(57)【要約】【課題】空気圧式作動弁を組立てた後に始動させる際に、簡便で低コストかつ高い精度で空気圧式作動弁の異常を診断することができる空気圧式作動弁の診断システム及び空気圧式作動弁の診断方法を提供する。【解決手段】弁箱と弁体とを備えた空気圧式作動弁を組立てた後始動させる際の異常の有無を診断する空気圧式作動弁の診断システムである。空気圧式作動弁に導入する空気圧を計測する空気圧計測手段と、空気圧式作動弁の開度を表示する開度表示手段と、開度表示手段の画像を取得する撮像手段と、空気圧式作動弁の異常の有無を診断する診断手段とを備える。診断手段は、タイマーと、開度演算部と、同期部と、相関作成部と、始動開始時画像特定部と、始動時空気圧特定部とを備えた。【選択図】図１
2019100442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入ポートから流出ポートまで流体を流通させる連通路を有する弁箱と、外部から導入される空気圧によって、軸方向に移動して前記連通路を開閉することにより流体の流量を制御する弁棒と一体的に設けられた弁体とを備えた空気圧式作動弁を組立てた後始動させる際の異常の有無を診断する空気圧式作動弁の診断システムであって、
空気圧式作動弁に導入する空気圧を計測する空気圧計測手段と、
前記弁棒の所定位置に付設され、弁棒の軸方向の位置を表示して、空気圧式作動弁の開度を表示する開度表示手段と、
前記開度表示手段を所定時間毎に撮影して、前記開度表示手段の画像を取得する撮像手段と、
空気圧式作動弁の異常の有無を診断する診断手段とを備え、
前記診断手段は、
前記撮像手段にて撮像した画像における前記開度表示手段の位置から、空気圧式作動弁の開度を演算する開度演算部と、
空気圧式作動弁の開度と、その開度に対応する画像の取得時の空気圧とを同期させる同期部と、
空気圧式作動弁の開度と空気圧との相関を作成する相関作成部と、
弁棒の始動開始時に対応する画像及び当該画像の直前に撮像した画像を特定する始動開始時画像特定部と、
弁棒の始動開始時に対応する画像及び当該画像の直前に撮像した画像から、弁棒の始動開始時の空気圧を特定する始動開始時空気圧特定部と
を備えたことを特徴とする空気圧式作動弁の診断システム。
【請求項２】
前記開度演算部は、画像上において、弁棒の始動開始時の開度表示手段の位置と、始動後に静止した開度表示手段の位置が予め記憶されており、これらの位置に基づいて空気圧式作動弁の開度を演算することを特徴とする請求項１に記載の空気圧式作動弁の診断システム。
【請求項３】
前記撮像手段は、前記空気圧式作動弁と一体的に取り付けられることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気圧式作動弁の診断システム。
【請求項４】
前記開度表示手段は、前記弁棒とともに移動して所定色を有する指標を備え、前記診断手段は、指標に付された所定色を認識することにより弁棒の位置を認識する色認識部を備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の空気圧式作動弁の診断システム。
【請求項５】
前記診断手段は、前記相関作成手段に基づく相関及び弁棒の始動開始時の空気圧とから、空気圧式作動弁の異常の有無を判定する判定部を備えたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の空気圧式作動弁の診断システム。
【請求項６】
流入ポートから流出ポートまで流体を流通させる連通路を有する弁箱と、外部から導入される空気圧によって、軸方向に移動して前記連通路を開閉することにより流体の流量を制御する弁棒と一体的に設けられた弁体とを備えた空気圧式作動弁を組立てた後始動させる際の異常の有無を診断する空気圧式作動弁の診断方法であって、
前記弁棒の所定位置に付設され、弁棒の軸方向の位置を表示して、空気圧式作動弁の開度を表示する開度表示手段を所定時間毎に撮影して開度表示手段の画像を取得しつつ、空気圧式作動弁に導入する空気圧を計測し、
撮像した画像における前記開度表示手段の位置から、空気圧式作動弁の開度を演算し、空気圧式作動弁の開度と、その開度に対応する画像の取得時の空気圧とを同期させて、空気圧式作動弁の開度と空気圧との相関を作成するとともに、
