(57)【要約】【課題】基準信号波形と被監視信号波形との間に時間誤差と波高値誤差が含まれている場合であって、被監視信号波形が急激に上昇または下降しても、誤った異常判定を行わないようにする簡易な波形異常検出装置を提供する。【解決手段】波形異常検出装置は、予め作成される基準信号波形の基準値にバイアス値を加算して得られる上方補正値を時間軸上で前後に移動させて得られる前方補正値または後方補正値の大きい方の値を用いて、波形の重なり部分が上方包絡線波形を形成する比較上限値と、基準値からバイアス値を減算して得られる下方補正値を時間軸上で前後に移動させて得られる前方補正値または後方補正値の小さな方の値を用いて、波形の重なり部分が下方包絡線波形を形成する比較下限値とを生成するとともに、被監視信号波形の監視値が、比較上限値と比較下限値との間の帯域の外にあるとき異常判定を行う。【選択図】図１
2008298525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査信号源が発生する被監視信号波形の時刻対応の波高値と、予め設定された基準信号波形の時刻対応の波高値とを対比して、上記両波形の波高値が許容誤差範囲を超えるか否かを所定時間毎に比較判定する波形異常検出装置であって、
上記基準信号波形の基準値は、時刻対応の基準信号波形の波高値の推定理論値、または上記被検査信号源の標準サンプルの実測値に基づいて予め作成され、
上記基準値に所定の第１のバイアス値を加算して得られる上方補正値を時間軸上で前に所定の移動時間だけ移動させて得られる前方補正値または上記上方補正値を時間軸上で後に所定の移動時間だけ移動させて得られる後方補正値の大きい方の値を用いて、波形の重なり部分が上方包絡線波形を形成する比較上限値を生成する帯域上限データ生成手段と、
上記基準値から所定の第２のバイアス値を減算して得られる下方補正値を時間軸上で前に所定の移動時間だけ移動させて得られる前方補正値または上記下方補正値を時間軸上で後に所定の移動時間だけ移動させて得られる後方補正値の小さな方の値を用いて、波形の重なり部分が下方包絡線波形を形成する比較下限値を生成する上記帯域下限データ生成手段と、
上記被監視信号波形の監視値が、上記比較上限値と上記比較下限値との間の帯域の外にあるとき異常判定を行う帯域比較手段と、
を有することを特徴とする波形異常検出装置。
【請求項２】
上記第１のバイアス値または上記第２のバイアス値は、上記基準信号波形の各時刻において一定の値、または上記基準信号波形の各時刻における基準値に比例した値であることを特徴とする請求項１に記載の波形異常検出装置。
【請求項３】
上記比較上限値は、上記上方補正値、上記上方補正値に係る前方補正値または上記上方補正値に係る後方補正値のうちの最大値であり、
上記比較下限値は、上記下方補正値、上記下方補正値に係る前方補正値または上記下方補正値に係る後方補正値のうちの最小値であることを特徴とする請求項１または２に記載の波形異常検出装置。
【請求項４】
被検査信号源が発生する被監視信号波形の時刻対応の波高値と、予め設定された基準信号波形の時刻対応の波高値とを対比して、上記両波形の波高値が許容誤差範囲を超えるか否かを所定時間毎に比較判定する波形異常検出装置であって、
上記基準信号波形の基準値は、時刻対応の基準信号波形の波高値の推定理論値、上記被検査信号源の標準サンプルの複数回の実測値、または複数の上記標準サンプルの実測値に基づく上限信号波形および下限信号波形から予め作成された基準上限値および基準下限値であり、
上記基準上限値に所定の第１のバイアス値を加算して得られる上方補正値を時間軸上で前に移動時間だけ移動させて得られる前方補正値または上記上方補正値を時間軸上で後に移動時間だけ移動させて得られる後方補正値の大きい方の値を用いて、波形の重なり部分が上方包絡線波形を形成する比較上限値を生成する帯域上限データ生成手段と、
上記基準下限値から所定の第２のバイアス値を減算して得られる下方補正値を時間軸上で前に移動させて得られる前方補正値または上記下方補正値を時間軸上で後に移動させて得られると後方補正値の小さい方の値を用いて、波形の重なり部分が下方包絡線波形を形成する比較下限値を生成する帯域下限データ生成手段と、
上記被監視信号波形の監視値が、上記比較上限値と上記比較下限値との間の帯域の外にあるとき異常判定を行う帯域比較手段と、
を有することを特徴とする波形異常検出装置。
【請求項５】
上記第１のバイアス値または上記第２のバイアス値は、上記上限信号波形と上記下限信号波形の波形変動が緩慢な時点における上記基準上限値と上記基準下限値との偏差値に比例した一定値であることを特徴とする請求項４に記載の波形異常検出装置。
【請求項６】
上記前方補正値または上記後方補正値を得るために時間軸の前後移動を行う移動時間は、上記上限信号波形が所定値以上に急峻に波形変化した第一時刻と、上記下限信号波形が所定値以上に急峻に波形変化した第二時刻との時刻差に比例した一定値であることを特徴とする請求項４に記載の波形異常検出装置。
【請求項７】
被検査信号源が発生する被監視信号波形の時刻対応の波高値と、予め設定された基準信号波形の時刻対応の波高値とを対比して、上記両波形の波高値が許容誤差範囲を超えるか否かを所定時間毎に比較判定する波形異常検出装置であって、
上記基準信号波形の基準値は、時刻対応の基準信号波形の波高値の推定理論値、または上記被検査信号源の標準サンプルの実測値に基づいて予め作成され、
上記基準値に所定の第１のバイアス値を加算して得られる上方補正値を時間軸上で前に所定の移動時間だけ移動させて得られる前方補正値または上記上方補正値を時間軸上で後に所定の移動時間だけ移動させて得られる後方補正値の大きい方の値を用いて、波形の重なり部分が上方包絡線波形を形成する比較上限値を生成する帯域上限データ生成手段と、
上記基準値から所定の第２のバイアス値を減算して得られる下方補正値を時間軸上で前に所定の移動時間だけ移動させて得られる前方補正値または上記下方補正値を時間軸上で後に所定の移動時間だけ移動させて得られる後方補正値の小さな方の値を用いて、波形の重なり部分が下方包絡線波形を形成する比較下限値を生成する上記帯域下限データ生成手段と、
上記被監視信号波形の相前後する時刻における監視値の差分値が正から負に反転する下降反転時刻または該差分値が負からに正に反転する上昇反転時刻を検出する監視差分値データ生成手段と、
上記下降反転時刻における凸点比較上限値から、上記第１のバイアス値、上記第２のバイアス値および上記差分値の絶対値の加算値を減算して得られる凸点比較下限値および上記上昇反転時刻における凹点比較下限値に、上記第１のバイアス値、上記第２のバイアス値および上記差分値の絶対値の加算値を加算して得られる凹点比較上限値を算出するピーク点比較データ生成手段と、
上記被監視信号波形の監視値が上記比較上限値と上記比較下限値との間の帯域の外にあるとき異常判定を行う第一の帯域比較判定手段と、
上記下降反転時刻における凸波形ピーク値が上記凸点比較下限値と上記凸点比較上限値との間の域外にあるとき、または上記上昇反転時刻における凹波形ピーク値が上記凹点比較下限値と上記凹点比較上限との間の域外にあるとき異常判定を行う第二の帯域比較判定手段と、
を有し、
上記第一の帯域比較判定手段または上記第二の帯域比較判定手段の一方で異常判定されたとき上記被監視信号波形は異常であると判定されることを特徴とする波形異常検出装置。
【請求項８】
上記下降反転時刻は、上記差分値の前回の値が正で次回の値が負となった場合に次回の時刻で決定され、
上記上昇反転時刻は、上記差分値の前回の値が負で次回の値が正となった場合に次回の時刻で決定されることを特徴とする請求項７に記載の波形異常検出装置。
【請求項９】
上記監視差分値データ生成手段は、上記差分値の絶対値が上記第１のバイアス値または上記第２のバイアス値以下のとき上記下降反転時刻または上記上昇反転時刻を検出せず、
上記第二の帯域比較判定手段は、上記下降反転時刻または上記上昇反転時刻が上記前方補正値を得るための移動時間と上記後方補正値を得るための移動時間との合計時間以上に亘って検出されないときには異常判定を行わないことを特徴とする請求項７または８に記載の波形異常検出装置。
【請求項１０】
上記被検査信号源が発生する被監視信号波形の監視値が格納されるＲＡＭメモリと、
マイクロプロセッサと協働し制御プログラムが格納されるプログラムメモリと、
を備え、
上記ＲＡＭメモリまたは上記プログラムメモリは、時刻対応の上記比較上限値および上記比較下限値が格納されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の波形異常検出装置。
【請求項１１】
上記マイクロプロセッサは、マンマシンインタフェースとなる設定表示器が接続され、
上記設定表示器は、上記被監視信号波形の異常を報知するとともに、上記プログラムメモリまたは上記ＲＡＭメモリに格納されている上記比較上限値および上記比較下限値、上記基準信号波形に対する基準値、上記第１のバイアス値および上記第２のバイアス値、または前後移動補正のため上記移動時間の設定を変更することを特徴とする請求項１０に記載の波形異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被検査信号源が発生する被監視信号波形の時刻対応の波高値である監視値と、予め設定された基準信号波形の時刻対応の波高値である基準値とを対比して、両波形の波高値に許容誤差範囲を超える差異があるか否かを所定時間毎に比較判定する波形異常検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気部品や作動機器などの対象物の動作状態を検出するセンサの出力波形が、許容誤差範囲内で期待された基準波形と合致しているか否かを判定し、対象物の異常動作の有無を監視する技術は公知である。例えば、アナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部を有する電気部品を試験する試験装置であって、上記電気部品の試験に用いる試験波形を生成する波形生成部と、上記試験波形を印加された上記電気部品から出力されるべき期待値を上記試験波形に基づいて出力する期待値出力部と、上記試験信号を印加された上記電気部品の出力値と、上記期待値とを比較して上記電気部品の良否を判定する比較部とを備えている。その結果、誤差を含む試験波形に基づいて被試験電気部品が不良と判断されるのを防止する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、射出成形機に組み込まれ、射出成形機に有する油圧シリンダの圧力に基づいて設定された波形を監視する簡易波形監視装置であって、油圧シリンダの圧力データを発生するセンサと、上記センサから取込まれた圧力データに基づき基準圧力波形を設定するとともに実測値波形を表示し、圧力データが基準圧力波形に対し所定範囲を超えたときに、上記実測値波形に目印を付して表示する判別装置とを備えている。その結果、成形品が成形される以前に不良品の判別を実測値波形に付した目印によって行うことにより、成形品が成形された後に行う外観検査を廃止するとともに不良品の流出を未然に防止し、成形機や付帯設備や成形条件の不具合を成形中に検出することによって、生産性の向上を図ることができる簡易波形監視装置の技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−０３３５２７号公報
