(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転機の振動を所定の標本化周波数で標本化して検出し、所定の期間毎に当該期間内に検出した複数の標本化データを一括して出力する検出部と、
前記検出部から出力された前記複数の標本化データを記憶する記憶部と、
前記検出部から出力された前記複数の標本化データを周波数解析する周波数解析部と、
前記周波数解析部の周波数解析結果に基づいて、一次判定をする判定部と、
前記周波数解析部の周波数解析結果を時系列順でリアルタイムに表示する表示部と、
前記検出部から出力された前記複数の標本化データを、二次判定を実行する情報処理装置に送信する送信部と、
異常検知動作を終了する指示を受け付ける終了指示入力部と、を備え、
前記記憶部は、前記周波数解析結果を記憶し、
前記終了指示入力部によって前記指示を受け付けた場合に、
前記周波数解析部は、前記記憶部に記憶されている前記複数の標本化データを全て読み出して周波数解析し、
時系列順で並べた前記周波数解析結果を前記記憶部に記憶する、回転機の異常検知装置。
【請求項２】
前記周波数解析部は、前記複数の標本化データを高速フーリエ変換によって周波数解析し、各周波数に対する振幅値データを出力する請求項１に記載の回転機の異常検知装置。
【請求項３】
前記表示部は、前記周波数解析結果を周波数方向および前記振幅方向の二次元で表示し、さらに、各時刻における前記周波数解析結果を時系列順で表示した三次元表示でリアルタイムに表示する請求項２に記載の回転機の異常検知装置。
【請求項４】
前記周波数解析部は、前記検出部から前記複数の標本化データを受信した時点から周波数解析を開始し、
前記周波数解析の開始から前記周波数解析の終了までの解析時間は、前記所定の期間よりも短い、請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転機の異常検知装置。
【請求項５】
前記周波数解析部は、所定の周波数解析プログラムを実行することによってプロセッサに機能的に構成され、
前記周波数解析部は、前記周波数解析の開始に応じて、前記プロセッサに機能的に構成され、前記周波数解析の終了に応じて前記プロセッサから消去される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転機の異常検知装置。
【請求項６】
前記検出部は、
前記回転機の振動を検出し、検出した振動を示す信号を出力するセンサと、
前記センサを前記回転機から着脱可能に、前記センサを前記回転機に固定する固定部と、
前記センサが出力した前記信号で示される振動を前記所定の標本化周波数で標本化して検出し、前記所定の期間毎に当該期間内に検出した前記複数の標本化データを一括して出力する標本化部と、を含む請求項１〜５のいずれか一項に記載の回転機の異常検知装置。
【請求項７】
前記回転機の異常検知装置を動作させる電源となる電池を保持する電池保持部をさらに備える請求項１〜６のいずれか一項に記載の回転機の異常検知装置。
【請求項８】
前記検出部は、
前記回転機の振動を検出し、検出した振動を示す信号を出力するセンサと、
前記センサを前記回転機から着脱可能に、前記センサを前記回転機に固定する固定部と、
前記センサが出力した前記信号で示される振動を前記所定の標本化周波数で標本化して検出し、前記所定の期間毎に当該期間内に検出した前記複数の標本化データを一括して出力する標本化部と、を含み、
前記回転機の異常検知装置は、さらに、
前記回転機の異常検知装置を動作させる電源となる電池を保持する電池保持部と、
前記判定部が、前記回転機に異常が発生していると判定したとき、光により報知する報知部と、
前記回転機の異常検知装置を操作する入力がされる入力部と、
前記記憶部、前記周波数解析部、前記判定部、前記表示部、前記送信部、前記標本化部、前記電池保持部、前記報知部および前記入力部に対して、筐体となる筐体部と、を備える請求項１〜５のいずれか一項に記載の回転機の異常検知装置。
【請求項９】
回転機の振動を所定の標本化周波数で標本化して検出し、所定の期間毎に当該期間内に検出した複数の標本化データを一括して出力する検出部と、前記検出部から出力された前記複数の標本化データを記憶する記憶部と、前記検出部から出力された前記複数の標本化データを周波数解析する周波数解析部と、前記周波数解析部の周波数解析結果に基づいて、一次判定をする判定部と、前記周波数解析部の周波数解析結果を時系列順でリアルタイムに表示する表示部と、前記検出部から出力された前記複数の標本化データを送信する送信部と、を含む回転機の異常検知装置と、
前記送信部から送信されてきた前記複数の標本化データを受信する受信部と、前記受信部が受信した前記複数の標本化データを周波数解析する第２の周波数解析部と、前記第２の周波数解析部の周波数解析結果に基づいて、二次判定をする第２の判定部と、を含む情報処理装置と、
を備える回転機の異常検知システムであって、
前記異常検知装置は、異常検知動作を終了する指示を受け付ける終了指示入力部をさらに備え、
前記記憶部は、前記周波数解析結果を記憶し、
前記終了指示入力部によって前記指示を受け付けた場合に、
前記周波数解析部は、前記記憶部に記憶されている前記複数の標本化データを全て読み出して周波数解析し、
時系列順で並べた前記周波数解析結果を前記記憶部に記憶する、回転機の異常検知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転機の異常、例えばロータ等の異常を好適に検知する回転機の異常検知装置および回転機の異常検知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
タービンや圧縮機等の回転機では、運転状態時、通常、ロータが高速に回転する。そのため、例えば当該ロータ等に損傷等の異常が発生した場合、前記異常の発見が遅れるほど、前記損傷等の異常は、大きくなり、更には前記異常により回転機が停止する可能性がある。そこで、こうした回転機の異常は、早期のうちに検知され、報知されることが望ましい。
【０００３】
例えば特許文献１に記載された異常摺動診断装置は、ＡＥ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）センサを使用して回転機械からＡＥ信号を検出し、この検出したＡＥ信号を周波数解析することによって異常摺動の有無、位置および程度を判定し、当該判定結果を表示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１６６３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
回転機における動作状態の時間的推移が把握できると、運転員が回転機の動作状態における時間的変化を発見することが可能となることから、回転機の異常は、より早期のうちに検知することができる。しかし、特許文献１に記載の従来技術では、異常摺動の有無、位置および程度の判定結果は、表示されるが、当該判定結果の時間的推移は、表示されない。よって、従来技術では、回転機における異常の有無等は、把握できても、異常を早期のうちに検知することは困難であった。
【０００６】
回転機の異常検知については、次の課題もある。回転機の異常を検知する手段として、回転機の異常検知装置の他に聴診棒がある。例えば、回転機の異常検知装置が常設される必要がない場合（例えば、新たに完成した回転機や、オーバーホールがされた回転機が試運転されるときにのみ、回転機の異常の検査がされる場合）、回転機の設置箇所において、回転機の異常検知装置を設置するスペースがない場合、回転機が屋外に設置されており、電源がない場合がある。このような場合、回転機の異常を検知するのに、聴診棒が用いられる。
