JP2010085105A - 電動弁の状態監視診断装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電動弁の状態監視診断を、電動弁の動作に影響を与えることなく、高精度且つ簡便に実現できること。
【解決手段】電動弁１０の停止時から動作時に亘り、電動弁の弁棒１６における外部露出部２２に施されたマーキング点３１を電動弁に非接触状態で撮影する撮影装置２６（エリアカメラ２６Ａ、２６Ｂ）と、この撮影装置から出力された信号を画像処理し、マーキング点の位置変化を画像計測して、弁棒の外部露出部における歪み分布と、弁棒の軸方向ストロークを求める画像処理装置２７と、この画像処理装置から出力された信号を演算処理して、弁棒１６の外部露出部の任意の点における歪みの時系列波形と、弁棒の軸方向ストロークの時系列波形とを演算して表示するデータ解析装置２８と、を有するものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電動弁の劣化や故障の兆候を検知する電動弁の状態監視診断装置及び方法に関する。

従来の原子力発電所の電動弁の保全では、予防保全として決められた周期で分解点検を行う時間計画保全（ＴＢＭ）が行われている。このＴＢＭでは、電動弁の劣化状態にかかわらず一定周期で分解点検を行うためオーバーメンテナンスとなり、保守費用が大きくなるという問題点と、劣化が生じていない電動弁に対して分解・組立のプロセスで故障を発生させる、いわゆるいじり壊しを発生させやすいという問題点がある。また、分解点検を数ヶ月の定期検査中に集中して行っているため、定期検査の工程を短縮できず、プラント稼働率を改善するのが難しいという問題点もある。

近年、これらの問題点を解決するために、電動弁の劣化状態を定期的に監視診断しながら、適切な時期に分解点検を行う状態監視保全の導入が要請されている。現在までに、電動弁の劣化状態を監視診断することを目的として、様々な状態監視診断装置が開発され、原子力発電所における電動弁の状態監視保全への適用が期待されている。

電動弁の劣化状態を監視診断するためには、電動弁の停止時から動作時に亘り、弁棒に作用する荷重、弁棒の軸方向ストローク（昇降移動量）、モータに入力される電流等の時系列波形を定期的に計測し、正常状態の波形とのずれを解析し評価する必要がある。上記データの中で、弁棒に作用する荷重と弁棒の軸方向ストロークは特に重要なデータであり、これらのデータを計測し解析して評価することにより、電動弁の大部分の劣化の兆候を検知するとが可能となる。

現在までに開発された状態監視診断装置において、弁棒に作用する荷重と弁棒の軸方向ストロークの計測手法としては、特許文献１に記載のように、電動弁駆動部にセンサを予め内蔵させて計測する手法（内蔵型）、特許文献２または３に記載のように、弁棒やヨークにセンサを外付けして計測する手法（外付け型）、特許文献４に記載のように、モータに入力される電流値と電圧値から電動弁の劣化の兆候を推定する手法（遠隔推定型）が開発されている。
特開２００６−１８４１９３号公報 特開２００７−２０５５１１号公報 特開２００８−３９１２６号公報 特開２００６−８３９２８号公報

ところが、内蔵型の状態監視診断装置の場合、計測精度は高いが、電動弁のそれぞれに１式のセンサが必要であり、このセンサを含めた計器の取り付け・取り外しや、計器の校正の際には、電動弁を分解しなければならないという課題がある。

また、外付け型の状態監視診断装置の場合には、計測精度は高いが、取り付けに時間と労力を要し、また、軸方向に動作する弁棒にセンサを直接取り付けるため、電動弁の動作に制約を与えてしまうという課題がある。

更に、遠隔推定型の状態監視診断装置の場合には、計測が簡便で遠隔計測が可能であるという利点はあるが、直接の計測でなく、他のデータからの推定計測となってしまうため、精度に課題がある。

また、前記３つのいずれの計測手法についても、弁棒の「ある１点」の応力（または歪み）を計測する手法であり、より詳細で高精度な監視診断に必要不可欠な弁棒の「応力分布（または歪み分布）」を計測することができない。

本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、電動弁の状態監視診断を、電動弁の動作に影響を与えることなく、高精度且つ簡便に実現できる電動弁の状態監視診断装置及び方法を提供することにある。

