JP2005180989A - Motor-operated valve diagnostic method and its device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor-operated valve diagnostic method and a motor operated-valve diagnostic device, capable of diagnosing even in the middle of operation, and also with few measurement errors. <P>SOLUTION: The motor operated valve diagnostic method and device for the same are for diagnosing the abnormality of the motor operated valve which is operated by rotary driving force of a driving motor mechanically transmitted to the valve. The timing of on/off of the driving energy of the driving motor 1 is determined based on the signal detected by a plurality of magnetic sensors 16... attached on the outside of the conduit pipe 15 housing the electric wires 14 for driving the motor 1 or control wires. The timing of on/off of the driving energy of the driving motor, at the time of opening/closing the valve can be correctly confirmed. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電動弁の診断を行う際に、電動弁駆動装置等を分解することなく電動弁の診断が行える電動弁診断方法及び電動弁診断装置に関する。   The present invention relates to a motor-operated valve diagnosis method and a motor-operated valve diagnostic apparatus that can diagnose a motor-operated valve without disassembling a motor-operated valve driving device or the like when diagnosing the motor-operated valve.

従来より、原子力発電所等のプラントでは、各種の配管に電動弁が多数用いられている。このような電動弁の健全性を確保することは、プラントの安全確保のために非常に重要である。稼働時間や稼働回数などを考慮してまたは過去の実績などによって適正な点検周期を設定し、計画的に弁の分解検査を行い所期の成果を得ている。   Conventionally, in a plant such as a nuclear power plant, many motor-operated valves are used for various pipes. Ensuring the soundness of such a motor-operated valve is very important for ensuring the safety of the plant. An appropriate inspection cycle is set in consideration of the operation time, the number of operations, etc., or based on past performance, etc., and the valve is inspected systematically to obtain the expected results.

しかしながら、このような弁の分解検査を行う点検方法では、弁の分解時に弁の不必要な部分まで分解をしなければならず、分解に熟練作業者を必要とするばかりか、分解に伴い機器の損傷が懸念される。また、多くの電動弁を対象とする場合は分解作業の労力が激増し、熟練作業者を確保することが困難である等の問題点を有している。   However, in such inspection methods for disassembling the valve, it is necessary to disassemble the unnecessary part of the valve when disassembling the valve. There is concern about damage. Further, when many motor-operated valves are targeted, the labor of disassembling work increases dramatically, and it is difficult to secure skilled workers.

これに対して、このような弁の分解を経ずに電動弁の異常を検出する点検方法が近年提案されている。これらは弁の開閉時間、弁駆動装置のトルク、ステムナットの磨耗等を検知し、各部の異常を判定するものであるが、このような電動弁の点検項目の重要なものの一つにトルク設定値の点検がある。   On the other hand, in recent years, an inspection method for detecting an abnormality of a motor-operated valve without undergoing such disassembly of the valve has been proposed. These detect valve opening / closing time, valve drive torque, stem nut wear, etc., and determine abnormalities in each part, but torque setting is one of the important inspection items for such motorized valves. There is a value check.

このような電動弁では、確実な開閉力の確保とともに電動弁が作動する際、過剰な駆動力が働いて弁を損傷しないために、トルクスイッチが設けられている。ウォーム軸の軸方向の動きに連動してトルクスイッチが作動し、電動弁を駆動させるモータの駆動エネルギをオフにする構造である。   In such a motor-operated valve, a torque switch is provided in order to ensure a reliable opening and closing force and prevent the valve from being damaged due to excessive driving force when the motor-operated valve operates. The torque switch is operated in conjunction with the axial movement of the worm shaft, and the drive energy of the motor that drives the motor-operated valve is turned off.

従って、トルクスイッチの作動が適正であるか否かの診断は、駆動エネルギがオフとなった時点でのトルク値(トルク設定値という)を検出し、規定値と比較して良否を判定している。   Therefore, the diagnosis of whether the operation of the torque switch is proper is performed by detecting the torque value (referred to as the torque setting value) at the time when the drive energy is turned off and comparing it with the specified value to determine whether it is good or bad. Yes.

規格(JEM1446)によれば、このような電動弁の診断において、トルク設定値の実測値が設計値の±10%の範囲内に入る必要があると定められ、実測値が設計値の±10%を超える場合には、弁の閉(または開)状態の適正な保持力確保ができないため、電動弁は異常があると判定される。   According to the standard (JEM1446), in such a diagnosis of the motor-operated valve, it is determined that the measured value of the torque setting value needs to be within a range of ± 10% of the design value, and the measured value is ± 10% of the design value. If it exceeds%, it is determined that there is an abnormality in the motor-operated valve because an appropriate holding force cannot be secured in the closed (or open) state of the valve.

電動弁の分野では、このような駆動エネルギがオフとなった時点を判別する手法としては、次の手法が用いられている。
(1)電源ケーブルのうち、単相線にクランプメータを取り付けて電流値を測定する方法。(例えば、非特許文献1及び特許文献1参照。)
(2)電源ケーブルにクランプメータを取り付けて検知する方法(例えば、特許文献2参照。)。
(3)モータ上に磁気センサを取り付けて検知する方法(例えば、特許文献2参照。)。
精密工学会知能化メカトロニクス調査研究分科会、1995年9月21日(第14頁図3,第15頁表2) 特開平1−128561号公報(第1図) 特許第3411980号公報(特開2002−130531号公報)(図1,段落0025等)
In the field of the motor-operated valve, the following method is used as a method for determining when the drive energy is turned off.
(1) A method of measuring a current value by attaching a clamp meter to a single phase wire of a power cable. (For example, refer nonpatent literature 1 and patent literature 1.)
(2) A method of detecting by attaching a clamp meter to a power cable (for example, see Patent Document 2).
(3) A method of detecting by attaching a magnetic sensor on a motor (for example, see Patent Document 2).
Japan Society for Precision Engineering Intelligent Mechatronics Research Subcommittee, September 21, 1995 (Figure 14 on page 14, Table 2 on page 15) Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-128561 (FIG. 1) Japanese Patent No. 3411980 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-130531) (FIG. 1, paragraph 0025, etc.)

しかしながら、非特許文献1又は特許文献1に記載の電動弁診断装置では、駆動エネルギの切断時刻を正確に測定することができるが、被測定電線にクランプメータを取り付けるには電気箱のカバーを取り外すことが必要である。ここで、電気箱内の被測定電線の近くには、ケーブル端子台やトルク設定機構等が近接されている。このため、プラント運転中に実施することは困難である。また、この方法は、カバーの取り外しを伴うので安全面や他の機器損傷の課題は解決されない。   However, the motor-operated valve diagnostic apparatus described in Non-Patent Document 1 or Patent Document 1 can accurately measure the cutting time of drive energy, but remove the cover of the electric box to attach the clamp meter to the wire to be measured. It is necessary. Here, a cable terminal block, a torque setting mechanism, and the like are close to the wire to be measured in the electric box. For this reason, it is difficult to carry out during plant operation. Further, since this method involves removing the cover, the problem of safety and other equipment damage cannot be solved.

これに対して、特許文献2に記載の装置では、電力ケーブルへのクランプメータの取り付けとか、モータへの磁気センサの取り付けという仮設手法であるので、プラント運転中でも診断が可能であるという特徴を備えている。しかしながら、この特許文献2に記載の装置では、得られる駆動エネルギオフの時刻の判定誤差が大きいという課題があった。   On the other hand, since the apparatus described in Patent Document 2 is a temporary method of attaching a clamp meter to a power cable or attaching a magnetic sensor to a motor, it has a feature that diagnosis is possible even during plant operation. ing. However, the apparatus described in Patent Document 2 has a problem that the determination error of the obtained drive energy off time is large.

ちなみに、モータへ磁気センサを取り付けた場合の駆動エネルギとトルク値との関係を図3に示す。   Incidentally, FIG. 3 shows the relationship between the driving energy and the torque value when the magnetic sensor is attached to the motor.

この図から明らかなように、トルク値が急激に増加する場合には、駆動エネルギの半サイクルの時間でトルク値が約10%以上変化する。駆動エネルギの遮断後にもモータは慣性力により回転し続け、漸減された誘導電流が流れることになる。このため駆動エネルギが遮断されたタイミングは正確に読み取れないため、半サイクル程度の読取り誤差で、トルク設定値の許容値を逸脱してしまう。それ故、磁気センサをモータへ取り付けて駆動エネルギのオフのタイミングを測定したのでは、駆動エネルギのオフのタイミングがどの時点かの判断が測定の都度異なったり、また、測定者により異なり、これが測定誤差が生じる原因となり、実用的ではない。   As is apparent from this figure, when the torque value increases rapidly, the torque value changes by about 10% or more in a half cycle time of drive energy. Even after the drive energy is cut off, the motor continues to rotate due to the inertial force, and a gradually reduced induced current flows. For this reason, the timing at which the drive energy is cut off cannot be accurately read, and the torque set value deviates from the allowable value with a reading error of about a half cycle. Therefore, when the magnetic sensor is attached to the motor and the drive energy turn-off timing is measured, the determination of when the drive energy turn-off time is different for each measurement, and it differs depending on the measurer. It causes errors and is not practical.

また、電力ケーブルへのクランプメータ取り付けにおいて、電動弁の電気箱の開放なしで測定する場合(運転中等)には、電力ケーブルが通っている電線管の外部から測定する必要がある。電線管にクランプメータを取り付けて測定する場合、電線管外部から単相線への取り付け(クランプ)は不可能であり、各相一括クランプして計測する事になり、収集できる信号は漏洩電流信号であり十分な大きさの信号情報は採取できない。   In addition, when attaching a clamp meter to a power cable and measuring without opening the electric box of the motorized valve (during operation, etc.), it is necessary to measure from the outside of the conduit through which the power cable passes. When measuring with a clamp meter attached to the conduit, it is impossible to attach (clamp) to the single-phase wire from the outside of the conduit, and each phase will be clamped and measured. Therefore, it is not possible to collect sufficiently large signal information.

そこで、本発明は、電動弁の電気箱の開放なしでプラント運転中でも診断が可能であると共に測定誤差の少ない電動弁診断方法及び電動弁診断装置を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a motor-operated valve diagnosis method and a motor-operated valve diagnosis apparatus that can perform diagnosis even during plant operation without opening an electric box of the motor-operated valve and have a small measurement error.

本発明者等は、クランプメータに変えてホール素子を利用した磁気センサを電線管に直接外付けして測定したところ、明確な信号情報を採取することができた。   The inventors of the present invention were able to collect clear signal information by measuring the magnetic sensor using a Hall element instead of the clamp meter directly attached to the conduit.

しかしながら、1個のセンサの場合、この信号情報は、必要な測定波形の波高がノイズに隠れてしまう場合があり、そのような場合にはノイズにより駆動エネルギオン・オフのタイミングを採取するのが困難になる。また、仮にノイズがなくても駆動電流オン・オフのタイミングが駆動エネルギ値0近傍の信号波形の位置であった場合、オン・オフのタイミングの検出が不明確になる可能性がある。   However, in the case of a single sensor, the signal information may be hidden by noise in the height of the required measurement waveform. In such a case, the timing of driving energy on / off may be collected by noise. It becomes difficult. Even if there is no noise, if the drive current on / off timing is at the position of the signal waveform near the drive energy value 0, the detection of the on / off timing may be unclear.

また、電力ケーブルは電線管内に配置され、通常ではその配置は不明であるとともに電線管内では、その位置が固定されているものではない。さらに、電動弁付近の電線管は、通常自在管(電気絶縁保護用チューブまたは可撓電線管)であるとともに、電動弁の分解点検などの保守作業があった場合には電線管内の電力ケーブルが移動する可能性もある。それ故、ひとつのセンサのみで電動弁の診断に必要な感度で、精度の良好なタイミングを検出することができない場合がある。
そこで、磁気センサの数を複数としたところ、各磁気センサと各電線(位相差がある)との相対位置関係の違いのため、複数の磁気センサから得られる信号波形には差があるため、いずれかの磁気センサにより得られた信号により駆動エネルギオン・オフのタイミングを正確に把握することができることを認めた。
In addition, the power cable is arranged in the electric conduit, and the arrangement thereof is usually unknown, and the position is not fixed in the electric conduit. Furthermore, the conduit near the motor-operated valve is usually a universal tube (electrical insulation protection tube or flexible conduit). When maintenance work such as overhaul of the motor-operated valve is performed, the power cable in the conduit is There is also a possibility to move. Therefore, there may be a case where it is impossible to detect a highly accurate timing with the sensitivity required for diagnosis of the motor-operated valve with only one sensor.
Therefore, when the number of magnetic sensors is set to a plurality, there is a difference in the signal waveforms obtained from the plurality of magnetic sensors due to the difference in relative positional relationship between each magnetic sensor and each electric wire (having a phase difference). It was confirmed that the drive energy on / off timing can be accurately grasped by the signal obtained by any of the magnetic sensors.

また、複数個の磁気センサから得られた各信号情報を演算処理することによっても、駆動エネルギオン・オフのタイミングを正確に把握することができることを認めた。   It was also recognized that the drive energy on / off timing can be accurately grasped by calculating each signal information obtained from a plurality of magnetic sensors.

