前記加速度をスペクトル解析するスペクトル解析手段と、前記スペクトル解析手段によって得られた周波数ごとのスペクトルに基づいて前記機器の異常を検知する異常検知手段と、を有し、前記スペクトル解析手段は、所定の数の前記時間間隔を平均したサンプリング間隔で前記振動をスペクトル解析する異常診断システムを提供する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
加速度センサＩＣ２１は、振動の加速度を設定されたＯＤＲ（例えば、３２００Ｈｚ）で検出し、検出した振動の強度（加速度）に応じた検出値をデジタル出力するデジタル出力型ＭＥＭＳセンサである。すなわち、加速度センサＩＣ２１は、互いに垂直な３方向（Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向）の加速度を同時に検出する検出部や加速度の検出値をデジタルデータ（加速度データ）として出力するデジタル出力部がＭＥＭＳ技術によって一体に形成されている。加速度センサＩＣ２１は、ＣＰＵ２３からクロック線２１ａを介して送信されたクロック信号ＣＬＫに同期して加速度を検出し、検出した加速度の検出値をデジタルデータ（加速度データ）としてデータ線２１ｂを介してＣＰＵ２３に送信する。また、加速度センサＩＣ２１は、加速度を検出するごとに割り込み信号Ｓｉを割込線２１ｃを介してＣＰＵ２３に送信する。