(57)【要約】【課題】  プラント運転中でも診断が可能であると共に測定誤差の少ない電動弁診断方法及び電動弁診断装置を提供すること。【解決手段】  本発明は、駆動モータの回転駆動力が機械的に伝達されて弁体を開閉駆動させる電動弁の異常の程度を診断する電動弁診断方法及び診断装置である。この駆動モータ１の駆動エネルギオン・オフのタイミングは、駆動モータ１を駆動させる電力線１４又は制御線を収納した電線管１５の外部に外付けされた複数個の磁気センサ１６…により検知された信号に基づいて判定される。弁体を開閉させる際の駆動モータの駆動エネルギオンまたはオフのタイミングが正確に確認できる。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動モータの回転駆動力が機械的に伝達されて弁体を開閉駆動させる電動弁の異常の程度を診断する電動弁の診断方法において、
前記駆動モータの駆動エネルギオン・オフのタイミングを、該駆動モータを駆動させる電力線又は制御線を収納した電線管の外部に外付けされた複数個の磁気センサから出力された信号情報に基づいて診断することを特徴とする電動弁診断方法。
【請求項２】
前記磁気センサは、前記電線管の外周に着脱自在に固定されることを特徴とする請求項１に記載の電動弁診断方法。
【請求項３】
前記複数個の磁気センサから出力された信号情報は加算、減算または信号情報の絶対値を加算する演算処理がなされ、該演算処理された信号情報は、該複数個の磁気センサから出力された各信号情報とともに出力されることを特徴とする請求項１記載の電動弁診断方法。
【請求項４】
前記複数個の磁気センサから出力された信号情報は絶対値を加算する演算処理がなされ出力されることを特徴とする請求項１記載の電動弁診断方法。
【請求項５】
駆動モータの回転駆動力が機械的に伝達されて弁体を開閉駆動させる電動弁の異常の程度を診断する電動弁診断装置において、
前記駆動モータを駆動させる電力線又は制御線を収納した電線管の外部に外付けされた複数個の磁気センサと、該磁気センサから出力された信号情報を出力する出力手段とを備えたことを特徴とする電動弁診断装置。
【請求項６】
前記複数個の磁気センサから出力された信号情報を加算、減算または信号情報の絶対値を加算する演算手段と、
該演算手段により演算処理された信号情報は前記複数個の磁気センサから出力された各信号情報とともに出力する出力手段とを備えていることを特徴とする請求項５記載の電動弁診断装置。
【請求項７】
前記複数個の磁気センサから出力された信号情報の絶対値を加算する演算手段を備えていることを特徴とする請求項５記載の電動弁診断装置。
【請求項８】
駆動モータの回転駆動力が機械的に伝達されて弁体を開閉駆動させる電動弁の異常の程度を診断する電動弁診断装置において、
前記駆動モータを駆動させる電力線又は制御線を収納した電線管の外部に外付けされた複数個の磁気センサと、該磁気センサから出力された信号情報に基づいて前記電動弁の異常の程度を診断する診断手段と、該診断手段により得られた診断結果を出力する出力手段とを備えたことを特徴とする電動弁診断装置。
【請求項９】
該複数個の磁気センサから出力された信号情報を加算、減算または信号情報の絶対値を加算する演算手段を備え、前記演算処理された信号情報は、該複数個の磁気センサから出力された信号情報とともに出力され、出力された信号情報に基づいて前記電動弁の異常の程度を診断する診断手段と、該診断手段により得られた診断結果を出力する出力手段とを備えたことを特徴とする請求項８記載の電動弁診断装置。
【請求項１０】
該複数個の磁気センサから出力された信号情報の絶対値を加算する演算手段を備え、
前記演算手段により演算された信号情報に基づいて前記電動弁の異常の程度を診断する診断手段と、該診断手段により得られた診断結果を出力する出力手段とを備えたことを特徴とする請求項８記載の電動弁診断装置。
【請求項１１】
前記複数の磁気センサは、電線管の管軸に直交する面内位置に固定されていることを特徴とする請求項５〜１０のいずれかに記載の電動弁診断装置。
【請求項１２】
前記磁気センサは、前記電線管の中を通る電力ケーブルから発する磁力線が測定可能に配置されているホール素子センサであることを特徴とする請求項５〜１１のいずれかに記載の診断装置。
【請求項１３】
前記磁気センサは、前記電線管の外周に着脱自在に固定されることを特徴とする請求項５〜１２のいずれかに記載の電動弁診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動弁の診断を行う際に、電動弁駆動装置等を分解することなく電動弁の診断が行える電動弁診断方法及び電動弁診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、原子力発電所等のプラントでは、各種の配管に電動弁が多数用いられている。このような電動弁の健全性を確保することは、プラントの安全確保のために非常に重要である。稼働時間や稼働回数などを考慮してまたは過去の実績などによって適正な点検周期を設定し、計画的に弁の分解検査を行い所期の成果を得ている。
【０００３】
しかしながら、このような弁の分解検査を行う点検方法では、弁の分解時に弁の不必要な部分まで分解をしなければならず、分解に熟練作業者を必要とするばかりか、分解に伴い機器の損傷が懸念される。また、多くの電動弁を対象とする場合は分解作業の労力が激増し、熟練作業者を確保することが困難である等の問題点を有している。
【０００４】
これに対して、このような弁の分解を経ずに電動弁の異常を検出する点検方法が近年提案されている。これらは弁の開閉時間、弁駆動装置のトルク、ステムナットの磨耗等を検知し、各部の異常を判定するものであるが、このような電動弁の点検項目の重要なものの一つにトルク設定値の点検がある。
【０００５】
このような電動弁では、確実な開閉力の確保とともに電動弁が作動する際、過剰な駆動力が働いて弁を損傷しないために、トルクスイッチが設けられている。ウォーム軸の軸方向の動きに連動してトルクスイッチが作動し、電動弁を駆動させるモータの駆動エネルギをオフにする構造である。
【０００６】
従って、トルクスイッチの作動が適正であるか否かの診断は、駆動エネルギがオフとなった時点でのトルク値（トルク設定値という）を検出し、規定値と比較して良否を判定している。
【０００７】
規格（ＪＥＭ１４４６）によれば、このような電動弁の診断において、トルク設定値の実測値が設計値の±１０％の範囲内に入る必要があると定められ、実測値が設計値の±１０％を超える場合には、弁の閉（または開）状態の適正な保持力確保ができないため、電動弁は異常があると判定される。
【０００８】
電動弁の分野では、このような駆動エネルギがオフとなった時点を判別する手法としては、次の手法が用いられている。
（１）電源ケーブルのうち、単相線にクランプメータを取り付けて電流値を測定する方法。（例えば、非特許文献１及び特許文献１参照。）
（２）電源ケーブルにクランプメータを取り付けて検知する方法（例えば、特許文献２参照。）。
