JP2021009124A - 状態判定装置および状態判定システム - Google Patents

Abstract

【課題】圧力センサの洗浄状態を判定する。【解決手段】状態判定装置は、洗浄対象の圧力センサ１の温度を計測した温度計測値を取得する温度取得部２００と、取得された温度計測値に基づいて圧力センサ１の洗浄状態を判定する判定部２０２とを備える。【選択図】 図２

Description

本発明は、状態判定装置および状態判定システムに関するものである。

従来より、差圧あるいは圧力を検出する圧力センサとして、例えば半導体ダイアフラムにピエゾ抵抗を形成した半導体ピエゾ抵抗式圧力センサが知られている（特許文献１参照）。

特開２０１８−０４８８５９号公報

例えばサニタリー用途の圧力センサなどの、清浄性が求められる圧力センサは、清浄性を保つために、蒸気洗浄または温水洗浄などの洗浄方法によって洗浄される場合がある。しかしながら、洗浄が行われた圧力センサの洗浄状態を簡便に判定する方法がないことから、圧力センサの洗浄状態を判定することが可能な方法が求められている。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、圧力センサの洗浄状態を判定することが可能な、新規かつ改良された状態判定装置、および状態判定システムを提供することを目的とする。

本発明の状態判定装置は、洗浄対象の圧力センサの温度を計測した温度計測値を取得する温度取得部と、取得された前記温度計測値に基づいて前記圧力センサの洗浄状態を判定する判定部と、を備えるものである。
また、本発明の状態判定装置の１構成例（第１の実施例）において、前記判定部は、前記圧力センサの洗浄が正常に行われたときにおける前記温度計測値に対応する温度である理想温度と、取得された前記温度計測値との比較結果に基づいて、前記洗浄状態が正常に洗浄が行われた状態であるかを判定するものである。
また、本発明の状態判定装置の１構成例（第２の実施例）は、前記温度計測値と前記圧力センサの洗浄状態の判定結果とが関連付けられている対象データの集合である、データセットに基づいて、前記温度計測値に対応する前記圧力センサの洗浄状態を学習する学習部をさらに備え、前記判定部は、学習結果と取得された前記温度計測値とに基づいて、前記圧力センサの洗浄状態を判定するものである。
また、本発明の状態判定装置の１構成例（第３の実施例）は、前記圧力センサによって計測された圧力計測値を取得する圧力取得部をさらに備え、前記判定部は、取得された前記温度計測値と前記圧力計測値とに基づいて、前記圧力センサの洗浄状態を判定するものである。
また、本発明の状態判定装置の１構成例（第３の実施例）において、前記判定部は、前記圧力センサの洗浄が正常に行われたときにおける前記温度計測値に対応する温度である理想温度を、取得された前記圧力計測値に基づき設定し、設定された前記理想温度と取得された前記温度計測値との比較結果に基づいて、前記洗浄状態が正常に洗浄が行われた状態であるかを判定するものである。

また、本発明の状態判定装置の１構成例（第４の実施例）は、前記温度計測値、圧力計測値、および前記圧力センサの洗浄状態の判定結果が関連付けられている対象データの集合である、データセットに基づいて、前記温度計測値および前記圧力計測値の組み合わせに対応する前記圧力センサの洗浄状態を学習する学習部をさらに備え、前記判定部は、学習結果、および取得された前記温度計測値と前記圧力計測値とに基づいて、前記圧力センサの洗浄状態を判定するものである。
また、本発明の状態判定装置の１構成例（第１、第３の実施例）において、前記判定部は、前記温度計測値が前記理想温度以上である場合、または、前記温度計測値が前記理想温度を超えた場合に、正常に洗浄が行われた状態であると判定するものである。
また、本発明の状態判定装置の１構成例（第１〜第４の実施例）は、前記圧力センサの洗浄状態の判定結果を通知する通知部をさらに備えることを特徴とするものである。
また、本発明の状態判定装置の１構成例は、圧力を計測する圧力計測部をさらに備え、圧力センサとして機能し、前記温度取得部は、自装置に対応する前記温度計測値を取得し、前記判定部は、自装置の洗浄状態を判定するものである。
また、本発明の状態判定システムは、洗浄対象の圧力センサと、状態判定装置と、を有し、前記状態判定装置は、前記圧力センサの温度を計測した温度計測値を取得する温度取得部と、取得された前記温度計測値に基づいて前記圧力センサの洗浄状態を判定する判定部と、を備えるものである。

