特表 2022-549591 産業設備における物体の運動を検出するための装置及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-11-28

(54)【発明の名称】産業設備における物体の運動を検出するための装置及び方法

(51)【国際特許分類】

   G01M 99/00 20110101AFI20221118BHJP

【ＦＩ】

G01M99/00 Z

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022516146

(86)(22)【出願日】2020-09-25

(85)【翻訳文提出日】2022-03-11

(86)【国際出願番号】 EP2020076895

(87)【国際公開番号】W WO2021058739

(87)【国際公開日】2021-04-01

(31)【優先権主張番号】19199999.4

(32)【優先日】2019-09-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】515153152

【氏名又は名称】プライメタルズ・テクノロジーズ・オーストリア・ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(72)【発明者】

【氏名】アンドレアス・ロアホーファー

(72)【発明者】

【氏名】フランツ・ハートル

(72)【発明者】

【氏名】パウル・フィッシャー

(72)【発明者】

【氏名】アンナ・マイアホーファー

(72)【発明者】

【氏名】ベルンハルト・ヴォグルマイヤー

【テーマコード（参考）】

2G024

【Ｆターム（参考）】

2G024AD01

2G024BA27

2G024CA30

2G024FA06

2G024FA11

(57)【要約】

本発明は、設備、特に産業設備の領域に関する。本発明の課題は、運動を行っている設備の少なくとも５つの物体（４）を容易かつ安価に監視するための装置、方法、装置の使用及びコンピュータプログラムを創出することにある。本課題は、ケーブルアンテナ（１）とパッシブトランスポンダ（２）とによって解決され、パッシブトランスポンダは、ケーブルアンテナ（１）によって検出され得る。トランスポンダ（２）又はケーブルアンテナ（１）は、物体の運動の間に、トランスポンダ（２）及びケーブルアンテナ（１）の位置が変化するように、物体（４）上に取り付けられている。評価装置（３）は、物体（４）の運動を、アンテナ（１）によって受信されたトランスポンダ信号を基に特定し、所定の運動からの逸脱を検出することができる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

設備、好ましくは産業設備を監視するための装置であって、前記設備と接続された少なくとも５つの物体（４）、好ましくは少なくとも２０の物体（４）が所定の回転運動又は所定の並進運動、特に好ましくは周期的な回転運動又は周期的な並進運動を行う、装置において、
－ケーブルアンテナが固定位置に配置されており、
－少なくとも５つのパッシブトランスポンダ（２）、特に好ましくはＲＦＩＤトランスポンダが、前記ケーブルアンテナ（１）によって検出可能であり、
－前記物体（４）それぞれが、前記トランスポンダ（２）を有しており、前記トランスポンダはそれぞれ、前記物体の回転運動又は並進運動の間に、前記トランスポンダ（２）それぞれと前記ケーブルアンテナ（１）との位置が変化するように、前記物体（４）上に取り付けられており、
－評価装置（３）が、前記ケーブルアンテナ（１）によって受信されたトランスポンダ信号に基づいて連続的に、少なくとも５つの前記物体（４）の並進運動又は回転運動を特定し、前記評価装置は、５つの前記物体全てに関して、前記回転運動又は前記並進運動の、所定の回転運動又は所定の並進運動からの逸脱を、連続的に、好ましくはリアルタイムに検出可能である、
ことを特徴とする、設備を監視するための装置。

【請求項2】

前記物体（４）が回転体であり、
前記トランスポンダ（２）が、前記回転体の端面に偏心に取り付けられている、又は、前記回転体の周面に取り付けられていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記トランスポンダ（２）が、前記物体（４）の運動の間に、前記ケーブルアンテナ（１）によって受信された信号の信号強度が変化する、及び／又は、前記物体（４）の運動の間に、信号が受信されない位置が生じるように、前記物体（４）上に配置されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。

【請求項4】

少なくとも５つの前記物体が、互いに対して一定の間隔を有しており、
互いに対して最大の間隔を有する前記物体は、少なくとも５ｍの間隔を有しており、
前記ケーブルアンテナは、少なくとも５ｍの長さを有していることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。

【請求項5】

前記評価装置（３）が、前記物体（４）の運動の少なくとも１つの特性パラメータ、好ましくは速度、最終位置への到達及び／又は回転数を決定可能であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。

【請求項6】

前記ケーブルアンテナ（１）が、非金属製のホース（２０）によって包囲されることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。

【請求項7】

非金属製の前記ホースが、冷却媒体を有しており、
好ましくは、前記ホース（２０）が、前記冷却媒体のための流入口（２１）と流出口（２２）とを有していることを特徴とする、請求項６に記載の装置。