（３）モータ上に磁気センサを取り付けて検知する方法（例えば、特許文献２参照。）。
【非特許文献１】精密工学会知能化メカトロニクス調査研究分科会、１９９５年９月２１日（第１４頁図３，第１５頁表２）
【特許文献１】特開平１−１２８５６１号公報（第１図）
【特許文献２】特許第３４１１９８０号公報（特開２００２−１３０５３１号公報）（図１，段落００２５等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、非特許文献１又は特許文献１に記載の電動弁診断装置では、駆動エネルギの切断時刻を正確に測定することができるが、被測定電線にクランプメータを取り付けるには電気箱のカバーを取り外すことが必要である。ここで、電気箱内の被測定電線の近くには、ケーブル端子台やトルク設定機構等が近接されている。このため、プラント運転中に実施することは困難である。また、この方法は、カバーの取り外しを伴うので安全面や他の機器損傷の課題は解決されない。
【００１０】
これに対して、特許文献２に記載の装置では、電力ケーブルへのクランプメータの取り付けとか、モータへの磁気センサの取り付けという仮設手法であるので、プラント運転中でも診断が可能であるという特徴を備えている。しかしながら、この特許文献２に記載の装置では、得られる駆動エネルギオフの時刻の判定誤差が大きいという課題があった。
【００１１】
ちなみに、モータへ磁気センサを取り付けた場合の駆動エネルギとトルク値との関係を図３に示す。
【００１２】
この図から明らかなように、トルク値が急激に増加する場合には、駆動エネルギの半サイクルの時間でトルク値が約１０％以上変化する。駆動エネルギの遮断後にもモータは慣性力により回転し続け、漸減された誘導電流が流れることになる。このため駆動エネルギが遮断されたタイミングは正確に読み取れないため、半サイクル程度の読取り誤差で、トルク設定値の許容値を逸脱してしまう。それ故、磁気センサをモータへ取り付けて駆動エネルギのオフのタイミングを測定したのでは、駆動エネルギのオフのタイミングがどの時点かの判断が測定の都度異なったり、また、測定者により異なり、これが測定誤差が生じる原因となり、実用的ではない。
【００１３】
また、電力ケーブルへのクランプメータ取り付けにおいて、電動弁の電気箱の開放なしで測定する場合（運転中等）には、電力ケーブルが通っている電線管の外部から測定する必要がある。電線管にクランプメータを取り付けて測定する場合、電線管外部から単相線への取り付け（クランプ）は不可能であり、各相一括クランプして計測する事になり、収集できる信号は漏洩電流信号であり十分な大きさの信号情報は採取できない。
【００１４】
そこで、本発明は、電動弁の電気箱の開放なしでプラント運転中でも診断が可能であると共に測定誤差の少ない電動弁診断方法及び電動弁診断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者等は、クランプメータに変えてホール素子を利用した磁気センサを電線管に直接外付けして測定したところ、明確な信号情報を採取することができた。
【００１６】
しかしながら、1個のセンサの場合、この信号情報は、必要な測定波形の波高がノイズに隠れてしまう場合があり、そのような場合にはノイズにより駆動エネルギオン・オフのタイミングを採取するのが困難になる。また、仮にノイズがなくても駆動電流オン・オフのタイミングが駆動エネルギ値０近傍の信号波形の位置であった場合、オン・オフのタイミングの検出が不明確になる可能性がある。
【００１７】
また、電力ケーブルは電線管内に配置され、通常ではその配置は不明であるとともに電線管内では、その位置が固定されているものではない。さらに、電動弁付近の電線管は、通常自在管（電気絶縁保護用チューブまたは可撓電線管）であるとともに、電動弁の分解点検などの保守作業があった場合には電線管内の電力ケーブルが移動する可能性もある。それ故、ひとつのセンサのみで電動弁の診断に必要な感度で、精度の良好なタイミングを検出することができない場合がある。
そこで、磁気センサの数を複数としたところ、各磁気センサと各電線（位相差がある）との相対位置関係の違いのため、複数の磁気センサから得られる信号波形には差があるため、いずれかの磁気センサにより得られた信号により駆動エネルギオン・オフのタイミングを正確に把握することができることを認めた。
【００１８】
また、複数個の磁気センサから得られた各信号情報を演算処理することによっても、駆動エネルギオン・オフのタイミングを正確に把握することができることを認めた。
【００１９】
すなわち、本発明の電動弁診断方法は、駆動モータの回転駆動力が機械的に伝達されて弁体を開閉駆動させる電動弁の異常の程度を診断する電動弁の診断方法において、前記駆動モータの駆動エネルギオン・オフのタイミングを、該駆動モータを駆動させる電力線又は制御線を収納した電線管の外部に外付けされた複数個の磁気センサにより出力された信号情報を用いて診断することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の電動弁診断装置は、駆動モータの回転駆動力が機械的に伝達されて弁体を開閉駆動させる電動弁の異常の程度を診断する電動弁診断装置において、
前記駆動モータを駆動させる電力線又は制御線を収納する電線管の外部に外付けされた複数個の磁気センサと、該磁気センサにより検知された各信号情報を出力する出力手段とを備えたことを特徴とするか、又は、
駆動モータの回転駆動力が機械的に伝達されて弁体を開閉駆動させる電動弁の異常の程度を診断する電動弁診断装置において、
前記駆動モータを駆動させる電力線又は制御線を収納する電線管の外部に外付けされた複数個の磁気センサと、該磁気センサから出力された各信号情報に基づいて前記電動弁の異常の程度を診断する診断手段と、該診断手段により得られた診断結果を出力する出力手段とを備えたことを特徴とする。
【００２１】
このような電動弁の診断方法又は電動弁診断装置によれば、駆動モータの駆動エネルギオン・オフのタイミングは、電線管に外付けされる磁気センサにより測定できるので、プラント稼動中でも診断が可能である。また、この磁気センサを電線管の外周に着脱自在に固定（例えば外付け）することにより、稼働中の電動弁に対してもこの診断を自由に行える。
【００２２】
また、このような電動弁の診断方法又は診断装置によれば、外付けされた複数個の磁気センサによりそれぞれ異なるセンサ信号が得られるので、（Ａ）出力された各センサ信号の中から解析に最適な信号情報を選択して解析する、（Ｂ）出力された各センサ信号を加算、減算、絶対値加算などの演算処理を行い、得られた演算結果を選択して解析する、などを行うことにより、駆動モータの駆動エネルギオン・オフのタイミングを正確に把握するのに最も有利な解析手法を選択して実施することができる。
【００２３】
ここで、（Ａ）各センサ信号の中から解析に最適な信号情報を選択して解析する手法としては、次の解析手法が例示される。
【００２４】
