JP2023101112A

JP2023101112A - Disturbance detection system

Info

Publication number: JP2023101112A
Application number: JP2022001489A
Authority: JP
Inventors: 聡志木村; Satoshi Kimura
Original assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Current assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Priority date: 2022-01-07
Filing date: 2022-01-07
Publication date: 2023-07-20

Abstract

To improve accuracy of abnormality detection.SOLUTION: A disturbance detection system has: a bearing; a strain sensor that is attached to the bearing, and detects strain generated due to passage vibration of the bearing and outputs analog data; an amplifier that amplifies the analog data; a converter that converts the analog data output from the amplifier into digital data; and a disturbance detection unit that detects an influence of disturbance in the digital data on the basis of, the digital data. When the output of the digital data becomes equal to or more than a threshold for a predetermined number of times or more in a certain period, the disturbance detection unit detects disturbance.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、外乱検出システムに関する。 The present invention relates to disturbance detection systems.

近年では、機械から得られる出現頻度の異なるデータ群から生成した２つの判定モデルを生成し、２つの判定モデルを用いて、センサデータ等から故障の予兆を判定することで、機械の故障の誤検知を低減する技術が知られている。 In recent years, two judgment models are generated from data groups with different appearance frequencies obtained from machines, and by using the two judgment models to judge signs of failure from sensor data, etc. Techniques for reducing detection are known.

特開２０２１－１２８４５７号公報JP 2021-128457 A

上述した従来の技術では、突発的な外乱により、機械等の測定対象物から取得されるセンサデータに変動が生じる場合について考慮されておらず、外乱によってセンサデータが変動した場合には、測定対象物の異常と誤検出される可能性がある。 In the conventional technology described above, no consideration is given to the case where sensor data acquired from a measurement object such as a machine changes due to a sudden disturbance. There is a possibility that it is falsely detected as an abnormality of the object.

開示の技術は、上記事情に鑑みてなされたものであり、異常検出の精度を向上させることを目的としている。 The disclosed technology has been made in view of the above circumstances, and aims to improve the accuracy of abnormality detection.

開示の技術は、
ベアリング（２５０）と、
前記ベアリング（２５０）の通過振動によって生じるひずみを検出し、アナログデータを出力する、前記ベアリングに取り付けられたひずみセンサ（２１０）と、
前記アナログデータを増幅するアンプ（２２０）と、
前記アンプから出力されたアナログデータをデジタルデータに変換する変換器（２３０）と、
前記デジタルデータに基づき、前記デジタルデータにおける外乱の影響を検出する外乱検出部（３５０）と、を有し、
前記外乱検出部（３５０）は、
一定期間において、前記デジタルデータの出力が閾値以上となる回数が所定回数以上である場合に、外乱を検出する、外乱検出システム（１００）である。 The technology disclosed is
a bearing (250);
a strain sensor (210) attached to the bearing that detects strain caused by passing vibrations of the bearing (250) and outputs analog data;
an amplifier (220) for amplifying the analog data;
a converter (230) for converting analog data output from the amplifier into digital data;
a disturbance detection unit (350) that detects the influence of disturbance on the digital data based on the digital data;
The disturbance detection unit (350)
A disturbance detection system (100) for detecting a disturbance when the number of times the output of the digital data is equal to or greater than a threshold is equal to or greater than a predetermined number of times in a certain period of time.

異常検出の精度を向上させることを目的としている。 The purpose is to improve the accuracy of anomaly detection.

第一の実施形態の外乱検出システムのシステム構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the system configuration|structure of the disturbance detection system of 1st embodiment. 外乱検出部による外乱の検出について説明する図である。It is a figure explaining the detection of the disturbance by a disturbance detection part. 第一の実施形態の情報処理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the hardware constitutions of the information processing apparatus of 1st embodiment. 第一の実施形態の情報処理装置の処理を説明する第一のフローチャートである。4 is a first flowchart for explaining processing of the information processing device of the first embodiment; 第一の実施形態の情報処理装置の処理を説明する第二のフローチャートである。9 is a second flowchart for explaining processing of the information processing device of the first embodiment; 異常判定部による異常判定について説明する第一の図である。FIG. 4 is a first diagram for explaining abnormality determination by an abnormality determination unit; 異常判定部による異常判定について説明する第二の図である。FIG. 11 is a second diagram for explaining abnormality determination by an abnormality determination unit; 第二の実施形態の外乱検出システムのシステム構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the system configuration|structure of the disturbance detection system of 2nd embodiment. 第三の実施形態の外乱検出装置を示す図である。It is a figure which shows the disturbance detection apparatus of 3rd embodiment.

（第一の実施形態）
以下に図面を参照して、第一の実施形態について説明する。図１は、第一の実施形態の外乱検出システムのシステム構成の一例を示す図である。 (First embodiment)
A first embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an example of the system configuration of the disturbance detection system of the first embodiment.

本実施形態の外乱検出システム１００は、センサ基板２００と、情報処理装置（外乱検出装置）３００と、を有し、センサ基板２００と情報処理装置３００とは、無線通信等によって通信を行う。尚、センサ基板２００と情報処理装置３００との通信方法は、無線通信に限定されず、有線通信であってもよい。センサ基板２００と情報処理装置３００とは、通信が可能であれば、どのような方法で接続されてもよい。また、無線通信を行う場合には、センサ基板２００に別途電源が供給されてもよい。 The disturbance detection system 100 of this embodiment has a sensor substrate 200 and an information processing device (disturbance detection device) 300, and the sensor substrate 200 and the information processing device 300 communicate with each other by wireless communication or the like. The communication method between the sensor substrate 200 and the information processing device 300 is not limited to wireless communication, and may be wired communication. The sensor substrate 200 and the information processing device 300 may be connected by any method as long as communication is possible. Further, when performing wireless communication, power may be separately supplied to the sensor substrate 200 .

本実施形態のセンサ基板２００には、例えば、ひずみゲージ２１０、アンプ２２０、ＡＤＣ（Analog-to-Digital Converter）２３０、通信回路２４０が実装されている。 For example, a strain gauge 210, an amplifier 220, an ADC (Analog-to-Digital Converter) 230, and a communication circuit 240 are mounted on the sensor substrate 200 of this embodiment.

尚、本実施形態では、ひずみゲージ２１０が実装された基板と、アンプ２２０、ＡＤＣ（Analog-to-Digital Converter）２３０、通信回路２４０とが実装された基板とが、別々の基板であってもよい。 In this embodiment, even if the board on which the strain gauge 210 is mounted and the board on which the amplifier 220, ADC (Analog-to-Digital Converter) 230, and communication circuit 240 are mounted are separate boards. good.

ひずみゲージ２１０は、例えば、ベアリング２５０に設けられる。ベアリング２５０は、例えば、外輪（固定輪）２５１と、複数の転動体２５２と、内輪（回転輪）２５３とを有する。 Strain gauges 210 are provided, for example, on bearings 250 . The bearing 250 has an outer ring (fixed ring) 251, a plurality of rolling elements 252, and an inner ring (rotating ring) 253, for example.

ひずみゲージ２１０は、外輪２５１に取り付けられる。また、ひずみゲージ２１０は、転動体２５２がひずみゲージ２１０が設けられた位置を通過する際に、外輪２５１に生じるひずみを検出し、ひずみに応じた抵抗値の変化を示すアナログデータ（波形データ）を出力する。尚、図１の例では、ひずみゲージ２１０は外輪２５１に取り付けられるものとしたが、ひずみゲージ２１０は、外輪２５１以外に取り付けられていてもよい。 Strain gauge 210 is attached to outer ring 251 . In addition, the strain gauge 210 detects the strain generated in the outer ring 251 when the rolling element 252 passes through the position where the strain gauge 210 is provided, and analog data (waveform data) indicating a change in resistance value according to the strain. to output Although the strain gauge 210 is attached to the outer ring 251 in the example of FIG. 1, the strain gauge 210 may be attached to a portion other than the outer ring 251.

つまり、ひずみゲージ２１０は、ひずみを測定する測定対象物にひずみが生じると、ひずみに応じたアナログデータ（波形データ）を出力する。本実施形態では、ベアリング２５０は、ひずみゲージ２１０による測定対象物の一例である。本実施形態の測定対象物は、例えば、転動体が固定された部材上で自在に転動する構造を有するものであればよく、ベアリングに限定されない。 In other words, the strain gauge 210 outputs analog data (waveform data) corresponding to the strain when strain occurs in the measurement object whose strain is to be measured. In this embodiment, the bearing 250 is an example of an object to be measured by the strain gauge 210 . The object to be measured according to the present embodiment is not limited to bearings as long as it has a structure in which the rolling elements are freely rolled on a member to which the rolling elements are fixed, for example.

