(57)【要約】データ処理ユニット（１１）は、振動の周波数分析をする周波数分析部（２１）と、Ｘ線管の外部で生じる雑音のレベルを算出する雑音レベル算出部（２３）と、Ｘ線管の故障予兆を検知する故障予兆検知部（２５）とを備えてなり、故障予兆検知部（２５）は、雑音レベル算出部（２３）で算出された雑音レベルが所定の閾値以下になったことをトリガにして、周波数分析部（２１）を介してＸ線管の内部で生じる振動の周波数分析をし、その結果に基づき故障予兆の検知を行う。
2015111512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線管の内部で生じる振動を計測する第１の振動センサと、
Ｘ線管の外部で生じる振動を計測する第２の振動センサと、
前記第１の振動センサにより計測される振動の振動データを周波数分析する周波数分析部と、
前記第２の振動センサで計測される振動の振動レベルが既定の閾値よりも低くなったタイミングをトリガとして、前記第１の振動センサによって計測される振動の振動データを取得し、前記周波数分析部を介して前記振動データの周波数分析を行い、その周波数分析結果に基づき故障予兆検知を行う故障予兆検知部と、
を備えること
を特徴とするＸ線管故障予兆検知装置。
【請求項２】
前記故障予兆検知部は、
前記周波数分析結果として得られる複数の周波数成分からなる第１のベクトルと、予め前記Ｘ線管が正常であるときに、前記Ｘ線管の内部で生じる振動の周波数分析結果として得られた複数の周波数成分それぞれの平均からなる１つまたは複数個の第２のベクトルとのそれぞれの距離を算出し、
前記算出された距離のうち最小の距離が予め定められた閾値以上であった場合に、前記Ｘ線管の故障予兆を検知したと判定すること
を特徴とする請求項１に記載のＸ線管故障予兆検知装置。
【請求項３】
前記Ｘ線管が取り付けられた筐体の筐体位置を検出する位置センサと、
前記Ｘ線管が取り付けられた筐体の姿勢を表す筐体角度を検出する角度センサと、
前記Ｘ線管が取り付けられた筐体の筐体温度を検出する温度センサと、
前記位置センサ、角度センサおよび温度センサそれぞれによって検出される筐体位置、筐体角度および筐体温度それぞれの値に応じて予め設定された複数の検知モードのうち、いずれの検知モードに属するかを判定する検知モード判定部と、
をさらに備え、
前記故障予兆検知部は、
前記検知モード判定部で判定された検知モードごと予め用意された前記第２のベクトルを用いて前記故障予兆検知を行うこと
を特徴とする請求項２に記載のＸ線管故障予兆検知装置。
【請求項４】
前記第２の振動センサで計測される振動の振動レベルが既定の閾値よりも低くなったタイミングから、前記周波数分析部によって得られた特定周波数成分が既定の閾値以下になるまでの時間を計測し、そのとき計測された時間が既定の範囲内であることを判定する第１の判定部と、
前記故障予兆検知部により故障予兆が検知されてから、検知されなくなるまでの時間を計測し、そのとき計測された時間が既定の範囲内であることを判定する第２の判定部と、
をさらに備え、
前記第１の判定部と前記第２の判定部との結果に基づき、前記Ｘ線管が純正品であるか否かを判定すること
を特徴とする請求項１に記載のＸ線管故障予兆検知装置。
【請求項５】
前記振動センサは、３軸加速度センサであること
を特徴とする請求項１に記載のＸ線管故障予兆検知装置。
【請求項６】
前記振動センサは、音声センサであること
を特徴とする請求項１に記載のＸ線管故障予兆検知装置。
【請求項７】
Ｘ線管の内部で生じる振動を計測する第１の振動センサと、
Ｘ線管の外部で生じる振動を計測する第２の振動センサと、
前記第１の振動センサにより計測される振動の振動データを周波数分析する周波数分析部と、
を備えたＸ線管故障予兆検知装置が、
前記第２の振動センサで計測される振動の振動レベルを取得するステップと、
前記取得した振動レベルが既定の閾値よりも低くなったタイミングをトリガとして、前記第１の振動センサによって計測される振動の振動データを取得し、その取得した振動データを前記周波数分析部を介して周波数分析するステップと、
前記周波数分析するステップにおける周波数分析結果に基づき、故障予兆検知を行うステップと、
を実行すること
を特徴とするＸ線管故障予兆検知方法。
【請求項８】
前記Ｘ線管故障予兆検知装置は、前記故障予兆検知を行うステップにおいて、
前記周波数分析結果として得られる複数の周波数成分からなる第１のベクトルと、予め前記Ｘ線管が正常であるときに、前記Ｘ線管の内部で生じる振動の周波数分析結果として得られた複数の周波数成分それぞれの平均からなる１つまたは複数個の第２のベクトルとのそれぞれの距離を算出し、
前記算出された距離のうち最小の距離が予め定められた閾値以上であった場合に、前記Ｘ線管の故障予兆を検知したと判定すること
を特徴とする請求項７に記載のＸ線管故障予兆検知方法。
【請求項９】
前記Ｘ線管故障予兆検知装置は、
前記Ｘ線管が取り付けられた筐体の筐体位置を検出する位置センサと、
前記Ｘ線管が取り付けられた筐体の姿勢を表す筐体角度を検出する角度センサと、
前記Ｘ線管が取り付けられた筐体の筐体温度を検出する温度センサと、
前記位置センサ、角度センサおよび温度センサそれぞれによって検出される筐体位置、筐体角度および筐体温度それぞれの値に応じて予め設定された複数の検知モードのうち、いずれの検知モードに属するかを判定する検知モード判定部と、
をさらに備え、
前記故障予兆検知を行うステップにおいて、
前記検知モード判定部で判定された検知モードごと予め用意された前記第２のベクトルを用いて前記故障予兆検知を行うこと
を特徴とする請求項８に記載のＸ線管故障予兆検知方法。
【請求項１０】
前記Ｘ線管故障予兆検知装置は、
前記第２の振動センサで計測される振動の振動レベルが既定の閾値よりも低くなったタイミングから、前記周波数分析部によって得られた特定周波数成分が既定の閾値以下になるまでの時間を計測し、そのとき計測された時間が既定の範囲内であることを判定する第１の判定ステップと、
前記故障予兆検知を行うステップにより故障予兆が検知されてから、検知されなくなるまでの時間を計測し、そのとき計測された時間が既定の範囲内であることを判定する第２の判定ステップと、
前記第１の判定ステップと前記第２の判定ステップとの結果に基づき、前記Ｘ線管が純正品であるか否かを判定するステップを
さらに実行すること
を特徴とする請求項７に記載のＸ線管故障予兆検知方法。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のＸ線管故障予兆検知装置を有してなることを特徴とするＸ線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線管の故障予兆を検知するＸ線管故障予兆検知装置およびＸ線管故障予兆検知方法、ならびに、そのＸ線管故障予兆検知装置を用いたＸ線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なＸ線診断装置では、高電圧の陰極から出射した電子を回転する陽極に照射することによりＸ線を発生させるタイプのＸ線管が多く用いられている。このようなＸ線管では、陽極を滑らかに回転させるために固体ベアリングが用いられている。その固体ベアリングが劣化するとＸ線管が故障を引き起こし、Ｘ線診断装置が使用不能となる。【０００３】
とくに医療現場でＸ線診断装置が使用不能となることは許容されないので、Ｘ線管は、故障するかなり前の十分に使用可能な状態で新品と交換される。これは、Ｘ線診断装置の保守費用増大の大きな原因となっている。そこで、保守費用削減のために、Ｘ線管は、故障する直前まで使用し、できるだけ長く使用可能にすることが求められている。【０００４】