（Ａ）-(1)複数の磁気センサによる出力結果の中で、駆動モータの駆動エネルギオン・オフ時点のセンサ信号の波形がノイズと交錯する場合と交錯しない場合との双方がある場合には、そのノイズと交錯していない出力結果（センサ信号）を選択して解析する。ここで、ノイズと交錯しない場合とは、駆動モータの駆動エネルギオン・オフ時点の信号の波高の絶対値がノイズの絶対値より高い場合である。
【００２５】
このように、複数の磁気センサによる出力結果の中で、センサ信号の波形がノイズと交錯する場合としない場合がある一例は、各磁気センサと各電線（位相差がある）との相対位置関係のため、複数の磁気センサから個々に得られる信号波形に差がある場合である。各センサ信号の中で、駆動モータの駆動エネルギオン・オフ時点が明確に判断できる波形のセンサ信号を選択する。
【００２６】
（Ａ）-(2)複数の磁気センサによる出力結果の中で、センサ信号のＳ／Ｎ比に大小がある場合には、大きいＳ／Ｎ比のセンサ信号を選択して、そのセンサ信号により駆動モータの駆動エネルギオン・オフのタイミングを解析する。この場合、Ｓ／Ｎ比の小さいセンサ信号を選択する場合に比べて駆動モータの駆動エネルギオン・オフのタイミングの解析誤差が低減される可能性が高い。
【００２７】
原子力発電所等の主要な電動弁のように開閉動作回数が少なく（月1回程度）、また点検のための開閉動作回数も作業条件等により限られている場合には、1個の磁気センサの取り付け位置を変更して最大Ｓ／Ｎ比のセンサ位置を特定するために、何回も開閉動作することは現実的でない。このため、複数センサ同時取り付けのメリットがある。また、電動弁に接続される電線管は、電動弁への接続部周辺ではフレキシブル電線等が使用される。このため、電線管の中の電力ケーブルの位置と電線管の外周との相対位置は一定とは限らない。従って、センサの最適位置を特定してマーキングしても、次回測定までに前記相対位置が変動する等により最適位置が変化する可能性がある。しかし、電線管が固定される等、センサと電線との位置関係が保持される場合は、解析手法として（Ａ）-(2)を選択した場合には、その選択されたセンサは、常に他のセンサに比べてＳ／Ｎ比が大きいと予想されるので、他のセンサは次回以降の測定には不要となる。そこで、初回の測定では全てのセンサを取り付けておくことが必要であるが、次回以降の測定に際しては、採用されなかったセンサを取り外して測定しても同様な成果を挙げられると期待される。
【００２８】
この場合、駆動モータの回転駆動力が機械的に伝達されて弁体を開閉駆動させる電動弁の異常の程度を診断する電動弁の診断方法において、駆動モータの駆動エネルギオン・オフのタイミングを、駆動モータを駆動させる電力線又は制御線を収納した電線管の外部に外付けされた磁気センサにより信号情報として出力し、出力結果から複数個の各センサにより出力された各信号情報の中で、最もＳ／Ｎ比の大きい信号情報を出力する磁気センサの位置にマーキングし、次回以降の電動弁の診断には、マーキング位置に取り付けた磁気センサから出力される信号情報を用いて診断する電動弁診断方法が可能である。
【００２９】
複数の磁気センサの中でどの位置のセンサのＳ／Ｎ比が最も大きいかについては、測定をしてみて初めて確認されることである。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、電動弁の電気箱の開放なしでプラント運転中でも診断が可能であると共に測定誤差の少ない電動弁診断方法及び電動弁診断装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明に係る電動弁診断方法および電動弁診断装置についての具体的な発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、従来技術と同一乃至は均等な部位部材は同一番号を付して詳細な説明は省略する。
【００３２】
まず、本発明に係る電動弁では、図１に示すように、駆動モータ１、ギヤ２、ウォーム３、ウォームギヤ４、ドライブスリーブ５、ステムナット６、ステム７（弁棒）、弁体８などの駆動機構および伝達機構等を備えている。
【００３３】
また、このような電動弁では、図２に示すように、ウォーム３の軸方向（ｘ方向）に作用する反力に応じて伸縮する皿バネ１１を内蔵したトルクスプリングカートリッジ（ＴＳＣ）１０と駆動モータの駆動エネルギオン・オフを指令するトルクスイッチ１２が設けられている。このＴＳＣ１０はウォーム軸３ａが皿バネ１１を圧縮するｘ方向に所定幅以上移動した場合にトルクスイッチが作動するように設定されている。
【００３４】
これにより、駆動モータ１の回転がギヤ２、ウォーム３に伝達され、さらに回転運動力（トルク）としてウォームギヤ４を回転させる。ついで、このウォームギヤ４とともに回転されるドライブスリーブ５内のステムナット６を介してステム７が上下する。これにより、図１に示すように、ステム７の下方に固定された弁体８が上下されて弁が開閉される。
【００３５】
ここで、フックの法則によりウォーム軸３ａの移動量すなわち皿バネの圧縮量は皿バネ１１の圧縮力に比例し、さらに、この皿バネ１１の圧縮力はトルクに比例し、弁体８が弁座に当接する当接力に比例しているので、ウォーム軸３ａが所定の位置になった場合に駆動モータへの通電をカットすることにより弁体８が弁座に当接する当接力を所定の値に規制することができる。
【００３６】
すなわち、弁の閉動作では、ステム７の下降に従って、弁体８が下方に押し下げられて、配管２００の通路を閉鎖させる。弁体８が弁座に当接して弁が完全に閉鎖して弁体８が閉動作の限界に達したとき、ステム７は、それ以上には下降しないため、ウォームギヤ４もそれ以上には回転することなくステム７の下降は停止するが、駆動モータ１は回転し続ける。これにより、ウォーム３がｘ方向へ移動し続け、皿バネ１１が押圧される。この皿バネ１１を圧縮する圧縮力は、弁体８が弁座を当接しつづける当接力を得るためのトルクに比例し、皿バネの圧縮力（Ｆ）×定数（Ｌ）は「トルク値」として適宜のセンサにより測定される。
【００３７】
また、本発明の電動弁診断装置では、駆動モータ１には、駆動モータを駆動させる電力線が電線管１５内に収納されて接続されている。この電線管１５の外周面には、ホール素子を利用した磁気センサ１６が固定されている。
【００３８】
この磁気センサ１６は、図４に示すように１個に限らず、図５〜図６に示すように、２個以上であってもよく、後述する様に複数個設けられていることが好ましい。
【００３９】
ここで、この磁気センサ１６は、駆動モータ１の駆動エネルギオン・オフを検知するための駆動エネルギセンサであり、図５又は図６（ａ）では、符号１６Ａ及び１６Ｂで示される２個の磁気センサが固定され、図６（ｂ）では、符号１６Ａから符号１６Ｃで示される３個の磁気センサが固定されている。その他の構成は、従来の電動弁診断装置と同一乃至は均等である。
【００４０】
ここで、ホール素子を利用した磁気センサとは、図７に示すように、電流Ｉが印加された状態で磁気を感知すると、電流Ｉが流れている方向と磁場Ｈの方向とのそれぞれに垂直方向に発生する電圧Ｅを感知するセンサである。
