校正システム、増幅装置、診断装置、コンピュータプログラム
【課題】 回転機の振動等を検出して診断するための装置について行う校正作業を容易にすると共に、正確且つ短時間で校正を行うことができる校正システムを提供する。
【解決手段】 基準振動台が発生する基準振動を、振動ピックアップが検出している場合に出力される信号が増幅装置２３に与えられると、比較回路２９が、基準信号に基づく増幅回路２７の出力信号レベルと基準電圧発生回路２８からの基準電圧のレベルとを比較する。制御回路３２は、その比較結果に応じて両信号のレベルが同一となるように増幅回路２７の増幅度を増幅度設定回路３４により制御し、両者のレベルが略同一になったと判断すると、その時点で設定している増幅度を保持するように制御する。
【解決手段】 基準振動台が発生する基準振動を、振動ピックアップが検出している場合に出力される信号が増幅装置２３に与えられると、比較回路２９が、基準信号に基づく増幅回路２７の出力信号レベルと基準電圧発生回路２８からの基準電圧のレベルとを比較する。制御回路３２は、その比較結果に応じて両信号のレベルが同一となるように増幅回路２７の増幅度を増幅度設定回路３４により制御し、両者のレベルが略同一になったと判断すると、その時点で設定している増幅度を保持するように制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転機器等の振動や音響を検出し解析することにより、回転機器等に異常が発生しているか否かを診断するための装置について、校正を行う校正システム及びその校正システムに使用される増幅装置並びに診断装置、また、その診断装置を制御するコンピュータにより実行されるプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、回転機等の回転機器においては、回転時に発生する振動や音響を検出し解析することにより、回転機器等に機械的な異常が発生しているか否かの診断が行われている（例えば特許文献１参照）。
図９は、上記した診断に使用される診断システムの一構成例を示す。診断システム１は、振動ピックアップ２（検出装置）、増幅装置３、及び診断装置４を備えて構成されている。
【０００３】
即ち、回転機５の軸受６（ハウジング７に内蔵されている）部分に振動ピックアップ２を取付け、回転機５に発生した振動を振動ピックアップ２により検出する。振動ピックアップ２により検出された振動は、電気信号に変換されて増幅装置３に出力される。増幅装置３に入力された電気信号は、増幅装置３で増幅された後、診断装置４に出力される。診断装置４は、入力された信号をＡ／Ｄ変換して波形解析することにより回転機５に異常が発生しているか否かの診断を行うようになっている。
【特許文献１】特開２００４−２７９３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した構成の診断システムにおいて、検出装置により変換される電気信号のレベルは、検出装置として使用する振動ピックアップ２や集音マイク等の特性によってばらつきがある。そのため、信号を一定のレベルで扱いシステムの性能を一定に保つため、信号レベルの校正を行う必要がある。
この校正は、アンプ８の増幅度を調整することにより行われている。図１０は、振動ピックアップ２について校正を行う場合を示す。具体的に説明すると、基準となる加速度（振動）を発生させる基準振動台９に振動ピックアップ２を取り付けて、発生させた振動（基準振動）を検出させる。この時、増幅装置３より基準となるレベルの信号が出力されるようにアンプ８の増幅度を調整することで、校正が行われる。
【０００５】
しかしながら、上記した調整作業は、ユーザがレベルメータ１０を見ながら増幅度を調整するためのボリウム１１を手動で調整することにより行われている。そのため、アンプ８の出力レベルを基準レベルに合わせるための微調整が難しく、また、調整完了までに時間を要するという問題がある。また、調整を行う者によって感覚が微妙に異なったり、同一の者であっても調整時の環境や状態によって感覚が微妙に異なったりするため、常に同じ調整が行われるとは限らず、校正を正確に行うことが困難であった。
本発明の目的は、校正作業を容易にすると共に、正確且つ短時間で校正を行うことができる校正システム及びその校正システムに使用される増幅装置、診断装置、プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の校正システムは、回転機の振動又は音響を検出して電気信号に変換する検出装置と、前記電気信号を増幅手段により増幅する増幅装置と、前記増幅された電気信号の波形を解析して前記回転機の異常を診断する診断装置とで構成される回転機の診断システムについて信号レベルの校正を行うものであり、前記検出装置に対し、基準となる振動信号又は音響信号を発生させる基準信号発生装置を備え、前記増幅装置は、増幅基準信号を発生させる増幅基準信号発生手段と、前記増幅基準信号のレベルと、前記増幅手段の出力信号のレベルとを比較する比較手段と、この比較手段による比較結果に応じて前記増幅手段の増幅度を制御する制御手段とを備え、前記増幅手段は、前記基準信号発生装置によって発生された基準信号を前記検出装置が検出している場合に、前記比較手段による比較結果に基づいて前記増幅基準信号と前記増幅手段の出力信号とが略同一のレベルになったと判断すると、その時点で前記増幅手段に設定している増幅度を保持するように構成されていることに特徴を有する。
【０００７】
即ち、増幅装置の校正を行う場合、基準信号発生装置が発生する基準信号を検出装置に検出させて、その検出信号を増幅装置に与える。この時、増幅装置では、基準信号に基づく増幅手段の出力信号レベルと増幅基準信号のレベルとが比較され、制御手段は、その比較結果に応じて両信号のレベルが同一となるように増幅手段の増幅度を制御する。そして、制御手段が両者のレベルが略同一になったと判断すれば、その時点で設定している増幅度が保持され、校正処理は終了する。従って、増幅装置の校正処理が自動的に行われるようになる。
【０００８】
請求項４記載の校正システムは、回転機の振動又は音響を検出して電気信号に変換する検出装置と、前記電気信号を増幅手段により増幅する増幅装置と、前記増幅された電気信号の波形を解析して前記回転機の異常を診断する診断装置とで構成される回転機の診断システムについて信号レベルの校正を行うものであり、前記増幅装置は、増幅基準信号を発生させる増幅基準信号発生手段を備え、前記診断装置は、前記増幅装置より出力される信号を増幅する増幅手段と、この増幅手段の出力信号のレベルを基準レベルと比較する比較手段と、この比較手段による比較結果に応じて前記増幅手段の増幅度を制御する制御手段とを備え、前記増幅手段は、前記増幅装置より前記増幅基準信号が出力されている場合に、前記比較手段による比較結果に基づいて前記増幅手段の出力信号のレベルと前記基準レベルとが略同一になったと判断すると、その時点で前記増幅手段に設定している増幅度を保持するように構成されていることに特徴を有する。
【０００９】
即ち、診断装置の校正を行う場合、増幅装置が発生する増幅基準信号を診断装置に与える。この時、診断装置では、増幅基準信号に基づく増幅手段の出力信号レベルと基準レベルとが比較され、制御手段は、その比較結果に応じて両者のレベルが同一となるように増幅手段の増幅度を制御する。そして、制御手段が両者のレベルが略同一となったと判断すれば、その時点で設定している増幅度が保持され、校正処理は終了する。従って、診断装置の校正処理が自動的に行われるようになる。
【００１０】
請求項１０記載の増幅装置は、検出装置が回転機の振動又は音響を検出して変換した電気信号を増幅手段により増幅するもので、信号波形を解析して前記回転機の異常を診断するための診断装置に出力する増幅装置において、前記検出手段によって出力される信号を擬似的に出力する擬似信号発生手段と、この擬似信号発生手段からの出力信号と前記検出装置からの出力信号との何れかを選択して前記増幅手段に入力するための入力切替手段と、増幅基準信号を発生させる増幅基準信号発生手段と、前記増幅基準信号のレベルと、前記増幅手段の出力信号のレベルとを比較する比較手段と、この比較手段による比較結果に応じて前記増幅手段の増幅度を制御する制御手段とを備え、前記増幅手段は、校正処理を開始すると、前記入力切替手段に前記擬似信号発生手段からの出力信号を選択させるように制御すると共に、前記比較手段による比較結果に基づいて前記増幅基準信号と前記増幅手段の出力信号とが略同一のレベルになったと判断すると、その時点で前記増幅手段に設定している増幅度を保持するように構成されていることに特徴を有する。
【００１１】
即ち、校正処理を開始すると、擬似信号発生手段からの出力信号が自動的に選択されて校正が行われる。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の校正システムによれば、増幅装置の校正は自動的に行われるので、従来とは異なり、作業者が信号の出力状態を観測しながら手動で増幅度の調整を行う必要がない。そのため、校正作業が容易になると共に、正確且つ短時間で校正を行うことができ、作業者の負担を軽減することができる。
