特開 2022-108652 解析装置、解析システム及び解析方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022108652

(43)【公開日】2022-07-26

(54)【発明の名称】解析装置、解析システム及び解析方法

(51)【国際特許分類】

   G01H 17/00 20060101AFI20220719BHJP

   G01M 99/00 20110101ALI20220719BHJP

【ＦＩ】

G01H17/00 Z

G01M99/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021003764

(22)【出願日】2021-01-13

(71)【出願人】

【識別番号】590000835

【氏名又は名称】株式会社ＫＥＬＫ

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】村田 知紀

【テーマコード（参考）】

2G024

2G064

【Ｆターム（参考）】

2G024AD01

2G024BA11

2G024BA22

2G024BA27

2G024CA13

2G024FA06

2G024FA11

2G064AA01

2G064AA11

2G064AB01

2G064AB02

2G064AB22

2G064BA02

2G064BD02

2G064CC02

2G064CC43

2G064DD02

(57)【要約】

【課題】安定した演算結果を出力すること。
【解決手段】解析装置は、機器の振動を検出する振動センサと、振動センサの検出データの標準偏差に基づいてピーク値を規定する演算部と、演算部による演算で出力された処理データを送信する無線通信機と、を備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

機器の振動を検出する振動センサと、
前記振動センサの検出データの標準偏差に基づいてピーク値を規定する演算を実施する演算部と、
前記演算部による演算で出力された処理データを送信する無線通信機と、を備える、
解析装置。

【請求項2】

前記演算部は、前記振動センサの検出データについて、絶対値が標準偏差に係数を乗じた値より大きい加速度の平均値を、ピーク値として規定する、
請求項１に記載の解析装置。

【請求項3】

前記演算部は、前記係数を変更可能である、
請求項２に記載の解析装置。

【請求項4】

熱電発電モジュールを備え、
前記振動センサは、前記熱電発電モジュールが発生する電力により駆動する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の解析装置。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の解析装置と、
前記解析装置から送信された前記処理データを受信して、前記機器を診断する管理コンピュータと、を備える、
解析システム。

【請求項6】

機器の振動を検出する振動センサから検出データを取得することと、
前記振動センサの検出データの標準偏差に基づいてピーク値を規定する演算を実施することと、
前記演算で出力された処理データを送信することと、を含む、
解析方法。

【請求項7】

熱電発電モジュールが発生する電力により前記振動センサが駆動することを含む、
請求項６に記載の解析方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、解析装置、解析システム及び解析方法に関する。

【背景技術】

【0002】

機器の異常の有無を診断するために、機器の運転中に発生する振動を振動センサで検出する技術が知られている（例えば、特許文献１）。機器の振動を監視、解析する際に有効な演算として、加速度のピーク値、実効値（ＲＭＳ：Root Mean Square Value）、オーバーオール値（Overall Value）、ピーク値を実効値で除した波高率（ＣＦ：Crest Factor）がある。これらの値を求めるために、加速度センサで取得した振動の波形データの絶対値の最大値、二乗平均平方根、二乗平均、絶対値の最大値を二乗平均平方根で除する演算をする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９－０２００９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、実効値、オーバーオール値は平均値であるため、繰り返し測定にばらつきがあっても演算結果の誤差が小さくなる。一方で、ピーク値は取得した波形の中の１点であるため、繰り返し測定のばらつきがあった場合は演算結果の誤差が大きくなる可能性がある。例えば、最大のピーク値から上位何点かの平均を取ることでばらつきを小さくする方法が考えられるが、最大ピークが他の値よりも著しく大きい場合はばらつきが大きく、演算結果の誤差が大きくなる可能性が依然としてある。機器の状態を監視する上で特に重要な波高率はピーク値に依存するため、ピーク値の誤差が大きいと機器の状態監視に弊害が生じるという問題があった。

【0005】

本開示は、安定した演算結果を出力することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に従えば、機器の振動を検出する振動センサと、前記振動センサの検出データの標準偏差に基づいてピーク値を規定する演算を実施する演算部と、前記演算部による演算で出力された処理データを送信する無線通信機と、を備える、解析装置が提供される。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、正規分布に従う振動現象において、安定した演算結果を出力することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、第１実施形態に係る解析装置を模式的に示す断面図である。