弁棒の始動開始時に対応する画像及び当該画像の直前に撮像した画像から、弁棒の始動開始時の空気圧を特定し、
空気圧式作動弁の開度と空気圧との相関及び弁棒の始動開始時の空気圧に基づいて空気圧式作動弁の異常の有無を診断することを特徴とする空気圧式作動弁の診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気圧式作動弁の診断システム及び空気圧式作動弁の診断方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１等に示すような空気圧式作動弁において、作動中の異常を認識するものがある。特許文献１に記載のものは、空気圧シリンダに流れ込む圧力空気の流れを制御するコントロールバルブを制御するための操作電気信号や、空気圧シリンダに送出する作動空気圧や、弁棒の変位（ストローク）を監視することにより、空気圧式作動弁の異常部位の特定と監視を行うものである。
【０００３】
また、特許文献２に示すような電動弁において、弁棒に施されたマーキング点を撮影し、その画像から、弁棒の軸方向ストローク（昇降運動量）及び歪み量を演算し、これらによって電動弁の異常の有無を診断する方法がある。
【０００４】
特許文献３に記載の作動弁の診断装置は、弁棒位置から弁開度を検出するＬＶＤＴ（差動変圧器）式の弁開度センサが取付けられた作動弁において、弁の開度と、作動弁に導入する空気の空気圧信号とを監視することで、作動弁が通常に作動している間の作動状態を監視するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１１９８６２号公報
【特許文献２】特開２０１０-８５１０５号公報
【特許文献３】特開２００９−２１００４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、空気圧式作動弁は、内部の点検等のために分解することがある。このため、分解点検後、空気圧式作動弁を組立てて始動する際に、空気圧式作動弁が正常に作動し始めるか否かを確認する必要がある。
【０００７】
この場合、弁棒の全長や、弁棒のストロークは空気圧式作動弁によって異なるものであり、前記特許文献１や特許文献２のように弁棒の変位を追跡する方法では、種々の作動弁に適用することが難しいという問題がある。また、空気圧式作動弁の異常は、例えばグランドパッキン、ダイアフラム、スプリング、弁棒等の様々な場所において発生する。異常の原因としても、異物が噛みこんでいたり、弁棒に傷が発生していたり等、種々のものが考えられる。このように、異常の発生する場所や異常の原因によっては、弁棒の始動開始時の作動空気圧（以下、作動空気圧を単に空気圧という）のみに異常が生じてその後の空気圧には異常がなかったり、弁棒の始動開始時の空気圧には異常がなく、その後の空気圧のみに異常が生じていたりすることがあり、空気圧の異常の出方にも種々のパターンがある。このため、特許文献１や特許文献２のものでは、弁棒の始動開始時の作動空気圧のみに異常が生じてその後の空気圧には異常がない場合に、空気圧式作動弁の異常を精度良く検出できない場合がある。
【０００８】
特許文献３に記載されたＬＶＤＴ式の弁開度センサは、主にプラントの重要系統を運転中に監視・制御するために設けられるものである。すなわち、通常は、特に重要な制御弁（例えば、原子力発電所では制御弁全体の１％程度）に対してのみＬＶＤＴ式弁開度センサが設けられ、重要系統の制御を実施するものであり、大部分の制御弁には、このようなＬＶＤＴ式弁開度センサは設けられていない。このため、特許文献３のようにＬＶＤＴ式弁開度センサを設けるものでは、主に発電所に設置されている大部分の制御弁（ＬＶＤＴ式弁開度センサ等を設けていない制御弁）に対する点検・調整作業へ適用することができない。
【０００９】
