Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP2021025926A - 振動センサの自己診断方法及び自己診断機能付き振動センサシステム - Google Patents

振動センサの自己診断方法及び自己診断機能付き振動センサシステム Download PDF

Info

Publication number
JP2021025926A
JP2021025926A JP2019145045A JP2019145045A JP2021025926A JP 2021025926 A JP2021025926 A JP 2021025926A JP 2019145045 A JP2019145045 A JP 2019145045A JP 2019145045 A JP2019145045 A JP 2019145045A JP 2021025926 A JP2021025926 A JP 2021025926A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibration sensor
vibration
self
unit
data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2019145045A
Other languages
English (en)
Inventor
内貴 崇
Takashi Naiki
崇 内貴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
Priority to JP2019145045A priority Critical patent/JP2021025926A/ja
Priority to US16/987,151 priority patent/US11320305B2/en
Publication of JP2021025926A publication Critical patent/JP2021025926A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01HMEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H11/00Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties
    • G01H11/06Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by electric means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/12Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by alteration of electrical resistance
    • G01P15/123Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by alteration of electrical resistance by piezo-resistive elements, e.g. semiconductor strain gauges
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/125Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by capacitive pick-up
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P21/00Testing or calibrating of apparatus or devices covered by the preceding groups

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

【課題】自己診断のための検査信号を不要にし、汎用品のセンサをそのまま使用できるコストの安い振動センサの自己診断方法を提供する。【解決手段】振動する機器に取り付けられる振動センサの自己診断方法であって、振動センサで機器の振動データを計測するステップS1と、振動データを積分するステップS2と、振動データの積分値と基準値を比較して振動センサが異常であるか否かを診断するステップS3とを有し、振動データの積分値を所定期間の周期で記録するステップS6と、ステップS6で記録した積分値を統計処理するステップS8とを有し、診断するステップS3は、統計処理で求めた統計データと当該統計データに対応する基準値とを比較して振動センサが異常であるか否かを診断する。【選択図】図4

