CN108351270B - 监视装置以及异常诊断装置 - Google Patents

Abstract

一种监视具有在内部进行流体的压缩和膨胀的至少一者的间室的对象装置中的上述流体的压力状态的监视装置。该监视装置具备：热通量传感器，其设置在上述对象装置，检测上述间室的内部与外部之间的热通量；以及判定部，其基于上述热通量传感器的检测结果，判定上述流体的压力状态。

Description

监视装置以及异常诊断装置

技术领域

本公开涉及监视流体的压力状态的监视装置以及诊断对象装置有无异常的异常诊断装置。

背景技术

作为检测热通量的热通量传感器，例如有专利文献1所公开的传感器。

专利文献1：日本专利第5376086号公报

另外，有将气压、油压、水压等流体压力作为动力使活塞往复运动的动力缸。动力缸也被称为流体压力驱动设备。动力缸之中将气压作为动力的气缸被用作生产设备的促动器。

动力缸的缸的内部空间被活塞分隔为两个间室。向两个间室的一方供给被压缩后的流体。从两个间室的另一方排出流体。通过切换对两个间室的流体的供给和排出，活塞进行往复运动。在两个间室的各个中，流体被压缩或者膨胀，从而流体的压力状态变化。

作为诊断这样的动力缸有无异常的异常诊断装置，期望能够根据间室的内部的流体的压力状态来诊断有无异常的异常诊断装置的实现。

为了该实现，考虑在间室的壁钻孔并安装压力计。但是，发明人的详细的研究的结果为，发现了以下的课题。即，在产生压力变化的间室的壁钻孔对间室的内部的状态产生影响，所以并不优选。因此，期望即使不在间室的壁钻孔并安装测量器，也能够根据间室的内部的流体的压力状态诊断有无异常的异常诊断装置的实现。

此外，该课题并不限定于将动力缸作为诊断对象的异常诊断装置，可以说在将具备在内部流体进行压缩或者膨胀的间室的动力缸以外的对象装置作为诊断对象的异常诊断装置中也相同。另外，与上述的异常诊断装置相同，在监视具有在内部进行流体的压缩和膨胀的至少一者的间室的对象装置中的流体的压力状态的监视装置中，也期望不在间室的壁钻孔并安装测量器，就能够监视间室的内部的流体的压力状态的监视装置的实现。

发明内容

鉴于上述点，本公开的目的在于提供即使不在间室的壁钻孔并安装测量器，也能够监视间室的内部的流体的压力状态的监视装置。并且，本公开的另一个目的在于提供能够根据间室的内部的流体的状态进行异常诊断的异常诊断装置。

本公开的第一对应所涉及的监视装置是监视具有在内部进行流体的压缩和膨胀的至少一者的间室的对象装置中的上述流体的压力状态的监视装置。该监视装置具备：热通量传感器，其设置在上述对象装置，检测上述间室的内部与外部之间的热通量；以及判定部，其基于上述热通量传感器的检测结果，判定上述流体的压力状态。

这里所说的流体的压缩是指与压缩前相比较，流体的压力上升，流体的温度上升的现象。这里所说的流体的膨胀是指与膨胀前相比较，流体的压力降低，流体的温度降低的现象。

若在间室的内部进行流体的压缩和膨胀的至少一者，间室的内部的流体的压力状态变化，则根据该状态变化，间室的内部与外部之间的热通量变化。因此，能够检测间室的内部与外部之间的热通量，并根据该检测结果判定流体的压力状态。

而且，即使不在间室的壁钻孔也能够检测间室的内部与外部之间的热通量。因此，根据该监视装置，即使不在间室的壁钻孔并安装测量器，也能够监视间室的内部的流体的压力状态。

本公开的第二对应所涉及的异常诊断装置是诊断具有在内部进行流体的压缩和膨胀的至少一者的间室的对象装置的异常的异常诊断装置。该异常诊断装置具备：热通量传感器，其设置在上述对象装置，检测上述间室的内部与外部之间的热通量；以及判定部，其基于上述热通量传感器的检测结果，判定上述对象装置是否有异常。

这里所说的流体的压缩是指与压缩前相比较，流体的压力上升，流体的温度上升的现象。这里所说的流体的膨胀是指与膨胀前相比较，流体的压力降低，流体的温度降低的现象。

若在间室的内部进行流体的压缩和膨胀的至少一者，间室的内部的流体的压力状态变化，则根据该状态变化，间室的内部与外部之间的热通量变化。该热通量的变化的方式在对象装置正常的情况和对象装置有异常的情况下不同。因此，能够检测间室的内部与外部之间的热通量，并根据该检测结果判定对象装置是否有异常。

而且，即使不在间室的壁钻孔也能够检测间室的内部与外部之间的热通量。因此，根据该异常诊断装置，即使不在间室的壁钻孔并安装测量器，也能够根据间室的内部的流体的状态进行异常诊断。