また、ＬＶＤＴ式弁開度センサにて弁開度情報を取得する方法では、作動弁が通常に作動している間の作動状態を監視することはできるが、分解点検後、空気圧式作動弁を組立てて始動する際には適用できないという問題がある。すなわち、作動弁を分解する際には、作動弁からＬＶＤＴを取り外すため、ＬＶＤＴから得られる移動量と弁開度の相関が一旦リセットされる。このため、ＬＶＤＴ式弁開度センサを設けたものでは、まず、実際の弁開度（例えば目視で取得）と圧力値（別途設ける圧力計から取得）との相関を別途取得し、ＬＶＤＴ関連以外の調整作業が全て完了した後でなければ、弁開度とＬＶＤＴで得られる移動量とを関連付けることができない。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みて、空気圧式作動弁を組立てた後に始動させる際に、簡便で低コストかつ高い精度で空気圧式作動弁の異常を診断することができる空気圧式作動弁の診断システム及び空気圧式作動弁の診断方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の空気圧式作動弁の診断システムは、流入ポートから流出ポートまで流体を流通させる連通路を有する弁箱と、外部から導入される空気圧によって、軸方向に移動して前記連通路を開閉することにより流体の流量を制御する弁棒と一体的に設けられた弁体とを備えた空気圧式作動弁を組立てた後始動させる際の異常の有無を診断する空気圧式作動弁の診断システムであって、空気圧式作動弁に導入する空気圧を計測する空気圧計測手段と、前記弁棒の所定位置に付設され、弁棒の軸方向の位置を表示して、空気圧式作動弁の開度を表示する開度表示手段と、前記開度表示手段を所定時間毎に撮影して、前記開度表示手段の画像を取得する撮像手段と、空気圧式作動弁の異常の有無を診断する診断手段とを備え、前記診断手段は、前記撮像手段にて撮像した画像における前記開度表示手段の位置から、空気圧式作動弁の開度を演算する開度演算部と、空気圧式作動弁の開度と、その開度に対応する画像の取得時の空気圧とを同期させる同期部と、空気圧式作動弁の開度と空気圧との相関を作成する相関作成部と、弁棒の始動開始時に対応する画像及び当該画像の直前に撮像した画像を特定する始動開始時画像特定部と、弁棒の始動開始時に対応する画像及び当該画像の直前に撮像した画像から、弁棒の始動開始時の空気圧を特定する始動開始時空気圧特定部とを備えたものである。
【００１２】
本発明の空気圧式作動弁の診断システムによれば、撮像手段にて開度表示手段を所定時間毎に撮影して、空気圧式作動弁の開度と空気圧との相関を連続して自動で取得することができる。また、弁棒の始動開始時に対応する画像及び当該画像の直前に撮像した画像を特定し、これらの画像に基づいて弁棒の始動開始時の空気圧を特定することができる。すなわち、弁棒始動開始時の空気圧と、その後、弁棒停止時までの弁棒作動中の空気圧の挙動とを追跡することができる。これにより、弁棒の始動開始時の空気圧のみに異常が生じる場合や、弁棒作動中の空気圧のみに異常が生じる場合であっても、空気圧式作動弁の異常を発見することができる。しかも、簡易な構成で既存の空気圧式作動弁に取り付け及び取り外しが容易であり、ＬＶＤＴ等の取り付けや伝送回線の敷設など、恒久的な加工や改造が一切不要となって、既存の空気圧式作動弁に適用することが可能となる。
【００１３】
前記開度演算部は、画像上において、弁棒の始動開始時の開度表示手段の位置と、始動後に静止した開度表示手段の位置が予め記憶されており、これらの位置に基づいて空気圧式作動弁の開度を演算するものである。これにより、簡単な方法で、弁棒の開度を正確に演算することができる。
【００１４】
前記構成において、前記撮像手段は、前記空気圧式作動弁と一体的に取り付けられるのが好ましい。これにより、撮像手段は、空気圧式作動弁が振動しても、その影響の少ない画像を取得することができる。
【００１５】
前記構成において、前記開度表示手段は、前記弁棒とともに移動して所定色を有する指標を備え、前記診断手段は、指標に付された所定色を認識することにより弁棒の位置を認識する色認識部を備えたものであるのが好ましい。これにより、種々の形状の空気式作動弁に対応することができて、汎用性が高いものとなる。
【００１６】
前記構成において、前記診断手段は、前記相関作成手段に基づく相関及び弁棒の始動開始時の空気圧とから、空気圧式作動弁の異常の有無を判定する判定部を備えるのが好ましい。これにより、異常の有無を自動的に判定することができる。
【００１７】