Description

本発明は、振動センサの自己診断方法及び自己診断機能付き振動センサシステムに関する。
モータ等の動力源を備える産業機器等の稼働時に生じる振動をモニタリングすることで、機器の予知保全を行う場合がある。予知保全とは、機器の正常時に生じる振動と故障に至る過程で生じる振動とに差が有ることに着目し、機器が故障する前にメンテナンスを行うことである。
その振動のモニタリングは、機器によって決められた期間ごとに定期的に行われる。定期的に行う理由は、振動計測機が高価なためである。したがって、振動の計測、記録、及び評価を、機器によって異なる期間ごとに行う必要あり、メンテナンス従事者の負担は大きくなる。
メンテナンス従事者の負担を軽減する方法として、常時、振動センサを機器に取り付けてモニタリングする方法が考えられる。近年のセンサデバイスの発達により、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)構造を持つ、安価で高性能な加速度センサが普及するようになった。
このような安価なセンサを用いることで、対象機器ごとにセンサを常時設置できモニタリングできるようになる。ただし、これらの安価なセンサは、民生機器への使用を前提に設計・製造されたものが殆どである。よって、産業機器への使用を考慮した高い信頼性が確認できていないものが多い。
高い信頼性が確認できていない現状において、センサの常時設置を可能にするためにはセンサに自己診断機能を持たせるのが有効である。自己診断機能を持つセンサとしては、例えば特許文献1に開示されたものが知られている。
特許第5099522号
しかしながら、特許文献1に開示された技術は、センサ本体に所定の大きさの検査信号(疑似加速度信号)を印加する必要がある。よって、自己診断のための構成が複雑になる。また、センサ本体に検査信号を入力する必要性から、ゼンサ本体は汎用品の何れでも良いということにならない。つまり従来の技術は、構成が複雑であり、各々のセンサ仕様に対応させた検査信号が必要であることからコストが高くなるという課題がある。
本発明は、自己診断のための検査信号を不要にし、汎用品のセンサをそのまま使用できるコストの安い振動センサの自己診断方法及び自己診断機能付き振動センサシステムを提供することを目的とする。
上記の課題を解決するため、本発明の一態様に係る振動センサの自己診断方法は、振動する機器に取り付けられる振動センサの自己診断方法であって、前記振動センサで前記機器の振動データを計測するステップと、前記振動データを積分するステップと、前記振動データの積分値と基準値を比較して前記振動センサが異常であるか否かを診断するステップとを有する。
また、本発明の他の態様に係る自己診断機能付き振動センサシステムは、振動する機器に取り付けられる自己診断機能付き振動センサシステムであって、前記機器の振動データを計測する振動センサと、前記振動データを積分する積分部と、前記振動データの積分値と基準値を比較して前記振動センサが異常であるか否かを診断する診断部とを備える。
本発明によれば、自己診断のための検査信号を不要にし、汎用品のセンサをそのまま使用できるコストの安い振動センサの自己診断方法及び自己診断機能付き振動センサシステムを提供することができる。
第1の実施の形態に係る自己診断機能付き振動センサシステムの機能構成例を示すブロック図である。 第1の実施の形態に係る自己診断機能付き振動センサシステムの動作手順を示すフローチャートである。 第2の実施の形態に係る自己診断機能付き振動センサシステムの機能構成例を示すブロック図である。 第2の実施の形態に係る自己診断機能付き振動センサシステムの動作手順を示すフローチャートである。 第3の実施の形態に係る自己診断機能付き振動センサシステムの機能構成例を示すブロック図である。 第3の実施の形態に係る自己診断機能付き振動センサシステムの動作手順を示すフローチャートである。 第1の実施の形態に係る自己診断機能付き振動センサシステムの具体例を示す機能構成図である。 図7に示す自己診断機能付き振動センサシステムの各部の波形の例を模式的に示す図である。
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。又、以下に示す実施の形態は、技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、構成及び手順等を下記のものに特定するものでない。この実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
[第1の実施の形態]