【図2】図２は、第１実施形態に係る熱電発電モジュールを模式的に示す斜視図である。

【図3】図３は、第１実施形態に係る解析装置を示すブロック図である。

【図4】図４は、第１実施形態に係る解析方法を示すフローチャートである。

【図5】図５は、第１実施形態に係る解析方法において検出データの一例を示す図である。

【図6】図６は、図５のヒストグラムを示す図である。

【図7】図７は、第１実施形態に係る解析方法においてピーク値を規定する方法を説明する説明図である。

【図8】図８は、第２実施形態に係る解析システムを模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本開示はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

【0010】

実施形態においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。所定面内のＸ軸と平行な方向をＸ軸方向、所定面内においてＸ軸と直交するＹ軸と平行な方向をＹ軸方向、所定面と直交するＺ軸と平行な方向をＺ軸方向とする。Ｘ軸及びＹ軸を含むＸＹ平面は、所定面と平行である。

【0011】

（第１実施形態）
［解析装置］
図１は、本実施形態に係る解析装置１を模式的に示す断面図である。解析装置１は、機器Ｂに設置される。機器Ｂは、例えば工場のような産業施設に設けられる。機器Ｂとして、回転機械が例示される。回転機械として、ポンプを作動させるモータが例示される。

【0012】

図１に示すように、解析装置１は、受熱部２と、放熱部３と、周壁部４と、熱電発電モジュール５と、振動センサ６と、マイクロコンピュータ８と、無線通信機９と、伝熱部材１０と、基板１１と、蓄電部１４と、を備える。

【0013】

受熱部２は、機器Ｂに設置される。受熱部２は、プレート状の部材である。受熱部２は、アルミニウム又は銅のような金属材料によって形成される。受熱部２は、機器Ｂからの熱を受ける。受熱部２の熱は、伝熱部材１０を介して、熱電発電モジュール５に伝達される。

【0014】

放熱部３は、間隙を介して受熱部２に対向する。放熱部３は、プレート状の部材である。放熱部３は、アルミニウム又は銅のような金属材料によって形成される。放熱部３は、熱電発電モジュール５からの熱を受ける。放熱部３の熱は、解析装置１の周囲の大気空間に放出される。

【0015】

受熱部２は、機器Ｂの表面に対向する受熱面２Ａと、受熱面２Ａの反対方向を向く内面２Ｂとを有する。受熱面２Ａは、－Ｚ方向を向く。内面２Ｂは、＋Ｚ方向を向く。受熱面２Ａ及び内面２Ｂのそれぞれは、平坦である。受熱面２Ａ及び内面２Ｂのそれぞれは、ＸＹ平面と平行である。ＸＹ平面内において、受熱部２の外形は、実質的に四角形である。なお、受熱部２の外形は四角形でなくてもよい。受熱部２の外形は円形でもよいし楕円形でもよいし任意の多角形でもよい。

【0016】

放熱部３は、大気空間に面する放熱面３Ａと、放熱面３Ａの反対方向を向く内面３Ｂとを有する。放熱面３Ａは、＋Ｚ方向を向く。内面３Ｂは、－Ｚ方向を向く。放熱面３Ａ及び内面３Ｂのそれぞれは、平坦である。放熱面３Ａ及び内面３Ｂのそれぞれは、ＸＹ平面と平行である。ＸＹ平面内において、放熱部３の外形は、実質的に四角形である。なお、放熱部３の外形は四角形でなくてもよい。放熱部３の外形は円形でもよいし楕円形でもよいし任意の多角形でもよい。

【0017】

ＸＹ平面内において、受熱部２の外形及び寸法と、放熱部３の外形及び寸法とは、実質的に等しい。なお、受熱部２の外形及び寸法と、放熱部３の外形及び寸法とは、異なってもよい。