本発明の空気圧式作動弁の診断方法は、流入ポートから流出ポートまで流体を流通させる連通路を有する弁箱と、外部から導入される空気圧によって、軸方向に移動して前記連通路を開閉することにより流体の流量を制御する弁棒と一体的に設けられた弁体とを備えた空気圧式作動弁を組立てた後始動させる際の異常の有無を診断する空気圧式作動弁の診断方法であって、前記弁棒の所定位置に付設され、弁棒の軸方向の位置を表示して、空気圧式作動弁の開度を表示する開度表示手段を所定時間毎に撮影して開度表示手段の画像を取得しつつ、空気圧式作動弁に導入する空気圧を計測し、撮像した画像における前記開度表示手段の位置から、空気圧式作動弁の開度を演算し、空気圧式作動弁の開度と、その開度に対応する画像の取得時の空気圧とを同期させて、空気圧式作動弁の開度と空気圧との相関を作成するとともに、弁棒の始動開始時に対応する画像及び当該画像の直前に撮像した画像から、弁棒の始動開始時の空気圧を特定し、空気圧式作動弁の開度と空気圧との相関及び弁棒の始動開始時の空気圧に基づいて空気圧式作動弁の異常の有無を診断するものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の空気圧式作動弁の診断システム及び空気圧式作動弁の診断方法では、簡易な構成であるため、既存の空気圧式作動弁に適用することが可能となる。これにより、空気圧式作動弁を組立て後に始動させる際に、簡便で低コストかつ高い精度で空気圧式作動弁の異常を診断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の空気圧式作動弁の診断システムを示す簡略図である。
【図２】前記図１の空気圧式作動弁の要部を示す斜視図である。
【図３】本発明の空気圧式作動弁の診断システムを構成する診断手段を示すブロック図である。
【図４】撮像手段にて撮像した画像の一例を示す簡略図であり、（ａ）は弁棒の全閉状態、（ｂ）は弁棒の全開状態である。
【図５】弁棒の作動時を撮像手段にて撮像した画像を示す簡略図である。
【図６】空気圧と弁開度との相関を示すグラフ図であり、（ａ）は空気圧式作動弁に異常のある場合の挙動を示し、（ｂ）は空気圧式作動弁に異常のない場合の挙動を示す。
【図７】本発明の空気圧式作動弁の診断方法のフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下本発明の実施の形態を図１〜図７に基づいて説明する。
【００２１】
本発明の空気圧式作動弁の診断システムは、空気圧式作動弁の組立て後、最初に作動させる際に空気圧式作動弁の異常の有無を診断するものであり、弁棒の始動開始時の空気圧と弁開度との相関を検出することにより空気圧式作動弁１の異常の有無を診断するものである。空気圧式作動弁の組立てとは、一旦組立てられた空気圧式作動弁を分解した後に再度組立てた場合と、空気圧式作動弁を初めて組立てる場合の両方を含む。この空気圧式作動弁の診断システムは、本実施形態では、例えば原子力発電所の放射線管理区域内において使用されるものである。
【００２２】
空気圧式作動弁１は、本実施形態では図１に示すような正作動型（空気圧の供給によって弁棒を下降させて弁を閉じる型式）のものを使用している。空気圧式作動弁１は、作動弁本体１ａを備えている。
【００２３】
作動弁本体１ａは、図示省略の配管に接続される弁箱１０と、この弁箱１０の上方のヨーク（枠体）１１を介して設置された駆動部１２とを備えている。弁箱１０は、内部が仕切壁１３によって仕切られ、流入ポート１４から流出ポート１５まで流体を流通させる連通路１６を有する本体部１７と、本体部１７の上面開口部にグランドパッキン１８を介して固定された上蓋１９と、この上蓋１９およびグランドパッキン１８を摺動自在に貫通して設けられ、弁体２０が一体的に設けられた弁棒２１とを備えている。弁棒２１は、その上端が駆動軸２２に連結されている。
【００２４】
駆動部１２は、ダイアフラム２５によって上下２つの室２６ａ，２６ｂに分離されたケーシング２４を備える。ダイアフラム２５は、外周縁部がケーシング２４に取り付けられて、板状のダイアフラムプレート２９上に設けられている。上方の室２６ａは、圧力調整弁１ｂから計測用の出力空気圧が配管１ｃを経て供給されることで空気圧室を形成している。下方の室２６ｂは大気に開放されており、ダイアフラム２５を上方に付勢する圧縮コイルばね２８を収納することによりスプリング室を形成している。