【０００７】
しかし、聴診棒を用いて、回転機の異常を検知するには、熟練を要する。そこで、聴診棒の替わりに、又は、聴診棒と併用して、回転機の異常を検知するために、回転機の異常検知装置を携帯式にすることが要望される。これを実現するには、回転機の異常検知装置を小型化する必要がある。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、回転機の異常を早期に検知でき、かつ、回転機の異常検知装置を小型化できる回転機の異常検知装置およびこの装置を備える回転機の異常検知システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の局面に係る回転機の異常検知装置は、回転機の振動を所定の標本化周波数で標本化して検出し、所定の期間毎に当該期間内に検出した複数の標本化データを一括して出力する検出部と、前記検出部から出力された前記複数の標本化データを記憶する記憶部と、前記検出部から出力された前記複数の標本化データを周波数解析する周波数解析部と、前記周波数解析部の周波数解析結果に基づいて、一次判定をする判定部と、前記周波数解析部の周波数解析結果を時系列順でリアルタイムに表示する表示部と、前記検出部から出力された前記複数の標本化データを、二次判定を実行する情報処理装置に送信する送信部と、を備える。
【００１０】
検出部は、所定の期間毎に当該期間内に検出した複数の標本化データを一括して出力する。これには、検出部が、所定の期間毎に当該期間内に検出した全ての複数の標本化データを一括して出力する態様や、全ての複数の標本化データの一部を一括して出力する態様がある。
【００１１】
本発明の第１の局面に係る回転機の異常検知装置は、回転機の振動が標本化されて検出された標本化データの周波数解析結果を時系列順でリアルタイムに表示するので、回転機における動作状態の時間的推移が略リアルタイムで表示され、運転員が回転機の動作状態における時間的変化を発見することが可能となる。したがって、本発明の第１の局面に係る回転機の異常検知装置によれば、回転機の異常を早期に検知できる。
【００１２】
回転機の異常に関する一次判定とは、例えば、回転機に異常が発生しているか否か、及び、回転機に異常が発生している場合に、異常の種類を特定することである（例えば、ロータどうしの接触が発生、ロータとこれを収容するケーシングとの接触が発生）。二次判定とは、一次判定よりも演算量が多い判定（例えば、ロータどうしの接触が発生している場合に、接触の発生箇所の特定）である。本発明の第１の局面に係る回転機の異常検知装置に備えられる判定部は、一次判定をするが、二次判定をしないので、判定部の演算量を比較的少なくできる。この結果、判定部を実現するためのハードウェア等をシンプルかつ小型化できる。従って、本発明の第１の局面に係る回転機の異常検知装置によれば、回転機の異常検知装置を小型化できるので、回転機の携帯式異常検知装置を実現することができる。
【００１３】
一次判定の結果は、上記表示部に表示させもよいし、音声で報知してもよい。
【００１４】
上記の回転機の異常検知装置において、前記周波数解析部は、前記複数の標本化データを高速フーリエ変換によって周波数解析し、各周波数に対する振幅値データを出力することが好ましい。
【００１５】
これによれば、上記の回転機の異常検知装置は、高速フーリエ変換を用いるので、前記周波数解析結果を好適にリアルタイム表示できる。
【００１６】
上記の回転機の異常検知装置において、前記表示部は、前記周波数解析結果を周波数方向および前記振幅方向の二次元で表示し、さらに、各時刻における前記周波数解析結果を時系列順で表示した三次元表示でリアルタイムに表示することが好ましい。
【００１７】
これによれば、上記の回転機の異常検知装置は、前記標本化データの周波数解析結果を時系列順でリアルタイムに表示する際に、前記周波数解析結果を周波数方向および前記振幅方向（すなわち、各周波数の振幅方向）の二次元で表示し、前記時刻と合わせて三次元で表示するので、運転員が回転機の動作状態の時間的変化を視覚的に把握することが容易となる。
【００１８】
上記の回転機の異常検知装置において、前記周波数解析部は、前記検出部から前記複数の標本化データを受信した時点から周波数解析を開始し、前記周波数解析の開始から前記周波数解析の終了までの解析時間は、前記所定の期間よりも短いことが好ましい。
【００１９】
これによれば、上記の回転機の異常検知装置は、受信した前記所定の期間内に前記期間の期初で受信した前記複数の標本化データ全ての周波数解析を完了できる。
【００２０】
上記の回転機の異常検知装置において、前記記憶部は、前記検出部から前記複数の標本化データを受信した時点から前記複数の標本化データおよび前記周波数解析結果の記憶を開始し、前記複数の標本化データの前記記憶の開始から前記記憶の終了までの記憶時間は、前記所定の期間よりも短いことが好ましい。
【００２１】
これによれば、上記の回転機の異常検知装置は、前記記憶部に、前記受信時点から前記複数の標本化データおよび前記周波数解析結果を記憶できる。上記の回転機の異常検知システムは、受信した前記所定の期間内に前記期間の初期で受信した前記複数の標本化データを全て前記記憶部に記憶できる。
【００２２】
上記の回転機の異常検知装置において、異常検知動作を終了する指示を受け付ける終了指示入力部をさらに備え、前記終了指示入力部によって前記指示を受け付けた場合に、前記周波数解析部は、前記記憶部に記憶されている前記複数の標本化データを全て読み出して周波数解析し、時系列順で並べた周波数解析結果を前記記憶部に記憶することが好ましい。
【００２３】
これによれば、上記の回転機の異常検知装置は、異常検知動作を終了する際に、前記時系列順で並べた周波数解析結果を前記記憶部に記憶させるので、前記周波数解析中に前記周波数解析結果を記憶する場合と比べて、例えば制御部における前記記憶の処理負荷を軽減できる。
【００２４】
上記の回転機の異常検知装置において、前記周波数解析部は、所定の周波数解析プログラムを実行することによってプロセッサに機能的に構成され、前記周波数解析部は、前記周波数解析の開始に応じて、前記プロセッサに機能的に構成され、前記周波数解析の終了に応じて前記プロセッサから消去されることが好ましい。
【００２５】
これによれば、上記の回転機の異常検知装置は、周波数解析部を複数並行して機能的に構成することが可能となる。前記周波数解析部は、必要時に構成されるから、上記の回転機の異常検知システムは、前記必要時に前記プロセッサに機能的に構成された前記周波数解析部を管理すればよいので、予め所定数の周波数解析部を機能的に構成する場合に比べて、前記プロセッサの処理負荷等を低減できる。
【００２６】
上記の回転機の異常検知装置において、前記検出部は、前記回転機の振動を検出し、検出した振動を示す信号を出力するセンサと、前記センサを前記回転機から着脱可能に、前記センサを前記回転機に固定する固定部と、前記センサが出力した前記信号で示される振動を前記所定の標本化周波数で標本化して検出し、前記所定の期間毎に当該期間内に検出した前記複数の標本化データを一括して出力する標本化部と、を含むことが好ましい。
【００２７】
固定部は、例えば、磁石である。センサが固定される回転機の箇所が非磁性体であれば、例えば、センサを保持するホルダーと、ホルダーを回転機に固定するネジとにより構成された固定部が用いられる。
【００２８】