すなわち、本発明の電動弁診断方法は、駆動モータの回転駆動力が機械的に伝達されて弁体を開閉駆動させる電動弁の異常の程度を診断する電動弁の診断方法において、前記駆動モータの駆動エネルギオン・オフのタイミングを、該駆動モータを駆動させる電力線又は制御線を収納した電線管の外部に外付けされた複数個の磁気センサにより出力された信号情報を用いて診断することを特徴とする。   That is, the motor-operated valve diagnosis method of the present invention is a motor-driven valve diagnosis method for diagnosing the degree of abnormality of the motor-operated valve that mechanically transmits the rotational driving force of the drive motor and drives the valve body to open and close. The drive energy ON / OFF timing is diagnosed by using signal information output by a plurality of magnetic sensors externally attached to the outside of a conduit containing a power line or a control line for driving the drive motor. And

また、本発明の電動弁診断装置は、駆動モータの回転駆動力が機械的に伝達されて弁体を開閉駆動させる電動弁の異常の程度を診断する電動弁診断装置において、
前記駆動モータを駆動させる電力線又は制御線を収納する電線管の外部に外付けされた複数個の磁気センサと、該磁気センサにより検知された各信号情報を出力する出力手段とを備えたことを特徴とするか、又は、
駆動モータの回転駆動力が機械的に伝達されて弁体を開閉駆動させる電動弁の異常の程度を診断する電動弁診断装置において、
前記駆動モータを駆動させる電力線又は制御線を収納する電線管の外部に外付けされた複数個の磁気センサと、該磁気センサから出力された各信号情報に基づいて前記電動弁の異常の程度を診断する診断手段と、該診断手段により得られた診断結果を出力する出力手段とを備えたことを特徴とする。
Further, the motor-operated valve diagnostic apparatus according to the present invention is a motor-operated valve diagnostic apparatus that diagnoses the degree of abnormality of the motor-operated valve that mechanically transmits the rotational driving force of the drive motor and drives the valve body to open and close.
A plurality of magnetic sensors externally attached to the outside of the conduit that houses the power line or control line for driving the drive motor, and output means for outputting each signal information detected by the magnetic sensor. Feature or
In the motor-operated valve diagnosis device that diagnoses the degree of abnormality of the motor-operated valve that mechanically transmits the rotational driving force of the drive motor and drives the valve body to open and close,
A plurality of magnetic sensors externally attached to the outside of a conduit for storing a power line or a control line for driving the drive motor, and the degree of abnormality of the motor-operated valve based on each signal information output from the magnetic sensor Diagnostic means for diagnosing and output means for outputting a diagnosis result obtained by the diagnosing means.

このような電動弁の診断方法又は電動弁診断装置によれば、駆動モータの駆動エネルギオン・オフのタイミングは、電線管に外付けされる磁気センサにより測定できるので、プラント稼動中でも診断が可能である。また、この磁気センサを電線管の外周に着脱自在に固定(例えば外付け)することにより、稼働中の電動弁に対してもこの診断を自由に行える。   According to such a motor-driven valve diagnosis method or motor-operated valve diagnosis device, the drive energy on / off timing of the drive motor can be measured by a magnetic sensor externally attached to the conduit, so that diagnosis can be performed even during plant operation. is there. Further, by detachably fixing (for example, externally attaching) the magnetic sensor to the outer periphery of the conduit, this diagnosis can be performed freely even for the motor-operated valve in operation.

また、このような電動弁の診断方法又は診断装置によれば、外付けされた複数個の磁気センサによりそれぞれ異なるセンサ信号が得られるので、(A)出力された各センサ信号の中から解析に最適な信号情報を選択して解析する、(B)出力された各センサ信号を加算、減算、絶対値加算などの演算処理を行い、得られた演算結果を選択して解析する、などを行うことにより、駆動モータの駆動エネルギオン・オフのタイミングを正確に把握するのに最も有利な解析手法を選択して実施することができる。   Further, according to such a motor-driven valve diagnosis method or diagnosis apparatus, since different sensor signals can be obtained by a plurality of externally attached magnetic sensors, (A) analysis can be performed from among the output sensor signals. Select and analyze optimal signal information, (B) Perform arithmetic processing such as addition, subtraction, and absolute value addition for each output sensor signal, select and analyze the obtained calculation results, etc. Thus, it is possible to select and carry out the analysis method that is most advantageous for accurately grasping the drive energy on / off timing of the drive motor.

ここで、(A)各センサ信号の中から解析に最適な信号情報を選択して解析する手法としては、次の解析手法が例示される。   Here, (A) The following analysis method is illustrated as a method of selecting and analyzing signal information optimal for analysis from each sensor signal.

(A)-(1)複数の磁気センサによる出力結果の中で、駆動モータの駆動エネルギオン・オフ時点のセンサ信号の波形がノイズと交錯する場合と交錯しない場合との双方がある場合には、そのノイズと交錯していない出力結果(センサ信号)を選択して解析する。ここで、ノイズと交錯しない場合とは、駆動モータの駆動エネルギオン・オフ時点の信号の波高の絶対値がノイズの絶対値より高い場合である。   (A)-(1) When the output of multiple magnetic sensors includes both cases where the waveform of the sensor signal at the time when the drive motor drive energy is turned on and off is mixed with noise and not Then, an output result (sensor signal) that does not intersect with the noise is selected and analyzed. Here, the case of not intermingling with noise is a case where the absolute value of the wave height of the signal when the drive energy of the drive motor is turned on / off is higher than the absolute value of the noise.

このように、複数の磁気センサによる出力結果の中で、センサ信号の波形がノイズと交錯する場合としない場合がある一例は、各磁気センサと各電線(位相差がある)との相対位置関係のため、複数の磁気センサから個々に得られる信号波形に差がある場合である。各センサ信号の中で、駆動モータの駆動エネルギオン・オフ時点が明確に判断できる波形のセンサ信号を選択する。   Thus, among the output results from a plurality of magnetic sensors, an example in which the waveform of the sensor signal may or may not intersect with noise is the relative positional relationship between each magnetic sensor and each electric wire (having a phase difference). Therefore, there is a difference in signal waveforms obtained individually from the plurality of magnetic sensors. Among each sensor signal, a sensor signal having a waveform that can clearly determine the drive energy on / off time of the drive motor is selected.

(A)-(2)複数の磁気センサによる出力結果の中で、センサ信号のS/N比に大小がある場合には、大きいS/N比のセンサ信号を選択して、そのセンサ信号により駆動モータの駆動エネルギオン・オフのタイミングを解析する。この場合、S/N比の小さいセンサ信号を選択する場合に比べて駆動モータの駆動エネルギオン・オフのタイミングの解析誤差が低減される可能性が高い。   (A)-(2) Among the output results from a plurality of magnetic sensors, if the S / N ratio of the sensor signal is large or small, a sensor signal with a large S / N ratio is selected, and the sensor signal Analyzes the drive energy on / off timing of the drive motor. In this case, there is a high possibility that the analysis error of the driving energy on / off timing of the driving motor is reduced as compared with the case where a sensor signal having a small S / N ratio is selected.

原子力発電所等の主要な電動弁のように開閉動作回数が少なく(月1回程度)、また点検のための開閉動作回数も作業条件等により限られている場合には、1個の磁気センサの取り付け位置を変更して最大S/N比のセンサ位置を特定するために、何回も開閉動作することは現実的でない。このため、複数センサ同時取り付けのメリットがある。また、電動弁に接続される電線管は、電動弁への接続部周辺ではフレキシブル電線等が使用される。このため、電線管の中の電力ケーブルの位置と電線管の外周との相対位置は一定とは限らない。従って、センサの最適位置を特定してマーキングしても、次回測定までに前記相対位置が変動する等により最適位置が変化する可能性がある。しかし、電線管が固定される等、センサと電線との位置関係が保持される場合は、解析手法として(A)-(2)を選択した場合には、その選択されたセンサは、常に他のセンサに比べてS/N比が大きいと予想されるので、他のセンサは次回以降の測定には不要となる。そこで、初回の測定では全てのセンサを取り付けておくことが必要であるが、次回以降の測定に際しては、採用されなかったセンサを取り外して測定しても同様な成果を挙げられると期待される。   One magnetic sensor when the number of opening and closing operations is small (about once a month) and the number of opening and closing operations for inspection is limited due to working conditions, as in the case of major motorized valves at nuclear power plants, etc. It is impractical to open and close many times in order to change the mounting position of the sensor and identify the sensor position with the maximum S / N ratio. For this reason, there is a merit of simultaneous mounting of a plurality of sensors. Moreover, a flexible wire etc. are used for the conduit connected to a motor operated valve around the connection part to a motor operated valve. For this reason, the relative position between the position of the power cable in the conduit and the outer periphery of the conduit is not always constant. Therefore, even if the optimum position of the sensor is specified and marked, the optimum position may change due to a change in the relative position until the next measurement. However, when the positional relationship between the sensor and the electric wire is maintained, such as when the conduit is fixed, the selected sensor is always different if (A)-(2) is selected as the analysis method. Since the S / N ratio is expected to be larger than the other sensors, the other sensors are not required for the next and subsequent measurements. Therefore, in the first measurement, it is necessary to attach all the sensors. However, in the next and subsequent measurements, it is expected that the same result can be obtained even if the sensor that was not adopted is removed and measured.

この場合、駆動モータの回転駆動力が機械的に伝達されて弁体を開閉駆動させる電動弁の異常の程度を診断する電動弁の診断方法において、駆動モータの駆動エネルギオン・オフのタイミングを、駆動モータを駆動させる電力線又は制御線を収納した電線管の外部に外付けされた磁気センサにより信号情報として出力し、出力結果から複数個の各センサにより出力された各信号情報の中で、最もS/N比の大きい信号情報を出力する磁気センサの位置にマーキングし、次回以降の電動弁の診断には、マーキング位置に取り付けた磁気センサから出力される信号情報を用いて診断する電動弁診断方法が可能である。   In this case, in the method for diagnosing the degree of abnormality of the electric valve that mechanically transmits the rotational driving force of the driving motor and drives the valve body to open and close, the timing of driving energy on / off of the driving motor is determined by: Output as signal information by a magnetic sensor externally attached to the outside of the conduit containing the power line or control line that drives the drive motor, and from the output results, among the signal information output by each of the plurality of sensors, Motorized valve diagnosis that marks the position of a magnetic sensor that outputs signal information with a large S / N ratio, and uses the signal information output from the magnetic sensor attached to the marking position for diagnosis of the motorized valve after the next time. A method is possible.

複数の磁気センサの中でどの位置のセンサのS/N比が最も大きいかについては、測定をしてみて初めて確認されることである。   The position at which the S / N ratio of the sensor among the plurality of magnetic sensors is the largest is confirmed only after measurement.

本発明によれば、電動弁の電気箱の開放なしでプラント運転中でも診断が可能であると共に測定誤差の少ない電動弁診断方法及び電動弁診断装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a motor-driven valve diagnosis method and a motor-operated valve diagnosis apparatus that can perform diagnosis even during plant operation without opening an electric box of the motor-operated valve and reduce measurement errors.

以下、本発明に係る電動弁診断方法および電動弁診断装置についての具体的な発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、従来技術と同一乃至は均等な部位部材は同一番号を付して詳細な説明は省略する。   Hereinafter, specific embodiments of the motor-operated valve diagnosis method and motor-operated valve diagnosis apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same or equivalent part member as the prior art is assigned the same number, and detailed description is omitted.

まず、本発明に係る電動弁では、図1に示すように、駆動モータ1、ギヤ2、ウォーム3、ウォームギヤ4、ドライブスリーブ5、ステムナット6、ステム7(弁棒)、弁体8などの駆動機構および伝達機構等を備えている。   First, in the motor-operated valve according to the present invention, as shown in FIG. 1, the drive motor 1, the gear 2, the worm 3, the worm gear 4, the drive sleeve 5, the stem nut 6, the stem 7 (valve rod), the valve body 8, etc. A drive mechanism and a transmission mechanism are provided.

また、このような電動弁では、図2に示すように、ウォーム3の軸方向(x方向)に作用する反力に応じて伸縮する皿バネ11を内蔵したトルクスプリングカートリッジ(TSC)10と駆動モータの駆動エネルギオン・オフを指令するトルクスイッチ12が設けられている。このTSC10はウォーム軸3aが皿バネ11を圧縮するx方向に所定幅以上移動した場合にトルクスイッチが作動するように設定されている。   Further, in such a motor-operated valve, as shown in FIG. 2, it is driven with a torque spring cartridge (TSC) 10 including a disc spring 11 that expands and contracts in response to a reaction force acting in the axial direction (x direction) of the worm 3. A torque switch 12 for commanding on / off of driving energy of the motor is provided. The TSC 10 is set so that the torque switch is activated when the worm shaft 3a moves by a predetermined width or more in the x direction for compressing the disc spring 11.

これにより、駆動モータ1の回転がギヤ2、ウォーム3に伝達され、さらに回転運動力(トルク)としてウォームギヤ4を回転させる。ついで、このウォームギヤ4とともに回転されるドライブスリーブ5内のステムナット6を介してステム7が上下する。これにより、図1に示すように、ステム7の下方に固定された弁体8が上下されて弁が開閉される。   As a result, the rotation of the drive motor 1 is transmitted to the gear 2 and the worm 3, and the worm gear 4 is further rotated as a rotational kinetic force (torque). Next, the stem 7 moves up and down via a stem nut 6 in the drive sleeve 5 rotated together with the worm gear 4. Thereby, as shown in FIG. 1, the valve body 8 fixed below the stem 7 is moved up and down to open and close the valve.