また、本実施形態では、測定対象物のひずみを検出する手段の一例として、ひずみゲージ２１０を用いるが、ひずみの検出は、ひずみゲージ２１０以外の手段によって行われてもよい。具体的には、例えば、ひずみの検出は、圧力センサ、加速度センサや他のセンサからの二次データ等によって行われてもよい。 Further, in the present embodiment, the strain gauge 210 is used as an example of means for detecting the strain of the object to be measured, but the strain may be detected by means other than the strain gauge 210. Specifically, for example, strain detection may be performed by secondary data from pressure sensors, acceleration sensors, or other sensors.

アンプ２２０は、ひずみゲージ２１０から出力されるアナログデータを増幅させる。ＡＤＣ２３０は、増幅させたアナログデータをデジタルデータに変換する。通信回路２４０は、ＡＤＣ２３０から出力されるデジタルデータを、情報処理装置３００へ送信する。 Amplifier 220 amplifies the analog data output from strain gauge 210 . ADC 230 converts the amplified analog data into digital data. Communication circuit 240 transmits digital data output from ADC 230 to information processing device 300 .

情報処理装置３００は、通信部３１０、データ取得部３２０、データ処理部３３０、異常判定部３４０、外乱検出部３５０、通知生成部３６０、記憶部３７０を有する。本実施形態の情報処理装置３００は、センサ基板２００から取得したデジタルデータに対する外乱の影響の有無を検出する外乱検出装置の一例である。 The information processing device 300 has a communication unit 310 , a data acquisition unit 320 , a data processing unit 330 , an abnormality determination unit 340 , a disturbance detection unit 350 , a notification generation unit 360 and a storage unit 370 . The information processing device 300 of this embodiment is an example of a disturbance detection device that detects whether or not the digital data acquired from the sensor board 200 is affected by disturbance.

尚、通信部３１０、データ取得部３２０、データ処理部３３０、異常判定部３４０は、情報処理装置３００の演算処理装置がメモリ装置に格納された外乱検出プログラムを読み出して実行することで実現される。また、記憶部３７０は、例えば、情報処理装置３００が有する補助記憶装置等によって実現される。情報処理装置３００のハードウェア構成の詳細は後述する。 The communication unit 310, the data acquisition unit 320, the data processing unit 330, and the abnormality determination unit 340 are realized by reading and executing a disturbance detection program stored in the memory device by the arithmetic processing unit of the information processing device 300. . Also, the storage unit 370 is realized by, for example, an auxiliary storage device or the like included in the information processing device 300 . Details of the hardware configuration of the information processing apparatus 300 will be described later.

通信部３１０は、センサ基板２００を含む外部の装置と通信を行う。具体的には、通信部３１０は、センサ基板２００から送信されるデジタルデータを受信する。尚、通信部３１０は、予め設定された周期で、間欠的に、センサ基板２００からデジタルデータを受信してもよい。また、通信部３１０は、異常判定部３４０により、転動体２５２の回転の異常が検出された場合、通知生成部３６０で生成された通知を外部の装置へ送信する。 The communication unit 310 communicates with external devices including the sensor substrate 200 . Specifically, the communication unit 310 receives digital data transmitted from the sensor substrate 200 . Note that the communication unit 310 may intermittently receive digital data from the sensor substrate 200 at a preset cycle. Further, when the abnormality determination unit 340 detects an abnormality in the rotation of the rolling element 252, the communication unit 310 transmits a notification generated by the notification generation unit 360 to an external device.

データ取得部３２０は、通信部３１０が受信したデジタルデータを取得する。尚、データ取得部３２０が取得するデジタルデータは、転動体の通過振動を捉えた時系列信号である。 The data acquisition unit 320 acquires digital data received by the communication unit 310 . The digital data acquired by the data acquisition unit 320 is a time-series signal that captures the passing vibration of the rolling element.

データ処理部３３０は、記憶部３７０に格納されたデジタルデータに対し、異常判定部３４０による異常判定を行うための処理を行い、処理が施された後のデータを記憶部３７０に格納する。以下の説明では、デジタルデータに対してデータ処理部３３０の処理を行
異常判定部３４０は、データ処理部３３０による処理が施された処理済みデータに基づき、測定対象物（ベアリング２５０）の状態を検出する。より具体的には、異常判定部３４０は、測定対象物の状態が異常であるか否かの判定や、測定対象物の異常の予兆の検出等を行う。 The data processing unit 330 performs processing for performing abnormality determination by the abnormality determination unit 340 on the digital data stored in the storage unit 370 , and stores the processed data in the storage unit 370 . In the following description, the data processing unit 330 processes the digital data. To detect. More specifically, the abnormality determination unit 340 determines whether or not the state of the object to be measured is abnormal, detects signs of abnormality in the object to be measured, and the like.

尚、本実施形態におけるベアリング２５０の異常とは、例えば、ベアリング２５０の損傷（転動体、外輪、内輪を含む）、グリスの劣化、異物混入による回転の不具合等である。 The abnormality of the bearing 250 in this embodiment includes, for example, damage to the bearing 250 (including the rolling element, outer ring, and inner ring), deterioration of grease, trouble in rotation due to contamination by foreign matter, and the like.

例えば、ベアリング２５０の外輪２５１に傷が入ると、転動体２５２の通過振動の高調波成分の振幅値が増加する。本実施形態では、例えば、転動体２５２の通過振動の高調波成分の振幅値の変化を、外輪２５１に傷が入る前の予兆として検出してもよい。 For example, when the outer ring 251 of the bearing 250 is damaged, the amplitude value of the harmonic component of the passing vibration of the rolling element 252 increases. In this embodiment, for example, a change in the amplitude value of the harmonic component of the passing vibration of the rolling element 252 may be detected as a sign before the outer ring 251 is damaged.

外乱検出部３５０は、データ取得部３２０は、通信部３１０が受信したデジタルデータに基づき、外乱を検出する。言い換えれば、外乱検出部３５０は、通信部３１０が受信したデジタルデータにおいて、外乱の影響を検出する。 The disturbance detection unit 350 detects disturbance based on the digital data that the data acquisition unit 320 has received by the communication unit 310 . In other words, disturbance detection section 350 detects the influence of disturbance in the digital data received by communication section 310 .

また、本実施形態の外乱検出部３５０は、検出結果を記憶部３７０に格納してもよい。具体的には、外乱検出部３５０は、デジタルデータから外乱による影響が検出された場合に、その旨を示す履歴情報を記憶部３７０に格納してもよい。外乱検出部３５０による処理の詳細は後述する。尚、以下の説明では、デジタルデータから外乱の影響を検出することを、外乱を検出する、と表現する場合がある。 Further, the disturbance detection section 350 of this embodiment may store the detection result in the storage section 370 . Specifically, when the influence of disturbance is detected from the digital data, the disturbance detection section 350 may store history information indicating that effect in the storage section 370 . Details of the processing by the disturbance detection unit 350 will be described later. In the following description, detecting the influence of disturbance from digital data may be expressed as detecting disturbance.

尚、本実施形態の外乱とは、例えば、ベアリング２５０を回転させるモータのノイズに起因する、ベアリング２５０の外輪２５１の電位の変動であってよい。モータのノイズは、ベアリング２５０が取り付けられている筐体の電位が変動させる。言い換えれば、本実施形態では、筐体の電位の変動に応じた、ベアリング２５０の外輪２５１の電位の変動を外乱の一例としている。 Note that the disturbance in the present embodiment may be, for example, fluctuations in the potential of the outer ring 251 of the bearing 250 due to noise of the motor that rotates the bearing 250 . Motor noise causes the potential of the housing in which the bearing 250 is mounted to fluctuate. In other words, in the present embodiment, fluctuations in the potential of the outer ring 251 of the bearing 250 according to fluctuations in the potential of the housing are taken as an example of disturbance.

通知生成部３６０は、異常判定部３４０により、異常や異常の予兆が検出され、且つ、外乱検出部３５０により、デジタルデータに対して外乱の影響が無いと判定された場合に、異常や異常の予兆が検出された旨を示す通知を生成する。 When the abnormality determination unit 340 detects an abnormality or a sign of abnormality and the disturbance detection unit 350 determines that the digital data is not affected by the disturbance, the notification generation unit 360 detects an abnormality or an abnormality. Generate a notification indicating that the portent has been detected.