請求項４記載の校正システムによれば、診断装置の校正を自動的に行うことができ、請求項１と同様の効果を得ることができる。
請求項１０記載の校正システムによれば、増幅装置のみで増幅度の校正を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（第１実施例）
以下、本発明の第１実施例について図１乃至図３を参照して説明する。尚、図９と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下、異なる部分についてのみ説明する。
図３は、増幅装置について信号レベルの校正を行う状態を示したものである。校正システム２１は、基準振動台９（基準信号発生装置）と、振動ピックアップ２（検出装置）と、増幅装置２３とを備えて構成されている。基準振動台９は、前述したように校正用の基準振動を発生する。振動ピックアップ２は、振動を検出すると圧電素子によってその振動をアナログの電気信号（振動信号）に変換して出力する。増幅装置２３は、振動信号を所定の増幅度で増幅する。
【００１４】
ここで、増幅装置２３の電気的構成について、その機能ブロックを示した図１を参照して説明する。増幅装置２３は、入力端子２４と、擬似信号発生回路２５（擬似信号発生手段）と、入力切替回路２６（入力切替手段）と、増幅回路２７（増幅手段）と、基準電圧発生回路２８（増幅基準信号発生手段）と、比較回路２９（比較手段）と、出力切替回路３０（出力切替手段）と、出力端子３１と、制御回路３２（制御手段）とを備えて構成されている。
【００１５】
入力端子２４は、入力切替回路２６の一方の入力端子に接続されている。また、入力端子２４には、振動ピックアップ２が自身に接続されているか否かを検出する検出スイッチ２４ａ（接続状態検出手段）を備えており、検出スイッチ２４ａは、振動ピックアップ２が接続された場合に、例えばＯＮすることで、接続検出信号を制御回路３２へ出力する。擬似信号発生回路２５は、信号設定スイッチ３３を備え、この信号設定スイッチ３３を操作することにより、擬似信号発生回路２５が出力する擬似信号のレベルを調整可能に構成されている。そして、擬似信号発生回路２５は、発生させた擬似信号を入力切替回路２６の他方の入力端子に出力するようになっている。
入力切替回路２６の出力端子は、増幅回路２７の入力端子に接続されており、上記した振動ピックアップ２からの振動信号と擬似信号発生回路２５からの振動信号（擬似信号）との何れかを選択して増幅回路２７へ出力する。
【００１６】
増幅回路２７は、増幅度設定回路３４と、オペアンプ３５と、抵抗回路部３６とを備えて構成されている。オペアンプ３５の反転入力端子とグランドとの間には、抵抗３６ａが接続されており、反転入力端子と出力端子との間には、増幅度設定回路３４を介して複数の抵抗３６ｂが並列に接続され、これらが抵抗回路部３６を構成している。増幅度設定回路３４は、複数の抵抗３６ｂと出力端子との間の導通をスイッチ（図示せず）により制御することで増幅回路２７の増幅度を設定する。オペアンプ３５の出力端子は、出力切替回路３０の一方の入力端子に接続されていると共に、常開型の校正用スイッチ１００及びピークホールド回路１０１を介して、比較回路２９を構成するコンパレータ３８の非反転入力端子及びコンパレータ３９の反転入力端子に接続されている。校正用スイッチ１００は、増幅装置２３の校正を行う場合に制御回路３２によりＯＮされるようになっており、ピークホールド回路１０１は、その場合に増幅回路２７より出力される信号レベルのピークを検出してコンパレータ３８，３９に出力する。
【００１７】
基準電圧発生回路２８は、後述する自動校正処理に使用される直流レベルの基準電圧を比較回路２９へ出力する。
比較回路２９は、分圧回路３７と、コンパレータ３８、３９で構成されたウインドウコンパレータとを備えている。分圧回路３７は、基準電圧発生回路２８の出力端子とグランドとの間に直列に接続された３つの抵抗３７ａ〜３７ｃで構成されている。基準電圧発生回路２８の出力電圧は、上限基準信号ＳＨとしてコンパレータ３８の反転入力端子に与えられる。そして、コンパレータ３８は上限基準信号ＳＨとオペアンプ３５の出力信号Ｓｏｕｔとを比較した結果を制御回路３２へ出力する。抵抗３７ｂ及び３７ｃの分圧電位は、下限基準信号ＳＬとしてコンパレータ３９の非反転入力端子に与えられる。そして、コンパレータ３９は下限基準信号ＳＬとオペアンプ３５の出力信号Ｓｏｕｔとを比較した結果を制御回路３２へ出力する。抵抗３７ａ及び３７ｂの共通接続点は、出力切替回路３０の他方の入力端子に接続されている。
【００１８】
制御回路３２は、ＣＰＵ４０と、メモリ４１と、レジスタ４２と、設定スイッチ４３と、制御出力端子４４と、制御入力端子４５とを備えて構成されている。ここで、ＣＰＵ４０は、接続検出信号の出力状態に応じて入力切替回路２６へ入力切替信号を出力し、また、設定スイッチ４３の設定に応じて出力切替回路３０へ出力切替信号を出力する。また、ＣＰＵ４０は、コンパレータ３８，３９の比較結果に基づいてレジスタ４２にデータを書き込むと共に、必要に応じてメモリ４１にデータを記憶させる。レジスタ４２は、書込まれたデータを増幅度設定信号として増幅度設定回路３４へ出力する。メモリ４１には、ＣＰＵ４０によって実行される制御プログラムや増幅回路２７に設定される増幅度の初期値等が記憶されている。
【００１９】
増幅装置２３は、設定スイッチ４３により、通常の測定を行う通常モードと、自身の校正を行う増幅装置校正モードと、診断装置側の校正を行う診断装置校正モードとの何れかが設定されるようになっている。診断装置校正モードについては第２実施例にて説明する。ＣＰＵ４０は、上記した設定スイッチ４３により増幅装置校正モードが選択されている場合に、上記した基準振動台９に対して基準振動を発生させるための制御信号を、制御出力端子４４を介して出力する。
【００２０】
次に、本実施例の作用について図２を参照して説明する。図２は、ＣＰＵ４０による制御内容を示すフローチャートである。増幅装置２３を起動すると、ＣＰＵ４０は、設定スイッチ４３の操作が行われたか否かを監視する（ステップＳ１）。そして、作業者が設定スイッチ４３を操作すると（「ＹＥＳ」）、ＣＰＵ４０は、作業者が増幅装置校正モードを選択したか否かを判断する（ステップＳ２）。増幅装置校正モードが選択されていれば（「ＹＥＳ」）、校正用スイッチ１００をＯＮさせた後（ステップＳ３）、メモリ４１に記憶されていた増幅度の初期値データを読み出して、レジスタ４２に書き込みを行い増幅回路２７に設定する（ステップＳ４）。
【００２１】
次に、ＣＰＵ４０は、入力端子２４に振動ピックアップ２が接続されているか否かを検出し（ステップＳ５）、接続されていれば（「ＹＥＳ」）、入力切替回路２６が入力端子２４側を選択するように切替える（ステップＳ６）。一方、振動ピックアップ２が接続されていなければ（「ＮＯ」）、擬似信号発生回路２５側を選択するように切替える（ステップＳ７）。
即ち、基準振動台９が基準振動を発生している場合に振動ピックアップ２から出力される振動信号の出力レベルが既知であれば、信号設定スイッチ３３により設定を行うことで、擬似信号発生回路２５が出力する擬似信号の出力レベルを前記既知の信号出力レベルに等しくすることができる。この場合、基準振動台９を使用しなくても、校正処理を行うことができる。
【００２２】
次に、ステップＳ８では、ＣＰＵ４０は、基準振動台９に対して基準振動を発生させるための制御信号を出力すると共に、基準電圧発生回路２８に基準電圧を出力させる。続くステップＳ９では、ＣＰＵ４０は、コンパレータ３８、３９の比較結果を参照し、ステップＳ１０〜Ｓ１３では、ステップＳ９で参照した比較結果に基づいて増幅度の調整を行う。即ち、コンパレータ３９の出力信号レベルがハイであれば、Ｓｏｕｔ＜ＳＬであるから（ステップＳ１０、「ＹＥＳ」）、増幅回路２７の増幅度を１段階上昇させるように、即ち、抵抗３６ｂの接続数を１つ減らすようにレジスタ４２にデータを設定する（ステップＳ１２）。また、コンパレータ３８の出力信号レベルがハイであれば、Ｓｏｕｔ＞ＳＨであるから（ステップＳ１１，「ＹＥＳ」）、増幅回路２７の増幅度を１段階下降させるように、即ち、抵抗３６ｂの接続数を１つ増やすようにレジスタ４２にデータを設定する（ステップＳ１３）。
そして、コンパレータ３８，３９の出力信号レベルが何れもロウであれば（ステップＳ１１、「ＮＯ」）、ＳＬ≦Ｓｏｕｔ≦ＳＨとなっているので、ＣＰＵ４０は、その時点で増幅回路２７に設定している増幅度を維持するようにして、設定データをメモリ４１に書き込んで記憶させる（ステップＳ１４）。
【００２３】
次に、ＣＰＵ４０は、基準振動台９を停止させ（ステップＳ１５）、増幅回路２７へ出力される信号を入力端子２４側の出力信号に切替える（ステップＳ１６）。そして、校正が完了した旨を記憶するため、校正完了フラグをセットし（ステップＳ１７）、校正用スイッチをＯＦＦにする（ステップＳ１８）。
最後に、第２実施例で説明する診断装置側の校正が終了（診断装置の校正完了フラグがセットされている状態）しているか（ステップＳ１９、「ＹＥＳ」）、若しくは、校正の必要がない場合は、出力切替回路３０を増幅回路２７側に切替え（ステップＳ２０）、校正処理を終了する。以上により、増幅装置２３は回転機の異常診断が開始可能な状態となる。