ここで、フックの法則によりウォーム軸3aの移動量すなわち皿バネの圧縮量は皿バネ11の圧縮力に比例し、さらに、この皿バネ11の圧縮力はトルクに比例し、弁体8が弁座に当接する当接力に比例しているので、ウォーム軸3aが所定の位置になった場合に駆動モータへの通電をカットすることにより弁体8が弁座に当接する当接力を所定の値に規制することができる。   Here, the amount of movement of the worm shaft 3a, that is, the amount of compression of the disc spring, is proportional to the compression force of the disc spring 11, according to the Hooke's law, and further, the compression force of the disc spring 11 is proportional to the torque. Since it is proportional to the contact force that contacts the seat, the contact force that causes the valve element 8 to contact the valve seat by cutting off the energization to the drive motor when the worm shaft 3a is in a predetermined position is a predetermined value. Can be regulated.

すなわち、弁の閉動作では、ステム7の下降に従って、弁体8が下方に押し下げられて、配管200の通路を閉鎖させる。弁体8が弁座に当接して弁が完全に閉鎖して弁体8が閉動作の限界に達したとき、ステム7は、それ以上には下降しないため、ウォームギヤ4もそれ以上には回転することなくステム7の下降は停止するが、駆動モータ1は回転し続ける。これにより、ウォーム3がx方向へ移動し続け、皿バネ11が押圧される。この皿バネ11を圧縮する圧縮力は、弁体8が弁座を当接しつづける当接力を得るためのトルクに比例し、皿バネの圧縮力(F)×定数(L)は「トルク値」として適宜のセンサにより測定される。   That is, in the valve closing operation, the valve body 8 is pushed downward as the stem 7 is lowered, and the passage of the pipe 200 is closed. When the valve body 8 comes into contact with the valve seat, the valve is completely closed and the valve body 8 reaches the limit of the closing operation, the stem 7 does not descend further, so the worm gear 4 also rotates further. Without stopping, the descending of the stem 7 stops, but the drive motor 1 continues to rotate. As a result, the worm 3 continues to move in the x direction, and the disc spring 11 is pressed. The compression force for compressing the disc spring 11 is proportional to the torque for obtaining the contact force with which the valve body 8 keeps contacting the valve seat, and the compression force (F) × constant (L) of the disc spring is “torque value”. As measured by an appropriate sensor.

また、本発明の電動弁診断装置では、駆動モータ1には、駆動モータを駆動させる電力線が電線管15内に収納されて接続されている。この電線管15の外周面には、ホール素子を利用した磁気センサ16が固定されている。   In the motor-operated valve diagnostic apparatus according to the present invention, a power line for driving the drive motor is housed in the conduit 15 and connected to the drive motor 1. A magnetic sensor 16 using a Hall element is fixed to the outer peripheral surface of the conduit 15.

この磁気センサ16は、図4に示すように1個に限らず、図5〜図6に示すように、2個以上であってもよく、後述する様に複数個設けられていることが好ましい。   The number of the magnetic sensors 16 is not limited to one as shown in FIG. 4, but may be two or more as shown in FIGS. 5 to 6, and a plurality of magnetic sensors 16 are preferably provided as will be described later. .

ここで、この磁気センサ16は、駆動モータ1の駆動エネルギオン・オフを検知するための駆動エネルギセンサであり、図5又は図6(a)では、符号16A及び16Bで示される2個の磁気センサが固定され、図6(b)では、符号16Aから符号16Cで示される3個の磁気センサが固定されている。その他の構成は、従来の電動弁診断装置と同一乃至は均等である。   Here, the magnetic sensor 16 is a driving energy sensor for detecting on / off of driving energy of the driving motor 1, and in FIG. 5 or FIG. 6 (a), two magnets indicated by reference numerals 16A and 16B. The sensor is fixed, and in FIG. 6B, three magnetic sensors indicated by reference numerals 16A to 16C are fixed. Other configurations are the same as or equivalent to those of the conventional motor-operated valve diagnostic apparatus.

ここで、ホール素子を利用した磁気センサとは、図7に示すように、電流Iが印加された状態で磁気を感知すると、電流Iが流れている方向と磁場Hの方向とのそれぞれに垂直方向に発生する電圧Eを感知するセンサである。   Here, as shown in FIG. 7, the magnetic sensor using the Hall element is perpendicular to the direction in which the current I flows and the direction of the magnetic field H when the magnetism is sensed in a state where the current I is applied. It is a sensor that senses a voltage E generated in the direction.

これらの磁気センサ16は、図5に示すように、電線管15の外周面15a上に配設される。この場合、磁気センサの取り付け位置を維持できるように、適宜のアダプタを用いてもよい。   These magnetic sensors 16 are disposed on the outer peripheral surface 15a of the conduit 15 as shown in FIG. In this case, an appropriate adapter may be used so that the mounting position of the magnetic sensor can be maintained.

また、複数の磁気センサ16を固定する場合には、各磁気センサ16は、軸心O15に直交する平面内の外周面15aに等間隔に固定されているのが好ましく、図5及び図6(a)では、対称位置(点対称)に固定され、図6(b)では各磁気センサ16A〜16Cと軸心O15とのなす角度θが120度(各磁気センサ16A〜16C間の間隔が等間隔)となるように固定されている。   When a plurality of magnetic sensors 16 are fixed, the magnetic sensors 16 are preferably fixed at equal intervals on an outer peripheral surface 15a in a plane orthogonal to the axis O15, as shown in FIGS. In FIG. 6B, the angle θ between the magnetic sensors 16A to 16C and the axis O15 is 120 degrees (the interval between the magnetic sensors 16A to 16C is equal). The distance is fixed.

ここで各磁気センサ16は、面ファスナテープなどの適宜の固定手段17(図5)により電線管15の外周面に固定することができる。この固定手段17は特には限定されないが、例えば、固定手段17が面ファスナーテープなどの着脱自在な構成であれば、簡易に取り付け取り外しが行え、また、複数個の磁気センサ16(16A〜)を設置して一旦測定を行った後、取り外すことが簡易に行え、別の電動弁の診断に使用できる。   Here, each magnetic sensor 16 can be fixed to the outer peripheral surface of the conduit 15 by appropriate fixing means 17 (FIG. 5) such as a hook-and-loop fastener tape. The fixing means 17 is not particularly limited. For example, if the fixing means 17 is a detachable structure such as a hook-and-loop fastener tape, it can be easily attached and detached, and a plurality of magnetic sensors 16 (16A to 16) can be attached. Once installed and once measured, it can be easily removed and used to diagnose another motorized valve.

つぎに、以上のように構成された磁気センサ16により電線管15内に挿通された電力ケーブル14中を流れる電流の測定について説明する。   Next, measurement of the current flowing in the power cable 14 inserted into the conduit 15 by the magnetic sensor 16 configured as described above will be described.

電力ケーブル14は、図4に示すように、符号UVWで示す3本の線から構成され、各電線UVW(U相電線、V相電線、W相電線)の中には三相交流が流れている。   As shown in FIG. 4, the power cable 14 is composed of three wires denoted by reference symbol UVW, and a three-phase alternating current flows in each of the wires UVW (U-phase wire, V-phase wire, and W-phase wire). Yes.

複数の磁気センサ16は、電線管15の外周面15aの任意位置に電線管15の接線方向の磁力線の大きさが測定できるように固定され、磁気センサ16内のホール素子中心O16(P)を通過する磁力線の大きさが測定される。
電磁気学の法則に従い、磁気センサの個数および電力ケーブルとの位置関係を変動させてシミュレーション(計算)を行い、本発明の有効性を示す。
ここで、電力ケーブル14は無限に長手方向に続く直線と仮定する。また、アンペールの法則により、直線電流Iが距離r離れた所に作る磁場H(t)はI/2πr、すなわち、H(t)=I/2πrとする。
The plurality of magnetic sensors 16 are fixed to an arbitrary position on the outer peripheral surface 15a of the conduit 15 so that the magnitude of magnetic lines of force in the tangential direction of the conduit 15 can be measured, and the Hall element center O16 (P) in the magnetic sensor 16 is measured. The magnitude of the passing magnetic field lines is measured.
In accordance with the laws of electromagnetism, simulation (calculation) is performed by varying the number of magnetic sensors and the positional relationship with the power cable, and the effectiveness of the present invention is shown.
Here, the power cable 14 is assumed to be a straight line extending in the longitudinal direction indefinitely. Further, according to Ampere's law, the magnetic field H (t) created by the linear current I at a distance r is I / 2πr, that is, H (t) = I / 2πr.

また、図8に示すように、電線ケーブルの軸心O14を原点とする座標系とし、電線管15の軸心O15の位置を(x0、y0)、ホール素子中心O16(P)と電線管15の軸心O15との距離をR、電線UVWは、電力ケーブル14の軸心O14との距離をrとする正三角形の頂点にあるとしたとき、点Pにある磁気センサ16で測定される接線方向の磁場H(t)は式Iにより求められる。 Also, as shown in FIG. 8, the coordinate system has an origin O14 of the cable cable as the origin, the position of the axis O15 of the conduit 15 is (x 0 , y 0 ), the Hall element center O16 (P) and the wire When the distance from the axis O15 of the tube 15 is R and the wire UVW is at the apex of an equilateral triangle having the distance from the axis O14 of the power cable 14 as r, it is measured by the magnetic sensor 16 at the point P. The magnetic field H (t) in the tangential direction is obtained by the formula I.

なお、ξは図面で示されると電線UとO14を結ぶ直線がx軸と成すケーブル角度、θは磁気センサと軸心O15を結ぶ直線がx軸と成すセンサ角度、φuは磁気センサと電線Uの中心を結ぶ直線がx軸と成す角度(φv、φwについても同様)をそれぞれ示している。
α = 2π/3(座標原点を中心とした電線UVWの互いの角度=120°)とする。
点Pの座標 (x,y) = (Rcosθ+xo,Rsinθ+yo)
点Uの座標 (xu,yu) = (rcosξ, rsinξ)
点Vの座標 (xv,yv) = (rcos(ξ+α), rsin(ξ+α))
点Wの座標 (xw,yw) = (rcos(ξ+2α), rsin(ξ+2α))
点P,U間の距離 ru = √((x−xu)^2+(y−yu)^2)
点P,V間の距離 rv = √((x−xv)^2+(y−yv)^2)
点P,W間の距離 rw = √((x−xw)^2+(y−yw)^2)
点P,Uを通る直線がX軸となす角 φu = tan-1((y−yu)/(x−xu))
点P,Vを通る直線がX軸となす角 φv = tan-1((y−yv)/(x−xv))
点P,Wを通る直線がX軸となす角 φw = tan-1((y−yw)/(x−xw))
電線Uを流れる電流 Iu(t) = Isin(ωt−α)、(ただしωは交流の周波数f×2π)
電線Vを流れる電流 Iv(t) = Isin(ωt)
電線Wを流れる電流 Iw(t) = Isin(ωt+α)、
とすると、図8に示すように、電線Uが点Pに作る磁場Hu(t)’=Iu(t)/2πruなので、電線管の接線方向の磁場 Hu(t) = Hu(t) ’・cos(θ−φu) =(Iu(t)/2πru)・cos(θ−φu)、
同様に、電線Vが点Pに作る接線方向の磁場 Hv(t) = Hv(t)’・cos(θ−φv) =(Iv(t)/2πrv)・cos(θ−φv)、電線Wが点Pに作る接線方向の磁場 Hw(t) = Hw(t)’・cos(θ−φw) =(Iw(t)/2πrw)・cos(θ−φw)となる。
In the drawing, ξ is the cable angle formed by the straight line connecting the wires U and O14 with the x axis, θ is the sensor angle formed by the straight line connecting the magnetic sensor and the axis O15 with the x axis, and φu is the magnetic sensor and the wire U. The angle formed by the straight line connecting the centers of the x axis and the x axis (the same applies to φv and φw) is shown.
α = 2π / 3 (the angle of each other of the electric wires UVW around the coordinate origin = 120 °).
Point P coordinates (x, y) = (Rcosθ + xo, Rsinθ + yo)
Coordinates of point U (xu, yu) = (rcosξ, rsinξ)
Point V coordinate (xv, yv) = (rcos (ξ + α), rsin (ξ + α))
Point W coordinates (xw, yw) = (rcos (ξ + 2α), rsin (ξ + 2α))
Distance between points P and U ru = √ ((x−xu) ^ 2 + (y−yu) ^ 2)
Distance between points P and V rv = √ ((x−xv) ^ 2 + (y−yv) ^ 2)
Distance between points P and W rw = √ ((x−xw) ^ 2 + (y−yw) ^ 2)
The angle between the straight line passing through points P and U and the X axis φu = tan-1 ((y−yu) / (x−xu))
Angle that the straight line passing through points P and V makes with the X axis φv = tan-1 ((y−yv) / (x−xv))
Angle that the straight line passing through points P and W makes with the X axis φw = tan-1 ((y−yw) / (x−xw))
Current Iu (t) = Isin (ωt−α), where ω is the AC frequency f × 2π
Current flowing through wire V Iv (t) = Isin (ωt)
Current Iw (t) = Isin (ωt + α) flowing through the wire W
Then, as shown in FIG. 8, since the magnetic field Hu (t) ′ = Iu (t) / 2πru created by the wire U at the point P, the tangential magnetic field Hu (t) = Hu (t) ′ · cos (θ−φu) = (Iu (t) / 2πru) · cos (θ−φu),
Similarly, tangential magnetic field Hv (t) = Hv (t) '· cos (θ-φv) = (Iv (t) / 2πrv) · cos (θ-φv), electric wire W The magnetic field in the tangential direction created at point P is Hw (t) = Hw (t) ′ · cos (θ−φw) = (Iw (t) / 2πrw) · cos (θ−φw).