記憶部３７０は、データ処理部３３０による処理済みデータや、外乱検出部３５０による検出結果を示す履歴情報等が格納される。 The storage unit 370 stores data processed by the data processing unit 330, history information indicating detection results by the disturbance detection unit 350, and the like.

本実施形態では、上述した各部の機能により、外乱の影響を、異常や異常の予兆と誤検出することを抑制でき、異常検出の精度を向上させることができる。また、本実施形態では、例えば、転動体２５２の通過振動の高調波成分の振幅値の変化に基づき、外輪２５１に傷が入る前の予兆を検出し、ユーザに通知することで、外輪２５１に傷が入ることを未然に防ぐことができる。 In the present embodiment, the functions of the respective units described above can prevent the influence of disturbance from being erroneously detected as an abnormality or a sign of an abnormality, and can improve the accuracy of abnormality detection. Further, in the present embodiment, for example, based on the change in the amplitude value of the harmonic component of the passing vibration of the rolling element 252, a sign before the outer ring 251 is scratched is detected, and the user is notified of the damage to the outer ring 251. You can prevent injuries from occurring.

次に、図２を参照して、本実施形態の外乱検出部３５０による外乱の検出について説明する。図２は、外乱検出部による外乱の検出について説明する図である。 Next, detection of disturbance by the disturbance detection unit 350 of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram for explaining detection of disturbance by a disturbance detection unit.

図２（Ａ）は、正常の状態において取得されたデジタルデータの波形の一例を示す図である。図２（Ｂ）は、外乱が発生しているときに取得されたデジタルデータの波形の一例を示す図である。図２（Ｃ）は、異常が発生しているときに取得されたデジタルデータの波形の一例を示す図である。図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）において、横軸は時間であり、縦軸は電圧を示す。 FIG. 2A is a diagram showing an example of waveforms of digital data acquired in a normal state. FIG. 2B is a diagram showing an example of a waveform of digital data acquired when a disturbance occurs. FIG. 2C is a diagram showing an example of a waveform of digital data acquired when an abnormality occurs. In FIGS. 2A, 2B, and 2C, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents voltage.

図２（Ａ）に示すように、測定対象物（ベアリング２５０）の状態が正常である場合には、デジタルデータの出力値の変動は小さい。また、測定対象物の状態が異常である場合には、デジタルデータの出力値の変動は、正常時も大きくなるが、ある一定の値を超えない。具体的には、デジタルデータの出力値は、４［Ｖ］を超えない。 As shown in FIG. 2A, when the state of the object to be measured (bearing 250) is normal, fluctuations in the output value of digital data are small. In addition, when the state of the object to be measured is abnormal, the variation in the output value of the digital data increases even in the normal state, but does not exceed a certain value. Specifically, the output value of digital data does not exceed 4 [V].

なお、ある一定の値（出力値の閾値）は、アンプ２２０の出力電圧の範囲に応じて決められてよい。出力値の閾値は、アンプ２２０の出力電圧の範囲に応じて決められる値であり、４［Ｖ］に限定されない。 A certain constant value (output value threshold) may be determined according to the range of the output voltage of the amplifier 220 . The output value threshold is a value determined according to the range of the output voltage of the amplifier 220, and is not limited to 4 [V].

図２の波形は、アンプ２２０の出力電圧の範囲を０～４．２［Ｖ］とした場合の波形であり、この場合、アンプ２２０の出力電圧が４．２Ｖを超えると波形が飽和する。そこで、図２の例では、出力電圧が飽和した状態を、外乱が発生した状態と判定するものとし、出力電圧が飽和した状態を検出するための出力値の閾値を４Ｖとした。 The waveforms in FIG. 2 are obtained when the output voltage range of the amplifier 220 is 0 to 4.2 [V]. In this case, the waveforms are saturated when the output voltage of the amplifier 220 exceeds 4.2V. Therefore, in the example of FIG. 2, the state in which the output voltage is saturated is determined as the state in which disturbance has occurred, and the threshold value of the output value for detecting the state in which the output voltage is saturated is set to 4V.

これに対し、図２（Ｂ）に示すように、外乱が発生しているときのデジタルデータの波形では、出力値が大きく変動する。具体的には、外乱が発生しているときのデジタルデータの出力値は、４［Ｖ］を超える場合がある。 On the other hand, as shown in FIG. 2B, in the waveform of digital data when a disturbance occurs, the output value fluctuates greatly. Specifically, the output value of digital data may exceed 4 [V] when a disturbance occurs.

本実施形態では、この点に着目し、一定期間のデジタルデータにおいて、出力値が閾値以上となる回数が、所定回数以上である場合に、外乱が発生しているものとする。 Focusing on this point, in the present embodiment, it is assumed that a disturbance has occurred when the number of times the output value becomes equal to or greater than the threshold value in the digital data for a certain period of time is equal to or greater than a predetermined number of times.

したがって、本実施形態の外乱検出部３５０は、データ取得部３２０が取得したデジタルデータにおいて、一定期間に取得されたデジタルデータの出力値が閾値以上となる回数が、所定回数以上である場合に、デジタルデータに対する外乱を検出する。 Therefore, in the digital data acquired by the data acquisition unit 320, the disturbance detection unit 350 of the present embodiment detects that the number of times the output value of the digital data acquired in a certain period is equal to or greater than the threshold is a predetermined number of times or more, Detect disturbances to digital data.

本実施形態の外乱検出部３５０は、例えば、１秒間に取得されたデジタルデータの点数のうち、所定個数のデジタルデータの出力値が閾値以上であった場合に、このとき取得されたデジタルデータは外乱の影響を受けているものと判定する。外乱検出部３５０は、この処理を定期的に繰り返す。尚、一定期間に取得されるデジタルデータの点数は、ＡＤＣ２３０のサンプリング周波数によって決まる。 For example, when the output value of a predetermined number of digital data out of the number of digital data acquired in one second is equal to or greater than a threshold value, the digital data acquired at this time is It is determined that it is affected by disturbance. The disturbance detector 350 periodically repeats this process. It should be noted that the number of digital data points acquired in a certain period of time is determined by the sampling frequency of the ADC 230 .

尚、出力値の閾値と、所定回数とは、予め情報処理装置３００の管理者等によって設定されていてよい。 Note that the threshold value of the output value and the predetermined number of times may be set in advance by an administrator or the like of the information processing apparatus 300 .

次に、図３を参照して、本実施形態の情報処理装置３００のハードウェア構成について説明する。図３は、第一の実施形態の情報処理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 Next, with reference to FIG. 3, the hardware configuration of the information processing apparatus 300 of this embodiment will be described. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the hardware configuration of the information processing apparatus according to the first embodiment;

本実施形態の情報処理装置３００は、それぞれバスＢで相互に接続されている入力装置３１、出力装置３２、ドライブ装置３３、補助記憶装置３４、メモリ装置３５、演算処理装置３６及びインターフェース装置３７を含むコンピュータであり、外乱検出装置の一例である。 The information processing device 300 of this embodiment includes an input device 31, an output device 32, a drive device 33, an auxiliary storage device 34, a memory device 35, an arithmetic processing device 36, and an interface device 37, which are connected to each other via a bus B. It is an example of a disturbance detection device.

入力装置３１は、各種の情報の入力を行うための装置であり、例えばタッチパネル等により実現される。出力装置３２は、各種の情報の出力を行うためものであり、例えばディスプレイ等により実現される。インターフェース装置３７は、ネットワークに接続する為に用いられる。 The input device 31 is a device for inputting various kinds of information, and is realized by, for example, a touch panel. The output device 32 is for outputting various kinds of information, and is realized by, for example, a display. An interface device 37 is used to connect to the network.

通信部３１０、データ取得部３２０、データ処理部３３０、異常判定部３４０、外乱検出部３５０、通知生成部３６０を実現させる外乱検出プログラムは、情報処理装置３００を制御する各種プログラムの少なくとも一部である。外乱検出プログラムは、例えば、記憶媒体３８の配布やネットワークからのダウンロード等によって提供される。外乱検出プログラムを記録した記憶媒体３８は、情報を光学的、電気的或いは磁気的に記録する記憶媒体、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の様に情報を電気的に記録する半導体メモリ等、様々なタイプの記憶媒体を用いることができる。 A disturbance detection program that realizes the communication unit 310, the data acquisition unit 320, the data processing unit 330, the abnormality determination unit 340, the disturbance detection unit 350, and the notification generation unit 360 is at least part of the various programs that control the information processing device 300. be. The disturbance detection program is provided, for example, by distribution of the storage medium 38 or download from a network. The storage medium 38 in which the disturbance detection program is recorded is of various types, such as a storage medium for optically, electrically or magnetically recording information, a semiconductor memory for electrically recording information such as a ROM, a flash memory, or the like. A storage medium can be used.