此外，权利要求书所记载的各单元的括弧内的符号是表示与后述的实施方式所记载的具体的单元的对应关系的一个例子。

附图说明

图1是表示第一实施方式中的异常诊断装置和气缸的图。

图2是图1中的热通量传感器的俯视图。

图3是图2的III－III线的剖视图。

图4A是第一实施方式的正常例1的期间P1时的气缸的剖视图。

图4B是第一实施方式的正常例1的期间P2时的气缸的剖视图。

图4C是第一实施方式的正常例1的期间P3时的气缸的剖视图。

图4D是第一实施方式的正常例1的期间P4时的气缸的剖视图。

图5是表示第一实施方式的正常例1的随着时间经过的热通量的变化的图。

图6A是第一实施方式的正常例2的期间P5时的气缸的剖视图。

图6B是第一实施方式的正常例2的期间P6时的气缸的剖视图。

图6C是第一实施方式的正常例2的期间P7时的气缸的剖视图。

图6D是第一实施方式的正常例2的期间P8时的气缸的剖视图。

图7是表示第一实施方式的正常例2的随着时间经过的热通量的变化的图。

图8A是第一实施方式的正常例3的期间P11时的气缸的剖视图。

图8B是第一实施方式的正常例3的期间P12时的气缸的剖视图。

图8C是第一实施方式的正常例3的期间P13时的气缸的剖视图。

图8D是第一实施方式的正常例3的期间P14时的气缸的剖视图。

图9是表示第一实施方式的正常例3的随着时间经过的热通量的变化的图。

图10是第一实施方式的异常例1的期间Px1时的气缸的剖视图。

图11是表示第一实施方式的异常例1的随着时间经过的热通量的变化的图。

图12是第一实施方式的异常例2的气缸的剖视图。

图13是表示第一实施方式的异常例2的随着时间经过的热通量的变化的图。

图14是第一实施方式的异常例3的气缸的剖视图。

图15是表示第一实施方式的异常例3的随着时间经过的热通量的变化的图。

图16是表示第一实施方式中的异常诊断控制的流程图。

图17是用于说明第一实施方式中的异常的有无的判定方法的图。

图18是用于说明第一实施方式中的异常的有无的判定方法的图。

图19是用于说明第一实施方式中的异常的有无的判定方法的图。

图20是表示作为第二实施方式中的异常诊断装置的一部分的热通量传感器和气缸的图。

图21是表示第二实施方式的正常例1的随着时间经过的热通量的变化的图。

图22是用于说明第三实施方式中的异常有无的判定方法的图。

图23是用于说明第四实施方式中的异常有无的判定方法的图。

图24A是第五实施方式的正常时的期间P21时的气缸的剖视图。

图24B是第五实施方式的正常时的期间P22时的气缸的剖视图。

图24C是第五实施方式的正常时的期间P23时的气缸的剖视图。

图24D是第五实施方式的正常时的期间P24时的气缸的剖视图。

图25是表示第五实施方式的正常时的随着时间经过的热通量的变化的图。

图26是其它的实施方式中的球阀的剖视图。

图27是其它的实施方式中的球阀的剖视图。

图28是其它的实施方式中的减震器的剖视图。

图29是其它的实施方式中的压力罐的剖视图。

具体实施方式

以下，基于图对本公开的实施方式进行说明。此外，在以下的实施方式彼此中，对彼此相同或同等的部分附加相同的附图标记进行说明。

(第一实施方式)

在本实施方式中，对作为监视装置的异常诊断装置进行说明。如图1所示，本实施方式的异常诊断装置1诊断作为对象装置的气缸20的异常。

气缸20是将空气压作为动力，使活塞24往复运动的动力缸。气缸20具备缸22、活塞24以及活塞杆26。缸22、活塞24以及活塞杆26为金属制。

缸22是具有圆筒状的内部空间(即，间室)221的壳体。因此，缸22也被称为缸壳。间室221通过活塞24分隔为第一室222和第二室223两个间室。第一室222是活塞24的与活塞杆26侧相反的一侧的间室。第二室223是活塞24的活塞杆26侧的间室。在缸22形成有与第一室222连通的第一开口部224。在缸22形成有与第二室223连通的第二开口部225。

活塞24配置在间室221的内部。在活塞24的侧面安装有橡胶制的密封部件241。通过密封部件241密封活塞24与缸22之间。活塞24通过密封部件241相对于缸22的内面滑动。

活塞杆26是与活塞24联动的轴部件。缸22形成第三开口部226。活塞杆26通过第三开口部226。在构成第三开口部226的内壁面安装有橡胶制的密封部件227。活塞杆26与缸22之间被密封部件227密封。活塞杆26通过密封部件227相对于缸22的内面滑动。

在缸22的第一开口部224以及第二开口部225连接有未图示的流路切换阀。流路切换阀对第一开口部224和第二开口部225的各个，切换未图示的空气供给流路和空气排出流路的连接。空气供给流路与作为压缩的空气的供给源的未图示的空气压缩机连接。空气排出流路开放到大气中。通过流路切换阀，切换向第一室222供给压缩空气并且第二室223开放到大气的第一状态、和第一室222开放到大气，并且向第二室223供给压缩空气的第二状态。

另外，在连接到第一开口部224的流路和连接到第二开口部225的流路分别设置有未图示的流量调整阀。流量调整阀是通过调整供给的压缩空气的流量，来变更活塞24的动作速度的速度控制器。

如图1所示，异常诊断装置1具备热通量传感器10、控制装置12以及显示装置14。

热通量传感器10检测缸22的内部与外部之间的热通量。多个热通量传感器10分别安装在缸22的外面。在本实施方式中，热通量传感器10具有第一热通量传感器10a和第二热通量传感器10b。

第一热通量传感器10a配置在缸22的外面中离第一室222最近的部位。第一热通量传感器10a检测第一室222的内部与外部之间的热通量。第二热通量传感器10b配置在缸22的外面中离第二室223最近的部位。第二热通量传感器10b检测第二室223的内部与外部之间的热通量。热通量传感器10为平板形状。后述热通量传感器10的内部结构。热通量传感器10与控制装置12的输入侧连接。

控制装置12进行气缸20的异常诊断控制。该异常诊断控制是基于热通量传感器10的检测结果，判定气缸20是否有异常。因此，控制装置12构成基于热通量传感器10的检测结果，判定对象装置是否有异常的判定部。