【００２４】
以上に説明したように本実施例によれば、増幅装置２３を、作業者が設定スイッチ４３を操作して増幅装置校正モードに設定すれば校正処理が自動的に行われるように構成したので、従来と異なり、作業者は信号の出力状態を観測しながら手動で増幅度の調整を行う必要がなない。そのため、校正作業が容易になると共に、正確且つ短時間で校正を行うことができ、作業者の負担を軽減することができる。また、基準振動台９の有無に拘らず校正を行うことができるように構成したので、例えば、外出先等で基準振動台９がない場合や基準振動台９が故障した場合であっても校正を行うことができ、ユーザは基準振動台９を持ち歩く必要がなく、また、基準振動台９の故障を心配する必要もない。
【００２５】
また、増幅装置２３を生産ラインにおいて組み立て、製品として出荷する際に、例えば、標準的に使用される振動ピックアップ２が予め想定される場合は、本実施例と同様の校正処理をライン上で行っておき、校正用の初期値を予めメモリ４１に記憶させておくこともできる。その場合の校正処理も迅速に行うことができるので、増幅装置２３の生産効率を向上させることができる。
【００２６】
（第２実施例）
以下、本発明の第２実施例について図１、図４、図５及び図６を参照して説明する。尚、図１及び図９と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下、異なる部分についてのみ説明する。
図４は、診断装置について信号レベルの校正を行う状態を示したものである。校正システム５１は、増幅装置２３と、診断装置としてパーソナルコンピュータ５２（以下、パソコン５２と称す）とを備えて構成されている。パソコン５２は、例えば、高速フーリエ変換処理等により振動信号の波形を解析し、その解析結果を基に回転機の異常診断を行う。尚、診断の詳細な内容については特許文献１等に開示されている。
【００２７】
ここで、パソコン５２の電気的構成を、本発明の要旨にかかる部分について機能ブロックで示した図５を参照して説明する。パソコン５２は、ＣＰＵ５３（比較手段、制御手段）と、メモリ５４と、音声入力端子５５と、増幅回路５６（増幅手段）と、Ａ／Ｄ変換器５７と、Ｄ／Ａ変換器５８と、オペアンプ５９と、音声出力端子６０（音声出力手段）とを備えて構成されている。
【００２８】
音声入力端子５５（マイク入力）は、増幅回路５６に接続されており、自身に入力された信号を増幅回路５６に与える。増幅回路５６は、基本的に第１実施例の増幅回路２７と同様に、オペアンプ６１と、増幅度設定回路部６２とを備えて構成されている。オペアンプ６１の入力端子には、音声入力端子５５からの信号が入力されるようになっていて、一方、オペアンプ６１の出力端子は、Ａ／Ｄ変換器５７に接続されている。従って、オペアンプ６１の入力端子に入力された信号は所定の増幅度で増幅された後、Ａ／Ｄ変換器５７へ出力される。増幅度設定回路部６２は、オペアンプ６１に接続されており、第１実施例の増幅度設定回路３４と抵抗回路部３６とを組み合わせたような構成である。そして、後述するＣＰＵ５３からの増幅度制御信号によりオペアンプ６１の増幅度を設定する。Ａ／Ｄ変換器５７は、入力された信号をデジタルデータに変換しＣＰＵ５３に与える。
【００２９】
メモリ５４には、ＣＰＵ５３によって実行される自動校正プログラム６３（コンピュータプログラム）、診断装置として動作するためのアプリケーションプログラム及びこれらのプログラムで使用されるデータ等が、図示しない記憶装置（例えば、ハードディスク）からロードされている。ＣＰＵ５３は、メモリ５４に読出し及び書込み可能に接続されていると共に、増幅度設定回路部６２に上述した増幅度制御信号を出力し、また、Ｄ／Ａ変換器５８に出力データを与える。Ｄ／Ａ変換器５８は入力されたデジタルデータをアナログ信号に変換し、オペアンプ５９に出力する。オペアンプ５９に入力された信号は増幅されて、音声出力端子６０（スピーカ出力）を介して外部に音声信号を出力される。
そして、増幅装置２３の出力端子３１は、信号線Ｌ１を介してパソコン５２の音声入力端子５５に接続されており、パソコン５２の音声出力端子６０は、信号線Ｌ２を介して増幅装置２３の制御入力端子４５に接続されている。
【００３０】
次に、第２実施例の作用について図６を参照して説明する。図６は、増幅装置２３のＣＰＵ４０による制御内容と、パソコン５２のＣＰＵ５３が実行する自動校正プログラム６３とを時系列的に示すフローチャートである。尚、以降では説明を容易にするため、夫々の処理をなす主体を増幅装置２３、パソコン５２と記述することにする。
まず、増幅装置２３は、作業者が診断装置校正モードを選択したか否かを判断する（ステップＳ７１）。診断装置校正モードが選択されていれば（「ＹＥＳ」）、ＣＰＵ４０は、出力切替回路３０を基準電圧発生回路２８側に切替える（ステップＳ７２）。そして、パソコン５２から開始信号が入力されるまで待機する（ステップＳ７３）。
【００３１】
一方、パソコン５２では、作業者がパソコン５２にて自動校正プログラム６３を起動すると、パソコン５２のディスプレイには校正開始画面が表示される（ステップＳ７４）。ここでは、例えば、校正開始ボタンが表示されており、作業者がこのボタンをマウス等によりクリックすると（「ＹＥＳ」）、パソコン５２は、音声出力端子６０を介して増幅装置２３に校正を開始する旨の指令信号（開始信号）を、所定パターンの音声信号として出力する（ステップＳ７５）。
そして、増幅装置２３は、開始信号が入力されると（ステップＳ７３、「ＹＥＳ」）基準電圧発生回路２８に基準電圧の出力を開始させ、抵抗３７ａ及び３７ｂの分圧電位を増幅基準信号Ｓｉｎとしてパソコン５２の音声入力端子５５に出力する（ステップＳ７６）。その後は、パソコン５２から終了信号が入力されるまで待機する（ステップＳ７７）。
【００３２】
一方、パソコン５２に入力された増幅基準信号Ｓｉｎは、増幅回路５６で増幅された後、Ａ／Ｄ変換されてＣＰＵ５３に入力される（ステップＳ７８）。そして、ステップＳ７９〜Ｓ８２では、ＣＰＵ５３が、メモリ５４から読み出した上限値及び下限値と増幅基準信号Ｓｉｎのレベル相当のデジタルデータとを比較し、その比較結果に基づいて増幅度の調整を行う。即ち、Ｓｉｎ＜下限値であれば（ステップＳ７９、「ＹＥＳ」）、増幅度設定回路部６２の増幅度を１段階上昇させる（ステップＳ８１）。また、Ｓｉｎ＞上限値であれば（ステップＳ８０，「ＹＥＳ」）、増幅度設定回路部６２の増幅度を１段階下降させる（ステップＳ８２）。
そして、下限値≦Ｓｉｎ≦上限値となっていれば（ステップＳ８０、「ＮＯ」）、ＣＰＵ５３は、その時点で増幅度設定回路部６２に設定している増幅度を維持するようにして、設定データをメモリ５４に書き込んで記憶させる（ステップＳ８３）。
【００３３】
次に、ＣＰＵ５３は、音声出力端子６０を介して増幅装置２３に校正を終了する旨の指令信号（終了信号）を所定パターンの音声信号として出力する（ステップＳ８４）。以上で、パソコン５２側の自動校正プログラム６３は終了する。
一方、増幅装置２３は、終了信号が入力されると（ステップＳ７７、「ＹＥＳ」）、出力切替回路３０を増幅回路２７側に切替える（ステップＳ８５）。
最後に、増幅装置２３のＣＰＵ４０は、校正が完了した旨を記憶するため校正完了フラグをセットする（ステップＳ８６）。そして、第１実施例で説明した増幅装置２３側の校正が終了（増幅装置２３の校正完了フラグがセットされている状態）しているか（ステップＳ８７、「ＹＥＳ」）、若しくは、校正の必要がない場合は、校正処理を終了する。
【００３４】
以上に説明したように第２実施例によれば、増幅装置２３とパソコン５２とを接続し、作業者がパソコン５２において校正処理プログラムを開始させれば、増幅装置２３より出力される増幅基準信号に基づいてパソコン５２の校正が自動的に行われるように構成した。そのため、校正作業が容易になると共に、正確且つ短時間で校正を行うことができ、作業者の負担を軽減することができる。また、増幅装置２３において、出力切替回路３０を基準電圧発生回路２８側と増幅回路２７側とに切替えるように構成したので、増幅装置２３の出力端子３１を共通化することができ、増幅装置２３とパソコン５２との夫々において基準信号を出力、入力するための端子を増設する必要がない。さらに、パソコン５２より出力される指令信号により校正を開始、終了するタイミングを制御するように構成し、音声出力端子６０からの音声信号をこの指令信号として使用するようにした。即ち、パソコン５２は、音声入力端子５５及び音声出力端子６０を備えるのが通常であるから、それらを利用することで増幅装置２３を制御するための通信Ｉ／Ｆが不要である。
【００３５】
（第３実施例）
図７及び図８は本発明の第３実施例であり、第１実施例と異なる部分についてのみ説明する。図７に示すように、第３実施例の増幅装置７１は、第１実施例の増幅装置２３より、入力端子２４に配置されている検出スイッチ２４ａ、校正用スイッチ１００及びピークホールド回路１０１を削除し、擬似信号発生回路２５に代わる擬似信号発生回路７２及びＣＰＵ４０に代わるＣＰＵ４０Ａを配置したものとなっている。擬似信号発生回路７２は、信号設定スイッチ３３により設定が行われることで、振動ピックアップ２が、基準振動台９が発生している基準振動を検出している場合に出力する振動レベルのピークに相当する電圧レベルを出力するように構成されている。