本発明に係る電動弁の状態監視診断装置は、先端に弁体が設けられた弁棒を、モータの駆動力により軸方向に駆動して前記弁体に開閉動作を行なわせる電動弁であって、この電動弁の停止時から動作時に亘り、前記電動弁の歪み発生箇所に施されたマーキングを前記電動弁に非接触状態で撮影する撮影装置と、この撮影装置から出力された信号を画像処理し、前記マーキングの位置変化を画像計測して、前記歪み発生箇所における歪み分布を求める画像処理装置と、この画像処理装置から出力された信号を演算処理して、前記歪み発生箇所の任意の点における歪みの時系列波形を演算して表示するデータ解析装置と、を有することを特徴とするものである。

本発明に係る電動弁の状態監視診断方法は、先端に弁体が設けられた弁棒を、モータの駆動力により軸方向に駆動して前記弁体に開閉動作を行なわせる電動弁であって、この電動弁の停止時から動作時に亘り、前記電動弁の歪み発生箇所に施されたマーキングを前記電動弁に非接触状態で撮影し、この撮影された画像を処理し、前記マーキングの位置変化を画像計測して、前記歪み発生箇所における歪み分布を求め、この歪み分布から、前記歪み発生箇所の任意の点における歪みの時系列波形を演算して表示することを特徴とするものである。

本発明に係る電動弁の状態監視診断装置及び方法によれば、電動弁の状態監視診断を、電動弁の動作に影響を与えることなく、高精度且つ簡便に実現できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。但し、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。

［Ａ］第１の実施の形態（図１〜図６）
図１は、本発明に係る電動弁の状態監視診断装置における第１の実施の形態を示す斜視図である。図２は、図１における弁棒の外部露出部に施されたマーキング点を示す、主にヨークの縦断面図である。図３は、図１の電動弁の状態監視診断装置の構成を示すブロック図である。

図１に示す電動弁１０は、弁体収納部１１、弁体駆動部１２、駆動量制御機構部１３及びヨーク１４を有して構成される。

弁体収納部１１は、図示しない配管に接続される。この弁体収納部１１には、弁棒１６の先端に設けられた弁体１５が、弁体収納部１１の流路を開閉し得るように収納されている。また、弁体駆動部１２は、モータ１７の回転駆動力をギア部１８により減速して弁棒１６へ伝達し、この弁棒１６を軸方向に昇降駆動して、弁体１５に開閉動作を行なわせる。

駆動量制御機構部１３は、リミットスイッチ１９及びトルクスイッチ２０を備える。リミットスイッチ１９は、弁棒１６の回転量からこの弁棒１６の昇降駆動量（軸方向ストローク）を検出して、弁体１５の開度を検知する。トルクスイッチ２０は、ギア部１８の図示しないウォームギアに作用するトルクを検出して、弁体１５の全開位置または全閉位置を検知する。このようにしてリミットスイッチ１９及びトルクスイッチ２０が弁体１５の位置を検知することで、駆動量制御機構部１３は、弁棒１６の昇降駆動量を制御して、弁体１５の開閉動作を制御する。

ヨーク１４は、弁体収納部１１と弁体駆動部１２とを連結するものである。このヨーク１４には開口２１が形成され、これにより弁棒１６の一部が外部に露出して、弁棒１６に外部露出部２２が生ずる。また、このヨーク１４には、図２にも示すように、弁体収納部１１との結合部分側に、弁棒１６との間で液密を確保するためのグランドパッキン２３と、このグランドパッキン２３を保持するパッキン押え２４が装着されている。更に弁棒１６の駆動時には、この弁棒１６にスラストが作用すると共に、その反力がヨーク１４に作用する。従って弁棒１６には、上記スラストによる歪みが発生すると共に、ヨーク１４には、上記反力によって、弁棒１６に生ずる歪みと相関のある歪みが発生する。

さて、上述のように構成された電動弁１０の劣化や故障状態を監視し診断する電動弁の状態監視診断装置２５（図１）について、以下に説明する。

この電動弁の状態監視診断装置２５は、電動弁１０の状態監視診断を定期的に実行するものであり、図３にも示すように、撮影装置２６、画像処理装置２７及びデータ解析装置２８を有して構成される。データ解析装置２８は、更に演算処理部２９及び表示部３０を備えてなる。