【００２５】
駆動軸２２は、ダイアフラムプレート２９に固定されている。一方、駆動軸２２の下端部は、前述のように弁棒２１の上端部に連結されている。
【００２６】
圧力調整弁１ｂから、上方の室２６ａに空気圧が導入されることによって、ダイアフラム２５が圧縮コイルばね２８に抗して下降し、弁棒２１に連結された弁体２０が駆動軸２２と一体的に下降して連通路１６を閉状態とする。また、上方の室２６ａの空気圧を低下させると、圧縮コイルばね２８の付勢力にてダイアフラム２５が上昇し、弁棒２１に連結された弁体２０が駆動軸２２と一体的に上昇して連通路１６を開状態とする。このようにして、弁棒２１に連結された弁体２０が軸方向に移動して連通路１６を開閉動作することにより流体の流量を制御する。
【００２７】
作動弁本体１ａと圧力調整弁１ｂとを接続する配管１ｃにおいて、さらに配管３０が分岐して設けられており、この配管３０には、空気圧計測手段４０が接続されている。空気圧計測手段４０は、作動弁本体１ａに導入する空気の圧力を電気量に変換して計測することができる圧力センサ（圧力変換器）である。この空気圧計測手段４０は、空気圧式作動弁１を始動させる際の異常の有無の診断前において取り付けが可能であるとともに、診断後において取り外しが可能である。このため、空気圧式作動弁１を組立てた後始動させる際の異常の有無を診断する際にのみ空気圧計測手段４０を設置することができる。
【００２８】
空気圧式作動弁１には、開度表示手段３１が設けられている。開度表示手段３１は、例えばヨーク１１に設置された目盛部３２と、弁棒２１と一体的に設けられて弁棒２１とともに上下方向に移動する指標３３とを備えている。目盛部３２は、空気圧式作動弁１の開度を表示するものであり、最上位が開度１００％（全開状態）を示しており、等間隔に目盛が付され、最下位が開度０％（全閉状態）を示している。指標３３は、目盛部３２のいずれかを指示し、指標３３の先端部には、例えば先端先細り形状となる色付き（例えば赤色）のテープ３４が貼付される等して、所定色が施されている。
【００２９】
図２に示すように、撮像手段３６が、把持手段３５を介して空気圧式作動弁１のヨーク１１と一体的に取り付けられている。すなわち、把持手段３５の一方の把持部３７ａは、撮像手段３６を把持し、把持手段３５の他方の把持部３７ｂは、ヨーク１１とは別の被固定部３８を把持している。撮像手段３６は、少なくとも指標３３が表示された画像６０（図４及び図５参照）を取得するものであり、例えば本実施形態ではＷＥＢ（ＵＳＢ）カメラにて構成されている。撮像手段３６は、短い間隔で連続的に撮像できるものが望ましい。この撮像手段３６は、空気圧式作動弁１を始動させる際の異常の有無の診断前において取り付けが可能であるとともに、診断後において取り外しが可能である。このため、空気圧式作動弁１を組立てた後始動させる際の異常の有無を診断する際にのみ撮像手段３６を設置することができる。
【００３０】
空気圧計測手段４０及び撮像手段３６には、図１及び図３に示すように、空気圧式作動弁１の異常の有無を診断する診断手段４１が接続されている。診断手段４１はコンピュータから構成されており、本実施形態では、持ち運びや取付に至便なタブレットパソコンにて構成されている。診断手段４１は、図３に示すように、診断前情報部４２と、タイマー４３と、色認識部４４と、開度演算部４５と、同期部４６と、相関作成部４７と、始動開始時画像特定部４８と、始動開始時空気圧特定部４９と、判定部５０と、メモリ５１とを備えている。
【００３１】
診断前情報部４２は、診断対象となる空気圧式作動弁１の画像６０（図４（ａ）（ｂ）参照）において、全閉位置情報と全開位置情報とが格納されている。全閉位置情報と全開位置情報は、診断動作を行う前の準備として、予め空気圧式作動弁１の弁棒２１を全閉状態から全開状態に作動させつつ、画像６０を連続的に撮像することにより取得される。すなわち、図４（ａ）に示すように、全閉状態、つまり弁棒２１の始動点（開度０％であり、静止状態から作動状態となる場所）における画像６０において、指標に相当する範囲６１の位置を認識し、例えばその重心を通る水平線の画面上における位置を始動位置６２として設定する。また、図４（ｂ）に示すように、全開状態、つまり弁棒の終点（開度１００％であり、作動状態から静止状態になる場所）における画像６０において、指標に相当する範囲６１の位置を認識し、例えばその重心を通る水平線の画面上における位置を終点位置６３として設定する。診断前情報部４２には、これら始動位置６２及び終点位置６３の情報が格納されている。なお、指標に相当する範囲６１の位置の認識は、後述する色認識部４４により行う。