図８は、図２の一部相当図である。ＣＰＵ４０Ａは、ステップＳ４を実行するとステップＳ７に移行し、入力切替回路２６が擬似信号発生回路７２側を選択するように切替える。そして、ステップＳ８へ進み、その後の処理は図２に示すものと同様である。
【００３６】
以上に説明したように第３実施例によれば、作業者が設定スイッチ４３を操作し増幅装置校正モードを選択して校正処理を開始させれば、自動的に擬似信号発生回路７２からの擬似信号を使用して校正処理が行われるので、振動ピックアップ２、基準振動台９を接続せずとも増幅装置７１のみで増幅度を校正することができる。そして、増幅装置７１の構成をより簡単にすることができる。
【００３７】
尚、本発明は、上記し、且つ図面に示す実施例にのみ限定されるものではなく、次のような変形、拡張が可能である。
増幅装置２３側の校正を行った後、自動的にパソコン５２側の校正を行うように移行させても良い。その場合、パソコン５２より開始信号が与えられたことをトリガとして、出力切替回路３０を基準電圧発生回路２８側に切替えるようにしても良い。
増幅回路２７の増幅度を切替える部分に、電子ボリウムを使用しても良い。
入力切替回路２６の切替えを、作業者が外部スイッチを操作して行うようにしても良い。
擬似信号発生回路２５及び入力切替回路２６は、必要に応じて設ければ良い。
増幅装置２３とパソコン５２との間で行う制御を、例えば、ＲＳ−２３２ＣやＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩｒＤＡ等の通信インターフェイスを使用して行っても良い。
出力切替回路３０も、必要に応じて設ければ良く、増幅装置２３を、自身の自動校正を行う機能のみ備えるように構成しても良い。
診断装置は、パーソナルコンピュータ５２で構成するものに限ることなく、周波数解析装置（ＦＦＴアナライザ）を用いても良い。
検出装置は、振動ピックアップ２に限られることなく、集音マイク等でも良い。その場合、使用する検出装置に合わせて、例えば、基準信号発生装置は、基準音を発生するものを使用すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１実施例であり、増幅装置の電気的構成を示す機能ブロック図
【図２】校正処理の内容を示すフローチャート
【図３】増幅装置について校正を行う状態を示す図
【図４】本発明の第２実施例であり、診断装置たるパソコンについて校正を行う状態を示す図
【図５】パソコンの電気的構成を示す機能ブロック図
【図６】増幅装置の制御内容と、パソコンの処理内容とを時系列的に示すフローチャート
【図７】本発明の第３実施例であり、増幅装置の電気的構成を示す機能ブロック図
【図８】図２相当図
【図９】従来技術において回転機器の異常診断を行う状態を示した図
【図１０】増幅装置の校正を行う状態を示した図
【符号の説明】
【００３９】
図面中、２は振動ピックアップ（検出装置）、９は基準振動台（基準信号発生装置）、２１、５１は校正システム、２３、７１は増幅装置、２４ａは検出スイッチ（接続状態検出手段）、２５、７２は擬似信号発生回路（擬似信号発生手段）、２６は入力切替回路（入力切替手段）、２７、５６は増幅回路（増幅手段）、２８は基準電圧発生回路（増幅基準信号発生手段）、２９は比較回路（比較手段）、３０は出力切替回路（出力切替手段）、３２は制御回路（制御手段）、５２はパソコン（診断装置）、５３はＣＰＵ（比較手段、制御手段）、６３は自動校正プログラム（コンピュータプログラム）を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転機器等の振動や音響を検出し解析することにより、回転機器等に異常が発生しているか否かを診断するための装置について、校正を行う校正システム及びその校正システムに使用される増幅装置並びに診断装置、また、その診断装置を制御するコンピュータにより実行されるプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、回転機等の回転機器においては、回転時に発生する振動や音響を検出し解析することにより、回転機器等に機械的な異常が発生しているか否かの診断が行われている（例えば特許文献１参照）。
図９は、上記した診断に使用される診断システムの一構成例を示す。診断システム１は、振動ピックアップ２（検出装置）、増幅装置３、及び診断装置４を備えて構成されている。
【０００３】
即ち、回転機５の軸受６（ハウジング７に内蔵されている）部分に振動ピックアップ２を取付け、回転機５に発生した振動を振動ピックアップ２により検出する。振動ピックアップ２により検出された振動は、電気信号に変換されて増幅装置３に出力される。増幅装置３に入力された電気信号は、増幅装置３で増幅された後、診断装置４に出力される。診断装置４は、入力された信号をＡ／Ｄ変換して波形解析することにより回転機５に異常が発生しているか否かの診断を行うようになっている。
【特許文献１】特開２００４−２７９３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した構成の診断システムにおいて、検出装置により変換される電気信号のレベルは、検出装置として使用する振動ピックアップ２や集音マイク等の特性によってばらつきがある。そのため、信号を一定のレベルで扱いシステムの性能を一定に保つため、信号レベルの校正を行う必要がある。
この校正は、アンプ８の増幅度を調整することにより行われている。図１０は、振動ピックアップ２について校正を行う場合を示す。具体的に説明すると、基準となる加速度（振動）を発生させる基準振動台９に振動ピックアップ２を取り付けて、発生させた振動（基準振動）を検出させる。この時、増幅装置３より基準となるレベルの信号が出力されるようにアンプ８の増幅度を調整することで、校正が行われる。
【０００５】
しかしながら、上記した調整作業は、ユーザがレベルメータ１０を見ながら増幅度を調整するためのボリウム１１を手動で調整することにより行われている。そのため、アンプ８の出力レベルを基準レベルに合わせるための微調整が難しく、また、調整完了までに時間を要するという問題がある。また、調整を行う者によって感覚が微妙に異なったり、同一の者であっても調整時の環境や状態によって感覚が微妙に異なったりするため、常に同じ調整が行われるとは限らず、校正を正確に行うことが困難であった。
本発明の目的は、校正作業を容易にすると共に、正確且つ短時間で校正を行うことができる校正システム及びその校正システムに使用される増幅装置、診断装置、プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の校正システムは、回転機の振動又は音響を検出して電気信号に変換する検出装置と、前記電気信号を増幅手段により増幅する増幅装置と、前記増幅された電気信号の波形を解析して前記回転機の異常を診断する診断装置とで構成される回転機の診断システムについて信号レベルの校正を行うものであり、前記検出装置に対し、基準となる振動信号又は音響信号を発生させる基準信号発生装置を備え、前記増幅装置は、増幅基準信号を発生させる増幅基準信号発生手段と、前記増幅基準信号のレベルと、前記増幅手段の出力信号のレベルとを比較する比較手段と、この比較手段による比較結果に応じて前記増幅手段の増幅度を制御する制御手段とを備え、前記増幅手段は、前記基準信号発生装置によって発生された基準信号を前記検出装置が検出している場合に、前記比較手段による比較結果に基づいて前記増幅基準信号と前記増幅手段の出力信号とが略同一のレベルになったと判断すると、その時点で前記増幅手段に設定している増幅度を保持するように構成されていることに特徴を有する。
【０００７】
即ち、増幅装置の校正を行う場合、基準信号発生装置が発生する基準信号を検出装置に検出させて、その検出信号を増幅装置に与える。この時、増幅装置では、基準信号に基づく増幅手段の出力信号レベルと増幅基準信号のレベルとが比較され、制御手段は、その比較結果に応じて両信号のレベルが同一となるように増幅手段の増幅度を制御する。そして、制御手段が両者のレベルが略同一になったと判断すれば、その時点で設定している増幅度が保持され、校正処理は終了する。従って、増幅装置の校正処理が自動的に行われるようになる。
【０００８】
請求項４記載の校正システムは、回転機の振動又は音響を検出して電気信号に変換する検出装置と、前記電気信号を増幅手段により増幅する増幅装置と、前記増幅された電気信号の波形を解析して前記回転機の異常を診断する診断装置とで構成される回転機の診断システムについて信号レベルの校正を行うものであり、前記増幅装置は、増幅基準信号を発生させる増幅基準信号発生手段を備え、前記診断装置は、前記増幅装置より出力される信号を増幅する増幅手段と、この増幅手段の出力信号のレベルを基準レベルと比較する比較手段と、この比較手段による比較結果に応じて前記増幅手段の増幅度を制御する制御手段とを備え、前記増幅手段は、前記増幅装置より前記増幅基準信号が出力されている場合に、前記比較手段による比較結果に基づいて前記増幅手段の出力信号のレベルと前記基準レベルとが略同一になったと判断すると、その時点で前記増幅手段に設定している増幅度を保持するように構成されていることに特徴を有する。