【特許文献２】特開２００４−２１６７６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１によれば、試験波形に基づいて生成される期待値出力部が、試験波形に含まれる誤差を包含していて、その結果として許容誤差範囲内の被試験電気部品が不良判定されることを防止するようになっているが、期待値出力部による期待値波形の生成方法については論及されていない。
また、特許文献２によれば、基準圧力波形に対する上下限波形を設定し、実測波形が上下限波形の帯域内にあるか否かを実測波形に目印表示するようになっている。しかし、被監視信号波形が急激に増減する特性を有するものにあっては、本来は許容される僅かな位相差（波形の時間差）があっても、波高値の誤差が大きくなって異常判定が行われることになる欠点がある。
【０００６】
この発明の目的は、基準信号波形と被監視信号波形との間に時間誤差と波高値誤差が含まれている場合であって、被監視信号波形が急激に上昇または下降しても、誤った異常判定を行わないようにする簡易な波形異常検出装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る波形異常検出装置は、被検査信号源が発生する被監視信号波形の時刻対応の波高値と、予め設定された基準信号波形の時刻対応の波高値とを対比して、上記両波形の波高値が許容誤差範囲を超えるか否かを所定時間毎に比較判定する波形異常検出装置であって、上記基準信号波形の基準値は、時刻対応の基準信号波形の波高値の推定理論値、または上記被検査信号源の標準サンプルの実測値に基づいて予め作成され、上記基準値に所定の第１のバイアス値を加算して得られる上方補正値を時間軸上で前に所定の移動時間だけ移動させて得られる前方補正値または上記上方補正値を時間軸上で後に所定の移動時間だけ移動させて得られる後方補正値の大きい方の値を用いて、波形の重なり部分が上方包絡線波形を形成する比較上限値を生成する帯域上限データ生成手段と、上記基準値から所定の第２のバイアス値を減算して得られる下方補正値を時間軸上で前に所定の移動時間だけ移動させて得られる前方補正値または上記下方補正値を時間軸上で後に所定の移動時間だけ移動させて得られる後方補正値の小さな方の値を用いて、波形の重なり部分が下方包絡線波形を形成する比較下限値を生成する上記帯域下限データ生成手段と、上記被監視信号波形の監視値が、上記比較上限値と上記比較下限値との間の帯域の外にあるとき異常判定を行う帯域比較手段と、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
この発明による波形異常検出方法は、比較基準値として基準波形を前後・上下補正して得られる比較上限値と比較下限値が使用されるようになっている。従って、簡単な帯域比較手段によって被監視信号波形の波高値の誤差と時間誤差の有無を合わせて判定することができる効果がある。特に、被監視信号の信号波形の立上りと立下りが急峻で、許容される時間誤差内で変化する波形において発生する波高値の差異について、誤った比較判定を行うことがない効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、この発明に係る実施の形態１による波形異常検出装置の回路ブロック図である。
この発明に係る実施の形態１による波形異常検出装置１００Ａは、図１に示すように、マイクロプロセッサ１１０を主体として構成され、マイクロプロセッサ１１０には各種制御プログラムが格納されたプログラムメモリ１１１Ａと演算処理用のＲＡＭメモリ１１２とがバス接続されている。
マイクロプロセッサ１１０は、プログラムメモリ１１１Ａに格納されている各種制御プログラムを読み出し、プログラムに記載されている命令に従って処理を進める。
マイクロプロセッサ１１０が発生する動作開始指令信号ＤＲはインタフェース回路１１３を介してトリガ信号として被検査信号源１２０Ａに供給される。
被検査信号源１２０Ａは、このトリガ信号に基づいてアナログ計測信号を発生し、ＡＤ変換器１１４を介してデジタル値が測定データＤＡＴＡとしてマイクロプロセッサ１１０に入力される。
なお、マイクロプロセッサ１１０は一定時間毎にＡＤ変換指令ＳＴをＡＤ変換器１１４に供給し、ＡＤ変換器１１４はＡＤ変換完了信号ＯＫをマイクロプロセッサ１１０に返信する。この時点でマイクロプロセッサ１１０は測定データＤＡＴＡをＲＡＭメモリ１１２へ転送書込みする。
なお、ＲＡＭメモリ１１２に対する測定データＤＡＴＡの転送アドレスは、測定タイミングに応じて順次更新され、各測定時刻対応の測定値が格納されるようになっている。
設定表示器１３０Ａは、図示しないシリアルインタフェース回路を介してマイクロプロセッサ１１０と接続され、動作開始指令を供給したり、異常検出状態を表示するためのマンマシンインタフェースを行ったりするものである。
【００１０】
次に、この発明に係る実施の形態１による波形異常検出装置における基準信号波形、被監視信号波形、基準帯域波形を示した特性線図である図２について説明する。
図２（Ａ）はマイクロプロセッサ１１０が発生するトリガ信号の波形を示している。図２（Ｂ）はトリガ信号に応動する基準信号波形Ｘを示しており、各時刻Ｔｉ（ｉは時刻番号であり、０，１，２，・・・，ｎである）に対応する基準値Ｘｉの座標点（Ｔｉ，Ｘｉ）を結んだ曲線が基準信号波形Ｘとなるものである。
この基準信号波形Ｘは例えばトリガ信号に応動して給電駆動されたセラミックスヒータの温度センサの出力波形であったり、油圧ポンプの圧力センサの出力波形であったりして、標準サンプル品が適用された場合の波形となっている。
図２（Ｃ）は被検査信号源１２０Ａに同様のトリガ信号を与えた場合の被監視信号波形Ｚを示しており、各時刻Ｔｉに対応する監視値Ｚｉの座標点（Ｔｉ，Ｚｉ）を結んだ曲線が被監視信号波形Ｚとなるものである。
図２（Ｄ）は帯域下限波形Ｌと帯域上限波形Ｕを示しており、各時刻Ｔｉに対応する比較下限値Ｌｉの座標点（Ｔｉ，Ｌｉ）を結んだ曲線が帯域下限波形Ｌとなり、各時刻Ｔｉに対応する比較上限値Ｕｉの座標点（Ｔｉ，Ｕｉ）を結んだ曲線が帯域上限波形Ｕとなっている。
【００１１】
次に、この発明に係る実施の形態１による波形異常検出装置で帯域下限波形Ｌと帯域上限波形Ｕの生成方法を示した一覧表である図３と、特性線図である図４について説明する。
図３において、時刻Ｔｉのうち開始時刻Ｔ０（時刻番号ｉ＝０）は、例えば図２（Ａ）のトリガ信号の立ち上がりの時刻に相当し、終了時刻Ｔｎ（時刻番号ｉ＝ｎ）は波形監視の終了時刻であって、波形監視期間Ｔｎ−Ｔ０と、この監視期間の間の計測間隔（Ｔｎ−Ｔ０）／ｎは予め規定された所定の値となっている。
各時刻Ｔｉに対応した基準信号波形Ｘの波高値は基準値Ｘｉとして示されている。
図４（Ａ）における上方移動波形Ａ０と下方移動波形Ｂ０の各時刻における波高値である上方補正値Ａ０ｉと下方補正値Ｂ０ｉは、図３の表中に示すとおり式（１）、式（２）によって算出される。
【００１２】
Ａ０ｉ＝Ｘｉ＋αｉ  但し、αｉ＝α＋Δα×Ｘｉ      （１）
Ｂ０ｉ＝Ｘｉ−βｉ  但し、βｉ＝β＋Δβ×Ｘｉ      （２）
【００１３】
即ち、加算バイアス値αｉは固定バイアス値αと比例バイアス値Δα×Ｘｉによって構成され、比例係数がΔαで示されている。
【００１４】
また、減算バイアス値βｉは固定バイアス値βと比例バイアス値Δβ×Ｘｉによって構成され、比例係数がΔβで示されている。
このバイアス値は固定バイアス値だけが使用されたり、比例バイアス値だけが使用されたり、両者を合成して使用されたりするものであって、通常は加算バイアス値αｉと減算バイアス値βｉは同じ値が使用されるようになっている。
図４（Ｂ）における前方移動波形Ａ１と後方移動波形Ａ２は、図４（Ａ）の上方移動波形Ａ０を時間軸の前後にそれぞれ移動した波形であって、時刻Ｔｉにおける前方移動波形Ａ１と後方移動波形Ａ２の波高値である前方補正値Ａ１ｉと後方補正値Ａ２ｉは、図３の表中に示すとおり例えば２回分の計測間隔を前後に移動した上方補正値Ａ０ｉが使用されている。
図４（Ｃ）における前方移動波形Ｂ１と後方移動波形Ｂ２は、図４（Ａ）の下方移動波形Ｂ０を時間軸の前後にそれぞれ移動した波形であって、時刻Ｔｉにおける前方移動波形Ｂ１と後方移動波形Ｂ２の波高値である前方補正値Ｂ１ｉと後方補正値Ｂ２ｉは、図３の表中に示すとおり例えば２回分の計測間隔を前後に移動した上方補正値Ｂ０ｉが使用されている。
【００１５】
図２（Ｄ）で示された帯域上限波形Ｕの比較上限値Ｕｉと帯域下限波形Ｌの比較下限値Ｌｉは、式（３）、式（４）によって示されるものである。
【００１６】
Ｕｉ＝ｍａｘ（Ａ１ｉ，Ａ０ｉ，Ａ２ｉ）      （３）
Ｌｉ＝ｍｉｎ（Ｂ１ｉ，Ｂ０ｉ，Ｂ２ｉ）      （４）
【００１７】
即ち、比較上限値Ｕｉは時刻Ｔｉにおける上方補正値Ａ０ｉとその上方補正値Ａ０ｉの前方補正値Ａ１ｉと後方補正値Ａ２ｉのなかの最も大きな値に相当する。
また、比較下限値Ｌｉは時刻Ｔｉにおける下方補正値Ｂ０ｉとその下方補正値Ｂ０ｉの前方補正値Ｂ１ｉと後方補正値Ｂ２ｉのなかの最も小さな値に相当する。