【請求項8】

前記ホース（２０）が、少なくとも１つの専用の冷却管を有しており、
前記冷却管は、前記ケーブルアンテナに沿って配置されていることを特徴とする、請求項６又は７に記載の装置。

【請求項9】

前記トランスポンダそれぞれの読み出された情報が、前記回転運動又は前記並進運動の間、不変であり続けることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。

【請求項10】

設備、好ましくは産業設備を監視するための方法であって、前記設備の少なくとも５つの物体（４）、好ましくは少なくとも２０の物体（４）は、所定の回転運動又は所定の並進運動、好ましくは繰り返される回転運動又は繰り返される並進運動、特に好ましくは周期的な回転運動又は周期的な並進運動を行う、方法において、
－ ケーブルアンテナが位置を固定して配置されており、
－ ５つのパッシブトランスポンダ（２）、好ましくはＲＦＩＤトランスポンダが、前記ケーブルアンテナを用いて読み出し可能であり、少なくとも１つの前記パッシブトランスポンダ（２）は、５つの前記物体（４）のいずれにも取り付けられており、
－ 前記パッシブトランスポンダ（２）は、前記物体（４）の回転運動又は並進運動の間に、前記トランスポンダ（２）と前記ケーブルアンテナ（１）との位置が変化するように配置されており、評価装置（３）が、前記ケーブルアンテナ（１）に接続されており、前記ケーブルアンテナ（１）によって記録されたトランスポンダ信号に基づいて、前記回転運動又は前記並進運動を決定し、
－ 前記評価装置を用いて、５つの前記物体全てに関して、前記回転運動又は前記並進運動の、所定の回転運動又は所定の並進運動からの逸脱が、連続的に、好ましくはリアルタイムに検出される、
ことを特徴とする、方法。

【請求項11】

前記トランスポンダ（２）が、前記物体（４）の運動の間にアンテナ（１）によって受信された前記トランスポンダ（２）の信号の信号強度が変化するように、又は、前記物体（４）の運動の間に信号が受信されない位置が生じるように、前記物体（４）上に配置されていることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

少なくとも５つの前記物体が、互いに対して一定の間隔を有しており、
互いに対して最大の間隔を有する前記物体は、少なくとも５ｍの間隔を有しており、
前記ケーブルアンテナは、少なくとも５ｍの長さを有していることを特徴とする、請求項９から１１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項13】

前記評価装置（３）が、運動の少なくとも１つの特性パラメータ、好ましくは速度、最終位置への到達及び／又は回転数を決定可能であることを特徴とする、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の方法。

【請求項14】

前記アンテナ（１）が、冷却媒体によって冷却されることを特徴とする、請求項１０から１３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項15】

前記トランスポンダそれぞれの読み出された情報が、前記回転運動又は前記並進運動の間、不変であり続けることを特徴とする、請求項１０から１４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項16】

連続鋳造設備に関しては、回転するローラの運動を監視するため、又は、ベルトコンベヤ設備に関しては、支持ローラを監視するための、請求項１から９に記載の装置の使用。

【請求項17】

請求項１から９のいずれか一項に記載の装置に、請求項１０から１５のいずれか一項に記載の方法ステップを実施させる命令を含むコンピュータプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、可動物体を有する設備の領域に関する。一方では、本発明は、設備、好ましくは産業設備を監視するための装置及び方法に関しており、当該設備と接続された少なくとも５つの物体、好ましくは少なくとも２０の物体は、所定の回転運動又は所定の並進運動、特に好ましくは周期的な回転運動又は周期的な並進運動を行う。

