JP2022054677A - 信号処理方法、信号処理装置及び監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】揺らぎが低減された安定したリサージュ図形が得られる信号処理方法を提供すること。
【解決手段】Ｎを２以上の所定の整数とし、Ｍを２以上の所定の整数としたとき、１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、対象物の振動によって生じる物理量を検出する第ｉのセンサーから出力される信号に基づく第ｉの測定データを分割してＮ個のデータ列を生成する測定データ分割工程と、１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、前記第ｉの測定データを分割して生成した前記Ｎ個のデータ列を平均化して第ｉの平均化データ列を生成する平均化データ列生成工程と、１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、第ｉ軸に前記第ｉの平均化データ列を割り当てたリサージュ図形を生成するリサージュ図形生成工程と、を含む、信号処理方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、信号処理方法、信号処理装置及び監視システムに関する。

特許文献１には、回転機器の軸心を中心に同一平面上を直交する少なくとも２軸線上の所定の位置の振動をそれぞれ検出して振動波形信号を出力する振動検出手段と、両振動波形信号に基づいてリサージュ波形図を生成するリサージュ波形図生成手段と、各異常の原因に基づいてそれぞれ想定される複数の基準リサージュ波形図を予め設定して記憶する基準リサージュ波形図設定手段と、リサージュ波形図と各基準リサージュ波形図とを比較して異常の原因を判定し出力する異常原因判定手段とを備える、回転機器軸受部の異常診断装置が記載されている。

特開２０００－２５８３０５号公報

特許文献１に記載の手法は、振動波形信号において１つの周波数の信号成分が卓越している状況では有効であるが、実際には、振動波形信号には様々な高周波や低周波の揺らぎがあるため、リサージュ図形の波形が乱れ、異常検出に必要な情報が見えにくい場合がある。

本発明に係る信号処理方法の一態様は、
Ｎを２以上の所定の整数とし、Ｍを２以上の所定の整数としたとき、１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、対象物の振動によって生じる物理量を検出する第ｉのセンサーから出力される信号に基づく第ｉの測定データを分割してＮ個のデータ列を生成する測定データ分割工程と、
１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、前記第ｉの測定データを分割して生成した前記Ｎ個のデータ列を平均化して第ｉの平均化データ列を生成する平均化データ列生成工程と、
１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、第ｉ軸に前記第ｉの平均化データ列を割り当てたリサージュ図形を生成するリサージュ図形生成工程と、
を含む。

本発明に係る信号処理装置の一態様は、
Ｎを２以上の所定の整数とし、Ｍを２以上の所定の整数としたとき、１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、対象物の振動によって生じる物理量を検出する第ｉのセンサーから出力される信号に基づく第ｉの測定データを分割してＮ個のデータ列を生成する測定データ分割回路と、
１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、前記第ｉの測定データを分割して生成した前記Ｎ個のデータ列を平均化した第ｉの平均化データ列を生成する平均化データ列生成回路と、
１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、第ｉ軸に前記第ｉの平均化データ列を割り当てたリサージュ図形を生成するリサージュ図形生成回路と、
を含む。

本発明に係る監視システムの一態様は、
可動体と前記可動体を収容する筐体とを備える対象物の状態を監視する監視システムであって、
前記信号処理装置の一態様と、
前記筐体に取り付けられる前記第１～第Ｍのセンサーと、
を含み、
前記信号処理装置は、
前記リサージュ図形を表示装置に表示させる。

第１実施形態の信号処理方法の手順を示すフローチャート図。 第１実施形態における測定データ分割工程の手順の一例を示すフローチャート図。 第ｉの測定データの一例を示す図。 第ｉのＦＦＴデータを示す図。 第ｉの測定データを分割して生成される５個のデータ列を示す図。 図５の５個のデータ列を平均化した第ｉの平均化データ列を示す図。 比較例のリサージュ図形の一例を示す図。 本実施形態のリサージュ図形の一例を示す図。 Ｎ個のデータ列に基本波の信号成分が含まれない場合に生成されるリサージュ図形の一例を示す図。 Ｎ個のデータ列に基本波の信号成分が含まれる場合に生成されるリサージュ図形の一例を示す図。 表示部に表示される画面の一例を示す図。 表示部に表示される画面の一例を示す図。 第１実施形態の信号処理方法を実行する信号処理装置の構成例を示す図。 第２実施形態の信号処理方法の手順を示すフローチャート図。 表示部に表示される画面の一例を示す図。 第２実施形態の信号処理方法を実行する信号処理装置の構成例を示す図。 第３実施形態における測定データ分割工程の手順の一例を示すフローチャート図。 第４実施形態における測定データ分割工程の手順の一例を示すフローチャート図。 表示部に表示される画面の一例を示す図。 表示部に表示される画面の一例を示す図。 第５実施形態の信号処理方法の手順を示すフローチャート図。 第５実施形態の信号処理方法の他の手順を示すフローチャート図。 指標の具体例について説明するための図。 指標の具体例について説明するための図。 指標の具体例について説明するための図。 指標の具体例について説明するための図。 指標の具体例について説明するための図。 第５実施形態の信号処理方法を実行する信号処理装置の構成例を示す図。 第５実施形態の信号処理方法を実行する信号処理装置の他の構成例を示す図。 本実施形態の監視システムの構成例を示す図。 真空ポンプの構成を示す概略斜視図。 真空ポンプの内部構造を示す模式側断面図。 真空ポンプの内部構造を示す模式平断面図。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

１．信号処理方法及び信号処理装置
１－１．第１実施形態
１－１－１．信号処理方法
図１は、第１実施形態の信号処理方法の手順を示すフローチャート図である。

図１に示すように、第１実施形態の信号処理方法は、測定データ取得工程Ｓ１と、測定データ分割工程Ｓ２と、平均化データ列生成工程Ｓ３と、リサージュ図形生成工程Ｓ４と、表示工程Ｓ５と、を含む。なお、第１実施形態の信号処理方法は、これらの工程の一部が省略または変更され、あるいは、他の工程が付加されてもよい。第１実施形態の信号処理方法は、例えば、信号処理装置１００によって実行される。第１実施形態の信号処理方法を実行する信号処理装置１００の構成例については後述する。

図１に示すように、まず、信号処理装置１００は、測定データ取得工程Ｓ１において、１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、第ｉの測定データＤ_ｉを取得する。Ｍは２以上の所定の整数である。第ｉの測定データＤ_ｉは、対象物の振動によって生じる物理量を検出する第ｉのセンサーから出力される信号に基づくデータであり、第ｉのセンサーから出力されるデジタル信号の時系列データであってもよいし、第ｉのセンサーから出力されるアナログ信号がアナログフロントエンドによって変換されたデジタル信号の時系列データであってもよい。信号処理装置１００は、測定データ取得工程Ｓ１において、第１～第Ｍのセンサーから出力される信号に基づく第１～第Ｍの測定データＤ_１～Ｄ_Ｍを取得する。

対象物は、信号処理の対象となる物であり、その種類は特に限定されず、例えば、回転機構や振動機構を有するモーター等の各種の装置であってもよいし、外力によって振動する橋梁やビル等の構造物であってもよいし、周期性を有する信号を発生させる電気回路であってもよい。対象物の振動によって生じる物理量の種類は特に限定されず、例えば、物理量は、加速度、角速度、速度、変位、圧力、電流、電圧等であってもよい。

第１～第Ｍのセンサーは同じ種類の物理量を検出するセンサーであってもよい。例えば、互いに直行するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸に対して、第１のセンサーはＸ軸方向の加速度を検出し、第２のセンサーはＹ軸方向の加速度を検出し、第３のセンサーはＺ軸方向の加速度を検出してもよい。あるいは、第１～第Ｍのセンサーの一部が他と異なる種類の物理量を検出するセンサーであってもよい。例えば、第１のセンサーはＸ軸方向の加速度を検出し、第２のセンサーはＹ軸方向の角速度を検出してもよい。また、第１～第Ｍのセンサーは、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）振動子を用いたセンサーであってもよいし、水晶振動子を用いたセンサーであってもよい。また、第１～第Ｍのセンサーは、例えば、ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）等の１つの装置に内蔵されていてもよいし、第１～第Ｍのセンサーの少なくとも１つが他のセンサーから物理的に分離していてもよい。

次に、信号処理装置１００は、測定データ分割工程Ｓ２において、１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、測定データ取得工程Ｓ１で取得した第ｉの測定データＤ_ｉを分割してＮ個のデータ列Ｄ_ｉ－１～Ｄ_ｉ－Ｎを生成する。Ｎは２以上の所定の整数である。すなわち、信号処理装置１００は、測定データ分割工程Ｓ２において、第１～第Ｍの測定データＤ_１～Ｄ_Ｍの各々に対してＮ個のデータ列を生成する。第１実施形態における測定データ分割工程Ｓ２の詳細な手順については後述する。

次に、信号処理装置１００は、平均化データ列生成工程Ｓ３において、１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、測定データ分割工程Ｓ２で第ｉの測定データＤ_ｉを分割して生成したＮ個のデータ列Ｄ_ｉ－１～Ｄ_ｉ－Ｎを平均化した第ｉの平均化データ列Ｄ_ＡＶＧｉを生成する。具体的には、信号処理装置１００は、平均化データ列生成工程Ｓ３において、１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、Ｎ個のデータ列Ｄ_ｉ－１～Ｄ_ｉ－Ｎの各々に対して、先頭のデータの時刻を共通の時刻として各データの時刻を変換し、同じ時刻のＮ個のデータを平均化することにより、第ｉの平均化データ列Ｄ_ＡＶＧｉを生成する。

次に、信号処理装置１００は、リサージュ図形生成工程Ｓ４において、１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、第ｉ軸に、平均化データ列生成工程Ｓ３で生成した第ｉの平均化データ列Ｄ_ＡＶＧｉを割り当てたリサージュ図形を生成する。

次に、信号処理装置１００は、表示工程Ｓ５において、リサージュ図形生成工程Ｓ４で生成したリサージュ図形を表示部に表示させる。信号処理装置１００は、表示工程Ｓ５において、測定データ分割工程Ｓ２で１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して第ｉの測定データＤ_ｉを分割して生成したＮ個のデータ列Ｄ_ｉ－１～Ｄ_ｉ－Ｎと、リサージュ図形生成工程Ｓ４で生成したリサージュ図形と、を表示部に表示させてもよい。

そして、信号処理が終了するまで（工程Ｓ６のＮ）、信号処理装置１００は、工程Ｓ１～Ｓ５を繰り返し行う。

図２は、第１実施形態における図１の測定データ分割工程Ｓ２の手順の一例を示すフローチャート図である。

図２に示すように、信号処理装置１００は、まず、工程Ｓ２１において整数ｉを１に設定し、工程Ｓ２２において、図１の工程Ｓ１で取得した第ｉの測定データＤ_ｉを高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）して第ｉのＦＦＴデータＤ_ＦＦＴｉを生成する。

図３に第ｉの測定データＤ_ｉの一例を示し、図４に図３の測定データＤ_ｉを高速フーリエ変換して生成される第ｉのＦＦＴデータＤ_ＦＦＴｉを示す。図３において、横軸は時刻であり、縦軸はサンプル値である。また、図４において、横軸は周波数であり、縦軸は強度である。図３の例では第ｉの測定データＤ_ｉは１秒間のデータであり、図４に示すように、第ｉの測定データＤ_ｉは、対象物の振動に基づく基本波として１０Ｈｚの信号成分を含んでいる。

そして、信号処理装置１００は、整数ｉがＭになるまで（工程Ｓ２３のＮ）、工程Ｓ２４において整数ｉを１ずつ増やして工程Ｓ２２を繰り返す。すなわち、信号処理装置１００は、工程Ｓ２２～Ｓ２４において、第１～第Ｍの測定データＤ_１～Ｄ_Ｍをそれぞれ高速フーリエ変換して第１～第ＭのＦＦＴデータＤ_ＦＦＴ１～Ｄ_ＦＦＴＭを生成する。