なお、理想的には前方補正値Ａ１ｉと後方補正値Ａ２ｉとの間で微小は時間差をおいた多数の移動波形を想定し、これ等の多数の移動波形の最大値を用いることであるが、単純な波形形状であれば前方補正値Ａ１ｉと後方補正値Ａ２ｉの二つの波形のいずれか大きい方の値を用いることも可能である。
同様に、比較下限値Ｌｉについては前方補正値Ｂ１ｉと後方補正値Ｂ２ｉとの間で微小は時間差をおいた多数の移動波形を想定し、これ等の多数の移動波形の最小値を用いるのが理想であるが、単純な波形形状であれば前方補正値Ｂ１ｉと後方補正値Ｂ２ｉの二つの波形のいずれか小さい方の値を用いることも可能である。
【００１８】
次に、この発明に係る実施の形態１による波形異常検出装置に係わる基準帯域波形と被監視信号波形を示した特性線図である図５と、この発明に係る実施の形態１による波形異常検出装置に係わる比較判定説明用の一覧表である図６について説明する。
図５において、被監視信号波形Ｚは基準帯域波形となる帯域上限波形Ｕと帯域下限波形Ｌとの間の波高値となっているか否かが各時刻において判定されるものである。
図６において、監視値Ｚｉが比較下限値Ｌｉ未満であれば過小判定がなされ、監視値Ｚｉが比較下限値Ｌｉ以上、比較上限値Ｕｉ以下であれば適正判定がなされ、監視値Ｚｉが比較上限値Ｕｉを超えれば過大判定がなされている。
例えば、過小判定がどこかの時刻において一度でも行われると過小判定フラグがセットされて過小報知が行われる。
同様に、過大判定がどこかの時刻において一度でも行われると過大判定フラグがセットされて過大報知が行われる。
または、過小判定回数と過大判定回数をそれぞれカウンタで計数し、この計数値が所定閾値を超過すると過小または過大または異常報知を行うようにすることもできる。
【００１９】
次に、この発明に係る実施の形態１による波形異常検出装置での基準信号波形測定の動作フローチャートである図７について説明する。
図７において、工程７００は、設定表示器１３０Ａからの操作指令に基づいてマイクロプロセッサ１１０が基準信号波形の測定動作を開始するステップであり、工程７００が実行されたことに伴って図示しない計時カウンタが計時動作が開始する。
続く工程７０１は、図２（Ａ）で示したトリガ信号の発生時期までの所定時間を待機するための待機時間判定ステップであり、所定時間が経過していなければＮＯの判定を行って工程７０１へ復帰し、所定時間が経過すればＹＥＳの判定を行って工程７０２へ移行する。
工程７０２は、計時カウンタによる時刻がトリガ信号の発生時間帯であるか否かを判定して、トリガ信号を発生するべき時刻Ｔ０に至ればＹＥＳの判定を行って工程７０３ａへ移行し、トリガ信号の発生前期間や発生終了時点においてはＮＯの判定を行って行程７０３ｂへ移行する時間帯の判定ステップである。
【００２０】
工程７０３ａでは、マイクロプロセッサ１１０がトリガ指令信号ＤＲを発生して、インタフェース回路１１３を介して標準サンプル品である被検査信号源１２０Ａにトリガ信号を供給し、被検査信号源１２０Ａは図２（Ｂ）で示す基準信号波形Ｘを発生する。
工程７０３ｂでは、トリガ指令信号ＤＲが未発生であるか、または既に発生していたトリガ指令信号ＤＲが停止した場合には、標準サンプル品である被検査信号源１２０Ａは図２（Ｂ）で示すとおり基準信号波形Ｘの発生を停止する。
工程７０３ａまたは工程７０３ｂに続いて実行される工程７０４はＡＤ変換器１１４に対してＡＤ変換指令ＳＴの発生時期の到来を待機する計測時間間隔の判定ステップであり、計測時刻が到来すればＹＥＳの判定を行って工程７０５へ移行し、未到来であればＮＯの判定を行って工程７０４へ復帰するようになっている。
工程７０５は、マイクロプロセッサ１１０がＡＤ変換器１１４に対してＡＤ変換指令ＳＴを発生するステップ、続く工程７０６は、ＡＤ変換器１１４が発生するＡＤ変換完了信号ＯＫを受信したか否かを判定し、未受信であればＮＯの判定を行って工程７０６へ復帰し、受信すればＹＥＳの判定を行って工程７０７ａへ移行する変換完了の判定ステップである。
【００２１】
工程７０７ａは、測定時刻Ｔｉに対応してＲＡＭメモリ１１２のアドレスＡＤＤｉをアクセスするステップであり、初回の時刻はＴ０となっている。
続く工程７０７ｂは、ＡＤ変換器１１４によるデジタル変換入力データＤＡＴＡを基準値Ｘｉとして行程７０７ａでアクセスされたアドレスのＲＡＭメモリ１１２に書込みするステップ、続く行程７０７ｃは、時刻番号ｉに１を加算するステップ、続く工程７０８は、測定完了時刻であるか否かを判定し、未完了であればＮＯの判定を行って工程７０１へ復帰し、完了であればＹＥＳの判定を行って動作終了工程７０９へ移行する判定ステップである。
なお、工程７０１から工程７０８に至る一連の工程の動作所要時間は測定時間間隔よるも十分短い時間となっており、各時刻における測定タイミングは工程７０４による待機時間によって調整されて一定時間毎に測定が行われるようになっている。
また、工程７０８による測定完了時刻の判定は工程７０２によるトリガ信号の発生停止から所定時間後において動作完了とされ、トリガ信号の発生期間は予め設定された所定値となっている。
【００２２】
工程７０７ａ、７０７ｂ、７０７ｃによって構成された工程ブロック７１０は基準データ書込手段であり、工程７０３ａによるトリガ信号が発生してからの時刻Ｔｉに対応して測定された基準値Ｘｉのデータテーブルが生成されてＲＡＭメモリ１１２に格納されるようになっている。
なお、時刻Ｔｉ対基準値Ｘｉのデータテーブルは、図示しない他のオフライン機器によって計測されて、計測結果を設定表示器１３０ＡからＲＡＭメモリ１１２へ転送書込みするものである。
また、時刻Ｔｉ対基準値Ｘｉのデータテーブルは実測値によらない理論値を適用することも可能である。
【００２３】
次に、この発明に係る実施の形態１による波形異常検出装置での基準帯域波形生成の動作フローチャートである図８について説明する。
図８において、工程８００は、図２（Ｄ）の帯域下限波形Ｌと帯域上限波形Ｕを形成する比較上限値Ｕｉと比較下限値Ｌｉを算出生成するためのマイクロプロセッサ１１０の動作開始ステップ、続く工程８０１は、データ番号としてｉ＝０を設定するステップ、続く工程８０２は、ＲＡＭメモリ１１２のアドレスＡＤＤｉから基準値Ｘｉを読み出すステップ、続く工程８０３ａは、式（１）によって上方補正値Ａ０ｉを算出するステップ、続く工程８０３ｂは、時刻Ｔｉ＋ｋにおける上方補正値Ａ０ｉ＋ｋの値を時刻Ｔｉにおける前方補正値Ａ１ｉとして抽出するステップであり、前方補正時刻差はδ＝Ｔｉ＋ｋ−Ｔｉとなっている。
続く工程８０３ｃは、時刻Ｔｉ−ｋにおける上方補正値Ａ０ｉ−ｋの値を時刻Ｔｉにおける後方補正値Ａ２ｉとして抽出するステップであり、後方補正時刻差はδ＝Ｔｉ−Ｔｉ−ｋとなっている。
続く工程８０３ｄは、上方補正値Ａ０ｉ、前方補正値Ａ１ｉおよび後方補正値Ａ２ｉの内の最大値を時刻Ｔｉにおける比較上限値Ｕｉとして算出するステップであり、工程８０３ａから工程８０３ｄによって構成された工程ブロック８１０は帯域上限データ生成手段となるものである。
【００２４】
続く工程８０４ａは、式（２）によって下方補正値Ｂ０ｉを算出するステップ、続く工程８０４ｂは、時刻Ｔｉ＋ｋにおける下方補正値Ｂ０ｉ＋ｋの値を時刻Ｔｉにおける前方補正値Ｂ１ｉとして抽出するステップであり、前方補正時刻差はδ＝Ｔｉ＋ｋ−Ｔｉとなっている。
続く工程８０４ｃは、時刻Ｔｉ−ｋにおける下方補正値Ｂ０ｉ−ｋの値を時刻Ｔｉにおける後方補正値Ｂ２ｉとして抽出するステップであり、後方補正時刻差はδ＝Ｔｉ−Ｔｉ−ｋとなっている。
続く工程８０４ｄは、下方補正値Ｂ０ｉ、前方補正値Ｂ１ｉおよび後方補正値Ｂ２ｉの内の最小値を時刻Ｔｉにおける比較下限値Ｌｉとして算出するステップであり、工程８０４ａから工程８０４ｄによって構成された工程ブロック８２０は帯域下限データ生成手段となるものである。
続く工程８０５は、時刻番号ｉに１を加算するステップ、続く工程８０６は、時刻番号ｉが最終番号ｎを超過したか否かを判定し、未超過であればＮＯの判定を行って工程８０２へ復帰し、超過であればＹＥＳの判定を行って動作終了工程８０７へ移行するようになっている。
【００２５】
以上のとおり、図８は図７によってＲＡＭメモリ１１２に格納された時刻Ｔｉ対基準値Ｘｉのデータテーブルを元にして、プログラムメモリ１１１Ａに格納された帯域上限データ生成手段８１０と帯域下限データ生成手段８２０とからなる制御プログラムによって比較上限値Ｕｉと比較下限値Ｌｉのデータテーブルを生成してＲＡＭメモリ１１２の所定アドレス領域に書き込み保存するためのものである。
しかし、比較上限値Ｕｉと比較下限値Ｌｉのデータテーブルが他のオフライン機器のよって生成され、このデータテーブルを変更する必要がない場合であれば、設定表示器１３０Ａから比較上限値Ｕｉと比較下限値ＬｉのデータテーブルをＲＡＭメモリ１１２に転送書き込みすれば、プログラムメモリ１１１Ａとしては帯域上限データ生成手段８１０と帯域下限データ生成手段８２０とからなる制御プログラムは不要であり、時刻Ｔｉ対基準値Ｘｉのデータテーブルも不要である。
但し、時刻Ｔｉ対基準値Ｘｉのデータテーブルを元にして、ユーザ側で比較上限値Ｕｉと比較下限値Ｌｉのデータテーブルを生成したい場合には、プログラムメモリ１１１Ａか設定表示器１３０Ａの中に帯域上限データ生成手段８１０と帯域下限データ生成手段８２０とからなる制御プログラムを設けておく必要がある。
この場合、不用意に比較判定条件が変更されないようにするために、特定のパスワードを用いて設定変更を可能にするような処置が施されるものである。
【００２６】
次に、この発明に係る実施の形態１による波形異常検出装置に係わる被監視信号波形測定の動作フローチャートである図９について説明する。
なお、図９は図１の被検査信号源１２０Ａとして監視対象となる信号源を接続した場合のものであって、標準サンプル品の場合を示す図７と同等の動作を行い、符号番号７００番台が９００番台に変更されている。
但し、図９において測定データ書込手段９１０によって生成されるデータテーブルは時刻Ｔｉに対する被監視信号波形Ｚの監視値Ｚｉとなっていて、このデータテーブルは基準値Ｘｉのデータテーブルとは異なるアドレス領域のＲＡＭメモリ１１２に格納されるものとなっている。
次に、この発明に係る実施の形態１による波形異常検出装置に係わる比較判定の動作フローチャートである図１０について説明する。