ここで、求める磁場H(t)は上記の合成なので、磁場H(t)は式Iで表される。
H(t) = I/2π×[sin(ωt−α)・cos(θ−φu)/ru + sin(ωt)・cos(θ−φv)/rv + sin(ωt+α)・cos(θ−φw)/rw] ・・・(式I)
これにより、各電線UVWがホール素子に与える影響は、に示すように、各電線UVWの中心からホール素子中心O16(P)までの距離(ru、rv、rw)に反比例し、また、電線管15の軸心O15とホール素子中心O16(P)とを結ぶ線と、各電線UVWの中心とホール素子中心O16とを結ぶ線との成す角度(θ−φu、θ−φv、θ−φw)とにベクトル量的に影響を受けた総和として測定される。
Here, since the magnetic field H (t) to be obtained is the above composition, the magnetic field H (t) is expressed by Formula I.
H (t) = I / 2π × [sin (ωt−α) ・ cos (θ−φu) / ru + sin (ωt) ・ cos (θ−φv) / rv + sin (ωt + α) ・ cos (θ −φw) / rw] (Formula I)
As a result, the influence of each wire UVW on the Hall element is inversely proportional to the distance (ru, rv, rw) from the center of each wire UVW to the Hall element center O16 (P), as shown in FIG. Angles (θ−φu, θ−φv, θ−φw) formed by a line connecting 15 axis O15 and Hall element center O16 (P) and a line connecting the center of each wire UVW and Hall element center O16 It is measured as the sum total affected by the vector quantity.

この式Iにおいて、電線ケーブルと磁気センサの位置を変化させ、磁気センサ信号を計算によりシミュレーションした。これは複数の磁気センサを用いることが駆動エネルギ信号オフ時刻を明確に測定するために有効であることを理解するためのものである。   In this formula I, the position of the electric wire cable and the magnetic sensor was changed, and the magnetic sensor signal was simulated by calculation. This is to understand that the use of a plurality of magnetic sensors is effective for clearly measuring the driving energy signal OFF time.

なお、以下のシミュレーション計算は、標準的な実機の寸法を参照し、R=22.6mm、r=2.4mmとして行った。
(シミュレーション計算1)
図9(c)の位置関係の場合、各磁気センサ16A、16B、16Cの信号を取り出すと、図10に示すように、ノイズに隠れて判別の困難な信号情報16Bと、ノイズよりも波高が高い位置で駆動エネルギのオフが観測される信号情報16Aおよび信号情報16Cとがあり、ノイズに隠れずに判別可能な磁気センサに基づくセンサ信号16Aまたは16Cからオフ時刻(オフのタイミング)を測定することができる。
(シミュレーション計算2)
次に、図9(a)〜(d)に示すように、電線管15の中心に電力ケーブル14を配置し、磁気センサ16(16A〜16D)をそれぞれ電線管15の外周面15aに装着した場合に得られる各センサ信号の状況をシミュレーションした。
In addition, the following simulation calculation was performed by referring to the dimensions of a standard actual machine, with R = 22.6 mm and r = 2.4 mm.
(Simulation calculation 1)
In the case of the positional relationship shown in FIG. 9C, when the signals of the magnetic sensors 16A, 16B, and 16C are taken out, as shown in FIG. There is signal information 16A and signal information 16C in which driving energy is observed to be turned off at a high position, and an off time (off timing) is measured from a sensor signal 16A or 16C based on a magnetic sensor that can be distinguished without being hidden by noise. be able to.
(Simulation calculation 2)
Next, as shown in FIGS. 9A to 9D, the power cable 14 is disposed at the center of the conduit 15, and the magnetic sensors 16 (16 </ b> A to 16 </ b> D) are respectively attached to the outer peripheral surface 15 a of the conduit 15. The situation of each sensor signal obtained in the case was simulated.

各磁気センサ16(16A〜16D)は、電線管15の軸心中心として、互いに隣接する間隔が等間隔となるように設置した。これにより、図9(b)では、磁気センサ16Aと磁気センサ16Bとは点対称に(180度ずれて)配置され、図9(c)では、各磁気センサ16A〜16Cは、互いに120度ずれて配置され、図9(d)では各磁気センサ16A〜16Dは、互いに90度ずれて配置されている。また、いずれの磁気センサ16も外周面15aの円周の接線方向の磁気が測定可能に配置されている。   Each magnetic sensor 16 (16A-16D) was installed so that the space | interval which mutually adjoins as an axial center center of the conduit 15 becomes equal intervals. Accordingly, in FIG. 9B, the magnetic sensor 16A and the magnetic sensor 16B are arranged point-symmetrically (shifted by 180 degrees), and in FIG. 9C, the magnetic sensors 16A to 16C are shifted from each other by 120 degrees. In FIG. 9D, the magnetic sensors 16A to 16D are arranged so as to be shifted from each other by 90 degrees. Each magnetic sensor 16 is arranged so as to be able to measure the magnetism in the tangential direction of the circumference of the outer peripheral surface 15a.

結果を纏めて図11(a)〜(d)にグラフにより示している。ここで、各センサ16(16A〜16D)により採取されるセンサ信号は、加算、減算の組み合わせにより、最大の値を示すものを「信号値大」と、また、最小の値を示すものを「信号値小」と標記し、さらに、それぞれの信号値の絶対値を加算したものを「絶対値」と標記した。なお、「絶対値」の前に付いている数値は、センサの個数を表している。   The results are summarized and shown in graphs in FIGS. Here, the sensor signal collected by each sensor 16 (16A to 16D) is a combination of addition and subtraction, a signal indicating the maximum value is “large signal value”, and a signal indicating the minimum value is “ The signal value was “small”, and the sum of the absolute values of the respective signal values was labeled “absolute value”. The numerical value preceding the “absolute value” represents the number of sensors.

ここで、図11(a)〜(c)では、センサが1個の場合を基準としてセンサが2個〜4個の場合をそれぞれ比較して示しており、また、図11(d)ではセンサの個数に応じたセンサ出力の絶対値加算処理結果を比較して示している。   Here, FIGS. 11 (a) to 11 (c) show the case where there are two to four sensors on the basis of the case where there is one sensor, and FIG. 11 (d) shows the sensor. The comparison results of the absolute value addition processing results of the sensor output corresponding to the number of sensors are shown.

これらの結果より、センサが複数個ある場合には、信号の演算処理(加算、減算)の方法によって互いに打ち消しあってセンサ1個の場合よりも小さいセンサ信号となる場合がある。これに対して、センサ信号を絶対値で加算すると、センサ個数が増えるほど大きいセンサ信号が得られ、かつ、センサ1個の場合に比べその信号形状は起伏の無い形に近づく。   From these results, in the case where there are a plurality of sensors, there are cases where the sensor signals cancel each other out by the method of signal calculation (addition, subtraction), resulting in a smaller sensor signal than in the case of one sensor. On the other hand, when the sensor signals are added as absolute values, a larger sensor signal is obtained as the number of sensors increases, and the signal shape approaches a shape without undulations as compared with the case of one sensor.

これにより、駆動エネルギオン・オフ時のセンサ波形の変化(駆動エネルギオフ状態のセンサ信号値からのオン状態への変化点、または駆動エネルギオン状態のセンサ信号値からのオフ状態への変化点)がより確実に検出できる。
(シミュレーション計算3)
次に、図12(a)〜(d)に示すように、電線管15の内壁にそって電力ケーブル14を配置し、磁気センサ16(16A〜16D)をそれぞれ電線管15の外周面に装着した場合に得られる各センサ信号の状況をシミュレーションした。
This changes the sensor waveform when the drive energy is on / off (change point from the sensor signal value in the drive energy off state to the on state, or change point from the sensor signal value in the drive energy on state to the off state). Can be detected more reliably.
(Simulation calculation 3)
Next, as shown in FIGS. 12 (a) to 12 (d), the power cable 14 is arranged along the inner wall of the conduit 15, and the magnetic sensors 16 (16 </ b> A to 16 </ b> D) are respectively attached to the outer peripheral surface of the conduit 15. The situation of each sensor signal obtained in this case was simulated.

ここで、各磁気センサ16(16A〜16D)の配置は図9に略準じている。電線管15の軸心O15から電力ケーブルの軸心O14の距離r0は、14.1mmとした。 Here, the arrangement of the magnetic sensors 16 (16A to 16D) substantially conforms to FIG. The distance r 0 from the axis O15 of the conduit 15 to the axis O14 of the power cable was 14.1 mm.

図12(a)では、電力ケーブル14と磁気センサ16とは軸心O15を点対称として最も離間して配置されている。また、図12(b)では、点対称に180度ずれて配置された磁気センサ16Aと16Bと等間隔の位置に電力ケーブル14が配置されている。また、図12(c)では互いに120度ずれて3個の磁気センサ16A〜16Cが配され、磁気センサ16Bと磁気センサ16cとの間であって等間隔の位置であって、磁気センサ16Aとは軸心を点対称として最も離間した位置に電力ケーブル14が配置されている。また、図12(d)では互いに90度ずれて配置されている4個の磁気センサ16A〜16Dの中で、符号16B及び16Cで示した磁気センサの中間位置であって、磁気センサ16A及び16Dの中間位置から最も離間している位置に電力ケーブル14が配置されている。   In FIG. 12A, the power cable 14 and the magnetic sensor 16 are arranged farthest apart with the axis O15 as a point symmetry. Also, in FIG. 12B, the power cable 14 is arranged at a position equidistant from the magnetic sensors 16A and 16B arranged 180 degrees symmetrically with respect to the point. Further, in FIG. 12C, three magnetic sensors 16A to 16C are arranged so as to be shifted from each other by 120 degrees, and are located at equal intervals between the magnetic sensor 16B and the magnetic sensor 16c. The power cable 14 is arranged at a position farthest from the center of the axis about the point. Further, in FIG. 12D, among the four magnetic sensors 16A to 16D arranged so as to be shifted by 90 degrees from each other, it is an intermediate position of the magnetic sensors indicated by reference numerals 16B and 16C, and the magnetic sensors 16A and 16D. The power cable 14 is arranged at a position farthest from the intermediate position.

このような配置におけるシミュレーション計算3の結果を纏めて図13(a)〜(d)にグラフにより示している。ここで、各センサ16(16A〜16D)により採取されるセンサ信号は、同様に加算、減算の組み合わせにより、最大の値を示すものを「信号値大」と、また、最小の値を示すものを「信号値小」と標記し、さらに、それぞれのセンサ信号の絶対値を加算したものを「絶対値」と標記した。なお、「信号値大」、「信号値小」又は「絶対値」の前に付いている数値は演算処理されたセンサの数を表している。   The results of the simulation calculation 3 in such an arrangement are summarized and shown in graphs in FIGS. Here, the sensor signal collected by each sensor 16 (16A to 16D) is the same as the combination of addition and subtraction, the signal indicating the maximum value is “large signal value” and the signal indicating the minimum value. Is labeled “small signal value”, and the sum of the absolute values of the respective sensor signals is labeled “absolute value”. Note that the numerical value that precedes “large signal value”, “small signal value”, or “absolute value” represents the number of sensors that have undergone arithmetic processing.

ここで、図13(a)〜(c)では、センサが1個の場合を基準としてセンサが2個〜4の場合がそれぞれ比較され、図13(d)ではセンサの個数に応じて最も読取に適切であると思われる処理結果をそれぞれ比較して示している。   Here, in FIGS. 13A to 13C, the case of two to four sensors is compared based on the case of one sensor, and in FIG. 13D, the most reading is performed according to the number of sensors. The processing results that seem to be appropriate are compared and shown.

これらの結果より次のことが理解される。   From these results, the following can be understood.

(1)信号の演算処理(加算、減算)の方法によって最小値を示す場合でも、センサの数が1個の場合よりもセンサの数が2個以上の場合では、いずれも信号値が大きくなっている。   (1) Even when the minimum value is indicated by the signal calculation processing (addition or subtraction) method, the signal value is larger in the case where the number of sensors is two or more than in the case where the number of sensors is one. ing.

(2)センサが複数個の場合には、それぞれ演算処理(加算、減算等)の方法により信号値は変化するが、センサ信号を絶対値で加算するとセンサ個数が増えるほど大きい信号値が得られ、かつ、センサ1個の場合に比べ、その信号形状は起伏の無い形に近づいている。   (2) When there are a plurality of sensors, the signal value varies depending on the method of calculation processing (addition, subtraction, etc.), but when the sensor signals are added as absolute values, a larger signal value is obtained as the number of sensors increases. And compared with the case of one sensor, the signal shape is approaching the shape without undulations.