【０００９】
即ち、診断装置の校正を行う場合、増幅装置が発生する増幅基準信号を診断装置に与える。この時、診断装置では、増幅基準信号に基づく増幅手段の出力信号レベルと基準レベルとが比較され、制御手段は、その比較結果に応じて両者のレベルが同一となるように増幅手段の増幅度を制御する。そして、制御手段が両者のレベルが略同一となったと判断すれば、その時点で設定している増幅度が保持され、校正処理は終了する。従って、診断装置の校正処理が自動的に行われるようになる。
【００１０】
請求項１０記載の増幅装置は、検出装置が回転機の振動又は音響を検出して変換した電気信号を増幅手段により増幅するもので、信号波形を解析して前記回転機の異常を診断するための診断装置に出力する増幅装置において、前記検出手段によって出力される信号を擬似的に出力する擬似信号発生手段と、この擬似信号発生手段からの出力信号と前記検出装置からの出力信号との何れかを選択して前記増幅手段に入力するための入力切替手段と、増幅基準信号を発生させる増幅基準信号発生手段と、前記増幅基準信号のレベルと、前記増幅手段の出力信号のレベルとを比較する比較手段と、この比較手段による比較結果に応じて前記増幅手段の増幅度を制御する制御手段とを備え、前記増幅手段は、校正処理を開始すると、前記入力切替手段に前記擬似信号発生手段からの出力信号を選択させるように制御すると共に、前記比較手段による比較結果に基づいて前記増幅基準信号と前記増幅手段の出力信号とが略同一のレベルになったと判断すると、その時点で前記増幅手段に設定している増幅度を保持するように構成されていることに特徴を有する。
【００１１】
即ち、校正処理を開始すると、擬似信号発生手段からの出力信号が自動的に選択されて校正が行われる。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の校正システムによれば、増幅装置の校正は自動的に行われるので、従来とは異なり、作業者が信号の出力状態を観測しながら手動で増幅度の調整を行う必要がない。そのため、校正作業が容易になると共に、正確且つ短時間で校正を行うことができ、作業者の負担を軽減することができる。
請求項４記載の校正システムによれば、診断装置の校正を自動的に行うことができ、請求項１と同様の効果を得ることができる。
請求項１０記載の校正システムによれば、増幅装置のみで増幅度の校正を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（第１実施例）
以下、本発明の第１実施例について図１乃至図３を参照して説明する。尚、図９と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下、異なる部分についてのみ説明する。
図３は、増幅装置について信号レベルの校正を行う状態を示したものである。校正システム２１は、基準振動台９（基準信号発生装置）と、振動ピックアップ２（検出装置）と、増幅装置２３とを備えて構成されている。基準振動台９は、前述したように校正用の基準振動を発生する。振動ピックアップ２は、振動を検出すると圧電素子によってその振動をアナログの電気信号（振動信号）に変換して出力する。増幅装置２３は、振動信号を所定の増幅度で増幅する。
【００１４】
ここで、増幅装置２３の電気的構成について、その機能ブロックを示した図１を参照して説明する。増幅装置２３は、入力端子２４と、擬似信号発生回路２５（擬似信号発生手段）と、入力切替回路２６（入力切替手段）と、増幅回路２７（増幅手段）と、基準電圧発生回路２８（増幅基準信号発生手段）と、比較回路２９（比較手段）と、出力切替回路３０（出力切替手段）と、出力端子３１と、制御回路３２（制御手段）とを備えて構成されている。
【００１５】
入力端子２４は、入力切替回路２６の一方の入力端子に接続されている。また、入力端子２４には、振動ピックアップ２が自身に接続されているか否かを検出する検出スイッチ２４ａ（接続状態検出手段）を備えており、検出スイッチ２４ａは、振動ピックアップ２が接続された場合に、例えばＯＮすることで、接続検出信号を制御回路３２へ出力する。擬似信号発生回路２５は、信号設定スイッチ３３を備え、この信号設定スイッチ３３を操作することにより、擬似信号発生回路２５が出力する擬似信号のレベルを調整可能に構成されている。そして、擬似信号発生回路２５は、発生させた擬似信号を入力切替回路２６の他方の入力端子に出力するようになっている。
入力切替回路２６の出力端子は、増幅回路２７の入力端子に接続されており、上記した振動ピックアップ２からの振動信号と擬似信号発生回路２５からの振動信号（擬似信号）との何れかを選択して増幅回路２７へ出力する。
【００１６】
増幅回路２７は、増幅度設定回路３４と、オペアンプ３５と、抵抗回路部３６とを備えて構成されている。オペアンプ３５の反転入力端子とグランドとの間には、抵抗３６ａが接続されており、反転入力端子と出力端子との間には、増幅度設定回路３４を介して複数の抵抗３６ｂが並列に接続され、これらが抵抗回路部３６を構成している。増幅度設定回路３４は、複数の抵抗３６ｂと出力端子との間の導通をスイッチ（図示せず）により制御することで増幅回路２７の増幅度を設定する。オペアンプ３５の出力端子は、出力切替回路３０の一方の入力端子に接続されていると共に、常開型の校正用スイッチ１００及びピークホールド回路１０１を介して、比較回路２９を構成するコンパレータ３８の非反転入力端子及びコンパレータ３９の反転入力端子に接続されている。校正用スイッチ１００は、増幅装置２３の校正を行う場合に制御回路３２によりＯＮされるようになっており、ピークホールド回路１０１は、その場合に増幅回路２７より出力される信号レベルのピークを検出してコンパレータ３８，３９に出力する。
【００１７】
基準電圧発生回路２８は、後述する自動校正処理に使用される直流レベルの基準電圧を比較回路２９へ出力する。
比較回路２９は、分圧回路３７と、コンパレータ３８、３９で構成されたウインドウコンパレータとを備えている。分圧回路３７は、基準電圧発生回路２８の出力端子とグランドとの間に直列に接続された３つの抵抗３７ａ〜３７ｃで構成されている。基準電圧発生回路２８の出力電圧は、上限基準信号ＳＨとしてコンパレータ３８の反転入力端子に与えられる。そして、コンパレータ３８は上限基準信号ＳＨとオペアンプ３５の出力信号Ｓｏｕｔとを比較した結果を制御回路３２へ出力する。抵抗３７ｂ及び３７ｃの分圧電位は、下限基準信号ＳＬとしてコンパレータ３９の非反転入力端子に与えられる。そして、コンパレータ３９は下限基準信号ＳＬとオペアンプ３５の出力信号Ｓｏｕｔとを比較した結果を制御回路３２へ出力する。抵抗３７ａ及び３７ｂの共通接続点は、出力切替回路３０の他方の入力端子に接続されている。
【００１８】
制御回路３２は、ＣＰＵ４０と、メモリ４１と、レジスタ４２と、設定スイッチ４３と、制御出力端子４４と、制御入力端子４５とを備えて構成されている。ここで、ＣＰＵ４０は、接続検出信号の出力状態に応じて入力切替回路２６へ入力切替信号を出力し、また、設定スイッチ４３の設定に応じて出力切替回路３０へ出力切替信号を出力する。また、ＣＰＵ４０は、コンパレータ３８，３９の比較結果に基づいてレジスタ４２にデータを書き込むと共に、必要に応じてメモリ４１にデータを記憶させる。レジスタ４２は、書込まれたデータを増幅度設定信号として増幅度設定回路３４へ出力する。メモリ４１には、ＣＰＵ４０によって実行される制御プログラムや増幅回路２７に設定される増幅度の初期値等が記憶されている。
【００１９】
増幅装置２３は、設定スイッチ４３により、通常の測定を行う通常モードと、自身の校正を行う増幅装置校正モードと、診断装置側の校正を行う診断装置校正モードとの何れかが設定されるようになっている。診断装置校正モードについては第２実施例にて説明する。ＣＰＵ４０は、上記した設定スイッチ４３により増幅装置校正モードが選択されている場合に、上記した基準振動台９に対して基準振動を発生させるための制御信号を、制御出力端子４４を介して出力する。
【００２０】
次に、本実施例の作用について図２を参照して説明する。図２は、ＣＰＵ４０による制御内容を示すフローチャートである。増幅装置２３を起動すると、ＣＰＵ４０は、設定スイッチ４３の操作が行われたか否かを監視する（ステップＳ１）。そして、作業者が設定スイッチ４３を操作すると（「ＹＥＳ」）、ＣＰＵ４０は、作業者が増幅装置校正モードを選択したか否かを判断する（ステップＳ２）。増幅装置校正モードが選択されていれば（「ＹＥＳ」）、校正用スイッチ１００をＯＮさせた後（ステップＳ３）、メモリ４１に記憶されていた増幅度の初期値データを読み出して、レジスタ４２に書き込みを行い増幅回路２７に設定する（ステップＳ４）。
【００２１】
次に、ＣＰＵ４０は、入力端子２４に振動ピックアップ２が接続されているか否かを検出し（ステップＳ５）、接続されていれば（「ＹＥＳ」）、入力切替回路２６が入力端子２４側を選択するように切替える（ステップＳ６）。一方、振動ピックアップ２が接続されていなければ（「ＮＯ」）、擬似信号発生回路２５側を選択するように切替える（ステップＳ７）。