また、外乱検出プログラムは、外乱検出プログラムを記録した記憶媒体３８がドライブ装置３３にセットされると、記憶媒体３８からドライブ装置３３を介して補助記憶装置３４にインストールされる。ネットワークからダウンロードされた外乱検出プログラムは、インターフェース装置３７を介して補助記憶装置３４にインストールされる。 The disturbance detection program is installed in the auxiliary storage device 34 from the storage medium 38 via the drive device 33 when the storage medium 38 recording the disturbance detection program is set in the drive device 33 . A disturbance detection program downloaded from the network is installed in the auxiliary storage device 34 via the interface device 37 .

記憶部３７０を実現する補助記憶装置３４は、情報処理装置３００にインストールされた外乱検出プログラムを格納すると共に、情報処理装置３００による各種の必要なファイル、データ等を格納する。メモリ装置３５は、情報処理装置３００の起動時に補助記憶装置３４から外乱検出プログラムを読み出して格納する。そして、演算処理装置３６はメモリ装置３５に格納された外乱検出プログラムに従って、後述するような各種処理を実現している。 The auxiliary storage device 34 that implements the storage unit 370 stores the disturbance detection program installed in the information processing device 300 and various necessary files, data, and the like for the information processing device 300 . The memory device 35 reads and stores the disturbance detection program from the auxiliary storage device 34 when the information processing device 300 is activated. The arithmetic processing unit 36 implements various processes described later according to the disturbance detection program stored in the memory device 35 .

次に、図４を参照して、本実施形態の情報処理装置３００の処理について説明する。図４は、第一の実施形態の情報処理装置の処理を説明する第一のフローチャートである。 Next, processing of the information processing apparatus 300 of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a first flowchart for explaining processing of the information processing apparatus of the first embodiment.

本実施形態の情報処理装置３００は、データ取得部３２０により、デジタルデータを取得する（ステップＳ４０１）。続いて、情報処理装置３００は、データ処理部３３０のより、異常判定用のデータを取得し、異常判定部３４０により、取得したデータに基づき、測定対象物の状態が異常であるか否かを判定する異常判定処理を行う（ステップＳ４０２）。ステップＳ４０２の処理の詳細は後述する。 The information processing apparatus 300 of the present embodiment acquires digital data using the data acquisition unit 320 (step S401). Subsequently, the information processing device 300 acquires data for abnormality determination from the data processing unit 330, and the abnormality determination unit 340 determines whether the state of the object to be measured is abnormal based on the acquired data. Abnormality determination processing for determination is performed (step S402). Details of the processing in step S402 will be described later.

続いて、情報処理装置３００は、異常判定部３４０による判定結果を参照する（ステップＳ４０３）。 Subsequently, the information processing device 300 refers to the determination result by the abnormality determination unit 340 (step S403).

情報処理装置３００は、異常判定部３４０により、測定対象物の状態が異常ではないと判定された場合（ステップＳ４０３でＮｏ）、測定対象物の状態を正常とし（ステップＳ４０４）、処理を終了する。 When the abnormality determination unit 340 determines that the state of the measurement object is not abnormal (No in step S403), the information processing apparatus 300 determines that the state of the measurement object is normal (step S404), and ends the process. .

また、情報処理装置３００は、異常判定部３４０により、測定対象物の状態が異常であると判定された場合（ステップＳ４０３でＹｅｓ）、外乱検出部３５０により、デジタルデータから外乱を検出する外乱検出処理を行う（ステップＳ４０５）。 Further, when the abnormality determination unit 340 determines that the state of the object to be measured is abnormal (Yes in step S403), the information processing apparatus 300 causes the disturbance detection unit 350 to detect disturbance from digital data. Processing is performed (step S405).

続いて、情報処理装置３００は、外乱検出部３５０による検出結果を参照する（ステップＳ４０６）。 Subsequently, the information processing device 300 refers to the detection result by the disturbance detection unit 350 (step S406).

情報処理装置３００は、外乱が検出されない場合（ステップＳ４０３でＮｏ）、通知生成部３６０により、測定対象物の状態が異常と判定されたことを示す通知を生成し（ステップＳ４０７）、処理を終了する。尚、ステップＳ４０７で生成された通知は、情報処理装置３００の出力装置等に出力されてもよい。 When no disturbance is detected (No in step S403), the information processing apparatus 300 causes the notification generation unit 360 to generate a notification indicating that the state of the measurement object is determined to be abnormal (step S407), and ends the process. do. Note that the notification generated in step S407 may be output to the output device of the information processing apparatus 300 or the like.

情報処理装置３００は、外乱が検出された場合（ステップＳ４０３でＹｅｓ）、外乱が検出されたことを示す履歴情報を記憶部３７０に格納し（ステップＳ４０８）、処理を終了する。 When a disturbance is detected (Yes in step S403), the information processing apparatus 300 stores history information indicating that the disturbance has been detected in the storage unit 370 (step S408), and terminates the process.

このように、本実施形態によれば、異常判定部３４０による異常判定において、測定対象物の状態が異常であると判定された場合、且つ、外乱検出部３５０において、外乱が検出されない場合に、測定対象物が異常であることを示す通知を生成する。 As described above, according to the present embodiment, when the abnormality determination by the abnormality determination unit 340 determines that the state of the object to be measured is abnormal, and when the disturbance detection unit 350 does not detect any disturbance, Generate a notification that the measurement object is abnormal.

言い換えれば、本実施形態では、異常判定部３４０により、測定対象物の状態が異常であると判定された場合であっても、外乱検出部３５０により、外乱が検出された場合には、測定対象物の状態は、異常とは判定されない。この場合、測定対象物の状態は、外乱の影響を受けている状態と判定される。 In other words, in the present embodiment, even if the abnormality determination unit 340 determines that the state of the measurement object is abnormal, if the disturbance detection unit 350 detects disturbance, the measurement object The state of the object is not determined to be abnormal. In this case, the state of the object to be measured is determined as being affected by disturbance.

このため、本実施形態によれば、測定対象物の異常を検出する際に、外乱による影響を取り除くことができ、測定対象物の異常検出の精度を向上させることができる。 Therefore, according to the present embodiment, it is possible to remove the influence of disturbance when detecting anomalies in the object to be measured, and to improve the accuracy of detecting anomalies in the object to be measured.

また、本実施形態では、測定対象物の異常検出において、外乱の影響が除外され、誤検知の発生が抑制されるため、測定対象物の状態の管理等を行う作業者の作業負荷を軽減させることができる。 In addition, in the present embodiment, the effects of disturbances are excluded in the detection of anomalies in the object to be measured, and the occurrence of false detections is suppressed. be able to.

尚、本実施形態では、外乱検出部３５０は、一定期間に取得されたデジタルデータの出力値が閾値以上となる回数が、所定回数以上である場合に、外乱を検出するものとしたが、これに限定されない。 In the present embodiment, the disturbance detection unit 350 detects disturbance when the number of times the output value of the digital data acquired in a certain period of time is equal to or greater than the threshold is equal to or greater than a predetermined number of times. is not limited to

外乱検出部３５０は、例えば、一定期間に取得されたデジタルデータのうち、一定期間に取得されたデータ点数に対する、出力値が閾値以上となるデータ点数の割合が、一定の値以上となる場合に、外乱を検出してもよい。 For example, when the ratio of the number of data points whose output value is equal to or greater than a threshold to the number of data points acquired during a certain period of the digital data acquired during the certain period is equal to or greater than a certain value, the disturbance detection unit 350 , may detect disturbances.

また、本実施形態では、異常判定部３４０により測定対象物の状態が異常と判定された場合にのみ、外乱検出部３５０による外乱の検出を行う。このため、本実施形態によれば、外乱検出部３５０による処理の回数を減らすことができ、情報処理装置３００の処理負荷を軽減できる。 Further, in this embodiment, the disturbance detection section 350 detects disturbance only when the abnormality determination section 340 determines that the state of the object to be measured is abnormal. Therefore, according to this embodiment, the number of times of processing by the disturbance detection unit 350 can be reduced, and the processing load of the information processing device 300 can be reduced.

次に、図５及び図６を参照して、本実施形態の異常判定処理の一例について説明する。図５及び図６は、図４のステップＳ４０２の詳細を示す。 Next, an example of abnormality determination processing according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. 5 and 6 show details of step S402 in FIG.