例えば、特許文献１には、振動センサによりＸ線管が発する振動を検出して周波数分析を行い、その周波数分析結果からＸ線管の異音すなわち故障予兆を検知する技術が開示されている。しかしながら、現実のＸ線管では、陰極に印加する高電圧や陽極を回転させる交流を発生するために用いられているインバータから生じる電磁ノイズのため、劣化したＸ線管球から発生する異音を検出するのは、実質的に困難な状況となっている。【０００５】
そこで、例えば、特許文献２には、Ｘ線管から得られる振動データをフィルタリングして、インバータが発する周波数成分の電磁ノイズを除去することにより、インバータの電磁ノイズの影響を受けないようにしたＸ線管の故障予兆検知装置の例が開示されている。また、特許文献３には、陽極の駆動モータのオフ信号から陽極の回転状態を判定し、慣性回転であるときに故障予兆検知を行うようにしたＸ線管の故障予兆検知装置の例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−４５６２６号公報
【特許文献２】特開２０１３−２９４８４号公報
【特許文献３】ＷＯ２００６／０３０７８６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載のＸ線管の故障予兆検知技術では、インバータの電磁ノイズを機械的、構造的な手段で遮蔽さえできればよいのであるが、それには、振動センサの取り付け位置などに様々な制約が生じたり、製造コストが増大したりするデメリットがある。
また、特許文献２に記載の電磁ノイズをフィルタで除去する技術の場合、電磁ノイズの周波数成分と異音の周波数成分が近い場合には、異音の周波数成分まで除去されてしまう恐れがある。【０００８】
特許文献３に記載の技術の場合、インバータが作動していない慣性回転時のＸ線管の異音を検出するので、インバータによる電磁ノイズの問題は解決される。しかしながら、既存のＸ線装置にＸ線管の故障の予兆を検知する装置を組み込もうとすると、陽極回転を駆動するためのスタータ制御装置から陽極回転のオン／オフ信号を取り込む必要があるため、Ｘ線管だけでなく、Ｘ線装置本体側にも改造が必要となるという問題点が生じる。【０００９】
以上の従来技術の問題点に鑑み、本発明の目的は、Ｘ線装置の改造をできるだけ少なくし、かつ、インバータの電磁ノイズの影響を受けることなく、Ｘ線管の故障予兆を検知することが可能なＸ線管故障予兆検知装置、Ｘ線管故障予兆検知方法およびＸ線装置を提供することある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のＸ線管故障予兆検知装置は、Ｘ線管の内部で生じる振動を計測する第１の振動センサと、Ｘ線管の外部で生じる振動を計測する第２の振動センサと、前記第１の振動センサにより計測される振動の振動データを周波数分析する周波数分析部と、を備え、前記第２の振動センサで計測される振動の振動レベルが既定の閾値よりも低くなったタイミングをトリガとして、前記第１の振動センサによって計測される振動の振動データを取得し、前記周波数分析部を介して前記振動データの周波数分析を行い、その周波数分析結果に基づき故障予兆検知を行うことを特徴とするＸ線管故障予兆検知装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、Ｘ線装置の改造をできるだけ少なくし、かつ、インバータの電磁ノイズの影響を受けることなく、Ｘ線管の故障予兆を検知することが可能なＸ線管故障予兆検知装置、Ｘ線管故障予兆検知方法およびＸ線装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係るＸ線管故障予兆検知装置を備えたＸ線装置の全体構成の例を示した図。
【図２】本発明の実施形態に係るＸ線管故障予兆検知装置のハードウェア構成の例を示した図。
【図３】本発明の実施形態に係るＸ線管故障予兆検知装置におけるデータ処理ユニットの機能ブロック構成の例を示した図。
【図４】検知モード判定部における判定処理の例を一覧表として示した図。
【図５】雑音レベル算出部の処理内容の例を模式的に示した図。
【図６】故障予兆検知部の機能ブロック構成の例を示した図。
【図７】切替部の機能ブロック構成の例を示した図。
【図８】検知時間判定部の機能ブロック構成の例を示した図。
【図９】Ｘ線管故障予兆検知装置におけるＸ線管故障予兆検知処理の全体処理フローの例を示した図。
【図１０】ソース用センサユニットまたは雑音用センサユニットによる計測処理の処理フローの例を示した図。
【図１１】診断入力許可受付部による診断入力許可受付処理の詳細な処理フローの例を示した図。
【図１２】故障予兆検知部による故障予兆検知処理の詳細な処理フローの例を示した図。
【図１３】検知時間判定部による検知時間判定処理の詳細な処理フローの例を示した図。
【図１４】記録装置に記憶されるデータ構成の例を示した図。
【図１５】診断許可入力受付部による診断許可入力受付処理が実行される際に表示装置に表示される表示画面の例を示した図。
【図１６】雑音レベル信号、雑音低レベル信号および周波数成分のタイムチャートの例を示した図。
【図１７】検知時間判定部における検知時間判定に関するタイムチャートの例を示した図。
【図１８】スタータ制御装置における制御処理フローの例を示した図。
【図１９】本発明の実施形態の変形例に係るＸ線管故障予兆検知装置のハードウェア構成の例を示した図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という）について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態に係るＸ線管故障予兆検知装置１０を備えたＸ線装置１００の全体構成の例を示した図である。図１に示すように、Ｘ線装置１００は、Ｘ線管故障予兆検知装置１０と、Ｘ線管１２と、高電圧装置１６と、フィラメント加熱装置１７と、スタータ装置１８と、交流電源１９と、を含んで構成される。
【００１５】
Ｘ線管１２は、Ｘ線管筐体１２０に真空管の一種であるＸ線管球１２１が収納、固定されて構成される。そして、Ｘ線管球１２１内には、回転陽極１２３および陰極１２４が収納されている。このとき、回転陽極１２３は、Ｘ線管球１２１の容器の内壁に個体ベアリングなどのベアリング機構を介して支持され、また、回転陽極１２３が配設されたＸ線管球１２１の外側には、回転陽極１２３を回転させる交流磁場を供給するステータ１２２が配設されている。
このようなＸ線管１２においては、陰極１２４と回転陽極１２３との間に高電圧が印加されると、陰極１２４のフィラメントから放出された電子がその高電圧により加速され、回転陽極１２３に取り付けられたターゲット材１２３ａに衝突することによりＸ線が発生する。
【００１６】
高電圧装置１６は、Ｘ線管１２の陰極１２４と回転陽極１２３との間に印加する高電圧を発生させる装置であり、交流電源１９につながれた直流電源１６１と、直流電圧から特定周波数の交流電圧を発生させる高電圧用インバータ１６２と、特定周波数の交流電圧を直流電圧へ変換する高電圧用トランス１６３と、を含んで構成される。
【００１７】
フィラメント加熱装置１７は、陰極１２４のフィラメントを加熱させる電流を発生させる装置であり、高電圧装置１６と同様に、直流電源１７１と、フィラメント用インバータ１７２と、フィラメント用トランス１７３と、を含んで構成される。
【００１８】