本発明によれば、圧力センサの洗浄状態を判定することができる。

図１は、本発明の第１の実施例に係る圧力センサの断面図である。 図２は、本発明の第１の実施例に係る圧力センサと配管との接続構造を示す断面図である。 図３は、本発明の第１の実施例に係る状態判定システムの構成を示すブロック図である。 図４は、本発明の第１の実施例に係る状態判定システムの動作を説明するフローチャートである。 図５は、本発明の第１の実施例における理想温度の１例を示す図である。 図６は、本発明の第１の実施例において圧力センサによって計測された温度計測値の１例を示す図である。 図７は、本発明の第１の実施例において理想温度と温度計測値との温度差の１例を示す図である。 図８は、本発明の第２の実施例に係る状態判定システムの構成を示すブロック図である。 図９は、本発明の第２の実施例に係る状態判定システムの学習部の動作を説明するフローチャートである。 図１０は、本発明の第２の実施例に係る状態判定システムの判定動作を説明するフローチャートである。 図１１は、本発明の第３の実施例に係る状態判定システムの構成を示すブロック図である。 図１２は、本発明の第３の実施例に係る状態判定システムの動作を説明するフローチャートである。 図１３は、本発明の第３の実施例における圧力と閾値との関係を説明する図である。 図１４は、本発明の第４の実施例に係る状態判定システムの構成を示すブロック図である。 図１５は、本発明の第４の実施例に係る状態判定システムの学習部の動作を説明するフローチャートである。 図１６は、本発明の第４の実施例に係る状態判定システムの判定動作を説明するフローチャートである。 図１７は、本発明の第１〜第４の実施例に係る状態判定装置を実現するコンピュータの構成例を示すブロック図である。

［発明の原理］
発明者は、温度計測機能を備えた圧力センサであれば、圧力センサによって計測された温度計測値が圧力センサの洗浄状態を示し、かつ温度計測値と圧力センサの洗浄状態との関係の再現性が期待できることに着眼した。
具体的には、圧力センサの洗浄の実施毎に温度計測値や圧力計測値をモニタリングしながら、例えば理想状態と温度計測値との差異量を算出し、閾値判定などの処理をすることで、圧力センサの洗浄状態を判定できることに想到した。温度計測値は、必ずしも複数箇所の温度情報を要するものではなく、例えばある１点の温度情報でも本発明を適用可能である。

［第１の実施例］
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施例に係る圧力センサの断面図、図２は図１の圧力センサと配管との接続構造を示す断面図である。圧力センサ１は、図１、図２に示すように、ダイアフラム２０と、ダイアフラム２０の周縁部を支持するハウジング３０とから構成されるセンサボディ４０を備えている。さらに、圧力センサ１は、ダイアフラム２０の変形量を検出するセンシング部５０と、センサボディ４０上の少なくとも２つの位置の温度を測定する温度測定部６０とを備えている。

センサボディ４０の下端面４１の一部を形成するダイアフラム２０は、測定対象の流体から圧力を受ける薄膜状の要素である。ダイアフラム２０は、例えば円盤状に薄く成形されたステンレス鋼（ＳＵＳ）からなるが、セラミックスまたはチタン等の他の耐食性の高い材料を用いて成形してもよい。ダイアフラム２０の下面は、流体と接して圧力を受ける接液面２１（第１主面）を形成し、ダイアフラム２０の上面は、センシング部５０が配設される変形測定面２２（第２主面）を形成する。変形測定面２２は、例えば、大気圧を受ける受圧面としても機能する。なお、導圧用封入液（オイル等）を介してセンシング部５０を配設することも可能である。

ダイアフラム２０と共にセンサボディ４０を構成するハウジング３０は、円筒状を呈した要素であって、ダイアフラム２０の周縁部を支持する。ただし、ハウジング３０の形状は、円筒に限定されるものではなく、例えば角筒であっても構わない。ダイアフラム２０およびハウジング３０は、例えば、耐食性の高いステンレス鋼（ＳＵＳ）からなるが、セラミックスまたはチタン等の他の耐食性の高い材料を用いて成形してもよい。ハウジング３０の外周縁には、図１、図２に示すように、半径方向外側に向かって突出したフェルールフランジ部３０ｆが設けられており、配管Ｈの接合端部にもフェルールフランジ部Ｈｆが設けられている。

圧力センサ１と配管Ｈとは、図２に示すように、ハウジング３０のフェルールフランジ部３０ｆと配管Ｈのフェルールフランジ部Ｈｆとが互いに重なり合い、これらがクランプによって上下方向に挟持されることで互いが連結する構造（いわゆる、フェルール継手構造）となっている。なお、圧力センサ１と配管Ｈとを連結する構造は、フェルール継手構造に限定されるものではなく、他の継手種（ネジマウント、袋ナット等）を用いても構わない。ハウジング３０の内周側壁面３０Ａは、測定対象の流体が流れる配管Ｈの内部と隔絶された円柱状の空間をダイアフラム２０と共に形成している。この空間にセンシング部５０が配設されている。

センシング部５０は、ダイアフラム２０の変形を検出し、ダイアフラム２０の接液面２１に印加される圧力と変形測定面２２に印加される圧力との差圧Ｐに対応する電気信号（電圧）を出力する。センシング部５０は、例えばダイアフラム２０の変形測定面２２上に立設された複数の構造体５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｅと、これら構造体５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｅによって支持された半導体チップ５１とから構成される。半導体チップ５１は、例えば平面視正方形状に形成されたＳｉ等の半導体材料からなる基板と、例えば不純物拡散またはイオン打ち込みの技術によって基板に形成されたピエゾ抵抗素子として機能する複数の歪みゲージと、基板に形成されたホイートストンブリッジ回路とを含む。複数の歪みゲージは、例えば基板の４辺のそれぞれの中点付近に形成されている。ホイートストンブリッジ回路により、例えば測定対象の流体のゲージ圧を計測することができる。半導体ピエゾ抵抗式圧力センサで使用されるホイートストンブリッジ回路の構成については周知の技術であるので、詳細な説明は省略する。
構造体５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｅを介さずに、半導体チップ５１を直接、変形測定面２２に貼設してもよい。