これによれば、センサは、回転機から着脱可能にされているので、回転機の異常検知装置が常設されずに、一時的に使用される場合に便利である。
【００２９】
上記の回転機の異常検知装置において、前記回転機の異常検知装置を動作させる電源となる電池を保持する電池保持部をさらに備えることが好ましい。
【００３０】
回転機の異常を検査する場所において、回転機の異常検知装置の電源となるコンセントが設置されていないことがある（例えば、回転機が屋外に設置されている）。これによれば、回転機の異常検知装置の電源が電池なので、コンセントがない場所でも、回転機の異常の検査をすることができる。
【００３１】
上記の回転機の異常検知装置において、前記検出部は、前記回転機の振動を検出し、検出した振動を示す信号を出力するセンサと、前記センサを前記回転機から着脱可能に、前記センサを前記回転機に固定する固定部と、前記センサが出力した前記信号で示される振動を前記所定の標本化周波数で標本化して検出し、前記所定の期間毎に当該期間内に検出した前記複数の標本化データを一括して出力する標本化部と、を含み、前記回転機の異常検知装置は、さらに、前記回転機の異常検知装置を動作させる電源となる電池を保持する電池保持部と、前記判定部が、前記回転機に異常が発生していると判定したとき、光により報知する報知部と、前記回転機の異常検知装置を操作する入力がされる入力部と、前記記憶部、前記周波数解析部、前記判定部、前記表示部、前記送信部、前記標本化部、前記電池保持部、前記報知部および前記入力部に対して、筐体となる筐体部と、を備えることが好ましい。
【００３２】
これによれば、回転機の異常検知装置を構成する要素（記憶部、周波数解析部、判定部、表示部、送信部、標本化部、電池保持部、報知部および入力部）が、一つの筐体に収められているので、回転機の携帯式異常検知装置を実現できる。
【００３３】
本発明の第２の局面に係る回転機の異常検知システムは、回転機の振動を所定の標本化周波数で標本化して検出し、所定の期間毎に当該期間内に検出した複数の標本化データを一括して出力する検出部と、前記検出部から出力された前記複数の標本化データを記憶する記憶部と、前記検出部から出力された前記複数の標本化データを周波数解析する周波数解析部と、前記周波数解析部の周波数解析結果に基づいて、一次判定をする判定部と、前記周波数解析部の周波数解析結果を時系列順でリアルタイムに表示する表示部と、前記検出部から出力された前記複数の標本化データを送信する送信部と、を含む回転機の異常検知装置と、前記送信部から送信されてきた前記複数の標本化データを受信する受信部と、前記受信部が受信した前記複数の標本化データを周波数解析する第２の周波数解析部と、前記第２の周波数解析部の周波数解析結果に基づいて、二次判定をする第２の判定部と、を含む情報処理装置と、を備える。
【００３４】
本発明の第２の局面は、本発明の第１局面と同様の作用効果を有する。
本発明の第３の局面に係る回転機の異常検知装置は、回転機の振動を所定の標本化周波数で標本化して検出し、所定の期間毎に当該期間内に検出した複数の標本化データを一括して出力する検出部と、前記検出部から出力された前記複数の標本化データを記憶する記憶部と、前記検出部から出力された前記複数の標本化データを周波数解析する周波数解析部と、前記周波数解析部の周波数解析結果に基づいて、一次判定をする判定部と、前記周波数解析部の周波数解析結果を時系列順でリアルタイムに表示する表示部と、前記検出部から出力された前記複数の標本化データを、二次判定を実行する情報処理装置に送信する送信部と、異常検知動作を終了する指示を受け付ける終了指示入力部と、を備え、前記記憶部は、前記周波数解析結果を記憶し、前記終了指示入力部によって前記指示を受け付けた場合に、前記周波数解析部は、前記記憶部に記憶されている前記複数の標本化データを全て読み出して周波数解析し、時系列順で並べた前記周波数解析結果を前記記憶部に記憶する。
本発明の第４の局面に係る回転機の異常検知システムは、回転機の振動を所定の標本化周波数で標本化して検出し、所定の期間毎に当該期間内に検出した複数の標本化データを一括して出力する検出部と、前記検出部から出力された前記複数の標本化データを記憶する記憶部と、前記検出部から出力された前記複数の標本化データを周波数解析する周波数解析部と、前記周波数解析部の周波数解析結果に基づいて、一次判定をする判定部と、前記周波数解析部の周波数解析結果を時系列順でリアルタイムに表示する表示部と、前記検出部から出力された前記複数の標本化データを送信する送信部と、を含む回転機の異常検知装置と、前記送信部から送信されてきた前記複数の標本化データを受信する受信部と、前記受信部が受信した前記複数の標本化データを周波数解析する第２の周波数解析部と、前記第２の周波数解析部の周波数解析結果に基づいて、二次判定をする第２の判定部と、を含む情報処理装置と、を備える回転機の異常検知システムであって、前記異常検知装置は、異常検知動作を終了する指示を受け付ける終了指示入力部をさらに備え、前記記憶部は、前記周波数解析結果を記憶し、前記終了指示入力部によって前記指示を受け付けた場合に、前記周波数解析部は、前記記憶部に記憶されている前記複数の標本化データを全て読み出して周波数解析し、時系列順で並べた前記周波数解析結果を前記記憶部に記憶する。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、回転機の異常を早期に検知できる。また、本発明によれば、回転機の異常検知装置を小型化できるので、回転機の携帯式異常検知装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施形態にかかる回転機の異常検知システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図２】実施形態にかかる表示部に表示される表示画面の一例である。
【図３】実施形態にかかる回転機の異常検知装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】実施形態にかかる回転機の異常検知装置の動作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】
【００３７】
以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。
【００３８】
図１は、実施形態にかかる回転機の異常検知システム（以下、単に異常検知システムとも呼ぶ）１０００の構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、異常検知システム１０００は、回転機の異常検知装置１００と、情報処理装置２００とを備える。回転機の異常検知装置１００と情報処理装置２００とは、ネットワークＮＷによって相互に通信可能に接続されている。ネットワークＮＷとしては、例えば、インターネットやＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）がある。回転機の異常検知装置１００は、例えば、検出部１と、演算処理部２と、表示部３と、入力部４、通信部６、報知部７、電池保持部８および筐体部９を備える。演算処理部２は、検知部１、表示部３、入力部４、通信部６および報知部７と接続されている。
【００３９】
検出部１は、測定対象である回転機５の振動を所定の標本化周波数で標本化して検出し、所定の期間毎に当該期間内に検出した全ての複数の標本化データを一括して演算処理部２に出力する装置である。検出部１は、例えば、センサ１０（１０ａ〜１０ｄ）と、アンプ１１（１１ａ、１１ｂ）と、標本化部１２とを有する。センサ１０とアンプ１１とが接続され、アンプ１１と標本化部１２とが接続され、標本化部１２と演算処理部２とが接続される。