図１０において、工程１０００は、マイクロプロセッサ１１０が比較判定動作を開始するステップ、続く工程１００１は、時刻番号ｉをゼロに設定するステップ、続く工程１００２ａは、ＲＡＭメモリ１１２に格納されている監視値Ｚｉを読み出すステップ、続く工程１００２ｂは、ＲＡＭメモリ１１２に格納されている比較上限値Ｕｉと比較下限値Ｌｉとを読み出すステップ、続く工程１００３ａは、工程１００２ａで読み出された監視値Ｚｉが工程１００２ｂで読み出された比較下限値Ｌｉ未満であるか否かを判定し、未満であればＹＥＳの判定を行って工程１００４ａへ移行し、未満でなければＮＯの判定を行って工程１００３ｂに移行する判定ステップとなっている。
【００２７】
工程１００３ｂは、工程１００２ａで読み出された監視値Ｚｉが工程１００２ｂで読み出された比較上限値Ｕｉを超過しているか否かを判定し、超過であればＹＥＳの判定を行って工程１００４ｂへ移行し、超過でなければＮＯの判定を行って工程１００４ｃへ移行する判定ステップとなっている。
工程１００４ａは過小判定フラグＦＬｉをセットするステップ、工程ｌ００４ｂは過大判定フラグＦＵｉをセットするステップ、工程１００４ｃは適正フラグＦＪｉをセットするステップであり、工程１００４ａ、１００４ｂ、１００４ｃに続いて工程１００５へ移行して時刻番号ｉに１が加算されるようになっている。
続く工程１００６は、時刻番号ｉが最終番号ｎを超過したか否かを判定し、未超過であればＮＯの判定を行って工程１００２ａへ復帰し、超過であればＹＥＳの判定を行って工程１００７へ移行する判定ステップとなっている。
工程１００７では、総合判定出力を行ってから動作終了工程１００８へ移行するようになっている。
【００２８】
工程１００３ａ、１００３ｂで構成された工程ブロック１０１０は帯域比較手段となるものである。
また、工程１００７における総合判定出力としては、たとえば工程１００４ａまたは工程１００４ｂにおいて、過小判定フラグＦＬｉまたは過大判定フラグＦＵｉが一つでもセットされれば異常報知出力を発生し、どの時刻で過大または過小判定フラグがセットされたのであるか否かは設定表示器１３０Ａのキー操作によって画面表示することができる。
その他、被監視信号波形Ｚの区間を例えば立ち上がりの第一期と中間の第二期と立ち下がりの第三期に区分して、それぞれの区間で過小判定フラグＦＬｉや過大判定フラグＦＵｉがセットされたか否かを区分表示することもできる。
また、各区間において過小判定回数や過大判定回数を計数するカウンタを設け、異常発生回数を区間別に表示することも可能である。
【００２９】
以上の説明では、図９による測定データの書込みが完了してから、図１０による比較判定を行うようにしたが、計測時間間隔がマイクロプロセッサ１１０の演算処理能力に比べて余裕のある時間間隔である場合には、時刻Ｔｉにおける測定を行ってから、次回の測定を行うまでに、当該時刻Ｔｉにおける監視値Ｚｉの比較判定を完了するオンライン判定を行うことができる。
【００３０】
以上の説明で明らかなとおりこの発明に係る実施の形態１による波形異常検出装置は、被検査信号源１２０Ａが発生する被監視信号波形Ｚの時刻対応の波高値である監視値Ｚｉと、予め設定された基準信号波形Ｘの時刻対応の波高値である基準値Ｘｉとを対比して、両波形の波高値に許容誤差範囲を超える差異があるか否かを所定時間毎に比較判定する波形異常検出装置であり、許容誤差範囲の上下限値は帯域上限データ生成手段８１０と帯域下限データ生成手段８２０とによって生成されると共に、比較判定は帯域比較手段１０１０によって実行されるようになっている。
基準信号波形Ｘの基準値Ｘｉは、時間経過に対応した基準波形の波高値の推定理論値、または標準サンプルの実測値に基づいて作成される。
帯域上限データ生成手段８１０は、基準値Ｘｉに所定の第１のバイアス値αｉを加算して得られる上方補正値Ａ０ｉと、上方補正値Ａ０ｉを時間軸の前後にそれぞれ移動させて得られる前方補正値Ａ１ｉと後方補正値Ａ２ｉとの内、少なくとも前方補正値Ａ１ｉと後方補正値Ａ２ｉとのうち大きい方の値を用いて、波形の重なり部分が上方包絡線波形を形成する比較上限値Ｕｉを生成する。
帯域下限データ生成手段８２０は、基準値Ｘｉから所定の第２のバイアス値βｉを減算して得られる下方補正値Ｂ０ｉと、下方補正値Ｂ０ｉを時間軸の前後にそれぞれ移動させて得られる前方補正値Ｂ１ｉと後方補正値Ｂ２ｉの内、少なくとも前方補正値Ｂ１ｉと後方補正値Ｂ２ｉのうち小さい方の値を用いて、波形の重なり部分が下方包絡線波形を形成する比較下限値Ｌｉを生成する。
帯域比較手段１０１０は、被監視信号波形Ｚの監視値Ｚｉが比較上限値Ｕｉと比較下限値Ｌｉにより挟まれた帯域の外にあるときに異常判定を行う。
【００３１】
上方補正値Ａ０ｉに加算される第１のバイアス値αｉ、または下方補正値Ｂ０ｉから減算される第２のバイアス値βｉは、基準信号波形Ｘの各時刻において共通の一定値であるか、または基準信号波形Ｘの各時刻における基準値Ｘｉに比例した値を含んでいる。
このように、上方または下方補正値に対するバイアス値は、固定または基準値に比例した値が使用されるようになっている。従って、被監視信号波形の誤差成分が温度誤差等によるドリフト成分であるのか、または増幅ゲインのバラツキ変動によるものかに応じて、許容誤差範囲を正確に設定することができる。
【００３２】
帯域上限データ生成手段８１０における比較上限値Ｕｉは、上方補正値Ａ０ｉと上方補正値に関する前方補正値Ａ１ｉと後方補正値Ａ２ｉとの３つの数値の最大値が適用され、帯域下限データ生成手段８２０における比較下限値Ｌｉは、下方補正値Ｂ０ｉと下方補正値に関する前方補正値Ｂ１ｉと後方補正値Ｂ２ｉとの３つの数値の最小値が適用されるようになっている。従って、簡単な代数演算によって比較上限値と比較下限値が得られる。
【００３３】
被検査信号源１２０Ａが発生する被監視信号波形Ｚの監視値Ｚｉは、ＡＤ変換器１１４とマイクロプロセッサ１１０を介してＲＡＭメモリ１１２に格納されるものであると共に、マイクロプロセッサ１１０と協働するプログラムメモリ１１１Ａは帯域比較手段１０１０となる制御プログラムを包含している。
プログラムメモリ１１１ＡまたはＲＡＭメモリ１１２には、少なくとも帯域上限データ生成手段８１０と、帯域下限データ生成手段８２０とに基づいて生成された時刻対応の比較上限値Ｕｉと比較下限値Ｌｉとが格納されている。
このように、比較上限値と比較下限値とが格納されたプログラムメモリまたはＲＡＭメモリと協働して、被監視信号波形の異常検出を行うマイクロプロセッサを備えている。従って、プログラムメモリは帯域比較手段による異常判定のみを行えば良いので、小型で安価な波形異常検出装置を得ることができる。
【００３４】
プログラムメモリ１１１Ａは更に、帯域上限データ生成手段８１０と帯域下限データ生成手段８２０となる制御プログラムを包含している。
このように、波形異常検出装置が帯域上限データ生成手段と帯域下限データ生成手段を備えている。従って、様々な被監視信号波形を持つ被検査信号源に対応した比較上限値と比較下限値を自ら生成して、多様な信号波形に対する異常判定を行うことができる。
【００３５】
マイクロプロセッサ１１０にはマンマシンインタフェースとなる設定表示器１３０Ａが接続されている。
設定表示器１３０Ａは被監視信号波形の異常状態を報知するものであると共に、プログラムメモリ１１１ＡまたはＲＡＭメモリ１１２に格納されている比較上限値Ｕｉと比較下限値Ｌｉの値の設定変更手段、または基準信号波形Ｘに対する基準値Ｘｉの設定変更手段、または上方補正バイアス値αｉと下方補正バイアス値βｉと前後移動補正のための時間幅の設定変更手段のいずれかの設定変更手段を備えている。
このように、設定表示器１３０Ａによって設定定数の変更が行えるようになっている。従って、波形異常検出装置を使用するユーザによって、異常検出の判定レベルを変更したり、オフラインで計測された基準信号波形の基準値を情報データとして転送書き込みしたりすることができる。
【００３６】
実施の形態２．
以下、この発明に係る実施の形態２による波形異常検出装置の回路ブロック図である図１１について、図１の相違点を中心にして説明する。
なお、各図において同一符号は同一または相当部分を示している。
この発明に係る実施の形態２による波形異常検出装置１００Ｂは、図１１に示すように、マイクロプロセッサ１１０を主体として構成され、マイクロプロセッサ１１０には各種制御プログラムが格納されたプログラムメモリ１１１Ｂと演算処理用のＲＡＭメモリ１１２とがバス接続されている。
被検査信号源１２０Ｂが発生する計測指令信号はインタフェース回路１１５を介してトリガ信号入力ＴＲとしてマイクロプロセッサ１１０に供給されるようになっている。
この計測指令信号の発生に応動して、被検査信号源１２０Ｂはアナログ計測信号を発生し、ＡＤ変換器１１４を介してデジタル値が測定データＤＡＴＡとしてマイクロプロセッサ１１０に入力されるようになっている。
なお、マイクロプロセッサ１１０は一定時間毎にＡＤ変換指令ＳＴをＡＤ変換器１１４に供給し、ＡＤ変換器１１４はＡＤ変換完了信号ＯＫをマイクロプロセッサ１１０に返信して、この時点でマイクロプロセッサ１１０は測定データＤＡＴＡをＲＡＭメモリ１１２へ転送書込みするようになっている。
但し、ＲＡＭメモリ１１２に対する測定データＤＡＴＡの転送アドレスは、測定タイミングに応じて順次更新され、各測定時刻対応の測定値が格納されるようになっている。
設定表示器１３０Ｂは図示しないシリアルインタフェース回路を介してマイクロプロセッサ１１０と接続され、異常検出状態を表示するためのマンマシンインタフェースを行うものとなっている。
【００３７】
次に、この発明に係る実施の形態２による波形異常検出装置での基準信号波形、被監視信号波形および基準帯域波形を示した特性線図である図１２について説明する。
図１２（Ａ）は、被検査信号源１２０Ｂが発生する計測指令信号の波形を示している。
図１２（Ｂ）は、計測指令信号に応動する基準信号波形Ｘを示しており、各時刻Ｔｉに対応する基準値Ｘｉの座標点（Ｔｉ，Ｘｉ）を結んだ曲線が基準信号波形Ｘとなるものである。
なお、図１２（Ｂ）では、複数標準サンプル品について、それぞれ複数回の測定を行った場合の複数の基準信号波形Ｘが示されており、波形変化率がゼロに近い微小な所定値未満の平坦な期間における最大値と最小値との差である上下誤差幅がΔＸで示されている。