これにより、駆動エネルギオン・オフ時のセンサ波形の変化(駆動エネルギオフ状態のセンサ信号値からのオン状態への変化点、または駆動エネルギオン状態のセンサ信号値からのオフ状態への変化点)がより確実に検出できる。   This changes the sensor waveform when the drive energy is on / off (change point from the sensor signal value in the drive energy off state to the on state, or change point from the sensor signal value in the drive energy on state to the off state). Can be detected more reliably.

なお、以上の説明は、電線管内に挿通された電線ケーブルに三相交流を流して駆動モータを駆動させている例について説明したが、この駆動モータとして直流モータであってもよい。   In the above description, an example has been described in which a three-phase alternating current is passed through an electric cable inserted into a conduit and the drive motor is driven. However, the drive motor may be a direct current motor.

ここで、直流モータの場合、駆動用電源の電線管には、電流の方向が対向する対となる一対の電線が挿通されている。これにより、電線管の上からクランプメータで単純に測定しても、漏れ電流を測定することになり、S/N比が異常に小さくなり実質的な測定は困難であるが、本発明の磁気センサを用いる場合には、以上に説明した理由と同様に可能と思われる。   Here, in the case of a DC motor, a pair of electric wires forming a pair in which the directions of currents are opposed are inserted into a conduit of a driving power source. As a result, even if the clamp meter simply measures from the top of the conduit, the leakage current is measured, and the S / N ratio becomes abnormally small and substantial measurement is difficult. When using a sensor, it seems possible for the same reason as described above.

また、以上に説明した例では、いずれも駆動エネルギ(駆動電流)であったが、これらの電線管内に挿通される電線ケーブルに代えて、モータの駆動を制御する制御信号線を電線管内に挿通した場合であってもよい。ここで、電線管内に挿通された制御信号線を流れる電流信号が直流であっても、交流であってもいずれの場合にも電線管の外周面に磁気センサを固定して測定するという本発明の診断方法及び診断装置をそのまま適用することができる。   In the examples described above, the drive energy (drive current) is used. However, instead of the electric cables inserted into these electric conduits, control signal lines for controlling the driving of the motor are inserted into the electric conduits. It may be the case. Here, the present invention is to measure by fixing a magnetic sensor on the outer peripheral surface of the conduit in any case, whether the current signal flowing through the control signal line inserted into the conduit is direct current or alternating current. The diagnostic method and diagnostic apparatus can be applied as they are.

なお、制御信号線に流れる電流を検知して測定する場合には、制御信号が発せられる時刻と実際に駆動モータの駆動エネルギが遮断される時刻との間に僅かな時間差が発生することがある。これは、例えば、図14に示すように、トルクスイッチの作動に伴い、電磁コイルに誘導されて駆動モータ1の電源オン・オフの電源スイッチ(接点スイッチ)がオフされるためである。それ故、駆動モータの電源オン・オフを制御する制御信号線の情報を基にして診断するよりも、直接駆動モータの駆動エネルギを検出して診断する方が、一般的には簡易であり、かつ、正確であると考えられる。   When detecting and measuring the current flowing through the control signal line, there may be a slight time difference between the time when the control signal is issued and the time when the drive energy of the drive motor is actually cut off. . This is because, for example, as shown in FIG. 14, the power switch (contact switch) for turning on / off the power of the drive motor 1 is turned off by being induced by the electromagnetic coil in accordance with the operation of the torque switch. Therefore, it is generally simpler to detect and diagnose the drive energy of the drive motor directly than to diagnose based on the information of the control signal line that controls the power on / off of the drive motor. And it is considered accurate.

次に、このような電動弁診断装置の診断結果を自動的に画面上に出力する場合について説明する。この電動弁は、駆動モータの駆動エネルギオフ時点のトルク値を診断の基礎とする電動弁診断装置(以下、トルク設定値による電動弁診断装置と略称する。)である。このようなトルク設定値による電動弁診断装置では、駆動モータ1を駆動させる駆動エネルギが遮断された時点でのステム7に掛かる荷重(トルク値に比例)が管理対象とされている。許容値(通常は、±10%)の範囲内で有れば、電動弁は正常であるが、許容値を超えると電動弁は異常と判断される。   Next, a case where the diagnosis result of such a motor-operated valve diagnosis apparatus is automatically output on the screen will be described. This motor-operated valve is a motor-operated valve diagnostic device (hereinafter abbreviated as a motor-operated valve diagnostic device based on a torque setting value) based on the torque value at the time when the drive motor drive energy is turned off. In such a motor-operated valve diagnostic device based on the torque setting value, the load (proportional to the torque value) applied to the stem 7 at the time when the drive energy for driving the drive motor 1 is cut off is the management target. The motor-operated valve is normal if the permissible value (usually ± 10%) is within the range, but if the permissible value is exceeded, the motor-operated valve is determined to be abnormal.

このような電動弁では、弁体が下方に押し下げられて配管200の通路が完全に閉鎖させた状態を維持することを確認して弁の閉鎖動作が完了されるように設定されている。このためには、弁が完全に通路200を閉鎖し下降が停止した状態でステム7に掛かる荷重が所定値に達しているか否かが重要である。   Such a motor-operated valve is set so that the valve closing operation is completed after confirming that the valve body is pushed downward to maintain the state where the passage of the pipe 200 is completely closed. For this purpose, it is important whether or not the load applied to the stem 7 reaches a predetermined value in a state where the valve completely closes the passage 200 and stops descending.

弁が押し下げられ通路200を閉鎖させた状態で、さらに駆動モータを駆動させることにより皿バネ11を押圧してステム7への荷重(弁を閉鎖させる力)を制御しているが、この状態ではステム7への荷重は急激に増加する。この皿バネ7の圧縮力(トルク値に比例)が所定の設定値となったところで駆動モータ1が停止することによりステム7への荷重(トルク値に比例)を所定の設定値で維持できる。   While the valve is pushed down and the passage 200 is closed, the disc motor 11 is pressed by further driving the drive motor to control the load on the stem 7 (force for closing the valve). The load on the stem 7 increases rapidly. When the compression force (proportional to the torque value) of the disc spring 7 reaches a predetermined set value, the drive motor 1 stops, whereby the load on the stem 7 (proportional to the torque value) can be maintained at the predetermined set value.

ここで、駆動エネルギの遮断時刻が正確に確定できないと、急激に増加するステム7への荷重で管理することは実質的に困難である。ステム7に掛かる荷重(トルク値に比例)が急激に増加する場合(例:10msでトルク値が10%以上増加)には、駆動エネルギの遮断時刻に10ミリセカンド程度の僅かな誤差があっても、トルク設定値では10%以上の誤差が生じることになり、基準値±10%と定められた許容値に対する診断が正確に実施できないおそれがある。   Here, if the drive energy cutoff time cannot be accurately determined, it is substantially difficult to manage with the load on the stem 7 that increases rapidly. When the load applied to the stem 7 (proportional to the torque value) increases rapidly (eg, the torque value increases by 10% or more at 10 ms), there is a slight error of about 10 milliseconds at the drive energy cutoff time. However, an error of 10% or more occurs in the torque setting value, and there is a possibility that the diagnosis for the allowable value determined as the reference value ± 10% cannot be performed accurately.

この自動出力装置を備えた電動弁診断装置100では、磁気センサ16は複数個(例えば3個又は4個)が電線管15の外周面15に固定されている。また、ステム7、ヨーク7’、トルクスプリングカートリッジ10などの任意位置に応力センサが固定され、この応力センサにより皿バネ11の圧縮力に比例する応力が経時的に測定可能とされている。   In the motor-operated valve diagnostic apparatus 100 provided with this automatic output device, a plurality (eg, three or four) of magnetic sensors 16 are fixed to the outer peripheral surface 15 of the conduit 15. Further, a stress sensor is fixed at an arbitrary position such as the stem 7, the yoke 7 ', the torque spring cartridge 10, etc., and the stress proportional to the compressive force of the disc spring 11 can be measured over time by this stress sensor.

各センサの情報は、図15に示すように、コンピュータのハードディスクなどの記憶手段を備えた診断手段70に入力され、診断手段70により演算された結果はモニタ81、プリンタ82、その他の外部出力83などの出力手段により出力される。   As shown in FIG. 15, the information of each sensor is input to a diagnosis unit 70 having a storage unit such as a hard disk of a computer, and the result calculated by the diagnosis unit 70 is a monitor 81, a printer 82, and other external outputs 83. Is output by output means such as

ここで、この診断手段70では、入力された各センサ信号が絶対値で加算処理されている。また、加算処理されたセンサ信号は、図16に示すように、ノイズよりも少し高い位置に設定された「しきい値」により処理されている。このような「しきい値」では、磁気センサ16の数が多いので、絶対値を加算処理されたセンサ信号(信号情報)は、駆動モータ1がオン状態では常に「しきい値」より高いセンサ信号を出力している。   Here, in this diagnostic means 70, each input sensor signal is subjected to addition processing with an absolute value. Further, as shown in FIG. 16, the sensor signal subjected to the addition process is processed by a “threshold value” set at a position slightly higher than the noise. In such a “threshold value”, since the number of magnetic sensors 16 is large, the sensor signal (signal information) subjected to the addition processing of the absolute value is always higher than the “threshold value” when the drive motor 1 is on. A signal is being output.

これにより、センサ信号(信号情報)が「しきい値」を超えた時刻は駆動モータ1が駆動を開始した時刻(開始時刻)Aとして記憶され、センサ信号が「しきい値」を下回った時刻は駆動モータ1が駆動を停止した時刻(停止時刻)Bとして記憶される。   Thus, the time when the sensor signal (signal information) exceeds the “threshold value” is stored as the time (start time) A when the drive motor 1 starts driving, and the time when the sensor signal falls below the “threshold value”. Is stored as time (stop time) B when the drive motor 1 stops driving.

診断手段70では駆動モータ1が駆動を開始した開始時刻A、駆動モータ1が駆動を停止した停止時刻Bがそれぞれ測定され、駆動モータ1が駆動を停止した停止時刻Bでの応力センサの値に基づくトルク設定値が許容範囲に入っているか否かが判断される。   The diagnosis means 70 measures the start time A when the drive motor 1 starts driving and the stop time B when the drive motor 1 stops driving, and sets the stress sensor value at the stop time B when the drive motor 1 stops driving. It is determined whether or not the torque setting value based is within an allowable range.

このようにセンサ信号に基づく各種演算結果と予め定めた参照テーブル(LUT)71の数値とを比較することにより常法に従って診断される。演算処理した各結果が所定の範囲内で有れば「異常なし」として判断され、所定値を超えると「異常」と判断できる。   In this way, diagnosis is performed in accordance with a conventional method by comparing various calculation results based on the sensor signal with the numerical values of the predetermined reference table (LUT) 71. If each result of the arithmetic processing is within a predetermined range, it is determined as “no abnormality”, and if it exceeds a predetermined value, it can be determined as “abnormal”.

演算処理された各結果が異常である場合には、劣化や故障が予想されるので、モニタ81、プリンタ82、外部出力83などの出力手段にその旨報知される。出力される結果は、例えば、「故障モード」や「劣化モード」であってもよい。また、外部出力の場合には任意の通信手段(インターネットなどの電気通信回線等を含む)を介して遠隔の地域で受信してもよい。   If each result of the arithmetic processing is abnormal, deterioration or failure is expected, and this is notified to output means such as the monitor 81, printer 82, external output 83, and the like. The output result may be, for example, “failure mode” or “deterioration mode”. In the case of external output, it may be received in a remote area via any communication means (including telecommunication lines such as the Internet).

いずれの診断結果においても、駆動モータ1の駆動停止に関与するトルク設定値の情報が正確であることにより、または、駆動エネルギの変化点が関係する演算情報が正確であることにより、信頼性のある診断結果を得ることができる。その他の構成及び作用効果については、従来例や先行技術と同一乃至は均等である。   In any of the diagnosis results, the information on the torque set value related to the drive stop of the drive motor 1 is accurate, or the calculation information related to the change point of the drive energy is accurate, so that the reliability can be improved. A certain diagnostic result can be obtained. About another structure and an effect, it is the same thru | or equivalent to a prior art example and a prior art.

なお、以上の説明では、駆動エネルギのオン・オフのタイミングのみを検出していたが、磁気センサと電線管内に配置される電線ケーブルとの位置関係が固定されている条件下では、アンペールの法則により電線ケーブルを流れる電流に比例して磁場Hが発生するので、磁気センサとして定量性のある磁気センサを用いれば、駆動モータの駆動エネルギオン・オフのタイミングの測定のみならず、駆動エネルギの変化の状況を観察する電動弁の診断方法又は診断装置に本発明の方法及び装置を併用することができることが容易に理解される。   In the above description, only the on / off timing of the drive energy is detected. However, under the condition that the positional relationship between the magnetic sensor and the electric cable placed in the conduit is fixed, Ampere's law Because a magnetic field H is generated in proportion to the current flowing through the electric cable, the use of a quantitative magnetic sensor as the magnetic sensor not only measures the drive energy on / off timing of the drive motor, but also changes the drive energy. It is easily understood that the method and apparatus of the present invention can be used in combination with a motor-driven valve diagnostic method or apparatus for observing the above situation.