在控制装置12的输出侧连接有显示装置14。控制装置12在有异常时，使显示装置14显示有异常。控制装置12通过具有微信计算机、存储装置等而构成。

显示装置14是用于向用户报告有异常的报告装置。使用液晶显示器等作为显示装置14。

如图2、3所示，热通量传感器10通过分别将绝缘基材100、表面保护部件110、背面保护部件120一体化而构成。在该一体化后的部件的内部具有交替地串联连接第一、第二层间连接部件130、140的结构。此外，在图2中，省略表面保护部件110。绝缘基材100、表面保护部件110、背面保护部件120为薄片状，由热塑性树脂等具有挠性的树脂材料构成。绝缘基材100形成在其厚度方向贯通的多个第一、第二通孔101、102。在第一、第二通孔埋入有由相互不同的金属或者半导体等热电材料构成的第一、第二层间连接部件130、140。通过配置在绝缘基材100的表面100a的表面导体图案111构成第一、第二层间连接部件130、140的一方的连接部。通过配置在绝缘基材100的背面100b的背面导体图案121构成第一、第二层间连接部件130、140的另一方的连接部。

若热通量在热通量传感器10的厚度方向通过热通量传感器10，则在第一、第二层间连接部件130、140的一方的连接部与另一方的连接部产生温度差。由此，根据塞贝克效应而在第一、第二层间连接部件130、140产生热电动势。热通量传感器10输出该热电动势作为表示电压的传感器信号。

接下来，对气缸20正常地动作时的随着时间经过的热通量变化进行说明。

(正常例1)

如图4A～4D所示，正常例1是气缸20的伸缩方向(即，活塞24的移动方向)为左右方向，且气缸20从压缩的状态变为舒张的状态的情况。该情况的热通量变化成为图5所示的波形。图5的横轴是从向气缸20的压缩空气的供给开始的经过时间。图5的纵轴表示第一热通量传感器10a、第二热通量传感器10b检测到的热通量的大小。将从间室的内部朝向外部的热通量设为+侧。将从间室的外部朝向内部的热通量设为－侧。另外，图5中的期间P1、P2、P3、P4分别与气缸20的状态为图4A、4B、4C、4D所示的状态时对应。

在期间P1，如图4A所示，气缸20从压缩的状态成为舒张的状态，所以向第一室222供给压缩空气，且第二室223被进行大气开放。此时，第二室223从存在在从舒张的状态成为压缩的状态时供给的压缩空气的状态成为进行了大气开放的状态。在期间P1，由于密封部件241、227的静止摩擦，活塞24不开始移动。由于第一室222的压力上升，从而第一室222的空气被压缩并加热。因此，从第一室222的内部朝向外部的热通量增加。由此，第一热通量传感器10a检测出的热通量(以下，称为第一热通量)在+侧增加。另一方面，第二室223通过大气开放而减压，第一室222的空气膨胀并被冷却。因此，从外部朝向第二室223的内部的热通量增加。由此，第二热通量传感器10b检测出的热通量(以下，称为第二热通量)成为－(负)的值，在－侧绝对值增加。

在期间P2，如图4B所示，第一室222与第二室223的压力差提高，活塞24开始移动。通过活塞24开始移动，从而第一室222的空气膨胀，第一室222的压力降低。因此，第一室222的空气被冷却。由此，第一热通量减少。相反，第二室223被压缩空气，所以减压状态变得缓慢。因此，第二热通量的变化变得缓慢。

在期间P3，如图4C所示，通过未图示的止动器，活塞24停止。因此，第一室222的空气的膨胀停止，第一室222的压力再次上升。通过空气被压缩并加热，第一热通量在+侧增加。另一方面，通过活塞24的停止，第二室223的空气的压缩也停止。因此，第二室223的减压进一步进展。由此，第二热通量的－侧的绝对值的增加变快。

在期间P4，如图4D所示，在第一室222成为规定的压力之前，供给压缩空气。若第一室222成为规定的压力，则成为停止压缩空气的供给的状态。由此，第一室222的空气的加热饱和，第一热通量逐渐减小并接近0。第二室223逐渐接近大气压的状态。由此，第二热通量逐渐减小并接近0。

(正常例2)

如图6A～6D所示，正常例2是气缸20的伸缩方向为左右方向，且气缸20从舒张的状态变为压缩的状态的情况。该情况下的热通量变化成为图7所示的波形。图7的横轴表示从向气缸20的压缩空气的供给开始的经过期间。图7的纵轴与图5的纵轴相同。另外，图7中的期间P5、P6、P7、P8分别与气缸20的状态为图6A、6B、6C、6D所示的状态时对应。

在期间P5，如图6A所示，气缸20从舒张的状态成为压缩的状态，所以向第二室223供给压缩空气，第一室222被进行大气开放。在期间P6，如图6B所示，第一室222与第二室223的压力差变高，活塞24开始移动。在期间P7，如图6C所示，通过未图示的止动器，活塞24停止。在期间P8，如图6D所示，在第二室223成为规定的压力之前，供给压缩空气。若第二室223成为规定的压力，则成为停止压缩空气的供给的状态。

正常例2时的活塞24的动作成为与正常例1时的活塞24的动作相反的动作。因此，如图7所示，第一热通量的波形和第二热通量的波形成为与正常例1时的第一热通量的波形和第二热通量的波形相反的关系。即，正常例2的第一热通量的波形与正常例1的第二热通量的波形相同。正常例2的第二热通量的波形与正常例1的第一热通量的波形相同。

(正常例3)

如图8A～8D所示，正常例3是气缸20的伸缩方向为左右方向，且在气缸20舒张时，进行推压工件30的工作的情况。该情况下的热通量变化成为图9所示的波形。图9的横轴和纵轴分别与图5的纵轴和横轴相同。另外，图9中的期间P11、P12、P13、P14分别与气缸20的状态为图8A、8B、8C、8D所示的状态时对应。

在期间P11，如图8A所示，与正常例1的期间P1相同，向第一室222供给压缩空气，且第二室223被进行大气开放。然后，与正常例1的期间P1同样地，活塞24开始移动。因此，在期间P11，第一热通量以及第二热通量描绘与正常例1的期间P1、P2相同的波形。