【００４１】
これらの磁気センサ１６は、図５に示すように、電線管１５の外周面１５ａ上に配設される。この場合、磁気センサの取り付け位置を維持できるように、適宜のアダプタを用いてもよい。
【００４２】
また、複数の磁気センサ１６を固定する場合には、各磁気センサ１６は、軸心Ｏ１５に直交する平面内の外周面１５ａに等間隔に固定されているのが好ましく、図５及び図６（ａ）では、対称位置（点対称）に固定され、図６（ｂ）では各磁気センサ１６Ａ〜１６Ｃと軸心Ｏ１５とのなす角度θが１２０度（各磁気センサ１６Ａ〜１６Ｃ間の間隔が等間隔）となるように固定されている。
【００４３】
ここで各磁気センサ１６は、面ファスナテープなどの適宜の固定手段１７（図５）により電線管１５の外周面に固定することができる。この固定手段１７は特には限定されないが、例えば、固定手段１７が面ファスナーテープなどの着脱自在な構成であれば、簡易に取り付け取り外しが行え、また、複数個の磁気センサ１６（１６Ａ〜）を設置して一旦測定を行った後、取り外すことが簡易に行え、別の電動弁の診断に使用できる。
【００４４】
つぎに、以上のように構成された磁気センサ１６により電線管１５内に挿通された電力ケーブル１４中を流れる電流の測定について説明する。
【００４５】
電力ケーブル１４は、図４に示すように、符号ＵＶＷで示す３本の線から構成され、各電線ＵＶＷ（Ｕ相電線、Ｖ相電線、Ｗ相電線）の中には三相交流が流れている。
【００４６】
複数の磁気センサ１６は、電線管１５の外周面１５ａの任意位置に電線管１５の接線方向の磁力線の大きさが測定できるように固定され、磁気センサ１６内のホール素子中心Ｏ１６（Ｐ）を通過する磁力線の大きさが測定される。
電磁気学の法則に従い、磁気センサの個数および電力ケーブルとの位置関係を変動させてシミュレーション（計算）を行い、本発明の有効性を示す。
ここで、電力ケーブル１４は無限に長手方向に続く直線と仮定する。また、アンペールの法則により、直線電流Ｉが距離ｒ離れた所に作る磁場Ｈ（ｔ）はＩ／２πｒ、すなわち、Ｈ（ｔ）＝Ｉ／２πｒとする。
【００４７】
また、図８に示すように、電線ケーブルの軸心O１４を原点とする座標系とし、電線管１５の軸心O１５の位置を（ｘ0、ｙ0）、ホール素子中心Ｏ１６（Ｐ）と電線管１５の軸心Ｏ１５との距離をＲ、電線ＵＶＷは、電力ケーブル１４の軸心Ｏ１４との距離をｒとする正三角形の頂点にあるとしたとき、点Ｐにある磁気センサ１６で測定される接線方向の磁場Ｈ(t)は式Ｉにより求められる。
【００４８】
なお、ξは図面で示されると電線UとO14を結ぶ直線がｘ軸と成すケーブル角度、θは磁気センサと軸心O１５を結ぶ直線がｘ軸と成すセンサ角度、φuは磁気センサと電線Uの中心を結ぶ直線がx軸と成す角度（φｖ、φｗについても同様）をそれぞれ示している。
α = ２π／３（座標原点を中心とした電線UVWの互いの角度＝１２０°）とする。
点Pの座標 (x，y) = (Rcosθ＋xo，Rsinθ＋yo)
点Uの座標 (xu，yu) = (rcosξ， rsinξ)
点Vの座標 (xv，yv) = (rcos(ξ＋α)， rsin(ξ＋α))
点Wの座標 (xw，yw) = (rcos(ξ+２α)， rsin(ξ+２α))
点P,U間の距離 ru = √((x−xu)^2+(y−yu)^2)
点P,V間の距離 rv = √((x−xv)^2+(y−yv)^2)
点P,W間の距離 rw = √((x−xw)^2+(y−yw)^2)
点P,Uを通る直線がX軸となす角 φu = tan-1((y−yu)/(x−xu))
点P,Vを通る直線がX軸となす角 φv = tan-1((y−yv)/(x−xv))
点P,Wを通る直線がX軸となす角 φw = tan-1((y−yw)/(x−xw))
電線Uを流れる電流 Iu(t) = Isin(ωt−α)、（ただしωは交流の周波数ｆ×２π）
電線Vを流れる電流 Iv(t) = Isin(ωt)
電線Wを流れる電流 Iw(t) = Isin(ωt+α)、
とすると、図８に示すように、電線Uが点Pに作る磁場Hu(t)’＝Iu(t)/2πruなので、電線管の接線方向の磁場 Hu(t) = Hu(t) ’・cos(θ−φu) ＝(Iu(t)/2πru)・cos(θ−φu)、
同様に、電線Vが点Pに作る接線方向の磁場 Hv(t) = Hv(t)’・cos(θ−φv) ＝(Iv(t)/2πrv)・cos(θ−φv)、電線Wが点Pに作る接線方向の磁場 Hw(t) = Hw(t)’・cos(θ−φw) ＝(Iw(t)/2πrw)・cos(θ−φw)となる。
【００４９】
ここで、求める磁場Ｈ（ｔ）は上記の合成なので、磁場Ｈ（ｔ）は式Ｉで表される。
H(t) = Ｉ／２π×[sin(ωt−α)・cos(θ−φu)/ru + sin(ωt)・cos(θ−φv)/rv + sin(ωt+α)・cos(θ−φw)/rw]        ・・・(式Ｉ)
これにより、各電線ＵＶＷがホール素子に与える影響は、に示すように、各電線ＵＶＷの中心からホール素子中心Ｏ１６（Ｐ）までの距離（ｒｕ、ｒｖ、ｒｗ）に反比例し、また、電線管１５の軸心Ｏ１５とホール素子中心Ｏ１６（Ｐ）とを結ぶ線と、各電線ＵＶＷの中心とホール素子中心Ｏ１６とを結ぶ線との成す角度（θ−φｕ、θ−φｖ、θ−φｗ）とにベクトル量的に影響を受けた総和として測定される。
【００５０】
この式Ｉにおいて、電線ケーブルと磁気センサの位置を変化させ、磁気センサ信号を計算によりシミュレーションした。これは複数の磁気センサを用いることが駆動エネルギ信号オフ時刻を明確に測定するために有効であることを理解するためのものである。
【００５１】
なお、以下のシミュレーション計算は、標準的な実機の寸法を参照し、Ｒ＝22.6ｍｍ、ｒ＝2.4ｍｍとして行った。
（シミュレーション計算１）
図９（ｃ）の位置関係の場合、各磁気センサ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃの信号を取り出すと、図１０に示すように、ノイズに隠れて判別の困難な信号情報１６Bと、ノイズよりも波高が高い位置で駆動エネルギのオフが観測される信号情報１６Aおよび信号情報１６Cとがあり、ノイズに隠れずに判別可能な磁気センサに基づくセンサ信号１６Aまたは１６Cからオフ時刻（オフのタイミング）を測定することができる。
（シミュレーション計算２）
次に、図９（ａ）〜（ｄ）に示すように、電線管１５の中心に電力ケーブル１４を配置し、磁気センサ１６（１６Ａ〜１６Ｄ）をそれぞれ電線管１５の外周面１５ａに装着した場合に得られる各センサ信号の状況をシミュレーションした。
【００５２】
各磁気センサ１６（１６Ａ〜１６Ｄ）は、電線管１５の軸心中心として、互いに隣接する間隔が等間隔となるように設置した。これにより、図９（ｂ）では、磁気センサ１６Ａと磁気センサ１６Ｂとは点対称に（１８０度ずれて）配置され、図９（ｃ）では、各磁気センサ１６Ａ〜１６Ｃは、互いに１２０度ずれて配置され、図９（ｄ）では各磁気センサ１６Ａ〜１６Ｄは、互いに９０度ずれて配置されている。また、いずれの磁気センサ１６も外周面１５ａの円周の接線方向の磁気が測定可能に配置されている。