図1は、第1の実施の形態に係る自己診断機能付き振動センサシステム(以降、振動センサシステムと略す)の機能構成例を示すブロック図である。図1に示す振動センサシステム100は、モータ等の動力源を備える産業機器に取り付けられ、機器の振動をモニタリングすると共に自己診断する機能を備えた振動センサシステムである。
機器への取り付けは、振動センサシステム100を構成する筐体(図示せず)を、例えば磁石等で機器に貼り付けて行う。機器への取り付けは、例えばネジを用いてリジッドに固定してもよい。その取り付けは、機器の振動を検出できるように固定できればどのような方法であっても構わない。以降において説明する他の実施の形態についても同様である。
振動センサシステム100は、振動センサ10、積分部20、及び診断部30を備える。なお、図1において、機器の振動をモニタリングするための機能部の表記は省略する。また、電源部、表示部、及び制御部等の一般的な構成の表記も省略している。
図2は、振動センサシステム100の動作手順を示すフローチャートである。図1と図2を参照して振動センサシステム100の動作を説明する。
振動センサ10は、MEMS構造の静電容量型又はピエゾ抵抗型等の汎用品の加速度センサである。これらの加速度センサは、重力加速度も検出可能であり、検出した加速度は例えば電圧値等のアナログ量で出力する。
これらの加速度センサの検出軸は3軸を備えるものが一般的である。以降の説明においては、例えば鉛直方向の加速度を検出する例で説明を行う。なお、鉛直方向と直交する2方向については、鉛直方向と同様に加速度センサの出力信号を処理すればよい。
振動センサ10は機器の振動データを計測する(ステップS1)。例えば、鉛直方向の振動を検出する場合は、振動センサ10の加速度の検出軸を鉛直方向に合わせる。
機器が稼働していない場合の振動センサ10の出力は、重力加速度1Gに対応した直流電圧(一定の電圧)を出力する。機器が稼働すると、そのプラス方向(例えば上)及びマイナス方向(例えば下)の加速度(振動)に対応する交流電圧を出力する。
積分部20は、振動センサ10が出力する振動データ(交流電圧)を積分(平均)する(ステップS2)。積分部20は、受動部品で構成した積分回路で構成してもよいし、演算増幅器を用いた積分回路で構成してもよい。又は、振動センサ10の出力する交流電圧をADコンバータで離散化データ(ディジタル値)に変換し、その離散化データを積分(積算)するようにしてもよい。交流電圧をADコンバータで離散化データに変換する例については後述する。
振動センサ10は校正済みの汎用品である。したがって、振動センサ10が正常で機器が移動していない場合は、+方向の加速度と−方向の加速度は等しいので、振動データを積分した値は0になる。つまり、移動せずにその場で振動しているということは、ある期間で考えると速度≒0とみなせる事ができ、その場合の加速度を積分した値も0である。なお、この例では鉛直方向の加速度を検出しているので、その値は重力加速度の1G分オフセットした値になる。
振動センサ10が劣化し故障に至る過程では、振動データを積分した値は0にならない場合がある。診断部30は、その変化を検出する。
診断部30は、基準値31と判定部32を備える。基準値31は、例えば所定の電圧である。判定部32は、例えば演算増幅器で構成したコンパレータである。診断部30は、振動データの積分値と基準値を比較して振動センサが異常であるか否かを診断する(ステップS3)。なお、振動センサ10の故障の状況によっては、振動データを積分した値がプラスになる場合とマイナスになる場合がある。その両方の変化を検出する場合、診断部30は2つ(2系統)用意する。
基準値31は、通常の使用環境では有り得ない値で、且つ異常時を検出できる値に設定する。例えば、振動センサ10の温度特性を考慮し、仕様上あり得る値よりも大きな値に基準値を設定する。
そのように基準値31を設定すると、振動センサ10が正常な場合は、基準値31よりも積分した値の方が小さいので判定部32の出力は0(低電圧)である。一方、振動センサ10が異常な場合は、基準値31よりも積分した値の方が大きいので判定部32の出力は1(高電圧)である。このように、所定の基準値31と比較することで、振動センサ10が異常であるか否かを診断することができる。
振動センサ10が正常な場合は、ステップS1〜S3の動作を繰り返す(ステップS3の正常のループ)。異常な場合は、異常と自己診断して動作を終了する(ステップS4)。自己診断の結果を異常と判定した場合は、その旨を表示し、又は報知(アラーム出力、異常信号の出力等)をする。表示は、例えばLED等を点灯してもよいし、表示部(図示せず)に表示してもよい。
