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(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】2024-05-21
(54)【発明の名称】ポンプ監視システム及び方法
(51)【国際特許分類】
G01H 17/00 20060101AFI20240514BHJP
G01M 99/00 20110101ALI20240514BHJP
【ＦＩ】
G01H17/00 Z
G01M99/00 A
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023571845
(86)(22)【出願日】2022-05-19
(85)【翻訳文提出日】2023-11-20
(86)【国際出願番号】 GB2022051255
(87)【国際公開番号】W WO2022243682
(87)【国際公開日】2022-11-24
(31)【優先権主張番号】2107289.7
(32)【優先日】2021-05-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】507261364
【氏名又は名称】エドワーズ リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100094569
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 伸一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100103610
【弁理士】
【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦
(74)【代理人】
【識別番号】100109070
【弁理士】
【氏名又は名称】須田 洋之
(74)【代理人】
【識別番号】100098475
【弁理士】
【氏名又は名称】倉澤 伊知郎
(74)【代理人】
【識別番号】100130937
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100144451
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 博子
(74)【代理人】
【識別番号】100196221
【弁理士】
【氏名又は名称】上潟口 雅裕
(72)【発明者】
【氏名】シモンズ マイケル
(72)【発明者】
【氏名】パティー アレキサンダー ジェイムズ
(72)【発明者】
【氏名】マイルズ クリストファー
【テーマコード（参考）】
2G024
2G064
【Ｆターム（参考）】
2G024AD03
2G024BA27
2G024CA13
2G024FA04
2G024FA06
2G024FA15
2G064AA11
2G064AB01
2G064AB02
2G064AB13
2G064AB22
2G064BA02
2G064BD02
2G064CC02
2G064CC41
2G064CC42
2G064CC43
2G064DD02
(57)【要約】
本発明の態様は、真空ポンプ（３）の故障状態を識別するためのポンプ監視システム（１）に関する。ポンプ監視システム（１）は、制御装置（２３）と、音波を検出するためのマイクロホン（３７）とを含む。制御装置（２３）は、真空ポンプ（３）によって生成された音波を表す音響信号（ＳＡＵＤ－ｎ）をマイクロホン（３７）から受け取るように構成されている。制御装置（２３）は、受け取った音響信号（ＳＡＵＤ－ｎ）を処理して、音響信号（ＳＡＵＤ－ｎ）の周波数ドメイン表現を生成する。音響信号（ＳＡＵＤ－ｎ）の周波数ドメイン表現は、故障状態を示す少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）を識別するために分析される。故障状態信号（ＳＦＬＴ－ｎ）は、少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）の識別に基づいて、故障状態を識別するために出力される。さらなる実施形態では、ポンプ監視システム（１）は、振動を検出するための振動センサ（５１）を備える。また、本発明は、真空ポンプ（３）、真空ポンプ（３）を監視する方法、及び非一時的なコンピュータ可読媒体に関する。
【選択図】 図１
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
真空ポンプ（３）の故障状態を識別するためのポンプ監視システム（１）であって、前記ポンプ監視システム（１）は、制御装置（２３）と、音波を検出するためのマイクロフォン（３７）とを備え、前記制御装置（２３）は、前記真空ポンプ（３）よって生成された音波を表す音響信号（ＳＡＵＤ－ｎ）をマイクロホン（３７）から受け取り、
受け取った前記音響信号（ＳＡＵＤ－ｎ）を処理して、前記音響信号（ＳＡＵＤ－ｎ）の周波数ドメイン表現を生成し、
前記音響信号（ＳＡＵＤ－ｎ）の前記周波数ドメイン表現を分析して、故障状態を示す少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）を識別し、
前記少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）の識別に基づいて、前記故障状態を識別するための故障状態信号（ＳＦＬＴ－ｎ）を出力する、
ように構成されている、ポンプ監視システム（１）。
【請求項2】
前記制御装置（２３）は、前記マイクロホン（３７）から受け取った前記音響信号（ＳＡＵＤ－ｎ）を処理し、前記音響信号（ＳＡＵＤ－ｎ）を前記時間ドメインから前記周波数ドメインに変換するように構成された少なくとも１つの電子プロセッサ（２５）を備える、請求項１に記載のポンプ監視システム（１）。
【請求項3】
前記少なくとも１つの電子プロセッサ（２５）は、前記マイクロホン（３７）から前記音響信号（ＳＡＵＤ－ｎ）を受け取るための少なくとも１つの電気入力と、
前記故障状態の識別に基づいて、故障状態信号（ＳＦＬＴ－ｎ）を出力するための少なくとも１つの電気出力と、
を備える、請求項２に記載のポンプ監視システム（１）。
【請求項4】
前記制御装置（２３）は、前記真空ポンプ（３）の動作速度を決定するように構成され、前記少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）は、前記真空ポンプ（３）の決定された前記動作速度に基づいて識別される、請求項１から３のいずれか一項に記載のポンプ監視システム（１）。
【請求項5】
前記制御装置（２３）は、前記真空ポンプ（３）の定常動作中に前記少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）を識別するように構成されている、請求項４に記載のポンプ監視システム（１）。
【請求項6】
前記制御装置（２３）は、前記真空ポンプ（３）の前記動作速度が増加又は減少する場合に前記少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）を識別するように構成されている、請求項４に記載のポンプ監視システム（１）。
【請求項7】
前記制御装置（２３）は、前記真空ポンプ（３）の動作速度を変化させる要求を出力するように構成され、前記制御装置（２３）は、前記真空ポンプ（３）の前記動作速度の変化に基づいて、前記少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）の変化を監視するように構成されている、請求項１から６のいずれか一項に記載のポンプ監視システム（１）。
【請求項8】
前記制御装置（２３）は、前記真空ポンプ（３）の運転負荷を決定するように構成され、前記少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）は、前記真空ポンプ（３）の前記運転負荷に基づいて識別される、請求項１から７のいずれか一項に記載のポンプ監視システム（１）。
【請求項9】
前記又は各故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）は、１又は２以上の周波数成分識別子を含み、前記制御装置（２３）は、前記周波数ドメイン表現の中の前記１又は２以上の周波数成分識別子の識別に基づいて、前記少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）を識別するように構成されている、請求項１から８のいずれか一項に記載のポンプ監視システム（１）。
【請求項10】
前記１又は２以上の周波数成分識別子は、前記又は各故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）の周波数又は周波数範囲を含む、請求項９に記載のポンプ監視システム（１）。
【請求項11】
前記１又は２以上の周波数成分識別子は、前記又は各故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）の振幅又は振幅範囲を含む、請求項９又は１０に記載のポンプ監視システム（１）。
【請求項12】
前記１又は２以上の周波数成分識別子は、真空ポンプ（３）の動作速度に関して規定される、請求項９から１１のいずれか一項に記載のポンプ監視システム（１）。
【請求項13】
請求項１から１２のいずれか一項に記載のポンプ監視システム（１）を備える真空ポンプ（３）。
【請求項14】
真空ポンプ（３）の故障状態を識別する方法であって、前記真空ポンプ（３）によって生成された音波を表す音響信号（ＳＡＵＤ－ｎ）を受け取るステップと、
前記音響信号（ＳＡＵＤ－ｎ）を周波数ドメインに変換するステップと、
前記周波数ドメインを分析して、故障状態を示す少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）を識別するステップと、
前記少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）の識別に基づいて前記故障状態を識別するステップと、
を含む方法。
【請求項15】
前記真空ポンプ（３）の動作速度を決定するステップと、前記真空ポンプ（３）の決定された前記動作速度に基づいて、前記少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）を識別するステップと、
を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項16】
前記真空ポンプ（３）の定常運転中に前記少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）を識別するステップを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項17】
前記真空ポンプ（３）の前記動作速度が増加又は減少する場合に前記少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）を識別するステップを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項18】
前記真空ポンプ（３）の動作速度を変化させるステップと、前記真空ポンプ（３）の前記動作速度が変化した場合に、前記少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）の変化を監視するステップと、
を含む、請求項１４から１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項19】
前記真空ポンプ（３）の運転負荷を決定するステップと、前記真空ポンプ（３）の前記運転負荷に基づいて、前記少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）を識別するステップと、
を含む、請求項１４から１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項20】
前記又は各故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）は、１又は２以上の周波数成分識別子を含み、前記制御装置（２３）は、周波数ドメイン表現の中の１又は２以上の周波数成分識別子の識別に基づいて、前記少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）を識別するように構成されている、請求項１４から１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項21】
前記１又は２以上の周波数成分識別子は、前記又は各故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）の周波数又は周波数範囲を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項22】
前記１又は２以上の周波数成分識別子は、前記又は各故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）の振幅又は振幅範囲を含む、請求項２０又は２１に記載の方法。
【請求項23】
前記１又は２以上の周波数成分識別子は、前記真空ポンプ（３）の動作速度に関して規定される、請求項２０から２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項24】