スタータ装置１８は、Ｘ線管１２のステータ１２２に磁力を発生させるための電圧を発生させるための装置であり、直流電源１８１と、スタータ用インバータ１８２と、スタータ用トランス１８３と、スタータ制御装置１８４と、を含んで構成される。スタータ制御装置１８４は、ステータ１２２への電圧の加え方を制御することにより、回転陽極１２３の回転を制御する。
【００１９】
Ｘ線管故障予兆検知装置１０は、いわゆるパソコンなどのコンピュータによって構成されるデータ処理ユニット１１と、Ｘ線管１２の内部で生じる振動やＸ線管１２の位置、姿勢、温度などを計測するソース用センサユニット１３と、Ｘ線管１２の外部に起因する振動を計測する雑音用センサユニット１４と、雑音用センサユニット１４をＸ線管１２の内部の振動から遮断する振動遮断材１５と、を含んで構成される。
【００２０】
ここで、ソース用センサユニット１３に含まれる加速度センサ１３１（図２参照）は、Ｘ線管筐体１２０に取り付けられ、とくに回転陽極１２３が回転するときに生ずるわずかな振動（音）を計測するものである。しかしながら、加速度センサ１３１は、高電圧用インバータ１６２、フィラメント用インバータ１７２、スタータ用インバータ１８２などからの電磁ノイズの影響を免れ得ないのが現実である。
【００２１】
一方、雑音用センサユニット１４は、主として高電圧用インバータ１６２、フィラメント用インバータ１７２、スタータ用インバータ１８２などからの電磁ノイズによって生じる振動、すなわち、加速度センサ１３１にとっては雑音（ノイズ）となるものを計測する。従って、本実施形態では、雑音用センサユニット１４は、振動を伝播しない素材の振動遮断材１５を介してＸ線管筐体１２０に取り付けられ、Ｘ線管１２の内部で発生する振動を計測しないようにされている。
【００２２】
なお、雑音用センサユニット１４は、振動遮断材１５を介してＸ線管筐体１２０に取り付けられるのではなく、Ｘ線管１２からできるだけ離れた場所、例えば、電磁ノイズの発生源である高電圧用インバータ１６２に近い場所に設置されてもよい。
【００２３】
図２は、本発明の実施形態に係るＸ線管故障予兆検知装置１０のハードウェア構成の例を示した図である。図２に示すように、Ｘ線管故障予兆検知装置１０のソース用センサユニット１３は、加速度センサ１３１、温度センサ１３２、ジャイロセンサ１３３、Ａ／Ｄ変換器１３４、信号処理部１３５を含んで構成される。
【００２４】
ここで、加速度センサ１３１は、いわゆる３軸加速度センサであり、Ｘ線管１２が受ける３次元（ｘ方向、ｙ方向およびｚ方向）の加速度を計測する。また、温度センサ１３２は、Ｘ線管筐体１２０の温度を計測し、ジャイロセンサ１３３は、Ｘ線管筐体１２０の回転角度を計測する。
【００２５】
Ａ／Ｄ変換器１３４は、加速度センサ１３１、温度センサ１３２およびジャイロセンサ１３３で計測したそれぞれのアナログ信号をディジタルデータへ変換する。
【００２６】
信号処理部１３５は、Ａ／Ｄ変換されたそれぞれのディジタルデータからＸ線管１２の故障予兆検知（以下、故障予兆診断とも、単に、診断ともいう）に不必要な周波数成分を除去する役割を果たす。そして、信号処理部１３５は、加速度センサ１３１を介して得られる３次元の加速度データを、Ｘ線管１２が発する振動データに変換し、Ｘ線管振動データＳａとして出力する。さらに、信号処理部１３５は、各方向の加速度データを積分することにより、Ｘ線管１２の位置を表す筐体位置データＳｂ（とくに、Ｘ座標とＹ座標）を算出し、出力する。同様に、信号処理部１３５は、温度センサ１３２を介して得られる温度データを筐体温度データＳｃとして出力し、ジャイロセンサ１３３を介して得られる角度データを筐体角度データＳｄとして出力する。
【００２７】
なお、ソース用センサユニット１３において、Ａ／Ｄ変換器１３４と信号処理部１３５とで、その処理順番は逆であってもよい。Ｘ線管１２が発する振動を検知するセンサとしては、加速度センサ１３１の代わりに音声検知用のマイクロフォンを用いてもよい。
【００２８】
同様に、雑音用センサユニット１４は、加速度センサ１４１、Ａ／Ｄ変換器１４２、信号処理部１４３を含んで構成される。ここで、加速度センサ１４１は、いわゆる３軸加速度センサであり、自身が受ける３次元（ｘ方向、ｙ方向およびｚ方向）の加速度を計測する。Ａ／Ｄ変換器１４２は、加速度センサ１４１で計測したそれぞれのアナログ信号をディジタルデータへ変換する。信号処理部１４３は、加速度センサ１４１を介して得られる３次元の加速度データから診断に不必要な周波数成分を除去し、Ｘ線管１２以外から発せられる振動のデータ、つまり、雑音振動データＳｅとして出力する。
なお、雑音振動データＳｅを取得するセンサとしては、加速度センサ１４１の代わりに音声検知用のマイクロフォンを用いてもよい。
【００２９】
Ｘ線管故障予兆検知装置１０のデータ処理ユニット１１は、表示装置１１１、警報装置１１２、中央処理装置１１３、操作入力装置１１４、記録装置１１５、記憶装置１１６、Ｉ／Ｏポート１１７などを含んで構成され、いわゆるパソコンなど一般的なコンピュータの構成をなしている。
【００３０】
Ｉ／Ｏポート１１７は、ソース用センサユニット１３または雑音用センサユニット１４から出力されるＸ線管振動データＳａ、筐体位置データＳｂ、筐体温度データＳｃ、筐体角度データＳｄおよび雑音振動データＳｅを取り込み、そのデータを記録装置１１５に書き込む。なお、記録装置１１５は、Ｘ線管故障予兆検知処理に必要なデータを記録しておく記憶装置であり、ここでは、テンポラリデータを記憶する記憶装置１１６とは、とくに区別をしている。
【００３１】
中央処理装置１１３は、例えば、記憶装置１１６に格納されたＸ線管故障予兆検知処理のプログラムを実行することにより、Ｘ線管故障予兆検知装置１０が有する所定の機能を実現する。なお、その機能の詳細については、後記するところによる。
【００３２】
なお、表示装置１１１は、中央処理装置１１３が実行するプログラムに従って、操作者に対し、Ｘ線管故障予兆検知の診断の許可を求める表示を行う。操作入力装置１１４は、操作者が診断の許可または不許可のデータを入力するのに用いられる。警報装置１１２は、Ｘ線管故障予兆検知の診断結果で異常が出た場合に警報を発する装置である。
【００３３】
図３は、本発明の実施形態に係るＸ線管故障予兆検知装置１０におけるデータ処理ユニット１１の機能ブロック構成の例を示した図である。図３に示すように、データ処理ユニット１１は、周波数分析部２１、検知モード判定部２２、雑音レベル算出部２３、閾値処理部２４、故障予兆検知部２５、検知時間判定部２６などを含んで構成される。
【００３４】
周波数分析部２１は、ソース用センサユニット１３からＸ線管振動データＳａを取得し、高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）などにより周波数分析を行い、その結果を周波数分析結果Ｓｆとして出力する。また、検知モード判定部２２は、筐体位置データＳｂと筐体温度データＳｃと筐体角度データＳｄとからＸ線管１２の姿勢の角度を判定し、その結果を検知モードＳｇとして出力する。また、雑音レベル算出部２３は、雑音振動データＳｅの値から雑音レベルＳｈを算出する。また、閾値処理部２４は、雑音レベルＳｈが既定の閾値を超えたか否かを判定し、その結果を雑音低レベル信号Ｓｉとして出力する。ただし、雑音低レベル信号Ｓｉは、雑音レベルＳｈが閾値以下であることを表す。
【００３５】