【００３２】
タイマー４３は、空気圧計測手段４０にて取得した空気圧の取得時と、撮像手段３６にて撮像した画像６０の取得時とを認識するものである。空気圧の情報及び取得した画像６０は、その取得時の情報とともにメモリ５１に保存される。
【００３３】
色認識部４４は、取得した画像６０において、指標に相当する範囲６１を認識するものであり、本実施形態では、指標３３に施された所定色に基づいて、指標に相当する範囲６１を認識する。具体的には、指標３３のいずれかの場所（本実施形態では指標３３の先端部）には、所定色（本実施形態では赤色）が施されており、色認識部４４は、画像６０から赤色の範囲を抽出し、この抽出した範囲を指標に相当する範囲６１として認識する。
【００３４】
開度演算部４５は、撮像手段３６にて撮像した画像６０における開度表示手段（指標に相当する範囲６１）の位置から、空気圧式作動弁１の開度を演算するものである。具体的には、空気圧式作動弁１の弁棒２１を全閉状態から全開状態（又は全開状態から全閉状態）に作動させつつ撮像手段３６にて画像６０を取得する際に、画像６０において、指標に相当する範囲６１の重心を通る水平線の画面上の位置が、始動位置６２（０％）から終点位置６３（１００％）の間のどの位置（何パーセントの位置）にあるかを画像データから演算する。なお、図５では、指標に相当する位置が、始動位置６２（０％）から終点位置６３（１００％）の間の中間に位置しており、弁棒２１の開度は約５０％であることを示している。
【００３５】
同期部４６は、メモリ５１に格納された空気圧式作動弁１の空気圧と、空気圧の夫々の取得時と同時に取得された画像に基づいて演算された空気圧式作動弁１の開度とを対応させるものである。これにより、空気圧の測定時と、その測定時に対応する空気圧式作動弁１の開度との情報が複数形成される。
【００３６】
相関作成部４７は、空気圧式作動弁の開度と空気圧との相関を作成するものである。すなわち、相関作成部４７は、同期部４６において同期させた空気圧と、その測定時に対応する空気圧式作動弁１の開度との情報を複数用いて、それを連続的なものとすることにより、空気圧式作動弁１の開度と空気圧との相関情報を作成する。このとき、相関作成部４７は、図６に示すようなグラフ図を作成して表示させてもよい。
【００３７】
始動開始時画像特定部４８は、弁棒２１の始動開始時に対応する画像及び当該画像の直前に撮像した画像を特定するものである。すなわち、診断用に取得した画像（すなわち、診断動作を行う前の準備で取得した画像を除く）において、開度が初めて０％より大きくなった画像を始動開始時の画像として抽出するとともに、その直前の０％における画像を始動開始直前の画像として抽出する。
【００３８】
始動開始時空気圧特定部４９は、弁棒の始動開始時に対応する画像及び当該画像の直前に撮像した画像から、弁棒の始動開始時の空気圧を特定するものである。すなわち、始動開始時画像特定部４８において抽出した始動開始時の画像の取得時の空気圧を、始動開始時の空気圧として特定することができる。
【００３９】
判定部５０は、空気圧式作動弁１の開度と空気圧との相関及び弁棒２１の始動開始時の空気圧に基づいて空気圧式作動弁１の異常の有無を診断するものである。例えば、診断手段４１に、前回に空気圧式作動弁１を作動させたときの空気圧式作動弁１の開度と空気圧との相関及び弁棒２１の始動開始時の空気圧のデータや、これらの基準値等が保存されており、判定部５０は、診断時における空気圧式作動弁１の開度と空気圧との相関及び弁棒２１の始動開始時の空気圧と比較して、両者が相違しているか、一致しているか、相違していても、相違値が予め設定された範囲内であるかを判断する。
【００４０】