【００４０】
センサ１０は、測定対象である回転機５の振動を検出し、検出した振動を示す信号を出力する装置である。センサ１０は、例えば、圧電セラミックス等の材料を含む振動の機械エネルギーを電気エネルギーに変換する電気機械変換素子である。より具体的には、センサ１０は、例えばＡＥ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）センサおよび加速度センサ等である。センサ１０は、１または複数用いられ、本実施形態では、２つのＡＥセンサ１０ａ、１０ｂおよび２つの加速度センサ１０ｃ、１０ｄである。ＡＥセンサ１０ａ、１０ｂおよび加速度センサ１０ｃ、１０ｄは、図１に示すように、タービンや圧縮機等である回転機５の本体に取り付けられる。ＡＥセンサ１０ａ、１０ｂは、例えば、回転機５が圧縮機の場合に通常は離間されている２つのロータが接触するなどのロータ等の異常を検出するため、当該異常に起因するＡＥ波を検出する。加速度センサ１０ｃ、１０ｄは、前記異常に起因する回転機５の振動の加速度を検出する。
【００４１】
センサ１０は、磁石５１を備えている。センサ１０は、回転機５と接触する面を有しており、この面の一部が磁石５１により構成される。磁石５１は、固定部の一例であり、センサ１０を回転機５から着脱可能に、センサ１０を回転機５に固定する。固定部は、磁石に限らず、例えば、センサ１０を保持するホルダーと、ホルダーを回転機５に固定するネジとにより構成してもよい。この構成によれば、センサ１０が固定される回転機５の箇所が非磁性体の場合であっても、センサ１０を回転機５に固定することができる。
【００４２】
センサ１０は、磁石５１によって、回転機５から着脱可能にされているので、回転機の異常検知装置１００が常設されずに、一時的に使用される場合に便利である。
【００４３】
アンプ１１は、センサ１０から出力された微小信号である各検出信号を増幅する装置である。アンプ１１は、センサ１０の個数に応じて適宜な個数用いられ、本実施形態では、２個のアンプ１１ａ、１１ｂである。アンプ１１ａは、ＡＥセンサ１０ａ、１０ｂに接続される。アンプ１１ｂは、加速度センサ１０ｃ、１０ｄに接続される。アンプ１１ａは、ＡＥセンサ１０ａ、１０ｂから出力される各信号を個別に増幅して、個別に出力する。アンプ１１ｂは、加速度センサ１０ｃ、１０ｄから出力される各信号を個別に増幅して、個別に出力する。アンプ１１ａおよびアンプ１１ｂの各出力は、それぞれ標本化部１２へ出力される。
【００４４】
標本化部１２は、回転機５の振動を所定の標本化周波数で標本化し、前記全ての複数の標本化データを演算処理部２へ出力する装置である。前記全ての複数の標本化データは、演算処理部２からの指示に従って標本化部１２から一括で出力される。本実施形態では、例えば、標本化部１２は、例えばレジスタ１２ａを有し、標本化部１２は、例えばアンプ１１ａから個別に出力されたＡＥセンサ１０ａ、１０ｂの各信号を互いに同じタイミングで各々個別に１ＭＨｚの標本化周波数で標本化し、Ａ／Ｄ変換してレジスタ１２ａに蓄積し、一方、アンプ１１ｂから個別に出力された加速度センサ１０ｃ、１０ｄの各信号を互いに同じタイミングで各々個別に２０ｋＨｚの標本化周波数で標本化し、Ａ／Ｄ変換してレジスタ１２ａに蓄積する。このようにレジスタ１２ａには、前記全ての標本化データＤａが蓄積される。標本化部１２は、レジスタ１２ａに蓄積した前記所定の期間内に検出した全ての標本化データＤａを、演算処理部２からの指示に従って、所定の期間毎に、一括して演算処理部２へ出力する。レジスタ１２ａから、前記アンプ１１ａ（ＡＥセンサ１０ａ、１０ｂの各出力）のＡ／Ｄ変換された標本化データ（以下、ＡＥデータとも呼ぶ）は、ＡＥセンサ１０ａ、１０ｂの各信号を１個の電子ファイルに纏めて１ファイルで、所定の信号の個数毎、例えば１０２４００個毎に演算処理部２へ一括して出力される。よって、ＡＥデータは、約０．１ｓｅｃ毎に演算処理部２へ出力される（１０２４００／１ＭＨｚ≒約０．１ｓｅｃ）。すなわち、ＡＥデータの前記所定の期間は、本実施形態では約０．１ｓｅｃである。また、レジスタ１２ａから、前記アンプ１１ｂ（加速度センサ１０ｃ、１０ｄの各出力）のＡ／Ｄ変換された標本化データ（以下、加速度データとも呼ぶ）は、加速度センサ１０ｃ、１０ｄの各信号を１個の電子ファイルに纏めて１ファイルで、所定の信号の個数毎、例えば６５５３６個毎に演算処理部２へ一括して出力される。よって、加速度データは、約３．３ｓｅｃ毎に演算処理部２へ出力される（６５５３６／２０ｋＨｚ≒約３．３ｓｅｃ）。すなわち、加速度データの前記所定の期間は、本実施形態では約３．３ｓｅｃである。
【００４５】
このような検出部１では、回転機５の振動は、センサ１０で検出されてアナログ信号でアンプ１１へ出力され、アンプ１１で当該検出信号が増幅されて標本化部１２に入力される。標本化部１２に入力された回転機５の検出信号は、標本化されてデジタル化された後に、所定のタイミングで演算処理部２へ出力される。
【００４６】
以上説明したように、標本化部１２は、センサ１０が出力した信号で示される振動を所定の標本化周波数で標本化して検出し、所定の期間毎に当該期間内に検出した全ての複数の標本化データを一括して出力する。なお、標本化部１２は、全ての複数の標本化データを一括して出力するのではなく、全ての複数の標本化データの一部を一括して出力してもよい。具体的に説明すると、標本化部１２は、例えば、１０２４００個の標本化データを一括して出力するのではなく、１０２４００個の標本化データを間引いて、一括して出力する（例えば、５１２００個の標本化データを一括して出力する）。
【００４７】
演算処理部２は、検出部１が標本化して検出した前記標本化データＤａを周波数解析し、周波数解析結果を所定の時間分、時系列順でリアルタイムに表示する画像データを生成する装置である。演算処理部２は、例えばメモリ２１、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）２２、制御演算部２３、異常判定部２４および画像生成部２５を有する。なお、検出部１から出力された標本化データＤａを記憶する記憶部の一例が、メモリ２１およびＨＤＤ２２である。標本化部１２は、メモリ２１および制御演算部２３それぞれに接続される。メモリ２１は、制御演算部２３に接続される。制御演算部２３は、ＨＤＤ２２、異常判定部２４および画像生成部２５それぞれに接続される。異常判定部２４は、画像生成部２５に接続される。画像生成部２５は、表示部３およびＨＤＤ２２それぞれに接続される。なお、制御演算部２３は、異常判定部２４および画像生成部２５それぞれに出力する。したがって、制御演算部２３の出力は、別途、異常判定部２４を経由して画像生成部２５に出力される。画像生成部２５の出力は、表示部３に出力される。ＨＤＤ２２は、画像生成部２５から画像データが入力される。
【００４８】
メモリ２１は、標本化部１２から出力された全ての標本化データＤａを一時的に記憶する回路である。メモリ２１に記憶された標本化データＤａは、制御演算部２３によって読み出される。メモリ２１を備えることで、標本化部１２から一括して出力された前記全ての標本化データＤａは、全て保持される。よって、標本化データＤａが全てＨＤＤ２２に保存可能となり、周波数解析部２３ａは、全ての前記標本化データＤａを使用して周波数解析することが可能となる。
【００４９】