【００５３】
結果を纏めて図１１（ａ）〜（ｄ）にグラフにより示している。ここで、各センサ１６（１６Ａ〜１６Ｄ）により採取されるセンサ信号は、加算、減算の組み合わせにより、最大の値を示すものを「信号値大」と、また、最小の値を示すものを「信号値小」と標記し、さらに、それぞれの信号値の絶対値を加算したものを「絶対値」と標記した。なお、「絶対値」の前に付いている数値は、センサの個数を表している。
【００５４】
ここで、図１１（ａ）〜（ｃ）では、センサが１個の場合を基準としてセンサが２個〜４個の場合をそれぞれ比較して示しており、また、図１１（ｄ）ではセンサの個数に応じたセンサ出力の絶対値加算処理結果を比較して示している。
【００５５】
これらの結果より、センサが複数個ある場合には、信号の演算処理（加算、減算）の方法によって互いに打ち消しあってセンサ１個の場合よりも小さいセンサ信号となる場合がある。これに対して、センサ信号を絶対値で加算すると、センサ個数が増えるほど大きいセンサ信号が得られ、かつ、センサ1個の場合に比べその信号形状は起伏の無い形に近づく。
【００５６】
これにより、駆動エネルギオン・オフ時のセンサ波形の変化（駆動エネルギオフ状態のセンサ信号値からのオン状態への変化点、または駆動エネルギオン状態のセンサ信号値からのオフ状態への変化点）がより確実に検出できる。
（シミュレーション計算３）
次に、図１２（ａ）〜（ｄ）に示すように、電線管１５の内壁にそって電力ケーブル１４を配置し、磁気センサ１６（１６Ａ〜１６Ｄ）をそれぞれ電線管１５の外周面に装着した場合に得られる各センサ信号の状況をシミュレーションした。
【００５７】
ここで、各磁気センサ１６（１６Ａ〜１６Ｄ）の配置は図９に略準じている。電線管１５の軸心Ｏ１５から電力ケーブルの軸心Ｏ１４の距離r0は、14.1ｍｍとした。
【００５８】
図１２（ａ）では、電力ケーブル１４と磁気センサ１６とは軸心Ｏ１５を点対称として最も離間して配置されている。また、図１２（ｂ）では、点対称に１８０度ずれて配置された磁気センサ１６Ａと１６Ｂと等間隔の位置に電力ケーブル１４が配置されている。また、図１２（ｃ）では互いに１２０度ずれて３個の磁気センサ１６Ａ〜１６Ｃが配され、磁気センサ１６Ｂと磁気センサ１６ｃとの間であって等間隔の位置であって、磁気センサ１６Ａとは軸心を点対称として最も離間した位置に電力ケーブル１４が配置されている。また、図１２（ｄ）では互いに９０度ずれて配置されている４個の磁気センサ１６Ａ〜１６Ｄの中で、符号１６Ｂ及び１６Ｃで示した磁気センサの中間位置であって、磁気センサ１６Ａ及び１６Ｄの中間位置から最も離間している位置に電力ケーブル１４が配置されている。
【００５９】
このような配置におけるシミュレーション計算３の結果を纏めて図１３（ａ）〜（ｄ）にグラフにより示している。ここで、各センサ１６（１６Ａ〜１６Ｄ）により採取されるセンサ信号は、同様に加算、減算の組み合わせにより、最大の値を示すものを「信号値大」と、また、最小の値を示すものを「信号値小」と標記し、さらに、それぞれのセンサ信号の絶対値を加算したものを「絶対値」と標記した。なお、「信号値大」、「信号値小」又は「絶対値」の前に付いている数値は演算処理されたセンサの数を表している。
【００６０】
ここで、図１３（ａ）〜（ｃ）では、センサが１個の場合を基準としてセンサが２個〜４の場合がそれぞれ比較され、図１３（ｄ）ではセンサの個数に応じて最も読取に適切であると思われる処理結果をそれぞれ比較して示している。
【００６１】
これらの結果より次のことが理解される。
【００６２】
（１）信号の演算処理（加算、減算）の方法によって最小値を示す場合でも、センサの数が１個の場合よりもセンサの数が２個以上の場合では、いずれも信号値が大きくなっている。
【００６３】
（２）センサが複数個の場合には、それぞれ演算処理（加算、減算等）の方法により信号値は変化するが、センサ信号を絶対値で加算するとセンサ個数が増えるほど大きい信号値が得られ、かつ、センサ１個の場合に比べ、その信号形状は起伏の無い形に近づいている。
【００６４】
これにより、駆動エネルギオン・オフ時のセンサ波形の変化（駆動エネルギオフ状態のセンサ信号値からのオン状態への変化点、または駆動エネルギオン状態のセンサ信号値からのオフ状態への変化点）がより確実に検出できる。
【００６５】
なお、以上の説明は、電線管内に挿通された電線ケーブルに三相交流を流して駆動モータを駆動させている例について説明したが、この駆動モータとして直流モータであってもよい。
【００６６】
ここで、直流モータの場合、駆動用電源の電線管には、電流の方向が対向する対となる一対の電線が挿通されている。これにより、電線管の上からクランプメータで単純に測定しても、漏れ電流を測定することになり、Ｓ／Ｎ比が異常に小さくなり実質的な測定は困難であるが、本発明の磁気センサを用いる場合には、以上に説明した理由と同様に可能と思われる。
【００６７】
また、以上に説明した例では、いずれも駆動エネルギ（駆動電流）であったが、これらの電線管内に挿通される電線ケーブルに代えて、モータの駆動を制御する制御信号線を電線管内に挿通した場合であってもよい。ここで、電線管内に挿通された制御信号線を流れる電流信号が直流であっても、交流であってもいずれの場合にも電線管の外周面に磁気センサを固定して測定するという本発明の診断方法及び診断装置をそのまま適用することができる。
【００６８】
なお、制御信号線に流れる電流を検知して測定する場合には、制御信号が発せられる時刻と実際に駆動モータの駆動エネルギが遮断される時刻との間に僅かな時間差が発生することがある。これは、例えば、図１４に示すように、トルクスイッチの作動に伴い、電磁コイルに誘導されて駆動モータ１の電源オン・オフの電源スイッチ（接点スイッチ）がオフされるためである。それ故、駆動モータの電源オン・オフを制御する制御信号線の情報を基にして診断するよりも、直接駆動モータの駆動エネルギを検出して診断する方が、一般的には簡易であり、かつ、正確であると考えられる。
【００６９】
次に、このような電動弁診断装置の診断結果を自動的に画面上に出力する場合について説明する。この電動弁は、駆動モータの駆動エネルギオフ時点のトルク値を診断の基礎とする電動弁診断装置（以下、トルク設定値による電動弁診断装置と略称する。）である。このようなトルク設定値による電動弁診断装置では、駆動モータ１を駆動させる駆動エネルギが遮断された時点でのステム７に掛かる荷重（トルク値に比例）が管理対象とされている。許容値（通常は、±１０％）の範囲内で有れば、電動弁は正常であるが、許容値を超えると電動弁は異常と判断される。
【００７０】
このような電動弁では、弁体が下方に押し下げられて配管２００の通路が完全に閉鎖させた状態を維持することを確認して弁の閉鎖動作が完了されるように設定されている。このためには、弁が完全に通路２００を閉鎖し下降が停止した状態でステム７に掛かる荷重が所定値に達しているか否かが重要である。