次に、信号処理装置１００は、整数ｉがＭになると（工程Ｓ２３のＹ）、工程Ｓ２５において、第１～第ＭのＦＦＴデータＤ_ＦＦＴ１～Ｄ_ＦＦＴＭに基づいて、強度が最大である信号成分の周期Ｔ_ｐｅａｋを算出する。例えば、信号処理装置１００は、工程Ｓ２５において、第１～第ＭのＦＦＴデータＤ_ＦＦＴ１～Ｄ_ＦＦＴＭに含まれる強度のピーク値を周波数ごとに加算し、加算後のピーク値が最大となる周波数の逆数を計算することにより周期Ｔ_ｐｅａｋを算出してもよい。

次に、信号処理装置１００は、工程Ｓ２６において整数ｉを１に設定し、工程Ｓ２７において、図１の工程Ｓ１で取得した第ｉの測定データＤ_ｉを、工程Ｓ２５で算出した周期Ｔ_ｐｅａｋのｎ倍の時間間隔で分割してＮ個のデータ列Ｄ_ｉ－１～Ｄ_ｉ－Ｎを生成する。ｎは１以上の整数である。すなわち、信号処理装置１００は、工程Ｓ２７において、第ｉの測定データＤ_ｉを分割し、それぞれ周期Ｔ_ｐｅａｋのｎ倍の時間長であるＮ個のデータ列Ｄ_ｉ－１～Ｄ_ｉ－Ｎを生成する。なお、第ｉの測定データＤ_ｉの時間長は、周期Ｔ_ｐｅａｋのｎ×Ｎ倍よりも長くてもよい。

図５に図３の第ｉの測定データＤ_ｉを分割して生成される５個のデータ列Ｄ_ｉ－１～Ｄ_ｉ－５を示す。図５において、横軸は時刻であり、縦軸はサンプル値である。図３では１０Ｈｚの基本波の信号成分の強度が最大であり、周期Ｔ_ｐｅａｋが０．１秒であるとすると、図５では、整数ｎを２として、第ｉの測定データＤ_ｉを０．２秒間隔で分割して５個のデータ列Ｄ_ｉ－１～Ｄ_ｉ－５が生成されている。

そして、信号処理装置１００は、整数ｉがＭになるまで（工程Ｓ２８のＮ）、工程Ｓ２９において整数ｉを１ずつ増やして工程Ｓ２７を繰り返し、整数ｉがＭになると（工程Ｓ２８のＹ）、測定データ分割工程Ｓ２を終了する。すなわち、信号処理装置１００は、工程Ｓ２７～Ｓ２９において、第１～第Ｍの測定データＤ_１～Ｄ_Ｍの各々に対して、Ｎ個のデータ列Ｄ_ｉ－１～Ｄ_ｉ－Ｎを生成する。

信号処理装置１００は、１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、このようにして生成したＮ個のデータ列Ｄ_ｉ－１～Ｄ_ｉ－Ｎを平均化して第ｉの平均化データ列Ｄ_ＡＶＧｉを生成する。

図６に、図５のデータ列Ｄ_ｉ－１～Ｄ_ｉ－５を平均化した第ｉの平均化データ列Ｄ_ＡＶＧｉを太い実線で示す。図６において、横軸は時刻であり、縦軸はサンプル値である。なお、図６には、データ列Ｄ_ｉ－１～Ｄ_ｉ－５も示されている。第ｉの平均化データ列Ｄ_ＡＶＧｉの時刻ｔにおけるサンプル値は、データ列Ｄ_ｉ－１の時刻ｔにおけるサンプル値、データ列Ｄ_ｉ－２の時刻ｔ－０．２秒におけるサンプル値、データ列Ｄ_ｉ－３の時刻ｔ－０．４秒におけるサンプル値、データ列Ｄ_ｉ－４の時刻ｔ－０．６秒におけるサンプル値、及び、データ列Ｄ_ｉ－５の時刻ｔ－０．８秒におけるサンプル値の平均値である。

そして、信号処理装置１００は、１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、第ｉ軸に第ｉの平均化データ列Ｄ_ＡＶＧｉを割り当てたリサージュ図形を生成する。このように、本実施形態では、信号処理装置１００は、第ｉ軸に第ｉの測定データＤ_ｉではなく、第ｉの平均化データ列Ｄ_ＡＶＧｉを割り当てたリサージュ図形を生成する。第ｉの測定データＤ_ｉに含まれる対象物の振動に基づく信号成分は第ｉの平均化データ列Ｄ_ＡＶＧｉにも含まれるが、第ｉの測定データＤ_ｉに含まれるノイズ成分は平均化によって大きく低減される。したがって、本実施形態の信号処理方法によれば、揺らぎが低減された安定したリサージュ図形が得られる。

図７に、仮に第１の測定データＤ_１をＸ軸に割り当て、第２の測定データＤ_２をＹ軸に割り当てて生成される比較例のリサージュ図形の一例を示す。また、図８に、第１の平均化データ列Ｄ_ＡＶＧ１をＸ軸に割り当て、第２の平均化データ列Ｄ_ＡＶＧ２をＹ軸に割り当てて生成される本実施形態のリサージュ図形の一例を示す。図７に示す比較例のリサージュ図形は揺らぎが大きく不安定であるが、図８に示す本実施形態のリサージュ図形は揺らぎが小さく安定した楕円形状になっている。したがって、ユーザーが、本実施形態の信号処理方法によって生成されるリサージュ図形の時間変化を監視することで、対象物の状態の変化をより正確に推測することが可能である。

なお、第ｉの測定データＤ_ｉにおいて、対象物の振動に基づく基本波の２次高調波の強度が最大である場合、第ｉの測定データＤ_ｉは、２次高調波の周期のｎ倍の時間間隔で分割されるため、仮に整数ｎを１とすると、Ｎ個のデータ列Ｄ_ｉ－１～Ｄ_ｉ－Ｎには基本波の信号成分が含まれなくなってしまう。そのため、２次高調波の強度が最大である場合にもＮ個のデータ列Ｄ_ｉ－１～Ｄ_ｉ－Ｎには基本波の信号成分が含まれなくなってしまう。そのため、２次高調波の強度が最大である場合でも基本波の信号成分が含まれるように、整数ｎは２以上であることが好ましい。具体例として、例えば、第１の測定データＤ_１及び第２の測定データＤ_２に、基本波である２０Ｈｚの信号成分とその高調波の各信号成分が含まれており、４０Ｈｚである２次高調波の信号成分の強度が最も大きいものとする。この場合、整数ｎを１とすると、Ｎ個のデータ列Ｄ_１－１～Ｄ_１－Ｎ及びＮ個のデータ列Ｄ_２－１～Ｄ_２－Ｎに、基本波である２０Ｈｚの信号成分が含まれないため、図９に示すようなリサージュ図形が生成される。これに対して、整数ｎを２以上とすると、Ｎ個のデータ列Ｄ_１－１～Ｄ_１－Ｎ及びＮ個のデータ列Ｄ_２－１～Ｄ_２－Ｎに、基本波である２０Ｈｚの信号成分が含まれるため、図１０に示すようなリサージュ図形が生成される。

信号処理装置１００は、第１～第Ｍのセンサーから信号が出力される毎に第１～第Ｍの測定データＤ_１～Ｄ_Ｍを取得し、リアルタイムにリサージュ図形を生成してもよい。図１１は、この場合に図１の表示工程Ｓ５において表示部にリアルタイムに表示される画面の一例を示す図である。

図１１に示す画面３００は、第１表示画像３０１、第２表示画像３０２、第３表示画像３０３、第４表示画像３０４、第５表示画像３０５、第６表示画像３０６、第７表示画像３０７、第８表示画像３０８、第１入力部３０９及び第２入力部３１０を備えている。

第１入力部３０９には、ユーザーによって、第１表示画像３０１～第８表示画像３０８が更新される更新周期が入力される。図１１に示す画面３００では、更新周期として２秒が入力されている。信号処理装置１００は、第１入力部３０９に入力された更新周期が経過する毎に、図１の工程Ｓ１～Ｓ５を新たに行う。

第２入力部３１０には、ユーザーによって、信号処理装置１００が図２の工程Ｓ２７において第１～第Ｍの測定データＤ_１～Ｄ_Ｍを分割する時間間隔であるデータ分割周期Ｔ_ｐｅａｋ×ｎの整数ｎが入力される。図１１に示す画面３００では、整数ｎとして４が入力されている。

第１表示画像３０１は、第１の測定データＤ_１であるＸ軸速度データ、第２の測定データＤ_２であるＹ軸速度データ及び第３の測定データＤ_３であるＺ軸速度データが重ねて表示された画像である。第１表示画像３０１に含まれる、Ｘ軸速度データ、Ｙ軸速度データ及びＺ軸速度データの時間長は、第１入力部３０９に入力される更新周期と一致する。

第２表示画像３０２は、第１の軸であるＸ軸にＸ軸速度データに基づいて生成された第１の平均化データ列Ｄ_ＡＶＧ１が割り当てられ、第２の軸であるＹ軸にＹ軸速度データに基づいて生成された第２の平均化データ列Ｄ_ＡＶＧ２が割り当てられ、第３の軸であるＺ軸にＺ軸速度データに基づいて生成された第３の平均化データ列Ｄ_ＡＶＧ３が割り当てられた３次元のリサージュ図形の画像である。このリサージュ図形は、第１入力部３０９に入力された時間長のＸ軸速度データ、Ｙ軸速度データ及びＺ軸速度データ、すなわち、第１表示画像３０１に含まれるＸ軸速度データ、Ｙ軸速度データ及びＺ軸速度データに基づいて生成されたものである。

第３表示画像３０３は、第２表示画像３０２のリサージュ図形をＸＹ平面に投影した２次元のリサージュ図形の画像である。

第４表示画像３０４は、第２表示画像３０２のリサージュ図形をＸＺ平面に投影した２次元のリサージュ図形の画像である。

第５表示画像３０５は、第２表示画像３０２のリサージュ図形をＹＺ平面に投影した２次元のリサージュ図形の画像である。

第６表示画像３０６は、第１表示画像３０１に含まれる第１の測定データＤ_１であるＸ軸速度データを分割して生成されたＮ個のデータ列Ｄ_１－１～Ｄ_１－ＮであるＸ軸ロック周波数データが重ねて表示された画像である。

第７表示画像３０７は、第１表示画像３０１に含まれる第２の測定データＤ_２であるＹ軸速度データを分割して生成されたＮ個のデータ列Ｄ_２－１～Ｄ_２－ＮであるＹ軸ロック周波数データが重ねて表示された画像である。

第８表示画像３０８は、第１表示画像３０１に含まれる第３の測定データＤ_３であるＺ軸速度データを分割して生成されたＮ個のデータ列Ｄ_３－１～Ｄ_３－ＮであるＺ軸ロック周波数データが重ねて表示された画像である。

図１１に示す画面３００では、Ｘ軸ロック周波数データに含まれるＮ個のデータ列Ｄ_１－１～Ｄ_１－Ｎ、Ｙ軸ロック周波数データに含まれるＮ個のデータ列Ｄ_２－１～Ｄ_２－Ｎ及びＺ軸ロック周波数データに含まれるＮ個のデータ列Ｄ_３－１～Ｄ_３－Ｎは、それぞれ１０００個のデータを有している。なお、整数Ｎは、例えば、第１入力部３０９に入力された更新周期を、第２入力部３１０に入力された整数ｎと周期Ｔ_ｐｅａｋの積で計算されるデータ分割周期で割ったときの商である。例えば、更新周期は２秒であり、整数ｎは４であるので、周期Ｔ_ｐｅａｋが基本波の周期である０．１秒であれば、整数Ｎは５である。