【背景技術】

【0002】

他方では、本発明は、当該装置の使用に関する。

【0003】

さらに、本発明は、設備を監視するための方法を実施するコンピュータプログラムにも関する。

【0004】

産業設備内には、多数の可動物体が存在するが、全ての運動が持続的に監視されるとは限らない。いくつかの適用においては、多数の可動物体が存在するという問題が存在する。これら全ての可動物体をつねに監視するというのは、費用の理由から採算が合わないことがしばしばである。可動物体はしばしば、散発的にのみ監視される、すなわち、例えば騒音レベルの上昇といった他の兆候が、異常を示唆する。このような可動物体がかなりの数存在する例は、いわゆるコンベヤベルトを有するベルトコンベヤであり、コンベヤベルトは、輸送区間に沿って、支持ローラに支持される。ここでは、当該支持ローラが、動作の間、ベルトの速度と同期して回転することが保証されねばならないという問題が存在する。しかしながら、あらゆる種類の材料の輸送とこれらのベルトコンベヤの長い動作時間とは、軸受の摩耗をもたらし、摩耗によって、支持ローラの回転運動が阻害され得る。動けない又は動きの鈍い支持ローラは、コンベヤベルトとローラとの間における相対運動をもたらし、相対運動は、ローラにおいてもコンベヤベルトにおいても、摩耗の増大をもたらす。動けない又は動きの鈍い支持ローラは、稀な事物ではなく、特に輸送区間が長い場合には、適時に検出されないと、計画外の停止、ひいては生産中止をもたらし得る。輸送装置の手動での目視検査は、非常に難しい。なぜなら、安全性の理由から、輸送装置の大部分は閉じた形で構成されているからである。多くの場合、この閉じた構成が、支持ローラを見ることを妨げている。一般的に、輸送区間は非常に長いので、手動での検査は、非常に時間を要する作業である。速度センサ等の一般的なセンサを用いた監視は、過多のハードウェアの使用を通じてのみ可能であり、これによって、高いハードウェア費用と、付加的に集中的なメンテナンスと、を生じさせる。これは、実践では殆ど用いられない。なぜなら、特にハードウェアの配線が非常に複雑だからである。可能な目視検査はしばしば、非常に難しい。なぜなら、ベルトコンベヤは、安全性の理由から、及び、埃が生じるゆえに、完全にケースに包囲されているからである。これによって、回転する支持ローラは、もはや外側からは視認不可能である。