実行されると、請求項１４から２３のいずれか一項に記載の方法をプロセッサに実行させる、記憶された命令セットを有する非一時的なコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ポンプ監視システム及び方法に関する。本発明の態様は、ポンプの故障状態を識別するためのポンプ監視システム及び方法に関する。本明細書に記載のポンプ監視システム及び方法は、真空ポンプの監視に関して特定の用途を有する。
【背景技術】
【0002】
真空ポンプは、例えば軸受の摩耗により故障状態になる場合がある。識別されない場合、故障状態になり、真空ポンプの損傷につながる可能性がある。
【0003】
米国公開第２０１９／０３８３２９６号から、加速度センサを備えた真空ポンプを提供することが知られている。加速度センサから出力された振動データは、軸受振動周波数を識別するために処理される。監視された軸受振動周波数の加速度値が閾値以上になると、アラームが発生する。この構成に関連する課題は、加速度センサを分離する必要性、例えば、測定値への干渉を防ぐために取付け組立体の共振周波数を制御する必要性である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】米国公開第２０１９／０３８３２９６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の目的は、従来技術に関連する１又は２以上の欠点に対処することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の態様及び実施形態は、添付の特許請求の範囲に記載されるようなポンプ監視システム；ポンプ監視システムを含む真空ポンプ；真空ポンプを監視する方法；及び非一時的なコンピュータ可読媒体を提供する。
【0007】
本発明の一態様によれば、真空ポンプの故障状態を識別するためのポンプ監視システムが提供され、ポンプ監視システムは、制御装置と、音波を検出するためのマイクロホンとを備え、制御装置は、
真空ポンプによって生成された音波を表す音響信号をマイクロホンから受け取り、
受け取った音響信号を処理して、音響信号の周波数ドメイン表現を生成し、
音響信号の周波数ドメイン表現を分析して、故障状態を示す少なくとも１つの故障状態周波数成分を識別し、
少なくとも１つの故障状態周波数成分の識別に基づいて、故障状態を識別するための故障状態信号を出力する。ポンプ監視システムは、真空ポンプの故障状態を識別するように構成することができる。ポンプ監視システムは、真空ポンプが動作している場合に真空ポンプから生成される音を監視することによって、故障状態を識別するように動作可能である。真空ポンプの故障状態が識別可能な音響シグネチャを有することが決定される。少なくとも特定の実施形態では、ポンプ監視システムは、１又は２以上の故障状態に関連する音響シグネチャを識別するように動作可能である。故障状態周波数成分は、既知の故障状態に関連する音響シグネチャに基づいて予め設定することができる。制御装置は、故障状態周波数成分の識別を可能にするように音波を周波数ドメインに変換するように構成されている。故障状態は、故障状態周波数成分に関連付けられる。異なる故障状態は、異なる故障状態周波数成分と関連付けることができる。制御装置は、関連する故障状態を示す少なくとも１つの故障状態周波数成分を識別するように構成されている。ポンプ監視システムは、故障状態が識別されていることの通知又は警告を提示するために故障状態信号を出力する。特定の実施形態では、故障状態信号に基づいて真空ポンプの動作を停止させることができる。これは、故障の発生を防止するためのメンテナンス又はサービスを可能にすることができる。あるいは、故障状態信号に基づいて、サービス又はメンテナンスをスケジュール設定することができる。
真空ポンプによって生成された音波を表す音響信号をマイクロホンから受け取り、
受け取った音響信号を処理して、音響信号の周波数ドメイン表現を生成し、
音響信号の周波数ドメイン表現を分析して、故障状態を示す少なくとも１つの故障状態周波数成分を識別し、
少なくとも１つの故障状態周波数成分の識別に基づいて、故障状態を識別するための故障状態信号を出力する。ポンプ監視システムは、真空ポンプの故障状態を識別するように構成することができる。ポンプ監視システムは、真空ポンプが動作している場合に真空ポンプから生成される音を監視することによって、故障状態を識別するように動作可能である。真空ポンプの故障状態が識別可能な音響シグネチャを有することが決定される。少なくとも特定の実施形態では、ポンプ監視システムは、１又は２以上の故障状態に関連する音響シグネチャを識別するように動作可能である。故障状態周波数成分は、既知の故障状態に関連する音響シグネチャに基づいて予め設定することができる。制御装置は、故障状態周波数成分の識別を可能にするように音波を周波数ドメインに変換するように構成されている。故障状態は、故障状態周波数成分に関連付けられる。異なる故障状態は、異なる故障状態周波数成分と関連付けることができる。制御装置は、関連する故障状態を示す少なくとも１つの故障状態周波数成分を識別するように構成されている。ポンプ監視システムは、故障状態が識別されていることの通知又は警告を提示するために故障状態信号を出力する。特定の実施形態では、故障状態信号に基づいて真空ポンプの動作を停止させることができる。これは、故障の発生を防止するためのメンテナンス又はサービスを可能にすることができる。あるいは、故障状態信号に基づいて、サービス又はメンテナンスをスケジュール設定することができる。
【0008】
少なくとも特定の実施形態では、当該又は各故障状態周波数成分は、音響信号の周波数ドメイン表現の中の識別可能な特徴又は要素を含むか又はそれからなる。当該又は各故障状態周波数成分は、例えば、音響信号の周波数ドメイン表現の中のピーク又はスパイクを含むか又はそれからなる場合がある。用語「周波数成分識別子」は、本明細書では、特定の周波数成分を識別するのに適した特徴又は要素を表すために使用される。故障状態周波数成分の各々は、制御装置によって識別可能な１又は２以上の周波数成分識別子を含むことができる。
【0009】
制御装置は、複数の故障状態周波数成分を識別するように構成することができる。制御装置は、音響信号の周波数ドメイン表現を分析して、複数の故障状態周波数成分のうちの１又は２以上を識別するように構成することができる。故障状態周波数成分の各々は、関連する故障状態に関連することができる。制御装置は、第１の故障状態周波数成分を識別するように構成することができる。第１の故障状態は、第１の故障状態を示すことができる。制御装置は、第２の故障状態周波数成分を識別するように構成することができる。第２の故障状態は、第２の故障状態を示すことができる。第１の故障状態及び第２の故障状態は、互いに異なる場合がある。
【0010】
ポンプ監視システムは、故障状態周波数成分の識別に基づいて、真空ポンプの故障状態を検出することができる。少なくとも特定の実施形態では、ポンプ監視システムは、故障状態の特性又は形態を識別することができる。例えば、ポンプ監視システムは、故障状態が真空ポンプの特定の構成要素に関連することを決定することができる。この決定は、例えば、音響信号の周波数ドメイン表現の中で故障状態周波数成分が発生する周波数に基づいて行うことができる。制御装置は、音響信号の周波数ドメイン表現の中で故障状態周波数成分が発生する周波数に基づいて、故障状態を特徴付けるように構成することができる。故障状態信号は、特定の故障状態を識別することができる。
【0011】
制御装置は、真空ポンプの２以上の故障状態を識別することができることを理解されたい。故障状態の異なる組み合わせは、各故障状態周波数成分に関連する周波数成分識別子に影響を与える可能性がある。制御装置は、２又は３以上の故障状態が同時に識別される場合に、そのような変化を識別するように構成することができる。
【0012】
制御装置は、マイクロホンから受け取った音響信号を処理するように構成された少なくとも１つの電子プロセッサを含むことができる。少なくとも１つの電子プロセッサは、音響信号を時間ドメインから周波数ドメインに変換するように構成することができる。少なくとも１つの電子プロセッサは、マイクロホンから音響信号を受け取るための少なくとも１つの電気入力を備えることができる。少なくとも１つの電子プロセッサは、故障状態の識別に基づいて故障状態信号を出力するための少なくとも１つの電気出力を備えることができる。
【0013】
制御装置は、真空ポンプの動作速度を決定するように構成することができる。制御装置は、真空ポンプの決定された動作速度に基づいて、少なくとも１つの故障状態周波数成分を識別するように構成することができる。
【0014】
制御装置は、真空ポンプの定常運転中に、当該又は各故障状態周波数成分を識別するように構成することができる。
【0015】
制御装置は、真空ポンプの動作速度が増加又は減少する場合に、少なくとも１つの故障状態周波数成分を識別するように構成することができる。真空ポンプの動作速度の増加は、ランプアッププロセス中に発生する場合がある。真空ポンプの動作速度の減少は、ランプダウンプロセス中に発生する場合がある。制御装置は、真空ポンプの動作速度が増加又は減少する場合に、当該又は各故障状態周波数成分を規定する１又は２以上の周波数成分識別子の変化を識別するように構成することができる。例えば、制御装置は、真空ポンプの動作速度の変化に基づいて、少なくとも１つの故障状態周波数成分の周波数の増加又は減少を識別するように構成することができる。
【0016】
特定の動作速度では、マイクロホンから発生する音波が高レベルのノイズ又は干渉を含む場合があることが認識されている。これらは、例えば、真空ポンプ内の１又は２以上の構成要素の共振周波数で発生する振動によって引き起こされる可能性がある。このような動作速度では、制御装置は、少なくとも１つの故障状態周波数成分を識別するのに有効であることが証明されていない可能性がある。制御装置は、１又は２以上の動作速度で又は１又は２以上の動作速度範囲内で、少なくとも１つの故障状態周波数成分の識別を抑止又は抑制するように構成することができる。１又は２以上の動作速度及び／又は１又は２以上の動作速度範囲は、予め設定することができる。
【0017】
代替的に又は追加的に、制御装置は、所定の期間の間、少なくとも１つの故障状態周波数成分の識別を要求するように構成することができる。代替的に又は追加的に、制御装置は、所定の動作速度で又は所定の動作速度範囲にわたって、少なくとも１つの故障状態周波数成分の識別を要求するように構成することができる。制御装置は、これらの条件の１又は２以上が満たされた場合にのみ、故障状態を識別するための故障状態信号を出力するように構成することができる。
【0018】
制御装置は、真空ポンプの動作速度を変化させる要求を出力するように構成することができる。制御装置は、真空ポンプの動作速度の変化に基づいて、故障状態周波数成分の変化を監視するように構成することができる。例示的に、真空ポンプの動作速度の変化は、故障状態周波数成分を識別する周波数成分識別子の対応する変化をもたらす場合がある。制御装置は、少なくとも１つの故障状態周波数成分の検出された変化に基づいて、故障状態周波数成分の識別を確認するように構成することができる。制御装置は、少なくとも１つの故障状態周波数成分の識別が確認されたことに基づいて、故障状態を識別するための故障状態信号を出力するように構成することができる。真空ポンプの動作速度の変化を要求することによって、制御装置は、例えば、同時に動作している可能性のある２又は３以上の真空ポンプを区別するために、真空ポンプを切り離すことができる。この制御戦略は、独立して特許を受けることができると考えられる。さらに、この技術は、振動センサ又は加速度センサなど、マイクロホン以外のセンサを使用する監視システムにも適用可能であることを理解されたい。
【0019】
制御装置は、真空ポンプの動作速度の増加又は減少を要求することができる。制御装置は、真空ポンプの目標動作速度を要求することができる。真空ポンプの動作速度の何らかの変更は、例えば、動作速度が予め設定された制限値を超えないことを保証するために、予め設定された動作範囲内で実行することができる。
【0020】
制御装置は、真空ポンプの運転負荷を決定するように構成することができる。少なくとも１つの故障状態周波数成分は、真空ポンプの運転負荷に基づいて識別することができる。少なくとも１つの故障状態周波数成分は、真空ポンプの運転負荷に基づいて規定することができる。運転負荷は、真空ポンプ内のガス圧に起因するガス負荷、真空ポンプの動作温度に起因する温度負荷、及び真空ポンプの配向に起因する配向負荷のうちの１又は２以上を含むことができる。運転負荷は、例えば、測定された電気負荷、測定された動作圧力及び動作温度のうちの１又は２以上に基づいて、真空ポンプの動作を監視することによって決定することができる。
【0021】
当該又は各故障状態周波数成分は、１又は２以上の周波数成分識別子を含むことができる。当該又は各周波数成分識別子は、関連する故障状態周波数成分の識別を可能にするために、独立して識別可能とすることができる。あるいは、複数の周波数成分識別子の組み合わせを識別して、関連する故障状態周波数成分の識別を可能にすることができる。故障状態周波数成分を識別するための周波数ドメイン表現の分析は、１又は２以上の周波数成分識別子を有する周波数成分を識別することを含むことができる。制御装置は、周波数ドメイン表現の中の１又は２以上の周波数成分識別子の識別に基づいて、当該又は各故障状態周波数成分を識別するように構成することができる。制御装置は、音響信号の周波数ドメイン表現の中の１又は２以上の周波数成分識別子の有無に基づいて、当該又は各故障状態周波数成分を識別するように構成することができる。１又は２以上の周波数成分識別子は、予め設定することができる。