このように本実施形態に係る振動センサシステム100は、振動する機器に取り付けられる振動センサシステムであって、機器の振動データを計測する振動センサ10と、振動データを積分する積分部20と、振動データの積分値と基準値を比較して振動センサ10が異常であるか否かを診断する診断部30とを備える。
また、振動センサシステム100は、振動センサ10の自己診断方法を提供する。その自己診断方法は、振動する機器に取り付けられる振動センサ10の自己診断方法であって、振動センサ10で機器の振動データを計測するステップS1と、振動データを積分するステップS2と、振動データの積分値と基準値を比較して振動センサ10が異常であるか否かを診断するステップS3とを有する
本実施形態によれば、機器の振動に基づいて振動センサ10の正常と異常を診断するので、所定の検査信号を印加する必要がない。したがって、所定の検査信号が不要なため汎用品の振動センサをそのまま使用することができる。よって、振動センサシステム100のコストを下げることができる。また、異常となった又は劣化した振動センサの交換を促すので、モニタリングのダウンタイムを最小化することができる。
[第2の実施の形態]
図3は、第2の実施の形態に係る振動センサシステムの機能構成例を示すブロック図である。図3に示す振動センサシステム200は、記録部40と統計処理部50を備える点で、振動センサシステム100(図1)と異なる。また、基準値31と異なる基準値61を含む診断部60を備える点で、振動センサシステム100と異なる。
また、振動センサシステム200は、振動センサ10の出力する交流電圧をADコンバータで離散化データに変換する点で、振動センサシステム100と異なる。
記録部40は、振動データの積分値を所定期間の周期で記録する。統計処理部50は、記録部40に記録した積分値を統計処理する。診断部60は、統計処理部50で求めた統計データと当該統計データに対応する基準値とを比較して振動センサ10が異常であるか否かを診断する。記録部40、統計処理部50、及び診断部60はディジタル信号を処理する。
図4は、振動センサシステム200の動作手順を示すフローチャートである。図3と図4を参照して振動センサシステム200の動作を説明する。
振動センサ10で計測した機器の振動データは、所定の単位期間が経過するまでの間(ステップS5のNO)、積分部20において積分される(ステップS2)。所定の単位期間は、振動データを一回積分する計測時間である。所定の単位期間は、例えば数ms〜数秒の時間である。なお所定の単位期間は、サンプリング時間、又は積分時間と称しても良い。
所定の単位期間の間、振動データを積分した積分値は記録部40に記録される(ステップS6)。
上記のステップS1〜S6の処理は、所定期間が経過する度に繰り返される(ステップS7のYES)。所定期間は、例えば、1秒、1分、1時間、及び半日等の何れかといった期間(サンプリング周期)である。所定の単位期間と所定期間は、予めメンテナンス従事者によって設定される。記録部40は、所定期間の周期で、例えば一回の積分値と積算された積分値の2つを繰り返し記録する(ステップS6)。
このように振動データは、所定の単位期間で積分され、所定期間の間隔を空けて間欠測定される。なお、所定期間を設定しないで振動データを連続測定してもよい。その場合の所定の単位期間は連続した時間であり、所定期間は0である。
統計処理部50は、記録部40に記録された積分値を統計処理する(ステップS8)。統計処理は、例えば、積分値の平均、分散、及び移動平均等のあらゆる統計データを求める処理を適用することができる。
診断部60は、統計処理部50で求めた統計データと当該統計データに対応する基準値とを比較して振動センサ10が異常であるか否かを診断する(ステップS3)。統計処理した積分値が基準値よりも大きい場合は、振動センサ10の自己診断を異常と判定し(ステップS4)、動作を終了する。統計処理した積分値が基準値よりも小さい場合は、振動センサ10の自己診断を正常と判定(ステップS3の正常)し、ステップS7のYESを介してステップS1からの処理を繰り返す。
統計データが平均値である場合の基準値は平均値である。また、統計データが分散である場合の基準値は分散である。また、統計データが移動平均である場合の基準値は移動平均である。基準値は、統計データに対応するように予め設定する。
このように本実施形態に係る振動センサシステム200は、振動データの積分値を所定期間の周期で記録する記録部40と、記録部40に記録した積分値を統計処理する統計処理部50とを備え、診断部60は、統計処理部50で求めた統計データと当該統計データに対応する基準値とを比較して振動センサ10が異常であるか否かを診断する。