図１１に示す画面３００では、第６表示画像３０６、第７表示画像３０７及び第８表示画像３０８にそれぞれ含まれるＸ軸ロック周波数データ、Ｙ軸ロック周波数データ及びＺ軸ロック周波数データのばらつきが小さい。これは、Ｘ軸ロック周波数データ、Ｙ軸ロック周波数データ及びＺ軸ロック周波数データに対象物の振動に基づく基本波の信号成分が含まれている、換言すれば、データ分割周期が基本波の周期以上であるためである。逆に言えば、データ分割周期が基本波の周期よりも短い場合は、Ｘ軸ロック周波数データ、Ｙ軸ロック周波数データ及びＺ軸ロック周波数データのばらつきが大きくなり、Ｘ軸ロック周波数データ、Ｙ軸ロック周波数データ及びＺ軸ロック周波数データに基本波の信号成分が含まれていないため、第１表示画像３０１のリサージュ図形は対象物の状態を適切に表現していないことになる。したがって、ユーザーは、第６表示画像３０６、第７表示画像３０７及び第８表示画像３０８を目視して、Ｘ軸ロック周波数データ、Ｙ軸ロック周波数データ及びＺ軸ロック周波数データのばらつきが大きい場合には、第２入力部３１０に入力される整数ｎを大きくしてＸ軸ロック周波数データ、Ｙ軸ロック周波数データ及びＺ軸ロック周波数データのばらつきを小さくした状態でリサージュ図形を解析する必要がある。

ユーザーは、図１１に示す画面３００により、対象物の振動状況をリアルタイムに確認することができる。そのため、ユーザーは、情報の把握や分析を効率的に行って対象物の異常を早期に発見することができる。

図１１に示した画面３００は、信号処理装置１００がリアルタイムにリサージュ図形を生成することによって得られる。これに対して、信号処理装置１００は、記憶媒体に保存されている第１～第Ｍの測定データＤ_１～Ｄ_Ｍを取得し、リサージュ図形を再生してもよい。図１２は、この場合に図１の表示工程Ｓ５において表示部に表示される画面の一例を示す図である。図１２に示す画面３２０は、図１１に示した画面３００と同様、第１表示画像３０１、第２表示画像３０２、第３表示画像３０３、第４表示画像３０４、第５表示画像３０５、第６表示画像３０６、第７表示画像３０７、第８表示画像３０８、第１入力部３０９及び第２入力部３１０を備えている。さらに、図１２に示す画面３２０は、ファイル指定部３１１、再生ボタン３１２、モード切替ボタン３１３、第３入力部３１４、時間入力部３１５，３１６，３１７及びフレーム番号表示部３１８を備えている。

ユーザーは、ファイル指定部３１１にデータ再生の対象となるエクセルファイルを指定する。エクセルファイルには、事前に取得された第１～第Ｍの測定データＤ_１～Ｄ_Ｍが含まれている。

ユーザーは、モード切替ボタン３１３によって手動再生と自動再生かのいずれかを選択することができる。ユーザーは、自動再生を選択し、再生ボタン３１２を押下すると、第１入力部３０９に入力された更新周期で第１表示画像３０１～第８表示画像３０８が順次更新される。すなわち、信号処理装置１００は、第１入力部３０９に入力された更新周期が経過する毎に、図１の工程Ｓ１～Ｓ５を新たに行う。

ユーザーは、自動再生が選択されている場合に、第３入力部３１４に任意の数値を入力することで、第１表示画像３０１～第８表示画像３０８が更新される速度を、任意の速度に設定することができる。図１１に示したリアルタイムの画面３００では２秒毎に第１表示画像３０１～第８表示画像３０８が更新されるのに対して、図１２に示すデータ再生の画面３２０では、第３入力部３１４に５０ミリ秒が設定されているので、５０ミリ秒毎に第１表示画像３０１～第８表示画像３０８が更新される。なお、エクセルファイルに含まれる第１～第Ｍの測定データＤ_１～Ｄ_Ｍに対する処理は、第３入力部３１４で指定される値によらず、第１入力部３０９で指定される更新周期で行われる。その結果、図１２に示すデータ再生の画面３２０では、図１１に示したリアルタイムの画面３００と同様の第１表示画像３０１～第８表示画像３０８が任意の速度で再生される。

フレーム番号表示部３１８には、表示される第１表示画像３０１～第８表示画像３０８のフレーム番号が表示される。例えば、表示される第１表示画像３０１～第８表示画像３０８のフレーム番号は１であり、ｋ番目に表示される第１表示画像３０１～第８表示画像３０８のフレーム番号はｋである。図１１に示したリアルタイムの画面３００では、１８７番目の第１表示画像３０１～第８表示画像３０８が表示されている。

ユーザーが自動再生中に再生ボタン３１２を押下すると、自動再生が停止する。また、ユーザーが自動再生中にモード切替ボタン３１３を押下し、あるいは、時間入力部３１５，３１６，３１７に所定の時間を指定することで、自動再生が停止し、手動再生に切り替わる。時間入力部３１５は、シークバーであり、時間入力部３１６はシークバーのツマミである。また、時間入力部３１７はインクリメント・デクリメントボタンである。ユーザーは、時間入力部３１５，３１６，３１７に所定の時間を指定する場合、時間入力部３１６を移動させ、あるいは、時間入力部３１７でフレーム番号表示部３１８に表示される数値を増減させる。時間入力部３１６の位置とフレーム番号表示部３１８の値はリンクしており、一方を変更すると他方も自動的に変更される。

ユーザーは、図１２に示すデータ再生の画面３２０により、任意のスピードでデータを再生させることができるため、短時間で対象物の振動状況を確認することができる。そのため、ユーザーは、作業の効率が向上し、情報の把握や分析を効率的に行うことができる。

１－１－２．信号処理装置
図１３は、第１実施形態の信号処理方法を実行する信号処理装置１００の構成例を示す図である。図１３に示すように、信号処理装置１００は、第１～第Ｍのセンサー２００－１～２００－Ｍ、Ｍ個のアナログフロントエンド（ＡＦＥ：Analog Front End）２１０－１～２１０－Ｍ、処理回路１１０、記憶回路１２０、操作部１３０、表示部１４０、音出力部１５０、通信部１６０を含む。なお、信号処理装置１００は、図１３の構成要素の一部を省略又は変更し、あるいは、他の構成要素を付加した構成としてもよい。例えば、第１～第Ｍのセンサー２００－１～２００－Ｍやアナログフロントエンド２１０－１～２１０－Ｍは、信号処理装置１００の構成要素で無くてもよい。

第１～第Ｍのセンサー２００－１～２００－Ｍは、それぞれ対象物の振動によって生じる物理量を検出し、検出した物理量に応じた大きさの信号を出力する。第１～第Ｍのセンサー２００－１～２００－Ｍの各々の出力信号は、アナログフロントエンド２１０－１～２１０－Ｍの各々に入力される。

アナログフロントエンド２１０－１～２１０－Ｍの各々は、第１～第Ｍのセンサー２００－１～２００－Ｍの各々の出力信号に対して増幅処理やＡ／Ｄ変換処理等を行ってデジタル時系列信号を出力する。

処理回路１１０は、アナログフロントエンド２１０－１～２１０－Ｍから出力されるＭ個のデジタル時系列信号を第１～第Ｍの測定データＤ_１～Ｄ_Ｍとして取得し、信号処理を行う。具体的には、処理回路１１０は、記憶回路１２０に記憶されている信号処理プログラム１２１を実行し、第１～第Ｍの測定データＤ_１～Ｄ_Ｍに対する各種の計算処理を行う。その他、処理回路１１０は、操作部１３０からの操作信号に応じた各種の処理、表示部１４０に各種の情報を表示させるための表示信号を送信する処理、音出力部１５０に各種の音を発生させるための音信号を送信する処理、不図示の外部装置とデータ通信を行うために通信部１６０を制御する処理等を行う。処理回路１１０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）によって実現される。

処理回路１１０は、信号処理プログラム１２１を実行することにより、測定データ取得回路１１１、測定データ分割回路１１２、平均化データ列生成回路１１３及びリサージュ図形生成回路１１４として機能する。すなわち、信号処理装置１００は、測定データ取得回路１１１と、測定データ分割回路１１２と、平均化データ列生成回路１１３と、リサージュ図形生成回路１１４と、を含む。

測定データ取得回路１１１は、１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、対象物の振動によって生じる物理量を検出する第ｉのセンサー２００－ｉから出力される信号に基づく第ｉの測定データＤ_ｉを取得する。すなわち、測定データ取得回路１１１は、図１の測定データ取得工程Ｓ１を実行する。測定データ取得回路１１１が取得した第ｉの測定データＤ_ｉは記憶回路１２０に記憶される。

測定データ分割回路１１２は、１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、第ｉの測定データＤ_ｉを分割してＮ個のデータ列Ｄ_ｉ－１～Ｄ_ｉ－Ｎを生成する。具体的には、測定データ分割回路１１２は、１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、第ｉの測定データＤ_ｉを高速フーリエ変換して第ｉのＦＦＴデータＤ_ＦＦＴｉを生成し、第１～第ＭのＦＦＴデータＤ_ＦＦＴ１～Ｄ_ＦＦＴＭに基づいて、強度が最大である信号成分の周期を算出し、１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、第ｉの測定データＤ_ｉを当該周期のｎ倍の時間間隔で分割してＮ個のデータ列Ｄ_ｉ－１～Ｄ_ｉ－Ｎを生成する。すなわち、測定データ分割回路１１２は、図１の測定データ分割工程Ｓ２、具体的には図２の工程Ｓ２１～Ｓ２９を実行する。測定データ分割回路１１２が第ｉの測定データＤ_ｉを分割して生成したＮ個のデータ列Ｄ_ｉ－１～Ｄ_ｉ－Ｎは記憶回路１２０に記憶される。

平均化データ列生成回路１１３は、１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、第ｉの測定データＤ_ｉを分割して生成したＮ個のデータ列Ｄ_ｉ－１～Ｄ_ｉ－Ｎを平均化して第ｉの平均化データ列Ｄ_ＡＶＧｉを生成する。すなわち、平均化データ列生成回路１１３は、図１の平均化データ列生成工程Ｓ３を実行する。平均化データ列生成回路１１３が生成した第ｉの平均化データ列Ｄ_ＡＶＧｉは記憶回路１２０に記憶される。

リサージュ図形生成回路１１４は、１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、第ｉ軸に第ｉの平均化データ列Ｄ_ＡＶＧｉを割り当てたリサージュ図形を生成する。すなわち、リサージュ図形生成回路１１４は、図１のリサージュ図形生成工程Ｓ４を実行する。リサージュ図形生成回路１１４が生成したリサージュ図形は記憶回路１２０に記憶される。

記憶回路１２０は、不図示のＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を有している。ＲＯＭは、信号処理プログラム１２１等の各種プログラムやあらかじめ決められたデータを記憶し、ＲＡＭは、処理回路１１０が生成したデータを記憶する。ＲＡＭは、処理回路１１０の作業領域としても用いられ、ＲＯＭから読み出されたプログラムやデータ、操作部１３０から入力されたデータ、処理回路１１０が一時的に生成したデータを記憶する。

操作部１３０は、操作キーやボタンスイッチ等により構成される入力装置であり、ユーザーによる操作に応じた操作信号を処理回路１１０に出力する。

表示部１４０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等により構成される表示装置であり、処理回路１１０から出力される表示信号に基づいて各種の情報を表示する。表示部１４０には操作部１３０として機能するタッチパネルが設けられていてもよい。例えば、表示部１４０は、処理回路１１０から出力される表示信号に基づいて、リサージュ図形を含む図１１に示した画面３００や図１２に示した画面３２０を表示してもよい。

音出力部１５０は、スピーカー等によって構成され、処理回路１１０から出力される音信号に基づいて各種の音を発生させる。例えば、音出力部１５０は、処理回路１１０から出力される音信号に基づいて、信号処理の開始や終了を示す音を発生させてもよい。

通信部１６０は、処理回路１１０と外部装置との間のデータ通信を成立させるための各種制御を行う。例えば、通信部１６０は、リサージュ図形の情報を外部装置に送信し、外部装置は、受信したリサージュ図形を不図示の表示部に表示してもよい。

なお、測定データ取得回路１１１、測定データ分割回路１１２、平均化データ列生成回路１１３及びリサージュ図形生成回路１１４の少なくとも一部が、専用のハードウエアで実現されてもよい。また、信号処理装置１００は、単体の装置であってもよいし、複数の装置によって構成されてもよい。例えば、第１～第Ｍのセンサー２００－１～２００－Ｍ及びアナログフロントエンド２１０－１～２１０－Ｍが第１の装置に含まれ、処理回路１１０、記憶回路１２０、操作部１３０、表示部１４０、音出力部１５０及び通信部１６０が第１の装置とは別体の第２の装置に含まれていてもよい。また、例えば、処理回路１１０及び記憶回路１２０がクラウドサーバー等の装置で実現され、当該装置がリサージュ図形を生成し、生成したリサージュ図形を、通信回線を介して操作部１３０、表示部１４０、音出力部１５０及び通信部１６０を含む端末に送信してもよい。