即ち、基準振動台９が基準振動を発生している場合に振動ピックアップ２から出力される振動信号の出力レベルが既知であれば、信号設定スイッチ３３により設定を行うことで、擬似信号発生回路２５が出力する擬似信号の出力レベルを前記既知の信号出力レベルに等しくすることができる。この場合、基準振動台９を使用しなくても、校正処理を行うことができる。
【００２２】
次に、ステップＳ８では、ＣＰＵ４０は、基準振動台９に対して基準振動を発生させるための制御信号を出力すると共に、基準電圧発生回路２８に基準電圧を出力させる。続くステップＳ９では、ＣＰＵ４０は、コンパレータ３８、３９の比較結果を参照し、ステップＳ１０〜Ｓ１３では、ステップＳ９で参照した比較結果に基づいて増幅度の調整を行う。即ち、コンパレータ３９の出力信号レベルがハイであれば、Ｓｏｕｔ＜ＳＬであるから（ステップＳ１０、「ＹＥＳ」）、増幅回路２７の増幅度を１段階上昇させるように、即ち、抵抗３６ｂの接続数を１つ減らすようにレジスタ４２にデータを設定する（ステップＳ１２）。また、コンパレータ３８の出力信号レベルがハイであれば、Ｓｏｕｔ＞ＳＨであるから（ステップＳ１１，「ＹＥＳ」）、増幅回路２７の増幅度を１段階下降させるように、即ち、抵抗３６ｂの接続数を１つ増やすようにレジスタ４２にデータを設定する（ステップＳ１３）。
そして、コンパレータ３８，３９の出力信号レベルが何れもロウであれば（ステップＳ１１、「ＮＯ」）、ＳＬ≦Ｓｏｕｔ≦ＳＨとなっているので、ＣＰＵ４０は、その時点で増幅回路２７に設定している増幅度を維持するようにして、設定データをメモリ４１に書き込んで記憶させる（ステップＳ１４）。
【００２３】
次に、ＣＰＵ４０は、基準振動台９を停止させ（ステップＳ１５）、増幅回路２７へ出力される信号を入力端子２４側の出力信号に切替える（ステップＳ１６）。そして、校正が完了した旨を記憶するため、校正完了フラグをセットし（ステップＳ１７）、校正用スイッチをＯＦＦにする（ステップＳ１８）。
最後に、第２実施例で説明する診断装置側の校正が終了（診断装置の校正完了フラグがセットされている状態）しているか（ステップＳ１９、「ＹＥＳ」）、若しくは、校正の必要がない場合は、出力切替回路３０を増幅回路２７側に切替え（ステップＳ２０）、校正処理を終了する。以上により、増幅装置２３は回転機の異常診断が開始可能な状態となる。
【００２４】
以上に説明したように本実施例によれば、増幅装置２３を、作業者が設定スイッチ４３を操作して増幅装置校正モードに設定すれば校正処理が自動的に行われるように構成したので、従来と異なり、作業者は信号の出力状態を観測しながら手動で増幅度の調整を行う必要がなない。そのため、校正作業が容易になると共に、正確且つ短時間で校正を行うことができ、作業者の負担を軽減することができる。また、基準振動台９の有無に拘らず校正を行うことができるように構成したので、例えば、外出先等で基準振動台９がない場合や基準振動台９が故障した場合であっても校正を行うことができ、ユーザは基準振動台９を持ち歩く必要がなく、また、基準振動台９の故障を心配する必要もない。
【００２５】
また、増幅装置２３を生産ラインにおいて組み立て、製品として出荷する際に、例えば、標準的に使用される振動ピックアップ２が予め想定される場合は、本実施例と同様の校正処理をライン上で行っておき、校正用の初期値を予めメモリ４１に記憶させておくこともできる。その場合の校正処理も迅速に行うことができるので、増幅装置２３の生産効率を向上させることができる。
【００２６】
（第２実施例）
以下、本発明の第２実施例について図１、図４、図５及び図６を参照して説明する。尚、図１及び図９と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下、異なる部分についてのみ説明する。
図４は、診断装置について信号レベルの校正を行う状態を示したものである。校正システム５１は、増幅装置２３と、診断装置としてパーソナルコンピュータ５２（以下、パソコン５２と称す）とを備えて構成されている。パソコン５２は、例えば、高速フーリエ変換処理等により振動信号の波形を解析し、その解析結果を基に回転機の異常診断を行う。尚、診断の詳細な内容については特許文献１等に開示されている。
【００２７】
ここで、パソコン５２の電気的構成を、本発明の要旨にかかる部分について機能ブロックで示した図５を参照して説明する。パソコン５２は、ＣＰＵ５３（比較手段、制御手段）と、メモリ５４と、音声入力端子５５と、増幅回路５６（増幅手段）と、Ａ／Ｄ変換器５７と、Ｄ／Ａ変換器５８と、オペアンプ５９と、音声出力端子６０（音声出力手段）とを備えて構成されている。
【００２８】
音声入力端子５５（マイク入力）は、増幅回路５６に接続されており、自身に入力された信号を増幅回路５６に与える。増幅回路５６は、基本的に第１実施例の増幅回路２７と同様に、オペアンプ６１と、増幅度設定回路部６２とを備えて構成されている。オペアンプ６１の入力端子には、音声入力端子５５からの信号が入力されるようになっていて、一方、オペアンプ６１の出力端子は、Ａ／Ｄ変換器５７に接続されている。従って、オペアンプ６１の入力端子に入力された信号は所定の増幅度で増幅された後、Ａ／Ｄ変換器５７へ出力される。増幅度設定回路部６２は、オペアンプ６１に接続されており、第１実施例の増幅度設定回路３４と抵抗回路部３６とを組み合わせたような構成である。そして、後述するＣＰＵ５３からの増幅度制御信号によりオペアンプ６１の増幅度を設定する。Ａ／Ｄ変換器５７は、入力された信号をデジタルデータに変換しＣＰＵ５３に与える。
【００２９】
メモリ５４には、ＣＰＵ５３によって実行される自動校正プログラム６３（コンピュータプログラム）、診断装置として動作するためのアプリケーションプログラム及びこれらのプログラムで使用されるデータ等が、図示しない記憶装置（例えば、ハードディスク）からロードされている。ＣＰＵ５３は、メモリ５４に読出し及び書込み可能に接続されていると共に、増幅度設定回路部６２に上述した増幅度制御信号を出力し、また、Ｄ／Ａ変換器５８に出力データを与える。Ｄ／Ａ変換器５８は入力されたデジタルデータをアナログ信号に変換し、オペアンプ５９に出力する。オペアンプ５９に入力された信号は増幅されて、音声出力端子６０（スピーカ出力）を介して外部に音声信号を出力される。
そして、増幅装置２３の出力端子３１は、信号線Ｌ１を介してパソコン５２の音声入力端子５５に接続されており、パソコン５２の音声出力端子６０は、信号線Ｌ２を介して増幅装置２３の制御入力端子４５に接続されている。
【００３０】
次に、第２実施例の作用について図６を参照して説明する。図６は、増幅装置２３のＣＰＵ４０による制御内容と、パソコン５２のＣＰＵ５３が実行する自動校正プログラム６３とを時系列的に示すフローチャートである。尚、以降では説明を容易にするため、夫々の処理をなす主体を増幅装置２３、パソコン５２と記述することにする。
まず、増幅装置２３は、作業者が診断装置校正モードを選択したか否かを判断する（ステップＳ７１）。診断装置校正モードが選択されていれば（「ＹＥＳ」）、ＣＰＵ４０は、出力切替回路３０を基準電圧発生回路２８側に切替える（ステップＳ７２）。そして、パソコン５２から開始信号が入力されるまで待機する（ステップＳ７３）。
【００３１】
一方、パソコン５２では、作業者がパソコン５２にて自動校正プログラム６３を起動すると、パソコン５２のディスプレイには校正開始画面が表示される（ステップＳ７４）。ここでは、例えば、校正開始ボタンが表示されており、作業者がこのボタンをマウス等によりクリックすると（「ＹＥＳ」）、パソコン５２は、音声出力端子６０を介して増幅装置２３に校正を開始する旨の指令信号（開始信号）を、所定パターンの音声信号として出力する（ステップＳ７５）。
そして、増幅装置２３は、開始信号が入力されると（ステップＳ７３、「ＹＥＳ」）基準電圧発生回路２８に基準電圧の出力を開始させ、抵抗３７ａ及び３７ｂの分圧電位を増幅基準信号Ｓｉｎとしてパソコン５２の音声入力端子５５に出力する（ステップＳ７６）。その後は、パソコン５２から終了信号が入力されるまで待機する（ステップＳ７７）。
【００３２】
一方、パソコン５２に入力された増幅基準信号Ｓｉｎは、増幅回路５６で増幅された後、Ａ／Ｄ変換されてＣＰＵ５３に入力される（ステップＳ７８）。そして、ステップＳ７９〜Ｓ８２では、ＣＰＵ５３が、メモリ５４から読み出した上限値及び下限値と増幅基準信号Ｓｉｎのレベル相当のデジタルデータとを比較し、その比較結果に基づいて増幅度の調整を行う。即ち、Ｓｉｎ＜下限値であれば（ステップＳ７９、「ＹＥＳ」）、増幅度設定回路部６２の増幅度を１段階上昇させる（ステップＳ８１）。また、Ｓｉｎ＞上限値であれば（ステップＳ８０，「ＹＥＳ」）、増幅度設定回路部６２の増幅度を１段階下降させる（ステップＳ８２）。
そして、下限値≦Ｓｉｎ≦上限値となっていれば（ステップＳ８０、「ＮＯ」）、ＣＰＵ５３は、その時点で増幅度設定回路部６２に設定している増幅度を維持するようにして、設定データをメモリ５４に書き込んで記憶させる（ステップＳ８３）。
【００３３】
次に、ＣＰＵ５３は、音声出力端子６０を介して増幅装置２３に校正を終了する旨の指令信号（終了信号）を所定パターンの音声信号として出力する（ステップＳ８４）。以上で、パソコン５２側の自動校正プログラム６３は終了する。