図５は、第一の実施形態の情報処理装置の処理を説明する第二のフローチャートである。図５に示す処理は、主にデータ処理部３３０の処理である。図３の処理は、通信部３１０がデジタルデータを受信する度に実行される。 FIG. 5 is a second flowchart for explaining processing of the information processing apparatus of the first embodiment. The processing shown in FIG. 5 is mainly processing of the data processing unit 330 . The processing in FIG. 3 is executed each time the communication unit 310 receives digital data.

本実施形態のデータ処理部３３０は、データ取得部３２０が取得したデジタルデータに対し、高速フーリエ変換処理（ＦＦＴ；fast Fourier transform）を実行し、周波数領域の波形データを取得する（ステップＳ５０１）。 The data processing unit 330 of this embodiment executes fast Fourier transform (FFT) on the digital data acquired by the data acquisition unit 320 to acquire waveform data in the frequency domain (step S501).

続いて、データ処理部３３０は、取得した周波数領域の波形データから、パワーが極大値かつ最大値となる周波数を算出し、その周波数を転動体２５２の通過振動の周波数とする（ステップＳ５０２）。以下の説明では、転動体２５２の通過振動の周波数の波形を基本波形と呼び、基本波形を示す波形データを基本波形データと呼ぶ場合がある。また、転動体２５２の通過振動とは、転動体２５２が、外輪２５１においてひずみゲージ２１０が取り付けられた箇所を通過する際に生じる外輪２５１の振動を示す。 Subsequently, the data processing unit 330 calculates the frequency at which the power becomes the local maximum value and the maximum value from the obtained waveform data in the frequency domain, and sets this frequency as the frequency of the passing vibration of the rolling element 252 (step S502). In the following description, the waveform of the frequency of the passing vibration of the rolling element 252 may be referred to as a basic waveform, and the waveform data representing the basic waveform may be referred to as basic waveform data. Passage vibration of the rolling elements 252 refers to vibration of the outer ring 251 that occurs when the rolling elements 252 pass through a portion of the outer ring 251 to which the strain gauge 210 is attached.

続いて、データ処理部３３０は、基本波形の周波数の＋１０％から－１０％までの範囲の周波数成分を抽出する。また、データ処理部３３０は、転動体２５２の通過振動のＮ次高調波成分のそれぞれについて、周波数の＋１０％から－１０％までの範囲の周波数成分を抽出する（ステップＳ５０３）。尚、本実施形態では、基本波形の周波数は、Ｎ＝１のときであり、Ｎ次高調波とは、Ｎ＝２～５の周波数の高調波とした。ただし、Ｎの値は、これに限定されるものではない。 Subsequently, data processing section 330 extracts frequency components in a range from +10% to -10% of the frequency of the basic waveform. Further, data processing unit 330 extracts frequency components in the range of +10% to -10% of the frequency for each of the N-order harmonic components of the passing vibration of rolling element 252 (step S503). In this embodiment, the frequency of the fundamental waveform is when N=1, and the Nth harmonic is the harmonic of N=2-5. However, the value of N is not limited to this.

続いて、データ処理部３３０は、抽出した各周波数成分に対して逆ＦＦＴを行って、周波数領域の波形データを時間領域の波形データとし、各波形データの時間領域における振幅の実効値を算出する（ステップＳ５０４）。 Subsequently, the data processing unit 330 performs inverse FFT on each of the extracted frequency components, converts the frequency domain waveform data into time domain waveform data, and calculates the effective value of the amplitude of each waveform data in the time domain. (Step S504).

具体的には、データ処理部３３０は、基本波形の周波数を中心とした＋１０％から－１０％までの範囲の周波数成分に対し、逆ＦＦＴを行った結果の波形データの振幅の実効値を算出する。また、データ処理部３３０は、Ｎ次高調波成分（Ｎ＝２～５）を中心とした＋１０％から－１０％までの範囲の周波数成分に対し、逆ＦＦＴを行った結果の波形データの振幅の実効値を算出する。 Specifically, the data processing unit 330 calculates the effective value of the amplitude of the waveform data resulting from performing inverse FFT on the frequency components in the range of +10% to -10% centered on the frequency of the basic waveform. do. In addition, the data processing unit 330 performs inverse FFT on the frequency components in the range of +10% to -10% centered on the Nth harmonic component (N = 2 to 5), resulting in the amplitude of the waveform data Calculate the rms value of

続いて、データ処理部３３０は、ステップＳ５０４において、転動体２５２のＮ次高調波成分（Ｎ＝２～５）に基づき算出されたそれぞれの振幅の実効値を、基本波形データに基づき算出された振幅の実効値で除算した値を算出し、この値を特徴量とする（ステップＳ５０５）。 Subsequently, in step S504, the data processing unit 330 converts the effective values of the amplitudes calculated based on the N-order harmonic components (N=2 to 5) of the rolling elements 252 to the values calculated based on the basic waveform data. A value obtained by dividing by the effective value of the amplitude is calculated, and this value is used as a feature amount (step S505).

言い換えれば、データ処理部３３０は、基本波形データに基づき算出された振幅の実効値と、Ｎ次高調波成分に基づき算出されたそれぞれの振幅の実効値との比率を、特徴量として算出する。本実施形態の特徴量とは、転動体２５２の回転の状態を示す値であり、言い換えれば、ベアリング２５０（測定対象物）の状態を示す値である。 In other words, the data processing unit 330 calculates, as a feature amount, the ratio between the effective value of the amplitude calculated based on the basic waveform data and the effective value of each amplitude calculated based on the N-order harmonic component. The feature amount of the present embodiment is a value indicating the state of rotation of the rolling element 252, in other words, a value indicating the state of the bearing 250 (object to be measured).

続いて、データ処理部３３０は、正常データの収集期間が経過したか否かを判定する（ステップＳ５０６）。 Subsequently, the data processing unit 330 determines whether or not the normal data collection period has elapsed (step S506).

収集期間とは、ベアリング２５０が正常な状態で動作していると推定される期間であり、正常データとは、収集期間中に取得されたデジタルデータから算出された特徴量である。 The collection period is a period during which the bearing 250 is estimated to operate in a normal state, and the normal data is a feature amount calculated from digital data acquired during the collection period.

本実施形態の収集期間とは、例えば、ベアリング２５０の工場出荷時から所定の期間であってもよいし、ベアリング２５０の稼働時間が所定時間に到達するまでの期間であってもよい。本実施形態の収集期間は、任意に設定が可能であってもよい。 The collection period in the present embodiment may be, for example, a predetermined period from when the bearing 250 is shipped from the factory, or may be a period until the operation time of the bearing 250 reaches a predetermined time. The collection period of this embodiment may be arbitrarily set.

ステップＳ５０６において、収集期間が経過していない場合、データ処理部３３０は、ステップＳ５０５で算出した特徴量を記憶部３７０に保存し（ステップＳ５０７）、処理を終了する。以下の説明では、収集期間に記憶部３７０に保存された特徴量群を、正常データと呼ぶ場合がある。 In step S506, if the collection period has not elapsed, the data processing unit 330 saves the feature amount calculated in step S505 in the storage unit 370 (step S507), and ends the process. In the following description, the feature quantity group stored in the storage unit 370 during the collection period may be referred to as normal data.

本実施形態の正常データには、Ｎ＝２と対応する特徴量群と、Ｎ＝３と対応する特徴量群と、Ｎ＝４と対応する特徴量群と、Ｎ＝５と対応する特徴量群とが含まれる。 The normal data of this embodiment includes a feature amount group corresponding to N=2, a feature amount group corresponding to N=3, a feature amount group corresponding to N=4, and a feature amount corresponding to N=5. group and are included.

ステップＳ５０６において、収集期間が経過している場合、情報処理装置３００は、異常判定部３４０により、ステップＳ５０５で算出した特徴量を用いた異常判定処理を行い（ステップＳ５０８）、処理を終了する。 In step S506, if the collection period has elapsed, the information processing apparatus 300 causes the abnormality determination unit 340 to perform abnormality determination processing using the feature amount calculated in step S505 (step S508), and terminates the process.

以下に、図６を参照して、本実施形態の異常判定部３４０の処理について説明する。図６は、第一の実施形態の情報処理装置の処理を説明する第三のフローチャートである。図６に示す処理は、主に、異常判定部３４０の処理である。 The processing of the abnormality determination unit 340 of this embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 6 is a third flowchart for explaining processing of the information processing apparatus of the first embodiment. The processing shown in FIG. 6 is mainly processing of the abnormality determination unit 340 .