なお、本発明の圧力センシング方式は、半導体ピエゾ抵抗式に限定されるものでなく、例えば、静電容量式、金属歪みゲージ式、抵抗ゲージをスパッタ等により成膜した方式を用いたセンシング方法であってもよい。

温度測定部６０は、センサボディ４０上の少なくとも２つの位置の温度を測定する複数の温度センサからなる。図１の例では、温度測定部６０は、２つの位置の温度を測定する２つの温度センサ６０−１，６０−２からなる。２つの温度センサ６０−１，６０−２は、センサボディ４０上の異なる２つの位置にそれぞれ貼設された熱電対によって構成されている。
ただし、本発明の温度センサ６０−１，６０−２は、熱電対に限定されるものでなく、例えば白金温度センサ、サーミスタを用いても構わない。また、圧力センサ計測機能部に集積化（１つのチップ内に圧力計測部と温度計測部とを形成）されていてもよい。

以下、温度センサ６０−１が配置される位置を第１温度測定位置Ｎ１とし、温度センサ６０−２が配置される位置を第２温度測定位置Ｎ２とする。第１温度測定位置Ｎ１と第２温度測定位置Ｎ２とは、洗浄媒体からの熱が加わることで生じるセンサボディ４０の温度分布を検出できる位置にあることが望ましい。このため、第１温度測定位置Ｎ１と第２温度測定位置Ｎ２とは、熱衝撃が加わる接液面２１に垂直な方向、換言すれば、円筒状を呈したハウジング３０の軸心が延在する方向（図１、図２上下方向）に沿って離間していることが望ましい。例えば、本実施例では、温度センサ６０−１がダイアフラム２０の変形測定面２２に設けられ、温度センサ６０−２がハウジング３０の上端面３２に設けられている。

第１温度測定位置Ｎ１および第２温度測定位置Ｎ２は、上述した２つの位置に限定されるわけではない。また、温度測定部６０を構成する温度センサの数は、２つに限定されるわけではなく、３つ以上であってもよい。３つ以上の温度センサ６０−ｗ（ｗは３以上の整数）を、ダイアフラム２０の接液面２１に垂直な方向に沿って離間するように配設することによって、センサボディ４０の温度分布をより高い精度で検出することができる。

圧力センサの洗浄状態の管理においては、接液面２１に印加される温度が重要であるが、従来の圧力センサでは、接液面２１の温度を正確に管理することが困難である。従来技術では、一般に、配管Ｈの途中のインライン温度センサを用いて流体温度を計測する。しかしながら、配管Ｈ内で流体温度が一定ではないため、接液面２１の正確な温度を把握することはできない。

これに対して本実施例の圧力センサ１によれば、接液面２１の反対側の変形測定面２２に設けた温度センサ６０−１によって温度を取得することができるので、本発明にとって好適である。
ただし、圧力センサ１は本発明の適用対象となる圧力センサの１例であって、本発明は圧力センサ１の構成に限るものではなく、少なくとも１点の温度情報が取得できる圧力センサであれば、本発明を適用可能である。

次に、本実施例の状態判定システムについて説明する。図３は本実施例の状態判定システムの構成を示すブロック図である。状態判定システムは、圧力センサ１と、圧力センサ１の洗浄状態を判定する状態判定装置２とから構成される。
状態判定装置２は、圧力センサ１の温度を計測した温度計測値を取得する温度取得部２００と、記憶部２０１と、取得された温度計測値に基づいて圧力センサ１の洗浄状態を判定する判定部２０２と、圧力センサの洗浄状態の判定結果を通知する通知部２０３とを備えている。

上記の圧力センサ１では、仮に高温蒸気による洗浄の結果として温度変化（温度分布の変化）がほとんど発生しないのであれば、圧力センサ１のセンシング部５０が出力する電気信号に対して洗浄による悪影響は発生していないという、圧力計測にとって好ましい状態と解釈できる。一方、洗浄の目的は衛生面の観点からのものなので、圧力センサ１が本来あるべき最低限の高温状態に到達しない場合は、好ましくない洗浄状態と解釈しなければならない。そこで、本実施例では、圧力センサ１によって計測された温度に基づいて洗浄状態を判定する。

図４は状態判定装置２の動作を説明するフローチャートである。状態判定装置２の温度取得部２００は、圧力センサ１の温度センサ６０−１によって計測された温度計測値Ｔ１と、温度センサ６０−２によって計測された温度計測値Ｔ２とを取得する（図４ステップＳ１００）。