また、急峻な波形変化を示す波形部分の最大時間差である前後誤差幅はΔＴで示されていて、前後誤差幅ΔＴは上限信号波形Ｘｕが所定値以上の急峻な波形変化を行った時刻である第一時刻と、下限信号波形Ｘｌが所定値以上の急峻な波形変化を行った時刻である第二時刻との時刻差となっている。
ここで言う急峻な波形変化とは例えば前回時刻と今回時刻における波高値の変化量が加算バイアス値または減算バイアス値を超過する値のことである。
また、上下誤差幅ΔＸと前後誤差幅ΔＴは多数の基準信号波形Ｘを同一グラフ上に描写して、目視判定で定めてもよいものであり、厳密に自動算出するためには基準信号波形Ｘの形状に関する特徴を把握して、これに適した算式を策定する必要がある。
【００３８】
図１２（Ｃ）は、被検査品の場合の被監視信号波形Ｚを示しており、各時刻Ｔｉに対応する監視値Ｚｉの座標点（Ｔｉ，Ｚｉ）を結んだ曲線が被監視信号波形Ｚとなるものである。
図１２（Ｄ）は、帯域下限波形Ｌと帯域上限波形Ｕを示しており、各時刻Ｔｉに対応する比較下限値Ｌｉの座標点（Ｔｉ，Ｌｉ）を結んだ曲線が帯域下限波形Ｌとなり、各時刻Ｔｉに対応する比較上限値Ｕｉの座標点（Ｔｉ，Ｕｉ）を結んだ曲線が帯域上限波形Ｕとなっている。
図１２（Ｄ）において上限信号波形Ｘｕは複数の基準信号波形Ｘの内で最も大きな値である基準上限値Ｘｕｉを結んで得られる波形である。
また、下限信号波形Ｘｌは複数の基準信号波形Ｘの内で最も小さな値である基準下限値Ｘｌｉを結んで得られる波形である。
この実施の形態２において、図示しない上方移動波形Ａ０と下方移動波形Ｂ０の各時刻における波高値である上方補正値Ａ０ｉと下方補正値Ｂ０ｉは、式（５）、式（６）によって算出されるものとなっている。
【００３９】
Ａ０ｉ＝Ｘｕｉ＋αｉ  但し、αｉ＝γ×ΔＸ      （５）
Ｂ０ｉ＝Ｘｌｉ−βｉ  但し、βｉ＝γ×ΔＸ      （６）
【００４０】
すなわち、加算バイアス値αｉと減算バイアス値βｉは上下誤差幅ΔＸに比例した値であり、その比例係数がγで示されている。
【００４１】
図１２（Ｄ）の帯域上限波形Ｕは、上方移動波形Ａ０を時間軸の前後にそれぞれ移動して得られる前方移動波形Ａ１と後方移動波形Ａ２を用いた上方包絡線波形となっている。
図１２（Ｄ）の帯域下限波形Ｌは、下方移動波形Ｂ０を時間軸の前後にそれぞれ移動して得られる前方移動波形Ｂ１と後方移動波形Ｂ２を用いた下方包絡線波形となっている。
但し、実際には帯域上限波形Ｕの比較上限値Ｕｉと帯域下限波形Ｌの比較下限値Ｌｉの値は式（７）、式（８）によって示されるものである。
【００４２】
Ｕｉ＝ｍａｘ（Ａｌｉ，Ａ０ｉ，Ａ２ｉ）      （７）
Ｌｉ＝ｍｉｎ（Ｂｌｉ，Ｂ０ｉ，Ｂ２ｉ）      （８）
【００４３】
すなわち、比較上限値Ｕｉは時刻Ｔｉにおける上方補正値Ａ０ｉとその前方補正値Ａｌｉと後方補正値Ａ２ｉのなかの最も大きな値に相当する。
また、比較下限値Ｌｉは時刻Ｔｉにおける下方補正値Ｂ０ｉとその前方補正値Ｂｌｉと後方補正値Ｂ２ｉのなかの最も小さな値に相当する。
【００４４】
なお、上限信号波形Ｘｕや下限信号波形Ｘｌに対する前後移動時間幅は、前後誤差幅ΔＴに比例した値であって、前後移動時間幅の合計値は前後誤差幅ΔＴよりも大きな値となっている。
また、理想的には前方補正値Ａ１ｉと後方補正値Ａ２ｉとの間で微小は時間差をおいた多数の移動波形を想定し、これ等の多数の移動波形の最大値を用いることであるが、単純な波形形状であれば前方補正値Ａ１ｉと後方補正値Ａ２ｉの二つの波形のいずれか大きい方の値を用いることも可能である。
同様に、比較下限値Ｌｉについては前方補正値Ｂ１ｉと後方補正値Ｂ２ｉとの間で微小は時間差をおいた多数の移動波形を想定し、これ等の多数の移動波形の最小値を用いるのが理想であるが、単純な波形形状であれば前方補正値Ｂ１ｉと後方補正値Ｂ２ｉの二つの波形のいずれか小さい方の値を用いることも可能である。
【００４５】
次に、この発明に係る実施の形態２による波形異常検出装置に係わる基準信号波形測定の動作フローチャートである図１３について説明する。
図１３において、工程１３００は設定表示器１３０Ｂからの操作指令に基づいてマイクロプロセッサ１１０が基準信号波形の測定動作を開始するステップである。
続く工程１３０１は複数の標準サンプルに関する複数回の測定に対する計測データ番号Ｎの設定更新を行うステップである。
続く工程１３０２は図１２（Ａ）で示した計測指令信号を受信したかを判定し、未受信であればＮＯの判定を行って工程１３０２へ復帰し、受信すればＹＥＳの判定を行って工程１３０３へ移行する判定ステップとなっている。
工程１３０３は時刻Ｔｉ対基準値Ｘｉのデータテーブルを作成する工程ブロックであり、まず計測データ番号Ｎ＝０のデータが作成される。
続く工程１３０４は図１２（Ａ）で示した計測指令信号が解除されたか否かを判定し、未解除であればＮＯの判定を行って工程１３０３へ復帰し、解除されればＹＥＳの判定を行って工程１３０５へ移行する判定ステップである。
【００４６】
工程１３０５は計測データ番号Ｋに１を加算するステップ、続く工程１３０６は全てのデータ測定が終わったか否かを判定し、未完了であればＮＯの判定を行って工程１３０１へ復帰し、完了であればＹＥＳの判定を行って工程１３０７ａへ移行する判定ステップである。
工程１３０７ａは測定時刻Ｔｉに対応して基準上限値Ｘｕｉを抽出してＲＡＭメモリ１１２に格納するステップ、続く工程１３０７ｂは測定時刻Ｔｉに対応して基準下限値Ｘｌｉを抽出してＲＡＭメモリ１１２に格納するステップ、続く工程１３０７ｃは上下誤差幅ΔＸを算出記憶するステップ、続く工程１３０７ｄは前後誤差幅ΔＴを算出記憶するステップ、続く工程１３０８は動作終了ステップとなるものである。
なお、上下誤差幅ΔＸは上限信号波形Ｘｕと下限信号波形Ｘｌの波形変動が緩慢な時点における基準上限値Ｘｕｉと基準下限値Ｘｌｉの偏差値として算出され、前後誤差幅ΔＴは上限信号波形Ｘｕが急峻な波形変化を行った第一時刻と、下限信号波形Ｘｌが急峻な波形変化を行った第二時刻との時刻差として算出されるものである。
【００４７】
工程１３０７ａから工程１３０７ｄによって構成された工程ブロック１３１０は基準幅データ書込手段となるものであり、工程１３０２による計測指令信号が発生してから、工程１３０４で計測指令信号が解除される期間の時刻Ｔｉに対応して、測定された基準値Ｘｉのデータテーブルが生成されてＲＡＭメモリ１１２に格納され、複数の基準値データから基準上限値Ｘｕｉ、基準下限値Ｘｌｉ、上下誤差幅ΔＸ、前後誤差幅ΔＴが抽出されるようになっている。前後誤差幅ΔＴは上限信号波形Ｘｕが所定値以上の急峻な波形変化を行った時刻である第一時刻と、下限信号波形Ｘｌが所定値以上の急峻な波形変化を行った時刻である第二時刻との時刻差となっている。
なお、時刻Ｔｉ対基準値Ｘｉのデータテーブルは、図示しない他のオフライン機器によって計測されて、計測結果としての基準上限値Ｘｕｉ、基準下限値Ｘｌｉ、上下誤差幅ΔＸ、前後誤差幅ΔＴを設定表示器１３０ＢからＲＡＭメモリ１１２へ転送書込みするものであってもよい。
また、基準上限値Ｘｕｉ、基準下限値Ｘｌｉ、上下誤差幅ΔＸ、前後誤差幅ΔＴは標準サンプル品の実測値によらない理論値を適用することも可能である。
【００４８】
次に、この発明に係る実施の形態２による波形異常検出装置に係わる基準帯域波形生成の動作フローチャートである図１４について説明する。
図１４において、工程１４００は図１２（Ｄ）の基準帯域波形Ｕ・Ｌを形成する比較上限値Ｕｉと比較下限値Ｌｉを算出生成するためのマイクロプロセッサ１１０の動作開始ステップ、続く工程１４０１はデータ番号としてまずｉ＝０を設定するステップ、続く工程１４０２はＲＡＭメモリ１１２から基準上限値Ｘｕｉと基準下限値Ｘｌｉを読み出すステップ、続く工程１４０３ａは式（５）によって上方補正値Ａ０ｉを算出するステップ、続く工程１４０３ｂは時刻Ｔｉ＋ｋにおける上方補正値Ａ０ｉ＋ｋの値を時刻Ｔｉにおける前方補正値Ａｌｉとして抽出するステップであり、前方補正時刻差はδ＝Ｔｉ＋ｋ−Ｔｉとなっている。
続く工程１４０３ｃは時刻Ｔｉ−ｋにおける上方補正値Ａ０ｉ−ｋの値を時刻Ｔｉにおける後方補正値Ａ２ｉとして抽出するステップであり、後方補正時刻差はδ＝Ｔｉ−Ｔｉ−ｋとなっている。
続く工程１４０３ｄは上方補正値Ａ０ｉと前方補正値Ａｌｉと後方補正値Ａ２ｉの中の最大値を時刻Ｔｉにおける比較上限値Ｕｉとして算出するステップであり、工程１４０３ａから工程１４０３ｄによって構成された工程ブロック１４１０は帯域上限データ生成手段となるものである。
【００４９】
続く工程１４０４ａは式（６）によって下方補正値Ｂ０ｉを算出するステップ、続く工程１４０４ｂは時刻Ｔｉ＋ｋにおける下方補正値Ｂ０ｉ＋ｋの値を時刻Ｔｉにおける前方補正値Ｂｌｉとして抽出するステップであり、前方補正時刻差はδ＝Ｔｉ＋ｋ−Ｔｉとなっている。
続く工程１４０４ｃは時刻Ｔｉ−ｋにおける下方補正値Ｂ０ｉ−ｋの値を時刻Ｔｉにおける後方補正値Ｂ２ｉとして抽出するステップであり、後方補正時刻差はδ＝Ｔｉ−Ｔｉ−ｋとなっている。
続く工程１４０４ｄは下方補正値Ｂ０ｉと前方補正値Ｂｌｉと後方補正値Ｂ２ｉの中の最小値を時刻Ｔｉにおける比較下限値Ｌｉとして算出するステップであり、工程１４０４ａから工程１４０４ｄによって構成された工程ブロック１４２０は帯域下限データ生成手段となるものである。
続く工程１４０５は時刻番号ｉに１を加算するステップ、続く工程１４０６は時刻番号ｉが最終番号ｎを超過したか否かを判定し、未超過であればＮＯの判定を行って工程１４０２へ復帰し、超過であればＹＥＳの判定を行って動作終了工程１４０７へ移行するようになっている。
【００５０】
以上のとおり、図１４は図１３によってＲＡＭメモリ１１２に格納された時刻Ｔｉ対基準上限値Ｘｕｉと基準下限値Ｘｌｉのデータテーブルを元にして、プログラムメモリ１１１Ｂに格納された帯域上限データ生成手段１４１０と帯域下限データ生成手段１４２０となる制御プログラムによって比較上限値Ｕｉと比較下限値Ｌｉのデータテーブルを生成してＲＡＭメモリ１１２の所定アドレス領域に書込み保存するためのものである。
しかし、比較上限値Ｕｉと比較下限値Ｌｉのデータテーブルが他のオフライン機器によって生成され、このデータテーブルを変更する必要がない場合であれば、設定表示器１３０Ｂから比較上限値Ｕｉと比較下限値ＬｉのデータテーブルをＲＡＭメモリ１１２に転送書き込みすれば、プログラムメモリ１１１Ｂとしては帯域上限データ生成手段１４１０と帯域下限データ生成手段１４２０となる制御プログラムは不要であり、時刻Ｔｉ対基準上限値Ｘｕｉ、基準下限値Ｘｌｉのデータテーブルも不要である。