【００７１】
弁が押し下げられ通路２００を閉鎖させた状態で、さらに駆動モータを駆動させることにより皿バネ１１を押圧してステム７への荷重（弁を閉鎖させる力）を制御しているが、この状態ではステム７への荷重は急激に増加する。この皿バネ７の圧縮力（トルク値に比例）が所定の設定値となったところで駆動モータ１が停止することによりステム７への荷重（トルク値に比例）を所定の設定値で維持できる。
【００７２】
ここで、駆動エネルギの遮断時刻が正確に確定できないと、急激に増加するステム７への荷重で管理することは実質的に困難である。ステム７に掛かる荷重（トルク値に比例）が急激に増加する場合（例：10msでトルク値が１０％以上増加）には、駆動エネルギの遮断時刻に１０ミリセカンド程度の僅かな誤差があっても、トルク設定値では１０％以上の誤差が生じることになり、基準値±１０％と定められた許容値に対する診断が正確に実施できないおそれがある。
【００７３】
この自動出力装置を備えた電動弁診断装置１００では、磁気センサ１６は複数個（例えば３個又は４個）が電線管１５の外周面１５に固定されている。また、ステム7、ヨーク７’、トルクスプリングカートリッジ１０などの任意位置に応力センサが固定され、この応力センサにより皿バネ１１の圧縮力に比例する応力が経時的に測定可能とされている。
【００７４】
各センサの情報は、図１５に示すように、コンピュータのハードディスクなどの記憶手段を備えた診断手段７０に入力され、診断手段７０により演算された結果はモニタ８１、プリンタ８２、その他の外部出力８３などの出力手段により出力される。
【００７５】
ここで、この診断手段７０では、入力された各センサ信号が絶対値で加算処理されている。また、加算処理されたセンサ信号は、図１６に示すように、ノイズよりも少し高い位置に設定された「しきい値」により処理されている。このような「しきい値」では、磁気センサ１６の数が多いので、絶対値を加算処理されたセンサ信号（信号情報）は、駆動モータ１がオン状態では常に「しきい値」より高いセンサ信号を出力している。
【００７６】
これにより、センサ信号（信号情報）が「しきい値」を超えた時刻は駆動モータ１が駆動を開始した時刻（開始時刻）Ａとして記憶され、センサ信号が「しきい値」を下回った時刻は駆動モータ１が駆動を停止した時刻（停止時刻）Ｂとして記憶される。
【００７７】
診断手段７０では駆動モータ１が駆動を開始した開始時刻Ａ、駆動モータ１が駆動を停止した停止時刻Ｂがそれぞれ測定され、駆動モータ１が駆動を停止した停止時刻Ｂでの応力センサの値に基づくトルク設定値が許容範囲に入っているか否かが判断される。
【００７８】
このようにセンサ信号に基づく各種演算結果と予め定めた参照テーブル（ＬＵＴ）７１の数値とを比較することにより常法に従って診断される。演算処理した各結果が所定の範囲内で有れば「異常なし」として判断され、所定値を超えると「異常」と判断できる。
【００７９】
演算処理された各結果が異常である場合には、劣化や故障が予想されるので、モニタ８１、プリンタ８２、外部出力８３などの出力手段にその旨報知される。出力される結果は、例えば、「故障モード」や「劣化モード」であってもよい。また、外部出力の場合には任意の通信手段（インターネットなどの電気通信回線等を含む）を介して遠隔の地域で受信してもよい。
【００８０】
いずれの診断結果においても、駆動モータ１の駆動停止に関与するトルク設定値の情報が正確であることにより、または、駆動エネルギの変化点が関係する演算情報が正確であることにより、信頼性のある診断結果を得ることができる。その他の構成及び作用効果については、従来例や先行技術と同一乃至は均等である。
【００８１】
なお、以上の説明では、駆動エネルギのオン・オフのタイミングのみを検出していたが、磁気センサと電線管内に配置される電線ケーブルとの位置関係が固定されている条件下では、アンペールの法則により電線ケーブルを流れる電流に比例して磁場Ｈが発生するので、磁気センサとして定量性のある磁気センサを用いれば、駆動モータの駆動エネルギオン・オフのタイミングの測定のみならず、駆動エネルギの変化の状況を観察する電動弁の診断方法又は診断装置に本発明の方法及び装置を併用することができることが容易に理解される。
【００８２】
例えば、本発明の電動弁診断装置は、駆動モータの駆動エネルギの変化を利用した診断にも応用が可能である。
【００８３】
駆動エネルギの変化を電動弁の診断に利用した例は、例えば、１９９５年９月２１日報告の社団法人精密工学会発行の「知能化メカトロニクス調査研究分科会  研究会報告」第２巻第２号第１５頁の項目１，２，１８に説明されている。ここで、項目１ではモータ負荷（起動／運転／過大負荷）が、項目２ではモータ負荷・運転トルクが、項目１８ではトルクシート電流がそれぞれモータ電流に関与していることが説明され、絶対値変化が検知でき、これにより診断が可能であることが示唆されている。
【００８４】
これにより、本発明の電動弁診断装置では、電線管１５内の電線ケーブル又は制御線の配置が固定されている条件では、駆動モータの駆動エネルギの絶対値の変化が、正常状態と対比することにより異常の有無を診断できることが可能と考えられる。
【００８５】
また、以上の説明では、駆動モータの駆動エネルギのオン又はオフのタイミングを応力センサ値に基づくトルク設定値と関連付けて説明していたが、これに限定されるものではない。
【００８６】
また、本発明の電線管の外部に取り付けられた複数の磁気センサから出力された信号情報を用いる方法によれば、駆動モータの駆動エネルギオン・オフのタイミングを正確に測定できるので、電線管内に挿入された電力ケーブルの駆動エネルギオン・オフのタイミングに起因して測定可能な他の診断装置に適用してもよいことは明らかである。
【００８７】
また、電線管の中に駆動モータの駆動エネルギオン・オフを制御する制御線が収納されている場合、制御線を流れる制御信号が電流信号で有れば、交流及び直流を問わずに制御信号のオン・オフ指令のタイミングを正確に検出できることは容易に理解され、いずれも本発明の電動弁診断方法及び電動弁診断装置が適用可能である。
【００８８】
このような制御信号のオン・オフ指令のタイミングは、例えば、トルク設定値による電動弁診断装置に応用可能である。駆動モータ１を駆動させる制御信号のオン・オフ指令がウォームの移動量で管理されている電動弁診断装置では、ウォームの移動量が所定の値となった場合に駆動モータ１をオフさせるトルクスイッチが作動して駆動モータが停止される。
【００８９】
ここで、このトルクスイッチがオフ指令を発したとき（時刻ｔ）でのステム７に掛かる荷重（トルク値に比例）が管理対象とされている。この許容値は通常は、前述の例と同様な理由で通常±１０％であり、±１０％の範囲内で有れば、電動弁は正常であるが、許容値を超えると電動弁は異常と判断される。ここで、トルクスイッチの作動時刻（オフの制御信号発信時刻）が正確に確定できないと、急激に増加するステム７への荷重を管理することは実質的に困難である。
