JP2023154685A - センサの遠隔監視方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本来必要のない、他種のセンサの設置を不要としながら、監視対象のセンサについての要メンテナンス警告を正確に通知してメンテナンス作業を促すことができるので、センサの定期的なメンテナンス作業を不要とし、メンテナンスが必要となったときにのみメンテナンスを行うことを可能とするセンサの遠隔監視方法を提供する。【解決手段】要監視水系に設置されたセンサのメンテナンスの要否を判断し、メンテナンスが必要なときにセンサのメンテナンスを促す要メンテナンス警告を通知するセンサの遠隔監視方法であって、センサによって測定された測定値（Ａ）と、センサが設置された要監視水系から採取された試料水を分析した実測値（Ｂ）と、の差の大きさが所定値を超えたときに、要メンテナンス警告を通知するセンサの遠隔監視方法。【選択図】図２

Description

本発明は、要監視水系に設置されたセンサのメンテナンスの要否を判断し、メンテナンスが必要なときにセンサのメンテナンスを促す要メンテナンス警告を通知するセンサの遠隔監視方法に関する。

各種用水、冷却水、ボイラ水、排水などの水系の水処理において、それら水系（要監視水系）にセンサを設置して原水や中間処理水、処理水、排出水などの各種水質の監視を行っている。

ここで上記のようなセンサは通常、定期的に較正（校正）を行うことが必要であり、加えて、センサの洗浄などのメンテナンスを行う必要が生じることがある。このようなセンサの較正やメンテナンス（本発明ではこれらを併せて「メンテナンス」と云う）は、そのセンサについての知見およびメンテナンス技術を有するメンテナンス技術者が行っている。

ここで、メンテナンス技術者が要監視水系の近くに常駐している場合には問題は生じにくいが、複数の要監視水系を遠隔監視する場合にはメンテナンス技術者の逼迫を招く。

特開２０１９－０４５４５５号公報

上記のような問題を、ｐＨ計と電気伝導率計との２つのセンサを用いて、ボイラ水系などの要監視水系を監視しているセンサのメンテナンスの場合に解決することができるものとして、特許文献１に記載された技術が挙げられる。一般にｐＨ計での測定値と電気伝導率計での測定値との間にある程度の相関関係があるので、この技術ではこれら測定値を比較することでメンテナンスの要否を判断している。

しかしながらこの技術は、これら２つのセンサのうち、ｐＨ計ではなく、電気伝導率計がメンテナンスの必要な状態となった場合、あるいは、これら両方のセンサが同時にメンテナンスの必要な状態となった場合には、必要な警告が通知されなかったり、あるいは、不要な警告が通知されたりするおそれがある。そして、複数のセンサが設置されていない場合、あるいは、複数のセンサが設置はされているもののそれら検出値に相関関係がない場合、すなわち、特許文献１に記載の、ｐＨ計と電気伝導率計とをボイラ水系に設置する状況以外ではこの技術を応用することができない。さらに、この方法では上記相関関係が良好であることを前提としているものの、この前提が崩れた場合、正確な警告を発信できないおそれがあるなど信頼性が低い上、本来必要なセンサ以外の、他種のセンサを設置する手間や設備費が必要となると云う問題もある。

すなわち、本発明は、本来必要のない、他種のセンサの設置を不要としながら、監視対象のセンサについての要メンテナンス警告を正確に通知してメンテナンス作業を促すことができるので、センサの定期的なメンテナンス作業を不要とし、メンテナンスが必要となったときにのみメンテナンスを行うことを可能とするセンサの遠隔監視方法を提供することを目的とする。

上記問題を解決する目的で検討を行った結果、本発明者らは、要監視水系から試料水を採取し、分析して実測値を得て、それをセンサによる測定値と比較することでセンサのメンテナンスの要否を知ることができることを見いだした。