例えば、本発明の電動弁診断装置は、駆動モータの駆動エネルギの変化を利用した診断にも応用が可能である。   For example, the motor-operated valve diagnostic apparatus of the present invention can be applied to a diagnosis using a change in drive energy of a drive motor.

駆動エネルギの変化を電動弁の診断に利用した例は、例えば、1995年9月21日報告の社団法人精密工学会発行の「知能化メカトロニクス調査研究分科会 研究会報告」第2巻第2号第15頁の項目1,2,18に説明されている。ここで、項目1ではモータ負荷(起動/運転/過大負荷)が、項目2ではモータ負荷・運転トルクが、項目18ではトルクシート電流がそれぞれモータ電流に関与していることが説明され、絶対値変化が検知でき、これにより診断が可能であることが示唆されている。   An example of using a change in driving energy for diagnosis of a motorized valve is, for example, “Report on Intelligent Mechatronics Research Subcommittee” Vol. 2, No. 2, published by the Japan Society for Precision Engineering, reported on September 21, 1995. This is described in items 1, 2, 18 on page 15. Here, it is explained that item 1 is related to motor load (startup / running / overload), item 2 is related to motor load / running torque, and item 18 is related to torque sheet current. It has been suggested that changes can be detected and thereby diagnosed.

これにより、本発明の電動弁診断装置では、電線管15内の電線ケーブル又は制御線の配置が固定されている条件では、駆動モータの駆動エネルギの絶対値の変化が、正常状態と対比することにより異常の有無を診断できることが可能と考えられる。   Thereby, in the motor-operated valve diagnostic apparatus of the present invention, the change in the absolute value of the drive energy of the drive motor is compared with the normal state under the condition that the arrangement of the electric cable or control line in the conduit 15 is fixed. Therefore, it is considered possible to diagnose the presence or absence of abnormality.

また、以上の説明では、駆動モータの駆動エネルギのオン又はオフのタイミングを応力センサ値に基づくトルク設定値と関連付けて説明していたが、これに限定されるものではない。   In the above description, the on / off timing of the drive energy of the drive motor has been described in association with the torque setting value based on the stress sensor value, but the present invention is not limited to this.

また、本発明の電線管の外部に取り付けられた複数の磁気センサから出力された信号情報を用いる方法によれば、駆動モータの駆動エネルギオン・オフのタイミングを正確に測定できるので、電線管内に挿入された電力ケーブルの駆動エネルギオン・オフのタイミングに起因して測定可能な他の診断装置に適用してもよいことは明らかである。   In addition, according to the method of using signal information output from a plurality of magnetic sensors attached to the outside of the conduit of the present invention, the drive energy on / off timing of the drive motor can be accurately measured. Obviously, the present invention may be applied to other diagnostic devices that can be measured due to the timing of driving energy on / off of the inserted power cable.

また、電線管の中に駆動モータの駆動エネルギオン・オフを制御する制御線が収納されている場合、制御線を流れる制御信号が電流信号で有れば、交流及び直流を問わずに制御信号のオン・オフ指令のタイミングを正確に検出できることは容易に理解され、いずれも本発明の電動弁診断方法及び電動弁診断装置が適用可能である。   In addition, when a control line for controlling driving energy on / off of the drive motor is housed in the conduit, if the control signal flowing through the control line is a current signal, the control signal can be used regardless of whether it is AC or DC. It can be easily understood that the timing of the on / off command can be accurately detected, and the motorized valve diagnostic method and motorized valve diagnostic apparatus of the present invention can be applied to both.

このような制御信号のオン・オフ指令のタイミングは、例えば、トルク設定値による電動弁診断装置に応用可能である。駆動モータ1を駆動させる制御信号のオン・オフ指令がウォームの移動量で管理されている電動弁診断装置では、ウォームの移動量が所定の値となった場合に駆動モータ1をオフさせるトルクスイッチが作動して駆動モータが停止される。   Such timing of the on / off command of the control signal can be applied to, for example, a motor-operated valve diagnosis device based on a torque setting value. In the motor-operated valve diagnostic apparatus in which the on / off command of the control signal for driving the drive motor 1 is managed by the amount of movement of the worm, a torque switch for turning off the drive motor 1 when the amount of movement of the worm reaches a predetermined value Is activated and the drive motor is stopped.

ここで、このトルクスイッチがオフ指令を発したとき(時刻t)でのステム7に掛かる荷重(トルク値に比例)が管理対象とされている。この許容値は通常は、前述の例と同様な理由で通常±10%であり、±10%の範囲内で有れば、電動弁は正常であるが、許容値を超えると電動弁は異常と判断される。ここで、トルクスイッチの作動時刻(オフの制御信号発信時刻)が正確に確定できないと、急激に増加するステム7への荷重を管理することは実質的に困難である。   Here, the load (proportional to the torque value) applied to the stem 7 when the torque switch issues an off command (time t) is the management target. This tolerance is usually ± 10% for the same reason as in the previous example, and if it is within the range of ± 10%, the motorized valve is normal, but if the tolerance is exceeded, the motorized valve is abnormal. It is judged. Here, if the operation time of the torque switch (off control signal transmission time) cannot be accurately determined, it is substantially difficult to manage the load on the stem 7 that increases rapidly.

なお、制御信号での管理には、後述する駆動モータとのタイミングがずれるという問題点があるので、本発明においては、直接に駆動モータを駆動させる駆動エネルギのオン・オフのタイミングを測定することが好ましい。   In addition, since the management with the control signal has a problem that the timing of the drive motor described later is shifted, in the present invention, the on / off timing of the drive energy for directly driving the drive motor is measured. Is preferred.

以下に実施例により本発明の効果を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
実際に駆動モータ1の駆動エネルギをオン・オフした場合の信号の採取状況を磁気センサの位置を電力ケーブル14から近い位置(磁気センサ1)と遠い位置(磁気センサ2)との複数個(2個)設置して得られた各信号の実測データを図17〜図19に示す。
The effects of the present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.
(Example 1)
The signal collection state when the drive energy of the drive motor 1 is actually turned on / off is shown as a plurality (2) of the magnetic sensor position (magnetic sensor 1) and remote position (magnetic sensor 2). 17) The actual measurement data of each signal obtained by installing is shown in FIGS.

ここで、図17は、設定トルクで駆動エネルギオフになった場合であり、駆動モータは停止直前ではモータ負荷が大きくなり、これにより駆動エネルギが大きくなり、センサ信号が増大している。また、図18は、トルクスイッチ作動前に弁棒位置に基づき作動するリミットスイッチにより停止させた場合であり、この場合はモータ負荷が大きくなる前に停止している。また、図19はモータ起動時のデータである。   Here, FIG. 17 shows a case where the drive energy is turned off at the set torque, and the motor load of the drive motor increases immediately before stopping, thereby increasing the drive energy and increasing the sensor signal. FIG. 18 shows a case where the torque switch is stopped by a limit switch that operates based on the valve stem position before the torque switch is activated. In this case, the torque load is stopped before the motor load increases. FIG. 19 shows data when the motor is started.

図17〜図19は、実験室におけるデータであり、ノイズがほとんどない状態での結果である。一般にはなんらかの原因によりノイズが発生する場合が多い。ノイズの発生を想定すると、何れの場合も電力ケーブル14に近い位置での磁気センサの信号(磁気センサ1)は、遠い位置での磁気センサ(磁気センサ2)の信号に比べて駆動エネルギのオン・オフのタイミングを正確に把握できることが理解される。
(実施例2)
次に、実際に駆動モータ1の駆動エネルギを遮断した場合の信号の採取状況を従来技術の場合と対比して本願発明に従う磁気センサの場合を説明する。
17 to 19 are data in a laboratory, and are results in a state where there is almost no noise. In general, noise often occurs for some reason. Assuming the occurrence of noise, in any case, the signal of the magnetic sensor (magnetic sensor 1) at a position close to the power cable 14 is ON of driving energy compared to the signal of the magnetic sensor (magnetic sensor 2) at a far position.・ It is understood that the off timing can be accurately grasped.
(Example 2)
Next, the case of the magnetic sensor according to the present invention will be described in comparison with the state of signal collection when the drive energy of the drive motor 1 is actually cut off.

この実施例2では、運転中を想定し、電気箱は開放不可のため電線管の外部からは単相線の測定は不可との条件とした。   In Example 2, it was assumed that the operation was in progress, and the electrical box was not openable, so that the single-phase line measurement was not possible from the outside of the conduit.

また、信号強度は、電線管15内の電力ケーブル14の配置により異なるが、この実施例2ではケーブル14が電線管15の中心に位置する場合を一例として説明する。なお、このようにケーブル14を電線管15の中心に配置する場合には信号が最も小さくなり、磁気センサにより高品位の信号を採取するのが最も困難な場合と想定される。なお、ここで用いた電線管は、外径42mm、内径34mmのものである。   Further, the signal strength varies depending on the arrangement of the power cable 14 in the conduit 15, but in the second embodiment, a case where the cable 14 is located at the center of the conduit 15 will be described as an example. When the cable 14 is arranged in the center of the conduit 15 as described above, the signal is the smallest, and it is assumed that it is most difficult to collect a high-quality signal by the magnetic sensor. The conduit used here has an outer diameter of 42 mm and an inner diameter of 34 mm.

ここで、図20(a)は二つの磁気センサ16A,16Bによりセンサ信号を採取した場合の実験結果である。   Here, Fig.20 (a) is an experimental result at the time of collecting a sensor signal with two magnetic sensors 16A and 16B.

図20(b)は、対照のために特許文献2に記載の従来のクランプメータを電線管にクランプした場合の実験結果であり、図20(a)との結果と比較するために、ノイズレベルが略同一となるようセンサ出力比率を調整している。
また、図20(c)は、図20(b)において駆動エネルギがオフとなった近傍について時間軸を拡大したものである。
FIG. 20B is an experimental result when the conventional clamp meter described in Patent Document 2 is clamped to the conduit for comparison, and the noise level is compared with the result of FIG. 20A. The sensor output ratio is adjusted so that is substantially the same.
FIG. 20C is an enlarged view of the time axis in the vicinity where the drive energy is turned off in FIG.

この図20(a)と図20(b)との対比により明らかなように、クランプメータを用いた場合に比べて磁気センサを用いた本願発明の方法によれば、S/N比が大幅に向上されている。   As apparent from the comparison between FIG. 20A and FIG. 20B, according to the method of the present invention using a magnetic sensor, the S / N ratio is greatly increased compared to the case of using a clamp meter. Has been improved.

また、図20(c)により明らかなように、クランプメータを用いた場合は、三相一括測定のため波形が乱れており、S/N比が小さく、駆動エネルギオフのタイミングが明確でないことが示されている。これにより、本発明に従えば、電動弁の診断の測定誤差が低減できることが理解される。   Further, as is clear from FIG. 20C, when the clamp meter is used, the waveform is disturbed due to the three-phase collective measurement, the S / N ratio is small, and the drive energy off timing is not clear. It is shown. Thereby, according to this invention, it understands that the measurement error of diagnosis of a motor operated valve can be reduced.

また、モータ上に磁気センサを設置した場合では、モータの慣性力により誘導電流が発生するので、駆動エネルギが切れてもセンサ信号はゆるやかに減少して直ぐには止まらない。これにより駆動エネルギのオフのタイミングを正確に検知することは困難であり、オフ判断時点位置が判定者により異なるという誤診の原因となる。   In addition, when a magnetic sensor is installed on the motor, an induced current is generated due to the inertial force of the motor. Therefore, even if the drive energy is cut off, the sensor signal gradually decreases and does not stop immediately. As a result, it is difficult to accurately detect the timing of turning off the drive energy, which causes a misdiagnosis that the off determination time point position differs depending on the determiner.

例えば、トルクの上昇速度が大きい駆動速度が速い電動弁では、図3に示すように、実際の駆動エネルギオフのタイミングと駆動エネルギオフと判断したタイミングとの差(OFF判断誤差Δt)が生じる。ここで、参照テーブルLUTなどにおいてトルク設定値(駆動エネルギOFFの時点のトルク値)の許容値が基準値±10%程度に設定されている診断装置では、OFF判断のタイミングが僅かに異なることによる診断誤差は無視できなくなる。   For example, in a motor-operated valve with a large torque increase speed and a high driving speed, as shown in FIG. 3, there is a difference (OFF determination error Δt) between the actual driving energy off timing and the driving energy off timing. Here, in the diagnostic device in which the allowable value of the torque setting value (torque value at the time when the drive energy is OFF) in the reference table LUT or the like is set to the reference value ± 10%, the timing of the OFF determination is slightly different. Diagnostic errors cannot be ignored.

これに対して、本発明に従う磁気センサを複数個設定する方法では、実際の駆動エネルギオフのタイミングと駆動エネルギオフと判断したタイミングとの差(OFF判断誤差Δt)は低減又は実質的に無くなる。   On the other hand, in the method of setting a plurality of magnetic sensors according to the present invention, the difference (OFF determination error Δt) between the actual drive energy off timing and the drive energy off timing is reduced or substantially eliminated.