【0018】

周壁部４は、受熱部２の内面２Ｂの周縁部と放熱部３の内面３Ｂの周縁部との間に配置される。周壁部４は、受熱部２と放熱部３とを連結する。周壁部４は、合成樹脂によって形成される。

【0019】

ＸＹ平面内において、周壁部４は、環状である。ＸＹ平面内において、周壁部４の外形は、実質的に四角形である。受熱部２と放熱部３と周壁部４とによって、解析装置１の内部空間１２が規定される。周壁部４は、内部空間１２に面する内面４Ｂを有する。受熱部２の内面２Ｂは、内部空間１２に面する。放熱部３の内面３Ｂは、内部空間１２に面する。解析装置１の外部空間は、解析装置１の周囲の大気空間である。

【0020】

受熱部２、放熱部３、及び周壁部４は、内部空間１２を規定する解析装置１のハウジングとして機能する。以下の説明において、受熱部２、放熱部３、及び周壁部４を適宜、ハウジング２０、と総称する。

【0021】

受熱部２の内面２Ｂの周縁部と周壁部４の－Ｚ側の端面との間にシール部材１３Ａが配置される。放熱部３の内面３Ｂの周縁部と周壁部４の＋Ｚ側の端面との間にシール部材１３Ｂが配置される。シール部材１３Ａ及びシール部材１３Ｂのそれぞれは、例えばＯリングを含む。シール部材１３Ａは、内面２Ｂの周縁部に設けられた凹部に配置される。シール部材１３Ｂは、内面３Ｂの周縁部に設けられた凹部に配置される。シール部材１３Ａ及びシール部材１３Ｂにより、解析装置１の外部空間の異物が内部空間１２に侵入することが抑制される。

【0022】

熱電発電モジュール５は、ゼーベック効果を利用して電力を発生する。機器Ｂは、熱電発電モジュール５の熱源として機能する。熱電発電モジュール５は、受熱部２と放熱部３との間に配置される。熱電発電モジュール５の－Ｚ側の端面５１が加熱され、熱電発電モジュール５の－Ｚ側の端面５１と＋Ｚ側の端面５２との間に温度差が与えられることによって、熱電発電モジュール５は電力を発生する。

【0023】

端面５１は、－Ｚ方向を向く。端面５２は、＋Ｚ方向を向く。端面５１及び端面５２のそれぞれは、平坦である。端面５１及び端面５２のそれぞれは、ＸＹ平面と平行である。ＸＹ平面内において、熱電発電モジュール５の外形は、実質的に四角形である。

【0024】

端面５２は、放熱部３の内面３Ｂに対向する。熱電発電モジュール５は、放熱部３に固定される。放熱部３と熱電発電モジュール５とは、例えば接着剤により接着される。

【0025】

なお、図１に示す例においては、熱電発電モジュール５は放熱部３に接触しているが、受熱部２に接触してもよい。

【0026】

振動センサ６は、機器Ｂの振動を検出する。振動センサ６は、熱電発電モジュール５が発生する電力により駆動する。振動センサ６は、内部空間１２に配置される。本実施形態において、振動センサ６は、受熱部２の内面２Ｂに支持される。

【0027】

振動センサ６として、加速度センサが例示される。なお、振動センサ６は、速度センサ又は変位センサでもよい。本実施形態において、振動センサ６は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向の３つの方向における機器Ｂの振動を検出することができる。

【0028】

マイクロコンピュータ８は、解析装置１を制御する。マイクロコンピュータ８は、熱電発電モジュール５が発生する電力により駆動する。マイクロコンピュータ８は、内部空間１２に配置される。本実施形態において、マイクロコンピュータ８は、基板１１に支持される。

【0029】

無線通信機９は、解析装置１の外部に存在する管理コンピュータ１００（図３等参照）と通信する。無線通信機９は、熱電発電モジュール５が発生する電力により駆動する。無線通信機９は、内部空間１２に配置される。本実施形態において、無線通信機９は、基板１１に支持される。