但し、時刻Ｔｉ対基準上限値Ｘｕｉ・基準下限値Ｘｌｉのデータテーブルを元にして、ユーザ側で比較上限値Ｕｉと比較下限値Ｌｉのデータテーブルを生成したい場合には、プログラムメモリ１１１Ｂか設定表示器１３０Ｂの中に帯域上限データ生成手段１４１０と帯域下限データ生成手段１４２０となる制御プログラムを設けておく必要がある。
この場合、不用意に比較判定条件が変更されないようにするために、特定のパスワードを用いて設定変更を可能にするような処置が施されるものである。
【００５１】
次に、この発明に係る実施の形態２による波形異常検出装置に係わる被監視信号波形測定の動作フローチャートである図１５について説明する。
図１５において、工程１５００は設定表示器１３０Ｂからの操作指令に基づいてマイクロプロセッサ１１０が基準信号波形の測定動作を開始するステップであり、工程１５００が実行されたことに伴って図示しない計時カウンタが計時動作が開始するようになっている。
続く工程１５０１は図１２（Ａ）で示した計測指令信号を受信したかを判定し、未受信であればＮＯの判定を行って工程１５０１へ復帰し、受信すればＹＥＳの判定を行って工程１５０４へ移行する判定ステップとなっている。
工程１５０２はＡＤ変換器１１４に対してＡＤ変換指令ＳＴの発生時期の到来を待機する計測時間間隔の判定ステップであり、計測時刻が到来すればＹＥＳの判定を行って工程１５０３へ移行し、未到来であればＮＯの判定を行って工程１５０２へ復帰するようになっている。
工程１５０３はマイクロプロセッサ１１０がＡＤ変換器１１４に対してＡＤ変換指令ＳＴを発生するステップ、続く工程１５０４はＡＤ変換器１１４が発生するＡＤ変換完了信号ＯＫを受信したか否かを判定し、未受信であればＮＯの判定を行って工程１５０４へ復帰し、受信すればＹＥＳの判定を行って工程１５０５ａへ移行する変換完了の判定ステップとなっている。
【００５２】
工程１５０５ａは測定時刻Ｔｉに対応してＲＡＭメモリ１１２の所定のアドレスをアクセスするステップであり、初回の時刻はＴ０となっている。
続く工程１５０５ｂはＡＤ変換器１１４によるデジタル変換入力データＤＡＴＡを監視値Ｚｉとして工程１５０５ａでアクセスされたアドレスのＲＡＭメモリ１１２に書込みするステップ、続く工程１５０５ｃは時刻番号ｉに１を加算するステップ、続く工程１５０６は図１２（Ａ）で示した計測指令信号が解除されたか否かを判定し、未解除であればＮＯの判定を行って工程１５０２へ復帰し、解除されればＹＥＳの判定を行って動作終了工程１５０７へ移行する判定ステップである。
なお、工程１５０２から工程１５０６に至る一連の工程の動作所要時間は測定時間間隔よりも十分短い時間となっており、各時刻における測定タイミングは工程１５０２による待機時間によって調整されて一定時間毎に測定が行われるようになっている。
工程１５０５ａ、１５０５ｂ、１５０５ｃによって構成された工程ブロック１５１０は測定データ書込手段となるものであり、工程１５０１による計測指令信号が発生してからの時刻Ｔｉに対応して測定された監視値Ｚｉのデータテーブルが生成されてＲＡＭメモリ１１２に格納されるようになっている。
【００５３】
次に、この発明に係る実施の形態２による波形異常検出装置に係わる比較判定の動作フローチャートである図１６について説明する。
図１６において、工程１６００はマイクロプロセッサ１１０が比較判定動作を開始するステップ、続く工程１６０１は時刻番号ｉをゼロに設定するステップ、続く工程１６０２ａはＲＡＭメモリ１１２に格納されている監視値Ｚｉを読み出すステップ、続く工程１６０２ｂはＲＡＭメモリ１１２に格納されている比較上限値Ｕｉと比較下限値Ｌｉを読み出すステップ、続く工程１６０３ａは、工程１６０２ａで読み出された監視値Ｚｉが工程１６０２ｂで読み出された比較下限値Ｌｉ未満であるか否かを判定し、未満であればＹＥＳの判定を行って工程１６０４ａへ移行し、未満でなければＮＯの判定を行って工程１６０３ｂへ移行する判定ステップとなっている。
工程１６０３ｂは工程１６０２ａで読み出された監視値Ｚｉが工程１６０２ｂで読み出された比較上限値Ｕｉを超過しているか否かを判定し、超過であればＹＥＳの判定を行って工程１６０４ｂへ移行し、超過でなければＮＯの判定を行って工程１６０４ｃへ移行する判定ステップとなっている。
【００５４】
工程１６０４ａは図示しない過小カウンタによって過小判定回数を計数するステップ、工程１６０４ｂは図示しない過大カウンタによって過大判定回数を計数するステップ、工程１６０４ｃは図示しない適正カウンタによって適正判定回数を計数するステップであり、工程１６０４ａ、１６０４ｂ、１６０４ｃに続いて工程１６０５へ移行して時刻番号ｉに１が加算されるようになっている。
続く工程１６０６は時刻番号ｉが最終番号ｎを超過したか否かを判定し、未超過であればＮＯの判定を行って工程１６０２ａへ復帰し、超過であればＹＥＳの判定を行って工程１６０７へ移行する判定ステップとなっている。
工程１６０７は総合判定出力を行ってから動作終了工程１６０８へ移行するようになっている。
工程１６０３ａ、１６０３ｂで構成された工程ブロック１６１０は帯域比較手段となるものである。
【００５５】
以上の説明では、図１５による測定データの書込みが完了してから、図１６による比較判定を行うようにしたが、計測時間間隔がマイクロプロセッサ１１０の演算処理能力に比べて余裕のある時間間隔である場合には、時刻Ｔｉにおける測定を行ってから、次回の測定を行うまでに、当該時刻Ｔｉにおける監視値Ｚｉの比較判定を完了するオンライン判定を行うことができる。
【００５６】
以上の説明で明らかなとおりこの発明に係る実施の形態２による波形異常検出装置は、被検査信号源１２０Ｂが発生する被監視信号波形Ｚの時刻対応の波高値である監視値Ｚｉと、予め設定された基準信号波形Ｘｕ・Ｘｌの時刻対応の波高値である基準値Ｘｕｉ・Ｘｌｉとを対比して、両波形の波高値に許容誤差範囲を超える差異があるか否かを所定時間毎に比較判定する波形異常検出方法であって、許容誤差範囲の上下限値は帯域上限データ生成手段１４１０と帯域下限データ生成手段１４２０とによって生成されると共に、比較判定は帯域比較手段１６１０によって実行されるようになっている。
基準信号波形Ｘｕ・Ｘｌの基準値Ｘｕｉ・Ｘｌｉは、時間経過に対応した基準波形の波高値の推定理論値、または標準サンプルの実測値に基づいて作成される。
帯域上限データ生成手段１４１０は、基準値Ｘｕｉに所定のバイアス値αｉを加算して得られる上方補正値Ａ０ｉと、この上方補正値Ａ０ｉを時間軸の前後に移動させて得られる前方補正値Ａｌｉと後方補正値Ａ２ｉの内、少なくとも前方補正値Ａｌｉと後方補正値Ａ２ｉの内大きい方の値を用いて、波形の重なり部分が上方包絡線波形を形成する比較上限値Ｕｉを生成する。
帯域下限データ生成手段１４２０は、基準下限値Ｘｌｉから所定のバイアス値βｉを減算して得られる下方補正値Ｂ０ｉと、この下方補正値Ｂ０ｉを時間軸の前後に移動させて得られる前方補正値Ｂｌｉと後方補正値Ｂ２ｉの少なくとも小さい方の値を用いて、波形の重なり部分が下方包絡線波形を形成する比較下限値Ｌｉを生成する。
帯域比較手段１６１０は、被監視信号波形Ｚの監視値Ｚｉが比較上限値Ｕｉと、比較下限値Ｌｉとの帯域外にあるときに異常判定を行う。
【００５７】
基準信号波形Ｘの基準値は、時間経過に対応した基準波形の波高値の推定理論上下限値、または標準サンプルの複数回の実測値、または複数の標準サンプルの実測値に基づく上限信号波形Ｘｕと下限信号波形Ｘｌに基づく基準上限値Ｘｕｉと基準下限値Ｘｌｉである。
帯域上限データ生成手段１４１０は、基準上限値Ｘｕｉに所定のバイアス値αｉを加算して得られる上方補正値Ａ０ｉと、この上方補正値Ａ０ｉを時間軸の前後に移動させて得られる前方補正値Ａｌｉと後方補正値Ａ２ｉの少なくとも大きい方の値を用いて、波形の重なり部分が上方包絡線波形を形成する比較上限値Ｕｉを生成する。
帯域下限データ生成手段１４２０は、基準下限値Ｘｌｉから所定のバイアス値βｉを減算して得られる下方補正値Ｂ０ｉと、この下方補正値Ｂ０ｉを時間軸の前後に移動させて得られる前方補正値Ｂｌｉと後方補正値Ｂ２ｉの少なくとも小さい方の値を用いて、波形の重なり部分が下方包絡線波形を形成する比較下限値Ｌｉを生成する。
このように、基準信号波形に関する上限信号波形と下限信号波形に基づいて帯域上限波形と帯域下限波形が生成されるようになっている。従って、帯域幅が過大にならないようにして、正確な異常判定が行える。
【００５８】
上方補正値Ａ０ｉにおいて加算されるバイアス値αｉ、または下限補正値Ｂ０ｉにおいて減算されるバイアス値βｉは、上下誤差幅ΔＸに比例した一定値が適用され、上下誤差幅ΔＸは、上限信号波形Ｘｕと下限信号波形Ｘｌの波形変動が緩慢な時点における基準上限値Ｘｕｉと基準下限値Ｘｌｉの偏差値となっている。
このように、上方または下方補正用のバイアス値は、基準波形の上下誤差幅に比例した値となっている。従って、波高値の許容誤差が過大にならないようにして、正確な異常判定が行える。
【００５９】
前方補正値Ａ１ｉ、Ｂ１ｉまたは後方補正値Ａ２ｉ、Ｂ２ｉにおいて時間軸の前後移動を行う移動時間は、前後誤差幅ΔＴに比例した一定値が適用される。
前後誤差幅ΔＴは、上限信号波形Ｘｕが所定値以上の急峻な波形変化を行った最初の時刻である第一時刻と、下限信号波形Ｘｌが所定値以上の急峻な波形変化を行った最初の時刻である第二時刻との時刻差となっている。
このように、前方または後方補正用の移動時間幅は、基準波形の前後誤差幅に比例した値となっている。従って、許容時間誤差が過大にならないようにして、正確な異常判定が行える。
【００６０】
実施の形態３．
この発明に係る実施の形態３による波形異常検出装置の回路ブロック図である図１７について、実施の形態１による波形異常検出装置との相違点を中心にして説明する。
なお、各図において同一符号は同一または相当部分を示している。
図１７において、波形異常検出装置１００Ｃはマイクロプロセッサ１１０を主体とし、マイクロプロセッサ１１０には後述する各種制御プログラムが格納されたプログラムメモリ１１１Ｃと演算処理用のＲＡＭメモリ１１２とがバス接続されている。