【0022】
第１の故障状態周波数成分は、第１の値を有する１又は２以上の周波数成分識別子を含むことができる。第２の故障状態周波数成分は、第２の値を有する１又は２以上の周波数成分識別子を含むことができる。１又は２以上の第１の値と１又は２以上の第２の値は、互いに異なる場合がある。制御装置は、第１及び第２の値に基づいて、第１及び第２の故障状態周波数成分を区別することができる。
【0023】
１又は２以上の周波数成分識別子は、当該又は各故障状態周波数成分の周波数又は周波数範囲を含むことができる。周波数は、離散周波数を含むことができる。制御装置は、離散周波数で発生する周波数成分の識別に基づいて、故障状態周波数成分を識別することができる。周波数範囲は、第１の周波数値及び／又は第２の周波数値を含むことができる。周波数範囲は、第１の周波数値よりも大きい及び／又は第２の周波数値よりも小さい場合がある。制御装置は、周波数範囲内で発生する周波数成分の識別に基づいて、故障状態周波数成分を識別することができる。
【0024】
１又は２以上の周波数成分識別子は、当該又は各故障状態周波数成分の大きさ（振幅）又は大きさ（振幅）範囲を含むことができる。当該又は各故障状態周波数成分は、振幅値を含むことができる。制御装置は、音響信号の周波数ドメイン表現の中で振幅値と実質的に等しい振幅を有する周波数成分を識別することによって、当該又は各故障状態周波数成分を識別するように構成することができる。制御装置は、音響信号の周波数ドメイン表現の中で振動値よりも大きな振動を有する周波数成分を識別することによって、当該又は各故障状態周波数成分を識別するように構成することができる。当該又は各故障状態周波数成分は、振幅範囲を含むことができる。制御装置は、振幅範囲内の振幅を有する音響信号の周波数ドメイン表現の中の周波数成分を識別することによって、当該又は各故障状態周波数成分を識別するように構成することができる。
【0025】
１又は２以上の周波数成分識別子は、真空ポンプの動作速度に関して規定することができる。制御装置は、真空ポンプの動作速度を決定するように構成することができる。制御装置は、真空ポンプの動作速度に基づいて、周波数ドメイン表現の中の少なくとも１つの周波数成分識別子を識別するように構成することができる。
【0026】
故障状態は、故障状態に進展する可能性がある。少なくとも特定の実施形態では、ポンプ監視システムは、故障状態の早期特定を容易にする。これにより、真空ポンプの損傷を軽減又は回避することができる。
【0027】
マイクロホンは、真空ポンプの内部又は外部に取り付けることができる。マイクロホンは常時オンとすること、又は選択的に作動させる又は停止させることができる。例えば、マイクロホンは、通気中に選択的に動作を停止させることができる。
【0028】
制御装置は、温度センサから温度信号を受け取るように及び／又は圧力センサから圧力信号を受け取るように構成することができる。故障状態の識別は、温度信号及び／又は圧力信号に基づいて実行することができる。
【0029】
ポンプ監視システムは、例えば、互いに間隔をあけて配置された複数のマイクロホンから２以上の音響信号を受け取ることができる。制御装置は、複数のマイクロホンから受け取った音響信号を分析するように構成することができる。制御装置は、受け取った音響信号を処理して、各音響信号の周波数ドメイン表現を生成することができる。制御装置は、音響信号の周波数ドメイン表現を比較することができる。
【0030】
本発明のさらなる態様によれば、真空ポンプの故障状態を識別するためのポンプ監視システムが提供される。ポンプ監視システムは、制御装置と、振動を検出するための振動センサとを備え、制御装置は、
真空ポンプによって生成された振動を表す振動信号を振動センサから受け取り、
受け取った振動信号を処理して、振動信号の周波数ドメイン表現を生成し、
振動信号の周波数ドメイン表現を分析して、故障状態を示す少なくとも１つの故障状態周波数成分を識別し、
真空ポンプの動作速度を変化させる要求を出力し、真空ポンプの動作速度の変化に基づいて少なくとも１つの故障状態周波数成分の変化を検出し、
少なくとも１つの故障状態周波数成分の検出された変化に基づいて、故障状態周波数成分の識別を確認し、
確認された少なくとも１つの故障状態周波数成分の識別に基づいて、故障状態を識別するための故障状態信号を出力する。振動センサは、例えば、加速度センサを含むことができる。振動センサは、真空ポンプに固定的に取り付けることができる。振動センサは、例えば、ポンプハウジングに取り付けることができる。あるいは、振動センサは、例えばポンプ制御装置ハウジングなどのポンプ制御装置に設けることができる。振動信号に適用される処理は、マイクロホンによって生成された音響信号に関して本明細書で説明した技術と同じとすることができる。真空ポンプの動作速度の変化を要求することにより、ポンプ監視システムは、例えば故障状態を切り離すために、異なる真空ポンプの間を区別することができる。ポンプ監視システムは、例えば、互いに間隔をあけて配置された複数の振動センサから２以上の振動信号を受け取ることができる。
真空ポンプによって生成された振動を表す振動信号を振動センサから受け取り、
受け取った振動信号を処理して、振動信号の周波数ドメイン表現を生成し、
振動信号の周波数ドメイン表現を分析して、故障状態を示す少なくとも１つの故障状態周波数成分を識別し、
真空ポンプの動作速度を変化させる要求を出力し、真空ポンプの動作速度の変化に基づいて少なくとも１つの故障状態周波数成分の変化を検出し、
少なくとも１つの故障状態周波数成分の検出された変化に基づいて、故障状態周波数成分の識別を確認し、
確認された少なくとも１つの故障状態周波数成分の識別に基づいて、故障状態を識別するための故障状態信号を出力する。振動センサは、例えば、加速度センサを含むことができる。振動センサは、真空ポンプに固定的に取り付けることができる。振動センサは、例えば、ポンプハウジングに取り付けることができる。あるいは、振動センサは、例えばポンプ制御装置ハウジングなどのポンプ制御装置に設けることができる。振動信号に適用される処理は、マイクロホンによって生成された音響信号に関して本明細書で説明した技術と同じとすることができる。真空ポンプの動作速度の変化を要求することにより、ポンプ監視システムは、例えば故障状態を切り離すために、異なる真空ポンプの間を区別することができる。ポンプ監視システムは、例えば、互いに間隔をあけて配置された複数の振動センサから２以上の振動信号を受け取ることができる。
【0031】
制御装置は、真空ポンプの動作速度の増加又は減少を要求することができる。制御装置は、真空ポンプの目標動作速度を要求することができる。真空ポンプの動作速度の何らかの変更は、例えば動作速度が予め設定された制限値を超えないことを保証するために、予め設定された動作範囲内で実行することができる。
【0032】
ポンプ監視システムは、真空ポンプの作動中に発生する振動を監視することによって、故障状態を識別するように動作可能である。真空ポンプの故障状態は、識別可能な振動シグネチャを有する。少なくとも特定の実施形態では、ポンプ監視システムは、１又は２以上の故障状態に関連する振動シグネチャを識別するように動作可能である。故障状態周波数成分は、既知の故障状態に関連する振動シグネチャに基づいて予め設定することができる。制御装置は、故障状態周波数成分の識別を可能にするために、振動信号を周波数ドメインに変換するように構成されている。故障状態は、故障状態周波数成分に関連付けられる。異なる故障状態は、異なる故障状態周波数成分に関連付けることができる。制御装置は、関連する故障状態を示す少なくとも１つの故障状態周波数成分を識別するように構成されている。ポンプ監視システムは、故障状態が特定されていることの通知又は警告を提示するために故障状態信号を出力する。
【0033】
真空ポンプは、ターボ分子ポンプとすることができる。
【0034】
本発明のさらなる態様によれば、本明細書に記載のポンプ監視システムを含む真空ポンプが提供される。
【0035】
本発明のさらなる態様によれば、真空ポンプの故障状態を識別する方法が提供され、この方法は、
真空ポンプによって生成された音波を表す音響信号を受け取るステップと、
音響信号を周波数ドメインに変換するステップと、
周波数ドメインを分析して、故障状態を示す少なくとも１つの故障状態周波数成分を識別するステップと、
少なくとも１つの故障状態周波数成分の識別に基づいて故障状態を識別するステップと、
を含む。
真空ポンプによって生成された音波を表す音響信号を受け取るステップと、
音響信号を周波数ドメインに変換するステップと、
周波数ドメインを分析して、故障状態を示す少なくとも１つの故障状態周波数成分を識別するステップと、
少なくとも１つの故障状態周波数成分の識別に基づいて故障状態を識別するステップと、
を含む。
【0036】
本方法は、真空ポンプの動作速度を決定するステップを含むことができる。真空ポンプの決定された動作速度に基づいて、少なくとも１つの故障状態周波数成分を特定することができる。
【0037】
本方法は、真空ポンプの定常運転中に少なくとも１つの故障状態周波数成分を識別するステップを含むことができる。
【0038】
本方法は、真空ポンプの動作速度が増加又は減少する場合に少なくとも１つの故障状態周波数成分を識別するステップを含むことができる。
【0039】
本方法は、真空ポンプの動作速度を変化させるステップを含むことができる。本方法は、真空ポンプの動作速度が変化する場合に、少なくとも１つの故障状態周波数成分の変化を監視するステップを含むことができる。
【0040】
本方法は、真空ポンプの運転負荷を決定するステップを含むことができる。真空ポンプの動作負荷に基づいて、少なくとも１つの故障状態周波数成分を識別することができる。
【0041】
少なくとも１つの故障状態周波数成分は、１又は２以上の周波数成分識別子を含むことができる。１又は２以上の周波数成分識別子は、予め設定することができる。本方法は、周波数ドメイン表現の中の少なくとも１つの周波数成分識別子の識別に基づいて、少なくとも１つの故障状態周波数成分を識別するステップを含むことができる。
【0042】
１又は２以上の周波数成分識別子は、当該又は各故障状態周波数成分の周波数を含むことができる。代替的に又は追加的に、１又は２以上の周波数成分識別子は、当該又は各故障状態周波数成分の周波数範囲を含むことができる。周波数範囲は、下限周波数値及び／又は上限周波数値を含むことができる。
【0043】
１又は２以上の周波数成分識別子は、当該又は各故障状態周波数成分の振幅を含むことができる。代替的に又は追加的に、１又は２以上の周波数成分識別子は、当該又は各故障状態周波数成分の振幅範囲を含むことができる。振幅範囲は、下限振幅値及び／又は上限振幅値を含むことができる。
【0044】
１又は２以上の周波数成分識別子は、真空ポンプの動作速度に関して規定することができる。
【0045】
本方法は、例えば、互いに間隔をあけて配置することができる複数のマイクロホンから２以上の音響信号を受け取ることを含むことができる。本方法は、複数の音響信号を分析するステップを含むことができる。音響信号は、各音響信号の周波数ドメイン表現を生成するために処理することができる。本方法は、音響信号の周波数ドメイン表現を比較するステップを含むことができる。
【0046】
本発明のさらなる態様によれば、真空ポンプの故障状態を識別する方法が提供され、本方法は、
真空ポンプによって生成された振動を表す振動信号を振動センサから受け取るステップと、
振動信号を振動信号の周波数ドメイン表現に変換するステップと、
振動信号の周波数ドメイン表現を分析し、故障状態を示す故障状態周波数成分を識別するステップと、
真空ポンプの動作速度を変化させる要求を出力し、真空ポンプの動作速度の変化に基づいて少なくとも１つの故障状態周波数成分の変化を検出するステップと、
少なくとも１つの故障状態周波数成分の検出された変化に基づいて、故障状態周波数成分の識別を確認するステップと、
確認された少なくとも１つの故障状態周波数成分の識別に基づいて、故障状態を識別するための故障状態信号を出力する。本方法は、例えば、互いに間隔をあけて配置された複数の振動センサから２以上の振動信号を受け取るステップを含むことができる。
真空ポンプによって生成された振動を表す振動信号を振動センサから受け取るステップと、
振動信号を振動信号の周波数ドメイン表現に変換するステップと、
振動信号の周波数ドメイン表現を分析し、故障状態を示す故障状態周波数成分を識別するステップと、
真空ポンプの動作速度を変化させる要求を出力し、真空ポンプの動作速度の変化に基づいて少なくとも１つの故障状態周波数成分の変化を検出するステップと、
少なくとも１つの故障状態周波数成分の検出された変化に基づいて、故障状態周波数成分の識別を確認するステップと、
確認された少なくとも１つの故障状態周波数成分の識別に基づいて、故障状態を識別するための故障状態信号を出力する。本方法は、例えば、互いに間隔をあけて配置された複数の振動センサから２以上の振動信号を受け取るステップを含むことができる。
【0047】
本発明のさらなる態様によれば、実行されるとプロセッサに本明細書に記載の方法を実行させる、その中に格納された命令セットを有する非一時的なコンピュータ可読媒体が提供される。
【0048】