在期间P12，如图8B所示，活塞杆26与工件30抵接，活塞24停止。在工件30通过静止摩擦而持续维持停止的状态的期间，第一室222的压力上升。因此，第一室222的空气被压缩并加热。由此，第一热通量在+侧增加。另一方面，第二室223通过大气开放所引起的减压进一步进展。因此，第二热通量的在－侧的绝对值的增加急剧变快。

在期间P13，如图8C所示，工件30开始移动。由于工件30，即、活塞24开始移动，从而第一室222的空气膨胀，第一室222的压力降低。因此，第一室222的空气被冷却。由此，第一热通量减少。相反，第二室223由于压缩空气，所以减压状态变得缓慢。因此，第二热通量的变化变得缓慢。

在期间P14，与正常例1的期间P3同样，通过未图示的止动器，活塞24停止。其后，与正常例1的期间P4同样地，成为停止压缩空气的供给的状态。因此，在期间P14，第一热通量以及第二热通量描绘与正常例1的期间P3、P4相同的波形。

接下来，对气缸20的动作产生了异常时的随着时间经过的热通量的变化进行说明。

(异常例1)

异常例1是与正常例1对应的异常例。如图10所示，异常例1是在气缸20从压缩的状态变为舒张的状态的中途与异物30A碰撞的情况。该情况的热通量变化成为图11所示的波形。

在图11的期间Px1，如图10所示，活塞杆26与异物碰撞。此时，第一室222的压力上升。即，空气被压缩并加热。因此，在期间Px1，第一热通量在+侧增大。另一方面，第二室223由于大气开放，减压进展。即，空气的膨胀所引起的冷却急剧进展。因此，第二热通量在－侧绝对值增大。

因此，如图11所示，异常例1时的热通量的波形与图5所示的正常例1的波形不同。

(异常例2)

异常例2是与正常例1对应的异常例。如图12所示，异常例2是在气缸20推动可动板31的情况下，由于滑动摩擦阻力而活塞24的动作延迟的异常例。

可动板31构成为经由直线套筒32、33沿着两根杆34、35移动。直线套筒32、33是沿着作为直线状部件的两根杆移动的引导部件。直线套筒32、33固定于可动板31。可动板31固定于活塞杆26。通过活塞杆26移动，从而可动板31移动。

在直线套筒32、33以及两根杆34、35之间涂覆有润滑剂。若该润滑剂劣化，则直线套筒32、33的滑动摩擦阻力增大。因此，活塞24的动作延迟。

该情况下的热通量变化成为图13所示的波形。若滑动摩擦阻力增大，则活塞24移动所引起的在第一室222的空气的膨胀冷却的效果变小。另外，到气缸20舒张为止的时间变长。在图13的期间Px2，第一热通量的变化与正常例1相比较，变得缓慢，并且产生第一热通量的增加的时间推迟。另外，第二热通量的变化与正常例1相比较，产生第二热通量的绝对值的增加的时间推迟。

因此，如图13所示，异常例2时的热通量的波形与图5所示的正常例1的波形不同。

(异常例3)

异常例3是与正常例3对应的异常例。如图14所示，异常例3是在气缸20舒张并推压工件30的情况下，由于设备的某种异常，而应该推压的工件30不存在的情况。该情况下的热通量变化成为图15所示的波形。

在图15中的期间Px3，由于不存在工件30，所以第一热通量和第二热通量的变化分别成为与正常例1相同的波形。

接下来，对控制装置12进行的异常诊断控制进行说明。

如图16所示，控制装置12基于热通量传感器10的检测结果，进行异常诊断。此外，图16中所示的各步骤构成实现各种功能的功能实现部。另外，分别对第一热通量传感器10a和第二热通量传感器10b进行图16所示的异常诊断控制。使用了第一热通量传感器10a的异常诊断控制、和使用了第二热通量传感器10b的异常诊断控制实际上相同。因此，以下，对使用了第一热通量传感器10a的异常诊断控制进行说明。

具体而言，在步骤S1，控制装置12获取第一热通量传感器10a的检测值。此时，控制装置12根据从第一热通量传感器10a输入的传感器信号即电压值计算热通量的值。控制装置12使用计算出的热通量值作为检测值。此外，也可以代替使用热通量值，而使用从热通量传感器10输出的电压的值作为检测值。

接着，在步骤S2，控制装置12对在步骤S1求出的检测值与阈值进行比较，并基于该比较结果判定是否有异常。此时，控制装置12对从向气缸20的压缩空气的供给开始经过时间为规定时间时的检测值与该规定时间下的阈值进行比较。该阈值是根据上述规定时间而设定的判定基准。而且，在检测值超过阈值时，或者检测值低于阈值时，控制装置12判定为有异常。

例如，如图17所示，为了检测异常例1，控制装置12对作为规定时间的时间T1的检测值qx与时间T1时的阈值qth1进行比较。

在图17中，示出图11所示的异常例1的第一热通量的波形和正常例1的第一热通量的波形。在有异常时，时间T1时的检测值qx超过阈值qth1。因此，控制装置12在检测值qx超过阈值qth1的情况下，判定为有异常。

另外，如图18所示，为了检测异常例2，控制装置12对作为规定时间的时间T2的检测值qx与时间T2时的阈值qth2进行比较。

在图18中，示出图13所示的异常例2的第一热通量的波形和正常例1的第一热通量的波形。在有异常时，时间T2时的检测值qx低于阈值qth2。因此，控制装置12在检测值qx低于阈值qth2的情况下，判定为有异常。

另外，如图19所示，为了检测异常例3，控制装置12对作为规定时间的时间T3的检测值qx与时间T3时的阈值qth3进行比较。

在图19中，示出图15所示的异常例3的第一热通量的波形和正常例1的第一热通量的波形。在有异常时，时间T3时的检测值qx低于阈值qth3。因此，控制装置12在检测值qx低于阈值qth3的情况下，判定为有异常。

此外，在步骤S2的判定中，控制装置12也可以将多个不同的规定时间的检测值与阈值进行比较来进行判定。此时，优选按照异常的原因设定规定时间。由此，能够确定出异常的原因。