ここで、このような試料水の採取を行う採取担当者は上記のような監視対象のセンサについての知見やメンテナンス技術を有している必要はなく、メンテナンス技術者に比べると人材を得やすく、あるいは、特別に採取担当者を設けることなく要監視水系が設置された設備の作業担当者に採取や、たとえば宅配便による分析センタなどの施設への送付を依頼することもできる。このような状況を踏まえ、本発明者は本発明に至った。

すなわち、本発明のセンサの遠隔監視方法は、要監視水系に設置されたセンサのメンテナンスの要否を判断し、メンテナンスが必要なときに前記センサのメンテナンスを促す要メンテナンス警告を通知するセンサの遠隔監視方法であって、前記センサによって測定された測定値（Ａ）と、前記センサが設置された前記要監視水系から採取された試料水を分析した実測値（Ｂ）と、の差の大きさが所定値を超えたときに、前記要メンテナンス警告を通知することを特徴とする。

本発明のセンサの遠隔監視方法は、上記構成に加えて、前記要メンテナンス警告の通知が、インターネット回線を介したＷｅｂ画面による通知である構成とすることができる。

本発明のセンサの遠隔監視方法は、直上の構成に加えて、前記要メンテナンス警告の通知が、前記Ｗｅｂ画面による通知に加えて、ｅ－メール、ショートメッセージ、チャットのうちの１以上の手段によって通知を行う構成とすることができる。

本発明のセンサの遠隔監視方法は、上記の構成に加えて、前記Ｗｅｂ画面に、前記要メンテナンス警告に加え、少なくとも、前記測定値（Ａ）および前記実測値（Ｂ）の経時変化状況、および、前記センサ設置位置情報を表示する構成とすることができる。

本発明のセンサの遠隔監視方法は、上記構成に加えて、前記要監視水系が、定期的に試料水が採取されかつ当該試料水の水質が分析されている水系である構成とすることができる。

本発明のセンサの遠隔監視方法は、上記の構成に加えて、前記測定値（Ａ）を、前記実測値（Ｂ）を得るために採取した試料水の採取日時の測定値（Ａ）とした構成とすることができる。

本発明のセンサ遠隔監視方法は、要監視水系に設置されたセンサのメンテナンスの要否を判断し、メンテナンスが必要なときに前記センサのメンテナンスを促す要メンテナンス警告を通知するセンサの遠隔監視方法であって、前記センサによって測定された測定値（Ａ）と、前記センサが設置された前記要監視水系から採取された試料水を分析した実測値（Ｂ）と、の差の大きさが所定値を超えたときに、前記要メンテナンス警告を通知する構成により、本来必要のない、他種のセンサの設置を不要としながら、監視対象のセンサについての要メンテナンス警告を正確に通知してメンテナンス作業を促すことができるので、センサの定期的なメンテナンス作業を不要とし、メンテナンスが必要となったときにのみメンテナンスを行うことが可能となる。

さらに本発明のセンサ遠隔監視方法は上記構成に加え、前記要メンテナンス警告の通知が、インターネット回線を介したＷｅｂ画面による通知であることにより、複数種の端末に共通の画面を表示することができるとともに、前記要監視水系を監視する監視センタ、および、一人ないし複数のメンテナンス技術者が監視センタ以外の場所にいても、同時に要メンテナンス警告の通知を受けることができる。

さらに本発明のセンサ遠隔監視方法は直上の構成に加え、前記要メンテナンス警告の通知が、前記Ｗｅｂ画面による通知に加えて、ｅ－メール、ショートメッセージ（ＳＭＳ、ショートメール）、チャット（メッセージのやりとり）のうちの１以上の手段によって通知を行う構成とすることにより、メンテナンス技術者が要メンテナンス警告の有無の積極的なチェックを行わずとも警告を知ることができるので、警告の見落としの抑制が可能となり、また、速やかなメンテナンス作業の着手が可能となる。なお、この構成でチャットを用いた場合には伝達と応答とのやりとりが特に迅速なものとなるメリットがある。