また、振動センサシステム200は、振動センサ10の自己診断方法を提供する。その自己診断方法は、振動データの積分値を所定期間の周期で記録するステップS6と、当該ステップS6で記録した積分値を統計処理するステップS8とを有し、診断するステップS3は、統計処理で求めた統計データと当該統計データに対応する基準値とを比較して振動センサ10が異常であるか否かを診断する。
本実施形態によれば、第1の実施の形態で得られる効果に加えて、診断を安定化させる効果が得られる。つまり、複数の積分値を統計的に処理した統計データに基づいて機器の異常を診断するので、診断の精度を高めることができる。つまり、平均等の簡単な統計処理でも雑音等の影響を排除することができる。なお、雑音は、振動センサ10内、及び積分部20においてフィルター等によって適切に除去されるのが望ましい。
なお、本実施形態に係る記録部40、統計処理部50、及び図示しない制御部は、例えばワンチップマイクロコンピュータ等で容易に実現することができる。その場合、統計処理部50で実行する統計処理は、マイクロコンピュータを構成するマイクロプロセッサの処理手順を表す組み込みソフトウェアで記述される。組み込みソフトウェアは、マイクロコンピュータを構成するROMに記憶される。このように振動センサシステム200は、組み込みシステムで実現するのに好適な構成である。
[第3の実施の形態]
図5は、第3の実施の形態に係る振動センサシステムの機能構成例を示すブロック図である。図5に示す振動センサシステム300は、センサ部101、サーバ201、及びネットワーク1とで構成される点で上記の実施の形態と異なる。
ゼンサ部101は、振動センサ10、積分部20、記録部40、及び送信部70とを備える。振動センサ10、積分部20、及び記録部40は上記の実施の形態と同じである。
センサ部101は、例えばワンチップマイクロコンピュータで構成することができる。その場合の送信部70は、ワンチップマイクロコンピュータの入出力インターフェースで構成される。
ネットワーク1は、LANケーブルを接続した小規模なネットワークからインターネットまで、その規模は限定されない。センサ部101の記録部40に記録された振動データの積分値は、送信部70からネットワーク1を介してサーバ201に送信される。
サーバ201は、例えばパーソナルコンピュータで構成される。受信部80は、パーソナルコンピュータの入力ポートで構成される。統計処理部50と診断部60は、上記の実施の形態と同じである。また、表示部90は、例えばパーソナルコンピュータを構成するディスプレイ装置である。
図6は、振動センサシステム300の動作手順を示すフローチャートである。図5と図6を参照して振動センサシステム300の動作を説明する。
振動データを計測するステップS1、振動データを積分するステップS2、及び振動データの積分値を所定期間記録するステップS5までは、振動センサシステム200と同じである。本実施形態では、記録部40に記録した積分値を、送信部70がネットワーク1を介してサーバ201に送信する点で上記の実施の形態と異なる。
サーバ201は、センサ部101から受信した積分値を統計処理する。なお、図6において、積分値を受信する受信ステップの表記は省略している。
このように本実施形態に係る振動センサシステム300は、振動センサ10と積分部20と記録部40と当該記録部40に記録した積分値をネットワークを介してサーバに送信する送信部70とを備えるセンサ部101と、ゼンサ部101から積分値を受信する受信部80と統計処理部50と診断部60と表示部90とを備えるサーバ201とで構成される。
また、振動センサシステム300は、振動センサ10の自己診断方法を提供する。その自己診断方法は、所定期間記録するステップS6で記録した積分値を、ネットワークを介してサーバ201に送信するステップS9を有し、統計処理するステップS8と診断するステップS3はサーバ201が実行する。
本実施形態によれば、センサ部101を、ネットワーク1を介して別の場所に配置されたサーバ201で管理することができる。図5では、センサ部101を一つしか図示していないが、センサ部101の数は容易に増やすことが可能である。複数の振動センサのそれぞれは識別子を付与して識別する。
統計処理部50は、複数の振動センサから送信される積分値を、識別子と対応付けて処理する。そうすることで、複数の振動センサ10を、一つのサーバで集中管理することができる。と同時に、それぞれの振動センサ10が異常であるか否かを監視することができる。
(具体例)
図7は、振動センサシステム100(図1)の具体例を示す機能構成図である。積分部20は、一般的な積分回路で構成した例を示す。また、診断部30は、2つの基準電圧を用いて故障を診断する例を示す。