次に、本発明の空気圧式作動弁の診断システムを用いて、空気圧式作動弁を例えば分解した後に組立てた後に始動させる際の異常の有無を診断する方法について説明する。既存の空気圧式作動弁１に、前記実施形態の空気圧式作動弁の診断システムを設置する。具体的には、配管１ｃのいずれかの位置から分岐した配管３０に空気圧計測手段４０を設け、空気圧計測手段４０を診断手段４１に接続する。また、開度表示手段３１を撮像できる場所に位置するように、撮像手段３６をヨーク１１に取り付けるとともに、撮像手段４０を診断手段４１に接続する。開度表示手段３１は、既存の空気圧式作動弁１に設けられているものであってもよいし、本工程において設けてもよい。
【００４１】
次に、診断をする前の初期設定を行う（ステップＳ１）。すなわち、診断対象となる空気圧式作動弁１において、空気圧式作動弁１の弁棒２１を全閉状態から全開状態に作動させつつ、撮像手段３６にて、所定時間毎（例えば０．１秒毎）に画像６０を取得する。これにより、診断前情報部４２は、全閉状態、つまり弁棒２１の始動点（０％）における画像６０（図４（ａ）参照）を特定し、この全閉状態の画像において、色認識部４４が指標に相当する範囲６１の位置を認識し、その重心を通る水平線の画面上の位置をマーキングして、画像上において始動位置６２を設定する。また、診断前情報部４２は、全開状態、つまり弁棒２１の終点（１００％）における画像６０（図４（ｂ）参照）を特定し、この全開状態の画像において、色認識部４４が指標に相当する範囲６１の位置を認識し、その重心を通る水平線の画面上の位置をマーキングして、画像上において終点位置６３を設定する。このようにして、診断前情報部４２に、これら始動位置６２及び終点位置６３を格納する。
【００４２】
前記のような初期設定を行った空気圧式作動弁１において、弁棒２１を全閉状態から全開状態まで作動させながら、撮像手段３６にて、指標３３を所定時間毎に撮影して指標３３の画像を取得しつつ、空気圧計測手段４０にて空気圧式作動弁１に導入する空気圧を計測する（ステップＳ２）。このとき、タイマー４３は、空気圧計測手段４０にて取得した空気圧の取得時と、撮像手段３６にて撮像した画像６０の取得時とを認識しており、空気圧の情報及び取得した画像６０は、その取得時の情報とともにメモリ５１に保存される（ステップＳ３）。
【００４３】
開度演算部４５は、画像における指標の範囲６１から、夫々の画像において、空気圧式作動弁の開度を演算する（ステップＳ４）。すなわち、色認識部４４は、画像６０から赤色の範囲を抽出し、この抽出した範囲を指標に相当する範囲６１として認識する。そして、開度演算部４５は、夫々の画像において、認識した指標に相当する範囲６１の重心を通る水平線の画面上の位置が、始動位置６２（０％）から終点位置６３（１００％）の間のどの位置にあるかを画像データから演算する。
【００４４】
同期部４６は、メモリ５１に格納された空気圧式作動弁１の空気圧と、空気圧の夫々の取得時と同時に取得された画像に基づいて演算された空気圧式作動弁１の開度とを対応させて、空気圧の測定時と、その測定時に対応する空気圧式作動弁１の開度との情報を複数形成する。そして、相関作成部４７は、同期部４６において同期させた空気圧と、その測定時に対応する空気圧式作動弁１の開度との情報を複数用いて、それを連続的なものとすることにより、空気圧式作動弁１の開度と空気圧との相関情報を作成する（ステップＳ５）。このとき、相関作成部４７は、図６に示すようなグラフ図を作成して表示させてもよい。なお、図６（ａ）は空気圧式作動弁１に異常のある場合の挙動を示し、図６（ｂ）は空気圧式作動弁１に異常のない場合の挙動の一例を示す。
【００４５】
始動開始時画像特定部４８は、メモリ５１に保存された画像のうち、診断用に取得した画像（すなわち、診断動作を行う前の準備で取得した画像を除く）の中から、開度が初めて０％より大きくなった画像を始動開始時の画像として抽出するとともに、その直前の０％における画像を始動開始直前の画像として抽出する（ステップＳ６）。その後、始動開始時空気圧特定部４９は、始動開始時画像特定部４８において抽出した始動開始時の画像の取得時の空気圧を、始動開始時の空気圧として特定する（ステップＳ７）。
【００４６】