【0030】

伝熱部材１０は、受熱部２と熱電発電モジュール５とを接続する。伝熱部材１０は、受熱部２の熱を熱電発電モジュール５に伝達する。伝熱部材１０は、アルミニウム又は銅のような金属材料によって形成される。伝熱部材１０は、Ｚ軸方向に長い棒状部材である。伝熱部材１０は、内部空間１２に配置される。

【0031】

基板１１は、制御基板を含む。基板１１は、内部空間１２に配置される。基板１１は、支持部材１１Ａを介して受熱部２に接続される。基板１１は、支持部材１１Ｂを介して放熱部３に接続される。基板１１は、受熱部２及び放熱部３のそれぞれから離れるように、支持部材１１Ａ及び支持部材１１Ｂに支持される。

【0032】

蓄電部１４は、熱電発電モジュール５が発生した電力を蓄える。蓄電部１４として、キャパシタ又は二次電池が例示される。

【0033】

［熱電発電モジュール］
図２は、本実施形態に係る熱電発電モジュール５を模式的に示す斜視図である。図２に示すように、熱電発電モジュール５は、ｐ型熱電半導体素子５Ｐと、ｎ型熱電半導体素子５Ｎと、第１電極５３と、第２電極５４と、第１基板５１Ｓと、第２基板５２Ｓとを有する。ＸＹ平面内において、ｐ型熱電半導体素子５Ｐとｎ型熱電半導体素子５Ｎとは、交互に配置される。第１電極５３は、ｐ型熱電半導体素子５Ｐ及びｎ型熱電半導体素子５Ｎのそれぞれに接続される。第２電極５４は、ｐ型熱電半導体素子５Ｐ及びｎ型熱電半導体素子５Ｎのそれぞれに接続される。ｐ型熱電半導体素子５Ｐの下面及びｎ型熱電半導体素子５Ｎの下面は、第１電極５３に接続される。ｐ型熱電半導体素子５Ｐの上面及びｎ型熱電半導体素子５Ｎの上面は、第２電極５４に接続される。第１電極５３は、第１基板５１Ｓに接続される。第２電極５４は、第２基板５２Ｓに接続される。

【0034】

ｐ型熱電半導体素子５Ｐ及びｎ型熱電半導体素子５Ｎのそれぞれは、例えばＢｉＴｅ系熱電材料を含む。第１基板５１Ｓ及び第２基板５２Ｓのそれぞれは、セラミックス又はポリイミドのような電気絶縁材料によって形成される。

【0035】

第１基板５１Ｓは、端面５１を有する。第２基板５２Ｓは、端面５２を有する。第１基板５１Ｓが加熱されることによって、ｐ型熱電半導体素子５Ｐ及びｎ型熱電半導体素子５Ｎのそれぞれの＋Ｚ側の端部と－Ｚ側の端部との間に温度差が与えられる。ｐ型熱電半導体素子５Ｐの＋Ｚ側の端部と－Ｚ側の端部との間に温度差が与えられると、ｐ型熱電半導体素子５Ｐにおいて正孔が移動する。ｎ型熱電半導体素子５Ｎの＋Ｚ側の端部と－Ｚ側の端部との間に温度差が与えられると、ｎ型熱電半導体素子５Ｎにおいて電子が移動する。ｐ型熱電半導体素子５Ｐとｎ型熱電半導体素子５Ｎとは第１電極５３及び第２電極５４を介して接続される。正孔と電子とによって第１電極５３と第２電極５４との間に電位差が発生する。第１電極５３と第２電極５４との間に電位差が発生することにより、熱電発電モジュール５は電力を発生する。第１電極５３にリード線５５が接続される。熱電発電モジュール５は、リード線５５を介して電力を出力する。

【0036】

［マイクロコンピュータ］
図３は、本実施形態に係る解析装置１を示すブロック図である。図３に示すように、熱電発電モジュール５、蓄電部１４、振動センサ６、マイクロコンピュータ８、及び無線通信機９は、１つのハウジング２０に収容される。