状態判定装置２の記憶部２０１には、圧力センサ１の配管Ｈを介して高温蒸気または温水が供給され圧力センサ１の接液面２１が洗浄されたときに、洗浄が理想状態の場合の温度計測値Ｔ１，Ｔ２である理想温度Ｔ１Ｒ，Ｔ２Ｒが予め記憶されている。図５に理想温度Ｔ１Ｒ，Ｔ２Ｒの１例を示す。なお、図５の例では、圧力センサ１の洗浄開始時点（高温蒸気印加開始時点）を時間０とし、理想温度Ｔ１Ｒ，Ｔ２Ｒの時間変化を示している。また、図５の例では、温度Ｔ１Ｒの飽和温度を１．０とする温度比を縦軸としている。

さらに、記憶部２０１には、後述する閾値Ｅ１，Ｅ２が予め記憶されている。理想温度Ｔ１Ｒ，Ｔ２Ｒおよび閾値Ｅ１，Ｅ２は、圧力センサ１の洗浄試験を行い、温度計測値Ｔ１，Ｔ２の取得とメンテナンス作業者による圧力センサ１の洗浄状態の確認とを行うことにより、予め設定することが可能である。

状態判定装置２の判定部２０２は、温度取得部２００によって取得された温度計測値Ｔ１，Ｔ２と、記憶部２０１に記憶されている理想温度Ｔ１Ｒ，Ｔ２Ｒおよび閾値Ｅ１，Ｅ２とに基づいて、圧力センサ１の洗浄状態を判定する（図４ステップＳ１０１）。具体的には、判定部２０２は、理想温度Ｔ１Ｒと温度計測値Ｔ１との差Ｔ１Ｒ−Ｔ１が閾値Ｅ１を超えるか、または理想温度Ｔ２Ｒと温度計測値Ｔ２との差Ｔ２Ｒ−Ｔ２が閾値Ｅ２を超える場合、圧力センサ１の洗浄状態が好ましくないと判定する。また、判定部２０２は、理想温度Ｔ１Ｒと温度計測値Ｔ１との差Ｔ１Ｒ−Ｔ１が閾値Ｅ１以下で、かつ理想温度Ｔ２Ｒと温度計測値Ｔ２との差Ｔ２Ｒ−Ｔ２が閾値Ｅ２以下の場合、圧力センサ１の洗浄状態が好ましい状態と判定する。

状態判定装置２の通知部２０３は、理想温度Ｔ１Ｒと温度計測値Ｔ１との差Ｔ１Ｒ−Ｔ１が閾値Ｅ１を超えたことにより、判定部２０２によって圧力センサ１の洗浄状態が好ましくないと判定された場合、第１のアラーム出力を行う。また、通知部２０３は、理想温度Ｔ２Ｒと温度計測値Ｔ２との差Ｔ２Ｒ−Ｔ２が閾値Ｅ２を超えたことにより、判定部２０２によって圧力センサ１の洗浄状態が好ましくないと判定された場合、第２のアラーム出力を行う（図４ステップＳ１０２）。

アラーム出力の方法としては、例えばアラーム発生を知らせる表示灯を点灯させたり、アラーム発生を知らせる内容を表示したり、アラーム発生を知らせる音声を出力したり、アラーム発生を知らせる情報を外部に送信したりする等の方法がある。また、通知部２０３は、エラー判定結果を記録・蓄積するようにしてもよい。これにより、メンテナンス作業者が必要なタイミングでエラー判定結果を参照することが可能になる。また、通知部２０３は、アラームを出すことに限られず、圧力センサ１の洗浄状態が正常であることを通知するようにしてもよい。以上のような通知部２０３の動作は、以降の実施例の通知部においても同様である。

図６の例のように圧力センサ１によって計測された温度計測値Ｔ１，Ｔ２が低い場合、温度差Ｔ１Ｒ−Ｔ１，Ｔ２Ｒ−Ｔ２は図７のようになり、圧力センサ１の洗浄開始から８０秒以上が経過した時点で、Ｔ１Ｒ−Ｔ１＞Ｅ１かつＴ２Ｒ−Ｔ２＞Ｅ２となるため、第１のアラーム出力と第２のアラーム出力の両方が行われる。

なお、圧力センサ１の洗浄開始から特定時間経過後の時点で図４の処理を１回行うようにしてよいし、圧力センサ１の洗浄開始から一定時間毎に図４の処理を行うようにしてよい。状態判定装置２には、例えば圧力センサ１の洗浄実行を通知する洗浄実行通知信号がオペレータによって入力される。これにより、状態判定装置２は、圧力センサ１の洗浄実行を認識することができる。

図５の例では、理想温度Ｔ１Ｒ，Ｔ２Ｒの時間変化を記憶部２０１に記憶させているが、圧力センサ１の洗浄開始から特定時間経過後の時点で図４の処理を１回行う場合には、圧力センサ１の洗浄開始から特定時間経過後の時点の理想温度Ｔ１Ｒ，Ｔ２Ｒを記憶部２０１に記憶させておくようにすればよい。