例如，控制装置12判定图17的时间T1时的检测值qx是否比对应的阈值qth1高，另外，控制装置12判定图18的时间T2时的检测值qx是否比对应的阈值qth2低。通过进行这两方的判定，在有异常的情况下，能够进行异常的原因是异常例1和异常例2的哪一个的确定。

在判定为有异常的情况下，在步骤S3，控制装置12对显示装置14输出用于进行有异常的显示的控制信号。由此，向保养人员报告异常。其结果为，保养人员能够实施需要的措施。

如以上的说明那样，本实施方式的异常诊断装置1具备第一热通量传感器10a、第二热通量传感器10b以及控制装置12。控制装置12对第一热通量传感器10a的检测结果与对应的判定基准进行比较，判定气缸20是否有异常。控制装置12对第二热通量传感器10b的检测结果与对应的判定基准进行比较，判定气缸20是否有异常。

如上述那样，在气缸20的运转中，在第一室222以及第二室223的内部，空气被压缩或者膨胀而空气的状态变化。根据该空气的状态的变化，第一室222的内部与外部之间的热通量以及第二室223的内部与外部之间的热通量变化。因此，利用第一热通量传感器10a检测第一室222的内部与外部之间的热通量。利用第二热通量传感器10b检测第二室223的内部与外部之间的热通量。然后，控制装置12通过对这些检测结果与判定基准及比较，能够判定气缸20是否有异常。此外，对检测结果和对应的判定基准进行比较来进行判定等同于判定第一室222的内部以及第二室223的内部的空气的压力状态。

另外，即使不在间室的壁钻孔，也能够通过设置在间室外的第一热通量传感器10a以及第二热通量传感器10b检测第一室222和第二室223各自的间室的内部与外部之间的热通量。因此，根据本实施方式的异常诊断装置1，也可以不用为了测量器的安装而在第一室222和第二室223各自的壁钻孔。

然而，考虑使用检测活塞24的位置的位置传感器的方法，作为利用与本实施方式的异常诊断装置1不同的方法进行异常诊断的方法。该位置传感器是磁传感器，一般而言被称为自动开关。具体而言，该异常诊断方法通过自动开关和计时器，测定从活塞24开始移动开始到到达停止位置为止的时间，并将测定时间与预先设定的规定时间进行比较。而且，该异常诊断方法在测定时间比规定时间长或者短时判定为异常。

但是，在使用该位置传感器的异常诊断方法中，在即使在活塞24的动作中途有异常，活塞24到达停止位置的时间也与正常时不变的情况下，不能够判定为异常。

与此相对，本实施方式的异常诊断装置1基于热通量传感器10的检测结果，诊断异常的有无。若在活塞24的动作中途有异常，则与正常时相比较，热通量的变化的方式改变。因此，根据本实施方式的异常诊断装置1，即使在活塞24的动作中途有异常且活塞24到达停止位置的时间与正常时不变的情况下，也能够判定为异常。

另外，本实施方式的异常诊断装置1进行的异常诊断能够利用于气缸20的初始设定的适当判定。例如，在将故障的气缸20更换为新的气缸20的情况下，为了使活塞24的动作速度与更换前一致，需要调整流量调整阀。因此，在流量调整阀的调整后，本实施方式的异常诊断装置1进行上述的异常诊断。由此，能够判定流量调整阀的调整情况是否适当。因此，能够得到活塞24的移动速度的再现性。

另外，本实施方式的异常诊断装置1进行的异常诊断能够利用于通过气缸20使滑动机构工作的装置中的滑动机构的组装的是正判定。例如，在上述异常例2所说明的气缸20推动可动板的装置的组装中，需要得到两根杆的平行性。若得不到该平行性，则两根杆与直线套筒之间的滑动阻力增大。因此，热通量的变化成为异常例2的波形。因此，在组装后，进行上述的异常诊断。由此，能够判定是否适当地进行了组装。

(第二实施方式)

本实施方式的异常诊断装置1的诊断对象以及热通量传感器10的安装位置与第一实施方式的异常诊断装置1不同。

如图20所示，本实施方式的异常诊断装置1将作为气缸的无杆气缸40作为诊断对象。

无杆气缸40具备与缸22连接的第一接块41以及第二接块42。第一接块41将第一开口部224与未图示的配管连接。第二接块42将第二开口部225与未图示的配管连接。第一接块41以及第二接块42为金属制。

第一热通量传感器10a安装在第一接块41的外面。第二热通量传感器10b安装在第二接块42的外面。正常例1的情况下的第一热通量的变化以及第二热通量的变化成为图21所示的波形。如图21所示，即使将热通量传感器10设置于远离缸22的间室221(222、223)的位置，也能够检测热通量的变化。

这样，只要在传导热量的范围内，则即使在远离间室221的位置也能够测定间室221的内部与外部之间的热通量。因此，使用热通量传感器10的异常诊断装置1在热通量传感器10的安装位置上有自由度。

(第三实施方式)

本实施方式的异常诊断装置1的异常诊断控制中的图16的步骤S2的判定的方法与第一实施方式的异常诊断控制不同。

在本实施方式中，控制装置12使用在步骤S1获取的检测值到达阈值的时间，作为热通量传感器10的检测结果。控制装置12通过计时器测定到达时间，并将测定出的到达时间与预先决定的对应的判定时间进行比较。

例如，如图22所示，为了检测异常例2，控制装置12对热通量传感器10的检测值到达阈值qth的到达时间Tx与判定时间Tth进行比较。基于正常例1的热通量波形预先设定判定时间Tth。在到达时间Tx比判定时间Tth迟的情况下，控制装置12判定为有异常。

这样一来，也能够判定气缸20是否有异常。

(第四实施方式)