以上のシミュレーションの結果及び実施例から次のことが理解される。
(1)ホール素子を利用した複数個の磁気センサを電線管に設置するという簡単な手法により、クランプ式の電流計を用いる場合に比べて、S/N比が格段に大きくなり、これにより、電動弁の電気箱のカバーを取り外すことなく、駆動エネルギのオン・オフのタイミングを一層正確に把握することができる。
(2)磁気センサを複数個設置する場合には、各センサから得られた信号の絶対値を加算する手法を採用することにより、センサ個数が増えるほど大きい信号値が得られ、かつ、センサ1個の場合に比べ、その信号形状は起伏の無い形に近づいている。これにより、駆動エネルギオン・オフ時のセンサ波形の変化(駆動エネルギオフ状態のセンサ信号値からのオン状態への変化点、または駆動エネルギオン状態のセンサ信号値からのオフ状態への変化点)がより確実に検出できる。
(実施例3)
次に、異常情報として、ステム(弁棒)7が曲がった状態を駆動エネルギの時系列変化として異常を検知する実施例について説明する。
The following can be understood from the results of the above simulation and the examples.
(1) By a simple method of installing a plurality of magnetic sensors using Hall elements in a conduit, the S / N ratio is significantly larger than when using a clamp-type ammeter, Without removing the cover of the electric box of the motor-operated valve, it is possible to grasp the driving energy on / off timing more accurately.
(2) When a plurality of magnetic sensors are installed, by adopting a method of adding absolute values of signals obtained from the sensors, a larger signal value can be obtained as the number of sensors increases, and the sensor 1 Compared to the individual case, the signal shape is closer to a shape without undulations. This changes the sensor waveform when the drive energy is on / off (change point from the sensor signal value in the drive energy off state to the on state, or change point from the sensor signal value in the drive energy on state to the off state). Can be detected more reliably.
(Example 3)
Next, as an abnormality information, an embodiment will be described in which an abnormality is detected using a state in which the stem (valve rod) 7 is bent as a time-series change in driving energy.

ステム7が曲がっていない正常な状態での駆動モータ1に必要とする駆動エネルギと曲がった状態での駆動モータ1に必要とする駆動エネルギに差異が生じ、曲がった場合の駆動エネルギは増大すると考えられる。そこで、正常状態の駆動エネルギの経時変化データと対比することにより、ステム7が曲がっていること等による異常を検知することもできる。   There is a difference between the drive energy required for the drive motor 1 in a normal state where the stem 7 is not bent and the drive energy required for the drive motor 1 in a bent state, and the drive energy when bent is considered to increase. It is done. Therefore, by comparing with the temporal change data of the driving energy in the normal state, it is possible to detect an abnormality due to the stem 7 being bent or the like.

ここで、ステム7が曲がっている場合には、駆動エネルギ(モータ電流)の他に、ウォーム荷重、ウォーム変位、弁棒応力が増加又は変位することが考えられる。そこで、実際にステム7を図21に示すように、約0.9度曲げた場合の駆動エネルギ等に与える影響を測定し図22及び図23に測定結果を示した。   Here, when the stem 7 is bent, it is considered that the worm load, the worm displacement, and the valve stem stress increase or displace in addition to the driving energy (motor current). Therefore, as shown in FIG. 21, the influence on the driving energy and the like when the stem 7 is actually bent by about 0.9 degrees was measured, and the measurement results are shown in FIGS.

ここで、図22はステム7および弁体8が開方向へ運転された場合の測定結果であり、図23は閉鎖方向へ運転された場合の測定結果である。これらの図から、ステム7が曲がっている場合(「異常」と図示。)には、正常な状態に比較して駆動エネルギ(モータ電流)の波形の変化が明瞭に観察することができる。また、これらの図から、ウォーム荷重(トルク)、ウォーム変位(ウォーム)、弁棒応力(弁軸スラスト)による測定に比較しても遜色せずに明瞭であることが理解される。これらの結果から、磁気センサで読取ることが可能と示唆される。   Here, FIG. 22 shows the measurement results when the stem 7 and the valve body 8 are operated in the opening direction, and FIG. 23 shows the measurement results when the stem 7 and the valve body 8 are operated in the closing direction. From these figures, when the stem 7 is bent (shown as “abnormal”), the change in the waveform of the driving energy (motor current) can be clearly observed as compared with the normal state. In addition, it can be understood from these figures that the measurement is clear without being inferior even when compared with measurements by worm load (torque), worm displacement (worm), and valve stem stress (valve shaft thrust). These results suggest that reading with a magnetic sensor is possible.

次に、電動弁診断装置を用いた診断事例の一例を説明する。この例は、例えば原子力発電プラントにおける各種配管に設定される電動弁又は電動弁診断装置に本発明を応用した一例である。   Next, an example of diagnosis using the motor-operated valve diagnosis apparatus will be described. This example is an example in which the present invention is applied to a motor-operated valve or a motor-operated valve diagnostic device set for various pipes in a nuclear power plant, for example.

この電動弁(電動弁診断装置100)は図1に示す装置と実質的に同一乃至は均等である。   This electric valve (electric valve diagnostic device 100) is substantially the same as or equivalent to the device shown in FIG.

このような弁体8を閉とする場合の電動弁の診断情報の一例は、図24に示される。この図では、モータ起動から駆動エネルギ遮断の間の駆動モータ1の運転トルクの経時的変化がグラフで表現される。   An example of the diagnostic information of the motor-operated valve when such a valve body 8 is closed is shown in FIG. In this figure, the change over time of the operating torque of the drive motor 1 between the start of the motor and the interruption of the drive energy is represented by a graph.

駆動モータ1が駆動されて、ウォーム3が回転し、ウォーム3に噛み合ったウォームギヤ4が回転し、ウォームギヤ4が所定角度回転すると、ウォームギヤ4の突起が、ドライブスリーブ5の突起を押圧(ハンマ打ち)してドライブスリーブ5が回転する。すなわち、駆動モータ1の運転トルクは、一端上昇しハンマ打ちまでの空転時間(ウォームギヤ4が回転してウォームギヤ4の突起がドライブスリーブ5の突起に当接してドライブスリーブ5を回転させるまでの間)はトルクは小さいが、その後、一定トルクの下でステム7が下降される。   When the drive motor 1 is driven, the worm 3 rotates, the worm gear 4 meshed with the worm 3 rotates, and the worm gear 4 rotates by a predetermined angle, the protrusion of the worm gear 4 presses the protrusion of the drive sleeve 5 (hammer hitting). Then, the drive sleeve 5 rotates. That is, the operating torque of the drive motor 1 rises once and idles until hammering (until the worm gear 4 rotates and the protrusion of the worm gear 4 abuts the protrusion of the drive sleeve 5 to rotate the drive sleeve 5). Although the torque is small, the stem 7 is then lowered under a constant torque.

弁体8が弁座に当接すると、弁体8の絞り込みが開始されウォーム軸3aが皿バネ11を押圧するx方向に移動し、トルク値が上昇する。このウォーム軸3aが所定の変位量に移動するとトルクスイッチ12が作動して駆動モータ1への駆動エネルギを遮断する。ここで、図24では、トルクスイッチ12が作動した直後にトルク値のオーバシュートが観察されるが、その後保持トルクが維持される。   When the valve body 8 comes into contact with the valve seat, the valve body 8 starts to be narrowed, and the worm shaft 3a moves in the x direction that presses the disc spring 11, and the torque value increases. When the worm shaft 3a moves to a predetermined amount of displacement, the torque switch 12 is activated to cut off the drive energy to the drive motor 1. Here, in FIG. 24, although an overshoot of the torque value is observed immediately after the torque switch 12 is operated, the holding torque is maintained thereafter.

本発明においては、このような電動弁診断装置の駆動エネルギのオン・オフのタイミングを正確に確認することができ、また、本発明においては、このような電動弁診断装置の駆動エネルギの逐次変化の状況を測定することができるので、本発明をこのような電動弁の診断装置にも応用が可能であることが容易に理解される。   In the present invention, it is possible to accurately confirm the on / off timing of the drive energy of such a motor-operated valve diagnostic device, and in the present invention, the sequential change of the drive energy of such a motor-operated valve diagnostic device. Therefore, it is easily understood that the present invention can be applied to such a motor-operated valve diagnostic apparatus.

以上、この発明を詳述してきたが、具体的な構成はこの以上の説明に限らず、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。   Although the present invention has been described in detail above, the specific configuration is not limited to the above description, and design changes and the like within the scope not departing from the gist of the present invention are also included in the present invention.

原子力発電所などでは電動弁が広範囲に使用されており、この電動弁の健全性を維持することは、プラントの安全確保のために非常に重要である。このような電動弁では、一定の周期で分解点検等を行う時間計画保全に比べて、より効果的な保全技術として、電動弁診断装置による状態監視保全技術が既に広範囲に実用化されている。このような電動弁診断装置は、状態を検出するセンサを電動弁に取り付け、センサ出力(信号情報)を収集解析し、設定トルクや各部の摩耗量を診断するものであるが、一層投資効果の高い診断技術の導入が望まれている。   In nuclear power plants and the like, motorized valves are widely used, and maintaining the soundness of the motorized valves is very important for ensuring the safety of the plant. In such a motor-operated valve, a state monitoring and maintenance technique using a motor-operated valve diagnostic device has already been put into practical use as a more effective maintenance technique compared to time-planned maintenance in which overhauls and the like are performed at regular intervals. Such a motorized valve diagnostic device attaches a sensor for detecting the state to the motorized valve, collects and analyzes sensor output (signal information), and diagnoses the set torque and the amount of wear of each part. Introduction of high diagnostic technology is desired.

本発明に従えば、高精度化、低コスト化、省力化を実現できる高性能電動弁診断装置が提供できるので、広く産業上利用できると考えられる。   According to the present invention, it is possible to provide a high-performance motor-operated valve diagnostic apparatus that can realize high accuracy, low cost, and labor saving, and is considered to be widely applicable industrially.

また、本発明の電動弁は、プリトリガ方式による無人データ収集装置、及び遠隔双方向通信システムと組み合わせることが可能である。駆動エネルギをトリガ信号としてデータ収集装置を起動させることにより、誤動作のないデータ収集が可能となり、データの収集の省力化とともに、専門家が現場に行かなくとも迅速に高度な診断が可能となることが期待される。   In addition, the motor-operated valve of the present invention can be combined with an unattended data collection device using a pre-trigger method and a remote bidirectional communication system. By starting the data collection device using the drive energy as a trigger signal, it is possible to collect data without malfunctions, and to save labor in collecting data and to enable advanced diagnosis quickly without having to go to the site. There is expected.