【0037】

マイクロコンピュータ８は、検出データ取得部８１と、演算部８２と、通信制御部８３とを有する。

【0038】

検出データ取得部８１は、予め設定された測定時間及びサンプリング周波数（ＯＤＲ：Output Data Rate）において、振動センサ６の検出データを取得する。振動センサ６の検出データは、振動波形を含む。測定時間及びサンプリング周波数は、サンプリング点数がマイクロコンピュータ８のメモリ容量に依存する上限値を超えない等の条件を満たす範囲で設定される必要がある。

【0039】

演算部８２は、マイクロコンピュータ８の各部が予め記憶されたプログラムを実行するように制御する。演算部８２は、検出データ取得部８１により取得された振動センサ６の検出データに基づいて演算処理を実施し、処理データを出力する。処理データとは、検出データがデータ処理されることにより生成されるデータをいう。

【0040】

演算部８２は、例えば高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）のような振動解析方法に基づいて、振動センサ６の検出データを処理して処理データを出力することができる。演算部８２は、ＦＦＴ解析を実施する前に、バンドバスフィルタ（ＢＰＦ：Band Pass Filter）として、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ：High Pass Filter）処理、ローパスフィルタ（ＬＰＦ：Low Pass Filter）処理を行ってもよい。

【0041】

演算部８２により生成される処理データは、例えば振動センサ６の検出データから算出される機器Ｂの振動のピーク値、実効値、振動数、オーバーオール値、及び波高率の少なくとも一つを含む。

【0042】

演算部８２は、振動センサ６の検出データを処理して、機器Ｂの振動のピーク値を算出できる。振動のピーク値は、振動の最大値及び最小値を含む。振動のピーク値は、振動波形の全範囲のピーク値でもよいし、複数の周波数範囲のそれぞれにおけるピーク値でもよい。振動のピーク値は、加速度のピーク値でもよいし、速度のピーク値でもよいし、変位のピーク値でもよい。

【0043】

演算部８２は、検出データ取得部８１により取得された振動波形（例えば加速度データ）について、標準偏差σを算出する。演算部８２は、絶対値が、標準偏差σに係数ｎを乗じた値であるｎσより大きい加速度であるそれぞれの時点の加速度を抽出し、抽出した加速度の絶対値の平均値を算出する。演算部８２は、算出したｎσより絶対値が大きい加速度の平均値を、振動のピーク値として規定する。係数ｎは、予め設定される。係数ｎは、２≦ｎ≦３の範囲で設定される。係数ｎは、適宜変更可能である。係数ｎは、例えば管理コンピュータ１００から無線通信を介して作業者によって設定されてもよい。

【0044】

演算部８２は、振動センサ６の検出データを処理して、機器Ｂの振動の実効値（ＲＭＳ：Root Mean Square Value）を算出できる。また、演算部８２は、振動センサ６により検出された振動波形の全範囲を複数の周波数範囲に分割し、複数の周波数範囲のそれぞれについて実効値を算出してもよい。振動の実効値は、加速度の実効値でもよいし、速度の実効値でもよいし、変位の実効値でもよい。

【0045】

演算部８２は、振動センサ６の検出データを処理して、機器Ｂの振動数を算出できる。また、演算部８２は、振動センサ６の検出データを処理して、振動のオーバーオール値（Overall Value）を算出できる。

【0046】

演算部８２は、規定したピーク値及び算出した実効値に基づいて、機器Ｂの波高率（ＣＦ：Crest Factor）を算出できる。波高率とは、ピーク値の実効値に対する比（ピーク値／実効値）をいう。例えば回転機器のモータのベアリングの状態を診断する際、波高率が大きい場合はベアリングに傷が付いて衝撃振動が発生した傾向を示し、波高率が小さい場合はベアリングが潤滑不良によりモータの負荷が大きくなった傾向を示す。

【0047】

通信制御部８３は、無線通信機９が管理コンピュータ１００と通信するように制御する。無線通信機９が管理コンピュータ１００からピーク値を規定するための係数ｎを設定するための設定データを受信した場合、通信制御部８３は、受信した設定データを演算部８２へ出力する。