こうして、本実施例では、圧力センサ１の洗浄状態を判定することができ、信頼性の高い装置管理を実現することができる。
なお、本実施例では、２つの温度計測値Ｔ１，Ｔ２を取得できる圧力センサ１の例で説明しているが、温度計測値Ｔ１に基づく判定と温度計測値Ｔ２に基づく判定とは独立に行うことが可能であるから、少なくとも１つの温度計測値が取得できる圧力センサであれば、本実施例を適用可能である。

なお、本発明では、理想温度Ｔ１Ｒ，Ｔ２Ｒと温度計測値Ｔ１，Ｔ２との比較結果に基づいて、圧力センサ１の洗浄状態を判定すればよく、洗浄状態を複数段階で判定してもよい。この場合には、温度測定位置毎に閾値を複数段階設定すればよい。

［第２の実施例］
次に、本発明の第２の実施例について説明する。図８は本実施例の状態判定システムの構成を示すブロック図である。本実施例の状態判定システムは、圧力センサ１と、状態判定装置２ａとから構成される。
状態判定装置２ａは、温度取得部２００と、判定結果取得部２０４と、判定モデル２０５（判定部）と、温度計測値に対応する圧力センサ１の洗浄状態を学習する学習部２０６と、圧力センサの洗浄状態の判定結果を通知する通知部２０７とを備えている。

判定モデル２０５は、重回帰式またはニューラルネットワークにより入力変数（圧力センサ１の洗浄開始時点以後の温度計測値Ｔ１，Ｔ２の時系列データ）から出力変数（判定結果）を得るものである。
学習部２０６は、判定モデル２０５の機械学習（重回帰分析またはニューラルネットワークの学習）を行う。ここで、洗浄状態の判定処理の前に予め行われる学習動作について、図９のフローチャートを参照して説明する。

圧力センサ１の洗浄試験時に、状態判定装置２ａの温度取得部２００は、圧力センサ１によって計測された温度計測値Ｔ１，Ｔ２の時系列データを取得する（図９ステップＳ２００）。
状態判定装置２ａの判定結果取得部２０４は、圧力センサ１の洗浄試験時に、メンテナンス作業者が経験上から判断した洗浄状態の判定結果を取得する（図９ステップＳ２０１）。判定結果は、良否の２段階判定だけでなく、複数段階の判定結果でもよい。

判定モデル２０５が重回帰式を用いる場合、学習部２０６は、温度取得部２００によって取得された温度計測値Ｔ１，Ｔ２の時系列データを入力変数とし、判定結果取得部２０４によって取得された判定結果を出力変数として、入力変数と出力変数の集合であるデータセットに基づいて重回帰分析を行い、入力変数と出力変数との関係を示す重回帰式を算出する学習を行う（図９ステップＳ２０２）。また、判定モデル２０５がニューラルネットワークを用いる場合、学習部２０６は、温度計測値Ｔ１，Ｔ２の時系列データを入力変数とし、判定結果取得部２０４によって取得された判定結果を出力変数として、入力変数と出力変数の集合であるデータセットに基づいて、目的とする出力変数が得られるようニューラルネットワークの学習を行う（ステップＳ２０２）。このように判定モデル２０５の機械学習を行うことで、判定精度を向上させることができる。なお、機械学習の方法は周知の技術であるので、詳細な説明は省略する。

図１０は状態判定装置２ａの判定動作を説明するフローチャートである。圧力センサ１の洗浄実行時に、状態判定装置２ａの温度取得部２００は、圧力センサ１によって計測された温度計測値Ｔ１，Ｔ２の時系列データを取得する（図１０ステップＳ３００）。

状態判定装置２ａの判定モデル２０５は、温度取得部２００によって取得された温度計測値Ｔ１，Ｔ２の時系列データを入力として、重回帰式またはニューラルネットワークにより圧力センサ１の洗浄状態の判定結果を出力する（図１０ステップＳ３０１）。

状態判定装置２ａの通知部２０７は、判定モデル２０５によって圧力センサ１の洗浄状態が好ましくないと判定された場合、アラーム出力を行う（図１０ステップＳ３０２）。

こうして、本実施例では、第１の実施例と同様に、圧力センサ１の洗浄状態を判定することができる。また、本実施例では、メンテナンス作業者の専門知識（経験則など）を判定に反映させることができ、第１の実施例よりも複雑な判断を行うことができる。

なお、本実施例では、２つの温度計測値Ｔ１，Ｔ２を取得できる圧力センサ１の例で説明しているが、３つ以上の温度計測値が取得できる圧力センサにも本実施例を適用可能である。

［第３の実施例］
次に、本発明の第３の実施例について説明する。本実施例では、温度計測値に加えて、洗浄実行時に圧力センサによって計測された圧力計測値も含めて複合判定を行う。特に滅菌を目的とした洗浄の場合など、熱影響度を管理指標とすべき場合には、本実施例の構成が好適である。

滅菌を目的とする洗浄の場合は、被洗浄対象に与える熱影響度が重要であるが、この熱影響度は、熱媒体の熱量の大きさや供給量によって変化するものである。例えば、熱媒体が飽和蒸気である場合、蒸気圧が高いほど熱量は大きくなり、供給量も増加する。つまり、圧力センサに生じる温度分布が同じであっても、圧力が高い方ほど熱影響度が大きいとみなすことができ、温度分布および圧力を用いて複合的に判定することで、より厳密な洗浄状態の管理が可能となる。