撮影装置２６は、図１及び図２に示すように、電動弁１０の静止時から動作時に亘り、電動弁１０の歪み発生箇所としての弁棒１６の外部露出部２２の表面にランダムに施された多数のマーキング点３１を、電動弁１０に非接触状態で撮影する。この撮影装置２６は、２台の高解像度エリアカメラ２６Ａ及び２６Ｂであり、これらのエリアカメラ２６Ａ及び２６Ｂが、前記多数のマーキング点３１をそれぞれ異なった方向から撮影する。これらのエリアカメラ２６Ａ及び２６Ｂは、支持装置３２にて支持されて、マーキング点３１をとらえる最適な撮影位置に固定される。

画像処理装置２７は、エリアカメラ２６Ａ及び２６Ｂから出力された信号を画像処理し、弁棒１６の外部露出部２２に施された多数のマーキング点３１の３次元座標を画像計測して、弁棒１６の外部露出部２２における歪み分布（図４）と弁棒１６の軸方向ストロークを求める。

つまり、画像処理装置２７は、エリアカメラ２６Ａ、２６Ｂからそれぞれ出力された２つの画像の相関をとることで、電動弁１０の静止時から動作時に亘る全てのマーキング点３１の３次元座標の位置変化を画像計測する。そして、画像処理装置２７は、このマーキング点３１の３次元座標の位置変化から弁棒１６の軸方向ストローク（昇降駆動量）を求め、更に、この軸方向ストロークを差し引いたマーキング点３１の３次元座標の位置変化から、弁棒１６の外部露出部２２における歪み分布（図４）を、前記軸方向ストロークと同時に求める。

図４の歪み分布は、電動弁１０の静止時から動作時に亘る任意の時点での歪み分布を示し、歪みが最も高い領域を符号Ｈで示し、歪みが最も低い領域を符号Ｌで示している。

図１及び図３に示すデータ解析装置２８の演算処理部２９は、画像処理装置２７から出力された信号を演算処理して、弁棒１６の外部露出部２２における任意の点（図４中の点Ａ）の歪みの時系列波形（図５）と、弁棒１６の軸方向ストロークの時系列波形（図６）とを求め、状態監視に必要な、例えばグラフ表示用のデータフォーマットに変換する。データ解析装置２８の表示部３０は、演算処理部２９から出力されたデータを表示するディスプレイである。

図５には、弁棒１６の外部露出部２２における任意の点の歪みの時系列波形において、電動弁１０が正常状態の場合を実線Ｋで示し、ギア部１８（図１）のギアに摩耗が生じた場合を破線Ｍで示し、グランドパッキン２３（図２）の締め付け不良によって液密状態が低下した場合を一点鎖線Ｎで示す。ギア部１８のギアに摩耗が生じた場合には、開弁動作開始時ｔ１の直後に発生する歪みの最大値が、正常状態の場合よりも遅れてしまう。また、グランドパッキン２３による液密低下の場合には、一定状態の歪み値が、正常状態の場合よりも低下してしまう。

また、図６には、弁棒１６の軸方向ストロークの時系列波形において、電動弁１０が正常状態の場合を実線Ｐで示し、異物の侵入によって弁体１５の開動作が容易でなくなった弁体固着状態の場合を破線Ｑで示す。弁体１５の固着状態の場合には、開弁動作開始後の弁棒１６の軸方向の上昇動作に、正常状態の場合よりも遅れが生ずる。尚、図５及び図６中の符号ｔ２は、閉弁動作完了時を示す。

従って、本実施の形態によれば、次の効果（１）〜（３）を奏する。

（１）弁棒１６の外部露出部２２における歪み分布と弁棒１６の軸方向ストロークを画像処理装置２７が求め、データ解析装置２８の演算処理部２９が、画像処理装置２７からの出力に基づいて、弁棒１６の外部露出部２２における任意の点の歪みの時系列波形と、弁棒１６の軸方向ストロークの時系列波形とを求めている。このため、上記歪みの時系列波形を、正常状態の電動弁１０の場合と比較し、両者のずれを解析して評価し、また前記弁棒１６の軸方向ストロークの時系列波形を、正常状態の電動弁１０の場合と比較し、両者のずれを解析して評価することで、電動弁１０の劣化や故障などの状態監視診断を高精度に実現できる。