１－１－３．作用効果
以上に説明した第１実施形態の信号処理方法では、信号処理装置１００は、１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、対象物の振動によって生じる物理量を検出する第ｉのセンサー２００－ｉから出力される信号に基づく第ｉの測定データＤ_ｉを分割してＮ個のデータ列Ｄ_ｉ－１～Ｄ_ｉ－Ｎを生成し、当該Ｎ個のデータ列Ｄ_ｉ－１～Ｄ_ｉ－Ｎを平均化して第ｉの平均化データ列Ｄ_ＡＶＧｉを生成し、第ｉ軸に第ｉの平均化データ列Ｄ_ＡＶＧｉを割り当てたリサージュ図形を生成する。すなわち、信号処理装置１００は、第ｉの測定データＤ_ｉをそのまま第ｉの軸に割り当ててリサージュ図形を生成するのではなく、第ｉの測定データＤ_ｉを分割して生成したＮ個のデータ列Ｄ_ｉ－１～Ｄ_ｉ－Ｎを平均化した第ｉの平均化データ列Ｄ_ＡＶＧｉを第ｉの軸に割り当ててリサージュ図形を生成する。したがって、第１実施形態の信号処理方法によれば、平均化によって、第ｉの測定データＤ_ｉに含まれる高周波や低周波のノイズ成分が低減され、対象物の振動に基づく信号成分が強調されるので、揺らぎが低減された安定したリサージュ図形が得られる。対象物の振動に基づく信号成分には対象物の状態の特徴や変化の影響が生じやすいので、ユーザーは、当該リサージュ図形に基づいて対象物の状態の特徴や変化を正しく認識することができる。

また、第１実施形態の信号処理方法では、信号処理装置１００は、１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、第ｉの測定データＤ_ｉを高速フーリエ変換して第ｉのＦＦＴデータＤ_ＦＦＴｉを生成し、第１～第ＭのＦＦＴデータＤ_ＦＦＴ１～Ｄ_ＦＦＴＭに基づいて、強度が最大である信号成分の周期を算出し、１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、第ｉの測定データＤ_ｉを周期のｎ倍の時間間隔で分割してＮ個のデータ列Ｄ_ｉ－１～Ｄ_ｉ－Ｎを生成する。さらに、信号処理装置１００は、１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、第ｉの測定データＤ_ｉを分割して生成したＮ個のデータ列Ｄ_ｉ－１～Ｄ_ｉ－Ｎの各々に対して、先頭のデータの時刻を共通の時刻として各データの時刻を変換し、同じ時刻のＮ個のデータを平均化することにより、第ｉの平均化データ列Ｄ_ＡＶＧｉを生成する。したがって、第１実施形態の信号処理方法によれば、強度が最大の信号成分が同期化されて平均化されるので、当該信号成分の特徴が強調されたリサージュ図形が得られる。また、先頭のＮ個のデータから順に平均化することにより強度が最大の信号成分が同期化されるので、同期化のために必要な処理の負荷が低減される。

さらに、整数ｎを２以上とすることにより、１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、第ｉの測定データＤ_ｉにおいて対象物の振動の基本波に対する２次高調波の強度が最大であっても、第ｉの測定データＤ_ｉを分割して生成したＮ個のデータ列Ｄ_ｉ－１～Ｄ_ｉ－Ｎには基本波の信号成分が含まれることになる。したがって、第１実施形態の信号処理方法によれば、基本波の信号成分の特徴を有するリサージュ図形が得られる。

また、第１実施形態の信号処理方法では、図９や図１０に示したように、１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して第ｉの測定データＤ_ｉを分割して生成したＮ個のデータ列Ｄ_ｉ－１～Ｄ_ｉ－Ｎとリサージュ図形とが表示部に表示される。したがって、第１実施形態の信号処理方法によれば、ユーザーは、表示部に表示されるＮ個のデータ列Ｄ_ｉ－１～Ｄ_ｉ－Ｎのばらつきが小さい場合に、対象物の振動の基本波の特徴を有するリサージュ図形が得られていると判断し、リサージュ図形に基づいて対象物の状態を正しく認識することができる。

１－２．第２実施形態
以下、第２実施形態について、第１実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付し、第１実施形態と重複する説明は省略または簡略し、主に第１実施形態と異なる内容について説明する。

図１４は、第２実施形態の信号処理方法の手順を示すフローチャート図である。図１４に示すように、第２実施形態の信号処理方法は、ローパスフィルター工程Ｓ１０１と、測定データ分割工程Ｓ１０２と、平均化データ列生成工程Ｓ１０３と、リサージュ図形生成工程Ｓ１０４と、表示工程Ｓ１０５と、を含む。なお、第２実施形態の信号処理方法は、これらの工程の一部が省略または変更され、あるいは、他の工程が付加されてもよい。第２実施形態の信号処理方法は、例えば、信号処理装置１００によって実行される。第２実施形態の信号処理方法を実行する信号処理装置１００の構成例については後述する。

図１４に示すように、まず、信号処理装置１００は、ローパスフィルター工程Ｓ１０１において、１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、対象物の振動によって生じる物理量を検出する第ｉのセンサー２００－ｉから出力される信号に基づくデータをローパスフィルター処理して第ｉの測定データＤ_ｉを生成する。Ｍは２以上の所定の整数である。第ｉのセンサー２００－ｉから出力される信号に基づくデータは、第ｉのセンサー２００－ｉから出力されるデジタル信号の時系列データであってもよいし、第ｉのセンサー２００－ｉから出力されるアナログ信号がアナログフロントエンド２１０－ｉによって変換されたデジタル信号の時系列データであってもよい。信号処理装置１００は、ローパスフィルター工程Ｓ１０１において、第１～第Ｍのセンサー２００－１～２００－Ｍから出力される信号に基づくデータがローパスフィルター処理された第１～第Ｍの測定データＤ_１～Ｄ_Ｍを生成する。

次に、信号処理装置１００は、図１の測定データ分割工程Ｓ２と同様の測定データ分割工程Ｓ１０２を行う。測定データ分割工程Ｓ１０２の詳細な手順は、図２の工程Ｓ２１～Ｓ２９と同様であるため、その図示及び説明を省略する。

次に、信号処理装置１００は、図１の平均化データ列生成工程Ｓ３と同様の平均化データ列生成工程Ｓ１０３を行う。

次に、信号処理装置１００は、図１のリサージュ図形生成工程Ｓ４と同様のリサージュ図形生成工程Ｓ１０４を行う。

次に、信号処理装置１００は、図１の表示工程Ｓ５と同様の表示工程Ｓ１０５を行う。

そして、信号処理が終了するまで（工程Ｓ１０６のＮ）、信号処理装置１００は、工程Ｓ１０１～Ｓ１０５を繰り返し行う。

このように、第２実施形態では、信号処理装置１００は、第１～第Ｍのセンサー２００－１～２００－Ｍから出力される信号に基づくデータをローパスフィルター処理して第１～第Ｍの測定データＤ_１～Ｄ_Ｍを生成するので、第１～第Ｍの測定データＤ_１～Ｄ_Ｍに含まれる高周波ノイズが小さくなる。そのため、第１～第Ｍの測定データＤ_１～Ｄ_Ｍを用いて生成されるリサージュ図形は、低周波の信号成分の特徴がより強調された図形となる。具体例として、例えば、図１０に示したリサージュ図形の生成のために用いられた第１の測定データＤ_１及び第２の測定データＤ_２をローパスフィルター処理して本実施形態における第１の測定データＤ_１及び第２の測定データＤ_２とした場合、整数ｎを２以上とすると、図１５に示すようなリサージュ図形が生成される。図１０に示したリサージュ図形と比較すると、図１５に示すリサージュ図形は、高周波ノイズに起因する揺らぎが低減され、基本波の特徴がより強調された図形になっている。

図１６は、第２実施形態の信号処理方法を実行する信号処理装置１００の構成例である。図１６に示すように、信号処理装置１００は、第１～第Ｍのセンサー２００－１～２００－Ｍ、Ｍ個のアナログフロントエンド２１０－１～２１０－Ｍ、処理回路１１０、記憶回路１２０、操作部１３０、表示部１４０、音出力部１５０、通信部１６０を含む。なお、信号処理装置１００は、図１６の構成要素の一部を省略又は変更し、あるいは、他の構成要素を付加した構成としてもよい。例えば、第１～第Ｍのセンサー２００－１～２００－Ｍやアナログフロントエンド２１０－１～２１０－Ｍは、信号処理装置１００の構成要素で無くてもよい。

第１～第Ｍのセンサー２００－１～２００－Ｍ、アナログフロントエンド２１０－１～２１０－Ｍ、記憶回路１２０、操作部１３０、表示部１４０、音出力部１５０、通信部１６０の構成及び機能は第１実施形態と同様であるため、その説明を省略する。

処理回路１１０は、記憶回路１２０に記憶されている信号処理プログラム１２１を実行することにより、ローパスフィルター回路１１５、測定データ分割回路１１２、平均化データ列生成回路１１３及びリサージュ図形生成回路１１４として機能する。すなわち、信号処理装置１００は、ローパスフィルター回路１１５と、測定データ分割回路１１２と、平均化データ列生成回路１１３と、リサージュ図形生成回路１１４と、を含む。

ローパスフィルター回路１１５は、１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、対象物の振動によって生じる物理量を検出する第ｉのセンサー２００－ｉから出力される信号に基づくデータをローパスフィルター処理して第ｉの測定データＤ_ｉを生成する。すなわち、ローパスフィルター回路１１５は、図１４のローパスフィルター工程Ｓ１０１を実行する。ローパスフィルター回路１１５が生成した第ｉの測定データＤ_ｉは記憶回路１２０に記憶される。

測定データ分割回路１１２、平均化データ列生成回路１１３及びリサージュ図形生成回路１１４は、それぞれ、図１４の測定データ分割工程Ｓ１０２、平均化データ列生成工程Ｓ１０３及びリサージュ図形生成工程Ｓ１０４を実行する。測定データ分割回路１１２、平均化データ列生成回路１１３及びリサージュ図形生成回路１１４の機能は第１実施形態と同様であるため、その説明を省略する。

以上に説明した第２実施形態の信号処理方法によれば、第１実施形態の信号処理方法と同様の効果が得られる。さらに、第２実施形態の信号処理方法によれば、ローパスフィルター処理によって高周波ノイズの揺らぎが低減されるので、低周波の信号成分が強調されたリサージュ図形が得られる。低周波の信号成分には対象物の状態の特徴や変化の影響が生じやすいので、ユーザーは、当該リサージュ図形に基づいて対象物の状態の特徴や変化を正しく認識することができる。

１－３．第３実施形態
以下、第３実施形態について、第１実施形態又は第２実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付し、第１実施形態又は第２実施形態と重複する説明は省略または簡略し、主に第１実施形態及び第２実施形態と異なる内容について説明する。

第３実施形態の信号処理方法の手順は図１又は図１４と同じであるので、その図示を省略する。第３実施形態の信号処理方法では、測定データ分割工程Ｓ２の手順が第１実施形態と異なり、測定データ取得工程Ｓ１、平均化データ列生成工程Ｓ３、リサージュ図形生成工程Ｓ４及び表示工程Ｓ５の手順は第１実施形態と同じである。あるいは、第３実施形態の信号処理方法では、測定データ分割工程Ｓ１０２の手順が第２実施形態と異なり、ローパスフィルター工程Ｓ１０１、平均化データ列生成工程Ｓ１０３、リサージュ図形生成工程Ｓ１０４及び表示工程Ｓ１０５の手順は第２実施形態と同じである。

図１７は、第３実施形態における測定データ分割工程Ｓ２又は測定データ分割工程Ｓ１０２の手順の一例を示すフローチャート図である。

図１７に示すように、信号処理装置１００は、まず、工程Ｓ１２１において整数ｉを１に設定し、工程Ｓ１２２において、図１の工程Ｓ１で取得し、又は図１４の工程Ｓ１０１で生成した第ｉの測定データＤ_ｉを高速フーリエ変換して第ｉのＦＦＴデータＤ_ＦＦＴｉを生成する。