ＨＤＤ２２は、検出部１から出力された標本化データＤａを記憶する装置である。本実施形態では、例えばメモリ２１に記憶されている全ての標本化データＤａを、後述の保存処理部２３ｂが、ＨＤＤ２２に保存する。本実施形態では、保存処理部２３ｂは、例えば検出部１から標本化データＤａを受信した時点から、ＨＤＤ２２への標本化データＤａの記憶を開始する。
【００５０】
制御演算部２３は、検出部１、演算処理部２、表示部３、入力部４、通信部６および報知部７の全体制御および各種演算等を行う。制御演算部２３は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等のプロセッサ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、前記メモリ２１が内部に機能的に構成されるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）およびそれらの周辺回路を備えて構成される。制御演算部２３は、例えば、周波数解析部２３ａと、保存処理部２３ｂと、制御部２３ｃとを有する。本実施形態では、制御演算部２３は、ＲＯＭに記憶された、異常を検知するための異常検知プログラムを実行することにより、制御演算部２３には機能的に周波数解析部２３ａ、保存処理部２３ｂおよび制御部２３ｃが構成される。周波数解析部２３ａが制御演算部２３に機能的に構成されることにより、制御演算部２３は、周波数解析部２３ａを複数並行して機能的に構成でき、複数の周波数解析２３ａを並行して実行できる。本実施形態では、周波数解析部２３ａおよび保存処理部２３ｂは、周波数解析の開始に応じて、例えば同時に、制御演算部２３に機能的に構成され、前記周波数解析の終了に応じて制御演算部２３から消去される。周波数解析部２３ａは、メモリ２１およびＨＤＤ２２に接続され、周波数解析部２３ａの出力は、異常判定部２４および画像生成部２５に出力される。保存処理部２３ｂは、メモリ２１およびＨＤＤ２２に接続される。
【００５１】
周波数解析部２３ａは、標本化部１２から出力された標本化データＤａを周波数解析する。本実施形態では、例えば周波数解析部２３ａは、標本化データＤａを高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によって周波数解析し、標本化データＤａの周波数特性すなわち各周波数に対する振幅値データを出力する。
【００５２】
周波数解析部２３ａでＡＥデータの高速フーリエ変換は、例えば４０９６個毎に実行される。上記のように、ＡＥデータは、１０２４００個毎にメモリ２１へ一括して入力されるので、前記所定の期間（約０．１ｓｅｃ）内にＡＥデータの高速フーリエ変換は、２５回実行される（１０２４００／４０９６＝２５）。なお、周波数解析部２３ａは、例えば前記所定の期間内に得られた２５個の高速フーリエ変換結果の平均値を使用して、前記所定の期間の高速フーリエ変換の結果とする。加速度データの高速フーリエ変換は、例えば６５５３６個毎に実行される。上記のように、加速度データは、６５５３６個毎にメモリ２１へ一括して入力されるので、前記所定の期間（約３．３ｓｅｃ）内に加速度データの高速フーリエ変換は、１回実行される。なお、周波数解析部２３ａは、終了指示入力部（入力部）４が異常検知動作を終了する指示を異常検知装置１００の運転員から受け付けた場合に、ＨＤＤ２２に保存されている全時刻の前記標本化データＤａを読出して周波数解析し、当該周波数解析結果を画像生成部２５へ出力する。
【００５３】
保存処理部２３ｂは、メモリ２１から読み出した標本化データＤａをＨＤＤ２２に保存する。制御部２３ｃは、演算処理部２の全体制御等を行う。なお、制御部２３ｃは、前記全ての標本化データＤａを一括出力する指示を標本化部１２へ出力する。本実施形態では、前記一括出力指示は、前記所定の期間毎に制御部２３ｃから標本化部１２へ出力される。制御部２３ｃは、標本化部１２に対して標本化およびＡ／Ｄ変換の開始指示を出力する。
【００５４】
異常判定部２４は、周波数解析部２３ａで周波数解析された結果を使用し、回転機５のロータ等における異常の有無を判定（一次判定）するものである。異常判定部２４は、例えば前記振幅値の最大値、平均値もしくは標準偏差値または周波数の中央値もしくは標準偏差値などの特徴量を前記周波数解析結果から抽出し、過去の異常データ、実験結果、またはシミュレーション結果等により予め設定された閾値と前記特徴量とを比較するなどして、所定の判定条件を満たすか否かを判断し、ロータ等における異常の有無を判定する。異常判定部２４は、例えば異常の判定結果として、回転機５が圧縮機の場合、前記２つのロータに接触疑いがある旨の警告メッセージ等を画像生成部２５に出力する。
【００５５】
このように、異常判定部２４は、周波数解析部２３ａの周波数解析結果に基づいて、回転機５の異常に関する一次判定をする判定部として機能する。回転機５の異常に関する一次判定とは、例えば、回転機５に異常が発生しているか否か、及び、回転機５に異常が発生している場合に、異常の種類を特定することである（例えば、ロータどうしの接触が発生、ロータとこれを収容するケーシングとの接触が発生）。
【００５６】
画像生成部２５は、表示部３に表示させる画像データを生成するものである。画像生成部２５は、例えば、前記周波数解析結果を時系列順でリアルタイムに表示する画像データを生成する。前記画像データは、例えば前記周波数解析結果が周波数方向および前記振幅方向の二次元で表示され、さらに現在時刻直近の前記二次元の表示（前記周波数解析結果）と共に各時刻における前記周波数解析結果が時系列順で表示されることで、リアルタイムかつ三次元で表示されるデータ（以下、三次元画像データとも呼ぶ）である。図２には、表示部３に表示される表示画面３１の一例が示されている。表示画面３１は、現在時刻（図２では、Ｅ時ｅ分ε秒）の前記周波数解析結果および現在時刻より過去の各時刻（図２では、Ａ時ａ分α秒〜Ｅ時ｅ分ε秒）における前記周波数解析結果が、時系列順で表示されることで三次元でリアルタイムに表示された、各センサ（図２では、ＡＥセンサ１０ａ、１０ｂ、および加速度センサ１０ｃ、１０ｄが各々対応するセンサＡ〜Ｄで表記）毎の部分画像３２（三次元画像データの画像）を含む。表示画面３１は、所定の位置に配置された判定結果（警告メッセージ等）が表示される結果表示欄３５と、後述の凡例画像３４とを含む。部分画像３２には、縦軸を時刻（時間軸）、横軸を周波数軸として前記周波数解析結果が表示されている。なお、図２では、説明の都合上、センサＡに関する部分がセンサＢ〜Ｄの部分よりも大きく図示されている。各センサの部分画像３２は、前記周波数方向および前記振幅方向の二次元で表示された例えば帯状の部分画像３３が時系列順に隣接して並んで構成された平面画像である。図２の場合、最古の前記振幅値データ（二次元の帯状の部分画像３３）が部分画像３２から削除され、残りの他時刻の部分画像３３が削除された分だけスクロールされ、最新の部分画像３３は、現在時刻である部分画像３２の最下に追記される。
【００５７】
なお、本実施形態では、各周波数に対する振幅値データは、例えば各周波数位置に対する画素のモノトーンの濃淡等で表示される。前記部分画像３３は、周波数方向に、例えば振幅値の大小に対して白色から黒色に変化する濃淡で表わされた複数の画素で構成され、当該濃淡の帯となって二次元で表示される。なお、図２には、当該振幅値データと前記濃淡との関係は、表示画面３１内の所定の位置に配された凡例画像３４に表示されている。
【００５８】
