特開 2023-167513 気送管設備の検査方法及び情報処理装置

(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】P2023167513

(43)【公開日】2023-11-24

(54)【発明の名称】気送管設備の検査方法及び情報処理装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/954 20060101AFI20231116BHJP

【ＦＩ】

G01N21/954 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022078767

(22)【出願日】2022-05-12

(71)【出願人】

【識別番号】000203977

【氏名又は名称】日鉄テックスエンジ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090273

【弁理士】

【氏名又は名称】國分 孝悦

(72)【発明者】

【氏名】松山 宝治

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 稜

【テーマコード（参考）】

2G051

【Ｆターム（参考）】

2G051AA82

2G051AB03

2G051AC17

2G051CA04

2G051CB02

2G051EB01

(57)【要約】

【課題】気送管の欠陥を検出するとともに、欠陥の位置を簡易に算出できるようにする。
【解決手段】気送管４内で気送子５を移動させる気送管設備１を検査するのに利用される情報処理装置１００であって、時系列の画像を取得する撮像手段、及び時系列の音を集音する集音手段に相当するカメラ６を内蔵した気送子５を気送管４内で移動させて得られる、カメラ６で録画した動画データと、カメラ６で録音した音データとを入力する入力部１０１と、入力部１０１で入力した画像データに基づいて、気送管４の欠陥を検出する検出部１０２と、入力部１０１で入力した音データに基づいて、検出部１０２で検出した欠陥の位置を算出する算出部１０３とを備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

気送管内で気送子を移動させる気送管設備を検査する気送管設備の検査方法であって、
時系列の画像を取得する撮像手段、及び時系列の音を集音する集音手段を内蔵した前記気送子を前記気送管内で移動させる移動手順と、
前記撮像手段で取得した前記画像に基づいて、前記気送管の欠陥を検出する検出手順と、
前記集音手段で集音した前記音に基づいて、前記検出手順で検出した前記欠陥の位置を算出する算出手順とを有することを特徴とする気送管設備の検査方法。

【請求項2】

前記算出手順では、
前記集音手段で集音した前記音から前記気送子の発進音及び到着音を検出し、
前記発進音及び前記到着音に基づいて、前記気送子の発進から到着までの移動時間を算出し、
前記移動時間と、前記気送管の管路長とに基づいて、前記気送子の平均速度を算出し、
前記平均速度と、前記検出手順で前記欠陥を検出したタイミングでの前記画像の再生時間とに基づいて、前記検出手順で検出した前記欠陥の位置を算出することを特徴とする請求項１に記載の気送管設備の検査方法。

【請求項3】

気送管内で気送子を移動させる気送管設備を検査するのに利用される情報処理装置であって、
時系列の画像を取得する撮像手段、及び時系列の音を集音する集音手段を内蔵した前記気送子を前記気送管内で移動させて得られる、前記撮像手段で取得した前記画像データと、前記集音手段で集音した前記音データとを入力する入力手段と、
前記入力手段で入力した前記画像データに基づいて、前記気送管の欠陥を検出する検出手段と、
前記入力手段で入力した前記音データに基づいて、前記検出手段で検出した前記欠陥の位置を算出する算出手段とを備えたことを特徴とする情報処理装置。

【請求項4】

前記算出手段は、
前記入力部で入力した前記音データから前記気送子の発進音及び到着音を検出し、
前記発進音及び前記到着音に基づいて、前記気送子の発進から到着までの移動時間を算出し、
前記移動時間と、前記気送管の管路長とに基づいて、前記気送子の平均速度を算出し、
前記平均速度と、前記検出手段で前記欠陥を検出したタイミングでの前記画像の再生時間とに基づいて、前記検出手段で検出した前記欠陥の位置を算出することを特徴とする請求項３に記載の情報処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、気送管設備の検査方法、及び気送管設備を検査するのに利用される情報処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

工場等において、気送管設備が利用されている。気送管設備は、送信ステーションと、受信ステーションと、送信ステーションと受信ステーションとの間に配管された気送管とを備え、気送管に、物品を収容した気送子を挿入し、圧縮空気や真空圧を利用して搬送する。
特許文献１には、気送管内の状態を確認することができるように、気送子がカメラを備える構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－２０３４５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１には、気送子が気送管内のいずれの位置を撮像しているのかを確認すべく、気送管に所定間隔で近接センサーを配置することや、気送管の内壁に、どの位置であるのかを判別するための所定の記号、図、色、線等の目印を付しておくことが開示されている。
しかしながら、気送管に近接センサーを配置したり、気送管の内壁に目印を付したりするのでは、既存の気送管にそのまま適用することができず、簡易とはいえず、コストアップ等の要因にもなる。