本实施方式的异常诊断装置1的异常诊断控制中的图16的步骤S2的判定的方法与第一、第三实施方式的异常诊断控制不同。

在本实施方式中，如图23所示，控制装置12使用表示相对于气缸20的一个周期整体的时间的热通量的变化的热通量波形，作为热通量传感器10的检测结果。一个周期是指活塞24的从一个停止位置到另一个停止位置的移动期间。另外，作为判定基准，使用基于正常时的热通量波形设定的判定区域。该判定区域定义为相对于正常时的热通量波形将纵轴的检测值增大规定值后的上限波形与相对于正常时的热通量波形将纵轴的检测值减小规定值后的下限波形之间的区域。而且，在检测出的热通量波形超出判定区域的情况下，控制装置12判定为有异常。这样一来，也能够判定气缸20是否有异常。

此外，也可以如以下那样变更判定的方法。即，控制装置12计算检测出的热通量波形与正常时的热通量波形的各时间的差的积分值，并对积分值与判定值进行比较，在积分值超过判定值的情况下，判定为有异常。

(第五实施方式)

如图24A～24D所示，本实施方式的异常诊断装置1在异常诊断对象的气缸20的伸缩方向为上下方向这一点与第一实施方式不同。

气缸20向上下方向伸缩的情况下的正常时的热通量变化成为图25所示的波形。图25的横轴是从向第一室222的压缩空气的供给开始的经过时间。图25的横轴示出在气缸20舒张之后，压缩并返回到原来的状态的一个周期的期间。图25的纵轴与图5相同。另外，图25中的期间P21、P22、P23、P24分别与气缸20的状态为图24A、24B、24C、24D所示的状态时对应。

在图25的期间P21，如图24A所示，气缸20从压缩的状态成为向下方向舒张的状态，所以向第一室222供给压缩空气，且第二室223被进行大气开放。而且，由于第一室222的压力上升和活塞24以及活塞杆26的自重，而活塞24开始向下方向移动。第一室222到活塞24开始移动为止，压缩并加热空气。第一室222若活塞24开始移动，则空气膨胀并被冷却。因此，第一热通量在+侧急剧地增加，之后减少。第二室223由于活塞24下降，而空气在一瞬间被压缩并加热。其后，第二室223通过大气开放而减压进展，空气膨胀并被冷却。因此，第二热通量在+侧增加，之后减少，并转为－的值。

在期间P22，如图24B所示，通过未图示的止动器，活塞24停止。而且，第一室222以规定的压力恒定。由此，第一室222的空气的加热饱和。因此，第一热通量逐渐减小并接近0。第二室223成为大气压的状态。因此，第二热通量逐渐减小并接近0。

在期间P23，如图24C所示，气缸20从舒张的状态成为压缩的状态，所以向第二室223供给压缩空气，且第一室222被进行大气开放。通过第二室223的压力上升而活塞24开始向上移动。第二室223到活塞24开始移动为止，压缩并加热空气。第二室223若活塞24开始移动，则空气膨胀并被冷却。因此，第二热通量在+侧急剧增加，之后减少。第一室222通过大气开放而减压进展，空气膨胀并被冷却。因此，第一热通量在－侧绝对值增加。

在期间P24，如图24D所示，通过未图示的止动器，活塞24停止。而且，第二室223以规定的压力恒定。由此，第二室223的空气的加热饱和。因此，第二热通量逐渐减小并接近0。第一室222成为大气压的状态。因此，第一热通量的绝对值逐渐减小并接近0。

在本实施方式中也与第一实施方式相同，控制装置12进行异常诊断控制。即，控制装置12使用基于上述的正常时的热通量变化预先设定的判断基准，对热通量传感器的检测结果与上述判断基准进行比较，判定气缸20是否有异常。这样一来，能够进行气缸20的异常诊断。

(其它的实施方式)

本公开并不限定于上述的实施方式，如下述那样，在权利要求书所记载的范围内能够适当地变更。

在上述各实施方式中，作为热通量传感器10，使用了第一热通量传感器10a和第二热通量传感器10b，但也可以仅使用第一热通量传感器10a和第二热通量传感器10b的一方。这是因为在气缸20的异常时，在第一室222和第二室223的哪一个，相对于时间的热通量变化均与正常时不同。

在上述各实施方式中，作为异常诊断的对象的对象装置为气缸，即、进行直线动作的气压驱动设备，但对象装置也可以是通过气压而工作部件进行直线动作以外的动作的气压驱动设备。进行直线动作以外的动作的气压驱动设备与气缸相同，具备具有内部空间的壳体和配置在该内部空间的工作部件。壳体的内部空间被工作部件分隔为两个间室。工作部件将供给至隔着工作部件的两个间室的一方的压缩空气作为动力进行移动。

另外，驱动设备并不限定于将气压作为动力的情况，也可以是将油压、水压等气压以外的流体压力作为动力的流体压力驱动设备。该流体压力驱动设备将供给至隔着工作部件的两个间室的一方的流体作为动力，从而工作部件移动。由于供给至间室的流体压缩或者膨胀，从而间室的内部与外部之间的热通量变化。因此，通过利用热通量传感器检测该热通量的变化，能够诊断驱动设备有无异常。

另外，对象装置并不限定于流体压力驱动设备。具有在内部进行流体的压缩和膨胀的至少一者的间室的装置的间室的内部与外部之间的热通量变化。因此，上述的异常诊断装置1能够对具有在内部进行流体的压缩和膨胀的至少一者的间室的对象装置进行异常诊断。

作为这样的对象装置，例如能够列举流体阀、减震器、压力罐。

流体阀是为了通过、阻止或控制流体，而具有能够开闭流体的流路的可动机构的设备。作为流体阀有球阀。

如图26、27所示，球阀50具备阀身51、和球52。阀身51是在内部形成流体的流路53的流路形成部件。球52是开闭流路53的球状的阀体。另外，球阀50具备未图示的密封材料。