故障予兆検知部２５は、雑音低レベル信号Ｓｉの立ち上がりをトリガとして、周波数分析結果Ｓｆを用いてＸ線管１２の故障予兆を検知し、その結果を故障予兆信号Ｓｊとして出力する。このとき、検知時間判定部２６は、診断許可信号Ｓｋの立ち上がりを開始信号とし、周波数分析結果Ｓｆのうち回転成分が既定の閾値未満になったときを終了信号として、検知時間を計測し、既定の閾値を越えているか否かを判定することにより、純正管球であるか否かを示す純正管球検知信号Ｓｍを出力する。なお、検知時間判定部２６は、故障予兆信号Ｓｊの立ち上がりから立ち下がりまでの時間を計測し、既定の閾値を越えているか否かを判定することにより、純正管球であるか否かを判定してもよい。
【００３６】
診断許可入力受付部２７は、故障予兆検知部２５からの診断許可要求信号Ｓｌを受け取り、表示装置１１１に診断許可を求める表示を行う。また、診断許可入力受付部２７は、操作入力装置１１４を介して診断許可に関する入力を受け付けたときには、診断許可信号Ｓｋを故障予兆検知部２５および検知時間判定部２６へ向けて出力する。
【００３７】
なお、以上のデータ処理ユニット１１を構成する機能ブロックについては、これ以降の図面を参照して、さらに詳しく説明する。
【００３８】
図４は、検知モード判定部２２における判定処理の例を一覧表として示した図である。検知モード判定部２２は、筐体角度データＳｄが閾値θｃ以上か否かを判定し、次に、筐体温度データＳｃが閾値Ｔｃ以上か否かを判定し、さらに、筐体位置データＳｂのうち、ｘ軸成分がＸｃ以上か否かを判定し、ｙ軸成分がＹｃ以上か否かを判定する。そして、検知モード判定部２２は、以上の４項目の判定結果に従って、予め準備された図４に示すような検知モードの分類テーブルを参照して、該当するモード番号を求め、そのモード何号を検知モードＳｇとして出力する。
【００３９】
例えば、図４において、筐体角度データＳｄが閾値θｃ以上、筐体温度データＳｃが閾値Ｔｃ未満、筐体位置データＳｂのうちＸ軸成分がＸｃ以上、Ｙ軸成分がＹｃ未満である場合、検知モードＳｇは、モード番号「５」となる。なお、図４におけるモード番号の分類は、単なる例であって、具体的な意味を有するものではない。
【００４０】
図５は、雑音レベル算出部２３の処理内容の例を模式的に示した図である。ここで、雑音振動データＳｅを時間の関数ａ（ｔ）と表した場合、雑音レベルＳｈを表す時間の関数ｚ（ｔ）は、例えば、式（１）によって定義することができる。
【数１】
2015111512.tif 000003
【００４１】
なお、この式（１）では、雑音レベルＳｈを表す関数ｚ（ｔ）は、雑音振動データＳｅを表す関数ａ（ｔ）の絶対値の時刻ｔ〜ｔ＋ｄＴまでの面積で表されるとしているが、単に、雑音振動データＳｅを表す関数ａ（ｔ）の絶対値そのものであっても構わない。また、雑音レベルＳｈの周波数分析を行い、その特定周波数成分の絶対値や時刻ｔ〜ｔ＋ｄＴまでの面積などを雑音レベルＳｈとしてもよい。
【００４２】
図６は、故障予兆検知部２５の機能ブロック構成の例を示した図である。図６に示すように、故障予兆検知部２５は、切替部２５４と、ｍ個の距離算出部２５１と、最小値算出部２５２と、閾値判定部２５３と、を含んで構成される。本実施形態では、この故障予兆検知部２５における故障予兆検知の基本的な考え方として、ｍ平均クラスタリング手法を採用している。
【００４３】
すなわち、ｍ平均クラスタリング手法では、新たに取得されたデータは、過去に取得され、ｍ個にクラスタリングされた正常データのクラスタごとの平均値と比較される。そして、新たに取得されたデータがｍ個のクラスタごとの平均値のいずれか１つと概ね同じとみなされる場合には、新たに取得されたデータは、正常であるとみなされる。なお、クラスタの数ｍは、１つであっても構わない。
【００４４】
本実施形態の場合、新たに取得されるデータは、Ｘ線管振動データＳａを周波数分析して取得されるｎ個の周波数成分からなるベクトル（ｙ１，ｙ２，・・・．ｙｎ）である。また、過去に取得されたｍ個の正常データは、過去の正常時（すなわち、Ｘ線管１２に異常がないとき）に取得されたｎ個の周波数成分からなるｍ個のクラスタそれぞれの中心を表すベクトル（ｙ１ａｉ，ｙ２ａｉ，・・・．ｙｎａｉ）（ｊ＝１，・・・，ｍ）である。なお、ここでは、クラスタの中心を表すベクトルの各成分は、それぞれのクラスタに属するベクトルの各成分の平均値で表されるものとする。
【００４５】
また、本実施形態では、新たに取得されたｎ個の周波数成分からなるベクトル（ｙ１，ｙ２，・・・，ｙｎ）と各クラスタの中心を表すｍ個のベクトルとの距離を求め（距離はｍ個求められる）、さらに、その求められたｍ個の距離の最小値を求める。そして、その最小値の距離が予め定められた閾値の距離よりも小さかった場合には、新たに取得されたベクトル（ｙ１，ｙ２，・・・，ｙｎ）は、距離が最小となったクラスタの中心を表すベクトルと概ね同じと判断され、正常なデータとみなされる。
一方、最小値の距離が前記閾値の距離以上である場合には、新たに取得されたベクトル（ｙ１，ｙ２，・・・，ｙｎ）は、いずれのクラスタに属するものではないと判断され、異常なデータとみなされる。
【００４６】
図６に示した故障予兆検知部２５では、以上に説明したｍ平均クラスタリング手法に基づいて故障予兆が検知される。以下、故障予兆検知部２５を構成する各ブロックの機能について説明する。
【００４７】
切替部２５４は、閾値処理部２４（図３参照）から出力される雑音低レベル信号Ｓｉを受け取り、診断許可入力受付部２７に対し、診断許可要求信号Ｓｌを出力する。また、切替部２５４は、診断許可入力受付部２７から出力される診断許可信号Ｓｋを受け取り、周波数分析結果Ｓｆを周波数成分ｙ１，ｙ２，・・・，ｙｎに分解する。
【００４８】
距離算出部２５１のうちｊ番目の距離算出部２５１＃ｊ（ｉ＝１，・・・，ｍ）は、切替部２５４から出力される周波数成分ｙ１，ｙ２，・・・，ｙｎが表すベクトルと、正常なＸ線管振動データＳａから予め求められているｊ番目のクラスタの中心（平均値）が表すベクトルとの距離を計算する。ここで、ｊ番目の距離算出部２５１＃ｊで算出される距離Ｌｊを次の式（２）で定義する。
【数２】
2015111512.tif 000004
ここで、ｙｋａｊは、第ｊ番目のクラスタの周波数成分ｙｊの平均値である。なお、この平均値ｙｋａｊは、検知モードＳｇごとに用意されており、従って、距離Ｌｊは、そのときの検知モードＳｇに応じて算出される。
【００４９】
次に、最小値算出部２５２は、距離算出部２５１＃１〜＃ｍにより算出された距離Ｌ１〜Ｌｍの中から最小値を求める演算を行い、その結果求められる最小値を異常度Ｓｎとして出力する。また、閾値判定部２５３は、異常度Ｓｎが既定の閾値以上であるか否かを判定し、その閾値以上であった場合には、故障予兆信号Ｓｊを出力する。
【００５０】
図７は、切替部２５４の機能ブロック構成の例を示した図である。図７に示すように、切替部２５４においてスイッチ２５４０は、診断許可信号ＳｋがＯＮの場合には、周波数分析結果Ｓｆをデマルチプレクサ２５４３につなぎ、診断許可信号ＳｋがＯＦＦの場合には、周波数分析仮結果出力部２５４１の出力をデマルチプレクサ２５４３につなぐ。その結果、デマルチプレクサ２５４３は、診断許可信号ＳｋのＯＮ／ＯＦＦに応じて周波数分析結果Ｓｆまたは周波数分析仮結果を取り込むこととなり、周波数成分ｙ１〜ｙｎとして出力する。
【００５１】
このとき、周波数分析仮結果出力部２５４１は、周波数分析仮結果として、検知モードＳｇごとの周波数成分ｙ１〜ｙｎの平均値ｙ１ａ１〜ｙｎａｎを出力する。すなわち、検知モードＳｇにおける平均値ｙ１ａ１〜ｙｎａｎを出力することにより、距離算出部２５１で演算される距離Ｌ１〜Ｌｍの値が０になる。つまり、異常度Ｓｎが０になるので、閾値判定部２５３で閾値判定されたときに故障予兆信号Ｓｊが検知されなくなるため診断機能をオフにすることができる。