なお、前記二次元で表示された帯状の部分画像３３は、例えば、周波数軸方向に並んだ２０４８個の画素で構成されている。すなわち、部分画像３３は、２０４８個の周波数についての振幅値が表示されている。周波数解析部２３ａから２０４８個を超過する個数の周波数について周波数解析結果が出力された場合には、所定の抽出処理により前記個数の周波数の中から２０４８個の周波数が選択されて、部分画像３３が生成される。例えば、４０９６個の周波数についての周波数解析結果が出力された場合には、例えば２つ毎の隣り合う周波数の間で振幅値を比較して大きい振幅値の方の周波数が採用されるなどして、２０４８個の周波数が選択されて、前記帯状の部分画像３３は、周波数軸方向に並んだ２０４８個の画素で生成される。上記の、より異常である所を示す大きい振幅値の方の周波数を採用する方法により、異常検知装置１００は、異常をより好適に検知することが可能となる。
【００５９】
画像生成部２５は、終了指示入力部（入力部）４が異常検知動作を終了する指示を運転員から受け付けた場合には、周波数解析部２３ａが周波数解析した前記全時刻の周波数解析結果（前記振幅値データ）が入力されるので、前記全時刻の周波数解析結果の前記三次元画像データを生成し、前記三次元画像データは、ＨＤＤ２２へ転送されて保存される。
【００６０】
表示部３は、画像生成部２５からの前記画像データが入力され、周波数解析部２３ａの前記周波数解析結果を時系列順でリアルタイムに表示する装置である。
【００６１】
表示部３は、上記一次判定の結果を表示する。例えば、異常判定部２４が回転機５に異常が発生していると判定したとき、表示部３は、異常発生を示す旨（例えば、警告メッセージ）を表示する。異常発生を示す旨は、例えば、図２の結果表示欄３５に表示される。なお、一次判定の結果は、音声で報知されるようにしてもよい。
【００６２】
回転機５の異常の検査において、四つのセンサ１０の全てが用いられず、これより少ない数のセンサ１０が用いられる場合がある。例えば、ＡＥセンサ１０ａのみが用いられることがある。この場合、残りの三つのセンサ１０からの信号は、標本化部１２および演算処理部２に送られないので、演算処理部２は、四つの部分画像３２を生成することができない。これが原因で、演算処理部２が正常に動作できなくなるおそれがある。これを防止するために、標本化部１２の前段にセンサ信号入力部（不図示）が設けられている。ユーザーは、入力部４を操作して、四つのセンサ１０の中から、回転機５の異常検知に用いるセンサ１０を選択することができる。例えば、ＡＥセンサ１０ａのみを選択したとき、センサ信号入力部は、ＡＥセンサ１０ａからの信号を有効とし、残りのセンサ１０からの信号を無効とする。標本化部１２は、ＡＥセンサ１０ａから送られてきた信号に対して、複数の標本化データを生成し、演算処理部２は、このデータを基にして、周波数解析をして、センサＡに対応する部分画像３２を生成する。
【００６３】
入力部４は、演算処理部２に対して情報入力するためのマウスやキーボード等の入力機器である。入力部４は、回転機の異常検知装置１００を操作する入力がされる。入力部４は、異常検知動作を開始した後に、異常検知動作を終了する指示を運転員から受け付ける終了指示入力部４ａを含む。終了指示入力部４ａは、キーボード上の所定のキーであってもよく、また、表示部３に表示された終了指示入力を受け付けるための所定領域（終了指示入力ボタン）等であってもよい。
【００６４】
通信部６は、ネットワークＮＷに接続された情報処理装置２００等との間で通信を実行するための通信インターフェイス回路である。検出部１は、上述したように、回転機５の振動を所定の標本化周波数で標本化して検出し、所定の期間毎に当該期間内に検出した複数の標本化データを一括して出力する。通信部６は、送信部として機能し、検出部１から出力された上記複数の標本化データを、二次判定を実行する情報処理装置２００に送信する。
【００６５】
報知部７は、異常判定部２４（判定部の一例）が回転機５に異常が発生していると判定したとき、光により報知する。例えば、超小型回転灯が報知部７として用いられる。回転機５の運転員等のユーザーが、回転機の異常検知装置１００と聴診棒とを併用して、回転機５の異常の検査をすることがある。この場合、回転機の異常検知装置１００と離れた場所で、ユーザーが聴診棒を用いて、回転機５の異常の検査をすることが考えられる。回転機５が作動しているとき、回転機５から騒音が発生するので、音声（例えば、ブザー音）によって、異常検知を報知しても、ユーザーがその報知に気がつかないおそれがある。そこで、報知部７は、光によって、異常検知を報知する。
【００６６】
電池保持部８は、電池ホルダー、電池ボックス又は電池ケースと称されており、回転機の異常検知装置１００を動作させる電源となる電池ＢＴを保持する。電池ＢＴは、演算処理部２、表示部３、入力部４、通信部６、報知部７および標本化部１２が動作するために必要な電力を、これらに供給する。
【００６７】
回転機５の異常を検査する場所において、回転機の異常検知装置１００の電源となるコンセントが設置されていないことがある（例えば、回転機５が屋外に設置されている）。実施形態によれば、回転機の異常検知装置１００の電源が電池ＢＴなので、コンセントがない場所でも、回転機５の異常の検査をすることができる。
【００６８】
筐体部９は、演算処理部２、表示部３、入力部４、通信部６、報知部７、電池保持部８および標本化部１２に対して、筐体となる。実施形態によれば、回転機の異常検知装置１００を構成する要素（演算処理部２、表示部３、入力部４、通信部６、報知部７、電池保持部８および標本化部１２）が、一つの筐体に収められている。従って、実施形態によれば、モバイル端末（例えば、ノートパソコン、タブレット端末）を回転機の異常検知装置１００にすることがきるので、回転機の携帯式異常検知装置を実現できる。
【００６９】
情報処理装置２００については、後で説明する。
【００７０】
図３は、実施形態にかかる回転機の異常検知装置１００の動作を説明するためのタイミングチャートである。図３には、異常検知装置１００における各データのタイミングチャートが示されている。縦軸方向には、上記のレジスタ１２ａにおける蓄積処理（図３中、“レジスタ蓄積”）、周波数解析部２３ａの周波数解析処理（図３中、“周波数解析”）、保存処理部２３ｂの保存処理（図３中、“データ保存”）、および、画像生成部２５の画像生成処理と表示部３の表示処理（図３中、“周波数解析結果画像生成及び表示”）のタイミングチャートが並ぶ。横軸は、時間を表す。レジスタ１２ａには、所定の期間毎にデータが蓄積される。時刻ｔ０は、制御部２３ｃが標本化部１２に対して標本化およびＡ／Ｄ変換の開始を指示した時刻である。時刻ｔ０と、所定の期間だけ経過した時刻ｔ１との間の期間で、センサ１０（ＡＥセンサ１０ａ、１０ｂおよび加速度センサ１０ｃ、１０ｄ）は、回転機５の振動を検出し、アンプ１１（１１ａ，１１ｂ）で増幅された信号は、標本化部１２で標本化およびＡ／Ｄ変換され、標本化データＤａ（図３ではデータ１）は、レジスタ１２ａへ蓄積される。時刻ｔ１に、所定の期間内に検出した全ての複数の標本化データＤａ（データ１）は、レジスタ１２ａに蓄積され、蓄積された標本化データＤａ（データ１）は、制御部２３ｃの指示に従って、レジスタ１２ａからメモリ２１へ一括して出力される。時刻ｔ１と、前記所定の期間だけ経過したｔ３との間の期間で、上記と同様に、検出部１で前記振動検出、前記標本化および前記Ａ／Ｄ変換が実行されて、再び標本化データＤａ（図３ではデータ２）は、レジスタ１２ａへ蓄積される。そして、時刻ｔ３に、所定の期間内に検出した全ての標本化データＤａ（データ２）は、レジスタ１２ａに蓄積され、制御部２３ｃの指示に従って、レジスタ１２ａからメモリ２１へ一括して出力される。このように、前記所定の期間毎に、当該期間内に検出した全ての複数の標本化データＤａは、レジスタ１２ａに蓄積され、前記全ての複数の標本化データＤａは、一括して出力される。時刻ｔ３以降においても同様に、データ３等のレジスタ１２ａへの蓄積および前記メモリ２１への出力が実行される。