本発明に係る電動弁診断方法を実施する電動弁診断装置の一例を説明する構成図であり、(a)は要部斜視図、(b)はドライブスリーブ部分の縦断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a block diagram explaining an example of the electrically operated valve diagnostic apparatus which implements the electrically operated valve diagnostic method based on this invention, (a) is a principal part perspective view, (b) is a longitudinal cross-sectional view of a drive sleeve part. 図1の電動弁の要部拡大構成図である。It is a principal part expanded block diagram of the motor operated valve of FIG. モータへ磁気センサを取り付けた場合の駆動エネルギとトルク値との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the drive energy at the time of attaching a magnetic sensor to a motor, and a torque value. 本発明に係る電動弁診断装置における電線管内の電力ケーブルの配置の状況及び電線管への磁気センサの取付状況を横断面により説明する図である。It is a figure explaining the situation of the arrangement of the power cable in the electric pipe in the electric valve diagnostic device concerning the present invention, and the attachment situation of the magnetic sensor to the electric pipe by a cross section. 本発明に係る電動弁診断装置における電線管内の電力ケーブルの配置の状況及び電線管への磁気センサの取付状況を縦断面により説明する図である。It is a figure explaining the situation of arrangement of an electric power cable in a conduit tube in the motor-operated valve diagnostic device concerning the present invention, and the attachment situation of a magnetic sensor to a conduit tube by a longitudinal section. 図6(a)及び(b)は、本発明に係る電動弁診断装置における電線管への磁気センサの取付状況を説明する図である。6 (a) and 6 (b) are diagrams for explaining the state of attachment of the magnetic sensor to the conduit in the motor-operated valve diagnostic apparatus according to the present invention. 本発明に係るホール素子を利用した磁気センサの回路図である。It is a circuit diagram of the magnetic sensor using the Hall element concerning the present invention. 本発明に係る磁気センサで電線管内に挿通された電力ケーブルより発生する磁場を試算する説明図である。It is explanatory drawing which estimates the magnetic field which generate | occur | produces from the electric power cable penetrated in the conduit with the magnetic sensor which concerns on this invention. 図9(a)〜(d)は、電力ケーブルと磁場センサとの関係を説明する配置図である。FIGS. 9A to 9D are layout diagrams for explaining the relationship between the power cable and the magnetic field sensor. 本発明に係る互いに位相差が生じるように取り付けた磁気センサから得られる信号を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the signal obtained from the magnetic sensor attached so that a phase difference might produce according to this invention. 図11(a)〜(d)は、図12(a)〜(d)の配置図により配置された電力ケーブルに電流が流れた場合の磁気センサにより出力される出力信号を演算処理した結果を表す図である。11 (a) to 11 (d) show the results of computing the output signals output from the magnetic sensor when current flows through the power cables arranged according to the layout diagrams of FIGS. 12 (a) to 12 (d). FIG. 図12(a)〜(d)は、電力ケーブルと磁場センサとの関係を説明する配置図である。12A to 12D are layout diagrams for explaining the relationship between the power cable and the magnetic field sensor. 図13(a)〜(d)は、図12(a)〜(d)の配置図により配置された電力ケーブルに電流が流れた場合の磁気センサにより出力される出力信号を演算処理した結果を表す図である。FIGS. 13A to 13D show the results of arithmetic processing of the output signal output from the magnetic sensor when current flows through the power cables arranged according to the layout diagrams of FIGS. 12A to 12D. FIG. トルクスイッチと駆動モータとの関係を説明する回路図である。It is a circuit diagram explaining the relationship between a torque switch and a drive motor. 電動弁診断装置を自動判定装置にした場合のシステム構成例を説明する図である。It is a figure explaining the system configuration example at the time of making an electric valve diagnostic apparatus into an automatic determination apparatus. 診断手段において設定する「しきい値」を説明する図である。It is a figure explaining the "threshold value" set in a diagnostic means. 駆動モータの駆動エネルギが設定トルク値でオフとなった場合の信号の採取状況の実測データを説明する図である。It is a figure explaining the actual measurement data of the sampling condition of a signal when the drive energy of a drive motor turns off by a setting torque value. 駆動モータの駆動エネルギがリミットスイッチにより停止させた場合の信号の採取状況の実測データを説明する図である。It is a figure explaining the measurement data of the sampling condition of the signal when the drive energy of a drive motor is stopped by a limit switch. 駆動モータの駆動エネルギをオンとした場合の採取状況の実測データを説明する図である。It is a figure explaining the actual measurement data of the collection condition at the time of turning on the drive energy of a drive motor. 図20(a)〜(c)は、駆動モータの駆動エネルギを遮断した場合の信号の採取状況を説明する図である。FIGS. 20A to 20C are diagrams for explaining a signal collection state when the drive energy of the drive motor is cut off. 弁棒(ステム)の曲がった状態を説明する図である。It is a figure explaining the state where the valve stem (stem) bent. 弁棒(ステム)の曲がった場合の駆動エネルギ(モータ電流)などに与える影響を説明する図であり、弁が開方向へ運転された場合を説明する図である。It is a figure explaining the influence which it has on the drive energy (motor current) etc. at the time of a valve stem (stem) bending, and is a figure explaining the case where a valve is operated in the opening direction. 弁棒(ステム)の曲がった場合の駆動エネルギ(モータ電流)などに与える影響を説明する図であり、弁が閉鎖方向へ運転された場合を説明する図である。It is a figure explaining the influence which it has on the drive energy (motor current) etc. at the time of a valve stem (stem) bending, and is a figure explaining the case where a valve is operated in the closing direction. 図1の電動弁診断装置により測定された情報を表示するグラフである。It is a graph which displays the information measured by the motor operated valve diagnostic apparatus of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

100:電動弁診断装置
200:配管
1:駆動モータ
2:ギヤ
3:ウォーム
3a:ウォーム軸
4:ウォームギヤ
5:ドライブスリーム
6:ステムナット
7:ステム(弁棒)
7’:ヨーク
8:弁体
10:トルクスプリングカートリッジ(TSC)
11:皿バネ
12:トルクスイッチ
13:電力ケーブル(電力線)
15:電線管
16:磁気センサ
17:面ファスナテープ(固定手段)
18:端子
19:増幅器
100: Electric valve diagnosis device 200: Piping 1: Drive motor 2: Gear 3: Worm 3a: Worm shaft 4: Worm gear 5: Drive stream 6: Stem nut 7: Stem (valve rod)
7 ': Yoke 8: Valve body 10: Torque spring cartridge (TSC)
11: disc spring 12: torque switch 13: power cable (power line)
15: Conduit 16: Magnetic sensor 17: Hook fastener tape (fixing means)
18: Terminal 19: Amplifier

Claims (13)

駆動モータの回転駆動力が機械的に伝達されて弁体を開閉駆動させる電動弁の異常の程度を診断する電動弁の診断方法において、
前記駆動モータの駆動エネルギオン・オフのタイミングを、該駆動モータを駆動させる電力線又は制御線を収納した電線管の外部に外付けされた複数個の磁気センサから出力された信号情報に基づいて診断することを特徴とする電動弁診断方法。
In the motorized valve diagnosis method for diagnosing the degree of abnormality of the motorized valve that mechanically transmits the rotational driving force of the drive motor to drive the valve body to open and close,
Diagnose the drive energy on / off timing of the drive motor based on signal information output from a plurality of magnetic sensors externally attached to the outside of the conduit containing the power line or control line for driving the drive motor. A motor-operated valve diagnostic method comprising:
前記磁気センサは、前記電線管の外周に着脱自在に固定されることを特徴とする請求項1に記載の電動弁診断方法。   The motor-driven valve diagnosis method according to claim 1, wherein the magnetic sensor is detachably fixed to an outer periphery of the conduit. 前記複数個の磁気センサから出力された信号情報は加算、減算または信号情報の絶対値を加算する演算処理がなされ、該演算処理された信号情報は、該複数個の磁気センサから出力された各信号情報とともに出力されることを特徴とする請求項1記載の電動弁診断方法。   The signal information output from the plurality of magnetic sensors is subjected to addition, subtraction, or arithmetic processing for adding the absolute value of the signal information, and the signal information subjected to the arithmetic processing is output from each of the plurality of magnetic sensors. The motorized valve diagnosis method according to claim 1, wherein the motorized valve diagnosis method is output together with signal information. 前記複数個の磁気センサから出力された信号情報は絶対値を加算する演算処理がなされ出力されることを特徴とする請求項1記載の電動弁診断方法。   2. The motor-driven valve diagnosis method according to claim 1, wherein the signal information output from the plurality of magnetic sensors is subjected to arithmetic processing for adding absolute values and output. 駆動モータの回転駆動力が機械的に伝達されて弁体を開閉駆動させる電動弁の異常の程度を診断する電動弁診断装置において、
前記駆動モータを駆動させる電力線又は制御線を収納した電線管の外部に外付けされた複数個の磁気センサと、該磁気センサから出力された信号情報を出力する出力手段とを備えたことを特徴とする電動弁診断装置。
In the motor-operated valve diagnostic device that diagnoses the degree of abnormality of the motor-operated valve that mechanically transmits the rotational driving force of the drive motor and drives the valve body to open and close,
A plurality of magnetic sensors externally attached to the outside of a conduit that houses a power line or a control line for driving the drive motor, and output means for outputting signal information output from the magnetic sensor. Motorized valve diagnostic device.
前記複数個の磁気センサから出力された信号情報を加算、減算または信号情報の絶対値を加算する演算手段と、
該演算手段により演算処理された信号情報は前記複数個の磁気センサから出力された各信号情報とともに出力する出力手段とを備えていることを特徴とする請求項5記載の電動弁診断装置。
Arithmetic means for adding, subtracting or adding the absolute value of the signal information to the signal information output from the plurality of magnetic sensors;
6. The motor-operated valve diagnosis apparatus according to claim 5, further comprising: an output unit that outputs the signal information calculated by the calculation unit together with the signal information output from the plurality of magnetic sensors.
前記複数個の磁気センサから出力された信号情報の絶対値を加算する演算手段を備えていることを特徴とする請求項5記載の電動弁診断装置。   6. The motor-operated valve diagnosis apparatus according to claim 5, further comprising a calculation unit that adds absolute values of signal information output from the plurality of magnetic sensors. 駆動モータの回転駆動力が機械的に伝達されて弁体を開閉駆動させる電動弁の異常の程度を診断する電動弁診断装置において、
前記駆動モータを駆動させる電力線又は制御線を収納した電線管の外部に外付けされた複数個の磁気センサと、該磁気センサから出力された信号情報に基づいて前記電動弁の異常の程度を診断する診断手段と、該診断手段により得られた診断結果を出力する出力手段とを備えたことを特徴とする電動弁診断装置。
In the motor-operated valve diagnosis device that diagnoses the degree of abnormality of the motor-operated valve that mechanically transmits the rotational driving force of the drive motor and drives the valve body to open and close,
Diagnosing the degree of abnormality of the motor-operated valve based on a plurality of magnetic sensors externally attached to the outside of the conduit containing the power line or control line for driving the drive motor, and signal information output from the magnetic sensor A motor-operated valve diagnostic apparatus comprising: a diagnostic means for performing the operation; and an output means for outputting a diagnosis result obtained by the diagnostic means.
該複数個の磁気センサから出力された信号情報を加算、減算または信号情報の絶対値を加算する演算手段を備え、前記演算処理された信号情報は、該複数個の磁気センサから出力された信号情報とともに出力され、出力された信号情報に基づいて前記電動弁の異常の程度を診断する診断手段と、該診断手段により得られた診断結果を出力する出力手段とを備えたことを特徴とする請求項8記載の電動弁診断装置。   Computation means for adding, subtracting, or adding the absolute value of the signal information is added to the signal information output from the plurality of magnetic sensors, and the processed signal information is a signal output from the plurality of magnetic sensors. A diagnostic means for diagnosing the degree of abnormality of the motor-operated valve based on the output signal information, and an output means for outputting a diagnostic result obtained by the diagnostic means. The motor-operated valve diagnostic apparatus according to claim 8. 該複数個の磁気センサから出力された信号情報の絶対値を加算する演算手段を備え、
前記演算手段により演算された信号情報に基づいて前記電動弁の異常の程度を診断する診断手段と、該診断手段により得られた診断結果を出力する出力手段とを備えたことを特徴とする請求項8記載の電動弁診断装置。
Computation means for adding the absolute value of signal information output from the plurality of magnetic sensors,
A diagnostic means for diagnosing the degree of abnormality of the motor-operated valve based on signal information calculated by the calculating means, and an output means for outputting a diagnosis result obtained by the diagnostic means. Item 9. A motor-operated valve diagnostic device according to Item 8.
前記複数の磁気センサは、電線管の管軸に直交する面内位置に固定されていることを特徴とする請求項5〜10のいずれかに記載の電動弁診断装置。   The motor-driven valve diagnostic apparatus according to claim 5, wherein the plurality of magnetic sensors are fixed at in-plane positions orthogonal to the tube axis of the conduit tube. 前記磁気センサは、前記電線管の中を通る電力ケーブルから発する磁力線が測定可能に配置されているホール素子センサであることを特徴とする請求項5〜11のいずれかに記載の診断装置。   The diagnostic device according to any one of claims 5 to 11, wherein the magnetic sensor is a Hall element sensor in which lines of magnetic force generated from a power cable passing through the conduit are measurable. 前記磁気センサは、前記電線管の外周に着脱自在に固定されることを特徴とする請求項5〜12のいずれかに記載の電動弁診断装置。   The motor-operated valve diagnosis apparatus according to claim 5, wherein the magnetic sensor is detachably fixed to an outer periphery of the conduit.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2006131991A1 (en) * 2005-06-10 2006-12-14 Shikoku Research Institute Incorporated Method and apparatus for diagnosis of motor-operated valve
JP2012103270A (en) * 2007-10-16 2012-05-31 Shikoku Res Inst Inc Diagnostic method for electrically-powered apparatus
JP2018055636A (en) * 2016-09-30 2018-04-05 メタウォーター株式会社 Valve operation monitoring method and valve operation abnormality sign detection method
JP2019049532A (en) * 2017-09-08 2019-03-28 日本ギア工業株式会社 Diagnostic method and device of abnormality or degradation
WO2019224874A1 (en) * 2018-05-21 2019-11-28 三菱電機株式会社 Degradation detection system, brake control device, and degradation detection method
CN111520535A (en) * 2020-04-29 2020-08-11 浙江工业大学 Online diagnosis method for loosening fault of pneumatic regulating valve positioner

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7769563B2 (en) 2003-12-17 2010-08-03 Shikoku Research Institute Incorporated Method and apparatus for diagnosis of motor-operated valve
WO2006131991A1 (en) * 2005-06-10 2006-12-14 Shikoku Research Institute Incorporated Method and apparatus for diagnosis of motor-operated valve
JP2012103270A (en) * 2007-10-16 2012-05-31 Shikoku Res Inst Inc Diagnostic method for electrically-powered apparatus
JP2012103271A (en) * 2007-10-16 2012-05-31 Shikoku Res Inst Inc Diagnostic method for motor-operated valve
JP2018055636A (en) * 2016-09-30 2018-04-05 メタウォーター株式会社 Valve operation monitoring method and valve operation abnormality sign detection method
JP2019049532A (en) * 2017-09-08 2019-03-28 日本ギア工業株式会社 Diagnostic method and device of abnormality or degradation
WO2019224874A1 (en) * 2018-05-21 2019-11-28 三菱電機株式会社 Degradation detection system, brake control device, and degradation detection method
JPWO2019224874A1 (en) * 2018-05-21 2020-12-10 三菱電機株式会社 Deterioration detection system, brake control device, and deterioration detection method
CN111520535A (en) * 2020-04-29 2020-08-11 浙江工业大学 Online diagnosis method for loosening fault of pneumatic regulating valve positioner

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