【００５２】
さらに、切替部２５４は、雑音低レベル信号Ｓｉから診断許可要求発生部２５４２により診断許可要求信号Ｓｌを発生させる機能を有している。
【００５３】
図８は、検知時間判定部２６の機能ブロック構成の例を示した図である。図８に示すように、検知時間判定部２６において、スイッチ２６０は、診断許可信号ＳｋがＯＮの場合には、周波数分析結果Ｓｆをデマルチプレクサ２６３につなぎ、診断許可信号ＳｋがＯＦＦの場合には、周波数分析仮結果出力部２６１の出力をデマルチプレクサ２６３につなぐ。そして、デマルチプレクサ２６３からは、周波数分析結果Ｓｆまたは周波数分析仮結果に基づく周波数成分ｙ１〜ｙｎが出力される。
【００５４】
なお、周波数分析仮結果出力部２６１の役割は、切替部２５４における周波数分析仮結果出力部２５４１の役割と同じである。
【００５５】
第一閾値処理部２６４は、回転陽極１２３の回転の周波数成分ｙｉが既定の閾値を越えているか否かを判定し、その閾値を下回る場合に回転終了信号を出力する。第一時間計測部２６５は、診断許可信号Ｓｋを開始信号、前記の回転終了信号を終了信号として、時間計測を行い、検知時間＃１として出力する。また、第二閾値処理部２６７は、第一時間計測部２６５により計測された検知時間＃１が既定の閾値を下回っているか否かを判定し、その閾値を下回っている場合には、判定結果＃１をＯＮとして出力し、閾値を下回っていない場合には、判定結果＃１をＯＦＦとして出力する。
【００５６】
一方、第二時間計測部２６６は、故障予兆信号ＳｊがＯＦＦからＯＮになったときに時間計測を開始し、ＯＮからＯＦＦになったときに時間計測を終了し、その結果を検知時間＃２として出力する。第三閾値処理部２６８は、第二時間計測部２６６により計測された検知時間＃２が既定の閾値を下回っているか否かを判定し、検知時間＃２がその閾値を下回っている場合には、判定結果＃２をＯＮとして出力し、閾値を下回っていない場合には、判定結果＃２をＯＦＦとして出力する。さらに、検知時間判定部２６は、判定結果＃１と判定結果＃２の論理積を取った内容を、純正管球検知信号Ｓｍとして出力する。
【００５７】
なお、以上のようにして判定され、出力される純正管球検知信号Ｓｍは、次の考え方に基づくものである。すなわち、純正のＸ線管球１２１が雑音レベルＳｈの低下から回転停止までの時間、または、故障予兆信号Ｓｊの検知から検知終了までの検知時間を考慮して設計されているのに対して、非純正のＸ線管球１２１はその特性上、各時間が純正のＸ線管球１２１と異なるのが一般的である。非純正のＸ線管球１２１が使用されるのは、その価格が安いからである。そのため、非純正のＸ線管球１２１では、前記した回転停止時間などを短縮するなどのために余分な工数が費やされることはない。よって、各時間が一定値以下であるか否か判定することにより、Ｘ線管球が純正であるか否かを判断することができる。
【００５８】
図９は、Ｘ線管故障予兆検知装置１０におけるＸ線管故障予兆検知処理の全体処理フローの例を示した図である。まず、雑音用センサユニット１４は、主として、インバータの電磁ノイズなど外部起因の雑音振動を計測する（ステップＳ０１）。次に、データ処理ユニット１１は、雑音レベル算出部２３を介して、雑音用センサユニット１４から雑音振動データＳｅを取得し、雑音レベルＳｈを算出する（ステップＳ０２）。次に、データ処理ユニット１１は、閾値処理部２４を介して雑音レベルＳｈが既定の閾値より低いか否かを判定し（ステップＳ０３）、その閾値より低くない場合には（ステップＳ０３でＮｏ）、当該Ｘ線管故障予兆検知処理を終了する。
【００５９】
一方、雑音レベルＳｈが既定の閾値より低い場合には（ステップＳ０３でＹｅｓ）、データ処理ユニット１１は、診断許可入力受付部２７を介して、操作者による診断許可の操作入力を受け付け（ステップＳ０４）、診断許可されなかった場合には（ステップＳ０５でＮｏ）、当該Ｘ線管故障予兆検知処理を終了する。
【００６０】
一方、診断許可された場合には（ステップＳ０５でＹｅｓ）、ソース用センサユニット１３は、Ｘ線管１２の振動を計測し（ステップＳ０６）、Ｘ線管１２の筐体位置を計測し（ステップＳ０７）、Ｘ線管１２の筐体温度を計測し（ステップＳ０８）、さらに、Ｘ線管１２の筐体角度を計測する（ステップＳ０９）。
【００６１】
次に、データ処理ユニット１１は、ソース用センサユニット１３からＸ線管振動データＳａを取得し、周波数分析部２１を介して、その周波数分析を行い（ステップＳ１０）、ソース用センサユニット１３から得られる筐体位置データＳｂ、筐体温度データＳｃ、筐体角度データを用いて、検知モード判定部２２により検知モードＳｇを判定する（ステップＳ１１）。
【００６２】
さらに、データ処理ユニット１１は、故障予兆検知部２５による故障予兆検知処理を実行し（ステップＳ１２）、検知時間判定部２６による検知時間判定処理を実行して（ステップＳ１３）、当該Ｘ線管故障予兆検知処理を終了する。なお、故障予兆検知処理および検知時間判定処理の詳細については後記する。
【００６３】
図１０は、ソース用センサユニット１３または雑音用センサユニット１４による計測処理の処理フローの例を示した図である。なお、ここでの説明では、ソース用センサユニット１３または雑音用センサユニット１４を、単に、センサユニットといい、３軸の加速度センサ１３１，１４１、温度センサ１３２またはジャイロセンサ１３３を、単に、センサという。
【００６４】
図１０に示すように、センサユニットは、センサによる生データの計測を行い（ステップＳ２１）、引き続き、その計測した生データを、Ａ／Ｄ変換器１３４，１４２を用いてアナログデータからディジタルデータへ変換する（ステップＳ２２）。次に、センサユニットは、ディジタルデータに変換された計測データを、信号処理部１３５，１４３によりフィルタ処理を施し、使用しない周波数成分の除去を行う（ステップＳ２３）。なお、ステップＳ２２とステップＳ２３の実行順序は逆であってもよい。
【００６５】
次に、センサユニットは、計測データの種別を判定し（ステップＳ２４）、計測データの種別が筐体温度または筐体角度である場合には（ステップＳ２４で温度、角度）、当該計測処理を終了する。さらに、センサユニットは、計測データの種別が振動データである場合には（ステップＳ２４で振動データ）、３軸の加速度データから振動データを計算し（ステップＳ２５）、また、計測データの種別が位置データである場合には（ステップＳ２４で位置データ）、３軸の加速度データを積分することにより位置データを計算し（ステップＳ２６）、それぞれ当該計測処理を終了する。
【００６６】
図１１は、診断許可入力受付部２７による診断入力許可受付処理の詳細な処理フローの例を示した図である。なお、以下に示す診断入力許可受付処理は、図９のステップＳ０４の処理に相当する。
【００６７】
図１１に示すように、データ処理ユニット１１は、まず、記録装置１１５に記憶されている診断可否フラグ（後出の図１４参照）を参照し、診断の可否を判定する（ステップＳ０４０１）。
【００６８】
その判定の結果、診断可であった場合には（ステップＳ０４０１でＹｅｓ）、データ処理ユニット１１は、さらに、記録装置１１５に記憶されている診断時間および内部時計を参照し、診断中であるか否かを判定する（ステップＳ０４０２）。その判定の結果、診断中であった場合には（ステップＳ０４０２でＹｅｓ）、データ処理ユニット１１は、当該診断入力許可受付処理を終了する。それに対し、診断中でなかった場合には（ステップＳ０４０２でＮｏ）、ステップＳ０４０４の処理に移行する。
【００６９】