そして、信号処理装置１００は、整数ｉがＭになるまで（工程Ｓ１２３のＮ）、工程Ｓ１２４において整数ｉを１ずつ増やして工程Ｓ１２２を繰り返す。すなわち、信号処理装置１００は、工程Ｓ１２２～Ｓ１２４において、第１～第Ｍの測定データＤ_１～Ｄ_Ｍをそれぞれ高速フーリエ変換して第１～第ＭのＦＦＴデータＤ_ＦＦＴ１～Ｄ_ＦＦＴＭを生成する。

次に、信号処理装置１００は、整数ｉがＭになると（工程Ｓ１２３のＹ）、工程Ｓ１２５において、第１～第ＭのＦＦＴデータＤ_ＦＦＴ１～Ｄ_ＦＦＴＭに含まれる強度の各ピーク値を、当該ピーク値に対応する周波数で割った値に基づいて、強度が最大である信号成分の周期Ｔ_ｐｅａｋを算出する。例えば、信号処理装置１００は、工程Ｓ１２５において、第１～第ＭのＦＦＴデータＤ_ＦＦＴ１～Ｄ_ＦＦＴＭに含まれる強度の各ピーク値を、当該ピーク値に対応する周波数で割った値を周波数ごとに加算し、加算後のピーク値が最大となる周波数の逆数を計算することにより周期Ｔ_ｐｅａｋを算出してもよい。

具体例として、例えば、第１～第Ｍの測定データＤ_１～Ｄ_Ｍに、１０Ｈｚの基本波、２０Ｈｚの２次高調波、３０Ｈｚの３次高調波、４０Ｈｚの４次高調波の各信号成分が含まれているものとする。この場合、信号処理装置１００は、第１～第ＭのＦＦＴデータＤ_ＦＦＴ１～Ｄ_ＦＦＴＭの各々に対して、１０Ｈｚのピーク値を１０Ｈｚで割った値、２０Ｈｚのピーク値を２０Ｈｚで割った値、３０Ｈｚのピーク値を３０Ｈｚで割った値、４０Ｈｚのピーク値を４０Ｈｚで割った値をそれぞれ算出する。この計算により、より低周波のピーク値が大きくなるため、基本波の周期である０．１秒が周期Ｔ_ｐｅａｋとして算出されやすくなる。

次に、信号処理装置１００は、工程Ｓ１２６において整数ｉを１に設定し、工程Ｓ１２７において、図１の工程Ｓ１で取得し、又は図１４の工程Ｓ１０１で生成した第ｉの測定データＤ_ｉを、工程Ｓ１２５で算出した周期Ｔ_ｐｅａｋのｎ倍の時間間隔で分割してＮ個のデータ列Ｄ_ｉ－１～Ｄ_ｉ－Ｎを生成する。ｎは１以上の整数である。すなわち、信号処理装置１００は、工程Ｓ１２７において、第ｉの測定データＤ_ｉを分割し、それぞれ周期Ｔ_ｐｅａｋのｎ倍の時間長であるＮ個のデータ列Ｄ_ｉ－１～Ｄ_ｉ－Ｎを生成する。なお、前述の通り、第ｉの測定データＤ_ｉの時間長は、周期Ｔ_ｐｅａｋのｎ×Ｎ倍よりも長くてもよい。また、対象物の振動に基づく基本波の２次高調波の強度が最大である場合でもＮ個のデータ列Ｄ_ｉ－１～Ｄ_ｉ－Ｎに基本波の信号成分が含まれるように、整数ｎは２以上であることが好ましい。

そして、信号処理装置１００は、整数ｉがＭになるまで（工程Ｓ１２８のＮ）、工程Ｓ１２９において整数ｉを１ずつ増やして工程Ｓ１２７を繰り返し、整数ｉがＭになると（工程Ｓ１２８のＹ）、測定データ分割工程Ｓ２又は測定データ分割工程Ｓ１０２を終了する。すなわち、信号処理装置１００は、工程Ｓ１２７～Ｓ１２９において、第１～第Ｍの測定データＤ_１～Ｄ_Ｍの各々に対して、Ｎ個のデータ列Ｄ_ｉ－１～Ｄ_ｉ－Ｎを生成する。

第３実施形態における信号処理装置１００の構成例は、図１３又は図１６と同様であるため、その図示を省略する。ただし、本実施形態では、測定データ分割回路１１２は、１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、第ｉの測定データＤ_ｉを高速フーリエ変換して第ｉのＦＦＴデータＤ_ＦＦＴｉを生成し、第１～第ＭのＦＦＴデータＤ_ＦＦＴ１～Ｄ_ＦＦＴＭに含まれる強度の各ピーク値を、当該ピーク値に対応する周波数で割った値に基づいて、強度が最大である信号成分の周期Ｔ_ｐｅａｋを算出し、１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、第ｉの測定データＤ_ｉを周期Ｔ_ｐｅａｋのｎ倍の時間間隔で分割してＮ個のデータ列Ｄ_ｉ－１～Ｄ_ｉ－Ｎを生成する。すなわち、測定データ分割回路１１２は、図１７の工程Ｓ１２１～Ｓ１２９を実行する。第３実施形態における信号処理装置１００のその他の構成及び機能は、第１実施形態又は第２実施形態と同様であるため、その説明を省略する。

このように、第３実施形態では、信号処理装置１００は、第１～第ＭのＦＦＴデータＤ_ＦＦＴ１～Ｄ_ＦＦＴＭに含まれる強度の各ピーク値を、当該ピーク値に対応する周波数で割った値に基づいて、強度が最大である信号成分の周期Ｔ_ｐｅａｋを算出する。そのため、例えば、基本波の強度と２次高調波の強度が同程度であるような場合でも、より低周波である基本波の周期が周期Ｔ_ｐｅａｋとして算出されることになり、整数ｎが１であっても、第１～第Ｍの測定データＤ_１～Ｄ_Ｍの各々に対して生成されるＮ個のデータ列Ｄ_ｉ－１～Ｄ_ｉ－Ｎに基本波の信号成分が含まれるので、正しいリサージュ図形が生成される。具体例として、例えば、第１の測定データＤ_１及び第２の測定データＤ_２に、基本波である２０Ｈｚの信号成分とその高調波の各信号成分が含まれており、基本波である２０Ｈｚの信号成分の強度と４０Ｈｚである２次高調波の信号成分の強度が同程度であり、任意の時刻においていずれか一方の強度が最も大きくなるものとする。この場合、整数ｎを１とすると、第１実施形態又は第２実施形態では、時間の経過に伴って図９に示したようなリサージュ図形と図１０に示したようなリサージュ図形のいずれか一方が生成されることになる。すなわち、生成されるリサージュ図形が安定しないため、ユーザーは、リサージュ図形の時間変化を監視しても対象物の状態の変化を適切に推測することができない。これに対して、第３実施形態では、時間が経過しても図１０に示したようなリサージュ図形が安定して生成されるため、ユーザーは、リサージュ図形の時間変化を監視することで、対象物の状態の変化をより正確に推測することが可能である。

以上に説明した第３実施形態によれば、第１実施形態又は第２実施形態の信号処理方法と同様の効果が得られる。また、第３実施形態の信号処理方法では、第１～第ＭのＦＦＴデータＤ_ＦＦＴ１～Ｄ_ＦＦＴＭに含まれる強度の各ピーク値を当該ピーク値に対応する周波数で割ることにより、高周波の信号成分の強度に対する低周波の信号成分の強度の比が大きくなるので、低周波の信号成分の強度が最大になりやすい。したがって、第３実施形態の信号処理方法によれば、第１～第Ｍの測定データＤ_１～Ｄ_Ｍに含まれる低周波の信号成分の特徴が強調されたリサージュ図形が得られる。低周波の信号成分には対象物の状態の特徴や変化の影響が生じやすいので、ユーザーは、当該リサージュ図形に基づいて対象物の状態の特徴や変化を正しく認識することができる。

１－４．第４実施形態
以下、第４実施形態について、第１実施形態又は第２実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付し、第１実施形態又は第２実施形態と重複する説明は省略または簡略し、主に第１実施形態及び第２実施形態と異なる内容について説明する。

第４実施形態の信号処理方法の手順は図１又は図１４と同じであるので、その図示を省略する。第４実施形態の信号処理方法では、測定データ分割工程Ｓ２の手順が第１実施形態と異なり、測定データ取得工程Ｓ１、平均化データ列生成工程Ｓ３、リサージュ図形生成工程Ｓ４及び表示工程Ｓ５の手順は第１実施形態と同じである。あるいは、第３実施形態の信号処理方法では、測定データ分割工程Ｓ１０２の手順が第２実施形態と異なり、ローパスフィルター工程Ｓ１０１、平均化データ列生成工程Ｓ１０３、リサージュ図形生成工程Ｓ１０４及び表示工程Ｓ１０５の手順は第２実施形態と同じである。

図１８は、第４実施形態における測定データ分割工程Ｓ２又は測定データ分割工程Ｓ１０２の手順の一例を示すフローチャート図である。

図１８に示すように、信号処理装置１００は、まず、工程Ｓ２２１において整数ｉを１に設定し、工程Ｓ２２２において、図１の工程Ｓ１で取得し、又は図１４の工程Ｓ１０１で生成した第ｉの測定データＤ_ｉを、指定された時間間隔で分割してＮ個のデータ列Ｄ_ｉ－１～Ｄ_ｉ－Ｎを生成する。例えば、ユーザーが第ｉの測定データＤ_ｉを分割する時間間隔そのものを指定し、信号処理装置１００が第ｉの測定データＤ_ｉを指定された時間間隔で分割してもよい。あるいは、ユーザーが前述の周期Ｔ_ｐｅａｋと整数ｎを指定し、信号処理装置１００が第ｉの測定データＤ_ｉを周期Ｔ_ｐｅａｋと整数ｎの積で計算される時間間隔で分割してもよい。すなわち、ユーザーは、第ｉの測定データＤ_ｉを分割する時間間隔を間接的に指定してもよい。なお、前述の通り、Ｎ個のデータ列Ｄ_ｉ－１～Ｄ_ｉ－Ｎに基本波の信号成分が含まれるように、ユーザーは、基本波の周期以上の時間間隔を指定することが好ましい。

そして、信号処理装置１００は、整数ｉがＭになるまで（工程Ｓ２２３のＮ）、工程Ｓ２２４において整数ｉを１ずつ増やして工程Ｓ２２２を繰り返し、整数ｉがＭになると（工程Ｓ２２３のＹ）、測定データ分割工程Ｓ２又は測定データ分割工程Ｓ１０２を終了する。すなわち、信号処理装置１００は、工程Ｓ２２２～Ｓ２２４において、第１～第Ｍの測定データＤ_１～Ｄ_Ｍの各々に対して、Ｎ個のデータ列Ｄ_ｉ－１～Ｄ_ｉ－Ｎを生成する。

図１９及び図２０は、本実施形態において表示部にリアルタイムに表示される画面の一例を示す図である。図１９において、図１１と同様の構成要素には同じ符号が付されている。また、図２０において、図１２と同様の構成要素には同じ符号が付されている。図１９に示す画面３３０は、図１１に示した画面３００と同様の構成要素を備え、さらに第４入力部３１９を備えている。同様に、図２０に示す画面３４０は、図１２に示した画面３００と同様の構成要素を備え、さらに第４入力部３１９を備えている。

第４入力部３１９には、ユーザーによって、データ分割周期Ｔ_ｐｅａｋ×ｎの周期Ｔ_ｐｅａｋが入力される。図１９に示す画面３３０及び図２０に示す画面３４０では、第４入力部３１９に、周期Ｔ_ｐｅａｋとして０．１秒が入力されている。また、第２入力部３１０に、整数ｎとして４が入力されている。信号処理装置１００は、１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、第１の測定データＤ_１であるＸ軸速度データ、第２の測定データＤ_２であるＹ軸速度データ、第３の測定データＤ_３であるＺ軸速度データを、それぞれ、周期Ｔ_ｐｅａｋと整数ｎの積で計算される時間間隔で分割し、Ｎ個のデータ列Ｄ_１－１～Ｄ_１－ＮであるＸ軸ロック周波数データ、Ｎ個のデータ列Ｄ_２－１～Ｄ_２－ＮであるＹ軸ロック周波数データ、Ｎ個のデータ列Ｄ_３－１～Ｄ_３－ＮであるＺ軸ロック周波数データを生成する。第１入力部３０９に、更新周期として２秒が入力されているので、整数Ｎは５である。