【００９０】
なお、制御信号での管理には、後述する駆動モータとのタイミングがずれるという問題点があるので、本発明においては、直接に駆動モータを駆動させる駆動エネルギのオン・オフのタイミングを測定することが好ましい。
【実施例】
【００９１】
以下に実施例により本発明の効果を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
実際に駆動モータ１の駆動エネルギをオン・オフした場合の信号の採取状況を磁気センサの位置を電力ケーブル１４から近い位置（磁気センサ１）と遠い位置（磁気センサ２）との複数個（２個）設置して得られた各信号の実測データを図１７〜図１９に示す。
【００９２】
ここで、図１７は、設定トルクで駆動エネルギオフになった場合であり、駆動モータは停止直前ではモータ負荷が大きくなり、これにより駆動エネルギが大きくなり、センサ信号が増大している。また、図１８は、トルクスイッチ作動前に弁棒位置に基づき作動するリミットスイッチにより停止させた場合であり、この場合はモータ負荷が大きくなる前に停止している。また、図１９はモータ起動時のデータである。
【００９３】
図１７〜図１９は、実験室におけるデータであり、ノイズがほとんどない状態での結果である。一般にはなんらかの原因によりノイズが発生する場合が多い。ノイズの発生を想定すると、何れの場合も電力ケーブル１４に近い位置での磁気センサの信号（磁気センサ１）は、遠い位置での磁気センサ（磁気センサ２）の信号に比べて駆動エネルギのオン・オフのタイミングを正確に把握できることが理解される。
（実施例２）
次に、実際に駆動モータ１の駆動エネルギを遮断した場合の信号の採取状況を従来技術の場合と対比して本願発明に従う磁気センサの場合を説明する。
【００９４】
この実施例２では、運転中を想定し、電気箱は開放不可のため電線管の外部からは単相線の測定は不可との条件とした。
【００９５】
また、信号強度は、電線管１５内の電力ケーブル１４の配置により異なるが、この実施例２ではケーブル１４が電線管１５の中心に位置する場合を一例として説明する。なお、このようにケーブル１４を電線管１５の中心に配置する場合には信号が最も小さくなり、磁気センサにより高品位の信号を採取するのが最も困難な場合と想定される。なお、ここで用いた電線管は、外径４２ｍｍ、内径３４ｍｍのものである。
【００９６】
ここで、図２０（ａ）は二つの磁気センサ１６Ａ，１６Ｂによりセンサ信号を採取した場合の実験結果である。
【００９７】
図２０（ｂ）は、対照のために特許文献２に記載の従来のクランプメータを電線管にクランプした場合の実験結果であり、図２０（ａ）との結果と比較するために、ノイズレベルが略同一となるようセンサ出力比率を調整している。
また、図２０（ｃ）は、図２０（ｂ）において駆動エネルギがオフとなった近傍について時間軸を拡大したものである。
【００９８】
この図２０（ａ）と図２０（ｂ）との対比により明らかなように、クランプメータを用いた場合に比べて磁気センサを用いた本願発明の方法によれば、Ｓ／Ｎ比が大幅に向上されている。
【００９９】
また、図２０（ｃ）により明らかなように、クランプメータを用いた場合は、三相一括測定のため波形が乱れており、Ｓ／Ｎ比が小さく、駆動エネルギオフのタイミングが明確でないことが示されている。これにより、本発明に従えば、電動弁の診断の測定誤差が低減できることが理解される。
【０１００】
また、モータ上に磁気センサを設置した場合では、モータの慣性力により誘導電流が発生するので、駆動エネルギが切れてもセンサ信号はゆるやかに減少して直ぐには止まらない。これにより駆動エネルギのオフのタイミングを正確に検知することは困難であり、オフ判断時点位置が判定者により異なるという誤診の原因となる。
【０１０１】
例えば、トルクの上昇速度が大きい駆動速度が速い電動弁では、図３に示すように、実際の駆動エネルギオフのタイミングと駆動エネルギオフと判断したタイミングとの差（ＯＦＦ判断誤差Δｔ）が生じる。ここで、参照テーブルＬＵＴなどにおいてトルク設定値（駆動エネルギＯＦＦの時点のトルク値）の許容値が基準値±１０％程度に設定されている診断装置では、ＯＦＦ判断のタイミングが僅かに異なることによる診断誤差は無視できなくなる。
【０１０２】
これに対して、本発明に従う磁気センサを複数個設定する方法では、実際の駆動エネルギオフのタイミングと駆動エネルギオフと判断したタイミングとの差（ＯＦＦ判断誤差Δｔ）は低減又は実質的に無くなる。
【０１０３】
以上のシミュレーションの結果及び実施例から次のことが理解される。
（１）ホール素子を利用した複数個の磁気センサを電線管に設置するという簡単な手法により、クランプ式の電流計を用いる場合に比べて、Ｓ／Ｎ比が格段に大きくなり、これにより、電動弁の電気箱のカバーを取り外すことなく、駆動エネルギのオン・オフのタイミングを一層正確に把握することができる。
（２）磁気センサを複数個設置する場合には、各センサから得られた信号の絶対値を加算する手法を採用することにより、センサ個数が増えるほど大きい信号値が得られ、かつ、センサ１個の場合に比べ、その信号形状は起伏の無い形に近づいている。これにより、駆動エネルギオン・オフ時のセンサ波形の変化（駆動エネルギオフ状態のセンサ信号値からのオン状態への変化点、または駆動エネルギオン状態のセンサ信号値からのオフ状態への変化点）がより確実に検出できる。
（実施例３）
次に、異常情報として、ステム（弁棒）７が曲がった状態を駆動エネルギの時系列変化として異常を検知する実施例について説明する。
【０１０４】
ステム７が曲がっていない正常な状態での駆動モータ１に必要とする駆動エネルギと曲がった状態での駆動モータ１に必要とする駆動エネルギに差異が生じ、曲がった場合の駆動エネルギは増大すると考えられる。そこで、正常状態の駆動エネルギの経時変化データと対比することにより、ステム７が曲がっていること等による異常を検知することもできる。
【０１０５】
ここで、ステム７が曲がっている場合には、駆動エネルギ（モータ電流）の他に、ウォーム荷重、ウォーム変位、弁棒応力が増加又は変位することが考えられる。そこで、実際にステム７を図２１に示すように、約０．９度曲げた場合の駆動エネルギ等に与える影響を測定し図２２及び図２３に測定結果を示した。
【０１０６】
ここで、図２２はステム７および弁体８が開方向へ運転された場合の測定結果であり、図２３は閉鎖方向へ運転された場合の測定結果である。これらの図から、ステム７が曲がっている場合（「異常」と図示。）には、正常な状態に比較して駆動エネルギ（モータ電流）の波形の変化が明瞭に観察することができる。また、これらの図から、ウォーム荷重（トルク）、ウォーム変位（ウォーム）、弁棒応力（弁軸スラスト）による測定に比較しても遜色せずに明瞭であることが理解される。これらの結果から、磁気センサで読取ることが可能と示唆される。
【０１０７】