球52通过以轴心54为中心旋转90度，来开闭流路53。如图26所示，若球52从打开流路53的状态切换为关闭的状态，则在流路53中比球52靠上游侧的上游侧流路53a，与切换前相比较，流体的压力增大。因此，流体被压缩。与此相对于，如图27所示，若球52从关闭流路53的状态切换为打开的状态，则在上游侧流路53a，与切换前相比较，流体的压力减少。因此，流体膨胀。

这样，在上游侧流路53a，通过球阀50的开闭的切换动作，来进行流体的压缩、膨胀。因此，上游侧流路53a与阀身51的外部之间的热通量变化。因此，在球阀50中，上游侧流路53a相当于进行流体的压缩和膨胀的至少一者的间室。上游侧流路53a是被阀体分隔的间室的一个。

这里，以球阀50为代表的流体阀有由于阀体的破损、异物的咬入、密封材料的劣化等原因而动作不良，即、产生异常的情况。为了诊断该异常的有无，考虑在流路中途设置压力计、流量计等测量器的情况。

该情况下，为了对流体阀附加地设置测量器，考虑在构成流路的壁钻孔。但是，在气密性较重要的情况下，不允许钻孔来设置测量器。另外，在设置压力计、流量计等测量器的情况下，测量器与流体接触，所以根据流体的种类，而在耐药品性的关系下能够使用的测量器有限。或者，根据流体的种类，而不能够设置测量器。

因此，在阀身51的外面中的接近上游侧流路53a的部位设置热通量传感器10。热通量传感器10检测上游侧流路53a与阀身51的外部之间的热通量。控制装置12基于该热通量传感器10的热通量的检测结果，判定球阀50是否有异常。

根据该球阀50的异常诊断装置，即使不在阀身51钻孔并安装测量器，也能够诊断球阀50的异常的有无。另外，热通量传感器10安装于阀身51的外部。因此，热通量传感器10不与流体接触。由此，能够不管流体的种类而诊断球阀50有无异常。

减震器是使机械的运转部的冲击、振动衰减，减轻噪声、损伤的缓冲设备。作为减震器，有双管式的减震器。

如图28所示，双管式的减震器60具备外管61、内管62、活塞63、活塞杆64、油65、以及气体66。

内管62配置在外管61的内部。内管62具有设在底部的下排阀62a。活塞63配置在内管62的内部。活塞63具有活塞阀63a。活塞杆64与活塞63相连。

油65配置在内管62的内部以及外管61与内管62之间。因此，内管62的内部是存在油65的油室67。外管61与内管62之间中存在油65的间室是油室68。气体66配置在外管61与内管62之间。因此，外管61与内管62之间中存在气体66间室是气室69。

减震器60的衰减力通过油65通过活塞阀63a以及下排阀62a时的流体阻力而产生。若活塞杆64受到冲击而下降，则油65通过活塞阀63a以及下排阀62a，从而使冲击衰减。此时，油65以及气体66的压力增大。即，油65以及气体66被压缩。另外，若活塞杆64上升，则油65以及气体66的压力减少。即，油65以及气体66膨胀。因此，油室67、68以及气室69的各个相当于进行流体的压缩和膨胀的至少一者的间室。

这里，减震器60有由于密封材料的劣化等原因引起的气体泄露而动作不良，即、产生异常的情况。为了诊断该异常的有无，考虑在外管61钻孔设置压力计。但是，外管61的内部的压力设定为减震器60能够吸收假定的冲击力。因此，并不优选在外管61钻孔附加地设置压力计。

因此，在外管61的外面中接近油室67、68的部位设置热通量传感器10。热通量传感器10检测油室67、68与外部之间的热通量。或者，在外管61的外面中接近气室69的部位设置热通量传感器10。热通量传感器10检测气室69的内部与外部之间的热通量。控制装置12基于热通量传感器10的检测结果，判定减震器60是否有异常。

据此，即使不在外管61钻孔安装压力计，也能够诊断减震器60有无异常。

压力罐是用于存储被增压的空气或油等流体的设备。如图29所示，压力罐70具备在内部存储流体的容器71。容器71具有流体的入口72以及出口73。容器71的内部是存储流体的间室74。另外，虽然未图示，但压力罐70具备密封容器71的连接部等的密封材料。

通过间室74的压力变化，流体压缩或者膨胀。因此，间室74相当于进行流体的压缩和膨胀的至少一者的间室。

这里，压力罐70有由于密封材料的劣化等原因而产生内部的流体的泄露，即产生异常的情况。为了诊断该异常的有无，考虑在容器71钻孔设置压力计。但是，在容器71的气密性较重要的情况下，不允许在容器71钻孔设置压力计。另外，根据流体的种类而在耐药品性的关系下能够使用的测量器有限。

因此，在容器71的外面设置热通量传感器10。热通量传感器10检测间室74的内部与外部之间的热通量。控制装置12基于该热通量传感器10的检测结果，判定压力罐70是否有异常。

据此，即使不在容器71钻孔安装压力计，也能够诊断异常的有无。另外，热通量传感器10安装于容器71的外部。因此，不管流体的种类而能够诊断压力罐70有无异常。

在上述各实施方式中，异常诊断装置应用了本公开的特征的构成，但也可以将本发明的特征构成应用于异常诊断装置以外的其它的监视装置。即，在上述各实施方式中，控制装置12基于热通量传感器10的检测结果，判定对象装置是否有异常。与此相对，控制装置12也可以基于热通量传感器10的检测结果，判定对象装置中的流体的压力状态。

判定流体的压力状态包含在流体的压力状态变化为多个规定状态的任意一个的情况下，判定流体的压力状态是否符合多个规定状态的任意一个。

例如，在第一实施方式所说明的气缸20中，在空气的压力状态按照图4A所示的状态、图4B所示的状态、图4C所示的状态的顺序变化的情况下，如上述那样，热通量如图5的期间P1、P2、P3所示那样变化。因此，控制装置12能够基于热通量传感器10的检测结果，判定空气的压力状态是否符合图4A所示的状态、图4B所示的状态、图4C所示的状态的任意一个。然后，控制装置12能够基于该判定结果和空气的压力状态与活塞24的位置的关系，检测活塞24的位置。