なお、図１９の画面３３０や図２０の画面３４０において、データ分割周期Ｔ_ｐｅａｋ×ｎを入力可能にしてもよい。

第４実施形態における信号処理装置１００の構成例は、図１３又は図１６と同様であるため、その図示を省略する。ただし、本実施形態では、測定データ分割回路１１２は、１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、第ｉの測定データＤ_ｉを、指定された時間間隔で分割してＮ個のデータ列Ｄ_ｉ－１～Ｄ_ｉ－Ｎを生成する。すなわち、測定データ分割回路１１２は、図１８の工程Ｓ２２１～Ｓ２２４を実行する。第４実施形態における信号処理装置１００のその他の構成及び機能は、第１実施形態又は第２実施形態と同様であるため、その説明を省略する。

以上に説明した第４実施形態によれば、第１実施形態～第３実施形態の信号処理方法と同様の効果が得られる。また、第４実施形態の信号処理方法では、対象物の振動の基本波の周期がわかっている場合には、基本波の周期を指定して第１～第Ｍの測定データＤ_１～Ｄ_Ｍを分割することにより、基本波の信号成分の特徴を有するリサージュ図形が得られる。基本波の信号成分には対象物の状態の特徴や変化の影響が生じやすいので、ユーザーは、当該リサージュ図形に基づいて対象物の状態の特徴や変化を正しく認識することができる。

１－５．第５実施形態
以下、第５実施形態について、第１実施形態～第４実施形態のいずれかと同様の構成要素には同じ符号を付し、第１実施形態～第４実施形態のいずれかと重複する説明は省略または簡略し、主に第１実施形態～第４実施形態のいずれとも異なる内容について説明する。

図２１は、第５実施形態の信号処理方法の手順を示すフローチャート図である。図２１に示すように、第５実施形態の信号処理方法は、測定データ取得工程Ｓ３０１と、測定データ分割工程Ｓ３０２と、平均化データ列生成工程Ｓ３０３と、リサージュ図形生成工程Ｓ３０４と、表示工程Ｓ３０５と、指標値算出工程Ｓ３０６と、異常判定工程Ｓ３０７と、を含む。なお、図２１に示す第５実施形態の信号処理方法は、これらの工程の一部が省略または変更され、あるいは、他の工程が付加されてもよい。図２１に示す第５実施形態の信号処理方法は、例えば、信号処理装置１００によって実行される。図２１に示す信号処理方法を実行する信号処理装置１００の構成例については後述する。

図２１に示すように、まず、信号処理装置１００は、図１の測定データ取得工程Ｓ１と同様の測定データ取得工程Ｓ３０１を行う。

次に、信号処理装置１００は、図１の測定データ分割工程Ｓ２と同様の測定データ分割工程Ｓ３０２を行う。測定データ分割工程Ｓ３０２の詳細な手順は、図２の工程Ｓ２１～Ｓ２９と同様であるため、その図示及び説明を省略する。

次に、信号処理装置１００は、図１の平均化データ列生成工程Ｓ３と同様の平均化データ列生成工程Ｓ３０３を行う。

次に、信号処理装置１００は、図１のリサージュ図形生成工程Ｓ４と同様のリサージュ図形生成工程Ｓ３０４を行う。

次に、信号処理装置１００は、図１の表示工程Ｓ５と同様の表示工程Ｓ３０５を行う。

次に、信号処理装置１００は、指標値算出工程Ｓ３０６において、リサージュ図形生成工程Ｓ３０４で生成したリサージュ図形に基づいて、指標の値を算出する。

次に、信号処理装置１００は、異常判定工程Ｓ３０７において、指標値算出工程Ｓ３０６で算出した指標の値の時間変化に基づいて、対象物の異常の有無を判定する。

そして、信号処理が終了するまで（工程Ｓ３０８のＮ）、信号処理装置１００は、工程Ｓ３０１～Ｓ３０７を繰り返し行う。

図２２は、第５実施形態の信号処理方法の他の手順を示すフローチャート図である。図２２に示すように、第５実施形態の信号処理方法は、ローパスフィルター工程Ｓ４０１と、測定データ分割工程Ｓ４０２と、平均化データ列生成工程Ｓ４０３と、リサージュ図形生成工程Ｓ４０４と、表示工程Ｓ４０５と、指標値算出工程Ｓ４０６と、異常判定工程Ｓ４０７と、を含む。なお、図２２に示す第５実施形態の信号処理方法は、これらの工程の一部が省略または変更され、あるいは、他の工程が付加されてもよい。図２２に示す第５実施形態の信号処理方法は、例えば、信号処理装置１００によって実行される。図２２に示す信号処理方法を実行する信号処理装置１００の構成例については後述する。

図２２に示すように、まず、信号処理装置１００は、図１４のローパスフィルター工程Ｓ１０１と同様のローパスフィルター工程Ｓ４０１を行う。

次に、信号処理装置１００は、図１４の測定データ分割工程Ｓ１０２と同様の測定データ分割工程Ｓ４０２を行う。測定データ分割工程Ｓ４０２の詳細な手順は、図２の工程Ｓ２１～Ｓ２９と同様であるため、その図示及び説明を省略する。

次に、信号処理装置１００は、図１４の平均化データ列生成工程Ｓ１０３と同様の平均化データ列生成工程Ｓ４０３を行う。

次に、信号処理装置１００は、図１４のリサージュ図形生成工程Ｓ１０４と同様のリサージュ図形生成工程Ｓ４０４を行う。

次に、信号処理装置１００は、図１４の表示工程Ｓ１０５と同様の表示工程Ｓ４０５を行う。

次に、信号処理装置１００は、指標値算出工程Ｓ４０６において、リサージュ図形生成工程Ｓ４０４で生成したリサージュ図形に基づいて、指標の値を算出する。

次に、信号処理装置１００は、異常判定工程Ｓ４０７において、指標値算出工程Ｓ４０６で算出した指標の値の時間変化に基づいて、対象物の異常の有無を判定する。

そして、信号処理が終了するまで（工程Ｓ４０８のＮ）、信号処理装置１００は、工程Ｓ４０１～Ｓ４０７を繰り返し行う。

図２３～図２７は、指標値算出工程Ｓ４０６において値が算出される指標の具体例について説明するための図である。

図２３に示すように、例えば、ＸＹ平面上のリサージュ図形の１次近似直線Ｙ＝ａＸ＋ｂと直線Ｙ＝０とのなす角度α＝ａｒｃｔａｎ（a）を指標としてもよい。角度αは、リサージュ図形のＸ軸方向の振幅とＹ軸方向の振幅との比に応じて変化するので、リサージュ図形の形状変化に敏感な指標である。同様に、ＸＺ平面上のリサージュ図形やＹＺ平面上のリサージュ図形についても角度αと同様の角度を指標としてもよい。

図２４に示すように、ＸＹＺ空間においてリサージュ図形を描く各点は、極座標（ｒ，θ，φ）で表すことができ、極座標（ｒ，θ，φ）に関する指標も考えられる。ｒは、ＸＹＺ空間の原点と各点との距離である。θは、各点をＸＹ平面に投影した点と原点とを結ぶ直線とＹ軸とのなす角度である。φは、各点と原点とを結ぶ直線とＺ軸とのなす角度である。

図２５は、距離ｒに関する指標について説明するための図である。図２５の例では、更新周期毎に楕円形状のリサージュ図形の１周分が描かれており、距離ｒが極大値となる２つの点ｐ１，ｐ３と極小値となる２つの点ｐ２，ｐ４が現れている。距離ｒは、点ｐ１において２番目に大きい極大値となり、点ｐ２において最小の極小値となり、点ｐ３において最大の極大値となり、点ｐ４において２番目に小さい極小値となる。また、ｒ_ＡＶＧは距離ｒの平均値である。

距離ｒに関する指標としては、扁平率、振幅、凹み率、蛇行数などが挙げられる。扁平率の値は、１から距離ｒの最小の極小値と最大の極小値との積を減算することによって算出される。振幅は、距離ｒの平均値ｒ_ＡＶＧである。凹み率は、距離ｒの最小の極小値から２番目に小さい極小値を減算することによって算出される。蛇行数は、距離ｒの極値の個数である。リサージュ図形が楕円の場合は蛇行数が４であり、リサージュ図形が真円の場合は蛇行数が０である。

図２６は、角度θに関する指標について説明するための図である。図２６の例では、更新周期毎に楕円形状のリサージュ図形の１周分が描かれており、角度θがゼロとなる２つの点ｚ１，ｚ２が現れている。角度θに関する指標としては、回転数が挙げられる。回転数は、角度θがゼロとなる回数である。リサージュ図形が楕円や真円の場合は回転数が２である。

図２７は、角度φに関する指標について説明するための図である。図２７の例では、更新周期毎に楕円形状のリサージュ図形の１周分が描かれており、角度φが極大値となる１つの点ｐ５と極小値となる１つの点ｐ６が現れている。角度φに関する指標としては、ねじれ数が挙げられる。ねじれ数は、角度φの極値の個数である。リサージュ図形が楕円や真円の場合はねじれ数が２である。

指標値の変化量が大きいほど対象物の状態変化が大きいことを意味する。したがって、例えば、信号処理装置１００は、異常判定工程Ｓ３０７，Ｓ４０７において、指標値の時間変化量が所定の閾値よりも小さい場合には対象物が正常であり、指標値の時間変化量が所定の閾値よりも大きい場合には対象物が異常であると判定してもよい。

図２８は、図２１に示した第５実施形態の信号処理方法を実行する信号処理装置１００の構成例を示す図である。図２８に示すように、信号処理装置１００は、第１～第Ｍのセンサー２００－１～２００－Ｍ、Ｍ個のアナログフロントエンド２１０－１～２１０－Ｍ、処理回路１１０、記憶回路１２０、操作部１３０、表示部１４０、音出力部１５０、通信部１６０を含む。なお、信号処理装置１００は、図２８の構成要素の一部を省略又は変更し、あるいは、他の構成要素を付加した構成としてもよい。例えば、第１～第Ｍのセンサー２００－１～２００－Ｍやアナログフロントエンド２１０－１～２１０－Ｍは、信号処理装置１００の構成要素で無くてもよい。

第１～第Ｍのセンサー２００－１～２００－Ｍ、アナログフロントエンド２１０－１～２１０－Ｍ、記憶回路１２０、操作部１３０、表示部１４０、音出力部１５０、通信部１６０の構成及び機能は第１実施形態と同様であるため、その説明を省略する。

処理回路１１０は、記憶回路１２０に記憶されている信号処理プログラム１２１を実行することにより、測定データ取得回路１１１、測定データ分割回路１１２、平均化データ列生成回路１１３、リサージュ図形生成回路１１４、指標値算出回路１１６及び異常判定回路１１７として機能する。すなわち、信号処理装置１００は、測定データ取得回路１１１と、測定データ分割回路１１２と、平均化データ列生成回路１１３と、リサージュ図形生成回路１１４と、指標値算出回路１１６と、異常判定回路１１７と、を含む。

測定データ取得回路１１１、測定データ分割回路１１２、平均化データ列生成回路１１３及びリサージュ図形生成回路１１４の機能は第１実施形態と同様であるため、その説明を省略する。

指標値算出回路１１６は、リサージュ図形生成回路１１４が生成したリサージュ図形に基づいて、指標の値を算出する。すなわち、指標値算出回路１１６は、図２１の指標値算出工程Ｓ３０６を実行する。指標値算出回路１１６が算出した指標値は記憶回路１２０に記憶される。

異常判定回路１１７は、指標値算出回路１１６が算出した指標の値に基づいて、対象物の異常の有無を判定する。すなわち、異常判定回路１１７は、図２１の異常判定工程Ｓ３０７を実行する。