本明細書に記載される何らかの制御ユニット又は制御装置は、好適には、１又は２以上の電子プロセッサを有する計算装置を備えることができる。システムは、単一の制御ユニット又は電子制御装置を備えることができ、あるいは、制御装置の異なる機能は、異なる制御ユニット又は制御装置に具現化されるか又はホストされる場合がある。本明細書で使用される場合、用語「制御装置」又は「制御ユニット」は、単一の制御ユニット又は制御装置、及び何らかの御機能を提供するために集合的に動作する複数の制御ユニット又は制御装置の両方を含むことを理解されたい。制御装置又は制御ユニットを構成するために、実行されると、上記制御ユニット又は計算装置に本明細書で定義される制御技術を実施させる適切な命令セットを提供することができる。一連の命令は、好適には、上記１又は２以上の電子プロセッサに埋め込むことができる。あるいは、一連の命令は、上記計算デバイス上で実行されるように、上記制御装置に関連する１又は２以上のメモリ上に保存されたソフトウェアとして提供することができる。制御ユニット又は制御装置は、１又は２以上のプロセッサ上で実行されるソフトウェアで実装することができる。１又は２以上の他の制御ユニット又は制御装置は、１又は２以上のプロセッサ（随意的に、第１の制御装置と同じ１又は２以上のプロセッサ）上で実行されるソフトウェアで実装することができる。他の適切な構成を使用することができる。
【0049】
本出願の範囲内で、上記の段落、特許請求の範囲及び／又は以下の説明及び図面に記載された様々な態様、実施形態、実施例、及び代替案、詳細には個々の特徴は、独立して又は何らかの組み合わせで取得することができることが明示的に意図されている。すなわち、全ての実施形態及び／又は何らかの実施形態の特徴は、そのような特徴が両立しない場合を除き、何らかの方法及び／又は組み合わせで組み合わせることができる。本出願人は、最初の出願ではそのように請求項に記載されていないが、他の何らかの請求項の何らかの特徴に応じて、及び／又はそれを組み込むために、最初の出願の請求項を修正する権利を含む、最初の出願の請求項を変更するか又はそれに応じて何らかの新しい請求項を提出する権利を保有する。
【0050】
本発明の１又は２以上の実施形態は、以下に、添付の図面を参照しながら単に例示的に説明される。
【図面の簡単な説明】
【0051】
【図1】本発明の一実施形態による真空ポンプ及びポンプ監視システムの概略図を示す。
【図3】真空ポンプから放出される音波の周波数ドメイン表現を示すグラフを示す。
【図4】本発明の一実施形態によるポンプ監視システムの動作を示す第１のブロック図を示す。
【図5】本発明の実施形態の変形例によるポンプ監視システムの動作を示す第２のブロック図を示す。
【図6】本発明のさらなる実施形態による真空ポンプ及びポンプ監視システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0052】
本発明の実施形態によるポンプ監視システム１は、添付の図面を参照して本明細書で説明される。ポンプ監視システム１は、真空ポンプ３の１又は２以上の故障状態を識別するように構成されている。１又は２以上の故障状態の各々は、ポンプ監視システム１によって識別可能な特徴的な音響シグネチャ（ｓｉｇｎａｔｕｒｅ）を有する。ポンプ監視システム１は、故障状態を示す音響シグネチャ（複数可）の識別に基づいて故障状態通知を生成する。
【0053】
ポンプ監視システム１は、真空ポンプ３の動作を監視するように構成されている。詳細には、ポンプ監視システム１は、真空ポンプ３の１又は２以上の故障状態を識別するように構成されている。少なくとも特定の実施形態では、ポンプ監視システム１は、故障状態の早期識別を可能にすることができる。これは、さもなければ故障状態につながる可能性のある故障の進展を防止するために、メンテナンス行動又は修理を実行するのを可能にすることができる。故障状態の早期識別は、真空ポンプ３のメンテナンスのスケジューリングを容易にすることができる。
【0054】
図１は真空ポンプ３の概略図を示す。真空ポンプ３は、例えば半導体エッチングプロセス及び化学気相成長（ＣＶＤ）プロセスに関連するプロセスガスをポンプ送給するよう作動する。本実施形態における真空ポンプ３は、ターボ分子ポンプを含む。ターボ分子ポンプは、ガスを圧縮するための高速回転ブレードを備える多段軸流タービンを含む。ポンプ監視システム１は、異なるタイプのポンプで動作するように構成することができることを理解されたい。真空ポンプ３は、駆動軸７を回転させる駆動モータ５を備える。駆動軸７は、内輪１１、外輪１３、内輪１１と外輪１３との間に配置された複数の軸受（転動）要素１５、及び軸受要素１５を保持するための軸受ケージ（図示せず）を備える少なくとも１つの軸受組立体９によって支持されている。軸受ケージは、軸受分離器又は軸受保持器と呼ばれる場合もある。軸受要素１５は、例えば、玉軸受で構成することができる。内輪１１は、駆動軸７に固定され、駆動軸７と共に回転する。外輪１３は、軸受又はポンプハウジング（一般に参照番号１７で示される）に固定的に取り付けられる。本明細書で説明するように、ポンプ監視システム１は、駆動軸７及び／又は軸受組立体９に関連する故障状態を識別するように作動する。ポンプ監視システム１は、例えばプロセスガスからの堆積物の蓄積によって引き起こされる駆動軸７のアンバランスを識別することができる。ポンプ監視システム１は、摩耗に起因する軸受組立体９の故障状態を識別することができる。特定の実施形態では、ポンプ監視システム１は、内輪１１、外輪１３、及び軸受要素１５のうちの１又は２以上の摩耗を区別することができる。
【0055】
ポンプ制御装置２３は、真空ポンプ３の動作を制御するために設けられている。ポンプ制御装置２３は、電子プロセッサ２５及びシステムメモリ２７を備える。電子プロセッサ２５は、駆動モータ５の動作速度を制御するための速度制御信号ＳＳＰＤ－１を出力するように構成されている。本明細書で説明するように、ポンプ監視システム１及びポンプ制御装置２３は、互いに通信するように構成されている。詳細には、速度制御信号ＳＳＰＤ－１は、ポンプ制御装置２３からポンプ監視システム１に出力することができる。ポンプ監視システム１は、例えば速度制御信号ＳＳＰＤ－１に基づいて、駆動モータ５の現在の（瞬間的な）動作速度を決定するように構成されている。代替的に又は追加的に、駆動モータ５の動作速度を測定するために回転センサ（図示せず）を設けることもできる。速度信号は、回転センサからポンプ監視システム１及び／又はポンプ制御装置２３に出力することができる。ポンプ制御装置２３は、例えば真空ポンプ３の運転負荷を示す負荷信号及び／又は真空ポンプ３の動作モードを示す動作モード信号など、他の動作パラメータをポンプ監視システム１に出力することができる。本実施形態では、ポンプ監視システム１及びポンプ制御装置２３は互いに分離されている。変形例では、ポンプ監視システム１及びポンプ制御装置２３は互いに組み合わせることができる。例えば、ポンプ監視システム１の機能は、ポンプ制御装置２３に組み込むことができる。
【0056】
ポンプ監視システム１は、監視システム制御装置３５及び音波を検出するためのマイクロホン３７を備える。マイクロホン３７は、真空ポンプ３から発生する音波を検出するように構成されている。音波は音響波として空気中を伝播し、マイクロホン３７によって検出される。本実施形態のマイクロホン３７は、可聴周波数範囲（約２０Ｈｚ及び２０ｋＨｚの範囲）の音波を検出するように構成されている。代替的に又は追加的に、マイクロホン３７は、非可聴音波、例えば超音波を検出することができる。マイクロホン３７は、音波を表す音響信号ＳＡＵＤ－１を生成するように構成されている。音響信号ＳＡＵＤ－１は、監視システム制御装置３５に出力されて処理される。マイクロホン３７は、真空ポンプ３の近くに配置される。真空ポンプ３は、真空ポンプ３の外側から離間した固定位置にある。マイクロホン３７は真空ポンプ３に取り付けることができる。防振ダンパーは、マイクロホン３７を分離するのを助けるために設けることができる。
【0057】
図２に示すように、監視システム制御装置３５は、少なくとも１つの電子プロセッサ３９及びシステムメモリ４１を備える。一連の命令４３は、少なくとも１つの電子プロセッサ３９の動作を制御するために提供される。命令４３は、例えば、システムメモリ４１に格納することができる。少なくとも１つの電子プロセッサ３９によって実行されると、命令は、少なくとも１つの電子プロセッサ３９に、本明細書に記載の方法（複数可）を実行させる。監視システム制御装置３５は、少なくとも１つの入力４５及び少なくとも１つの出力４７を備える。少なくとも１つの入力４５は、マイクロホン３７から音響信号ＳＡＵＤ－１を受け取るように構成されている。本実施形態では、少なくとも１つの入力４５は、ポンプ制御装置２３から、駆動モータ５の動作速度（又は駆動モータ５の目標動作速度）を示す速度制御信号ＳＳＰＤ－１を受け取るように構成されている。変形例では、少なくとも１つの入力４５は、例えば軸速度センサ（図示せず）から、駆動軸７の回転速度を示す信号を受け取ることができる。さらなる変形例では、監視システム制御装置は、音響信号ＳＡＵＤ－１を分析して、真空ポンプ３の動作速度を決定することができる。少なくとも１つの出力４７は、少なくとも１つの故障状態信号ＳＦＬＴ－ｎを出力するように構成されている。少なくとも１つの故障状態信号ＳＦＬＴ－ｎは、例えば可聴警報及び／又は可視警報などの警報の発生を促すことができる。少なくとも１つの故障状態信号ＳＦＬＴ－ｎは、故障タイプ及び／又は故障重大度評価を示すことができる。第１の故障状態信号ＳＦＬＴ－１は、第１の故障状態を示すことができ、第２の故障状態信号ＳＦＬＴ－２は、第２の故障状態を示すことができる。少なくとも１つの故障状態信号ＳＦＬＴ－ｎは、ポンプ制御装置２３に出力され、例えば真空ポンプ３の動作速度を低下させること又は運転停止手順を開始させることができる。本実施形態では、少なくとも１つの出力４７は、速度要求信号ＳＲＥＱ－１をポンプ制御装置２３に出力するようにも構成されている。速度要求信号ＳＲＥＱ－１は、真空ポンプ５の動作速度を制御するための要求を含む。例えば、速度要求信号ＳＲＥＱ－１は、真空ポンプ５の動作速度を増加又は減少させる要求を含むことができ、及び／又は、真空ポンプ５の目標動作速度の要求を含むことができる。
【0058】
少なくとも１つの電子プロセッサ３９は、音響信号ＳＡＵＤ－１を処理するように構成されている。音響信号ＳＡＵＤ－１の処理は、少なくとも実質的にリアルタイムで実行される。マイクロホン３７から出力される音響信号ＳＡＵＤ－１は、時間ドメイン（ｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎ）である。少なくとも１つの電子プロセッサ３９は、音響信号ＳＡＵＤ－１を周波数ドメイン（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｏｍａｉｎ）に変換するように構成されている。これにより、音響信号ＳＡＵＤ－１の分析は、（時間ではなく）周波数に関して実行することができる。周波数ドメインは、音響信号ＳＡＵＤ－１が各周波数においてどの程度発生するかを定量的に提示する。本実施形態では、少なくとも１つの電子プロセッサ３９は、フーリエ変換などの変換を適用して、音響信号ＳＡＵＤ－１を複数の周波数成分に分解するように構成されている。電子プロセッサ３９は、音響信号ＳＡＵＤ－１の離散フーリエ変換を決定するために、例えば、高速フーリエ変換アルゴリズムを実装することができる。各周波数成分は、正弦波周波数成分を含むことができる。周波数成分のスペクトルは、音響信号ＳＡＵＤ－１の周波数ドメイン表現を形成する。周波数ドメイン表現は、音響信号ＳＡＵＤ－１の周波数コンテンツに関する情報を含む。周波数成分の振幅は、周波数成分の相対的な強さの指標を提示する。音響信号ＳＡＵＤ－１を変換するために他の変換を使用することができる。
【0059】
少なくとも１つの電子プロセッサ３９は、周波数ドメイン表現を分析して、１又は２以上の故障状態周波数成分を識別するように構成されている。当該又は各故障状態周波数成分は、真空ポンプ３の故障状態を示す。当該又は各故障状態周波数成分は、周波数ドメイン表現の中の識別可能な周波数成分であり、これは特定の故障状態に特徴的である。故障状態周波数成分は、特定の故障状態の音響シグネチャに対応する。故障状態周波数成分を識別することにより、ポンプ監視システム１は、対応する故障状態を識別（又は発生を予測）することができる。当該又は各故障状態周波数成分は、一般に、周波数ドメイン表現におけるピークの形である。当該又は各故障状態周波数成分は、予め設定された振幅値よりも大きい振幅（ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）を含む。代替的に又は追加的に、当該又は各故障状態周波数成分は、周波数ドメイン表現の中の予め設定された周波数で又は予め設定された周波数範囲の中で発生する場合がある。周波数範囲は、例えば、上限周波数値及び／又は下限周波数値によって規定することができる。少なくとも１つの電子プロセッサ３９は、周波数ドメイン表現の中の当該又は各故障状態周波数成分の有無を識別するように構成されている。詳細には、少なくとも１つの電子プロセッサ３９は、予め設定された周波数（又は予め設定された周波数範囲内）で発生し、予め設定された振幅値よりも大きい振幅を有する周波数成分を識別するように構成されている。少なくとも１つの電子プロセッサ３９は、周波数ドメイン表現にフィルタを適用して、故障状態に関連しない周波数成分を低減又は除去することができる。例えば、少なくとも１つの電子プロセッサ３９は、背景雑音を低減又は除去するためのフィルタを適用することができる。周波数ドメイン表現は、随意的に、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などの表示装置に出力することができる。周波数ドメイン表現のグラフ表示は、オペレータによる分析を容易にするために表示することができる。しかしながら、周波数ドメイン表現が表示されることは必須ではないことを理解されたい。少なくとも１つの電子プロセッサ３９は、自動的に故障状態を識別するために真空ポンプ３の動作を監視することができる。