（２）撮影装置２６（エリアカメラ２６Ａ及び２６Ｂ）が、弁棒１６の外部露出部２２におけるマーキング点３１を、電動弁１０に非接触状態で撮影するので、弁棒１６の外部露出部２２等に歪みセンサを装着する場合と異なり、電動弁１０の動作に影響を与えることがない。

（３）電動弁１０の状態監視診断時に、弁棒１６の外部露出部２２等に歪みセンサ等を取り付け、または状態監視診断終了時に歪みセンサ等を取り外す必要がないので、電動弁１０の状態監視診断を簡便に実施できる。

［Ｂ］第２の実施の形態（図７〜図９）
図７は、本発明に係る電動弁の状態監視診断装置における第２の実施の形態を示す斜視図である。この第２の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本実施の形態の電動弁の状態監視診断装置３５が前記実施の形態と異なる点は、弁棒１６の外部露出部２２の表面に施されるマーキングとしてのマーキング線３６と、このマーキング線３６を撮影する撮影装置３７と、この撮影装置３７から出力された信号を画像処理する画像処理装置３８とである。

マーキング点３６は、図８に示すように、弁棒１６の外部露出部２２の表面において、弁棒１６の軸に直交する方向に延び、弁棒１６の軸方向に多数本配列される。各マーキング線３６における弁棒１６の軸に直交する方向の長さＸは等しく設定され、更に、各マーキング線３６における弁棒１６の軸方向の間隔Ｙも、等しく設定されている。

撮影装置３７は、図７に示すように、弁棒１６の外部露出部２２の表面に施されたマーキング線３６を一方向から撮影する１台の高解像度エリアカメラ３７Ａである。このエリアカメラ３７Ａが、電動弁１０の静止時から動作時に亘って上記マーキング線３６を撮影する。このエリアカメラ３７Ａも、支持装置３２により、マーキング線３６をとらえる最適な撮影位置に固定される。

画像処理装置３８は、エリアカメラ３７Ａから出力された信号を画像処理し、電動弁１０の静止時から動作時に亘り、弁棒１６の外径に相当するマーキング線３６の長さＸの変化と、マーキング線３６における弁棒１６の軸方向の移動量とを２次元座標で画像計測する。そして、画像処理装置３８は、マーキング線３６の長さＸの変化から、弁棒１６の外部露出部２２における軸に直交する方向の歪みの分布（図９）を求め、マーキング線３６における弁棒１６の軸方向移動量から、弁棒１６の軸方向ストローク（昇降駆動量）を、前記歪み分布（図９）と同時に求める。

図９の歪み分布は、電動弁１０の静止時から動作時に亘る任意の時点での、各マーキング線３６の位置における歪みの分布を示し、歪みが最も高い領域を符号Ｈで示し、歪みが最も低い領域を符号Ｌで示している。

図７に示すデータ解析装置２８の演算処理部２９は、画像処理装置３８から出力された信号を演算処理し、弁棒１６の外部露出部２２における任意の点（図９中の点Ｂ）の歪みの時系列波形と、弁棒１６の軸方向ストロークの時系列波形とを求め、状態監視に必要なデータフォーマットに変換する。データ解析装置２８の表示部３０が、演算処理部２９からのデータを表示する。

従って、本実施の形態においても、弁棒１６の外部露出部２２における歪み分布と弁棒１６の軸方向ストロークを画像処理装置３８が求め、データ解析装置２８の演算処理部２９が、画像処理装置３８からの出力に基づいて、弁棒１６の外部露出部２２における任意の点の歪みの時系列波形と、弁棒１６の軸方向ストロークの時系列波形とを求めているので、前記第１の実施の形態の効果（１）と同様な効果を奏する。その他、本実施の形態においても、前記第１の実施の形態の効果（２）及び（３）と同様な効果を奏する。

［Ｃ］第３の実施の形態（図１０〜図１２）
図１０は、本発明に係る電動弁の状態監視診断装置における第３の実施の形態を示す斜視図である。この第３の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

この第３の実施の形態の電動弁の状態監視診断装置４０が前記第１の実施の形態と異なる点は、弁棒１６の外部露出部２２の表面に施されるマーキングとしてのマーキング線４１と、このマーキング線４１を撮影する撮影装置４２と、この撮影装置４２から出力された信号を画像処理する画像処理装置４３とである。

図１１に示すマーキング線４１は、弁棒１６の外部露出部２２の表面において、弁棒１６の軸に直交する方向に延び、弁棒１６の軸方向に多数本配列されている。各マーキング線４１における弁棒１６の軸方向の間隔Ｚは等しく設定されている。