【0005】

特許文献１は、ローラとローラに関する情報を収集するための情報生成器とを開示している。これは、輸送システムの多数の当該ローラの監視を可能にする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】豪国特許出願公開第２０１７００４９３号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の課題は、所定の運動を行う多数の設備部分の運動を監視する、容易かつ安価な可能性を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本課題は、冒頭に挙げた装置によって解決される。当該設備は、所定の回転運動及び／又は並進運動を行う、少なくとも５つの物体、好ましくは少なくとも２０の物体を有している。当該装置は、ケーブルアンテナを含んでおり、５つの物体のいずれもが、パッシブトランスポンダ、好ましくはＲＦＩＤトランスポンダを有している。当該パッシブトランスポンダは、専用のエネルギー供給を有しておらず、エネルギー供給は、専らケーブルアンテナによって放出される電磁場を通じて行われる。ケーブルアンテナは、トランスポンダを検出できるように構成されている。トランスポンダは、物体の回転運動及び／又は並進運動の間に、トランスポンダ及びケーブルアンテナの位置が互いに対して変化し、好ましくは、運動の間に、ケーブルアンテナがトランスポンダからの信号を受信する領域と、ケーブルアンテナがトランスポンダからの信号を受信しない領域と、が生じるように、各物体に取り付けられている。ケーブルアンテナは、例えば、アンテナとして用いられる同軸アンテナケーブルである。このようなケーブルアンテナは、例えば進行波ＲＦＩＤアンテナとして知られている。このような進行波ＲＦＩＤアンテナの読み取り範囲は、例えば数ｃｍから２ｍにまで及ぶ。パッシブトランスポンダの記録のためのフィールドは、アンテナケーブルに沿って、環状に形成されている。産業設備の監視されるべき物体は、大抵の場合、互いに対して一定の間隔を有して配置されている。全ての物体が専用のアンテナを有さずともすむように、１つのアンテナで、全ての、すなわち少なくとも５つのパッシブトランスポンダ全てを読み出すために（受信したトランスポンダ信号を用いて運動を検出することを可能にするために）、ケーブルアンテナを用いることが、非常に有効であることが明らかになっている。このようなケーブルアンテナは、２５ｍまでの長さを有するように設計され得る。２ｍまでの半径を有する円筒状のフィールドが、アンテナの周囲に形成され、当該フィールドを用いて、各トランスポンダを読み出すことが可能である。評価装置は、ケーブルアンテナによって受信されるトランスポンダ信号に基づいて、物体の運動を特定する。評価装置は、少なくとも５つの物体の実際の並進運動又は実際の回転運動を、ケーブルアンテナによって受信されたトランスポンダ信号を基に、連続的に特定する。評価装置は、５つの物体全てに関して連続的に、回転運動又は並進運動における所定の回転運動又は並進運動からの逸脱をその発生と同時に検出する。連続的とは、当該逸脱が、１秒につき複数の事象において、少なくとも数秒以内に検出可能であり、当該運動が１分につき１回行われる場合に、検出が１分以内に行われることである、と理解される。どの程度速く逸脱を検出しなければならないかは、特に、物体の運動の所定の運動からの逸脱が、設備にとってどの程度危機的であるかに左右される。可動物体が、製品の質に直接影響を与える設備部分である場合、当該逸脱は即座に生じるべきである。当該逸脱が、製品の質に関して即座に危険を与えるものではなく、エネルギー消費の増大、又は、材料の摩耗の増大のみが引き起こされる場合、より長い時間が可能である。危機的で緩やかな運動の場合、１つの運動内で逸脱が検出されるべきである。高速の運動、すなわち１秒につき複数の運動が行われる場合、運動の逸脱が製品の質に直接影響を及ぼさないのであれば、例えば５から１０までの運動の逸脱が評価装置によって検出されれば十分である。つまり、回転運動又は並進運動における所定の回転運動又は所定の並進運動からの逸脱は、所定の時間枠内で検出されるべきである。時間枠は、設備の損傷及び／又は設備によって生産される製品の質の低下が回避されるように選択される。当該時間枠は、運動の逸脱によって引き起こされるエネルギー需要の増大又は摩耗の増大が回避されるようにも選択され得る。ケーブルアンテナは、少なくとも５つのトランスポンダのいずれもが、ケーブルアンテナによって、少なくとも１つの位置において記録可能であり、評価装置が、各トランスポンダを明確に識別可能であるように配置されていなければならない。ケーブルアンテナは、位置を固定して取り付けられている。トランスポンダとケーブルアンテナとの間における相対運動によって、ケーブルアンテナによって受信される信号が変化する。本発明に関連して、トランスポンダ及びアンテナの互いに対する位置の変化とは、トランスポンダの少なくとも１つの部分領域が、アンテナに対する位置変更を実施することであると理解される。当該信号は、すなわち、変化したパラメータを用いて、位置変更が推測され得るように変化しなければならない。本発明の関連において、可動物体とは、運動を行う全ての設備部分、機械部分又はその他の物体であると理解される。このような可動物体は、例えば、回転運動を行う回転対称の物体、又は、直線運動を行う物体、であってよい。回転運動又は並進運動という運動は、好ましくは繰り返される運動であり、物体は繰り返し同じ位置に到達する。特に好ましくは、当該運動は周期的な運動であり、すなわち、規則的な間隔を置いて繰り返される運動である。トランスポンダは、一方では物体の運動の間に変化する位置に取り付けられ、他方では、トランスポンダは、当該位置において、破壊から守られているべきである。トランスポンダ又はケーブルアンテナの保護は、例えばリセスによって保証され得る。評価装置は、ケーブルアンテナによって受信される信号に基づいて、物体の運動を検出することができる。本発明との関連において、運動の検出とは一般的に、物体が動いている、又は、物体が所定の通りには動いていない、と理解される。これは、物体が、特定の最終位置に到達しない、又は、当該最終位置に比較的長い時間を経た後にようやく到達する、又は、その当初の位置において動かずにいる、ということであり得る。好ましい解決において、運動の特有の複数の特徴が検出可能であり、特に好ましくは、当該運動は、略完全に記録され得る。当該装置は、例えば冶金設備において、好ましくは連続鋳造設備又はベルトコンベヤに関して用いられる。

【0009】

好ましい実施形態において、物体は回転体である。トランスポンダは、回転体の端面に偏心に取り付けられている、又は、回転体の周面に取り付けられている。当該回転体は、回転軸回りで回転運動を行う。つまり、トランスポンダは、回転軸に対して偏心に配置されている。この配置によって、物体がトランスポンダとアンテナとの間で動く際に、相対運動が行われることが保証される。評価装置は、これによって運動を検出することができる。トランスポンダを端面に取り付けることは、端面が他の物体と係合していない実施形態において、トランスポンダが十分に破壊から守られるという利点を有している。周面に取り付ける場合、トランスポンダは、同じく他の物体と接触していない位置に、又は、リセス内に配置されている。しかしまた、トランスポンダを適切に保護するために適した他の手段も考えられる。

【0010】

有利な態様によると、トランスポンダは、物体の運動の間に、アンテナによって受信された信号の信号強度が変化する、及び／又は、物体の運動の間に、信号が受信されない位置が生じるように、物体上に配置されている。信号強度を観察することによって、運動を極めて確実に推測することができる。主に何らかの運動の存在が重要である物体の場合、信号が存在する、及び、信号が存在しないという手法は、有効であることが明らかになっている。しかし、この際、物体の運動の間につねに、信号が受信されない位置と信号が受信される位置とがそれぞれ生じることが重要である。好ましい実施形態によると、少なくとも５つの物体は、互いに対して一定の間隔を有しており、互いに対して最大の間隔を有する物体は、少なくとも５ｍの間隔、特に好ましくは２０ｍの間隔を有しており、ケーブルアンテナは、少なくとも５ｍ、特に好ましくは少なくとも２０ｍの長さを有している。当該ケーブルアンテナは、適切に配置した場合、各物体のより大きな間隔にわたって、各物体の運動を確実に検出することを可能にする。このことを保証するために、複数のアンテナを配置する必要はない。