積分部20は、一般的な積分回路21と平滑回路22で構成される。積分回路21は、積分抵抗R1、差動増幅器OP1、積分コンデンサC1で構成される。平滑回路22は、平滑コンデンサC2、平滑抵抗R2で構成される。差動増幅器OP1の出力は、平滑抵抗R2を介して平滑コンデンサC2に接続される。
診断部30は、2つの基準電圧Vthと−Vth、2つの差動増幅器OP2とOP3、及びNANDゲートG1で構成される。NANDゲートG1は診断結果を出力する。
演算増幅器OP2の非反転入力端子(+)は平滑コンデンサC2に接続され、同反転入力端子(−)は一方の基準電圧Vthに接続される。演算増幅器OP3の反転入力端子(−)は平滑コンデンサC2に接続され、同非反転入力端子(+)は、他方の基準電圧−Vthに接続される。演算増幅器OP2の出力はNANDゲートG1の一方の入力に接続され、演算増幅器OP3の出力はNANDゲートG1の他方の入力に接続される。
基準電圧Vthと−Vthは、振動センサ10の0点の電圧が正常な範囲を表す。診断部30は、振動センサ10の0点の電圧が−Vth〜Vthの範囲内にあれば振動センサ10を正常と診断する。
図8は、図7に示す具体例の各部の波形例を模式的に示す図である。図8は、振動センサ10の0点がプラス方向にオフセットして異常になった場合の例を示す。上から順に、振動センサ10の出力、平滑コンデンサC2の電圧VC2、NANDゲートG1の出力のそれぞれの波形例を示す。図8の横方向は時間である。なお、図8においては、重力加速度の影響は無視している。また、差動増幅器OP1の出力の表記は省略している。
図8に示すように、時刻t1付近の振動センサ10の出力は、中間電位Vcc/2を中心に±に振幅する波形であり、振動センサ10は正常である。その後、この例では振動センサ10が何らかの原因で異常となり、0点がプラス方向にオフセットし始め、時刻t3以降で一定の電圧になる。
図8の中段は、振動センサ10の0点が上記のように変化した場合の平滑コンデンサC2の電圧VC2を示す。図8に示す様に電圧VC2は、時刻t3で一方の基準電圧Vthよりも大きくなる。
平滑コンデンサC2の電圧VC2が基準電圧Vthよりも高くなると、演算増幅器OP2の出力は「0」(低電圧:GND)、演算増幅器OP3の出力は「1」(高電圧:Vcc)である。よって、時刻t1〜t2の間のNANDゲートG1は、振動センサ10が異常であることを表す「1」を出力する。
振動センサ10のオフセット電圧が逆方向に変化して故障した場合は、平滑コンデンサC2の電圧VC2は、基準電圧−Vthよりも低くなる。すると、演算増幅器OP2の出力は「1」、演算増幅器OP3の出力は「0」である。
このように、図7に示す構成の振動センサシステム100は、振動センサ10が異常であるか否かを診断することができる。図7に示す振動センサ10は、電圧を出力する加速度センサであればどのような種類の加速度センサであってもよい。
図7に示す振動センサシステム100は、振動センサ10が出力するアナログ量を、アナログ回路で連続的に処理するものである。また、振動センサ10が出力するアナログ量を、離散化データに変換して異常を検出する構成も考えられる。
その場合は、積分部20の出力するアナログ量を、ADコンバータでディジタル値に変換する。ディジタル量に変換した後は、ディジタル量の大きさに基づいて振動センサ10の異常を診断する。異常診断する方法は、アナログ量で行う場合と同じである。
以上説明したように、実施の形態に係る自己診断機能付き振動センサシステム100,200,300によれば、自己診断のための検査信号を不要にし、且つ、汎用品のセンサをそのまま使用できるコストの安い振動センサの自己診断方法及び自己診断機能付き振動センサシステムを提供することができる。要するに本実施形態は、高い信頼性が確認できていない安価な民生用の振動センサを用いたモニタリングを、安心して行うことを可能にする。
自己診断機能付き振動センサシステム100は、最小構成の機能構成例を示す。また、自己診断機能付き振動センサシステム200は、第1の実施の形態で得られる効果に加えて、診断を安定化させる効果が得られる。また、自己診断機能付き振動センサシステム300は、上記の実施の形態で得られる効果に加えて、複数の振動センサ10を、一つのサーバで集中管理することができる。と同時に、それぞれの振動センサ10が異常であるか否かを監視することができる。
1…ネットワーク、10…振動センサ、20…積分部、21…積分回路、22…平滑回路、30,60…診断部、31,61…基準値、32…判定部、40…記録部、50…統計処理部、70…送信部、80…受信部、90…表示部、100,200,300…自己診断機能付き振動センサシステム(振動センサシステム)、101…センサ部、201…サーバ