【００７１】
一方、時刻ｔ１以降で、レジスタ１２ａから一括して出力された全ての標本化データＤａ（データ１）のメモリ２１への一時記憶が開始される。なお、周波数解析部２３ａがメモリ２１を介してレジスタ１２ａから前記標本化データＤａを受信した時点（時刻ｔ１）から、周波数解析部２３ａは、前記標本化データＤａ（データ１）の周波数解析を開始する。前記記憶部（ここでは、ＨＤＤ２２）は、メモリ２１および保存処理部２３ｂを介してレジスタ１２ａから標本化データＤａを受信した時点（時刻ｔ１）から、データ１の保存を開始する。本実施形態では、当該周波数解析および前記複数の標本化データＤａの前記記憶部への記憶は、時刻ｔ３より前の時刻ｔ２までに完了する。すなわち、標本化データＤａ（データ１）の周波数解析の開始から周波数解析の終了までの解析時間（時刻ｔ１〜ｔ２）は、前記所定の期間（時刻ｔ１〜ｔ３）よりも短く、また、標本化データＤａ（データ１）の前記記憶の開始から前記記憶の終了までの記憶時間は、前記所定の期間（時刻ｔ１〜ｔ３）よりも短い。演算処理部２には、このような動作能力を持つハードウェアが用いられる。このように前記解析時間および前記記憶時間が前記所定の期間より短いことで、標本化部１２から一括して出力された前記全ての標本化データＤａは、全て周波数解析されることが可能となり、かつ全て記憶部に記憶されることが可能となる。時刻ｔ１以降の時刻ｔ３、ｔ５、・・・等においても、前記所定の期間毎に、周波数解析部２３ａは、全ての標本化データＤａ（データ２、データ３、・・・・等）を全て周波数解析し、保存処理部２３ｂは、前記全ての標本化データＤａ（データ２、データ３、・・・等）を全てＨＤＤ２２へ保存させる。なお、これらデータ２、データ３、・・・等における解析時間および記憶時間も、前記所定の期間より短い。
【００７２】
時刻ｔ２に周波数解析部２３ａが前記標本化データＤａ（データ１）の全ての前記周波数解析を終了したことから、時刻ｔ２以降で、周波数解析部２３ａから異常判定部２４および画像生成部２５に向けて前記周波数解析結果の出力が開始される。そこで時刻ｔ２以降で、異常判定部２４は、前記異常判定を開始し、画像生成部２５は、各センサのデータ１の前記周波数解析結果について部分画像３３を作成する。画像生成部２５は、時系列順でリアルタイムに表示する部分画像３２（三次元画像データの画像）および表示画面３１を生成して表示部３へ出力する。なお、異常判定部２４による異常判定結果が画像生成部２５に入力されている場合は、画像生成部２５は、前記異常判定結果も使用して前記表示画面３１の画像データの画像生成を行う。その後、表示部３は、前記表示画面３１を表示する。なお、本実施形態では、画像生成部２５における前記表示画面３１の画像データを作成するために要する時間が前記所定の期間よりも長くなり、前記表示画面３１の画像データを作成している間に複数の前記周波数解析が終了し、複数の前記周波数解析結果が得られる場合がある。この場合、本実施形態では、画像生成部２５は、最新の前記周波数解析のみを用いて前記表示画面３１の画像データを生成する。例えば図３で、データ１の前記周波数解析が使用された前記表示画面３１の画像データの生成が終了する時刻ｔ７は、データ２について周波数解析が終了する時刻ｔ４とデータ３について周波数解析が終了する時刻ｔ６よりも後であるので、時刻ｔ７にはデータ２の周波数解析結果とデータ３の周波数解析結果とが取得されている。この場合、画像生成部２５は、最新の前記周波数解析結果であるデータ３についての周波数解析結果の画像データ（部分画像３３）のみを用いて、前記表示画面３１の画像データを生成する。よって、時刻ｔ７で、画像生成部２５は、データ２の周波数解析結果を用いることなく、データ３を用いて表示画面３１の画像データの生成を開始し、表示部３は、当該表示画面３１を表示する。時刻ｔ７以降においても、同様に、こうした異常判定部２４による前記異常判定、画像生成部２５による前記表示画面３１の画像データの生成、および、表示部３における前記表示画面３１の表示が実行される。
【００７３】
図４は、実施形態にかかる回転機の異常検知装置１００の動作を示すフローチャートである。図４Ａは、標本化部１２における動作フロー図であり、図４Ｂは、周波数解析部２３ａ、保存処理部２３ｂおよび異常判定部２４における動作フロー図であり、図４Ｃは、画像生成部２５および表示部３における動作フロー図である。これら図４Ａないし図４Ｃの各動作フローは、並行して実行される。
【００７４】
図４Ａでは、まず演算処理部２（制御部２３ｃ）は、標本化部１２にアンプ１１の出力に対する標本化およびＡ／Ｄ変換の開始指示を出力し、センサ１０は、回転機５の振動を検出し、アンプ１１が増幅した信号は、標本化およびＡ／Ｄ変換され、標本化データＤａのレジスタ１２ａへの蓄積が開始される（ステップＳ１１）。なお、この時点から、標本化およびＡ／Ｄ変換された標本化データＤａのレジスタ１２ａに蓄積された数（以下、Ａ／Ｄ変換データ取得個数とも呼ぶ）は、ゼロから増加を始める。次に、Ａ／Ｄ変換データ取得個数が前記所定の個数（ＡＥデータでは１０２４００個、加速度データでは６５５３６個）となったか否かが、制御部２３ｃによって判断される（ステップＳ１３）。蓄積数が前記所定の個数に至っていない場合（ステップＳ１３でＮＯ）は、ステップＳ１３の判断が繰り返されて、その間に標本化データＤａがレジスタ１２ａへ蓄積されてＡ／Ｄ変換データの取得個数が増加する。蓄積数が前記所定の個数である場合（ステップＳ１３でＹＥＳ）は、レジスタ１２ａから演算処理部２（メモリ２１）へ前記所定の期間内に検出された全ての標本化データＤａは（所定の期間毎に）、一括して出力される（ステップＳ１５）。その後、Ａ／Ｄ変換データの取得個数がリセットされ（ステップＳ１７）、入力部（終了指示入力部）４が異常検知動作を終了する指示を運転員から受け付けたか否かが制御部２３ｃで判断される（ステップＳ１９）。異常検知動作を終了する指示を運転員から受け付けていない場合（ステップＳ１９でＮＯ）は、ステップＳ１３からの上記のフローが実行され、ステップＳ１５の前記所定の期間毎に当該期間内に検出した全ての複数の標本化データＤａが一括して出力される処理等が繰り返される。異常検知動作を終了する指示を運転員から受け付けた場合（ステップＳ１９でＹＥＳ）は、異常検知装置１００は、所定の終了前処理を経て、異常検知動作を終了する。
【００７５】
図４Ｂでは、まず周波数解析用のデータであるレジスタ１２ａからの前記所定期間内の全標本化データＤａがメモリ２１に記憶されているか否かが、制御部２３ｃにより判断される（ステップＳ２１）。この判断の結果、記憶されていない場合（ステップＳ２１でＮＯ）は、ステップＳ２１の判断が繰り返され、一方、前記判断の結果、記憶されている場合（ステップＳ２１でＹＥＳ）は、周波数解析部２３ａは、前記所定期間内の全標本化データＤａにおける所定時間間隔（例えば１秒等の周波数解析結果の傾向（トレンド）を把握するために充分な時間間隔）の標本化データＤａに対し周波数解析を行い（ステップＳ２３ａ）、並行して、保存処理部２３ｂが前記所定期間内の全標本化データＤａを全てＨＤＤ２２に保存する（ステップＳ２３ｂ）。周波数解析部２３ａが周波数解析を行った後に、異常判定部２４は、当該周波数解析結果を使用して回転機５のロータ等の異常の有無を判定する（ステップＳ２５）。その後、入力部（終了指示入力部）４が異常検知動作を終了する指示を運転員から受け付けたか否かが制御部２３ｃで判断される（ステップＳ２７）。異常検知動作を終了する指示を運転員から受け付けていない場合（ステップＳ２７でＮＯ）は、ステップＳ２１からの上記のフローが繰り返され、異常検知動作を終了する指示を運転員から受け付けた場合（ステップＳ２７でＹＥＳ）は、異常検知装置１００は、所定の終了前処理を経て、異常検知動作を終了する。なお、周波数解析部２３ａは、前記所定の終了前の処理において、ＨＤＤ２２に保存されている前記全時刻の前記標本化データＤａを読出して周波数解析し、当該周波数解析結果を画像生成部２５へ出力する（ステップＳ２９）。