【0005】

本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、気送管の欠陥を検出するとともに、欠陥の位置を簡易に算出できるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の気送管設備の検査方法は、気送管内で気送子を移動させる気送管設備を検査する気送管設備の検査方法であって、時系列の画像を取得する撮像手段、及び時系列の音を集音する集音手段を内蔵した前記気送子を前記気送管内で移動させる移動手順と、前記撮像手段で取得した前記画像に基づいて、前記気送管の欠陥を検出する検出手順と、前記集音手段で集音した前記音に基づいて、前記検出手順で検出した前記欠陥の位置を算出する算出手順とを有することを特徴とする。
本発明の情報処理装置は、気送管内で気送子を移動させる気送管設備を検査するのに利用される情報処理装置であって、時系列の画像を取得する撮像手段、及び時系列の音を集音する集音手段を内蔵した前記気送子を前記気送管内で移動させて得られる、前記撮像手段で取得した前記画像データと、前記集音手段で集音した前記音データとを入力する入力手段と、前記入力手段で入力した前記画像データに基づいて、前記気送管の欠陥を検出する検出手段と、前記入力手段で入力した前記音データに基づいて、前記検出手段で検出した前記欠陥の位置を算出する算出手段とを備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、気送管の欠陥を検出するとともに、欠陥の位置を簡易に算出できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】気送管設備の概略構成を示す図である。

【図2】気送子の構成例を示す図である。

【図3】情報処理装置の機能構成の例を示す図である。

【図4】カメラで録画した動画の例を示す図である。

【図5】孔の検出処理の例を示すフローチャートである。

【図6】カメラで録音した音の時系列変化の例を示す図である。

【図7】孔の位置の算出処理の例を示すフローチャートである。

【図8】出力例を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
図１に、気送管設備の概略構成を示す。
気送管設備１は、送信ステーション２と、受信ステーション３と、送信ステーション２と受信ステーション３との間に配管された気送管４とを備え、気送管４に、物品を収容した気送子５を挿入し、圧縮空気や真空圧を利用して搬送する。気送管４は、図１では模式的に直線形状を図示するが、送信ステーション２や受信ステーション３の位置、経路に応じた湾曲形状を有する。本実施形態では、工場において分析用検体（試料）を搬送するのに利用される気送管設備１を例示する。工場の規模によっては、気送管４の全長が数百メートル、数キロメートルに達することもある。

【0010】

本実施形態では、気送管設備１で使用可能な気送子５に、デジタルカメラ（以下、カメラと称する）６を内蔵する。カメラ６は、メモリを備えており、録音及び動画の録画機能を有する。カメラ６を内蔵した気送子５を用いて、気送管４の欠陥、ここでは気送管４に開いた孔７（主に腐食孔）を検出するとともに、孔７の位置を算出する。気送管４が屋外に敷設される場合、腐食孔が開きやすく、搬送不良につながることがあるため、定期的に腐食孔が開いていないかを検査する必要がある。

【0011】

図２に、気送子５の構成例を示す。なお、ここで説明する気送子５は一例であり、その構造や形状等はこれに限定されるものではない。
気送子５は、一端部８ａが閉塞する円筒状のカプセル８と、カプセル８の他端部に取り外し可能に装着されるキャップ９を備える。カプセル８内に分析用検体を収容するスペース８ｂが確保されており、キャップ９でスペース８ｂを密閉させることができる。カプセル８の一端部８ａ及びキャップ９がつば状に構成され、気送管４の内周面に対する摺動部を構成する。気送子５は、一端部８ａが進行方向を向いた状態で、気送管４内で移動する。気送子５は、例えばナイロン系の合成樹脂製とされる。

【0012】

この気送子５に、録音及び動画の録画機能を有するカメラ６を内蔵する。カメラ６は、円柱形状を有し、スペース８ｂに同軸上に収容される。カメラ６は、その一方の軸方向が撮影方向になり、カメラ６の撮影方向が気送子５の進行方向（図１を参照）となるように配置される。スペース８ｂ内において、カメラ６の撮影方向側の端部がゴムリング１０で支持される。また、スペース８ｂ内において、カメラ６の外周面がマット状のクッション材１１で覆われて、カメラ６を保護するとともに、カメラ６の動きを抑えるようにしている。また、スペース８ｂ内において、カメラ６の後方にクッション材１２が設けられて、カメラ６を保護するとともに、カメラ６の動きを抑えるようにしている。カプセル８の一端部８ａの端面には、透明板が嵌め込まれた円形の窓１３が設けられる。カメラ６は、この窓１３を介して撮影を行う。

【0013】

以下、気送管設備１の検査方法を説明する。
カメラ６の録音及び動画の録画機能をオンにした状態で、カメラ６を内蔵した気送子５を送信ステーション２にセットし、気送管４内で移動させる。カメラ６の撮影方向が気送子５の進行方向となる。なお、気送子５の移動のさせ方は、通常時の気送子５の移動のさせ方と同じである。