被検査信号源１２０Ｃは図示しないワークの回転角度に応じて加工電力が変化する高周波焼き入れ、またはレーザ加工機等における加工電力波形信号を計測信号として発生するようになっている。
また、被検査信号源１２０Ｃは、ワークの回転角度の１０度間隔で時刻信号としての回転パルスと、ワークの一回転当たりで１パルスの計測指令信号とを発生して、インタフェース回路ｌ１６を介してクロック信号ＣＬＫ、トリガ信号入力ＴＲとしてマイクロプロセッサ１１０に供給されるようになっている。
【００６１】
この計測指令信号の発生に応動して、被検査信号源１２０Ｃはアナログ計測信号を発生し、ＡＤ変換器１１４を介してデジタル値が測定データＤＡＴＡとしてマイクロプロセッサ１１０に入力されるようになっている。
なお、マイクロプロセッサ１１０は、回転パルス信号であるクロック信号ＣＬＫに応動してＡＤ変換指令ＳＴをＡＤ変換器１１４に供給し、ＡＤ変換器１１４は、ＡＤ変換完了信号ＯＫをマイクロプロセッサ１１０に返信し、この時点でマイクロプロセッサ１１０は測定データＤＡＴＡをＲＡＭメモリ１１２へ転送書込みするようになっている。
但し、ＲＡＭメモリ１１２に対する測定データＤＡＴＡの転送アドレスは、測定タイミングに応じて順次更新され、各測定時刻対応の測定値が格納されるようになっている。
設定表示器１３０Ｃは、図示しないシリアルインタフェース回路を介してマイクロプロセッサ１１０と接続され、異常検出状態を表示するためのマンマシンインタフェースを行うものとなっている。
【００６２】
次に、この発明に係る実施の形態３による波形異常検出装置での基準信号波形、被監視信号波形および基準帯域波形を示した特性線図である図１８について説明する。
図１８（Ａ）は、被検査信号源１２０Ｃが発生する計測指令信号の波形を示している。
図１８（Ｂ）は、被検査信号源１２０Ｃが発生する回転パルス信号の波形を示している。
図１８（Ｃ）は、計測指令信号に応動する基準信号波形Ｘを示しており、各時刻Ｔｉに対応する基準値Ｘｉの座標点（Ｔｉ，Ｘｉ）を結んだ曲線が基準信号波形Ｘとなるものである。
なお、この実施の形態３においては各時刻Ｔｉは被検査信号源１２０Ｃから供給された回転パルス信号をクロック信号として計数して得られる時刻となっている。
また、基準信号波形Ｘは、標準的なワークサンプルを用いた場合の時刻（回転角度）に対応した加工電力波形となっている。
図１８（Ｄ）は、後述の要領で生成された基準帯域波形Ｌ、Ｕを示しており、各時刻Ｔｉに対応する比較下限値Ｌｉの座標点（Ｔｉ，Ｌｉ）を結んだ曲線が帯域下限波形Ｌとなり、各時刻Ｔｉに対応する比較上限値Ｕｉの座標点（Ｔｉ，Ｕｉ）を結んだ曲線が帯域上限波形Ｕとなっている。
【００６３】
図１８（Ｅ）は、被検査ワークに関する加工電力波形である被監視信号波形Ｚを示しており、各時刻Ｔｉ（回転角度）に対応する監視値Ｚｉの座標点（Ｔｉ，Ｚｉ）を結んだ曲線が被監視信号波形Ｚとなるものである。
図１８（Ｆ）は、図１８（Ｅ）で示した被監視信号波形Ｚに関する被監視差分波形ΔＺに示したものであり、今回時刻Ｔｉ（回転角度）に対応する監視値Ｚｉと、前回時刻Ｔｉ−１に対応する監視値Ｚｉ−１との被監視差分値ΔＺｉ＝Ｚｉ−Ｚｉ−１の座標点（Ｔｉ，ΔＺｉ）を結んだ曲線が被監視差分波形ΔＺとなるものである。
図１８（Ｄ）の帯域上限波形Ｕは、図示しない上方移動波形Ａ０を時間軸の前後に移動して得られる前方移動波形Ａｌと後方移動波形Ａ２を用いた上方包絡線波形となっている。
図１８（Ｄ）の帯域下限波形Ｌは、図示しない下方移動波形Ｂ０を時間軸の前後に移動して得られる前方移動波形Ｂｌと後方移動波形Ｂ２を用いた下方包絡線波形となっている。
【００６４】
図１８（Ｆ）において時刻Ｔｊは被監視差分値ΔＺｉが正から負に変化する時刻であり、時刻Ｔｋは被監視差分値ΔＺｉが負から正に変化する時刻である。
時刻Ｔｊ、Ｔｋにおける監視値Ｚｊ、Ｚｋは図１８（Ｅ）に示すとおり凸波形、凹波形のピーク値となっている。
監視値Ｚｊに対する比較上限値Ｕｊと、監視値Ｚｋに対する比較下限値Ｌｋは図１８（Ｄ）に示すとおりであるが、監視値Ｚｊに対する比較下限値Ｌｊと、監視値Ｚｋに対する比較上限値Ｕｋは図１８（Ｄ）に示されておらず、波形の窪み部分は包絡線によって打ち消されている。従って、図１８（Ｄ）による基準帯域波形Ｕ、Ｌによる判定では、監視値Ｚｊが過大であったり、監視値Ｚｋが過小であったりすることの判定は行えるが、監視値Ｚｊが過小であったり、監視値Ｚｋが過大であったりすることの判定は行えないという問題がある。
【００６５】
この問題を解決するために、時刻Ｔｊにおける比較下限値Ｌｊと、時刻Ｔｋにおける比較上限値Ｕｋは式（９）、式（ｌ０）によって算出するようになっている。
【００６６】
Ｌｊ＝Ｕｊ−（αｊ＋βｊ＋｜ΔＺｊ｜）      （９）
Ｕｋ＝Ｌｋ＋（αｋ＋βｋ＋｜ΔＺｋ｜）      （１０）
【００６７】
従って、この実施の形態３では図１８（Ｄ）の基準帯域波形Ｕ、Ｌによる第一の帯域比較判定と、凸波形、凹波形のピーク点に関する帯域比較値（Ｕｊ，Ｌｊ）、（Ｕｋ，Ｌｋ）による第二の帯域比較判定によって比較判定が行われるようになっている。
なお、下降反転時刻Ｔｊは被監視差分値ΔＺｉの前回の値が正で次回の値が負となった場合に次回の時刻で決定され、上昇反転時刻Ｔｋは被監視差分値ΔＺｉの前回の値が負で次回の値が正となった場合に次回の時刻で決定されるようになっている。
また、被監視信号波形Ｚの波高値Ｚｉが急上昇または急減少した後の波形変化率が所定期間以上に亘って緩慢であるときには、下降反転時刻Ｔｊまたは上昇反転時刻Ｔｋは検出されず、ピーク値検出による第二の帯域比較判定は行われないようになっている。
但し、適用除外される緩慢変化率は差分値ΔＺｉの絶対値が、上方補正または下方補正で適用されたバイアス値αｊ、βｊ以下の場合であり、適用除外される緩慢期間は前方補正と補正で適用された移動時間の合計時間幅以上の場合となっている。
【００６８】
以上の説明では一つの基準信号波形Ｘに基づいて基準帯域波形Ｕ、Ｌを定めたが、図１２（Ｄ）で示したように上限基準波形Ｘｕと下限信号波形Ｘｌに基づいて基準帯域波形Ｕ、Ｌを定めるようにすることもできる。
【００６９】
次に、この発明に係る実施の形態３による波形異常検出装置図での基準信号波形測定と基準帯域波形生成の動作フローチャートである図１９について説明する。
図１９において、工程１９００は、設定表示器１３０Ｃからの操作指令に基づいてマイクロプロセッサ１１０が基準信号波形の測定と基準帯域波形の生成動作を開始するステップである。
続く工程１９０１は、図１８（Ａ）で示した計測指令信号を受信したかを判定し、未受信であればＮＯの判定を行って工程１９０１へ復帰し、受信すればＹＥＳの判定を行って工程１９０２へ移行する判定ステップとなっている。
工程１９０２は、時刻Ｔｉ対基準値Ｘｉのデータテーブルを作成するブロックであり、続く工程１９０３は、図１８（Ｂ）で示した回転パルス信号の発生回数を図示しない計時カウンタで計数し、計時カウンタの計数値が予め定められた所定回数に到達したか否かを判定し、未到達であればＮＯの判定を行って工程１９０２へ復帰し、到達すればＹＥＳの判定を行って工程１９０４へ移行する判定ステップである。
【００７０】
工程１９０４は、工程１９０２で測定された基準値Ｘｉに基づいて帯域上限値Ｕｉを算出するブロック、続く工程１９０５は、工程１９０２で測定された基準値Ｘｉに基づいて帯域下限値Ｌｉを算出するブロック、続く工程１９０６は、動作終了ステップとなっている。
なお、工程ブロック１９０２は、基準データ書込手段、工程ブロック１９０４は帯域上限データ生成手段、工程ブロック１９０５は、帯域下限データ生成手段となるものであり、これらの手段によって図１８（Ｄ）の帯域上限波形Ｕと帯域下限波形Ｌとが生成されるようになっている。
【００７１】
次に、この発明に係る実施の形態３による波形異常検出装置での被監視信号波形測定と比較判定の動作フローチャートである図２０について説明する。
図２０において、工程２０００は、被監視信号波形測定と比較判定の動作開始ステップ、続く工程２００１は、図１８（Ａ）で示した計測指令信号を受信したかを判定し、未受信であればＮＯの判定を行って工程２００１へ復帰し、受信すればＹＥＳの判定を行って工程２００２へ移行する判定ステップとなっている。
工程２００２は、時刻Ｔｉ対監視値Ｚｉのデータテーブルを作成するブロックであり、続く工程２００３は、図１８（Ｂ）で示した回転パルス信号の発生回数を図示しない計時カウンタで計数し、計時カウンタの計数値が予め定められた所定回数に到達したか否か判定し、未到達であればＮＯの判定を行って工程２００２へ復帰し、到達すればＹＥＳの判定を行って工程２００４へ移行する判定ステップである。
なお、工程２００３は、図２２で後述するとおり、工程２００７の後に工程２００８として設けることも可能である。
【００７２】
工程２００４は、工程２００２で測定された監視値Ｚｉと、工程１９０４、１９０５で生成された比較上限値Ｕｉと比較下限値Ｌｉとの比較を行う第一の帯域比較手段となるブロックである。
続く工程２００５ａは、工程２００２で測定された監視値Ｚｉを用いて図１８（Ｆ）で示した差分値ΔＺｉを算出する監視差分値データ生成手段となるブロックである。
続く工程２００５ｂは、式（９）、式（ｌ０）によって凸点比較下限値Ｌｊと凹点比較上限値Ｕｋを算出するピーク点比較データ生成手段となるブロックである。
続く工程２００６は、工程２００２で測定された監視値Ｚｉのなかの時刻Ｔｊ、Ｔｋにおける監視値Ｚｊ、Ｚｋと工程２００５ｂで算出されたピーク点比較データとの比較を行う第二の帯域比較判定手段となるブロックであり、工程２００４から工程２００６によって構成された工程ブロック２０１０は帯域比較手段を構成するものとなっている。
続く工程２００７は、工程２００４または工程２００６のいずれか一方で異常判定が行われると異常報知が行われる総合判定手段となるブロックであり、続いて動作終了工程２００９へ移行するようになっている。
【００７３】
次に、この発明に係る実施の形態３による波形異常検出装置での比較判定タイミングを示した特性線図である図２１、図２２について説明する。
事後判定方式の場合である図２１において、図２１（Ａ）は被検査信号源１２０Ｃが発生する計測指令信号であり、この事例では計測指令信号が繰返して発生するようになっていて、図２０のフローチャートでは動作終了工程２００９に続いて動作開始工程２０００へ循環復帰するように構成されている。