さらに本発明のセンサの遠隔監視方法は上記の構成に加え、前記Ｗｅｂ画面に、前記要メンテナンス警告に加え、少なくとも、前記測定値（Ａ）および前記実測値（Ｂ）の経時変化状況、および、前記センサ設置位置情報を表示する構成により、測定値（Ａ）および実測値（Ｂ）の経時変化状況の把握と、それによりメンテナンスの緊急性の大小についての判断が容易となる。

そして、このことにより、複数のセンサで同時にメンテナンスが必要となった場合にメンテナンス技術者や監視センタの監視員によるメンテナンスの優先度の判断に役立つとともに、たとえば複数のメンテナンス技術者がいるときには前記要監視水系の最寄りの、あるいは、手隙のメンテナンス技術者がメンテナンスを行うことが可能となり、このとき、速やかに正確なセンサ測定値を得ることができる。

本発明のセンサの遠隔監視方法は、上記の構成に加えて、前記測定値（Ａ）を、前記実測値（Ｂ）を得るために採取した試料水の採取日時の測定値（Ａ）とした構成により、センサのメンテナンスの要否の判断精度をより向上させることができる。

センサによって測定された測定値と、センサが設置された要監視水系から採取された試料水の分析による実測値の一例を示す説明図である。 本発明のセンサの遠隔監視方法の概要を示すモデル図である。

以下、図１および図２を用いて本発明のセンサの遠隔監視方法について説明する。図１に、要監視水系に設置されたセンサ（この例では電気伝導率計）による測定値（Ａ、図中「●」）、および、この水系から採取した試料水を、要監視水系を有する設備から離れた分析センタで測定した電気伝導率の実測値（Ｂ、図中「○」）の経時変化を示す例を示す。

この例では図中２つの実測値（Ｂ）の横軸方向位置（日時）は、それぞれそれら実測値（Ｂ）を得るために採取した試料水の採取日時となっており、これら２つの実測値（Ｂ）とそれぞれ破線両矢印で対応が示されている２つの測定値（Ａ）はそれら試料水の採取日時での、センサによる測定値である。そして、図中左側の測定値（Ａ）と実測値（Ｂ）との差の大きさ、一例として数式√｛（Ａ－Ｂ）^２｝により算出される値（以下、「√｛（Ａ－Ｂ）^２｝」と云う）は小さいが、図中右側の実測値（Ｂ）と測定値（Ａ）との差の大きさ（√｛（Ａ－Ｂ）^２｝）は大きい。そして、この√｛（Ａ－Ｂ）^２｝があらかじめ定めた所定値、たとえば本例では、５％ＦＳ（フルスケール）を越えたときに、このセンサのメンテナンスが必要と判断する。なお、上記では測定値（Ａ）と実測値（Ｂ）との差の大きさを数式√｛（Ａ－Ｂ）^２｝として記載したが、この数式と同じ値が算出される数式であれば他の数式で表してもよく、その場合も本発明に含まれる。

図２は本発明のセンサの遠隔監視方法の一例をモデル的に示す説明図である。設備１内に要監視水系１ａがあり、そこに、センサ本体２ａおよび較正（校正）機能を有するコントローラ２ｂからなるセンサ２が設置されている。本発明におけるこのセンサ２のセンサ設置位置情報９ｂは、このセンサ２のセンサ本体２ａがどこの設備に設置されているか、そしてその設備内に複数の要監視水系が存在している場合にはそれら複数の要監視水系のうちのどの要監視水系に設置されているか、そしてさらに、その要監視水系に複数のセンサが設置されている場合にはそれら複数のセンサのうち、センサ２がこの要監視水系のどの位置に設置されているかの情報などを含む。なお、一般にセンサ本体に較正機能を有するものも知られているが、そのようなセンサを用いる場合には較正機能のないコントローラを用いることができる。