一方、ステップＳ０４０１の判定で診断否であった場合には（ステップＳ０４０１でＮｏ）、さらに、記録装置１１５に記憶されている診断時間および内部時計を参照し、診断停止中であるか否かを判定する（ステップＳ０４０３）。その判定の結果、診断停止中であった場合には（ステップＳ０４０３でＹｅｓ）、データ処理ユニット１１は、当該診断入力許可受付処理を終了する。それに対し、診断停止中でなかった場合には（ステップＳ０４０３でＮｏ）、ステップＳ０４０４の処理に移行する。
【００７０】
そこで、データ処理ユニット１１は、診断許可を求める表示を表示装置１１１に行い、診断許可の操作入力を受け付ける（ステップＳ０４０４）。そして、その操作入力により診断許可がされた場合には（ステップＳ０４０５でＹｅｓ）、データ処理ユニット１１は、表示装置１１１を介して操作者に対し、自動的に診断継続するか否かを問い合わせる。そして、自動的に診断継続する旨の操作入力を受け付けた場合には（ステップＳ０４０６でＹｅｓ）、データ処理ユニット１１は、操作入力装置１１４を介しての診断時間の入力を受け付け（ステップＳ０４０８）、当該診断入力許可受付処理を終了する。一方、自動的に診断継続しない旨の操作入力を受け付けた場合には（ステップＳ０４０６でＮｏ）、データ処理ユニット１１は、診断時間を０に設定し（ステップＳ０４０９）、当該診断入力許可受付処理を終了する。
【００７１】
また、ステップＳ０４０４の操作入力により診断許可がされなかった場合には（ステップＳ０４０５でＮｏ）、データ処理ユニット１１は、表示装置１１１を介して操作者に対し、自動的に診断停止継続するか否かを問い合わせる。そして、自動的に診断停止継続する旨の操作入力を受け付けた場合には（ステップＳ０４０７でＹｅｓ）、データ処理ユニット１１は、操作入力装置１１４を介しての停止時間の入力を受け付け（ステップＳ０４１０）、当該診断入力許可受付処理を終了する。一方、自動的に診断継続しない旨の操作入力を受け付けた場合には（ステップＳ０４０７でＮｏ）、データ処理ユニット１１は、停止時間を０に設定し（ステップＳ０４１１）、当該診断入力許可受付処理を終了する。
【００７２】
なお、以上の診断入力許可受付処理に係る表示画面の例については、別途、図面を参照して説明する。
【００７３】
図１２は、故障予兆検知部２５による故障予兆検知処理の詳細な処理フローの例を示した図である。なお、以下に示す故障予兆検知処理は、図９のステップＳ１２の処理に相当する。
【００７４】
データ処理ユニット１１は、検知モード判定部２２で判定された検知モードＳｇを取り込み、記録装置１１５を参照して、検知モードＳｇに対応する周波数成分の平均値データを読み込む（ステップＳ１２１）。次に、繰り返しのカウンタｊに１をセットし（ステップＳ１２２）、距離算出部２５１＃ｊにより距離Ｌｊを算出し（ステップＳ１２３）、カウンタｊをカウントアップしながら、ステップＳ１２３の処理をカウンタｊ＝ｍになるまで繰り返し実行する（ステップＳ１２４）。ここで、ｍは、特徴のある周波数成分の数、つまり、記録装置１１５に平均値データが用意されている周波数成分の数である。
【００７５】
次に、データ処理ユニット１１は、最小値算出部２５２を介して、距離Ｌ１〜距離Ｌｍのうちから最小値を算出し（ステップＳ１２５）、その最小値を異常度Ｓｎとする。続いて、データ処理ユニット１１は、閾値判定部２５３を介して、異常度Ｓｎが既定の閾値より大きいか否かを判定し（ステップＳ１２６）、異常度Ｓｎが既定の閾値より大きい場合には、故障予兆信号Ｓｊを出力する。
【００７６】
図１３は、検知時間判定部２６による検知時間判定処理の詳細な処理フローの例を示した図である。なお、以下に示す検知時間判定処理は、図９のステップＳ１３の処理に相当する。
【００７７】
まず、データ処理ユニット１１は、診断許可信号Ｓｋが拒否から許可へ変化したか否かを判定し（Ｓ１３０１）、拒否から許可へ変化した場合には（Ｓ１３０１でＹｅｓ）、第一時間計測部２６５により検知時間＃１の計測を開始する（ステップＳ１３０２）。また、診断許可信号Ｓｋが拒否から許可へ変化しない場合には（Ｓ１３０１でＮｏ）、ステップＳ１３０２の処理はスキップされる。
【００７８】
次に、データ処理ユニット１１は、故障予兆信号ＳｊがＯＦＦからＯＮへ変化したか否かを判定し（ステップＳ１３０３）、故障予兆信号ＳｊがＯＦＦからＯＮへ変化した場合には（ステップＳ１３０３でＹｅｓ）、第二時間計測部２６６による検知時間＃２の計測を開始する（ステップＳ１３０４）。また、故障予兆信号ＳｊがＯＦＦからＯＮへ変化しない場合には（ステップＳ１３０３でＮｏ）、ステップＳ１３０４の処理はスキップされる。
【００７９】
続いて、データ処理ユニット１１は、デマルチプレクサ２６３から出力される周波数成分ｙｉが既定の閾値ｙｃ以上であるか否かを判定し（ステップＳ１３０５）、既定の閾値ｙｃ以上であった場合には（ステップＳ１３０５でＹｅｓ）、第一時間計測部２６５による検知時間＃１の計測を終了する（ステップＳ１３０６）。さらに、データ処理ユニット１１は、第二閾値処理部２６７による第二閾値処理を実行することによって（ステップＳ１３０７）、検知時間＃１の値が既定の閾値以上であった場合には、判定結果＃１にＹを設定し、既定の閾値以上でなかった場合には、判定結果＃１にＮを設定する。一方、ステップＳ１３０５の判定で、周波数成分ｙｉが既定の閾値ｙｃ以上でなかった場合には（ステップＳ１３０５でＮｏ）、データ処理ユニット１１は、判定結果＃１にＹを設定する（ステップＳ１３０８）。
【００８０】
次に、データ処理ユニット１１は、故障予兆信号ＳｊがＯＮからＯＦＦへ変化したか否かを判定し（ステップＳ１３０９）、故障予兆信号ＳｊがＯＮからＯＦＦへ変化した場合には（ステップＳ１３０９でＹｅｓ）、第二時間計測部２６６による検知時間＃２の計測を終了する（ステップＳ１３１０）。さらに、データ処理ユニット１１は、第三閾値処理部２６８による第三閾値処理を実行することによって（ステップＳ１３１１）、検知時間＃２の値が既定の閾値以上であった場合には、判定結果＃２にＹを設定し、既定の閾値以上でなかった場合には、判定結果＃２にＮを設定する。一方、ステップＳ１３０９の判定で、故障予兆信号ＳｊがＯＮからＯＦＦへ変化しない場合には（ステップＳ１３０９でＮｏ）、データ処理ユニット１１は、判定結果＃２にＹを設定する（ステップＳ１３１２）。
【００８１】
次に、データ処理ユニット１１は、判定結果＃１および判定結果＃２の両方ともにＹが設定されているか否かを判定し（ステップＳ１３１３）、両方ともにＹが設定されている場合には（ステップＳ１３１３でＹｅｓ）、純正管球検知信号ＳｍにＹを設定する（ステップＳ１３１４）。一方、判定結果＃１および判定結果＃２の両方ともにＹが設定されていない場合には、データ処理ユニット１１は、純正管球検知信号ＳｍにＮを設定する（ステップＳ１３１５）。ここで、純正管球検知信号ＳｍがＹの場合、Ｘ線管１２として純正管球が使用されているとみなされ、純正管球検知信号ＳｍがＮの場合、Ｘ線管１２として純正管球が使用されていないとみなされる。
【００８２】
図１４は、記録装置１１５に記憶されるデータ構成の例を示した図である。図１４に示すように、記録装置１１５には、周波数分析用データ１１５１、雑音レベル算出用時間間隔（ｄＴ）１１５２、雑音低レベル閾値（ａｃ）１１５３、検知モード判定用データ１１５４、故障予兆検知用データ１１５５、検知時間判定用データ１１５６、診断許可入力受付用データ１１５７が格納されている。
【００８３】
周波数分析用データ１１５１は、周波数分析部２１によって使用されるデータであり、サンプリング周波数（ｆｓ）と周波数分解能（ｆｃ）とにより構成される。