【0014】

気送子５が受信ステーション３に到着したならば、カメラ６で録画した動画に基づいて、気送管４に開いた孔７を検出する。また、カメラ６で録音した音に基づいて、動画から検出した孔７の位置を算出する。

【0015】

以下、孔７の検出処理、及び、孔７の位置の算出処理の詳細を説明する。
本実施形態では、情報処理装置１００を利用して、孔７の検出処理、及び、孔７の位置の算出処理を実行する。
図３に、情報処理装置１００の機能構成の例を示す。情報処理装置１００は、入力部１０１と、検出部１０２と、算出部１０３と、出力部１０４とを備える。情報処理装置１００は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたコンピュータ装置により実現可能であり、ＣＰＵが例えばＲＯＭに格納されているプログラムを読み出し、このプログラムを実行することにより、各部１０１～１０４の機能が実現される。

【0016】

入力部１０１は、気送子５を気送管４内で移動させて得られる、カメラ６で録画した動画データと、カメラ６で録音した音データとを入力する。

【0017】

検出部１０２は、入力部１０１で入力した動画データに基づいて、気送管４に開いた孔７を検出する。
図４に、カメラ６で録画した動画の例を示す。図４は、動画を構成するフレームを時系列順に並べたものである。図４に示すように、気送管４に孔７が開いていると、気送管４内に外光が漏れて、動画に漏洩光１４が写り込む。したがって、カメラ６で録画した動画に写り込む漏洩光１４を検出することで、孔７を検出することができる。このように光の写り込みを捉えるようにするので、気送子５に、撮影用の照明手段を内蔵するような必要はない。

【0018】

図５に、検出部１０２による、孔７の検出処理の例を示す。
ステップＳ１で、検出部１０２は、入力部１０１で入力した動画データを再生し、動画から孔７を検出する。例えば、動画のフレーム中で漏洩光１４を検出した場合、漏洩光１４の面積を求めて、画像全体に対する割合（％）を閾値として、孔７に相当するものか否かを判定する。漏洩光１４の面積が閾値以上であれば、孔７であると判定する。この面積の閾値は予め設定される。

【0019】

ステップＳ２で、検出部１０２は、ステップＳ１で孔７を検出したタイミングでの動画の再生時間を記録しておく。例えば漏洩光１４の面積が閾値以上であると最初に判定されたフレームの再生時間を記録する。

【0020】

検出部１０２は、図５のフローチャートを、入力部１０１で入力した動画データの再生が終了するまで繰り返し実行する。繰り返しの中で、所定の時間以上をあけて、孔７と判定される漏洩光１４が検出された場合、前回に検出された孔７とは異なる孔７であると判定する。このように気送管４に複数の孔７が開いている場合は、複数の孔７を検出することができる。
なお、気送子５の速度にもよるが、一般的な気送管設備であれば、例えば６０ｆｐｓの動画で孔７を検出することが可能である。

【0021】

算出部１０３は、入力部１０１で入力した音データに基づいて、検出部１０２で検出した孔７の位置を算出する。
図６に、カメラ６で録音した音の時系列変化の例を示す。図６に示すように、気送子５の移動中にはノイズを含む各種の音が発生するが、気送子５の発進時及び到着時には、気送子５に加わる衝撃等で、音レベル［ｄＢ］が高い（音量が大きい）発進音及び到着音が発生する。したがって、カメラ６で録音した音から気送子５の発進音及び到着音を検出することができる。

【0022】

図７に、算出部１０３による、孔７の位置の算出処理の例を示す。
ステップＳ３で、算出部１０３は、入力部１０１で入力した音データを再生し、発進音を検出する。音の再生時間は、動画の再生時間と一致している。算出部１０３は、再生した音から、音レベルが閾値以上となる音を検出する。音レベルが閾値以上となる音が検出されるまで処理を繰り返し、閾値以上の音が検出された場合、ステップＳ４に進み、発進音が発生したとして、そのタイミングでの音の再生時間を記録しておく。なお、ここでは音レベルに対する閾値を設定したが、発進音を検出するに際して、所定の音レベル以上となる時間が所定の時間以上になることを条件としたり、音信号の上昇ゲインに対する閾値を設定したりしてもよい。

【0023】

ステップＳ５で、算出部１０３は、到着音を検出する。算出部１０３は、再生した音から、音レベルが閾値以上となる音を検出する。音レベルが閾値以上となる音が検出されるまで処理を繰り返し、閾値以上の音が検出された場合、ステップＳ６に進み、到着音が発生したとして、そのタイミングでの音の再生時間を記録しておく。なお、発進音の場合と同様、到着音を検出するに際して、所定の音レベル以上となる時間が所定の時間以上になることを条件としたり、音信号の上昇ゲインに対する閾値を設定したりしてもよい。