図１１は本実施例の状態判定システムの構成を示すブロック図である。本実施例の状態判定システムは、圧力センサ１と、状態判定装置２ｂとから構成される。
状態判定装置２ｂは、温度取得部２００と、記憶部２０１ｂと、判定部２０２と、通知部２０３と、圧力取得部２０８と、閾値決定部２０９とを備えている。

図１２は状態判定装置２ｂの動作を説明するフローチャートである。状態判定装置２ｂの温度取得部２００の動作（図１２ステップＳ４００）は、第１の実施例で説明したとおりである。
状態判定装置２ｂの圧力取得部２０８は、圧力センサ１によって計測された圧力計測値Ｐを取得する（図１２ステップＳ４０１）。

状態判定装置２ｂの記憶部２０１ｂには、第１の実施例で説明した理想温度Ｔ１Ｒ，Ｔ２Ｒが予め記憶されている。また、記憶部２０１ｂには、閾値Ｅ１を決定するための調整係数α１（α１＜０），β１（β１＞０）と、閾値Ｅ２を決定するための調整係数α２（α２＜０），β２（β２＞０）とが予め記憶されている。調整係数α１，β１，α２，β２は、圧力センサ１の洗浄試験を行い、温度計測値Ｔ１，Ｔ２の取得とメンテナンス作業者による圧力センサ１の洗浄状態の確認とを行うことにより、予め設定することが可能である。また、予め、圧力と熱影響度との関係性を机上計算、シミュレーション、代表条件でのテスト結果などにより推定することで、調整係数α１，β１，α２，β２を決定して設定しておくことも可能である。

状態判定装置２ｂの閾値決定部２０９は、圧力取得部２０８によって取得された圧力計測値Ｐと、記憶部２０１ｂに記憶されている調整係数α１，β１，α２，β２とに基づいて閾値Ｅ１，Ｅ２を設定する（図１２ステップＳ４０２）。具体的には、閾値決定部２０９は、例えば、以下のような関係式により閾値Ｅ１，Ｅ２を決定する。
Ｅ１＝α１Ｐ＋β１ ・・・（１）
Ｅ２＝α２Ｐ＋β２ ・・・（２）

なお、関係式は必ずしも１次式に限定されず、オペレータの専門知識（経験則）により変更可能である。
本実施例では、調整係数α１，α２を０より小さい値としているため、図１３のように圧力Ｐが高い程、閾値Ｅ１，Ｅ２が低くなる関係となっている。なお、図１３の圧力は、圧力センサ１の洗浄が理想状態の場合の理想圧力値を１とする相対値である。図１３の閾値Ｅ１，Ｅ２は、それぞれ圧力センサ１の洗浄が理想状態の場合の閾値Ｅ１，Ｅ２を１とする相対値を示している。

状態判定装置２ｂの判定部２０２と通知部２０３の動作（図１２ステップＳ４０３，Ｓ４０４）は、第１の実施例と同様である。
第１の実施例で説明したとおり、圧力センサ１の洗浄開始から特定時間経過後の時点で図１２の処理を１回行うようにしてよいし、圧力センサ１の洗浄開始から一定時間毎に図１２の処理を行うようにしてよい。

こうして、本実施例では、第１の実施例よりも厳密な洗浄状態の管理が可能となる。本実施例では、２つの温度計測値Ｔ１，Ｔ２を取得できる圧力センサ１の例で説明しているが、温度計測値Ｔ１に基づく判定と温度計測値Ｔ２に基づく判定とは独立に行うことが可能であるから、少なくとも１つの温度計測値が取得できる圧力センサであれば、本実施例を適用可能である。
第１の実施例で説明したとおり、圧力センサ１の洗浄状態を複数段階で判定してもよい。この場合には、温度測定位置毎に閾値を複数段階設定すればよい。

また、本実施例の判定部２０２は、記憶部２０１ｂに記憶されている理想温度Ｔ１Ｒ，Ｔ２Ｒを使用するのではなく、圧力値と理想温度とが対応付けられているテーブルまたはデータベースを参照することによって、取得される圧力計測値Ｐから理想温度Ｔ１Ｒ，Ｔ２Ｒを一意に決めるようにしてもよい。上記のテーブルまたはデータベースにおいて圧力値に対応付けられる理想温度としては、例えば圧力値が示す圧力下で、圧力センサ１の洗浄が正常に行われるために必要な熱量を満たす温度、が挙げられる。また、予め設定された圧力値と理想温度との関係式を用いて、取得される圧力計測値Ｐから理想温度Ｔ１Ｒ，Ｔ２Ｒを算出するようにしてもよい。圧力計測値Ｐに基づく理想温度Ｔ１Ｒ，Ｔ２Ｒの決定方法は、上記に限られないことは言うまでもない。