本実施形態の異常判定部３４０は、図５のステップＳ５０６において、収集期間が経過している場合、記憶部３７０から正常データを読み出し、正規化パラメータを抽出する（ステップＳ６０１）。 If the collection period has passed in step S506 of FIG. 5, the abnormality determination unit 340 of this embodiment reads normal data from the storage unit 370 and extracts normalized parameters (step S601).

具体的には、異常判定部３４０は、正常データに含まれるＮ＝２と対応する特徴量群と、Ｎ＝３と対応する特徴量群と、Ｎ＝４と対応する特徴量群と、Ｎ＝５と対応する特徴量群と、のそれぞれについて、平均値と分散と算出する。 Specifically, the abnormality determination unit 340 includes a feature amount group corresponding to N=2 included in the normal data, a feature amount group corresponding to N=3, a feature amount group corresponding to N=4, and a feature amount group corresponding to N=4. =5 and the corresponding feature amount group, the average value and the variance are calculated.

続いて、異常判定部３４０は、正常データの正規化に用いた正規化パラメータを用いて、評価データを正規化する（ステップＳ６０２）。評価データとは、収集期間が経過した後に、データ取得部３２０が取得したデジタルデータに基づき、データ処理部３３０が算出したＮ＝２～５のそれぞれと対応する特徴量である。 Subsequently, the abnormality determination unit 340 normalizes the evaluation data using the normalization parameter used for normalizing the normal data (step S602). The evaluation data are feature amounts corresponding to N=2 to 5 calculated by the data processing unit 330 based on the digital data acquired by the data acquisition unit 320 after the collection period has elapsed.

ステップＳ６０２において、また、異常判定部３４０は、ステップＳ４０２において、この評価データを、ステップＳ６０２で用いた正規化パラメータ（平均値と分散）を用いて正規化し、特徴量空間における座標を示す値とする。 In step S602, the abnormality determination unit 340 normalizes the evaluation data using the normalization parameters (mean value and variance) used in step S602, do.

続いて、異常判定部３４０は、特徴量を座標値とした空間上における、ステップＳ６０２で正規化された評価データの近傍のデータ密度と、ステップＳ６０１で正規化された正常データの近傍のデータ密度の比を算出する（ステップＳ６０３）。本実施形態では、データ密度の比を異常度とする。異常度とは、ベアリング２５０の状態が異常であるか否かを判定する際の指標なる値である。 Subsequently, the abnormality determination unit 340 determines the data density near the evaluation data normalized in step S602 and the data density near the normal data normalized in step S601 on the space with the feature values as the coordinate values. is calculated (step S603). In this embodiment, the ratio of data densities is used as the degree of anomaly. The degree of abnormality is a value that serves as an index when determining whether the state of the bearing 250 is abnormal.

続いて、異常判定部３４０は、「異常度がある異常度閾値を超え、且つ、その頻度が所定の値を超えた」、という条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ６０４）。尚、異常度閾値や、所定の値は、予め設定されていてもよい。 Subsequently, the anomaly determination unit 340 determines whether or not the condition that "the anomaly degree exceeds a certain anomaly degree threshold and the frequency exceeds a predetermined value" is satisfied (step S604). In addition, the abnormality degree threshold value and the predetermined value may be set in advance.

ステップＳ６０４において、条件を満たす場合、異常判定部３４０は、ベアリング２５０の状態が異常な状態と判定し、通知生成部３６０により、異常を示す通知を生成し、通信部３１０により通知を送信し（ステップＳ６０５）、処理を終了する。 In step S604, if the condition is satisfied, the abnormality determination unit 340 determines that the state of the bearing 250 is abnormal, the notification generation unit 360 generates a notification indicating abnormality, and the communication unit 310 transmits the notification (( Step S605), the process ends.

本実施形態の通知は、例えば、ベアリング２５０に異常が生じていることを示すメッセージ等であってもよく、その場合には、例えば、情報処理装置３００と接続されたディスプレイ等に通知を表示させてもよい。また、本実施形態の通知は、ベアリング２５０が異常な状態であることを示す警報等であってもよく、この警報は、センサ基板２００に対して出力されてもよい。センサ基板２００は、この警報を受け付けて、例えば、ベアリング２５０の上位装置等にも警報を通知してもよい。 The notification of the present embodiment may be, for example, a message or the like indicating that the bearing 250 is abnormal. may Further, the notification of this embodiment may be an alarm or the like indicating that the bearing 250 is in an abnormal state, and this alarm may be output to the sensor board 200 . The sensor board 200 may receive this alarm and notify the alarm to, for example, a host device of the bearing 250 or the like.

ステップＳ６０４において、「異常度がある閾値を超え、且つ、その頻度が所定の値を超えた」、という条件を満たさない場合、異常判定部３４０は、正常と判定し（ステップＳ６０６）、処理を終了する。尚、本実施形態では、異常判定部３４０により、正常と判定された場合も、正常であることを示す通知を通知生成部３６０により生成して出力してもよい。 In step S604, if the condition that "the degree of abnormality exceeds a certain threshold value and the frequency exceeds a predetermined value" is not satisfied, the abnormality determination unit 340 determines that it is normal (step S606), and executes the process. finish. In this embodiment, even when the abnormality determination unit 340 determines that the system is normal, the notification generation unit 360 may generate and output a notification indicating normality.

このように、本実施形態によれば、ベアリング２５０の定常状態における内輪２５３の回転数や、観測波形の周期及び振幅等が未知である場合や、回転速度が変動する場合であっても、ベアリング２５０の異常を検出することができる。 As described above, according to the present embodiment, even if the rotational speed of the inner ring 253 in the steady state of the bearing 250, the period and amplitude of the observed waveform, etc. are unknown, or the rotational speed fluctuates, the bearing 250 anomalies can be detected.

また、本実施形態では、ひずみゲージ２１０から出力される信号から、転動体２５２の通過振動を示す周波数の振幅と、この周波数のＮ次高調波成分の振幅との比率によって示される特徴量に基づき、ベアリング２５０の異常を検出する。 Further, in this embodiment, from the signal output from the strain gauge 210, based on the feature amount indicated by the ratio of the amplitude of the frequency indicating the passing vibration of the rolling element 252 and the amplitude of the Nth harmonic component of this frequency , to detect an abnormality in the bearing 250 .

このため、本実施形態では、ひずみゲージ２１０の温度特性の影響を低減し、ひずみのみで、ベアリング２５０の異常を検出することができる。 Therefore, in this embodiment, the influence of the temperature characteristics of the strain gauge 210 can be reduced, and an abnormality of the bearing 250 can be detected only by strain.

また、本実施形態では、ベアリングの異常の有無を検出する際に、測定対象物となるベアリング毎に、正常データを収集し、収集した正常データを基準とする。そして、本実施形態では、特徴量空間上で、測定対象のベアリングの正常データのデータ密度に着目し異常度を算出している。このため、本実施形態では、異常を検出する条件が一定であれば、ベアリングの機種が異なっても、ベアリングの種類によって事前に基準値を設定する必要がない。 Further, in this embodiment, when detecting the presence or absence of an abnormality in a bearing, normal data is collected for each bearing to be measured, and the collected normal data is used as a reference. In this embodiment, the degree of abnormality is calculated by focusing on the data density of the normal data of the bearing to be measured in the feature amount space. Therefore, in this embodiment, if the conditions for detecting abnormality are constant, it is not necessary to set the reference value in advance according to the type of bearing even if the model of the bearing is different.

さらに、本実施形態の異常判定部３４０は、異常度が異常度閾値を超えた場合に、ベアリング２５０の異常を検出するものとしたが、異常判定部３４０は、異常度に応じて、異常の予兆を検出してもよい。 Furthermore, the abnormality determination unit 340 of the present embodiment detects an abnormality in the bearing 250 when the degree of abnormality exceeds the abnormality threshold. A sign may be detected.

具体的には、例えば、異常判定部３４０は、異常度が異常度閾値に到達する前の段階で、異常の予兆を検出し、通知生成部３６０に対し、異常の予兆があることを示す通知を生成させてもよい。この通知は、通信部３１０によって、外部へ送信されてもよい。 Specifically, for example, the anomaly determination unit 340 detects an anomaly sign before the anomaly degree reaches an anomaly degree threshold, and notifies the notification generation unit 360 of the presence of an anomaly sign. may be generated. This notification may be transmitted to the outside by the communication unit 310 .