【0011】

有利な実施形態によると、評価装置によって、運動の少なくとも１つの特性パラメータ、好ましくは速度、最終位置への到達及び／又は回転数が決定され得る。当該評価装置は、受信した信号を基に、物体の運動を逆推論できるように構成されている。これは例えば、運動の間に、トランスポンダ信号が受信される位相とトランスポンダからの信号が受信されない位相とが存在する場合であり得る。この情報は、運動が回転運動である場合、回転数の逆推論を可能にする。これは、直線運動を行う物体においても同じように行われ得る。信号強度を基に、運動のパラメータの逆推論を行うことも考えられる。

【0012】

適切な態様によると、アンテナは、非金属製のホースによって包囲される。これは、アンテナが保護され得るという利点を有している。さらなる利点は、メンテナンスの際にアンテナを分解すべきである場合に生じる。このためには、単純に、アンテナを引き抜けばよく、その後で、ドローインバネを通じて、アンテナを非金属製のホースに再び引き込むことが可能である。ホースは、好ましくはプラスチック、カーボン又はガラス繊維管から製造されている。特に、連続鋳造セグメントにおいては、熱放射ゆえに、要求は比較的厳しい。

【0013】

特に好ましい実施形態によると、非金属製のホースは、冷却媒体を有しており、好ましくはホースは、冷却媒体のための流入口及び流出口を有している。例えば連続鋳造設備のような、非常に高い温度が優勢である利用に際しては、アンテナは冷却されるべきである。これは、非金属製のホースを冷却媒体が貫流することによって、特に有利に行われる。ホースはつまり、一方の端部に冷却媒体のための入口を有し、他方の端部に冷却媒体のための出口を有している。冷却媒体としては、例えば水又は冷却空気が用いられる。

【0014】

さらなる有利な態様によると、ホースは、アンテナに沿って配置された少なくとも１つの専用の冷却管を有している。１つのあり得る構成として、ホースは二重壁のホースから成り、内部にアンテナが引き込まれており、外壁と内壁との間に冷却管が配置されている。別の態様によると、複数の管がホースの壁に存在しており、又は、ホース内で、アンテナの周囲に複数の管が配置されており、当該管を冷却媒体が貫流可能である。

【0015】

有利な実施形態によると、ケーブルアンテナによって受信される各トランスポンダの情報内容は、回転運動の間又は並進運動の間に変化せず、情報は同一である。各トランスポンダから読み出される情報は、回転運動の間又は並進運動の間に不変であり続ける。すなわち、回転運動の間又は並進運動の間は、別のセンサによってトランスポンダに書き込まれる情報はない。読み出される情報は、例えば識別コード、識別番号、設備固有のデータ及び／又は部材データである。

【0016】

本課題は、冒頭に挙げた方法によっても解決され、当該方法は、以下の事項、すなわち、
－ ケーブルアンテナと、５つのパッシブトランスポンダ、好ましくはＲＦＩＤトランスポンダであって、少なくとも１つのパッシブトランスポンダが、各物体に取り付けられており、
－ 物体の回転運動又は並進運動の間に、トランスポンダ及びケーブルアンテナの位置が変化するように配置されているパッシブトランスポンダと、
－ ケーブルアンテナと接続され、ケーブルアンテナによって記録されたトランスポンダ信号に基づいて、回転運動又は並進運動を決定する評価装置であって、
－ ５つの物体全てに関して、回転運動又は並進運動の、所定の回転運動又は並進運動からの逸脱を、連続的に、好ましくはリアルタイムに検出することができる評価装置と、
を含んでいる。

【0017】

ケーブルアンテナとトランスポンダとは、物体の運動の間、相対運動を行わなければならない。これによって、評価装置が、受信した信号を基に、運動を逆推論することが可能になる。最も単純な場合、運動の監視は、物体が運動を行っているか否かの確認である。評価装置は、すでに装置に関して記載したように、運動を、信号の１以上のパラメータに基づいて決定する。

【0018】

適切な実施形態によると、トランスポンダ又はアンテナは、物体の運動の間に、アンテナによって受信されたトランスポンダの信号の信号強度が変化する、又は、物体の運動の間に、信号が受信されない位置が生じるように物体の上に配置されている。