図１０に示す撮影装置４２は、弁棒１６の外部露出部２２の表面に施されたマーキング線４１を、このマーキング線４１に直交する方向から撮影する１台の高解像度ラインカメラ４２Ａであり、マーキング線４１に対するラインカメラ４２Ａの位置関係を図１１に２点鎖線で示す。このラインカメラ４２Ａは、電動弁１０の静止時から動作時に亘って上記マーキング線４１を撮影する。このラインカメラ４２Ａも支持装置３２により、マーキング線４１をとらえる最適な撮影位置に固定される。

図１０に示す画像処理装置４３は、ラインカメラ４２Ａから出力された信号を画像処理し、電動弁１０の静止時から動作時に亘り、マーキング線４１における弁棒１６の軸方向の間隔Ｚの変化と、マーキング線４１における弁棒１６の軸方向の移動量とを１次元座標で画像計測する。そして、画像処理装置４３は、マーキング線４１の上記間隔Ｚの変化から、弁棒１６の外部露出部２２における軸方向の歪みの分布（図１２）を求め、マーキング線４１における弁棒１６の軸方向移動量から弁棒１６の軸方向ストローク（昇降駆動量）を、前記歪み分布（図１２）と同時に求める。

図１２の歪み分布は、電動弁１０の静止時から動作時に亘る任意の時点での、各マーキング線４１の位置における歪みの分布を示し、歪みが最も高い領域を符号Ｈで示し、歪みが最も低い領域を符号Ｌで示している。

図１０に示すデータ解析装置２８の演算処理部２９は、画像処理装置４３から出力された信号を演算処理し、弁棒１６の外部露出部２２における任意の点（図１２中の点Ｃ）の歪みの時系列波形と、弁棒１６の軸方向ストロークの時系列波形とを求め、状態監視に必要なデータフォーマットに変換する。データ解析装置２８の表示部３０が、演算処理部２９からのデータを表示する。

従って、本実施の形態においても、弁棒１６の外部露出部２２における歪み分布と弁棒１６の軸方向ストロークを画像処理装置４３が求め、データ解析装置２８の演算処理部２９が、画像処理装置４３からの出力に基づいて、弁棒１６の外部露出部２２における任意の点の歪みの時系列波形と、弁棒１６の軸方向ストロークの時系列波形とを求めているので、前記第１の実施の形態の効果（１）と同様な効果を奏する。その他、本実施の形態においても、前記第１の実施の形態の効果（２）及び（３）と同様な効果を奏する。

［Ｄ］第４の実施の形態（図１３）
図１３の（Ａ）は、本発明に係る電動弁の状態監視診断装置における第４の実施の形態を示す斜視図であり、（Ｂ）は、図１３（Ａ）のＸＩＩＩ部拡大斜視図である。この第４の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

この第４の実施の形態の電動弁の状態監視診断装置４５が前記第１の実施の形態と異なる点は、マーキングとしてのマーキング点４６が弁棒１６の外部露出部２２ではなく、弁体収納部１１と弁体駆動部１２とを連結するヨーク１４の外表面に施された点である。

前述の如く、弁棒１６の駆動時には、この弁棒１６にスラストが作用すると共に、その反力がヨーク１４に作用し、このヨーク１４には、弁棒１６に生ずる歪みと相関のある歪みが発生する。電動弁の状態監視診断装置４５は、このヨーク１４に生ずる歪み分布と、歪みの時系列波形とを検出するものであり、前記マーキング点４６、撮影装置４７、画像処理装置４８及びデータ解析装置４９を有して構成される。

マーキング点４６は、弁棒１６の外部露出部２２の表面に施されたマーキング点３１と同様に、ヨーク１４の外表面にランダムに多数施される。これらの多数のマーキング点４６を、撮影装置４７における２台の高解像度エリアカメラ４７Ａ及び４７Ｂが異なる方向から撮影する。

画像処理装置４８は、エリアカメラ４７Ａ及び４７Ｂから出力された信号を画像処理し、マーキング点４６の３次元座標の変化を画像計測して、ヨーク１４における歪み分布を求める。つまり、画像処理装置４８は、エリアカメラ４７Ａ及び４７Ｂからそれぞれ出力された２つの画像の相関をとることで、電動弁１０の静止時から動作時に亘る全てのマーキング点４６の３次元座標の位置変化を画像計測し、この位置変化からヨーク１４における歪み分布を求める。