尚、図５及び図６に示す処理は、異常判定部３４０による異常判定処理の一例である。本実施形態の異常判定部３４０は、図５及び図６で説明した方法以外の方法で、測定対象物の状態が異常であるか否かを判定してもよい。 5 and 6 are examples of abnormality determination processing by the abnormality determination unit 340. FIG. The abnormality determination unit 340 of the present embodiment may determine whether or not the state of the object to be measured is abnormal by a method other than the method described with reference to FIGS. 5 and 6 .

具体的には、例えば、異常判定部３４０は、デジタルデータを取得すると、過去に取得されたデジタルデータと比較し、比較結果に応じて測定対象物の状態が異常であるか否かを判定してもよい。 Specifically, for example, when the digital data is acquired, the abnormality determination unit 340 compares it with digital data acquired in the past, and determines whether or not the state of the measurement object is abnormal according to the comparison result. may

さらに、本実施形態の情報処理装置３００は、例えば、定期的に、測定対象物の管理等を行う作業者による、測定対象物の状態の確認結果等が入力されてもよい。この場合、情報処理装置３００は、作業者による確認結果と、異常判定部３４０による判定結果とに基づき、外乱検出部３５０が用いる出力値の閾値を変更してもよい。この場合、情報処理装置３００は、例えば、作業者による確認結果と、異常判定部３４０による判定結果とを入力データとして、出力値の閾値の最適値を出力する機械学習部等を有していてもよい。 Further, the information processing apparatus 300 of the present embodiment may receive, for example, the result of confirming the state of the object to be measured periodically by an operator who manages the object to be measured. In this case, the information processing apparatus 300 may change the threshold value of the output value used by the disturbance detection section 350 based on the confirmation result by the operator and the determination result by the abnormality determination section 340 . In this case, the information processing apparatus 300 has a machine learning unit or the like that outputs an optimum value of the threshold value of the output value using, for example, the confirmation result by the operator and the determination result by the abnormality determination unit 340 as input data. good too.

このように出力値の閾値を最適値に更新することで、外乱による影響の検出の精度を高めることができ、異常検出の精度を向上させることができる。 By updating the threshold value of the output value to the optimum value in this way, it is possible to improve the accuracy of detecting the influence of the disturbance and improve the accuracy of abnormality detection.

（第二の実施形態）
以下に図面を参照して、第二の実施形態について説明する。第二の実施形態は、外乱検出部３５０により、外乱の影響が検出されない場合にのみ、異常判定部３４０による判定を行う点が、第一の実施形態と相違する。よって、第二の実施形態の説明では、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには、第一の実施形態の説明で用いた符号を付与し、その説明を省略する。 (Second embodiment)
A second embodiment will be described below with reference to the drawings. The second embodiment is different from the first embodiment in that the abnormality determination section 340 performs determination only when the disturbance detection section 350 does not detect the influence of the disturbance. Therefore, in the description of the second embodiment, the reference numerals used in the description of the first embodiment are assigned to those having the same functional configuration as in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.

図７は、第二の実施形態の情報処理装置の処理を説明するフローチャートである。本実施形態の情報処理装置３００は、データ取得部３２０により、デジタルデータを取得する（ステップＳ７０１）。 FIG. 7 is a flow chart for explaining processing of the information processing apparatus of the second embodiment. The information processing apparatus 300 of the present embodiment acquires digital data using the data acquisition unit 320 (step S701).

続いて、情報処理装置３００は、外乱検出部３５０により、外乱を検出する外乱検出処理を行う（ステップＳ７０２）。 Subsequently, the information processing apparatus 300 performs disturbance detection processing for detecting disturbance by the disturbance detection unit 350 (step S702).

続いて、情報処理装置３００は、外乱検出部３５０による検出結果を参照する（ステップＳ７０３）。 Subsequently, the information processing device 300 refers to the detection result by the disturbance detection unit 350 (step S703).

情報処理装置３００は、外乱検出部３５０により、外乱が検出された場合（ステップＳ７０３でＹｅｓ）、外乱が検出されたことを示す履歴情報を記憶部３７０に格納し（ステップＳ７０４）、処理を終了する。 When the disturbance detection unit 350 detects a disturbance (Yes in step S703), the information processing apparatus 300 stores history information indicating that the disturbance has been detected in the storage unit 370 (step S704), and ends the process. do.

また、情報処理装置３００は、外乱検出部３５０により、外乱が検出されない場合（ステップＳ７０３でＮｏ）、異常判定部３４０による異常判定処理を行う（ステップＳ７０５）。 Further, when the disturbance detection unit 350 does not detect any disturbance (No in step S703), the information processing apparatus 300 performs abnormality determination processing by the abnormality determination unit 340 (step S705).

続いて、情報処理装置３００は、異常判定部３４０による判定結果を参照する（ステップＳ７０６）。 Subsequently, the information processing device 300 refers to the determination result by the abnormality determination unit 340 (step S706).

情報処理装置３００は、異常判定部３４０により、測定対象物の状態が異常ではないと判定された場合（ステップＳ７０６でＮｏ）、測定対象物の状態を正常とし（ステップＳ７０７）、処理を終了する。 When the abnormality determination unit 340 determines that the state of the measurement object is not abnormal (No in step S706), the information processing apparatus 300 determines that the state of the measurement object is normal (step S707), and ends the process. .

また、情報処理装置３００は、異常判定部３４０により、測定対象物の状態が異常であると判定された場合（ステップＳ７０６でＹｅｓ）、通知生成部３６０により、測定対象物の状態が異常と判定されたことを示す通知を生成し（ステップＳ７０８）、処理を終了する。 Further, when the abnormality determination unit 340 determines that the state of the measurement object is abnormal (Yes in step S706), the information processing apparatus 300 causes the notification generation unit 360 to determine that the state of the measurement object is abnormal. A notification indicating that it has been done is generated (step S708), and the process ends.

このように、本実施形態では、異常判定部３４０による異常判定よりも前に、外乱検出部３５０による外乱の検出を行う。したがって、本実施形態では、外乱を検出する際に、正常データの収集が完了するまで待機する必要がなく、正常データの収集が完了する前に外乱を検出することができる。 As described above, in the present embodiment, disturbance detection by the disturbance detection unit 350 is performed before abnormality determination by the abnormality determination unit 340 . Therefore, in this embodiment, when detecting a disturbance, it is not necessary to wait until collection of normal data is completed, and disturbance can be detected before collection of normal data is completed.

そのため、本実施形態では、例えば、ベアリング２５０の定常状態となる前に外乱を検出することができる。 Therefore, in this embodiment, for example, disturbance can be detected before the bearing 250 reaches a steady state.

また、本実施形態では、外乱が検出されない場合にのみ、異常判定部３４０による異常判定処理を行うため、異常判定処理において外乱が影響することを防止できる。言い換えれば、本実施形態では、異常検出における外乱の影響を低減することができ、異常検出の精度を向上させることができる。 Further, in the present embodiment, since the abnormality determination process by the abnormality determination unit 340 is performed only when no disturbance is detected, it is possible to prevent the disturbance from affecting the abnormality determination process. In other words, in the present embodiment, it is possible to reduce the influence of disturbance on abnormality detection, and improve the accuracy of abnormality detection.

（第三の実施形態）
以下に図面を参照して、第三の実施形態について説明する。第三の実施形態は、情報処理装置３００の機能を、半導体集積回路によって実現した点が、第一及び第二の実施形態と相違する。よって、第三の実施形態の説明では、第一及び第二の実施形態と同様の機能構成を有するものには、第一及び第二の実施形態の説明で用いた符号を付与し、その説明を省略する。 (Third embodiment)
A third embodiment will be described below with reference to the drawings. The third embodiment differs from the first and second embodiments in that the functions of the information processing device 300 are realized by a semiconductor integrated circuit. Therefore, in the description of the third embodiment, the reference numerals used in the description of the first and second embodiments are assigned to those having the same functional configuration as those of the first and second embodiments, and the description omitted.

図８は、第三の実施形態の外乱検出システムのシステム構成の一例を示す図である。本実施形態の外乱検出システム１００Ａは、センサ基板２００と、外乱検出装置４００とを含む。外乱検出システム１００Ａにおいて、外乱検出装置４００は、情報処理装置３００の各部の機能を有する回路を１つに認めた、用途特定向け集積回路（ＡＳＩＣ；application specific integrated circuit）である。 FIG. 8 is a diagram showing an example of the system configuration of the disturbance detection system of the third embodiment. A disturbance detection system 100A of this embodiment includes a sensor board 200 and a disturbance detection device 400 . In the disturbance detection system 100A, the disturbance detection device 400 is an application specific integrated circuit (ASIC) in which the circuits having the functions of the respective parts of the information processing device 300 are recognized as one.