【0019】

信号強度を観察することによって、運動を極めて確実に推測することができる。主に何らかの運動の存在が重要である物体の場合、信号が存在する、及び、信号が存在しないという手法は、有効であることが明らかになっている。しかし、この際、アンテナが信号を受信できない位置が実際にもつねに生じていることが保証されていることが重要である。

【0020】

特に好ましい実施形態によると、評価装置によって、運動の少なくとも１つの特性パラメータ、好ましくは速度、最終位置への到達及び／又は回転数を決定し得る。当該評価装置は、受信した信号を基に、物体の運動を逆推論できるように構成されている。これは例えば、運動の間に、トランスポンダ信号が受信される位相とトランスポンダからの信号が受信されない位相とが存在する場合であり得る。この情報は、運動が回転運動である場合、回転数の逆推論を可能にする。これは、直線運動を行う物体においても同じように行われ得る。信号強度を基に、運動のパラメータの逆推論を行うことも考えられる。

【0021】

有利な態様によると、アンテナは冷却媒体によって冷却される。これは特に、厳しい高温の環境で使用する場合に、非常に重要である。アンテナを冷却することは、特に連続鋳造設備のセグメントにおいて、回転するローラを監視する際に重要であり、これによって、監視の機能が、より長い期間にわたって保証される。

【0022】

有利な実施形態によると、ケーブルアンテナによって受信された各トランスポンダの情報内容は、回転運動の間、又は、並進運動の間に変化せず、情報は同一のままである。

【0023】

本課題は、冒頭に挙げた装置の使用によって解決される。当該装置は、特に連続鋳造設備に関して、回転するローラの運動を監視するために、又は、ベルトコンベヤ設備に関して、支持ローラを監視するために適している。当該設備に関しては、記載された装置が特に有利である。なぜなら、当該設備においては、多数の可動物体が存在するからである。当該装置によって、監視が特に容易かつ安価に行われる。

【0024】

本課題はさらに、設備を監視するための上述の装置に、上述の方法ステップを実行させる命令を含むコンピュータプログラムによって解決される。当該コンピュータプログラムは、例えばコンピュータ可読媒体に保存されている。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1a】装置を概略的に示す図である。

【図1b】装置を概略的に示す図である。

【図2】本発明に係る装置の好ましい実施形態を示す図である。

【図3】本発明に係る装置を有する連続鋳造設備を示す図である。

【図4a】可動物体上でのトランスポンダの好ましい配置を示す図である。

【図4b】可動物体上でのトランスポンダの好ましい配置を示す図である。

【図5】本発明に係る装置のさらなる有利な実施形態を示す図である。

【図6a】アンテナによって受信される単純化された信号を示す図である。

【図6b】アンテナによって受信される単純化された信号を示す図である。

【図6c】アンテナによって受信される単純化された信号を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

図１ａでは、可動物体４上に、トランスポンダ２が配置されている。ケーブルアンテナ１は、トランスポンダ２の信号を受信し、当該信号は、評価装置３によって受信され、評価される。結果は、表示装置５に示される。しかしまた、評価装置３は、結果を、産業設備の上位の管理システムに伝達することもできる。図１ｂには、可動物体４が、トランスポンダ２と共に示されており、可動物体４は、直線運動を行っている。物体４は、最終位置又は少なくとも所定の領域に到達すべきであり、物体４を通じて実線で示されている。ケーブルアンテナ１は、当該最終位置又は当該領域において、トランスポンダ２を検出することができる。つまり、可動物体４は、破線で示された物体４と実線で示された物体４との間を移動する。

【0027】

図２には、例えばベルトコンベヤ３５の一部が示されている。ベルトコンベヤ３５は、複数の物体４、具体的には支持ローラである物体４と、コンベヤベルト３６と、から構成されている。物体４は、持続的な回転運動を行っている。当該物体は、互いに対して一定の間隔を有している。互いに対して最大の間隔を有する、２つの監視されるべき物体は、間隔Ａを有している。当該間隔Ａは、例えば少なくとも５メートル又は少なくとも２０メートルであり得る。自明のことながら、少なくとも２０の物体が監視されてもよい。これらの物体４の内の１つが動けなくなる、又は、もはや支持ベルトの速度と同期しては動かない場合、これは、摩耗の増大及びエネルギー需要の増大をもたらす。もはや所定の通りには回転しない物体４を検出するために、物体４にはトランスポンダが設けられる。固定式のケーブルアンテナ１によって、少なくとも運動を行っている物体４からの信号が受信される。当該信号は、評価装置３によって受信され、各物体４の運動は、トランスポンダデータを基に評価される。この評価は、例えば表示装置５に伝達される。もはや運動を行っていない物体４の場合、一定の信号が受信される。