Claims (6)

  1. 振動する機器に取り付けられる振動センサの自己診断方法であって、
    前記振動センサで前記機器の振動データを計測するステップと、
    前記振動データを積分するステップと、
    前記振動データの積分値と基準値を比較して前記振動センサが異常であるか否かを診断するステップと
    を有することを特徴とする振動センサの自己診断方法。
  2. 前記振動データの積分値を所定期間の周期で記録するステップと、
    前記記録するステップで記録した積分値を統計処理するステップとを有し、
    前記診断するステップは、前記統計処理で求めた統計データと当該統計データに対応する基準値とを比較して前記振動センサが異常であるか否かを診断する
    ことを特徴とする請求項1に記載の振動センサの自己診断方法。
  3. 前記記録するステップで記録した積分値を、ネットワークを介してサーバに送信するステップを有し、
    前記統計処理するステップと前記診断するステップは前記サーバが実行する
    ことを特徴とする請求項2に記載の振動センサの自己診断方法。
  4. 振動する機器に取り付けられる自己診断機能付き振動センサシステムであって、
    前記機器の振動データを計測する振動センサと、
    前記振動データを積分する積分部と、
    前記振動データの積分値と基準値を比較して前記振動センサが異常であるか否かを診断する診断部と
    を備えることを特徴とする自己診断機能付き振動センサシステム。
  5. 前記振動データの積分値を所定期間の周期で記録する記録部と、
    前記記録部に記録した積分値を統計処理する統計処理部とを備え、
    前記診断部は、前記統計処理部で求めた統計データと当該統計データに対応する基準値とを比較して前記振動センサが異常であるか否かを診断する
    ことを特徴とする請求項4に記載の自己診断機能付き振動センサシステム。
  6. 前記振動センサと前記積分部と前記記録部と当該記録部に記録した積分値をネットワークを介してサーバに送信する送信部とを備えるセンサ部と、
    前記統計処理部と前記診断部を備える前記サーバとで構成される
    ことを特徴とする請求項5に記載の自己診断機能付き振動センサシステム。
JP2019145045A 2019-08-07 2019-08-07 振動センサの自己診断方法及び自己診断機能付き振動センサシステム Pending JP2021025926A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019145045A JP2021025926A (ja) 2019-08-07 2019-08-07 振動センサの自己診断方法及び自己診断機能付き振動センサシステム
US16/987,151 US11320305B2 (en) 2019-08-07 2020-08-06 Self-diagnosis method for vibration sensor and vibration sensor system equipped with self-diagnosis function