【0048】

また、通信制御部８３は、検出データ取得部８１により取得された振動センサ６の検出データが管理コンピュータ１００に送信されるように、無線通信機９を制御する。無線通信機９は、検出データ取得部８１により取得された振動センサ６の検出データを、管理コンピュータ１００に送信する。

【0049】

また、演算部８２により処理データが出力された場合、通信制御部８３は、処理データが管理コンピュータ１００に送信されるように、無線通信機９を制御する。無線通信機９は、演算部８２により算出された処理データを、管理コンピュータ１００に送信する。

【0050】

［解析方法］
図４は、本実施形態に係る解析方法を示すフローチャートである。本実施形態において、解析装置１が設置される機器Ｂは、回転機械の一種であるモータである。モータは、ポンプを作動させる。本実施形態における解析方法では、モータのベアリングの傷の有無を診断するために、振動のピーク値、実効値、オーバーオール値、及び波高率を処理データとして出力する。

【0051】

解析装置１では、例えば管理コンピュータ１００から無線通信を介して設定された設定データに基づいて、演算部８２により、ピーク値を規定するための係数ｎが設定される（ステップＳ１）。

【0052】

検出データ取得部８１は、振動センサ６から演算部８２が設定した測定時間及びサンプリング周波数（ＯＤＲ）のサンプリング点数分の加速度データ、すなわち振動波形の生データを、検出データとして取得する（ステップＳ２）。

【0053】

図５は、本実施形態に係る解析方法において検出データの一例を示す図である。図５の縦軸は、振動センサ６により検出された加速度［ｍ／ｓ^２］を示し、横軸は、時間［ｍｓｅｃ］を示す。

【0054】

検出データ取得部８１は、図４に示すステップＳ２において図５に示すような加速度の波形データを取得する。図５に示すように、取得された加速度の波形データでは、ピークの大きさ（最大値Ｐｈ及び最小値Ｐｌ）にばらつきがある。すなわち、取得された加速度の波形データをそのまま処理した場合、演算結果の誤差が大きくなる可能性がある。

【0055】

演算部８２は、ステップＳ２で検出データ取得部８１が取得した加速度データについて、標準偏差σを算出する（ステップＳ３）。

【0056】

図６は、図５のヒストグラムを示す図である。図６の縦軸は、サンプリング点数を示し、横軸は、加速度［ｍ／ｓ^２］を示す。図７は、本実施形態に係る解析方法においてピーク値を規定する方法を説明する説明図である。図７の縦軸は、振動センサ６により検出された加速度［ｍ／ｓ^２］を示し、横軸は、時間［ｍｓｅｃ］を示す。

【0057】

図６に示すように、演算部８２が加速度データを複数の加速度範囲に分割してそれぞれの加速度範囲毎のサンプリング点数を示すヒストグラムを生成すると、加速度のヒストグラムは、概ね正規分布となる。なお、図６に示す一例において、１つの加速度範囲は、概ね１００［ｍ／ｓ^２］である。

【0058】

演算部８２は、絶対値が、ステップＳ３で算出した標準偏差σのｎ倍であるｎσより大きい加速度を抽出し、抽出した加速度の平均値を算出する（ステップＳ４）。演算部８２は、抽出した全ての加速度の絶対値の平均値を算出する。演算部８２は、算出したｎσより絶対値が大きい加速度の平均値を、振動のピーク値として規定する（ステップＳ５）。

【0059】

例えば、ｎ＝２である場合、演算部８２は、図６に示す正規分布のラインＢ_＋２σより外側の部分Ｐｈａ_＋２σに含まれる加速度、及びラインＢ_－２σより外側の部分Ｐｌａ_－２σに含まれる加速度の絶対値の平均値を算出する。これにより、演算部８２は、図７に示す加速度の波形データにおいて、加速度の値がＢ_＋２σ以上である点の加速度と、加速度の値がＢ_－２σ以下である点の加速度との絶対値の平均値を、振動のピーク値として規定する。