表示部１４０は、処理回路１１０から出力される表示信号に基づいて、異常判定回路１１７による判定結果の情報を表示してもよい。また、音出力部１５０は、処理回路１１０から出力される音信号に基づいて、異常判定回路１１７による判定結果を示す音を発生させてもよい。また、通信部１６０は、異常判定回路１１７による判定結果の情報を外部装置に送信してもよい。

図２９は、図２２に示した第５実施形態の信号処理方法を実行する信号処理装置１００の構成例を示す図である。図２９に示すように、信号処理装置１００は、第１～第Ｍのセンサー２００－１～２００－Ｍ、Ｍ個のアナログフロントエンド２１０－１～２１０－Ｍ、処理回路１１０、記憶回路１２０、操作部１３０、表示部１４０、音出力部１５０、通信部１６０を含む。なお、信号処理装置１００は、図２９の構成要素の一部を省略又は変更し、あるいは、他の構成要素を付加した構成としてもよい。例えば、第１～第Ｍのセンサー２００－１～２００－Ｍやアナログフロントエンド２１０－１～２１０－Ｍは、信号処理装置１００の構成要素で無くてもよい。

第１～第Ｍのセンサー２００－１～２００－Ｍ、アナログフロントエンド２１０－１～２１０－Ｍ、記憶回路１２０、操作部１３０、表示部１４０、音出力部１５０、通信部１６０の構成及び機能は第１実施形態と同様であるため、その説明を省略する。

処理回路１１０は、記憶回路１２０に記憶されている信号処理プログラム１２１を実行することにより、ローパスフィルター回路１１５、測定データ分割回路１１２、平均化データ列生成回路１１３、リサージュ図形生成回路１１４、指標値算出回路１１６及び異常判定回路１１７として機能する。すなわち、信号処理装置１００は、ローパスフィルター回路１１５と、測定データ分割回路１１２と、平均化データ列生成回路１１３と、リサージュ図形生成回路１１４と、指標値算出回路１１６と、異常判定回路１１７と、を含む。

ローパスフィルター回路１１５、測定データ分割回路１１２、平均化データ列生成回路１１３及びリサージュ図形生成回路１１４の機能は第１実施形態と同様であるため、その説明を省略する。

指標値算出回路１１６は、リサージュ図形生成回路１１４が生成したリサージュ図形に基づいて、指標の値を算出する。すなわち、指標値算出回路１１６は、図２１の指標値算出工程Ｓ３０６を実行する。指標値算出回路１１６が算出した指標値は記憶回路１２０に記憶される。

異常判定回路１１７は、指標値算出回路１１６が算出した指標の値に基づいて、対象物の異常の有無を判定する。すなわち、異常判定回路１１７は、図２１の異常判定工程Ｓ３０７を実行する。

表示部１４０は、処理回路１１０から出力される表示信号に基づいて、異常判定回路１１７による判定結果の情報を表示してもよい。また、音出力部１５０は、処理回路１１０から出力される音信号に基づいて、異常判定回路１１７による判定結果を示す音を発生させてもよい。また、通信部１６０は、異常判定回路１１７による判定結果の情報を外部装置に送信してもよい。

以上に説明した第５実施形態によれば、第１実施形態～第４実施形態の信号処理方法と同様の効果が得られる。また、第５実施形態によれば、信号処理装置１００は、揺らぎが低減された安定したリサージュ図形が得られるので指標値を精度よく算出することができ、精度よく算出された指標値に基づき、対象物の異常の有無を精度よく判定することができる。

２．監視システム
以下、本実施形態の監視システムについて、上記のいずれかの実施形態で説明した構成要素と同様の構成要素には同じ符号を付し、上記のいずれかの実施形態と重複する説明は省略または簡略し、主に上記のいずれの実施形態とも異なる内容について説明する。

図３０は、本実施形態の監視システムの構成例を示す図である。図３０に示すように、本実施形態の監視システム１０は、第１～第Ｍのセンサー２００－１～２００－Ｍ、Ｍ個のアナログフロントエンド２１０－１～２１０－Ｍ、信号処理装置１００及び表示装置２２０を含み、対象物１の状態を監視する。

対象物１は、可動体２と可動体２を収容する筐体３とを備える。第１～第Ｍのセンサー２００－１～２００－Ｍは、筐体３に取り付けられ、それぞれ対象物１の振動によって生じる物理量を検出し、検出した物理量に応じた大きさの信号を出力する。第１～第Ｍのセンサー２００－１～２００－Ｍの各々の出力信号は、アナログフロントエンド２１０－１～２１０－Ｍの各々に入力される。

アナログフロントエンド２１０－１～２１０－Ｍの各々は、第１～第Ｍのセンサー２００－１～２００－Ｍの各々の出力信号に対して増幅処理やＡ／Ｄ変換処理等を行ってデジタル時系列信号を出力する。

信号処理装置１００は、アナログフロントエンド２１０－１～２１０－Ｍから出力されるＭ個のデジタル時系列信号を第１～第Ｍの測定データＤ_１～Ｄ_Ｍとして取得し、リサージュ図形を生成し、生成したリサージュ図形を表示装置２２０に表示させる。表示装置２２０は、信号処理装置１００とは別体の装置であってもよいし、信号処理装置１００が有する表示部であってもよい。なお、第１～第Ｍのセンサー２００－１～２００－Ｍがデジタル時系列信号を出力する場合、信号処理装置１００は、当該Ｍ個のデジタル時系列信号を第１～第Ｍの測定データＤ_１～Ｄ_Ｍとして取得すればよいので、アナログフロントエンド２１０－１～２１０－Ｍは無くてもよい。信号処理装置１００として、例えば、前述の第１実施形態～第５実施形態のいずれかの信号処理装置１００を適用することができる。

図３１に、対象物１の一例である真空ポンプ１ａを示す。図３１に示すように、真空ポンプ１ａは基台２０上に設置される。真空ポンプ１ａは断面形状が略長丸の柱状である。真空ポンプ１ａの長手方向をＸ方向とする。長丸の長軸方向をＹ方向とし、長丸の短軸方向をＺ方向とする。

真空ポンプ１ａは筐体３を備える。筐体３は－Ｘ方向側から＋Ｘ方向側に向かって配置されたモーターケース４、接続部５、ポンプケース６及びギアケース７を備える。筐体３は接続部５とポンプケース６との間に軸受ケーシングとしての第１側壁８を備える。筐体３はポンプケース６とギアケース７との間に第２側壁９を備える。

ポンプケース６には＋Ｚ方向側の面に吸気管１１が接続される。ポンプケース６には－Ｚ方向側の面に排気管１２が接続される。

接続部５は基台２０側に第１脚部１３及び第２脚部を備える。第１脚部１３は－Ｙ方向側に配置され、第２脚部は＋Ｙ方向側に配置される。ギアケース７は基台２０側に第３脚部１４及び第４脚部を備える。第３脚部１４は－Ｙ方向側に配置され、第４脚部は＋Ｙ方向側に配置される。第１脚部１３～第４脚部は第１ボルト１５により基台２０に締結される。

筐体３にはセンサーユニット１７が取り付けられる。センサーユニット１７は、例えば接続部５に取り付けられる。センサーユニット１７は、その内部に不図示の第１～第Ｍのセンサー２００－１～２００－Ｍを備えている。例えば、第１のセンサー２００－１はＸ軸方向の速度を検出する速度センサーであり、第２のセンサー２００－２はＹ軸方向の速度を検出する速度センサーであり、第３のセンサー２００－３はＺ軸方向の速度を検出する速度センサーであってもよい。

図３２及び図３３を用いて真空ポンプ１ａの内部構造を説明する。図３２は－Ｙ方向から見た図である。図３３は＋Ｚ方向から見た図である。図中では第１脚部１３～第４脚部が省略されている。真空ポンプ１ａは、気体を移送する２つの可動体２としてのポンプローター１８と、２つのポンプローター１８を回転させる２つのモーター１９とを備える。筐体３はポンプローター１８を収容する。

２つのポンプローター１８は２本の回転軸２１を有する。２本の回転軸２１はそれぞれ軸受けとしての第１軸受２２及び第２軸受２３が回転可能に支持する。２つのモーター１９はそれぞれの回転軸２１の一端に連結されている。モーター１９は、２つのポンプローター１８を互いに反対方向に同期して回転させるように構成される。回転軸２１の他端には、２つのタイミングギア２４が固定されている。このタイミングギア２４は、２つのモーター１９の同期回転が失われた場合に、２つのポンプローター１８の同期回転を確保するために設けられる。

ポンプケース６は第１側壁８及び第２側壁９に挟まれている。ポンプローター１８はポンプケース６、第１側壁８及び第２側壁９によって構成されるポンプ室２５内に配置される。

第１側壁８は吸気管１１側の第１軸受２２を支持する。第１軸受２２は接続部５内に配置される。モーター１９は接続部５に固定されたモーターケース４内に配置される。排気管１２側の第２軸受２３は第２側壁９に固定される。タイミングギア２４及び第２軸受２３はギアケース７内に配置される。ポンプローター１８の回転により第１軸受２２及び第２軸受２３が振動する。第１軸受２２及び第２軸受２３の振動は第１側壁８、第２側壁９を介して接続部５等の筐体３に伝達される。センサーユニット１７に内蔵されている第１～第Ｍのセンサー２００－１～２００－Ｍは、筐体３に伝達された振動を検出する。

本実施形態の監視システム１０によれば、信号処理装置１００は、第１～第Ｍのセンサー２００－１～２００－Ｍから出力される信号に基づく第１～第Ｍの測定データＤ_１～Ｄ_Ｍに基づいて、揺らぎが低減された安定したリサージュ図形を生成し、当該リサージュ図形を表示装置２２０に表示させることができる。したがって、ユーザーは、表示装置２２０に表示されるリサージュ図形の時間変化に基づいて対象物１の状態を監視し、対象物１の異常の有無の判定等を的確に行うことができる。

３．変形例
例えば、上記の第１実施形態～第５実施形態の信号処理方法における測定データ分割工程の処理をユーザーが選択可能であってもよい。

また、信号処理装置１００は、測定データ分割工程において、以下のような処理を行ってもよい。まず、信号処理装置１００は、第ｉのＦＦＴデータＤ_ＦＦＴｉに含まれる強度のピーク値を大きいものから所定個選択する。次に、信号処理装置１００は、選択した各ピーク値の周波数に基づいて第ｉの測定データＤ_ｉをＮ個のデータ列Ｄ_ｉ－１～Ｄ_ｉ－Ｎに分割する。次に、信号処理装置１００は、選択した各ピーク値に対して、それぞれデータ列Ｄ_ｉ－１～Ｄ_ｉ－Ｎのばらつき、例えば分散を算出する。そして、信号処理装置１００は、ばらつきが最も小さいＮ個のデータ列Ｄ_ｉ－１～Ｄ_ｉ－Ｎを選択する。このようにすれば、Ｎ個のデータ列Ｄ_ｉ－１～Ｄ_ｉ－Ｎに基本波の信号成分が含まれるようになり、安定したリサージュ図形が生成される。

上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

上述した実施形態および変形例から以下の内容が導き出される。

信号処理方法の一態様は、
Ｎを２以上の所定の整数とし、Ｍを２以上の所定の整数としたとき、１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、対象物の振動によって生じる物理量を検出する第ｉのセンサーから出力される信号に基づく第ｉの測定データを分割してＮ個のデータ列を生成する測定データ分割工程と、
１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、前記第ｉの測定データを分割して生成した前記Ｎ個のデータ列を平均化して第ｉの平均化データ列を生成する平均化データ列生成工程と、
１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、第ｉ軸に前記第ｉの平均化データ列を割り当てたリサージュ図形を生成するリサージュ図形生成工程と、
を含む。

この信号処理方法では、第ｉの測定データをそのまま第ｉの軸に割り当ててリサージュ図形を生成するのではなく、第ｉの測定データを分割して生成したＮ個のデータ列を平均化した第ｉの平均化データ列を第ｉの軸に割り当ててリサージュ図形を生成する。したがって、この信号処理方法によれば、平均化によって、第ｉの測定データに含まれる高周波や低周波のノイズ成分が低減され、対象物の振動に基づく信号成分が強調されるので、揺らぎが低減された安定したリサージュ図形が得られる。