次に、電動弁診断装置を用いた診断事例の一例を説明する。この例は、例えば原子力発電プラントにおける各種配管に設定される電動弁又は電動弁診断装置に本発明を応用した一例である。
【０１０８】
この電動弁（電動弁診断装置１００）は図１に示す装置と実質的に同一乃至は均等である。
【０１０９】
このような弁体８を閉とする場合の電動弁の診断情報の一例は、図２４に示される。この図では、モータ起動から駆動エネルギ遮断の間の駆動モータ１の運転トルクの経時的変化がグラフで表現される。
【０１１０】
駆動モータ１が駆動されて、ウォーム３が回転し、ウォーム３に噛み合ったウォームギヤ４が回転し、ウォームギヤ４が所定角度回転すると、ウォームギヤ４の突起が、ドライブスリーブ５の突起を押圧（ハンマ打ち）してドライブスリーブ５が回転する。すなわち、駆動モータ１の運転トルクは、一端上昇しハンマ打ちまでの空転時間（ウォームギヤ４が回転してウォームギヤ４の突起がドライブスリーブ５の突起に当接してドライブスリーブ５を回転させるまでの間）はトルクは小さいが、その後、一定トルクの下でステム７が下降される。
【０１１１】
弁体８が弁座に当接すると、弁体８の絞り込みが開始されウォーム軸３ａが皿バネ１１を押圧するｘ方向に移動し、トルク値が上昇する。このウォーム軸３ａが所定の変位量に移動するとトルクスイッチ１２が作動して駆動モータ１への駆動エネルギを遮断する。ここで、図２４では、トルクスイッチ１２が作動した直後にトルク値のオーバシュートが観察されるが、その後保持トルクが維持される。
【０１１２】
本発明においては、このような電動弁診断装置の駆動エネルギのオン・オフのタイミングを正確に確認することができ、また、本発明においては、このような電動弁診断装置の駆動エネルギの逐次変化の状況を測定することができるので、本発明をこのような電動弁の診断装置にも応用が可能であることが容易に理解される。
【０１１３】
以上、この発明を詳述してきたが、具体的な構成はこの以上の説明に限らず、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
原子力発電所などでは電動弁が広範囲に使用されており、この電動弁の健全性を維持することは、プラントの安全確保のために非常に重要である。このような電動弁では、一定の周期で分解点検等を行う時間計画保全に比べて、より効果的な保全技術として、電動弁診断装置による状態監視保全技術が既に広範囲に実用化されている。このような電動弁診断装置は、状態を検出するセンサを電動弁に取り付け、センサ出力（信号情報）を収集解析し、設定トルクや各部の摩耗量を診断するものであるが、一層投資効果の高い診断技術の導入が望まれている。
【０１１５】
本発明に従えば、高精度化、低コスト化、省力化を実現できる高性能電動弁診断装置が提供できるので、広く産業上利用できると考えられる。
【０１１６】
また、本発明の電動弁は、プリトリガ方式による無人データ収集装置、及び遠隔双方向通信システムと組み合わせることが可能である。駆動エネルギをトリガ信号としてデータ収集装置を起動させることにより、誤動作のないデータ収集が可能となり、データの収集の省力化とともに、専門家が現場に行かなくとも迅速に高度な診断が可能となることが期待される。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明に係る電動弁診断方法を実施する電動弁診断装置の一例を説明する構成図であり、（ａ）は要部斜視図、（ｂ）はドライブスリーブ部分の縦断面図である。
【図２】図１の電動弁の要部拡大構成図である。
【図３】モータへ磁気センサを取り付けた場合の駆動エネルギとトルク値との関係を示す図である。
【図４】本発明に係る電動弁診断装置における電線管内の電力ケーブルの配置の状況及び電線管への磁気センサの取付状況を横断面により説明する図である。
【図５】本発明に係る電動弁診断装置における電線管内の電力ケーブルの配置の状況及び電線管への磁気センサの取付状況を縦断面により説明する図である。
【図６】図６（ａ）及び（ｂ）は、本発明に係る電動弁診断装置における電線管への磁気センサの取付状況を説明する図である。
【図７】本発明に係るホール素子を利用した磁気センサの回路図である。
【図８】本発明に係る磁気センサで電線管内に挿通された電力ケーブルより発生する磁場を試算する説明図である。
【図９】図９（ａ）〜（ｄ）は、電力ケーブルと磁場センサとの関係を説明する配置図である。
【図１０】本発明に係る互いに位相差が生じるように取り付けた磁気センサから得られる信号を模式的に示した図である。
【図１１】図１１（ａ）〜（ｄ）は、図１２（ａ）〜（ｄ）の配置図により配置された電力ケーブルに電流が流れた場合の磁気センサにより出力される出力信号を演算処理した結果を表す図である。
【図１２】図１２（ａ）〜（ｄ）は、電力ケーブルと磁場センサとの関係を説明する配置図である。
【図１３】図１３（ａ）〜（ｄ）は、図１２（ａ）〜（ｄ）の配置図により配置された電力ケーブルに電流が流れた場合の磁気センサにより出力される出力信号を演算処理した結果を表す図である。
【図１４】トルクスイッチと駆動モータとの関係を説明する回路図である。
【図１５】電動弁診断装置を自動判定装置にした場合のシステム構成例を説明する図である。
【図１６】診断手段において設定する「しきい値」を説明する図である。
【図１７】駆動モータの駆動エネルギが設定トルク値でオフとなった場合の信号の採取状況の実測データを説明する図である。
【図１８】駆動モータの駆動エネルギがリミットスイッチにより停止させた場合の信号の採取状況の実測データを説明する図である。
【図１９】駆動モータの駆動エネルギをオンとした場合の採取状況の実測データを説明する図である。
【図２０】図２０（ａ）〜（ｃ）は、駆動モータの駆動エネルギを遮断した場合の信号の採取状況を説明する図である。
【図２１】弁棒（ステム）の曲がった状態を説明する図である。
【図２２】弁棒（ステム）の曲がった場合の駆動エネルギ（モータ電流）などに与える影響を説明する図であり、弁が開方向へ運転された場合を説明する図である。
【図２３】弁棒（ステム）の曲がった場合の駆動エネルギ（モータ電流）などに与える影響を説明する図であり、弁が閉鎖方向へ運転された場合を説明する図である。
【図２４】図１の電動弁診断装置により測定された情報を表示するグラフである。
【符号の説明】
【０１１８】
１００：電動弁診断装置
２００：配管
１：駆動モータ
２：ギヤ
３：ウォーム
３ａ：ウォーム軸
４：ウォームギヤ
５：ドライブスリーム
６：ステムナット
７：ステム（弁棒）
７’：ヨーク
８：弁体
１０：トルクスプリングカートリッジ（ＴＳＣ）
１１：皿バネ
１２：トルクスイッチ
１３：電力ケーブル（電力線）
１５：電線管
１６：磁気センサ
１７：面ファスナテープ（固定手段）
１８：端子
１９：増幅器
【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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