【0060】

例えば、ｎ＝２．５である場合、演算部８２は、図６に示す正規分布のラインＢ_{＋２．５σ}より外側の部分Ｐｈａ_{＋２．５σ}に含まれる加速度、及びラインＢ_{－２．５σ}より外側の部分Ｐｌａ_{－２．５σ}に含まれる加速度の絶対値の平均値を算出する。これにより、演算部８２は、図７に示す加速度の波形データにおいて、加速度の値がＢ_{＋２．５σ}以上である点の加速度と、加速度の値がＢ_{－２．５σ}以下である点の加速度との絶対値の平均値を、振動のピーク値として規定する。

【0061】

例えば、ｎ＝３である場合、演算部８２は、図６に示す正規分布のラインＢ_＋３σより外側の部分Ｐｈａ_＋３σに含まれる加速度、及びラインＢ_－３σより外側の部分Ｐｌａ_－３σに含まれる加速度の絶対値の平均値を算出する。これにより、演算部８２は、図７に示す加速度の波形データにおいて、加速度の値がＢ_＋３σ以上である点の加速度と、加速度の値がＢ_－３σ以下である点の加速度との絶対値の平均値を、振動のピーク値として規定する。

【0062】

演算部８２は、振動センサ６の検出データを処理して、実効値を算出する。演算部８２は、振動センサ６の検出データを処理して、オーバーオール値を算出する。演算部８２は、ステップＳ５で規定したピーク値と、算出した実効値とに基づいて、波高率を算出する（ステップＳ６）。

【0063】

演算部８２は、算出したピーク値、実効値、オーバーオール値、及び波高率を処理データとして、無線通信機９に送信させる。無線通信機９は、処理データを管理コンピュータ１００に送信する（ステップＳ７）。

【0064】

管理コンピュータ１００は、送信された処理データに基づいて、機器Ｂの状態を監視及び管理することができる。管理コンピュータ１００は、送信された処理データに基づいて、機器Ｂの異常の有無を診断することができる。

【0065】

［効果］
以上説明したように、本実施形態によれば、振動センサ６が機器Ｂに設置される。振動センサ６の検出データは、マイクロコンピュータ８に出力される。マイクロコンピュータ８の演算部８２は、振動センサ６の検出データの標準偏差σに基づいてピーク値を規定する。

【0066】

このように、実施形態の解析方法によって、ピーク値を定量的に抽出した範囲の平均値から規定することで、定量的にピーク値を算出でき、演算結果の誤差を小さくすることができる。したがって、電力の制限やマイクロコンピュータ８の能力により、検出データの振動波形の測定点数が少なかったり測定時間が短かったりして繰り返し測定にばらつきがある場合でも、安定した演算結果を出力でき、機器Ｂの状態監視の精度を向上させることができる。

【0067】

実施形態において、演算部８２による演算で出力された処理データは、無線通信機９から管理コンピュータ１００に送信される。そのため、管理コンピュータ１００は、定量的に演算されたピーク値及びピーク値から算出される各値に基づいて、機器Ｂを適正に診断することができる。

【0068】

実施形態において、演算部８２は、振動センサ６の検出データについて、絶対値が標準偏差σに係数ｎを乗じた値であるｎσより大きい加速度の平均値を、ピーク値として規定する。演算部８２は、係数ｎを変更可能である。すなわち、標準偏差σの係数ｎ倍に基づいてピーク値を規定できるので、診断対象等によって、容易にピークの規定範囲を変更可能である。

【0069】

（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の第１実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。

【0070】

［解析システム］
図８は、本実施形態に係る解析システム２００を模式的に示す図である。図８に示すように、解析システム２００は、機器Ｂに設置される複数の解析装置１と、通信機２１０と、中継器２２０とを備える。機器Ｂは、産業施設に複数設けられる。上述のように、機器Ｂとして、ポンプを作動させるモータが例示される。機器Ｂは、地下に設置されてもよい。機器Ｂが作動することにより、機器Ｂは発熱する。機器Ｂは、解析装置１の熱源として機能する。