一方、増幅装置２３は、終了信号が入力されると（ステップＳ７７、「ＹＥＳ」）、出力切替回路３０を増幅回路２７側に切替える（ステップＳ８５）。
最後に、増幅装置２３のＣＰＵ４０は、校正が完了した旨を記憶するため校正完了フラグをセットする（ステップＳ８６）。そして、第１実施例で説明した増幅装置２３側の校正が終了（増幅装置２３の校正完了フラグがセットされている状態）しているか（ステップＳ８７、「ＹＥＳ」）、若しくは、校正の必要がない場合は、校正処理を終了する。
【００３４】
以上に説明したように第２実施例によれば、増幅装置２３とパソコン５２とを接続し、作業者がパソコン５２において校正処理プログラムを開始させれば、増幅装置２３より出力される増幅基準信号に基づいてパソコン５２の校正が自動的に行われるように構成した。そのため、校正作業が容易になると共に、正確且つ短時間で校正を行うことができ、作業者の負担を軽減することができる。また、増幅装置２３において、出力切替回路３０を基準電圧発生回路２８側と増幅回路２７側とに切替えるように構成したので、増幅装置２３の出力端子３１を共通化することができ、増幅装置２３とパソコン５２との夫々において基準信号を出力、入力するための端子を増設する必要がない。さらに、パソコン５２より出力される指令信号により校正を開始、終了するタイミングを制御するように構成し、音声出力端子６０からの音声信号をこの指令信号として使用するようにした。即ち、パソコン５２は、音声入力端子５５及び音声出力端子６０を備えるのが通常であるから、それらを利用することで増幅装置２３を制御するための通信Ｉ／Ｆが不要である。
【００３５】
（第３実施例）
図７及び図８は本発明の第３実施例であり、第１実施例と異なる部分についてのみ説明する。図７に示すように、第３実施例の増幅装置７１は、第１実施例の増幅装置２３より、入力端子２４に配置されている検出スイッチ２４ａ、校正用スイッチ１００及びピークホールド回路１０１を削除し、擬似信号発生回路２５に代わる擬似信号発生回路７２及びＣＰＵ４０に代わるＣＰＵ４０Ａを配置したものとなっている。擬似信号発生回路７２は、信号設定スイッチ３３により設定が行われることで、振動ピックアップ２が、基準振動台９が発生している基準振動を検出している場合に出力する振動レベルのピークに相当する電圧レベルを出力するように構成されている。
図８は、図２の一部相当図である。ＣＰＵ４０Ａは、ステップＳ４を実行するとステップＳ７に移行し、入力切替回路２６が擬似信号発生回路７２側を選択するように切替える。そして、ステップＳ８へ進み、その後の処理は図２に示すものと同様である。
【００３６】
以上に説明したように第３実施例によれば、作業者が設定スイッチ４３を操作し増幅装置校正モードを選択して校正処理を開始させれば、自動的に擬似信号発生回路７２からの擬似信号を使用して校正処理が行われるので、振動ピックアップ２、基準振動台９を接続せずとも増幅装置７１のみで増幅度を校正することができる。そして、増幅装置７１の構成をより簡単にすることができる。
【００３７】
尚、本発明は、上記し、且つ図面に示す実施例にのみ限定されるものではなく、次のような変形、拡張が可能である。
増幅装置２３側の校正を行った後、自動的にパソコン５２側の校正を行うように移行させても良い。その場合、パソコン５２より開始信号が与えられたことをトリガとして、出力切替回路３０を基準電圧発生回路２８側に切替えるようにしても良い。
増幅回路２７の増幅度を切替える部分に、電子ボリウムを使用しても良い。
入力切替回路２６の切替えを、作業者が外部スイッチを操作して行うようにしても良い。
擬似信号発生回路２５及び入力切替回路２６は、必要に応じて設ければ良い。
増幅装置２３とパソコン５２との間で行う制御を、例えば、ＲＳ−２３２ＣやＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩｒＤＡ等の通信インターフェイスを使用して行っても良い。
出力切替回路３０も、必要に応じて設ければ良く、増幅装置２３を、自身の自動校正を行う機能のみ備えるように構成しても良い。
診断装置は、パーソナルコンピュータ５２で構成するものに限ることなく、周波数解析装置（ＦＦＴアナライザ）を用いても良い。
検出装置は、振動ピックアップ２に限られることなく、集音マイク等でも良い。その場合、使用する検出装置に合わせて、例えば、基準信号発生装置は、基準音を発生するものを使用すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１実施例であり、増幅装置の電気的構成を示す機能ブロック図
【図２】校正処理の内容を示すフローチャート
【図３】増幅装置について校正を行う状態を示す図
【図４】本発明の第２実施例であり、診断装置たるパソコンについて校正を行う状態を示す図
【図５】パソコンの電気的構成を示す機能ブロック図
【図６】増幅装置の制御内容と、パソコンの処理内容とを時系列的に示すフローチャート
【図７】本発明の第３実施例であり、増幅装置の電気的構成を示す機能ブロック図
【図８】図２相当図
【図９】従来技術において回転機器の異常診断を行う状態を示した図
【図１０】増幅装置の校正を行う状態を示した図
【符号の説明】
【００３９】
図面中、２は振動ピックアップ（検出装置）、９は基準振動台（基準信号発生装置）、２１、５１は校正システム、２３、７１は増幅装置、２４ａは検出スイッチ（接続状態検出手段）、２５、７２は擬似信号発生回路（擬似信号発生手段）、２６は入力切替回路（入力切替手段）、２７、５６は増幅回路（増幅手段）、２８は基準電圧発生回路（増幅基準信号発生手段）、２９は比較回路（比較手段）、３０は出力切替回路（出力切替手段）、３２は制御回路（制御手段）、５２はパソコン（診断装置）、５３はＣＰＵ（比較手段、制御手段）、６３は自動校正プログラム（コンピュータプログラム）を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転機の振動又は音響を検出して電気信号に変換する検出装置と、
前記電気信号を増幅手段により増幅する増幅装置と、
前記増幅された電気信号の波形を解析して前記回転機の異常を診断する診断装置とで構成される回転機の診断システムについて信号レベルの校正を行うものであり、
前記検出装置に対し、基準となる振動信号又は音響信号を発生させる基準信号発生装置を備え、
前記増幅装置は、
増幅基準信号を発生させる増幅基準信号発生手段と、
前記増幅基準信号のレベルと、前記増幅手段の出力信号のレベルとを比較する比較手段と、
この比較手段による比較結果に応じて前記増幅手段の増幅度を制御する制御手段とを備え、
前記増幅手段は、前記基準信号発生装置によって発生された基準信号を前記検出装置が検出している場合に、前記比較手段による比較結果に基づいて前記増幅基準信号と前記増幅手段の出力信号とが略同一のレベルになったと判断すると、その時点で前記増幅手段に設定している増幅度を保持するように構成されていることを特徴とする校正システム。
【請求項２】
前記基準信号発生装置が基準信号を発生している場合に、前記検出装置によって出力される信号を擬似的に出力する擬似信号発生手段と、
この擬似信号発生手段からの出力信号と前記検出装置からの出力信号との何れかを選択して前記増幅手段に入力するための入力切替手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の校正システム。
【請求項３】
検出装置が接続されているか否かを検出する接続状態検出手段を備え、
前記制御手段は、校正処理を開始すると、前記接続状態検出手段が、前記検出装置が接続されている状態を検出した場合は、前記入力切替手段に前記検出装置からの出力信号を選択させるように制御し、一方、前記接続状態検出手段が、前記検出装置が接続されていない状態を検出した場合は、前記入力切替手段に前記擬似信号発生手段からの出力信号を選択させるように制御することを特徴とする請求項２記載の校正システム。
【請求項４】
回転機の振動又は音響を検出して電気信号に変換する検出装置と、
前記電気信号を増幅手段により増幅する増幅装置と、
前記増幅された電気信号の波形を解析して前記回転機の異常を診断する診断装置とで構成される回転機の診断システムについて信号レベルの校正を行うものであり、
前記増幅装置は、増幅基準信号を発生させる増幅基準信号発生手段を備え、
前記診断装置は、
前記増幅装置より出力される信号を増幅する増幅手段と、
この増幅手段の出力信号のレベルを基準レベルと比較する比較手段と、
この比較手段による比較結果に応じて前記増幅手段の増幅度を制御する制御手段とを備え、
前記増幅手段は、前記増幅装置より前記増幅基準信号が出力されている場合に、前記比較手段による比較結果に基づいて前記増幅手段の出力信号のレベルと前記基準レベルとが略同一になったと判断すると、その時点で前記増幅手段に設定している増幅度を保持するように構成されていることを特徴とする校正システム。
【請求項５】
前記増幅装置は、前記増幅基準信号発生手段からの出力信号と自身が有する増幅手段からの出力信号との何れかを選択して前記診断装置に出力するための出力切替手段を備えることを特徴とする請求項４記載の校正システム。
【請求項６】