【0060】
１又は２以上の故障状態周波数成分は、本実施形態では予め設定されている。故障状態周波数成分は、例えば、１又は２以上の既知の故障状態を有する真空ポンプによって放出される音波を分析することによって、実験分析によって識別することができる。既知の故障状態を有する真空ポンプの周波数ドメイン表現と、故障状態のない真空ポンプの周波数ドメイン表現を比較することで（同様の動作条件下で）、特定の故障状態に関連する周波数成分を識別することができる。識別された周波数成分は、その故障状態に関連する故障状態周波数成分を規定するために使用することができる。このプロセスは、異なる故障状態に関連する複数の周波数成分を識別するために繰り返すことができる。１又は２以上の故障状態周波数成分は、例えば、周波数ドメイン表現の中の周波数成分を真空ポンプ３のサービスデータ又はメンテナンスデータと関連付けることによって、動的に決定することができる。故障状態周波数成分（複数可）は、真空ポンプの特定のタイプ又はモデルに固有である可能性がある。しかしながら、故障状態周波数成分（複数可）は、類似のタイプ又は構成の複数の異なる真空ポンプに適用できることが想定されている。
【0061】
本実施形態では、少なくとも１つの電子プロセッサ３９は、複数の故障状態周波数成分のうちの１又は２以上の存在を識別するように構成されている。少なくとも１つの電子プロセッサ３９は、例えば、第１の故障状態周波数成分及び第２の故障状態周波数成分の存在を識別することができる。本発明によるポンプ監視システム１は、（ｉ）軸受ケージ欠陥、（ｉｉ）外輪欠陥、（ｉｉｉ）転動要素欠陥、及び（ｉｖ）内輪欠陥のうちの１又は２以上の欠陥状態を識別することができる。欠陥状態周波数成分は、これらの欠陥状態の各々について規定することができる。次に、故障状態周波数成分を識別するための周波数ドメインの解析について説明する。
【0062】
図３には真空ポンプ３の周波数ドメイン表現を示すグラフ５０が示されている。グラフ５０は、Ｘ軸上の周波数（Ｈｚ）と、周波数成分の振幅（ｍ／ｓ2）とを表している。グラフ５０は、マイクロホン３７によって捕捉された音響信号ＳＡＵＤ－１の周波数ドメイン表現の中の識別可能な複数の周波数成分を含む。周波数成分は、真空ポンプ３の正常動作に関連する動作周波数成分ＯＦＣ－ｎ及び真空ポンプ３の故障状態に関連する故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎを含む。動作周波数成分ＯＦＣ－ｎ及び故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎの各々は、１又は２以上の周波数成分識別子によって規定される。周波数成分識別子は、周波数成分の振幅、周波数成分の振幅範囲、この周波数成分が発生する周波数、及びこの周波数成分が発生する周波数範囲のうちの１又は２以上を含む。周波数成分の振幅範囲は、下限振幅値及び／又は上限振幅値を参照して規定することができる。周波数成分の周波数範囲は、下限周波数値及び／又は上限周波数値を参照して規定することができる。
【0063】
少なくとも１つの電子プロセッサ３９は、周波数ドメイン表現の中の各動作周波数成分ＯＦＣ－ｎの有無、及び周波数ドメイン表現の中の各故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎの有無を識別するように構成されている。少なくとも１つの電子プロセッサ３９は、それぞれの動作周波数成分及び故障状態周波数成分に関連付けられた１又は２以上の周波数成分識別子に基づいて、動作周波数成分ＯＦＣ－ｎ及び故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎを識別する。本実施形態における１又は２以上の周波数成分識別子は、周波数成分の周波数及び周波数成分の振幅を含む。１又は２以上の周波数成分識別子は、各周波数成分の識別を可能にするために規定される。動作周波数成分ＯＦＣ－ｎの１又は２以上は、一般に、真空ポンプ３が動作しているときに周波数ドメイン表現で識別することができる。故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎは、真空ポンプ３の状態に応じて周波数ドメイン表現で識別できない場合があることを理解されたい。真空ポンプ３が故障状態なしで動作している場合、周波数ドメイン表現は、故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎのいずれも含まないことになる。同様に、真空ポンプ３が１又は２以上の故障状態で動作している場合、周波数ドメイン表現は、１又は２以上の故障状態の各々を示す故障状態周波数成分（複数可）ＦＦＣ－ｎのみを含むことになる。
【0064】
次に、図２に示すグラフ５０に表される動作周波数成分ＯＦＣ－ｎについて説明する。第１の動作周波数成分ＯＦＣ－１は、真空ポンプ３の動作速度（駆動軸７の回転速度に対応する）に関連する。第１の動作周波数成分ＯＦＣ－１は、第１の動作周波数で発生する。第１の動作周波数は、本例では約１０００Ｈｚである。第１の動作周波数成分ＯＦＣ－１の周波数は、真空ポンプ３の動作速度によって決まる。少なくとも１つの電子プロセッサ３９は、随意的に、第１の動作周波数成分ＯＦＣ－１の周波数に基づいて真空ポンプ３の動作速度を決定するように構成することができる。少なくとも１つの電子プロセッサ３９は、予め設定された第２の振幅値ＭＶ－２よりも大きい振幅を有する周波数成分を識別することによって、第１の動作周波数成分ＯＦＣ－１を識別するように構成されている。第２の動作周波数成分ＯＦＣ－２は、軸受組立体９の軸受要素１５のスピン周波数に関連する。第２の動作周波数成分ＯＦＣ－２は、第２の動作周波数で発生する。第２の動作周波数は、本例では約４３２２Ｈｚである。少なくとも１つの電子プロセッサ３９は、予め設定された範囲、例えば４３００Ｈｚから４４００Ｈｚの範囲の周波数を有する周波数成分を識別することによって、第２の動作周波数成分ＯＦＣ－２を識別するように構成されている。第２の動作周波数は、真空ポンプ３の動作速度に関連する場合もある。真空ポンプ３の動作速度の変化は、第２の動作周波数成分の第２の動作周波数を変更する場合もある。動作周波数成分ＯＦＣ－ｎについて本明細書で言及した周波数は、単なる例示であることを理解されたい。本明細書では、各動作周波数成分ＯＦＣ－ｎを識別するために、１００Ｈｚの周波数範囲が示されている。この周波数範囲は、例えば２００Ｈｚの範囲まで増加させること又は例えば５０Ｈｚの範囲まで減少させることができる。
【0065】
次に、図２に示すグラフ５０に表される故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎについて説明する。第１の故障条件周波数成分ＦＦＣ－１は、ケージ欠陥に関連する。第１の故障条件周波数成分ＦＦＣ－１は、第１の周波数Ｆ１で発生する。第１の周波数Ｆ１は、本例では約３８２Ｈｚである。少なくとも１つの電子プロセッサ３９は、予め設定された第３の振幅値ＭＶ－３よりも大きい振幅を有する及び／又は第１の周波数範囲内の周波数を有する周波数成分を識別することによって、第１の故障状態周波数成分ＦＦＣ－１を識別するように構成されている。第１の周波数範囲は、本例では３００Ｈｚから５００Ｈｚである。第２の故障状態周波数成分ＦＦＣ－２は、軸受組立体９の外輪１３の欠陥又は故障に関連する。第２の故障状態周波数成分ＦＦＣ－２は、第２の周波数Ｆ２で発生する。第２の周波数Ｆ２は、本例では約２６７７Ｈｚである。少なくとも１つの電子プロセッサ３９は、第２の周波数範囲内の周波数を有する周波数成分を識別することによって、第２の故障状態周波数成分ＦＦＣ－２を識別するように構成されている。第２の周波数範囲は、本例では２６００Ｈｚから２７００Ｈｚである。第３の故障状態周波数成分ＦＦＣ－３は、軸受組立体９の軸受（転動）要素１５の欠陥又は故障に関連する。第３の故障状態周波数成分ＦＦＣ－３は、第３の周波数Ｆ３で発生する。第３の周波数Ｆ３は、本例では約３７７９Ｈｚである。少なくとも１つの電子プロセッサ３９は、第３の周波数範囲内の周波数を有する周波数成分を識別することによって、第３の故障状態周波数成分ＦＦＣ－３を識別するように構成されている。第３の周波数範囲は、本例では３７００Ｈｚから３８００Ｈｚの範囲である。第４の故障状態周波数成分ＦＦＣ－４は、軸受組立体９の内輪１１の欠陥又は故障に関連する。第４の故障状態周波数成分ＦＦＣ－４は、第４の周波数Ｆ４で発生する。第４の周波数は、本例では約４３２２Ｈｚである。少なくとも１つの電子プロセッサ３９は、第４の周波数範囲内の周波数を有する周波数成分を識別することによって、第４の故障状態周波数成分ＦＦＣ－４を識別するように構成されている。第４の周波数範囲は、本例では４３００Ｈｚから４４００Ｈｚである。故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎについて本明細書で言及した周波数は、単なる例示であることを理解されたい。本明細書では、各故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎを識別するために、１００Ｈｚの周波数範囲が示されている。この周波数範囲は、例えば２００Ｈｚの範囲まで増加させること又は例えば５０Ｈｚの範囲まで減少させることができる。
【0066】
次に、図４に示す第１のブロック図１００を参照してポンプ監視システム１の動作を説明する。ポンプ監視システム１及び真空ポンプ３が起動される（ブロック１０５）。マイクロホン３７は、真空ポンプ３から発生する音波を示す音響信号ＳＡＵＤ－１を生成する（ブロック１１０）。音響信号ＳＡＵＤ－１は、音響信号ＳＡＵＤ－１を時間ドメインから周波数ドメインに変換する監視システム制御装置３５に出力される（ブロック１１５）。監視システム制御装置３５は、得られた周波数ドメイン表現を分析する（ブロック１２０）。監視システム制御装置３５は、周波数ドメイン表現の中の周波数成分を識別する（ブロック１２５）。周波数成分は、予め設定された第１の振幅値ＭＶ－１より大きい振幅を有する成分として識別することができる。識別された周波数成分のうちの１又は２以上が、故障状態を示す予め設定された故障状態周波数成分のうちの１つに対応するか否かを決定するための検査が実行される（ブロック１３０）。識別された周波数成分が予め設定された故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎの１つに対応しない場合、ポンプ監視システム１は周波数ドメイン表現の分析を継続する（ブロック１１５）。特定された周波数成分の１又は２以上が、予め設定された故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎの１つに対応する場合、ポンプ監視システム１は、故障状態信号ＳＦＬＴ－ｎを生成する（ブロック１３５）。監視システム制御装置３５は、例えば故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎの周波数に基づいて、故障状態信号ＳＦＬＴ－ｎのタイプを識別することができる。故障状態信号ＳＦＬＴ－ｎは、故障状態のタイプを示すことができる。故障状態信号ＳＦＬＴ－ｎに基づいて警告又は通知が生成される（ブロック１４０）。ポンプ監視システム１は、周波数ドメイン表現の分析を継続する（ブロック１１５）。ポンプ監視システム１及び真空ポンプ３は動作を停止する（ブロック１４５）。
【0067】
ポンプ監視システム１は、真空ポンプ３の動作速度に応じて故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎを識別するように構成することができる。周波数ドメイン表現の中の故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎが発生する周波数は、真空ポンプ３の動作速度に応じて変わる場合がある。故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎの振幅は、真空ポンプ３の動作速度に応じて変わる場合がある。各故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎに関連する周波数範囲は、そのような何らかの変動を考慮するように規定することができる。各故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎの周波数は、真空ポンプ３の動作速度に基づいて変更することができる。各周波数範囲を規定する上限値及び／又は下限値は、真空ポンプ３の動作速度に基づいて変更することができる。ポンプ監視システム１は、第１の動作周波数成分ＯＦＣ－１が識別された周波数を参照して、真空ポンプ３の動作速度を決定することができる。代替的に又は追加的に、ポンプ監視システム１は、ポンプ制御装置２３と通信することによって決定することができる。ポンプ監視システム１は、真空ポンプ３の動作速度が変化する場合に、例えばランプアッププロセス中に速度が増加する場合に、又はランプダウンプロセス中に速度が減少する場合に故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎの周波数の変化を監視することができる。周波数成分を識別するために適用される予め設定された振幅値ＭＶ－ｎは、真空ポンプ３の動作速度に基づいて調整することができる。