データ解析装置４９の演算処理部５０は、画像処理装置４８から出力された信号を演算処理して、ヨーク１４の任意の点における歪みの時系列波形を求め、状態監視に必要なデータフォーマットに変換する。画像解析装置４９の表示部５１が、演算処理部５０から出力されたデータを表示する。

従って、本実施の形態によれば、前記第１の実施の形態の効果（２）および（３）と同様な効果を奏するほか、次の効果（４）および（５）を奏する。

（４）ヨーク１４における歪み分布を画像処理装置４８が求め、データ解析装置４９の演算処理部５０が、画像処理装置４８からの信号に基づいて、ヨーク１４における任意の点の歪みの時系列波形を求めることから、この求めた歪みの時系列波形を正常状態の電動弁１０の場合と比較し、両者のずれを解析して評価することで、電動弁１０の状態監視診断を高精度に実現できる。

（５）エリアカメラ４７Ａ及び４７Ｂが、軸方向に昇降動作する弁棒１６の表面のマーキング点３１ではなく、動作しない固定状態のヨーク１４に施されたマーキング点４６を撮影するので、画像処理装置４８は、マーキング点４６の３次元座標の位置変化を画像計測してヨーク１４の歪み分布を求める際に、このヨーク１４の移動量を相殺するための補正を実行する必要がない。この結果、ヨーク１４の歪み分布をより簡便に求めることができる。

尚、この第４の実施の形態においては、前記第２の実施の形態のマーキング線３６、または第３の実施の形態のマーキング線４１をそれぞれヨーク１４に施して、このヨーク１４の歪み分布を求めてもよい。

本発明に係る電動弁の状態監視診断装置における第１の実施の形態を示す斜視図。 図１における弁棒の外部露出部に施されたマーキング点を示す、主にヨークの縦断面図。 図１の電動弁の状態監視診断装置の構成を示すブロック図。 図３の画像処理装置が求めた弁棒の外部露出部における歪み分布図。 図３のデータ解析装置が演算した弁棒の外部露出部における任意の点の歪みの時系列波形を示すグラフ。 図３のデータ解析装置が演算した弁棒の軸方向ストロークの時系列波形を示すグラフ。 本発明に係る電動弁の状態監視診断装置における第２の実施の形態を示す斜視図。 図７における弁棒の外部露出部に施されたマーキング線を示す、主にヨークの縦断面図。 図７の画像処理装置が求めた弁棒の外部露出部における歪み分布図。 本発明に係る電動弁の状態監視診断装置における第３の実施の形態を示す斜視図。 図１０における弁棒の外部露出部に施されたマーキング線を示す正面図。 図１０における画像処理装置が求めた弁棒の外部露出部における歪み分布図。 （Ａ）は本発明に係る電動弁の状態監視診断装置における第４の実施の形態を示す斜視図、（Ｂ）は図１３（Ａ）のＸＩＩＩ部拡大斜視図。

符号の説明

１０ 電動弁
１１ 弁体収納部
１２ 弁体駆動部
１４ ヨーク（歪み発生箇所）
１５ 弁体
１６ 弁棒
２２ 外部露出部（歪み発生箇所）
２５ 電動弁の状態監視診断装置
２６ 撮影装置
２６Ａ、２６Ｂ エリアカメラ
２７ 画像処理装置
２８ データ解析装置
２９ 演算処理部
３１ マーキング点
３５ 電動弁の状態監視診断装置
３６ マーキング線
３７ 撮影装置
３７Ａ エリアカメラ
３８ 画像処理装置
４０ 電動弁の状態監視診断装置
４１ マーキング線
４２ 撮影装置
４２Ａ ラインカメラ
４３ 画像処理装置
４５ 電動弁の状態監視診断装置
４６ マーキング点
４７ 撮影装置
４７Ａ、４７Ｂ エリアカメラ
４８ 画像処理装置
４９ データ解析装置
５０ 演算処理部
Ｘ マーキング線の長さ
Ｚ マーキング線の間隔

Claims (8)