【0028】

図３には、連続鋳造設備３０が示されている。連続鋳造設備は、複数の可動物体４を有しており、具体的には支持ローラである物体４は、鋳造されたストランド３１と共に動き、これによって、回転運動を行っている。これらの物体４には、トランスポンダ２が設けられている。ケーブルアンテナ１は、トランスポンダ２の信号を検出する。ストランド３１は、支持ローラの両側で支持される。両側には、ケーブルアンテナ１が配置されている。これらのケーブルアンテナ１は、ホース２０によって包囲される。当該ホース２０は、有利なことに、冷却媒体によって貫流され、冷却媒体は、冷却媒体のための流入口２１を通じて導入され、冷却媒体のための流出口２２を通じて再び排出される。両方のケーブルアンテナ１は、評価装置３に接続され、評価装置３は、各物体４の運動を適切に評価し得る。

【0029】

図４ａには、回転対称なローラの形状における物体４が示されている。トランスポンダは、有利には、端面に取り付けられている。なぜなら、この配置によって、偏心配置が容易に可能になるからである。さらなる利点は、ローラの端面には、通常の場合、トランスポンダ２を破壊する力が作用しないことにある。

【0030】

トランスポンダを回転対称の物体４に配置する別の可能性として、図４ｂに示されているように、トランスポンダは、周面において、リセス内に配置される。この配置方法は、同様に偏心配置をもたらし、適切な保護が同様に保証されている。当該リセスは、付加的に、ケーブルアンテナによるトランスポンダの検出を妨げない充填材料で満たされていてもよい。

【0031】

図５には、例えばローラテーブルなどの回転するローラの配置が示されている。この配置の場合、２つのケーブルアンテナ１が存在する。２つ以上のアンテナの使用によって、より広い範囲をカバーすることが可能である。これらのケーブルアンテナは、通常の場合、特定の長さ範囲に関して適している。すなわち、例えば各ケーブルアンテナ１で、それぞれ少なくとも５つ、好ましくは少なくとも２０の物体が監視され得る。

【0032】

図６ａ～図６ｃには、さらに例示的に、評価装置３によって受信される信号が示されている。これらの信号は、物体４の運動の間に、信号が検出され得る位置と、検出が不可能である位置とが存在する構成におけるものである。図６ａには、物体が所望された通り動いていることが示されている。図６ｂでは、物体は、所望されたよりも遅く動いている。つまり、当該物体は、所望された通りには運動を行っておらず、このことは、検出された、又は、検出されなかったトランスポンダ信号のより長い位相を通じて認識される。図６ｃでは、つねに信号が検出されており、当該物体は、運動を行っていないか、又は、非常に小さな運動のみを行っている。信号が検出されない場合も考えられるが、これによって、同様に、運動が所望された通りには行われていないことが示される。

【0033】

本発明を、好ましい実施例を通じて詳細に図示かつ記載してきたが、本発明は、開示された例によって限定されるものではなく、当業者は、本発明の保護範囲を離れることなく、他の変型例も当該実施例から導出することが可能である。

【符号の説明】

【0034】

１ ケーブルアンテナ、２ トランスポンダ、３ 評価装置、４ 物体、５ 表示装置、６ ベルトコンベヤ、７ メモリ、８ バッテリ、９ インターフェース、２０ ホース、２１ 冷却媒体のための流入口、２２ 冷却媒体のための流出口、３０ 連続鋳造設備、３１ ストランド、３５ ベルトコンベヤ、３６ コンベヤベルト

【図1a】

【図1b】

【図2】

【図3】

【図4a】

【図4b】

【図5】

【図6a】

【図6b】

【図6c】

【手続補正書】

【提出日】2022-06-22

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

設備を監視するための装置であって、前記設備と接続された少なくとも５つの物体（４）が所定の回転運動又は所定の並進運動を行う、装置において、
－ケーブルアンテナが固定位置に配置されており、
－少なくとも５つのパッシブトランスポンダ（２）が、前記ケーブルアンテナ（１）によって検出可能であり、
－前記物体（４）それぞれが、前記パッシブトランスポンダ（２）を有しており、前記パッシブトランスポンダはそれぞれ、前記物体の回転運動又は並進運動の間に、前記パッシブトランスポンダ（２）それぞれと前記ケーブルアンテナ（１）との位置が変化するように、前記物体（４）上に取り付けられており、
－評価装置（３）が、前記ケーブルアンテナ（１）によって受信されたトランスポンダ信号に基づいて連続的に、少なくとも５つの前記物体（４）の並進運動又は回転運動を特定し、前記評価装置は、５つの前記物体全てに関して、前記回転運動又は前記並進運動の、所定の回転運動又は所定の並進運動からの逸脱を、連続的に検出可能である、
ことを特徴とする、設備を監視するための装置。