本実施形態の外乱検出装置４００は、通信回路４１０、データ取得回路４２０、データ処理回路４３０、異常判定回路４４０、外乱検出回路４５０、通知出力回路４６０、記憶装置４７０を有する。 The disturbance detection device 400 of this embodiment has a communication circuit 410 , a data acquisition circuit 420 , a data processing circuit 430 , an abnormality determination circuit 440 , a disturbance detection circuit 450 , a notification output circuit 460 and a storage device 470 .

通信回路４１０は、センサ基板２００と通信を行う。データ取得回路４２０は、データ取得部３２０の機能を実現する。データ処理回路４３０は、データ処理部３３０の機能を実現する。異常判定回路４４０は、異常判定部３４０の機能を実現する。外乱検出回路４５０は、外乱検出部３５０の機能を実現する。通知出力回路４６０は、通知生成部３６０の機能を実現する。記憶装置４７０は、記憶部３７０に対応する。 The communication circuit 410 communicates with the sensor substrate 200 . The data acquisition circuit 420 implements the function of the data acquisition section 320 . The data processing circuit 430 implements the functions of the data processing section 330 . The abnormality determination circuit 440 implements the function of the abnormality determination section 340 . The disturbance detection circuit 450 implements the function of the disturbance detection section 350 . Notification output circuit 460 implements the function of notification generation unit 360 . Storage device 470 corresponds to storage unit 370 .

尚、外乱検出装置４００は、記憶装置４７０を含むものとしたが、これに限定されない。外乱検出装置４００は、記憶装置４７０を有していなくてもよく、その場合には、記憶装置４７０は、外乱検出装置４００の外部に実装されて、データ処理回路４３０と異常判定回路４４０とに接続されればよい。 Although the disturbance detection device 400 includes the storage device 470, it is not limited to this. Disturbance detection device 400 may not have storage device 470 . In that case, storage device 470 may be mounted outside disturbance detection device 400 and used in data processing circuit 430 and abnormality determination circuit 440 . It should be connected.

また、本実施形態の外乱検出装置４００において、外乱検出回路４５０の出力は、記憶装置４７０に接続されており、外乱検出回路４５０の検出結果を示す情報が記憶装置４７０に出力されてもよい。 Further, in the disturbance detection device 400 of this embodiment, the output of the disturbance detection circuit 450 may be connected to the storage device 470 , and information indicating the detection result of the disturbance detection circuit 450 may be output to the storage device 470 .

また、本実施形態の外乱検出回路４５０の出力は、通知出力回路４６０に接続されてもよく、外乱検出回路４５０の検出結果を示す情報を通知出力回路４６０に出力してもよい。 Further, the output of the disturbance detection circuit 450 of this embodiment may be connected to the notification output circuit 460 , and information indicating the detection result of the disturbance detection circuit 450 may be output to the notification output circuit 460 .

本実施形態では、このように、情報処理装置３００の機能を集積回路である外乱検出装置４００とすることで、例えば、センサ基板２００上に、外乱検出装置４００を実装することができる。 In this embodiment, the disturbance detection device 400, which is an integrated circuit, is used as the function of the information processing device 300, so that the disturbance detection device 400 can be mounted on the sensor substrate 200, for example.

したがって、本実施形態では、外乱の検出と、測定対象物の異常の検出を行うための情報処理装置３００を配置する必要がなく、特に、上位装置の内部に、ベアリング２５０と、センサ基板２００と外乱検出装置４００とを内蔵させることができる。 Therefore, in this embodiment, there is no need to dispose the information processing device 300 for detecting disturbances and abnormalities in the object to be measured. A disturbance detection device 400 can be incorporated.

（第四の実施形態）
以下に図面を参照して、第四の実施形態について説明する。第四の実施形態では、第三の実施形態に示す外乱検出装置にセンサ基板を含めた点が、第三の実施形態と相違する。よって、以下の第四の実施形態の説明では、第三の実施形態との相違点について説明し、第二の実施形態と同様の機能構成については、第三の実施形態の説明で用いた符号を付与し、説明を省略する。 (Fourth embodiment)
A fourth embodiment will be described below with reference to the drawings. The fourth embodiment differs from the third embodiment in that a sensor substrate is included in the disturbance detection device shown in the third embodiment. Therefore, in the following description of the fourth embodiment, differences from the third embodiment will be described, and the same functional configurations as in the second embodiment will be denoted by the same reference numerals as in the description of the third embodiment. and the explanation is omitted.

図９は、第四の実施形態の外乱検出装置を示す図である。本実施形態の外乱検出装置４００Ａは、ひずみゲージ２１０、アンプ２２０、ＡＤＣ２３０、データ取得回路４２０、データ処理回路４３０、異常判定回路４４０、外乱検出回路４５０、通知出力回路４６０を有する。また、本実施形態の外乱検出装置４００Ａは、データ処理回路４３０によってデータが書き込まれ、異常判定回路４４０によってデータが読み出される記憶装置４７０が接続される。 FIG. 9 is a diagram showing a disturbance detection device of the fourth embodiment. A disturbance detection device 400A of this embodiment has a strain gauge 210, an amplifier 220, an ADC 230, a data acquisition circuit 420, a data processing circuit 430, an abnormality determination circuit 440, a disturbance detection circuit 450, and a notification output circuit 460. Further, the disturbance detection device 400A of the present embodiment is connected to a storage device 470 in which data is written by the data processing circuit 430 and data is read out by the abnormality determination circuit 440 .

本実施形態では、このように、外乱検出装置４００Ａにひずみゲージ２１０を含む構成とすることで、外乱検出装置４００Ａを測定対象物の外輪に取り付けるだけで、外乱を検出することができる。また、本実施形態では、外乱検出装置４００Ａを測定対象物の外輪に取り付けるだけで、この測定対象物における転動体２５２の転動によって生じる振動の異常を検出することができる。 In this embodiment, by configuring the disturbance detection device 400A to include the strain gauge 210, disturbance can be detected simply by attaching the disturbance detection device 400A to the outer ring of the object to be measured. Further, in this embodiment, by simply attaching the disturbance detection device 400A to the outer ring of the object to be measured, it is possible to detect an abnormality in vibration caused by rolling of the rolling element 252 on the object to be measured.

また、本実施形態の外乱検出装置４００Ａは、ベアリング２５０を含んでいないが、外乱検出装置４００Ａには、ベアリング２５０が含まれてもよい。 Further, the disturbance detection device 400A of this embodiment does not include the bearing 250, but the disturbance detection device 400A may include the bearing 250. FIG.

以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。 Although the present invention has been described above based on each embodiment, the present invention is not limited to the requirements shown in the above embodiments. These points can be changed without impairing the gist of the present invention, and can be determined appropriately according to the application form.

１００、１００Ａ外乱検出システム、２００センサ基板，２１０ひずみゲージ，２２０アンプ，２３０ＡＤＣ，２４０通信回路，３００情報処理装置，３１０通信部，３２０データ取得部，３３０データ処理部，３４０異常判定部，３５０外乱検出部，３６０通知生成部，３７０記憶部，４００、４００Ａ外乱検出装置 Reference Signs List 100, 100A disturbance detection system, 200 sensor substrate, 210 strain gauge, 220 amplifier, 230 ADC, 240 communication circuit, 300 information processing device, 310 communication section, 320 data acquisition section, 330 data processing section, 340 abnormality determination section, 350 Disturbance detection unit 360 Notification generation unit 370 Storage unit 400, 400A Disturbance detection device

Claims

a bearing;
a strain sensor attached to the bearing that detects strain caused by passing vibrations of the bearing and outputs analog data;
an amplifier that amplifies the analog data;
a converter that converts analog data output from the amplifier into digital data;
a disturbance detection unit that detects the influence of disturbance on the digital data based on the digital data;
The disturbance detection unit is
A disturbance detection system that detects a disturbance when the number of times the output of the digital data is equal to or greater than a threshold is equal to or greater than a predetermined number of times in a certain period of time.

2. The disturbance detection system according to claim 1, further comprising an abnormality determination section that determines whether or not the state of said bearing is abnormal based on said digital data only when said disturbance detection section detects no disturbance.

3. The disturbance detection system according to claim 2, further comprising a notification generation section for generating a notification indicating said abnormality when said abnormality determination section determines that said state of said bearing is abnormal.

4. The disturbance detection system according to any one of claims 1 to 3, further comprising a storage unit for storing history information indicating that a disturbance has been detected by said disturbance detection unit.