【0024】

ステップＳ７で、算出部１０３は、ステップＳ４で記録した音の再生時間（発進音の発生タイミング）と、ステップＳ６で記録した音の再生時間（到着音の発生タイミング）との間の時間を、気送子５の発進から到着までの移動時間として算出する（図６を参照）。

【0025】

ステップＳ８で、算出部１０３は、ステップＳ７で算出した気送子５の発進から到着までの移動時間と、検査対象の気送管４の管路長とに基づいて、気送子５の平均速度を算出する。気送管４の管路長は既知の値であり、予め情報処理装置１００に入力されている。気送管４の管路長を移動時間で除算することで、気送子５の平均速度を算出することができる。

【0026】

ステップＳ９で、算出部１０３は、ステップＳ８で算出した気送子の平均速度と、図５のステップＳ２で記録した、孔７を検出したタイミングでの動画の再生時間とに基づいて、図５のステップＳ１で検出した孔７の位置を算出する。ステップＳ４で記録した音の再生時間（発進音の発生タイミング）と、図５のステップＳ２で記録した動画の再生時間との間の時間に、気送子５の平均速度に乗算することで、孔７の位置を算出することができる。

【0027】

出力部１０４は、例えば算出部１０３で算出した孔７の位置を出力する。出力とは、孔７の位置の情報を、例えば不図示の表示装置に表示したり、不図示の記憶装置に保存したりすることをいう。
本実施形態では、図８に示すように、出力部１０４は、表示装置に、送信ステーション２、受信ステーション３が設置された建屋や気送管４の配置を表すマップを表示し、算出部１０３で算出した孔７の位置をマップ上に重畳表示する（図８中での★）。このように孔７の位置をグラフィカルに表示することにより、ユーザは、気送管４に開いた孔７の位置を視覚的、直感的に把握することができる。
また、出力部１０４が、点検履歴データの保存機能、点検記録の自動作成機能を有するようにしてもよい。例えば点検記録データに、日時や算出部１０３で算出した孔７の位置の情報を記録して、データ保存する。

【0028】

以上述べたように、カメラ６を内蔵した気送子５を気送管４内で移動させて、カメラ６で録画した動画に基づいて、気送管４に開いた孔７を検出し、カメラ６で録音した音に基づいて、検出した孔７の位置を算出することができる。
従来は、腐食しやすい箇所を人が経験値で判断し、腐食孔を発見するようにしている。気送管４は高所に配置される場合もあり、高所作業車や足場を用いて点検を実施する必要があり、腐食孔の発見までに時間や工費を要していた。また、操業を停止した上で点検を行うといった作業制約がある。
それに対して、本実施形態では、カメラ６を内蔵した気送子５を気送管４内で移動させればよいので、腐食孔の発見までに要する時間や工費を大幅に削減することができ、早期に発見することができる。また、操業中での検査が可能となり、作業制約を排除することができる。
また、特許文献１にあるように気送管４に近接センサーを配置したり、気送管４の内壁に目印を付したりする必要がなく、既存の気送管にもそのまま適用することができる。
以上のように、気送管４の孔７を検出するとともに、孔７の位置を簡易に算出できるようになる。

【0029】

なお、本実施形態では、情報処理装置１００が孔７の検出処理、及び、孔７の位置の算出処理を実行する例を説明したが、そのすべて又は一部の処理を人が行うようにしてもよい。

【0030】

また、気送子５に、録音及び動画の録画機能を有するカメラ６を内蔵する例を説明したが、これに限定されるものではない。気送子５は、時系列の画像を取得する撮像手段、及び時系列の音を集音する集音手段を内蔵すればよく、取得した画像データや集音した音データを無線通信等で外部装置に送信し、外部装置側で記憶する等の構成にしてもよい。

【0031】

また、カメラ６の撮影方向が気送子５の進行方向となる例を説明したが、カメラ６の撮影方向が気送子５の進行方向と逆方向であってもよい。

【0032】

また、気送子５の発進時及び到着時に自然発生する音（衝撃等で発生する音）を利用する例を説明したが、送信ステーション２や受信ステーション３で気送子５の発進時や到着時に積極的にブザー音等を発生させるようにしてもよい。

【0033】

以上、本発明を実施形態と共に説明したが、上記実施形態は本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

【符号の説明】

【0034】

１：気送管設備、２：送信ステーション、３：受信ステーション、４：気送管、５：気送子、６：デジタルカメラ、７：孔、１００：情報処理装置、１０１：入力部、１０２：検出部、１０３：算出部、１０４：出力部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】