【0068】
真空ポンプ３の異なる動作速度における故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎの周波数及び／又は振幅の変化は、故障状態の識別を検証するために使用できることが認識されている。本明細書に記載のポンプ監視システム１の変形例では、監視システム制御装置３５は、真空ポンプ５の動作速度を制御するために、ポンプ制御装置２３に速度要求信号ＳＲＥＱ－１を出力することができる。速度要求信号ＳＲＥＱ－１は、真空ポンプ５の動作速度を増加又は減少させる要求を含むことができる。ポンプ監視システム１は、真空ポンプ３の動作速度が変化した場合の故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎの周波数及び／又は振幅の変化を監視することができる。少なくとも特定の実施形態では、真空ポンプ３の動作速度が変化した場合の特徴的な故障状態ＦＦＣ－ｎの周波数の変化を追跡することによって、故障状態の検出精度を向上させることができる。代替的に又は追加的に、速度要求信号ＳＲＥＱ－１は、真空ポンプ５の目標動作速度を設定する要求を含むことができる。ポンプ監視システム１は、真空ポンプ３の動作速度が目標動作速度にある場合に故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎの周波数を監視することができる。少なくとも特定の実施形態では、真空ポンプ３が目標動作速度で動作している場合に故障状態の検出精度が向上する可能性がある。目標動作速度は、例えば、基準データの収集に使用された動作速度に対応するように規定することができる。
【0069】
次に、図５に示す第２のブロック図２００を参照してこの変形例によるポンプ監視システム１の動作を説明する。ポンプ監視システム１及び真空ポンプ３が起動される（ブロック２０５）。マイクロホン３７は、真空ポンプ３から発生する音波を示す音響信号ＳＡＵＤ－１を生成する（ブロック２１０）。音響信号ＳＡＵＤ－１は、音響信号ＳＡＵＤ－１を時間ドメインから周波数ドメインに変換する監視システム制御装置３５に出力される（ブロック２１５）。監視システム制御装置３５は、得られた周波数ドメイン表現を分析する（ブロック２２０）。監視システム制御装置３５は、周波数ドメイン表現の中の周波数成分を識別する（ブロック２２５）。周波数成分は、予め設定された第１の振幅値ＭＶ－１より大きい振幅を有する成分として識別することができる。識別された周波数成分のうちの１又は２以上が、故障状態を示す予め設定された故障状態周波数成分のうちの１つに対応するか否かを決定するための検査が実行される（ブロック２３０）。識別された周波数成分が、予め設定された故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎの１つに対応しない場合、ポンプ監視システム１は、周波数ドメイン表現の分析を継続する（ブロック２１５）。識別された周波数成分の１つ以上が、予め設定された故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎの１つに対応する場合、ポンプ監視システム１は、真空ポンプ５の動作速度の変更を要求するために、ポンプ制御装置２３に速度要求信号ＳＲＥＱ－１を出力する（ブロック２３５）。速度要求信号ＳＲＥＱ－１は、真空ポンプ５の動作速度を増加又は減少させる要求を含むことができる。監視システム制御装置３５は、真空ポンプ３の動作速度が変化した場合の故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎの周波数の変化を識別するために、周波数ドメイン表現を分析する（ブロック２４０）。真空ポンプ３の動作速度の変化が、故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎの１又は２以上の周波数成分識別子の予測された（予期された）変化をもたらすか否かを決定するための検査が実行される（ブロック２４５）。予測される変化は、周波数成分の周波数及び／又は振幅の増加又は減少を含むか又はこれからなることができる。監視システム制御装置３５は、真空ポンプ３の動作速度の変化に基づいて、周波数成分の周波数及び／又は振幅の変化を監視することができる。代替的に又は追加的に、予測される変化は、周波数成分の変化率を含むか又はこれからなることができる。監視システム制御装置３５は、真空ポンプ３の動作速度の変化に基づいて、故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎの周波数の変化率を監視することができる。例示的に、故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎの周波数は、動作速度が増加する場合に増加する可能性がある、又は故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎの周波数は、動作速度が減少する場合に減少する可能性がある。１又は２以上の周波数成分識別子の変化における予期される変化が識別される場合、ポンプ監視システム１は、故障状態信号ＳＦＬＴ－ｎを生成する（ブロック２５０）。１又は２以上の周波数成分識別子の変化における予期される変化が識別されない場合、ポンプ監視システム１は、周波数ドメイン表現の分析を継続する（ブロック２１５）。故障状態信号ＳＦＬＴ－ｎに基づいて警告又は通知が生成される（ブロック２５５）。ポンプ監視システム１は、周波数ドメイン表現の分析を継続する（ブロック２１５）。ポンプ監視システム１及び真空ポンプ３は動作を停止する（ブロック２６０）。
【0070】
監視システム制御装置３５は、随意的に、故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎの振幅に基づいて、故障状態を等級付け又は分類することができる。故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎの振幅が第１の値よりも大きい場合、監視システム制御装置３５は、例えば、次のサービス間隔でのメンテナンスを促すために、故障状態を第１の分類を有するものとして分類することができる。代替的に又は追加的に、故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎの振幅が第２の値よりも大きい場合、監視システム制御装置３５は、例えば、できるだけ速いメンテナンスを促すために、故障状態を第２の分類を有するものとして分類することができる。代替的に又は追加的に、故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎの振幅が第３の値よりも大きい場合、監視システム制御装置３５は、例えば真空ポンプ３を停止させるために、故障状態を第３の分類を有するものとして分類することができる。監視システム制御装置３５は、音響信号の周波数ドメイン表現及び／又は音響信号の時間ドメイン表現に基づいて、故障状態を等級付け又は分類することができる。
【0071】
監視システム制御装置３５が真空ポンプ５の動作速度を制御するために速度要求信号ＳＲＥＱ－１を出力する上記の構成は、真空ポンプ３を監視するために異なるセンサを採用するポンプ監視システムで利用することができる。例えば、この制御システム及び方法は、加速度センサのような振動センサを利用するポンプ監視システム１に採用することができる。次に、振動センサ５１を含むポンプ監視システム１の実施形態について、図６及び７を参照して説明する。この実施形態では、同様の参照数字は同様の構成要素に使用される。振動センサ５１は、マイクロホン３７の代わりに又はそれに加えて使用できることを理解されたい。
【0072】
本実施形態によるポンプ監視システム１は、真空ポンプ３の動作を監視するように構成されている。真空ポンプ３の構成は、図１を参照して本明細書で説明した構成から変更されていない。真空ポンプ３は、駆動軸７を回転させるように動作する駆動モータ５を備える。駆動軸７は、内輪１１、外輪１３、内輪１１と外輪１３との間に配置された複数の軸受（転動）要素１５、及び軸受要素１５を保持するための軸受ケージ（図示せず）を備える少なくとも１つの軸受組立体９によって支持されている。内輪１１は、駆動軸７に固定され、駆動軸７と共に回転する。外輪１３は、軸受又はポンプハウジング（一般に参照数字１７で示される）に固定的に取り付けられる。ポンプ監視システム１は、駆動軸７及び／又は軸受組立体９に関連する故障状態を識別するように動作する。ポンプ監視システム１は、例えばプロセスガスからの堆積物の蓄積によって引き起こされる駆動軸７のアンバランスを識別することができる。ポンプ監視システム１は、摩耗に起因する軸受組立体９の故障状態を識別することができる。特定の実施形態では、ポンプ監視システム１は、内輪１１、外輪１３、及び軸受要素１５のうちの１又は２以上の摩耗を区別することができる。
【0073】
ポンプ制御装置２３は、真空ポンプ３の動作を制御するために設けられている。ポンプ制御装置２３は、図２に示された構成と同じである。ここでも、同様の参照数字は同様の構成要素に使用される。ポンプ制御装置２３は、電子プロセッサ２５及びシステムメモリ２７を備える。電子プロセッサ２５は、駆動モータ５の動作速度を制御するための速度制御信号ＳＳＰＤ－１を出力するように構成されている。速度制御信号ＳＳＰＤ－１は、ポンプ制御装置２３からポンプ監視システム１に出力することができる。
【0074】
ポンプ監視システム１は、監視システム制御装置３５と、振動検出用の加速度センサ５１とを備える。加速度センサ５１は、真空ポンプ３の動作によって発生する振動を検出するように構成されている。振動は真空ポンプ３の構造体、例えばポンプハウジング１７を通って伝播し、加速度計５１によって検出される。加速度センサ５１は、振動を表す振動信号ＳＶＩＢ－１を生成するように構成されている。振動信号ＳＶＩＢ－１は、監視システム制御装置３５に出力され、処理される。加速度計５１は真空ポンプ３に固定的に取り付けられており、例えばポンプハウジング１７に固定されている。
【0075】
監視システム制御装置３５は、少なくとも１つの電子プロセッサ３９及びシステムメモリ４１を備える。一連の命令４３は、少なくとも１つの電子プロセッサ３９の動作を制御するために提供される。命令４３は、例えば、システムメモリ４１に格納することができる。少なくとも１つの電子プロセッサ３９によって実行されると、命令は、少なくとも１つの電子プロセッサ３９に、本明細書に記載の方法（複数可）を実行させる。監視システム制御装置３５は、少なくとも１つの入力４５と少なくとも１つの出力４７を備える。少なくとも１つの入力４５は、加速度計５１から振動信号ＳＶＩＢ－１を受け取るように構成されている。本実施形態では、少なくとも１つの入力４５は、ポンプ制御装置２３から、駆動モータ５の動作速度（又は駆動モータ５の目標動作速度）を示す速度制御信号ＳＳＰＤ－１を受け取るように構成されている。変形例では、少なくとも１つの入力４５は、例えば軸速度センサ（図示せず）から、駆動軸７の回転速度を示す信号を受け取ることができる。さらなる変形例では、監視システム制御装置は、振動信号ＳＶＩＢ－１を分析して、真空ポンプ３の動作速度を決定することができる。少なくとも１つの出力４７は、少なくとも１つの故障状態信号ＳＦＬＴ－ｎを出力するように構成されている。少なくとも１つの故障状態信号ＳＦＬＴ－ｎは、例えば可聴警報及び／又は可視警報などの警報の発生を促すことができる。少なくとも１つの故障状態信号ＳＦＬＴ－ｎは、故障タイプ及び／又は故障重大度評価を示すことができる。第１の故障状態信号ＳＦＬＴ－１は、第１の故障状態を示すことができ、第２の故障状態信号ＳＦＬＴ－２は、第２の故障状態を示すことができる。少なくとも１つの故障状態信号ＳＦＬＴ－ｎは、ポンプ制御装置２３に出力され、例えば真空ポンプ３の動作速度を低下させること又は運転停止手順を開始させたることができる。本実施形態では、少なくとも１つの出力４７は、速度要求信号ＳＲＥＱ－１をポンプ制御装置２３に出力するようにも構成されている。速度要求信号ＳＲＥＱ－１は、真空ポンプ５の動作速度を制御するための要求を含む。例えば、速度要求信号ＳＲＥＱ－１は、真空ポンプ５の動作速度を増加又は減少させる要求を含むことができ、及び／又は、真空ポンプ５の目標動作速度の要求を含むことができる。
【0076】
少なくとも１つの電子プロセッサ３９は、振動信号ＳＶＩＢ－１を処理するように構成されている。振動信号ＳＶＩＢ－１の処理は、少なくとも実質的にリアルタイムで実行される。加速度計５１から出力される振動信号ＳＶＩＢ－１は時間ドメインである。少なくとも１つの電子プロセッサ３９は、振動信号ＳＶＩＢ－１を周波数ドメインに変換するように構成されている。これにより、振動信号ＳＶＩＢ－１の分析は、（時間ではなく）周波数に関して実行することができる。周波数ドメインは、振動信号ＳＶＩＢ－１が各周波数においてどの程度発生するかを定量的に提示する。本実施形態では、少なくとも１つの電子プロセッサ３９は、フーリエ変換などの変換を適用して、振動信号ＳＶＩＢ－１を複数の周波数成分に分解するように構成されている。電子プロセッサ３９は、振動信号ＳＶＩＢ－１の離散フーリエ変換を決定するために、例えば、高速フーリエ変換アルゴリズムを実装することができる。各周波数成分は、正弦波周波数成分を含むことができる。周波数成分のスペクトルは、振動信号ＳＶＩＢ－１の周波数ドメイン表現を形成する。周波数ドメイン表現は、振動信号ＳＶＩＢ－１の周波数コンテンツに関する情報を含む。周波数成分の振幅は、周波数成分の相対的な強さの指標を提示する。振動信号ＳＶＩＢ－１を変換するために他の変換を使用することができる。