判定部５０は、空気圧式作動弁１の開度と空気圧との相関及び弁棒２１の始動開始時の空気圧に基づいて空気圧式作動弁１の異常の有無を診断する（ステップＳ８）。すなわち、判定部５０は、空気圧式作動弁１の開度と空気圧との相関及び弁棒２１の始動開始時の空気圧のデータに基づいて、空気圧式作動弁１に異常があるか否かを判断する。例えば、空気圧式作動弁１の開度と空気圧との相関と、弁棒２１の始動開始時の空気圧とのいずれか一方に異常がある場合は、空気圧式作動弁１のいずれかに異常があると判断する。
【００４７】
このように、初期設定を行った空気圧式作動弁１において、弁棒２１を全閉状態から全開状態まで作動させながら、空気圧式作動弁１の異常の有無を診断する方法について説明したが、最初に弁棒２１が全開状態として、弁棒２１を全閉状態から全開状態まで作動させながら、空気圧式作動弁１の異常の有無を診断してもよい。
【００４８】
本発明の空気圧式作動弁の空気圧式作動弁の診断システム及び空気圧作動弁の診断方法では、弁棒始動開始時の空気圧と、その後、弁棒停止時までの弁棒作動中の空気圧の挙動とを追跡することができる。これにより、弁棒始動開始時の空気圧のみに異常が生じる場合や、弁棒作動中の空気圧のみに異常が生じる場合であっても、空気圧式作動弁１の異常を発見することができる。しかも、簡易な構成で既存の空気圧式作動弁１に取り付け及び取り外しが容易であり、ＬＶＤＴ等の取り付けや伝送回線の敷設など、恒久的な加工や改造が一切不要となって、既存の空気圧式作動弁１に適用することが可能となる。これにより、空気圧式作動弁１を組立てた後に始動させる際に、簡便で低コストかつ高い精度で空気圧式作動弁の異常を診断することができる。
【００４９】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。例えば、撮像手段３６は、ヨークと一体的に取り付けるのが望ましいが、ヨーク以外の場所（他の取付場所）にも取付可能である。空気圧式作動弁１は、図示例のものに限られず、駆動源が空気圧のものであれば、種々のタイプのものに使用することができる。例えば、実施形態では、弁棒２１が上昇するにしたがって開状態となる空気圧式作動弁１について説明したが、弁棒２１が下降するにしたがって開状態となる空気圧式作動弁１にも適用することもできる。この場合、実施形態における０％の位置が全開位置、実施形態における１００％の位置を全閉位置とする。目盛３２は省略することも可能である。実施形態では、指標３３の先端部に色付きのテープ３４を貼付したが、例えばマジック等でマーキングすることにより所定色を有するものとしてもよい。撮影間隔は０．１秒以下が好ましいが、これに限るものではない。タイマー４３は、空気圧計測手段４０と撮像手段３６に夫々内蔵されていてもよい。判定部５０を備えることなく、表示手段に表示された空気圧と弁開度との相関を示すグラフ図から、作業者が空気圧式作動弁１の異常の有無を判断してもよい。診断手段４１は、他の移動情報端末であってもよく、例えばノートパソコン、デスクトップパソコン等であってもよい。実施形態では、把持手段３５の他方の把持部３７ｂは、ヨーク１１とは別の被固定部３８を把持していたが、他方の把持部３７ｂもヨーク１１を把持してもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１   空気圧式作動弁
１０   弁箱
１４   流入ポート
１５   流出ポート
１６   連通路
２０   弁体
２１   弁棒
３１   開度表示手段
３３   指標
３６   撮像手段
４０   空気圧計測手段
４１   診断手段
４３   タイマー
４５   開度演算部
４６   同期部
４７   相関作成部
４８   始動時画像特定部
４９   始動時空気圧特定部
５０   判定部
【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】
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【図６】
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【図７】
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