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019145045A JP2021025926A (ja) 2019-08-07 2019-08-07 振動センサの自己診断方法及び自己診断機能付き振動センサシステム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2021025926A true JP2021025926A (ja) 2021-02-22

Family

ID=74498821

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019145045A Pending JP2021025926A (ja) 2019-08-07 2019-08-07 振動センサの自己診断方法及び自己診断機能付き振動センサシステム

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11320305B2 (ja)
JP (1) JP2021025926A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220169827A (ko) * 2021-06-21 2022-12-28 주식회사 케이디파워 열화상 카메라 모듈과 압전 하베스터 모듈을 이용한 전기기기의 고장 및 열화 진단 감시 시스템 및 방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118329197B (zh) * 2024-06-17 2024-08-27 滕州运城制版有限公司 一种印刷版辊的异常监测方法及系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009204534A (ja) * 2008-02-28 2009-09-10 Fujitsu Ltd センサ故障診断装置、記録装置、センサ故障診断方法および情報記憶システム

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0526894A (ja) * 1991-07-19 1993-02-02 Mitsubishi Petrochem Co Ltd 自己診断回路付き加速度センサ
JP4686909B2 (ja) * 2001-06-07 2011-05-25 株式会社アドヴィックス センサの異常検出方法
JP2009513929A (ja) * 2003-06-30 2009-04-02 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト ヨーレートセンサの監視方法
WO2008139743A1 (ja) * 2007-05-10 2008-11-20 Mitsubishi Electric Corporation 車両状態検出装置および同装置を備えた乗員保護装置
JP5099522B2 (ja) * 2009-01-09 2012-12-19 三菱電機株式会社 加速度または角速度センサの自己診断装置および自己診断方法、加速度または角速度センサ、ならびに加速度または角速度センサの初期設定方法
US8914196B1 (en) * 2013-11-01 2014-12-16 Automotive Technologies International, Inc. Crash sensor systems utilizing vehicular inertial properties

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009204534A (ja) * 2008-02-28 2009-09-10 Fujitsu Ltd センサ故障診断装置、記録装置、センサ故障診断方法および情報記憶システム

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220169827A (ko) * 2021-06-21 2022-12-28 주식회사 케이디파워 열화상 카메라 모듈과 압전 하베스터 모듈을 이용한 전기기기의 고장 및 열화 진단 감시 시스템 및 방법
KR102600977B1 (ko) * 2021-06-21 2023-11-10 주식회사 케이디파워 열화상 카메라 모듈과 압전 하베스터 모듈을 이용한 전기기기의 고장 및 열화 진단 감시 시스템 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20210041286A1 (en) 2021-02-11
US11320305B2 (en) 2022-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5570300A (en) Self-validating sensors
TWI751170B (zh) 泵總成、分析自經安裝於一泵上之一加速度計接收之資料的方法及電腦程式
JP2016511882A (ja) Led接続表示器付きケーブル
RU2609758C2 (ru) Диагностика шума измерения параметра процесса
JP2015522160A (ja) センサのストレス診断を備えた工業プロセス温度伝送器
US11320305B2 (en) Self-diagnosis method for vibration sensor and vibration sensor system equipped with self-diagnosis function
JP2019207126A (ja) 異常診断システム及び振動センサ
JP2024111783A (ja) 超薄型力覚センサ、モニタリングシステム、モニタリング方法及び適用
US9423292B2 (en) Sensor with a vibrating member in a cavity with integrated anomaly detection
WO2017150013A1 (ja) 温度検出回路
JP6476111B2 (ja) プロセス制御ループ電流検証
CN113795735B (zh) 用于监测旋转装置的方法以及状态监测设备
Gaitan et al. A Dynamic uncertainty protocol for digital sensor networks
JP2020016491A (ja) 状態検知システムおよび状態検知方法
JP2023089923A (ja) 異常検知システム
JP2019100873A (ja) 解析装置、解析システム及び解析方法
US11676477B2 (en) Fire alarm system
JP2018112446A (ja) 機器状態監視システム
USRE47211E1 (en) Inertial sensor
Stakhova Noise and Vibration Measurement System
US20040069067A1 (en) Fluorescence measurement apparatus and method
KR20180110349A (ko) 설비 진단용 진동 센서 및 이를 이용한 설비 진단 방법
Lita et al. LabVIEW application for analysis of mechanical vibrations from industrial environment
CN114520945A (zh) 自适应mems器件、编解码器和提供诊断数据的方法
KR102125753B1 (ko) 전기 구동 장치에서 벤딩 효과의 검출 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220708

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230711

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230714

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230822

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20231017