【0077】
少なくとも１つの電子プロセッサ３９は、周波数ドメイン表現を分析して、１又は２以上の故障状態周波数成分を識別するように構成されている。当該又は各故障状態周波数成分は、真空ポンプ３の故障状態を示す。当該又は各故障状態周波数成分は、周波数ドメイン表現の中の識別可能な周波数成分であり、これは特定の故障状態に特徴的である。故障状態周波数成分は、特定の故障状態の振動シグネチャに対応する。故障状態周波数成分を識別することにより、ポンプ監視システム１は、対応する故障状態を識別（又は発生を予測）することができる。当該又は各故障状態周波数成分は、一般的に周波数ドメイン表現にけるピークの形である。当該又は各故障状態周波数成分は、予め設定された振幅値よりも大きい振幅を含む。代替的に又は追加的に、当該又は各故障状態周波数成分は、周波数ドメイン表現における予め設定された周波数で又は予め設定された周波数範囲の中で発生する場合がある。周波数範囲は、例えば、上限周波数値及び／又は下限周波数値によって規定することができる。少なくとも１つの電子プロセッサ３９は、周波数ドメイン表現における当該又は各故障状態周波数成分の有無を識別するように構成される。詳細には、少なくとも１つの電子プロセッサ３９は、予め設定された周波数（又は予め設定された周波数範囲内）で発生し、予め設定された振幅値よりも大きい振幅を有する周波数成分を識別するように構成されている。少なくとも１つの電子プロセッサ３９は、周波数ドメイン表現にフィルタを適用して、故障状態に関連しない周波数成分を低減又は除去することができる。例えば、少なくとも１つの電子プロセッサ３９は、背景雑音を低減又は除去するためのフィルタを適用することができる。周波数ドメイン表現は、随意的に、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などの表示装置に出力することができる。周波数ドメイン表現のグラフ表示は、オペレータによる分析を容易にするために表示することができる。しかしながら、周波数ドメイン表現が表示されることは必須ではないことを理解されたい。少なくとも１つの電子プロセッサ３９は、故障状態を自動的に識別するために真空ポンプ３の動作を監視することができる。
【0078】
真空ポンプ３の異なる動作速度における故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎの周波数及び／又は振幅は、故障状態の識別を検証するために使用される。本実施形態の監視システム制御装置３５は、真空ポンプ５の動作速度を制御するために、ポンプ制御装置２３に速度要求信号ＳＲＥＱ－１を出力するように構成されている。速度要求信号ＳＲＥＱ－１は、真空ポンプ５の動作速度を増加又は減少させる要求を含むことができる。ポンプ監視システム１は、真空ポンプ３の動作速度が変化した場合の故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎの周波数及び／又は振幅の変化を監視することができる。少なくとも特定の実施形態では、真空ポンプ３の動作速度が変化した場合の特徴的な故障状態ＦＦＣ－ｎの周波数の変化を追跡することによって、故障状態の検出精度を向上させることができる。代替的に又は追加的に、速度要求信号ＳＲＥＱ－１は、真空ポンプ５の目標動作速度を設定する要求を含むことができる。ポンプ監視システム１は、真空ポンプ３の動作速度が目標動作速度にある場合に故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎの周波数を監視することができる。少なくとも特定の実施形態では、真空ポンプ３が目標動作速度で動作している場合に故障状態の検出精度が向上する可能性がある。目標動作速度は、例えば、基準データの収集に使用される動作速度に対応するように規定することができる。
【0079】
次に、図７に示す第３のブロック図３００を参照してこの変形例によるポンプ監視システム１の動作を説明する。ポンプ監視システム１及び真空ポンプ３が起動される（ブロック３０５）。加速度センサ５１は、真空ポンプ３から発生する振動を示す振動信号ＳＶＩＢ－１を生成する（ブロック３１０）。振動信号ＳＶＩＢ－１は、振動信号ＳＶＩＢ－１を時間ドメインから周波数ドメインに変換する監視システム制御装置３５に出力される（ブロック３１５）。監視システム制御装置３５は、得られた周波数ドメイン表現を分析する（ブロック３２０）。監視システム制御装置３５は、周波数ドメイン表現の中の周波数成分を識別する（ブロック３２５）。周波数成分は、予め設定された第１の振幅値ＭＶ－１より大きい振幅を有する成分として識別することができる。識別された周波数成分の１又は２以上が、故障状態を示す予め設定された故障状態周波数成分のうちの１つに対応するか否かを決定するための検査が実行される（ブロック３３０）。識別された周波数成分が予め設定された故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎの１つに対応しない場合、ポンプ監視システム１は、周波数ドメイン表現の分析を継続する（ブロック３１５）。識別された周波数成分の１又は２以上が、予め設定された故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎの１つに対応する場合、ポンプ監視システム１は、真空ポンプ５の動作速度の変更を要求するために、ポンプ制御装置３３に速度要求信号ＳＲＥＱ－１を出力する（ブロック３３５）。速度要求信号ＳＲＥＱ－１は、真空ポンプ５の動作速度を増加又は減少させる要求を含むことができる。監視システム制御装置３５は、真空ポンプ３の動作速度の変化に基づいて、周波数及び／又は周波数成分の振幅の変化を監視することができる。代替的に又は追加的に、予測される変化は、周波数成分の変化率を含むか又はこれからなることができる。監視システム制御装置３５は、真空ポンプ３の動作速度の変化に基づいて、故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎの周波数の変化率を監視することができる。監視システム制御装置３５は、真空ポンプ３の動作速度が変化した場合の故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎの周波数の変化を識別するために、周波数ドメイン表現を分析する（ブロック３４０）。真空ポンプ３の動作速度の変化が、故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎの１又は２以上の周波数成分識別子の予測された（予期された）変化をもたらすか否かを決定するための検査が実行される（ブロック３４５）。予測される変化は、周波数成分の周波数及び／又は振幅の増加又は減少を含むことができる。例示的に、故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎの周波数は、動作速度が増加する場合に増加する可能性がある、又は故障状態周波数成分ＦＦＣ－ｎの周波数は、動作速度が減少する場合に減少する可能性がある。１又は２以上の周波数成分識別子の変化における予期される変化が識別される場合、ポンプ監視システム１は、故障状態信号ＳＦＬＴ－ｎを生成する（ブロック３５０）。１又は２以上の周波数成分識別子の変化における予期される変化が識別されない場合、ポンプ監視システム１は、周波数ドメイン表現の分析を継続する（ブロック３１５）。故障状態信号ＳＦＬＴ－ｎに基づいて警告又は通知が生成される（ブロック３５５）。ポンプ監視システム１は、周波数ドメイン表現の分析を継続する（ブロック３１５）。ポンプ監視システム１及び真空ポンプ３は動作を停止する（ブロック３６０）。
【0080】
本出願の範囲から逸脱することなく、本発明に様々な変更及び修正を加えることができることを理解されたい。
【0081】
マイクロホン３７によって捕捉された音響信号の分析は、真空ポンプ３に関する他の測定データと組み合わせることができる。例えば、温度センサは、真空ポンプ３の動作温度を示す温度信号を生成することができる。この温度信号は、音響信号ＳＡＵＤ－１と組み合わせて分析することで、真空ポンプ３の動作を監視して、１又は２以上の故障状態を識別することができる。代替的に又は代替的に、圧力センサは、例えば、ポンプ入口又はポンプ出口で真空ポンプ３の作動圧力を測定するために設けることができる。
【0082】
本明細書では、ポンプ監視システム１は、単一のマイクロホン３７を参照して説明されている。２以上のマイクロホン３７を採用できることを理解されたい。
【符号の説明】
【0083】
１ ポンプ監視システム
３ 真空ポンプ
５ 駆動モータ
７ 駆動軸
９ 軸受組立体
１１ 内輪
１３ 外輪
１５ 軸受要素
１７ ポンプハウジング
２３ ポンプ制御装置
２５ 電子プロセッサ
２７ システムメモリ
３５ 監視システム制御装置
３７ マイクロホン
３９ 電子プロセッサ
４１ システムメモリ
４３ 計算命令
４５ 入力
４７ 出力
５０ 周波数成分を示すグラフ
５１ 加速度センサなどの振動センサ
ＳＡＵＤ－１ 音響信号
ＳＦＬＴ－ｎ 故障状態信号
ＳＳＰＤ－１ 速度制御信号
ＦＦＣ－ｎ 故障状態周波数成分
ＯＦＣ－ｎ 動作周波数成分
ＳＲＥＱ－１ 速度要求信号
第１のブロック図１００のラベル
１０５ ポンプ監視システムを起動させる
１１０ 音響信号を受け取る
１１５ 音響信号を周波数ドメインに変換する
１２０ 周波数ドメイン表現を分析する
１２５ 周波数成分を識別する
１３０ 故障状態を示す故障状態周波数成分（複数可）を検査する
１３５ 故障状態周波数成分（複数可）が識別された場合、故障状態信号を出力する
１４０ 故障状態通知を生成する
１４５ ポンプ監視システムを停止させる
第２のブロック図２００のラベル
２０５ ポンプ監視システムを起動させる
２１０ 音響信号を受け取る
２１５ 音響信号を周波数ドメインに変換する
２２０ 周波数ドメイン表現を分析する
２２５ 周波数成分を識別する
２３０ 故障状態を示す故障周波数成分（複数可）を検査する
２３５ 真空ポンプの動作速度を変更する。
２４０ 動作速度が変化した場合の故障状態周波数成分（複数可）の変化を監視する
２４５ 動作速度の変化に相関する故障状態周波数成分（複数可）を検査する。
２５０ 故障状態信号を出力する
２５５ 故障状態通知を生成する
２６０ ポンプ監視システムを停止させる
第３のブロック図３００のラベル
３０５ ポンプ監視システムを起動させる
３１０ 振動信号を受け取る
３１５ 振動信号を周波数ドメインに変換する
３２０ 周波数ドメイン表現を分析する
３２５ 周波数成分を識別する
３３０ 故障状態を示す故障状態周波数成分（複数可）を検査する
３３５ 真空ポンプの動作速度を変更する
３４０ 動作速度が変化した場合の故障状態周波数成分（複数可）の変化を監視する
３４５ 動作速度の変化に相関する故障状態周波数成分（複数可）を検査する
３５０ 故障状態信号を出力する
３５５ 故障状態通知を生成する
３６０ ポンプ監視システムを停止させる
３ 真空ポンプ
５ 駆動モータ
７ 駆動軸
９ 軸受組立体
１１ 内輪
１３ 外輪
１５ 軸受要素
１７ ポンプハウジング
２３ ポンプ制御装置
２５ 電子プロセッサ
２７ システムメモリ
３５ 監視システム制御装置
３７ マイクロホン
３９ 電子プロセッサ
４１ システムメモリ
４３ 計算命令
４５ 入力
４７ 出力
５０ 周波数成分を示すグラフ
５１ 加速度センサなどの振動センサ
ＳＡＵＤ－１ 音響信号
ＳＦＬＴ－ｎ 故障状態信号
ＳＳＰＤ－１ 速度制御信号
ＦＦＣ－ｎ 故障状態周波数成分
ＯＦＣ－ｎ 動作周波数成分
ＳＲＥＱ－１ 速度要求信号
第１のブロック図１００のラベル
１０５ ポンプ監視システムを起動させる
１１０ 音響信号を受け取る
１１５ 音響信号を周波数ドメインに変換する
１２０ 周波数ドメイン表現を分析する
１２５ 周波数成分を識別する
１３０ 故障状態を示す故障状態周波数成分（複数可）を検査する
１３５ 故障状態周波数成分（複数可）が識別された場合、故障状態信号を出力する
１４０ 故障状態通知を生成する
１４５ ポンプ監視システムを停止させる
第２のブロック図２００のラベル
２０５ ポンプ監視システムを起動させる
２１０ 音響信号を受け取る
２１５ 音響信号を周波数ドメインに変換する
２２０ 周波数ドメイン表現を分析する
２２５ 周波数成分を識別する
２３０ 故障状態を示す故障周波数成分（複数可）を検査する
２３５ 真空ポンプの動作速度を変更する。
２４０ 動作速度が変化した場合の故障状態周波数成分（複数可）の変化を監視する
２４５ 動作速度の変化に相関する故障状態周波数成分（複数可）を検査する。
２５０ 故障状態信号を出力する
２５５ 故障状態通知を生成する
２６０ ポンプ監視システムを停止させる
第３のブロック図３００のラベル
３０５ ポンプ監視システムを起動させる
３１０ 振動信号を受け取る
３１５ 振動信号を周波数ドメインに変換する
３２０ 周波数ドメイン表現を分析する
３２５ 周波数成分を識別する
３３０ 故障状態を示す故障状態周波数成分（複数可）を検査する