図２１（Ｂ）は、図２０の工程２００２によって一連の計測データがＲＡＭメモリ１１２に書込みされるタイミングを示している。
図２１（Ｃ）は、図２０の工程２０１０によって一連の計測データが比較判定され、異常があれば工程２００７において異常報知が行われるタイミングを示している。
【００７４】
図２０の工程２００３を廃止して、点線で示した工程２００８の位置に移動した同時判定方式の場合である図２２において、図２２（Ａ）は被検査信号源１２０Ｃが発生する計測指令信号であり、この事例でも計測指令信号が繰返して発生するようになっていて、図２０のフローチャートでは動作終了工程２００９に続いて動作開始工程２０００へ循環復帰するように構成されている。
図２２（Ｂ）は図２０の工程２００２によって一連の計測データが順次ＲＡＭメモリ１１２に書込みされるタイミングを示している。
図２２（Ｃ）は図２０の工程ブロック２０１０によって一連の計測データが順次比較判定され、異常があれば工程２００７において異常報知が行われるタイミングを示している。
【００７５】
以上の説明で明らかなとおり、この発明に係る実施の形態３による波形異常検出装置は、被検査信号源が発生する被監視信号波形Ｚの時刻対応の波高値である監視値Ｚｉと、予め設定された基準信号波形Ｘの時刻対応の波高値である基準値Ｘｉとを対比して、両波形の波高値に許容誤差範囲を超える差異があるか否かを所定時間毎に比較判定する波形異常検出方法であり、許容誤差範囲の上下限値は帯域上限データ生成手段１９０４と帯域下限データ生成手段１９０５とによって生成されると共に、比較判定は帯域比較手段２０１０によって実行されるようになっている。
基準信号波形Ｘの基準値Ｘｉは、時間経過に対応した基準波形の波高値の推定理論値、または標準サンプルの実測値に基づいて作成される。
帯域上限データ生成手段１９０４は、基準値Ｘｉに所定のバイアス値αｉを加算して得られる上方補正値Ａ０ｉと、この上方補正値Ａ０ｉを時間軸の前後に移動させて得られる前方補正値Ａ１ｉと後方補正値Ａ２ｉの少なくとも大きい方の値を用いて、波形の重なり部分が上方包絡線波形を形成する比較上限値Ｕｉを生成する。
帯域下限データ生成手段１９０５は、基準値Ｘｉから所定のバイアス値βｉを減算して得られる下方補正値Ｂ０ｉと、この下方補正値Ｂ０ｉを時間軸の前後に移動させて得られる前方補正値Ｂ１ｉと後方補正値Ｂ２ｉの少なくとも小さい方の値を用いて、波形の重なり部分が下方包絡線波形を形成する比較下限値Ｌｉを生成する。
帯域比較手段２０１０は、被監視信号波形Ｚの監視値Ｚｉが比較上限値Ｕｉと、比較下限値Ｌｉとの帯域外にあるときに異常判定を行う。
【００７６】
帯域比較手段２０１０は、監視差分値データ生成手段２００５ａ、ピーク点比較データ生成手段２００５ｂ、第一の帯域比較判定手段２００４、第二の帯域比較判定手段２００６によって構成されている。
監視差分値データ生成手段２００５ａは、被監視信号波形Ｚの相前後する時刻Ｔｉ、Ｔｉ−１における監視値Ｚｉ、Ｚｉ−１の差分値ΔＺｉ＝Ｚｉ−Ｚｉ−１を算出し、この差分値ΔＺｉが正から負に反転する下降反転時刻Ｔｊ、または当該差分値ΔＺｉが負から正に反転する上昇反転時刻Ｔｋを検出する。
ピーク点比較データ生成手段２００５ｂは、下降反転時刻Ｔｊにおける凸点比較上限値
Ｕｊから、上方補正バイアス値αｊと下方補正バイアス値βｊと差分値ΔＺｊの絶対値との加算値を減算して得られる凸点比較下限値Ｌｊ＝Ｕｊ−（αｊ＋βｊ＋｜ΔＺｊ｜）を算出する。また、上昇反転時刻Ｔｋにおける凹点比較下限値Ｌｋに、上方補正バイアス値αｋと下方補正バイアス値βｋと差分値ΔＺｋの絶対値との加算値を加算して得られる凹点比較上限値Ｕｋ＝Ｌｋ＋（αｋ＋βｋ＋｜ΔＺｋ｜）を算出する。
【００７７】
第一の帯域比較判定手段２００４は、被監視信号波形Ｚの監視値Ｚｉが帯域上限データ生成手段１９０４による比較上限値Ｕｉと、帯域下限データ生成手段１９０５による比較下限値Ｌｉとの帯域外にあるときに異常判定を行う。
第二の帯域比較判定手段２００６は、下降反転時刻Ｔｊにおける凸波形ピーク値Ｚｊが凸点比較下限値Ｌｊと凸点比較上限値Ｕｊとの間の域外にあるとき、または上昇反転時刻Ｔｋにおける凹波形ピーク値Ｚｋが凹点比較下限値Ｌｋと凹点比較上限値Ｕｋとの間の域外にあるときに異常判定を行う。そして、第一の帯域比較判定手段２００４と第二の帯域比較判定手段２００６のいずれか一方で異常判定したとき被監視信号波形Ｚは異常であると判定されるようになっている。
このように、第一の帯域比較判定手段による異常判定と第二の帯域比較判定手段による波形ピーク値の異常判定が行われ、いずれか一方が異常であれば総合して異常判定が行われるようになっている。従って、被監視信号波形に短時間の凸波形や凹波形が含まれている場合に、包絡線波形を用いた帯域比較手段であっても、波形ピーク値の異常判定によって凸波形の波高値の不足、または凹波形の深度の不足を検出することができる。
なお、凸波形の波高値の過大、または凹波形の深度の過大は第一の帯域比較判定手段によって検出され、総合してより正確な異常判定が行える。
【００７８】
下降反転時刻Ｔｊは、差分値ΔＺｉの前回の値が正で次回の値が負となった場合に次回の時刻で決定され、上昇反転時刻Ｔｋは、差分値ΔＺｉの前回の値が負で次回の値が正となった場合に次回の時刻で決定される。
このように、被監視信号波形のピーク点時刻は監視値の差分値の正負符号の反転直後の時刻によって検出されるようになっている。従って、過去の時刻にさかのぼらないで、即時にピーク点時刻を決定することができる。
【００７９】
被監視信号波形Ｚの波高値Ｚｉが急上昇または急減少した後の波形変化率が所定期間以上に亘って緩慢であるときには、下降反転時刻Ｔｊまたは上昇反転時刻Ｔｋは検出されず、ピーク値検出による第二の帯域比較判定手段２００６は適用除外されるようになっている。
適用除外される緩慢変化率は、差分値ΔＺｉの絶対値が、上方補正または下方補正で適用されたバイアス値αｊ、βｊ以下の場合であり、適用除外される緩慢期間は前方補正と後方補正で適用された移動時間の合計時間幅以上の場合である。
このように、被監視信号波形の変化が緩慢である期間が継続している時には、第二の帯域比較判定手段は適用されないようになっている。従って、第一の帯域比較判定手段を主体として、急激な波形変化が発生している場合には第二の帯域比較判定手段に依存して、役割分担を行って正確な異常判定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】この発明に係る実施の形態１による波形異常検出装置の回路ブロック図である。
【図２】この発明に係る実施の形態１による波形異常検出装置での基準信号波形、被監視信号波形、基準帯域波形の特性線図である。
【図３】この発明に係る実施の形態１による波形異常検出装置での帯域上限波形および帯域下限波形の生成方法を説明するための図である。
【図４】この発明に係る実施の形態１による波形異常検出装置で生成した帯域上限波形および帯域下限波形の特性線図である。
【図５】この発明に係る実施の形態１による波形異常検出装置での基準帯域波形と被監視信号波形を示した特性線図である。
【図６】この発明に係る実施の形態１による波形異常検出装置での比較判定用の一覧表である。
【図７】この発明に係る実施の形態１による波形異常検出装置での基準信号波形測定の動作フローチャートである。
【図８】この発明に係る実施の形態１による波形異常検出装置での基準帯域波形生成の動作フローチャートである。
【図９】この発明に係る実施の形態１による波形異常検出装置での被監視信号波形測定の動作フローチャートである。
【図１０】この発明に係る実施の形態１による波形異常検出装置での比較判定の動作フローチャートである。
【図１１】この発明に係る実施の形態２による波形異常検出装置の回路ブロック図である。
【図１２】この発明に係る実施の形態２による波形異常検出装置での基準信号波形、被監視信号波形、基準帯域波形の特性線図である。
【図１３】この発明に係る実施の形態２による波形異常検出装置での基準信号波形測定の動作フローチャートである。
【図１４】この発明に係る実施の形態２による波形異常検出装置での基準帯域波形生成の動作フローチャートである。
【図１５】この発明に係る実施の形態２による波形異常検出装置での被監視信号波形測定の動作フローチャートである。
【図１６】この発明に係る実施の形態２による波形異常検出装置での比較判定の動作フローチャートである。
【図１７】この発明に係る実施の形態３による波形異常検出装置の回路ブロック図である。
【図１８】この発明に係る実施の形態３による波形異常検出装置での基準信号波形、被監視信号波形、基準帯域波形の特性線図である。
【図１９】この発明に係る実施の形態３による波形異常検出装置での基準信号波形測定と基準帯域波形生成の動作フローチャートである。
【図２０】この発明に係る実施の形態３による波形異常検出装置での被監視信号波形測定と比較判定の動作フローチャートである。
【図２１】この発明に係る実施の形態３による波形異常検出装置での事後判定による比較判定タイミングを示した特性線図である。
【図２２】この発明に係る実施の形態３による波形異常検出装置での同時判定による比較判定タイミングを示した特性線図である。
【符号の説明】
【００８１】
１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ  波形異常検出装置、１１０  マイクロプロセッサ、１１１Ａ、１１１Ｂ、１１１Ｃ  プログラムメモリ、１１２  ＲＡＭメモリ、１１３  インタフェース回路、１１４  ＡＤ変換器、１１５、１１６  インタフェース回路、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ  被検査信号源、１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃ  設定表示器。
【図１】
2008298525.tif 000003
【図２】
2008298525.tif 000004
【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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