在上述各实施方式中，作为热通量传感器10，使用了图2、3所示的结构，但也可以使用其它的结构。

在上述各实施方式中，作为报告装置，使用了显示装置14，但也可以使用蜂鸣器等声音的产生装置。

上述各实施方式并不是相互没有关系的，除了组合明显不可能的情况下，能够适当地组合。另外，在上述各实施方式中，构成实施方式的要素除了特别了明示了是必须的要素的情况以及在原理认为明显是必须的要素的情况下等之外，当然并不一定是必须的要素。

以下，对本公开的总结进行叙述。

根据上述各实施方式的一部分或者全部所示的第一观点，监视装置具备热通量传感器和判定部。监视装置监视具有在内部进行流体的压缩和膨胀的至少一者的间室的对象装置中的流体的压力状态。热通量传感器设置于对象装置。热通量传感器检测间室的内部与外部之间的热通量。判定部基于热通量传感器的检测结果，判定流体的压力状态。

另外，根据第二观点，监视装置的对象装置具备具有内部空间的壳体和配置在该内部空间的工作部件。壳体的内部空间被工作部件分隔为两个间室。工作部件将供给至两个间室的一方的流体作为动力进行移动。热通量传感器检测两个间室的至少一方的间室的内部与外部之间的热通量。监视装置能够监视具有这样的具体的构成的对象装置中的流体的压力状态。

另外，根据第三观点，异常诊断装置具备热通量传感器和判定部。热通量传感器设置于具有在内部流体进行压缩或者膨胀的间室的对象装置。热通量传感器检测间室的内部与外部之间的热通量。判定部基于热通量传感器的检测结果，判定对象装置是否有异常。

另外，根据第四观点，异常诊断装置的对象装置具备具有内部空间的壳体和配置在该内部空间的工作部件。壳体的内部空间被工作部件分隔为两个间室。工作部件将供给至两个间室的一方的流体作为动力进行移动。热通量传感器检测两个间室的至少一方的间室的内部与外部之间的热通量。异常诊断装置能够进行具有这样的具体的构成的对象装置的异常诊断。

此外，本申请以日本专利申请2015－197894以及2016－064556为基础主张优先权，并在此引用其全部内容。

附图标记说明

1…异常诊断装置，10…热通量传感器，12…控制装置，20…气缸，22…缸，24…活塞，40…无杆气缸。

Claims (8)

1.一种监视装置，监视具有在内部进行流体的压缩和膨胀的至少一者的间室(222、223、53a、67、68、69、74)的对象装置(20、40、50、60、70)中的上述流体的压力状态，其中，具备：

热通量传感器(10、10a、10b)，其设置在上述对象装置，检测上述间室的内部与外部之间的热通量；以及

判定部(12)，其基于上述热通量传感器的检测结果，判定上述流体的压力状态，

上述对象装置(20、40)具备：具有内部空间的壳体(22)和配置在上述内部空间的工作部件(24)，

上述壳体的内部空间被上述工作部件分隔为两个间室，

上述工作部件将供给至上述两个间室的一方的流体作为动力进行移动，

上述热通量传感器检测上述两个间室中至少一方的间室的内部与外部之间的热通量，

上述对象装置是将上述流体的压力作为动力使上述工作部件移动的流体压力驱动设备。

2.根据权利要求1所述的监视装置，其中，

上述判定部(12)对基于上述热通量传感器的检测结果的上述热通量的检测值与规定的阈值进行比较，并基于该比较结果判定上述流体的压力状态。

3.根据权利要求2所述的监视装置，其中，

上述阈值与表示上述热通量的正常时的变化的至少一个正常时变化波形、和表示上述热通量的异常时的变化的至少一个异常时变化波形建立对应。

4.根据权利要求3所述的监视装置，其中，

上述阈值包括多个阈值，上述至少一个异常时变化波形也包括多个异常时变化波形，上述多个阈值分别与上述至少一个正常时变化波形以及上述多个异常时变化波形中的对应的异常时变化波形建立对应。

5.一种异常诊断装置，诊断具有在内部进行流体的压缩和膨胀的至少一者的间室(222、223、53a、67、68、69、74)的对象装置(20、40、50、60、70)的异常，其中，具备：

热通量传感器(10、10a、10b)，其设置在上述对象装置，检测上述间室的内部与外部之间的热通量；以及

判定部(12)，其基于上述热通量传感器的检测结果，判定上述对象装置是否有异常，

上述对象装置(20、40)具备：具有内部空间的壳体(22)和配置在上述内部空间的工作部件(24)，

上述壳体的内部空间被上述工作部件分隔为两个间室，

上述工作部件将供给至上述两个间室的一方的流体作为动力进行移动，

上述热通量传感器检测上述两个间室中至少一方的间室的内部与外部之间的热通量，

上述对象装置是将上述流体的压力作为动力使上述工作部件移动的流体压力驱动设备。

6.根据权利要求5所述的异常诊断装置，其中，

上述判定部(12)对基于上述热通量传感器的检测结果的上述热通量的检测值与规定的阈值进行比较，并基于该比较结果判定上述流体的压力状态。

7.根据权利要求6所述的异常诊断装置，其中，

上述阈值与表示上述热通量的正常时的变化的至少一个正常时变化波形、和表示上述热通量的异常时的变化的至少一个异常时变化波形建立对应。

8.根据权利要求7所述的异常诊断装置，其中，

上述阈值包括多个阈值，上述至少一个异常时变化波形也包括多个异常时变化波形，上述多个阈值分别与上述至少一个正常时变化波形以及上述多个异常时变化波形中的对应的异常时变化波形建立对应。

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