３３５ 真空ポンプの動作速度を変更する
３４０ 動作速度が変化した場合の故障状態周波数成分（複数可）の変化を監視する
３４５ 動作速度の変化に相関する故障状態周波数成分（複数可）を検査する
３５０ 故障状態信号を出力する
３５５ 故障状態通知を生成する
３６０ ポンプ監視システムを停止させる
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【手続補正書】
【提出日】2023-11-20
【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】
真空ポンプ（３）の故障状態を識別するためのポンプ監視システム（１）であって、前記ポンプ監視システム（１）は、制御装置（２３）と、音波を検出するためのマイクロフォン（３７）とを備え、前記制御装置（２３）は、前記真空ポンプ（３）よって生成された音波を表す音響信号（ＳＡＵＤ－ｎ）をマイクロホン（３７）から受け取り、
受け取った前記音響信号（ＳＡＵＤ－ｎ）を処理して、前記音響信号（ＳＡＵＤ－ｎ）の周波数ドメイン表現を生成し、
前記音響信号（ＳＡＵＤ－ｎ）の前記周波数ドメイン表現を分析して、故障状態を示す少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）を識別し、
前記少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）の識別に基づいて、前記故障状態を識別するための故障状態信号（ＳＦＬＴ－ｎ）を出力する、
ように構成されている、ポンプ監視システム（１）。
【請求項2】
前記制御装置（２３）は、前記真空ポンプ（３）の動作速度を決定するように構成され、前記少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）は、前記真空ポンプ（３）の決定された前記動作速度に基づいて識別される、請求項１に記載のポンプ監視システム（１）。
【請求項3】
前記制御装置（２３）は、前記真空ポンプ（３）の定常動作中に前記少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）を識別するように構成されている、請求項２に記載のポンプ監視システム（１）。
【請求項4】
前記制御装置（２３）は、前記真空ポンプ（３）の前記動作速度が増加又は減少する場合に前記少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）を識別するように構成されている、請求項２に記載のポンプ監視システム（１）。
【請求項5】
前記制御装置（２３）は、前記真空ポンプ（３）の動作速度を変化させる要求を出力するように構成され、前記制御装置（２３）は、前記真空ポンプ（３）の前記動作速度の変化に基づいて、前記少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）の変化を監視するように構成されている、請求項１から４のいずれか一項に記載のポンプ監視システム（１）。
【請求項6】
前記制御装置（２３）は、前記真空ポンプ（３）の運転負荷を決定するように構成され、前記少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）は、前記真空ポンプ（３）の前記運転負荷に基づいて識別される、請求項１から５のいずれか一項に記載のポンプ監視システム（１）。
【請求項7】
前記又は各故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）は、１又は２以上の周波数成分識別子を含み、前記制御装置（２３）は、前記周波数ドメイン表現の中の前記１又は２以上の周波数成分識別子の識別に基づいて、前記少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）を識別するように構成されている、請求項１から６のいずれか一項に記載のポンプ監視システム（１）。
【請求項8】
前記１又は２以上の周波数成分識別子は、前記又は各故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）の周波数又は周波数範囲を含む、請求項７に記載のポンプ監視システム（１）。
【請求項9】
前記１又は２以上の周波数成分識別子は、前記又は各故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）の振幅又は振幅範囲を含む、請求項７又は８に記載のポンプ監視システム（１）。
【請求項10】
真空ポンプ（３）の故障状態を識別する方法であって、前記真空ポンプ（３）によって生成された音波を表す音響信号（ＳＡＵＤ－ｎ）を受け取るステップと、
前記音響信号（ＳＡＵＤ－ｎ）を周波数ドメインに変換するステップと、
前記周波数ドメインを分析して、故障状態を示す少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）を識別するステップと、
前記少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）の識別に基づいて前記故障状態を識別するステップと、
を含む方法。
【請求項11】
前記真空ポンプ（３）の動作速度を決定するステップと、前記真空ポンプ（３）の決定された前記動作速度に基づいて、前記少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）を識別するステップと、
を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
前記真空ポンプ（３）の定常運転中に前記少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）を識別するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項13】
前記真空ポンプ（３）の前記動作速度が増加又は減少する場合に前記少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）を識別するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項14】
前記真空ポンプ（３）の動作速度を変化させるステップと、前記真空ポンプ（３）の前記動作速度が変化した場合に、前記少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）の変化を監視するステップと、
を含む、請求項１０から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項15】
前記真空ポンプ（３）の運転負荷を決定するステップと、前記真空ポンプ（３）の前記運転負荷に基づいて、前記少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）を識別するステップと、
を含む、請求項１０から１４のいずれか一項に記載の方法。
【手続補正書】
【提出日】2024-04-08
【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】
真空ポンプ（３）の故障状態を識別するためのポンプ監視システム（１）であって、前記ポンプ監視システム（１）は、制御装置（２３）と、音波を検出するためのマイクロフォン（３７）とを備え、前記制御装置（２３）は、前記真空ポンプ（３）よって生成された音波を表す音響信号（ＳＡＵＤ－ｎ）をマイクロホン（３７）から受け取り、
受け取った前記音響信号（ＳＡＵＤ－ｎ）を処理して、前記音響信号（ＳＡＵＤ－ｎ）の周波数ドメイン表現を生成し、
前記音響信号（ＳＡＵＤ－ｎ）の前記周波数ドメイン表現を分析して、故障状態を示す少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）を識別し、
前記少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）の識別に基づいて、前記故障状態を識別するための故障状態信号（ＳＦＬＴ－ｎ）を出力する、
ように構成されている、ポンプ監視システム（１）。
【請求項2】
前記制御装置（２３）は、前記真空ポンプ（３）の動作速度を決定するように構成され、前記少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）は、前記真空ポンプ（３）の決定された前記動作速度に基づいて識別される、請求項１に記載のポンプ監視システム（１）。
【請求項3】
前記制御装置（２３）は、前記真空ポンプ（３）の定常動作中に前記少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）を識別するように構成されている、請求項２に記載のポンプ監視システム（１）。
【請求項4】
前記制御装置（２３）は、前記真空ポンプ（３）の前記動作速度が増加又は減少する場合に前記少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）を識別するように構成されている、請求項２に記載のポンプ監視システム（１）。
【請求項5】
前記制御装置（２３）は、前記真空ポンプ（３）の動作速度を変化させる要求を出力するように構成され、前記制御装置（２３）は、前記真空ポンプ（３）の前記動作速度の変化に基づいて、前記少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）の変化を監視するように構成されている、請求項１から４のいずれか一項に記載のポンプ監視システム（１）。
【請求項6】
前記制御装置（２３）は、前記真空ポンプ（３）の運転負荷を決定するように構成され、前記少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）は、前記真空ポンプ（３）の前記運転負荷に基づいて識別される、請求項１から４のいずれか一項に記載のポンプ監視システム（１）。
【請求項7】
前記又は各故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）は、１又は２以上の周波数成分識別子を含み、前記制御装置（２３）は、前記周波数ドメイン表現の中の前記１又は２以上の周波数成分識別子の識別に基づいて、前記少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）を識別するように構成されている、請求項１から４のいずれか一項に記載のポンプ監視システム（１）。
【請求項8】
前記１又は２以上の周波数成分識別子は、前記又は各故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）の周波数又は周波数範囲を含む、請求項７に記載のポンプ監視システム（１）。
【請求項9】
前記１又は２以上の周波数成分識別子は、前記又は各故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）の振幅又は振幅範囲を含む、請求項７に記載のポンプ監視システム（１）。
【請求項10】
真空ポンプ（３）の故障状態を識別する方法であって、前記真空ポンプ（３）によって生成された音波を表す音響信号（ＳＡＵＤ－ｎ）を受け取るステップと、
前記音響信号（ＳＡＵＤ－ｎ）を周波数ドメインに変換するステップと、
前記周波数ドメインを分析して、故障状態を示す少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）を識別するステップと、
前記少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）の識別に基づいて前記故障状態を識別するステップと、
を含む方法。
【請求項11】
前記真空ポンプ（３）の動作速度を決定するステップと、前記真空ポンプ（３）の決定された前記動作速度に基づいて、前記少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）を識別するステップと、
を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
前記真空ポンプ（３）の定常運転中に前記少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）を識別するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項13】
前記真空ポンプ（３）の前記動作速度が増加又は減少する場合に前記少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）を識別するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項14】
前記真空ポンプ（３）の動作速度を変化させるステップと、前記真空ポンプ（３）の前記動作速度が変化した場合に、前記少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）の変化を監視するステップと、
を含む、請求項１０から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項15】
前記真空ポンプ（３）の運転負荷を決定するステップと、前記真空ポンプ（３）の前記運転負荷に基づいて、前記少なくとも１つの故障状態周波数成分（ＦＦＣ－ｎ）を識別するステップと、
を含む、請求項１０から１３のいずれか一項に記載の方法。
【国際調査報告】