サンプリング周波数（ｆｓ）は、計測データをサンプリングする周波数を表し、周波数分解能（ｆｃ）は、周波数分析結果を出力する周波数の間隔を表す。すなわち、周波数分析部２１は、サンプリング周波数（ｆｓ）と周波数分解能（ｆｃ）とに基づき、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）の点数を決定してＦＦＴ演算を行う。
【００８４】
雑音レベル算出量時間間隔（ｄＴ）１１５２は、雑音レベル算出部２３によって使用される変数であり、雑音レベルの算出において積分の区間に使われるパラメータである（図５も参照）。また、雑音低レベル閾値（ａｃ）１１５３は、閾値処理部２４によって使用される変数であり、雑音レベルが低いか否かを判定する閾値として用いられる。
【００８５】
検知モード判定用データ１１５４は、検知モード判定部２２によって使用され、計測されたＸ線管１２の位置、温度および角度から検知モードＳｇを判定するためのテーブルである（図４も参照）。
そのため、検知モード判定用データ１１５４としては、角度閾値、温度閾値、Ｘ軸閾値、Ｙ軸閾値が格納されている。さらに、検知モード判定用データ１１５４のモード用テーブル要素として、それぞれの検知モードのモード番号ごとに、計測された角度が角度閾値以上か否か、計測された温度が温度閾値以上か否か、計測された位置のＸ座標がＸ軸閾値以上か否か、Ｙ座標がＹ軸閾値以上か否かというデータが格納される。
【００８６】
故障予兆検知用データ１１５５は、故障予兆検知部２５によって使用され、故障予兆検知に関する計算を行うための変数あり、検知モード数分の検知モードi用平均値データと異常度閾値とからなる。
検知モードi用平均値データは、検知モードｉにおける距離計算用の平均値を蓄積したものである。すなわち、検知モードｉ用平均値データは、ｍ個分の距離算出ｊ用平均値データから成り、さらに、それぞれの距離算出ｊ用平均値データは、ｎ個分の周波数成分ｋの平均値から成る。すなわち、周波数成分ｋの平均値は、検知モードｉ、クラスタｊにおける周波数成分ｋの平均値を表したものである。
また、異常度閾値は、閾値判定部２５３が異常度Ｓｎの閾値判定を行う場合に用いられる閾値である。
【００８７】
検知時間判定用データ１１５６は、検知時間判定部２６によって使用され、判定結果＃１用閾値と判定結果＃２用閾値と周波数成分閾値とからなる。
判定結果＃１用閾値は、第二閾値処理部２６７が閾値判定に使用する閾値であり（図１３のステップＳ１３０７）、判定結果＃２用閾値は、第三閾値処理部２６８が閾値判定に使用する閾値である（図１３のステップＳ１３１１）。
周波数成分閾値は、第一閾値処理部２６４が閾値判定に使用するための閾値である（図１３のステップＳ１３０５）。
【００８８】
診断許可入力受付用データ１１５７は、診断許可入力受付部２７によって使用され、診断（停止）時間と診断可否のデータからなる。
診断（停止）時間は、診断を一定時間自動的に継続させる際に診断の継続開始から終了までの時間を表したものである。また、診断（停止）時間は、診断を一定時間自動的に停止させる際に診断の停止開始から終了までの時間を示すこともできる。
診断可否は、診断または診断停止が自動的に継続中の場合、診断しているか停止しているかを表すデータである。
【００８９】
図１５は、診断許可入力受付部２７による診断許可入力受付処理が実行される際に表示装置１１１に表示される表示画面の例を示した図である。まず、表示装置１１１には診断の可否を聞く画面Ｇ０１が表示される。そこで、「はい」が選択されると、自動的に診断するか否かを聞く画面Ｇ０２が表示される。次に、画面Ｇ０２で「いいえ」が選択されると、画面Ｇ０１に戻る。また、画面Ｇ０２で「はい」が選択されると、診断時間の入力を受け付ける画面Ｇ０３が表示される。画面Ｇ０３で、診断時間の入力が完了すると、診断が継続中であることを表す画面Ｇ０４に移動する。そして、診断継続時間が経過すると、診断の可否を聞く画面Ｇ０１に戻る。
【００９０】
一方、画面Ｇ０１で「いいえ」が選択されると、自動的に停止を継続するか否かを聞く画面Ｇ０５が表示される。そして、画面Ｇ０５で「いいえ」が選択されると、画面Ｇ０１に戻る。また、画面Ｇ０５で「はい」が選択されると、停止時間の入力を受け付ける画面Ｇ０６が表示される。画面Ｇ０６で、停止時間の入力が完了すると、停止が継続中であることを表す画面Ｇ０７に移動する。そして、停止継続時間が経過すると、診断の可否を聞く画面Ｇ０１に戻る。
【００９１】
図１６は、雑音レベルＳｈ、雑音低レベル信号Ｓｉおよび周波数成分ｙ１，ｙ２，ｙｎのタイムチャートの例を示した図である。図１６において、横軸は時間軸、縦軸は、上から順に雑音レベルＳｈ、雑音低レベル信号Ｓｉ、周波数成分ｙ１，ｙ２，ｙｎそれぞれの値である。ここで、周波数成分ｙ１，ｙ２，ｙｎについては、雑音を含めた計測値を太い実線で表し、雑音を含めない真値を太い破線で表している。
【００９２】
図１６に示すように、細い破線のタイミングで雑音レベルＳｈ（＝ｚ（ｔ））が既定の閾値（図１４に示す雑音低レベル閾値（ａｃ）１１５３）以下に低下すると、閾値処理部２４は、雑音低レベル信号ＳｉをＯＮにする。そして、この細い破線を境に雑音が小さくなるため、周波数成分ｙ１，ｙ２，ｙｎは、計測値と真値との差が縮まる。そのため雑音レベルＳｈの閾値処理を行い、そのタイミングで診断を開始することにより、雑音の影響を最小限に抑えて、故障予兆診断を行うことが可能となる。
【００９３】
図１７は、検知時間判定部２６における検知時間判定に関するタイムチャートの例を示した図である。図１７において、横軸は時間軸、縦軸は、上から順に周波数成分ｙｉ、診断許可信号Ｓｋ，回転終了信号、検知時間＃１、判定結果＃１、故障予兆信号Ｓｊ、検知時間＃２、判定結果＃２、純正管球検知信号Ｓｍそれぞれの値である。
【００９４】
ここで、診断許可信号Ｓｋが立ち上がると検知時間＃１の計数が開始され検知時間＃１は増加する。周波数成分ｙｉが既定の閾値以下になると、回転終了信号はＯＦＦからＯＮになり、そのタイミングで検知時間＃１の計測が終了し、検知時間＃１の値は一定になる。その間に検知時間＃１の値が既定の閾値を超えた時点で、判定結果＃１はＹ（ＯＮ）からＮ（ＯＦＦ）に変化する。
【００９５】
一方、故障予兆信号ＳｊがＯＦＦからＯＮになると検知時間＃２の計数が開始され、そのタイミングから検知時間＃２の値が増加する。故障予兆信号ＳｊがＯＮからＯＦＦになると検知時間＃２の計数が終了し、そのタイミングで検知時間＃２の値が一定になる。その間に検知時間＃２の値が既定の閾値を超えた時点で、判定結果＃２は、Ｙ（ＯＮ）からＮ（ＯＦＦ）に変化する。そして、判定結果＃１と判定結果＃２のどちらかがＮになったタイミングで、純正管球検知信号Ｓｍは、Ｙ（ＯＮ）からＮ（ＯＦＦ）へ変化する。
【００９６】
図１８は、スタータ制御装置１８４における制御処理フローの例を示した図である。図１８に示すように、スタータ制御装置１８４は、まず、回転陽極１２３の回転駆動を開始する（ステップＳ１８１）。具体的にはステータ１２２に駆動電流を供給して、回転陽極１２３を回転させる。続いて、スタータ制御装置１８４は、回転陽極１２３の回転駆動を終了する（ステップＳ１８２）。具体的にはステータ１２２への駆動電流の供給を停止する。その後、数秒間ダミーカウントする（ステップＳ１８３）。
【００９７】
次に、スタータ制御装置１８４は、回転陽極１２３の回転制動を開始する（ステップＳ１８４）。具体的には回転陽極１２３が停止するようにステータ１２２に制動電流を供給する。続いて、スタータ制御装置１８４は、回転陽極１２３の回転制動を終了する（ステップＳ１８５）。具体的には回転陽極１２３への制動電流の供給を停止する。