また、閾値決定部２０９は、式（１）、式（２）のような関係式ではなく、圧力値と閾値とが対応付けられているテーブルまたはデータベースを参照することによって、取得される圧力計測値Ｐから閾値Ｅ１，Ｅ２を一意に決めるようにしてもよい。

［第４の実施例］
次に、本発明の第４の実施例について説明する。図１４は本実施例の状態判定システムの構成を示すブロック図である。本実施例の状態判定システムは、圧力センサ１と、状態判定装置２ｃとから構成される。
状態判定装置２ｃは、温度取得部２００と、判定結果取得部２０４と、判定モデル２０５ｃ（判定部）と、学習部２０６ｃと、通知部２０７と、圧力取得部２０８とを備えている。

判定モデル２０５ｃは、重回帰式またはニューラルネットワークにより入力変数（圧力センサ１の洗浄開始時点以後の温度計測値Ｔ１，Ｔ２の時系列データ、温度計測値Ｔ１とＴ２との差Ｔ１−Ｔ２の時系列データ、圧力計測値Ｐの時系列データ）から出力変数（判定結果）を得るものである。
学習部２０６ｃは、判定モデル２０５ｃの機械学習を行う。洗浄状態の判定処理の前に予め行われる学習動作について、図１５のフローチャートを参照して説明する。

圧力センサ１の洗浄試験時に、状態判定装置２ｃの温度取得部２００は、圧力センサ１によって計測された温度計測値Ｔ１，Ｔ２の時系列データを取得する（図１５ステップＳ５００）。
状態判定装置２ｃの圧力取得部２０８は、圧力センサ１によって計測された圧力計測値Ｐの時系列データを取得する（図１５ステップＳ５０１）。

状態判定装置２ｃの判定結果取得部２０４は、圧力センサ１の洗浄試験時に、メンテナンス作業者が経験上から判断した洗浄状態の判定結果を取得する（図１５ステップＳ５０２）。

判定モデル２０５ｃが重回帰式を用いる場合、学習部２０６ｃは、温度取得部２００によって取得された温度計測値Ｔ１，Ｔ２の時系列データと、温度計測値Ｔ１とＴ２との差Ｔ１−Ｔ２の時系列データと、圧力取得部２０８によって取得された圧力計測値Ｐの時系列データとを入力変数とし、判定結果取得部２０４によって取得された判定結果を出力変数として、入力変数と出力変数の集合であるデータセットに基づいて重回帰分析を行い、入力変数と出力変数との関係を示す重回帰式を算出する学習を行う（図１５ステップＳ５０３）。

また、判定モデル２０５ｃがニューラルネットワークを用いる場合、学習部２０６ｃは、温度計測値Ｔ１，Ｔ２の時系列データと、温度計測値Ｔ１とＴ２との差Ｔ１−Ｔ２の時系列データと、圧力計測値Ｐの時系列データとを入力変数とし、判定結果取得部２０４によって取得された判定結果を出力変数として、入力変数と出力変数の集合であるデータセットに基づいて、目的とする出力変数が得られるようニューラルネットワークの学習を行う（ステップＳ５０３）。

図１６は状態判定装置２ｃの判定動作を説明するフローチャートである。圧力センサ１の洗浄実行時に、状態判定装置２ｃの温度取得部２００は、圧力センサ１によって計測された温度計測値Ｔ１，Ｔ２の時系列データを取得する（図１６ステップＳ６００）。
圧力センサ１の洗浄実行時に、状態判定装置２ｃの圧力取得部２０８は、圧力センサ１によって計測された圧力計測値Ｐの時系列データを取得する（図１６ステップＳ６０１）。

状態判定装置２ｃの判定モデル２０５ｃは、温度取得部２００によって取得された温度計測値Ｔ１，Ｔ２の時系列データと、温度計測値Ｔ１とＴ２との差Ｔ１−Ｔ２の時系列データと、圧力取得部２０８によって取得された圧力計測値Ｐの時系列データとを入力とし、重回帰式またはニューラルネットワークにより圧力センサ１の洗浄状態の判定結果を出力する（図１６ステップＳ６０２）。

状態判定装置２ｃの通知部２０７は、判定モデル２０５ｃによって圧力センサ１の洗浄状態が好ましくないと判定された場合、アラーム出力を行う（図１６ステップＳ６０４）。

こうして、本実施例では、第１の実施例と同様に、圧力センサ１の洗浄状態を判定することができる。また、本実施例では、Ｔ１，Ｔ２の温度差と圧力計測値Ｐとメンテナンス作業者の専門知識（経験則など）とを判定に反映させることができ、第１の実施例よりも複雑な判断を行うことができる。

なお、第１〜第４の実施例では、圧力センサ１の洗浄時のみ判定を行う形態、または常時判定を行う形態のいずれも適用可能である。圧力センサ１の洗浄時のみ判定を行う場合は、例えば通常モードと洗浄時の状態判定モードとを切り替えるスイッチング部を設けることにより、洗浄時のみ図４、図１０、図１２、図１６の処理を実行させることが可能となる。