【請求項2】

前記物体（４）が回転体であり、
前記パッシブトランスポンダ（２）が、前記回転体の端面に偏心に取り付けられている、又は、前記回転体の周面に取り付けられていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記パッシブトランスポンダ（２）が、前記物体（４）の運動の間に、前記ケーブルアンテナ（１）によって受信された信号の信号強度が変化する、及び／又は、前記物体（４）の運動の間に、信号が受信されない位置が生じるように、前記物体（４）上に配置されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。

【請求項4】

少なくとも５つの前記物体が、互いに対して一定の間隔を有しており、
互いに対して最大の間隔を有する前記物体は、少なくとも５ｍの間隔を有しており、
前記ケーブルアンテナは、少なくとも５ｍの長さを有していることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。

【請求項5】

前記評価装置（３）が、前記物体（４）の運動の少なくとも１つの特性パラメータを決定可能であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。

【請求項6】

前記ケーブルアンテナ（１）が、非金属製のホース（２０）によって包囲されることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。

【請求項7】

非金属製の前記ホースが、冷却媒体を有していることを特徴とする、請求項６に記載の装置。

【請求項8】

前記ホース（２０）が、少なくとも１つの専用の冷却管を有しており、
前記冷却管は、前記ケーブルアンテナに沿って配置されていることを特徴とする、請求項６又は７に記載の装置。

【請求項9】

前記パッシブトランスポンダそれぞれの読み出された情報が、前記回転運動又は前記並進運動の間、不変であり続けることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。

【請求項10】

設備を監視するための方法であって、前記設備の少なくとも５つの物体（４）は、所定の回転運動又は所定の並進運動を行う、方法において、
－ ケーブルアンテナが位置を固定して配置されており、
－ ５つのパッシブトランスポンダ（２）が、前記ケーブルアンテナを用いて読み出し可能であり、少なくとも１つの前記パッシブトランスポンダ（２）は、５つの前記物体（４）のいずれにも取り付けられており、
－ 前記パッシブトランスポンダ（２）は、前記物体（４）の回転運動又は並進運動の間に、前記パッシブトランスポンダ（２）と前記ケーブルアンテナ（１）との位置が変化するように配置されており、評価装置（３）が、前記ケーブルアンテナ（１）に接続されており、前記ケーブルアンテナ（１）によって記録されたパッシブトランスポンダ信号に基づいて、前記回転運動又は前記並進運動を決定し、
－ 前記評価装置を用いて、５つの前記物体全てに関して、前記回転運動又は前記並進運動の、所定の回転運動又は所定の並進運動からの逸脱が、連続的に検出される、
ことを特徴とする、方法。

【請求項11】

前記パッシブトランスポンダ（２）が、前記物体（４）の運動の間に前記ケーブルアンテナ（１）によって受信された前記パッシブトランスポンダ（２）の信号の信号強度が変化するように、又は、前記物体（４）の運動の間に信号が受信されない位置が生じるように、前記物体（４）上に配置されていることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

少なくとも５つの前記物体が、互いに対して一定の間隔を有しており、
互いに対して最大の間隔を有する前記物体は、少なくとも５ｍの間隔を有しており、
前記ケーブルアンテナは、少なくとも５ｍの長さを有していることを特徴とする、請求項１０または１１に記載の方法。

【請求項13】

前記評価装置（３）が、運動の少なくとも１つの特性パラメータを決定可能であることを特徴とする、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の方法。

【請求項14】

前記ケーブルアンテナ（１）が、冷却媒体によって冷却されることを特徴とする、請求項１０から１３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項15】

前記パッシブトランスポンダそれぞれの読み出された情報が、前記回転運動又は前記並進運動の間、不変であり続けることを特徴とする、請求項１０から１４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項16】

連続鋳造設備に関しては、回転するローラの運動を監視するため、又は、ベルトコンベヤ設備に関しては、支持ローラを監視するための、請求項１から９のいずれか一項に記載の装置の使用。

【請求項17】

請求項１から９のいずれか一項に記載の装置に、請求項１０から１５のいずれか一項に記載の方法ステップを実施させる命令を含むコンピュータプログラム。

【国際調査報告】