【００９８】
以上の制御処理において、数秒間のダミーカウント（ステップＳ１８３）の間には、ステータ１２２への電流供給が停止されるので、雑音レベルＳｈが既定の閾値以下に低下する。従って、Ｘ線管故障予兆検知装置１０は、この数秒間のダミーカウント（ステップＳ１８３）の間に、雑音の影響をあまり受けることなく故障予兆を検知することが可能になる。
【００９９】
以上、本発明の実施形態によれば、インバータなど雑音発生源からの雑音レベルを判定し、雑音レベルが低くなっている間に故障予兆検知を行うことができる。従って、雑音発生源からの雑音の影響を受けずに、回転陽極１２３などからの異音の発生を検知することができる。この場合、スタータ制御装置１８４などから新たに制御信号を取り込むなど改造を加える必要もない。
【０１００】
また、本実施形態では、Ｘ線管１２の筐体位置、筐体角度および筐体温度に基づき検知モードを判定しているので、検知モードすなわちＸ線管１２の様々な筐体位置、筐体角度および筐体温度に応じて適切な故障予兆検知を行うことができる。
【０１０１】
また、純正のＸ線管１２は、停止指令から停止までの検知時間が考慮されて設計されているのに対して、非純正のＸ線管１２は、その特性上、検知時間が純正のＸ線管球と異なると考えられる。本実施形態では、検知時間が一定値以上か否かを判定することにより、Ｘ線管１２が純正であるかどうかを判断することが可能できる。
【０１０２】
図１９は、本発明の実施形態の変形例に係るＸ線管故障予兆検知装置１０ａのハードウェア構成の例を示した図である。図１９に示すように、この変形例に係るＸ線管故障予兆検知装置１０ａの構成は、図２に示したＸ線管故障予兆検知装置１０の構成と、ソース用センサユニット１３ａおよび雑音用センサユニット１４ａのそれぞれにマイクロフォンなどの音声センサ１３６，１４４が含まれる点で相違している。
【０１０３】
すなわち、本変形例では、ソース用センサユニット１３ａは、センサとして、加速度センサ１３１、温度センサ１３２、ジャイロセンサ１３３に音声センサ１３６が追加されている。音声センサ１３６は、Ｘ線管１２が発する振動を音として検出し、その検出信号は、Ａ／Ｄ変換器１３４および信号処理部１３５を経て、音声のＸ線管振動データＳａとして出力される。従って、本変形例では、加速度センサ１３１の検出信号は、Ｘ線管１２の位置を表す筐体位置データＳｂを算出するために用いられ、Ｘ線管振動データＳａ生成のためには用いられない。
【０１０４】
また、本変形例の雑音用センサユニット１４ａでは、加速度センサ１４１の代わりに音声センサ１４４が用いられている。そして、Ｘ線管１２以外から発せられる雑音は、音声センサ１４４により検出され、Ａ／Ｄ変換器１４２および信号処理部１４３を経て、音声の雑音振動データＳｅとして出力される。
【０１０５】
以下、データ処理ユニット１１の構成は、前記した実施形態での構成と同じであり、また、データ処理ユニット１１で行われる様々な処理も、前記した実施形態での処理と同じである。すなわち、本変形例は、前記した実施形態を、Ｘ線管１２から発せられる音の異常、つまり、異音を検出することによってＸ線管１２の故障の予兆を検知するようにしたものといえる。
【０１０６】
なお、この変形例では、音声センサ１３６，１４４としてマイクロフォンなどの音声センサが用いられるので、位置を検出する加速度センサ１３１としては、高周波特性を必要としない安価なものが使用可能になるなどのメリットがある。なお、音声センサ１３６，１４４の周波数特性は、人間の可聴周波数帯域に限定されず、それよりも広くても狭くても構わない。
【０１０７】
なお、本発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものでなく、さらに様々な変形例が含まれる。例えば、前記の実施形態は、本発明を分かりやすく説明するために、詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成の一部で置き換えることが可能であり、さらに、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成の一部または全部を加えることも可能である。
【符号の説明】
【０１０８】
１０，１０ａ    Ｘ線管故障予兆検知装置
１１    データ処理ユニット
１２    Ｘ線管
１３，１３ａ    ソース用センサユニット
１４，１４ａ    雑音用センサユニット
１５    振動遮断材
１６    高電圧装置
１７    フィラメント加熱装置
１８    スタータ装置
１９    交流電源
２１    周波数分析部
２２    検知モード判定部
２３    雑音レベル算出部
２４    閾値処理部
２５    故障予兆検知部
２６    検知時間判定部
２７    診断許可入力受付部
１００  Ｘ線装置
１１１  表示装置
１１２  警報装置
１１３  中央処理装置
１１４  操作入力装置
１１５  記録装置
１１６  記憶装置
１１７  Ｉ／Ｏポート
１２０  Ｘ線管筐体
１２１  Ｘ線管球
１２２  ステータ
１２３  回転陽極
１２３ａ  ターゲット材
１２４  陰極
１３１  加速度センサ（第１の振動センサ、３軸加速度センサ）
１３２  温度センサ
１３３  ジャイロセンサ（角度センサ）
１３４  Ａ／Ｄ変換器
１３５  信号処理部
１３６  音声センサ（第１の振動センサ）
１４１  加速度センサ（第１の振動センサ、３軸加速度センサ）
１４２  Ａ／Ｄ変換器
１４３  信号処理部
１４４  音声センサ（第１の振動センサ）
１６１  直流電源
１６２  高電圧用インバータ
１６３  高電圧用トランス
１７１  直流電源
１７２  フィラメント用インバータ
１７３  フィラメント用トランス
１８１  直流電源
１８２  スタータ用インバータ
１８３  スタータ用トランス
１８４  スタータ制御装置
２５１  距離算出部
２５２  最小値算出部
２５３  閾値判定部
２５４  切替部
２６０  スイッチ
２６１  周波数分析仮結果出力部
２６３  デマルチプレクサ
２６４  第一閾値処理部
２６５  第一時間計測部
２６６  第二時間計測部
２６７  第二閾値処理部
２６８  第三閾値処理部
１１５１  周波数分析用データ
１１５４  検知モード判定用データ
１１５５  故障予兆検知用データ
１１５６  検知時間判定用データ
１１５７  診断許可入力受付用データ
２５４０  スイッチ
２５４１  周波数分析仮結果出力部
２５４２  診断許可要求発生部
２５４３  デマルチプレクサ
Ｓａ    Ｘ線管振動データ
Ｓｂ    筐体位置データ
Ｓｃ    筐体温度データ
Ｓｄ    筐体角度データ
Ｓｅ    雑音振動データ
Ｓｆ    周波数分析結果
Ｓｇ    検知モード
Ｓｈ    雑音レベル
Ｓｉ    雑音低レベル信号
Ｓｊ    故障予兆信号
Ｓｋ    診断許可信号
Ｓｌ    診断許可要求信号
Ｓｍ    純正管球検知信号
Ｓｎ    異常度
Ｓｏ    純正管球検知信号
【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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【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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