前記信号処理方法の一態様において、
前記測定データ分割工程では、
１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、前記第ｉの測定データを高速フーリエ変換して第ｉのＦＦＴデータを生成し、
前記第１～第ＭのＦＦＴデータに基づいて、強度が最大である信号成分の周期を算出し、
ｎを１以上の整数としたとき、１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、前記第ｉの測定データを前記周期のｎ倍の時間間隔で分割して前記Ｎ個のデータ列を生成してもよい。

この信号処理方法によれば、第１～第Ｍの測定データに含まれる強度が最大の信号成分の特徴が強調されたリサージュ図形が得られる。

前記信号処理方法の一態様において、
前記測定データ分割工程では、
１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、前記第ｉの測定データを高速フーリエ変換して第ｉのＦＦＴデータを生成し、
前記第１～第ＭのＦＦＴデータに含まれる強度の各ピーク値を、当該ピーク値に対応する周波数で割った値に基づいて、強度が最大である信号成分の周期を算出し、
ｎを１以上の整数としたとき、１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、前記第ｉの測定データを前記周期のｎ倍の時間間隔で分割して前記Ｎ個のデータ列を生成してもよい。

この信号処理方法では、強度の各ピーク値を当該ピーク値に対応する周波数で割ることにより、高周波の信号成分の強度に対する低周波の信号成分の強度の比が大きくなるので、低周波の信号成分の強度が最大になりやすい。したがって、この信号処理方法によれば、第１～第Ｍの測定データに含まれる低周波の信号成分の特徴が強調されたリサージュ図形が得られる。低周波の信号成分には対象物の状態の特徴や変化の影響が生じやすいので、ユーザーは、当該リサージュ図形に基づいて対象物の状態の特徴や変化を正しく認識することができる。

前記信号処理方法の一態様において、
前記整数ｎは２以上であってもよい。

この信号処理方法では、第ｉの測定データにおいて対象物の振動の基本波に対する２次高調波の強度が最大であっても、第ｉの測定データを分割して生成したＮ個のデータ列には基本波の信号成分が含まれることになる。したがって、この信号処理方法によれば、基本波の信号成分の特徴を有するリサージュ図形が得られる。

前記信号処理方法の一態様において、
前記測定データ分割工程では、
１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、前記第ｉの測定データを、指定された時間間隔で分割して前記Ｎ個のデータ列を生成してもよい。

この信号処理方法によれば、対象物の振動の基本波の周期がわかっている場合には、基本波の周期を指定して第１～第Ｍの測定データを分割することにより、基本波の信号成分の特徴を有するリサージュ図形が得られる。

前記信号処理方法の一態様は、
１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、前記第ｉのセンサーから出力される信号に基づくデータをローパスフィルター処理して前記第ｉの測定データを生成するローパスフィルター工程を含んでもよい。

この信号処理方法によれば、ローパスフィルター処理によって高周波ノイズの揺らぎが低減されるので、低周波の信号成分が強調されたリサージュ図形が得られる。低周波の信号成分には対象物の状態の特徴や変化の影響が生じやすいので、ユーザーは、当該リサージュ図形に基づいて対象物の状態の特徴や変化を正しく認識することができる。

前記信号処理方法の一態様において、
前記平均化データ列生成工程では、
１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、前記第ｉの測定データを分割して生成した前記Ｎ個のデータ列の各々に対して、先頭のデータの時刻を共通の時刻として各データの時刻を変換し、
同じ時刻のＮ個のデータを平均化することにより、前記第ｉの平均化データ列を生成してもよい。

この信号処理方法によれば、第ｉの測定データを分割して生成したＮ個のデータ列を、先頭のＮ個のデータから順に平均化することにより、対象物の振動に基づく信号成分が同期化されるので、同期化のために必要な処理の負荷が低減される。

前記信号処理方法の一態様は、
前記リサージュ図形に基づいて、指標の値を算出する指標値算出工程と、
前記指標の値の時間変化に基づいて、対象物の異常の有無を判定する異常判定工程と、を含んでもよい。

この信号処理方法によれば、揺らぎが低減された安定したリサージュ図形に基づき、対象物の異常の有無を精度よく判定することができる。

前記信号処理方法の一態様は、
１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して前記第ｉの測定データを分割して生成した前記Ｎ個のデータ列と、前記リサージュ図形と、を表示部に表示させる表示工程を含んでもよい。

この信号処理方法によれば、ユーザーは、表示部に表示されるＮ個のデータ列のばらつきが小さい場合に、対象物の振動の基本波の特徴を有するリサージュ図形が得られていると判断し、リサージュ図形に基づいて対象物の状態を正しく認識することができる。

信号処理装置の一態様は、
Ｎを２以上の所定の整数とし、Ｍを２以上の所定の整数としたとき、１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、対象物の振動によって生じる物理量を検出する第ｉのセンサーから出力される信号に基づく第ｉの測定データを分割してＮ個のデータ列を生成する測定データ分割回路と、
１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、前記第ｉの測定データを分割して生成した前記Ｎ個のデータ列を平均化した第ｉの平均化データ列を生成する平均化データ列生成回路と、
１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、第ｉ軸に前記第ｉの平均化データ列を割り当てたリサージュ図形を生成するリサージュ図形生成回路と、
を含む。

この信号処理装置では、第ｉの測定データをそのまま第ｉの軸に割り当ててリサージュ図形を生成するのではなく、第ｉの測定データを分割して生成したＮ個のデータ列を平均化した第ｉの平均化データ列を第ｉの軸に割り当ててリサージュ図形を生成する。したがって、この信号処理装置によれば、平均化によって、第ｉの測定データに含まれる高周波や低周波のノイズ成分が低減され、対象物の振動に基づく信号成分が強調されるので、揺らぎが低減された安定したリサージュ図形が得られる。

監視システムの一態様は、
可動体と前記可動体を収容する筐体とを備える対象物の状態を監視する監視システムであって、
前記信号処理装置の一態様と、
前記筐体に取り付けられる前記第１～第Ｍのセンサーと、
を含み、
前記信号処理装置は、
前記リサージュ図形を表示装置に表示させる。

この監視システムによれば、信号処理装置は、第１～第Ｍのセンサーから出力される信号に基づく第１～第Ｍの測定データに基づいて、揺らぎが低減された安定したリサージュ図形を生成し、当該リサージュ図形を表示装置に表示させることができる。したがって、ユーザーは、表示装置に表示されるリサージュ図形の時間変化に基づいて対象物の状態を監視し、対象物の異常の有無の判定等を的確に行うことができる。

１…対象物、１ａ…真空ポンプ、２…可動体、３…筐体、４…モーターケース、５…接続部、６…ポンプケース、７…ギアケース、８…第１側壁、９…第２側壁、１０…監視システム、１１…吸気管、１２…排気管、１３…第１脚部、１４…第３脚部、１５…第１ボルト、１７…センサーユニット、１８…ポンプローター、１９…モーター、２０…基台、２１…回転軸、２２…第１軸受、２３…第２軸受、２４…タイミングギア、２５…ポンプ室、１００…信号処理装置、１１０…処理回路、１１１…測定データ取得回路、１１２…測定データ分割回路、１１３…平均化データ列生成回路、１１４…リサージュ図形生成回路、１１５…ローパスフィルター回路、１１６…指標値算出回路、１１７…異常判定回路、１２０…記憶回路、１２１…信号処理プログラム、１３０…操作部、１４０…表示部、１５０…音出力部、１６０…通信部、２００－１～２００－Ｍ…第１～第Ｍのセンサー、２１０－１～２１０－Ｍ…アナログフロントエンド、２２０…表示装置、３００…画面、３０１…第１表示画像、３０２…第２表示画像、３０３…第３表示画像、３０４…第４表示画像、３０５…第５表示画像、３０６…第６表示画像、３０７…第７表示画像、３０８…第８表示画像、３０９…第１入力部、３１０…第２入力部、３１１…ファイル指定部、３１２…再生ボタン、３１３…モード切替ボタン、３１４…第３入力部、３１５，３１６，３１７…時間入力部、３１８…フレーム番号表示部、３１９…第４入力部、３２０…画面、３３０…画面、３４０…画面

Claims (11)

1. Ｎを２以上の所定の整数とし、Ｍを２以上の所定の整数としたとき、１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、対象物の振動によって生じる物理量を検出する第ｉのセンサーから出力される信号に基づく第ｉの測定データを分割してＮ個のデータ列を生成する測定データ分割工程と、
   １以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、前記第ｉの測定データを分割して生成した前記Ｎ個のデータ列を平均化して第ｉの平均化データ列を生成する平均化データ列生成工程と、
   １以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、第ｉ軸に前記第ｉの平均化データ列を割り当てたリサージュ図形を生成するリサージュ図形生成工程と、
   を含む、信号処理方法。
2. 請求項１において、
   前記測定データ分割工程では、
   １以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、前記第ｉの測定データを高速フーリエ変換して第ｉのＦＦＴデータを生成し、
   前記第１～第ＭのＦＦＴデータに基づいて、強度が最大である信号成分の周期を算出し、
   ｎを１以上の整数としたとき、１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、前記第ｉの測定データを前記周期のｎ倍の時間間隔で分割して前記Ｎ個のデータ列を生成する、信号処理方法。
3. 請求項１において、
   前記測定データ分割工程では、
   １以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、前記第ｉの測定データを高速フーリエ変換して第ｉのＦＦＴデータを生成し、
   前記第１～第ＭのＦＦＴデータに含まれる強度の各ピーク値を、当該ピーク値に対応する周波数で割った値に基づいて、強度が最大である信号成分の周期を算出し、
   ｎを１以上の整数としたとき、１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、前記第ｉの測定データを前記周期のｎ倍の時間間隔で分割して前記Ｎ個のデータ列を生成する、信号処理方法。
4. 請求項２又は３において、
   前記整数ｎは２以上である、信号処理方法。
5. 請求項１において、
   前記測定データ分割工程では、
   １以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、前記第ｉの測定データを、指定された時間間隔で分割して前記Ｎ個のデータ列を生成する、信号処理方法。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項において、
   １以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、前記第ｉのセンサーから出力される信号に基づくデータをローパスフィルター処理して前記第ｉの測定データを生成するローパスフィルター工程を含む、信号処理方法。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項において、
   前記平均化データ列生成工程では、
   １以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、前記第ｉの測定データを分割して生成した前記Ｎ個のデータ列の各々に対して、先頭のデータの時刻を共通の時刻として各データの時刻を変換し、
   同じ時刻のＮ個のデータを平均化することにより、前記第ｉの平均化データ列を生成する、信号処理方法。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項において、
   前記リサージュ図形に基づいて、指標の値を算出する指標値算出工程と、
   前記指標の値の時間変化に基づいて、対象物の異常の有無を判定する異常判定工程と、を含む、信号処理方法。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項において、
   １以上Ｍ以下の各整数ｉに対して前記第ｉの測定データを分割して生成した前記Ｎ個のデータ列と、前記リサージュ図形と、を表示部に表示させる表示工程を含む、信号処理方法。
10. Ｎを２以上の所定の整数とし、Ｍを２以上の所定の整数としたとき、１以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、対象物の振動によって生じる物理量を検出する第ｉのセンサーから出力される信号に基づく第ｉの測定データを分割してＮ個のデータ列を生成する測定データ分割回路と、
    １以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、前記第ｉの測定データを分割して生成した前記Ｎ個のデータ列を平均化した第ｉの平均化データ列を生成する平均化データ列生成回路と、
    １以上Ｍ以下の各整数ｉに対して、第ｉ軸に前記第ｉの平均化データ列を割り当てたリサージュ図形を生成するリサージュ図形生成回路と、
    を含む、信号処理装置。
11. 可動体と前記可動体を収容する筐体とを備える対象物の状態を監視する監視システムであって、
    請求項１０に記載の信号処理装置と、
    前記筐体に取り付けられる前記第１～第Ｍのセンサーと、
    を含み、
    前記信号処理装置は、
    前記リサージュ図形を表示装置に表示させる、監視システム。

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