1. 先端に弁体が設けられた弁棒を、モータの駆動力により軸方向に駆動して前記弁体に開閉動作を行なわせる電動弁であって、
   この電動弁の停止時から動作時に亘り、前記電動弁の歪み発生箇所に施されたマーキングを前記電動弁に非接触状態で撮影する撮影装置と、
   この撮影装置から出力された信号を画像処理し、前記マーキングの位置変化を画像計測して、前記歪み発生箇所における歪み分布を求める画像処理装置と、
   この画像処理装置から出力された信号を演算処理して、前記歪み発生箇所の任意の点における歪みの時系列波形を演算して表示するデータ解析装置と、を有することを特徴とする電動弁の状態監視診断装置。
2. 前記歪み発生箇所は弁棒の外部露出部であり、
   画像処理装置は、撮影装置から出力された信号を画像処理し、前記弁棒の前記外部露出部の表面に施されたマーキングの位置変化を画像計測して、前記弁棒の前記外部露出部における歪み分布と、前記弁棒の軸方向ストロークを求め、
   データ解析装置は、前記画像処理装置から出力された信号を演算処理して、前記弁棒の前記外部露出部における任意の点の歪みの時系列波形と、前記弁棒の軸方向ストロークの時系列波形とを演算して表示することを特徴とする請求項１に記載の電動弁の状態監視診断装置。
3. 前記マーキングは、弁棒の外部露出部の表面にランダムに施された多数のマーキング点であり、
   撮影装置は、前記マーキング点を異なる方向から撮影する２台のエリアカメラであり、
   前記画像処理装置は、前記撮影装置から出力された信号を画像処理し、前記マーキング点の３次元座標の変化を画像計測して、前記弁棒の前記外部露出部における歪み分布と、前記弁棒の軸方向ストロークを求めることを特徴とする請求項２に記載の電動弁の状態監視診断装置。
4. 前記マーキングは、弁棒の外部露出部の表面に施され、前記弁棒の軸に直交する方向に延びる多数本のマーキング線であり、
   撮影装置は、前記マーキング線を一方向から撮影する１台のエリアカメラであり、
   前記画像処理装置は、前記撮影装置から出力された信号を画像処理し、前記弁棒の外径に相当する前記マーキング線の長さの変化と前記マーキング線の軸方向移動量を２次元座標で画像計測して、前記弁棒の前記外部露出部における歪み分布と、前記弁棒の軸方向ストロークを求めることを特徴とする請求項２に記載の電動弁の状態監視診断装置。
5. 前記マーキングは、弁棒の外部露出部の表面に、前記弁棒の軸に直交する方向に延び、且つ前記弁棒の軸方向に等間隔に施された多数本のマーキング線であり、
   撮影装置は、前記マーキング線を、このマーキング線に直交する方向から撮影する１台のラインカメラであり、
   前記画像処理装置は、前記マーキング線の軸方向間隔の変化と前記マーキング線の軸方向移動量を１次元座標で画像計測して、前記弁棒の前記外部露出部における歪み分布と、前記弁棒の軸方向ストロークを求めることを特徴とする請求項２に記載の電動弁の状態監視診断装置。
6. 前記歪み発生箇所は、弁体を収納する弁体収納部と、モータの駆動力により弁棒を軸方向に駆動させる弁体駆動部とを連結するヨークであり、このヨークの表面にマーキングが施されたことを特徴とする請求項１に記載の電動弁の状態監視診断装置。
7. 前記マーキングは、ヨークの表面にランダムに施された多数のマーキング点であり、
   撮影装置は、前記マーキング点を異なる方向から撮影する２台のエリアカメラであり、
   前記画像処理装置は、前記撮影装置から出力された信号を画像処理し、前記マーキング点の３次元座標の変化を画像計測して、前記ヨークにおける歪み分布を求めることを特徴とする請求項６に記載の電動弁の状態監視診断装置。
8. 先端に弁体が設けられた弁棒を、モータの駆動力により軸方向に駆動して前記弁体に開閉動作を行なわせる電動弁であって、
   この電動弁の停止時から動作時に亘り、前記電動弁の歪み発生箇所に施されたマーキングを前記電動弁に非接触状態で撮影し、
   この撮影された画像を処理し、前記マーキングの位置変化を画像計測して、前記歪み発生箇所における歪み分布を求め、
   この歪み分布から、前記歪み発生箇所の任意の点における歪みの時系列波形を演算して表示することを特徴とする電動弁の状態監視診断方法。

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