【0071】

通信機２１０は、中継器２２０を介して複数の解析装置１のそれぞれから送信された振動センサ６の検出データ及び演算部８２が出力した処理データを受信して、管理コンピュータ１００に送信する。通信機２１０は、例えば複数の解析装置１のそれぞれから送信された検出データ及び処理データを所定のフォーマットに処理した後、管理コンピュータ１００に送信する。複数の解析装置１のそれぞれからの検出データ及び処理データは、通信機２１０により集約された後、管理コンピュータ１００に送信される。通信機２１０と管理コンピュータ１００とは、無線通信してもよいし有線通信してもよい。

【0072】

中継器２２０は、解析装置１と通信機２１０とを中継する。中継器２２０は、複数設けられる。中継器２２０と通信機２１０とは、無線通信する。

【0073】

管理コンピュータ１００は、複数の解析装置１のそれぞれから送信された振動センサ６の検出データ及び演算部８２が出力した処理データに基づいて、複数の機器Ｂの状態を監視及び管理することができる。管理コンピュータ１００は、複数の解析装置１のそれぞれから送信された振動センサ６の検出データ及び演算部８２が出力した処理データに基づいて、機器Ｂの異常の有無を診断することができる。

【0074】

複数の解析装置１は、独立して検出データ及び処理データを送信することができる。すなわち、解析装置１は、他の解析装置１の影響を受けることなく、検出データ及び処理データを送信することができる。

【0075】

例えば、機器Ｂ及び解析装置１が地下に存在し、通信機２１０及び管理コンピュータ１００が地上に存在する場合、中継器２２０が設けられることにより、解析装置１から送信された検出データ及び処理データは、管理コンピュータ１００に円滑に送信される。

【0076】

［効果］
以上説明したように、本実施形態では、解析システム２００が、複数の機器Ｂのそれぞれに設置される複数の解析装置１と、複数の解析装置１のそれぞれから送信された処理データを受信して、管理コンピュータ１００に送信する通信機２１０とを備える。そのため、管理コンピュータ１００は、複数の機器Ｂの状態を監視及び管理したり、複数の機器Ｂの異常の有無を診断したりすることができる。

【0077】

［その他の実施形態］
なお、上述の実施形態において、管理コンピュータ１００は、１つのコンピュータにより構成されてもよいし、複数のコンピュータにより構成されてもよい。

【0078】

上述の実施形態においては、１つのハウジング２０に、熱電発電モジュール５、振動センサ６、マイクロコンピュータ８、及び無線通信機９が収容されることとした。熱電発電モジュール５が第１ハウジングに収容され、振動センサ６、マイクロコンピュータ８、及び無線通信機９が第２ハウジングに収容されてもよい。第１ハウジングと第２ハウジングとは別のハウジングである。蓄電部１４は、第１ハウジングと第２ハウジングとの間に配置されてもよい。

【0079】

上述の実施形態において、演算部８２の機能が管理コンピュータ１００に設けられてもよい。振動センサ６の検出データが無線通信機９を介して管理コンピュータ１００に送信され、管理コンピュータ１００が処理データを出力してもよい。また、管理コンピュータ１００の機能がマイクロコンピュータ８に設けられてもよい。例えば、演算部８２が、異常の有無を診断してもよい。

【符号の説明】

【0080】

１…解析装置、２…受熱部、２Ａ…受熱面、２Ｂ…内面、３…放熱部、３Ａ…放熱面、３Ｂ…内面、４…周壁部、４Ｂ…内面、５…熱電発電モジュール、５Ｎ…ｎ型熱電半導体素子、５Ｐ…ｐ型熱電半導体素子、６…振動センサ、８…マイクロコンピュータ、９…無線通信機、１０…伝熱部材、１１…基板、１１Ａ…支持部材、１１Ｂ…支持部材、１２…内部空間、１３Ａ…シール部材、１３Ｂ…シール部材、１４…蓄電部、２０…ハウジング、５１…端面、５１Ｓ…第１基板、５２…端面、５２Ｓ…第２基板、５３…第１電極、５４…第２電極、５５…リード線、８１…検出データ取得部、８２…演算部、８３…通信制御部、１００…管理コンピュータ、２００…解析システム、２１０…通信機、２２０…中継器、Ｂ…機器。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】