常時判定を行う場合は、例えば予めユーザーが設定した一定期間内または洗浄予定日に、温度計測値が洗浄に相当する所定温度に到達しない場合、または温度計測値が洗浄に相当する所定温度に到達せず、かつ圧力計測値が洗浄に相当する所定圧力に到達しない場合に、図４、図１０、図１２、図１６の処理を実行させるなどの実施が可能である。これにより、不要なタイミングでのアラーム通知を回避することができ好適である。

第１〜第４の実施例では、圧力センサ１と状態判定装置２，２ａ〜２ｃとを別体としているが、圧力センサ１内に状態判定装置２，２ａ〜２ｃを設けるようにしてもよい。
また、圧力センサ１が温度計測機能を有しておらず、温度センサが圧力センサ１から独立したセンサであってもよい。

第１〜第４の実施例で説明した状態判定装置２，２ａ〜２ｃは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置及びインターフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。このコンピュータの構成例を図１７に示す。コンピュータは、ＣＰＵ３００と、記憶装置３０１と、インターフェース装置（以下、Ｉ／Ｆと略する）３０２とを備えている。Ｉ／Ｆ３０２には、圧力センサ１等が接続される。このようなコンピュータにおいて、本発明の状態判定方法を実現させるためのプログラムは記憶装置３０１に格納される。ＣＰＵ３００は、記憶装置３０１に格納されたプログラムに従って第１〜第４の実施例で説明した処理を実行する。

以上、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明した。しかしながら、本発明の技術的範囲はかかる例に限定されない。本発明の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、様々な変形例に想到しうることは明らかであり、これらの変形例についても、当然に本発明の技術的範囲に属する。

１…圧力センサ、２，２ａ〜２ｃ…状態判定装置、２０…ダイアフラム、３０…ハウジング、４０…センサボディ、５０…センシング部、６０…温度測定部、２００…温度取得部、２０１，２０１ｂ…記憶部、２０２…判定部、２０３，２０７…通知部、２０４…判定結果取得部、２０５，２０５ｃ…判定モデル、２０６，２０６ｃ…学習部、２０８…圧力取得部、２０９…閾値決定部。

Claims (10)

1. 洗浄対象の圧力センサの温度を計測した温度計測値を取得する温度取得部と、
   取得された前記温度計測値に基づいて前記圧力センサの洗浄状態を判定する判定部と、
   を備える、状態判定装置。
2. 前記判定部は、前記圧力センサの洗浄が正常に行われたときにおける前記温度計測値に対応する温度である理想温度と、取得された前記温度計測値との比較結果に基づいて、前記洗浄状態が正常に洗浄が行われた状態であるかを判定する、請求項１に記載の状態判定装置。
3. 前記温度計測値と前記圧力センサの洗浄状態の判定結果とが関連付けられている対象データの集合である、データセットに基づいて、前記温度計測値に対応する前記圧力センサの洗浄状態を学習する学習部をさらに備え、
   前記判定部は、学習結果と取得された前記温度計測値とに基づいて、前記圧力センサの洗浄状態を判定する、請求項１に記載の状態判定装置。
4. 前記圧力センサによって計測された圧力計測値を取得する圧力取得部をさらに備え、
   前記判定部は、取得された前記温度計測値と前記圧力計測値とに基づいて、前記圧力センサの洗浄状態を判定する、請求項１に記載の状態判定装置。
5. 前記判定部は、
   前記圧力センサの洗浄が正常に行われたときにおける前記温度計測値に対応する温度である理想温度を、取得された前記圧力計測値に基づき設定し、
   設定された前記理想温度と取得された前記温度計測値との比較結果に基づいて、前記洗浄状態が正常に洗浄が行われた状態であるかを判定する、請求項４に記載の状態判定装置。
6. 前記温度計測値、圧力計測値、および前記圧力センサの洗浄状態の判定結果が関連付けられている対象データの集合である、データセットに基づいて、前記温度計測値および前記圧力計測値の組み合わせに対応する前記圧力センサの洗浄状態を学習する学習部をさらに備え、
   前記判定部は、学習結果、および取得された前記温度計測値と前記圧力計測値とに基づいて、前記圧力センサの洗浄状態を判定する、請求項１に記載の状態判定装置。
7. 前記判定部は、前記温度計測値が前記理想温度以上である場合、または、前記温度計測値が前記理想温度を超えた場合に、正常に洗浄が行われた状態であると判定する、請求項２または５に記載の状態判定装置。
8. 前記圧力センサの洗浄状態の判定結果を通知する通知部をさらに備えることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の状態判定装置。
9. 圧力を計測する圧力計測部をさらに備え、圧力センサとして機能し、
   前記温度取得部は、自装置に対応する前記温度計測値を取得し、
   前記判定部は、自装置の洗浄状態を判定する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の状態判定装置。
10. 洗浄対象の圧力センサと、
    状態判定装置と、
    を有し、
    前記状態判定装置は、
    前記圧力センサの温度を計測した温度計測値を取得する温度取得部と、
    取得された前記温度計測値に基づいて前記圧力センサの洗浄状態を判定する判定部と、
    を備える、状態判定システム。