【００７６】
図４Ｃでは、まず、周波数解析結果のデータが入力されたか否かが、画像生成部２５により判断される（ステップＳ３１）。周波数解析結果のデータが入力されていない場合（ステップＳ３１でＮＯ）は、ステップＳ３１の判断が繰り返され、周波数解析結果のデータが入力された場合（ステップＳ３１でＹＥＳ）は、前記表示画面３１の画像データの画像生成が行われ（ステップＳ３３）、前記画像データが表示部３に出力され、表示部３は、前記画像データの表示を行う（ステップＳ３５）。なお、異常判定部２４による異常判定結果が画像生成部２５に入力されている場合は、画像生成部２５は、前記異常判定結果も使用して前記表示画面３１の画像データの画像生成を行う。その後、入力部（終了指示入力部４ａ）４が異常検知動作を終了する指示を運転員から受け付けたか否かが、制御部２３ｃで判断される（ステップＳ３７）。異常検知動作を終了する指示を運転員から受け付けていない場合（ステップＳ３７でＮＯ）は、ステップＳ３１からの上記のフローが繰り返され、異常検知動作を終了する指示を運転員から受け付けた場合（ステップＳ３７でＹＥＳ）は、異常検知装置１００は、所定の終了前処理を経て、異常検知動作を終了する。なお、画像生成部２５は、前記所定の終了前の処理において、周波数解析部２３ａが周波数解析した前記全時刻の周波数解析結果（前記振幅値データ）が入力されるので、前記全時刻における周波数解析結果（前記振幅値データ）の前記三次元画像データを生成し、前記画像データをＨＤＤ２２へ転送する（ステップＳ３９）。このように、前記所定の終了前の処理において前記全時刻における周波数解析結果の前記三次元画像データが生成されてＨＤＤ２２へ転送されることで、前記周波数解析中に前記周波数解析結果が得られる毎に前記周波数解析結果をＨＤＤ２２へ保存する場合と比べて、制御部２３ｃにおける前記ＨＤＤ２２への保存の処理負荷を軽減できる。
【００７７】
次に、図１に示す情報処理装置２００について説明する。情報処理装置２００は、通信部２０１、周波数解析部２０２、判定部２０３および表示部２０４を備える。通信部２０１は、ネットワークＮＷに接続された回転機の異常検知装置１００等との間で通信を実行するための通信インターフェイス回路である。通信部２０１は、通信部６から送信されてきた上記複数の標本化データ（具体的には、図３に示すデータ１、データ２、データ３、データ４、・・・）を受信する受信部として機能する。
【００７８】
周波数解析部２０２は、通信部２０１が受信した複数の標本化データを周波数解析する。周波数解析部２０２が実行する周波数解析は、周波数解析部２３ａが実行する周波数解析と同様である。
【００７９】
判定部２０３は、周波数解析部２０２の周波数解析結果に基づいて、二次判定をする。二次判定とは、上述した一次判定よりも演算量が多い判定（例えば、ロータどうしの接触が発生している場合に、接触の発生箇所の特定）である。周波数解析結果に基づいて、接触の発生箇所を特定する技術は、例えば、特願２０１４−１８５８１９に開示されている。
【００８０】
周波数解析部２０２および判定部２０３は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等のハードウェア、並びに、周波数解析部２０２および判定部２０３の機能を実行するためのプログラム等のソフトウェアにより実現される。判定部２０３では、一次判定よりも演算量が多い二次判定がされるので、情報処理装置２００に搭載されるＣＰＵは、回転機の異常検知装置１００に搭載されるＣＰＵよりも高性能なＣＰＵが用いられる。
【００８１】
表示部２０４は、二次判定の結果を表示する。例えば、ロータどうしの接触が発生している場合に、表示部２０４は、接触の発生箇所を示す画像を表示する。表示部２０４は、例えば、液晶ディスプレイにより実現される。
【００８２】
実施形態の主な効果を説明する。上記実施形態における回転機の異常検知装置１００は、回転機５の振動が標本化されて検出された標本化データの周波数解析結果を時系列順でリアルタイムに表示するので、回転機５における動作状態の時間的推移が略リアルタイムで表示され、運転員が回転機５の動作状態における時間的変化を発見することが可能となることから、回転機５の異常を早期に検知できる。
【００８３】
上記実施形態において、回転機の異常検知装置１００に備えられる異常判定部２４が、回転機５の異常に関して、一次判定をし、情報処理装置２００に備えられる判定部２０３が、一次判定よりも演算量が多い二次判定をする。異常判定部２４は、一次判定をするが、二次判定をしないので、異常判定部２４の演算量を比較的少なくできる。この結果、演算処理部２を実現するハードウェア等をシンプルかつ小型化できる。具体的に説明すると、演算処理部２に備えられるＣＰＵを、モバイル端末用のＣＰＵ又は組み込みＣＰＵ（例えば、マイコン、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）チップ）にすることができる。また、回転機の異常検知装置１００に、大きいサイズの冷却機構、又は、冷却機構自体を搭載する必要をなくすことができる。従って、実施形態に係る回転機の異常検知装置１００によれば、回転機の異常検知装置１００を小型化できるので、回転機の携帯式異常検知装置を実現することができる。
【００８４】
なお、上記実施形態では、アンプ１１ａ、アンプ１１ｂおよび標本化部１２は、演算処理部２の外部に存在していたが、演算処理部２内に組み込まれてもよい。また、上記実施形態では、運転員から異常検知動作を終了する指示を受け付けた後に、画像生成部２５からの周波数解析結果の表示画像データがＨＤＤ２２に保存されたが、周波数解析部２３ａは、前記周波数解析結果が得られる毎に前記周波数解析結果自体をＨＤＤ２２に保存してもよい（図１の破線矢印で示されたデータフロー）。この場合、周波数解析部２３ａは、検出部１から（メモリ２１を経て）標本化データＤａを受信した時点以降で、周波数解析部２３ａからＨＤＤ２２に、前記周波数解析結果の保存が開始されてよい。また、上記実施形態において、制御演算部２３が、ＲＯＭに記憶された異常検知プログラムを実行することにより、制御演算部２３に機能的に異常判定部２４、画像生成部２５等も構成されてよい。
【符号の説明】
【００８５】
１  検出部
３  表示部
４ａ  終了指示入力部
６  通信部（送信部）
７  報知部
８  電池保持部
９  筐体部
２１  メモリ（記憶部）
２２  ＨＤＤ（記憶部）
２３  制御演算部（プロセッサ）
２３ａ  周波数解析部
２４  異常判定部（判定部）
５１  磁石（固定部）
１００  回転機の異常検知装置
２００  情報処理装置
２０１  通信部（受信部）
２０２  周波数解析部（第２の周波数解析部）
２０３  判定部（第２の判定部）
１０００  回転機の異常検知システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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