前記増幅装置の制御手段は、前記診断装置から校正を開始する旨の指令信号を受信すると、前記出力切替手段に前記増幅基準信号発生手段からの出力信号を選択させることを特徴とした請求項５記載の校正システム。
【請求項７】
前記診断装置は、音声出力手段を備えたパーソナルコンピュータであり、
前記指令信号は、前記音声出力手段から出力される音声信号であることを特徴とする請求項６記載の校正システム。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れかに記載の校正システムに使用されることを特徴とする増幅装置。
【請求項９】
請求項１乃至７の何れかに記載の校正システムに使用されることを特徴とする診断装置。
【請求項１０】
検出装置が回転機の振動又は音響を検出して変換した電気信号を増幅手段により増幅するもので、信号波形を解析して前記回転機の異常を診断するための診断装置に出力する増幅装置において、
前記検出手段によって出力される信号を擬似的に出力する擬似信号発生手段と、
この擬似信号発生手段からの出力信号と前記検出装置からの出力信号との何れかを選択して前記増幅手段に入力するための入力切替手段と、
増幅基準信号を発生させる増幅基準信号発生手段と、
前記増幅基準信号のレベルと、前記増幅手段の出力信号のレベルとを比較する比較手段と、
この比較手段による比較結果に応じて前記増幅手段の増幅度を制御する制御手段とを備え、
前記増幅手段は、校正処理を開始すると、前記入力切替手段に前記擬似信号発生手段からの出力信号を選択させるように制御すると共に、前記比較手段による比較結果に基づいて前記増幅基準信号と前記増幅手段の出力信号とが略同一のレベルになったと判断すると、その時点で前記増幅手段に設定している増幅度を保持するように構成されていることを特徴とする増幅装置。
【請求項１１】
回転機の振動又は音響を検出して電気信号に変換する検出装置と、前記電気信号を増幅手段により増幅する増幅装置と、前記増幅された電気信号の波形を解析して前記回転機の異常を診断する診断装置とで構成される診断システムにおいて、前記診断装置を構成するコンピュータによって実行されるプログラムであって、
前記増幅装置より増幅基準信号が与えられている場合に、当該信号を増幅する増幅手段の出力信号のレベルと基準レベルとを比較させ、
その比較結果に応じて前記増幅手段の増幅度を制御させ、
前記増幅手段の出力信号レベルと前記基準レベルとが略同一になったと判断された場合に、その時点で前記増幅手段に設定させている増幅度を保持させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１】
回転機の振動又は音響を検出して電気信号に変換する検出装置と、
前記電気信号を増幅手段により増幅する増幅装置と、
前記増幅された電気信号の波形を解析して前記回転機の異常を診断する診断装置とで構成される回転機の診断システムについて信号レベルの校正を行うものであり、
前記検出装置に対し、基準となる振動信号又は音響信号を発生させる基準信号発生装置を備え、
前記増幅装置は、
増幅基準信号を発生させる増幅基準信号発生手段と、
前記増幅基準信号のレベルと、前記増幅手段の出力信号のレベルとを比較する比較手段と、
この比較手段による比較結果に応じて前記増幅手段の増幅度を制御する制御手段とを備え、
前記増幅手段は、前記基準信号発生装置によって発生された基準信号を前記検出装置が検出している場合に、前記比較手段による比較結果に基づいて前記増幅基準信号と前記増幅手段の出力信号とが略同一のレベルになったと判断すると、その時点で前記増幅手段に設定している増幅度を保持するように構成されていることを特徴とする校正システム。
【請求項２】
前記基準信号発生装置が基準信号を発生している場合に、前記検出装置によって出力される信号を擬似的に出力する擬似信号発生手段と、
この擬似信号発生手段からの出力信号と前記検出装置からの出力信号との何れかを選択して前記増幅手段に入力するための入力切替手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の校正システム。
【請求項３】
検出装置が接続されているか否かを検出する接続状態検出手段を備え、
前記制御手段は、校正処理を開始すると、前記接続状態検出手段が、前記検出装置が接続されている状態を検出した場合は、前記入力切替手段に前記検出装置からの出力信号を選択させるように制御し、一方、前記接続状態検出手段が、前記検出装置が接続されていない状態を検出した場合は、前記入力切替手段に前記擬似信号発生手段からの出力信号を選択させるように制御することを特徴とする請求項２記載の校正システム。
【請求項４】
回転機の振動又は音響を検出して電気信号に変換する検出装置と、
前記電気信号を増幅手段により増幅する増幅装置と、
前記増幅された電気信号の波形を解析して前記回転機の異常を診断する診断装置とで構成される回転機の診断システムについて信号レベルの校正を行うものであり、
前記増幅装置は、増幅基準信号を発生させる増幅基準信号発生手段を備え、
前記診断装置は、
前記増幅装置より出力される信号を増幅する増幅手段と、
この増幅手段の出力信号のレベルを基準レベルと比較する比較手段と、
この比較手段による比較結果に応じて前記増幅手段の増幅度を制御する制御手段とを備え、
前記増幅手段は、前記増幅装置より前記増幅基準信号が出力されている場合に、前記比較手段による比較結果に基づいて前記増幅手段の出力信号のレベルと前記基準レベルとが略同一になったと判断すると、その時点で前記増幅手段に設定している増幅度を保持するように構成されていることを特徴とする校正システム。
【請求項５】
前記増幅装置は、前記増幅基準信号発生手段からの出力信号と自身が有する増幅手段からの出力信号との何れかを選択して前記診断装置に出力するための出力切替手段を備えることを特徴とする請求項４記載の校正システム。
【請求項６】
前記増幅装置の制御手段は、前記診断装置から校正を開始する旨の指令信号を受信すると、前記出力切替手段に前記増幅基準信号発生手段からの出力信号を選択させることを特徴とした請求項５記載の校正システム。
【請求項７】
前記診断装置は、音声出力手段を備えたパーソナルコンピュータであり、
前記指令信号は、前記音声出力手段から出力される音声信号であることを特徴とする請求項６記載の校正システム。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れかに記載の校正システムに使用されることを特徴とする増幅装置。
【請求項９】
請求項１乃至７の何れかに記載の校正システムに使用されることを特徴とする診断装置。
【請求項１０】
検出装置が回転機の振動又は音響を検出して変換した電気信号を増幅手段により増幅するもので、信号波形を解析して前記回転機の異常を診断するための診断装置に出力する増幅装置において、
前記検出手段によって出力される信号を擬似的に出力する擬似信号発生手段と、
この擬似信号発生手段からの出力信号と前記検出装置からの出力信号との何れかを選択して前記増幅手段に入力するための入力切替手段と、
増幅基準信号を発生させる増幅基準信号発生手段と、
前記増幅基準信号のレベルと、前記増幅手段の出力信号のレベルとを比較する比較手段と、
この比較手段による比較結果に応じて前記増幅手段の増幅度を制御する制御手段とを備え、
前記増幅手段は、校正処理を開始すると、前記入力切替手段に前記擬似信号発生手段からの出力信号を選択させるように制御すると共に、前記比較手段による比較結果に基づいて前記増幅基準信号と前記増幅手段の出力信号とが略同一のレベルになったと判断すると、その時点で前記増幅手段に設定している増幅度を保持するように構成されていることを特徴とする増幅装置。
【請求項１１】
回転機の振動又は音響を検出して電気信号に変換する検出装置と、前記電気信号を増幅手段により増幅する増幅装置と、前記増幅された電気信号の波形を解析して前記回転機の異常を診断する診断装置とで構成される診断システムにおいて、前記診断装置を構成するコンピュータによって実行されるプログラムであって、
前記増幅装置より増幅基準信号が与えられている場合に、当該信号を増幅する増幅手段の出力信号のレベルと基準レベルとを比較させ、
その比較結果に応じて前記増幅手段の増幅度を制御させ、
前記増幅手段の出力信号レベルと前記基準レベルとが略同一になったと判断された場合に、その時点で前記増幅手段に設定させている増幅度を保持させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−２３４４８７（Ｐ２００６−２３４４８７Ａ）
【公開日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−４７２９９（Ｐ２００５−４７２９９）
【出願日】平成１７年２月２３日（２００５．２．２３）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月２３日（２００５．２．２３）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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