コントローラ２ｂはゲートウェイ３に接続されており、センサ２による測定値は、定期的に、この例では１日に１回、ゲートウェイ３を介して後述するクラウドサーバ７ａに携帯電話回線網３ａを介して送信される。このように携帯電話回線網３ａで測定値を送信することにより、センサ２とクラウドサーバ７ａとの間の配線およびその敷設に必要な工事、費用を省くことができ、また、後述する監視センタ７の管理者と設備１の所有者とが異なる場合に必要となる契約締結などの煩雑な手続きを省くことができる。なお、この例ではセンサ２は電気伝導率計であるが、本発明におけるセンサは、使用により較正が必要となりかつ較正可能な水処理用センサであれば限定されない。このようなセンサとしてたとえば電気伝導率計、各種薬品濃度計、ｐＨ計、濁度計、酸化還元電位計（ＯＲＰ計）、溶存酸素計などが挙げられる。

この要監視水系１ａでは、採取担当者が、この例では定期的に、たとえば５日ごとに図２に示すように水系の水を試料水４として密閉可能な容器、この例ではポリ瓶５に採取する。このとき、採取日時、採取場所などの採取に関するデータをポリ瓶５のラベルに書き込む、あるいは、携帯端末で後述する分析センタ６のサーバ６ｄまたはクラウドサーバ７ａにインターネット回線を介して送信する。ここであらかじめポリ瓶５に、ＩＤとしてたとえばバーコードやＱＲコード（登録商標）を印刷あるいは貼付しておき、携帯端末で読み取り、このＩＤの情報を上記データとともに各種回線を介して送信することが、試料水の取り扱いの誤りを抑制できるので好ましい。なお、本発明におけるインターネット回線とは、インターネット回線に接続された携帯電話や携帯端末の携帯電話回線網も含む。

なお、この例では試料水の採取を５日ごとに行っているが、定期的な採取・分析において試験水の採取と次の採取との間隔がすべて厳密に同じである必要はなく、センサ２のメンテナンスの必要度に応じ、あるいは季節によって、または要監視水系の状態などに応じて、複数回繰り返す採取の相互の間隔を長くあるいは、短くしてもよい。

ここで、センサのメンテナンスの要否の判断精度を向上させるために、√｛（Ａ－Ｂ）^２｝を算出するときに用いる測定値（Ａ）の測定日時と、実測値（Ｂ）を得るために採取する試料水４の採取日時と、を合致させることが好ましい。このために、たとえば上記のように試料水採取時に採取に関するデータを、後述する分析センタ６のサーバ６ｄやクラウドサーバ７ａが受信する場合には、その受信時に要監視水系１ａに対するセンサ２による測定をおこなうように指示する測定指示手段を設け、得られる測定値（Ａ）とその後試料水４の分析により得られる実測値（Ｂ）とで√｛（Ａ－Ｂ）２｝を求めることができる。

あるいは、サーバ６ｄやクラウドサーバ７ａがセンサ２による測定値を常時受信している場合には、測定値（Ａ）を保存する測定値保存手段を設け、実測値（Ｂ）と、この実測値（Ｂ）を得るために採取した試料水４の採取日時での測定値（Ａ）と、から同様に√｛（Ａ－Ｂ）^２｝を求めてもよい。

ここで、これら測定指示手段や測定値保存手段のように、実測値（Ｂ）と、この実測値（Ｂ）を得るために採取した試料水４の採取日時での測定値（Ａ）とを組み合わせて、それらの値から後述するようにクラウドサーバ７ａなどにより√｛（Ａ－Ｂ）^２｝の値を計算可能とする手段を本発明では実測値・測定値同期手段と云う。なお、これらの同期は、厳密な同時分秒でなくてもよく、測定値の経時変動の大小にもよるが、通常の水処理対象水系の場合には両者の時間差を１０分以内、好ましくは５分以内、より好ましくは１分以内とする。

採取された試料水は分析可能な施設、この例では分析センタ６に、宅配便、オートバイ、自動車、飛行機などの運搬手段により送られる。分析センタ６では試料水４を手分析により、あるいは、十分にメンテナンスされた分析機器６ａにより分析し、その結果を、試料水採取場所や採取時間などの採取に関するデータとともに分析センタ６内のＰＣ６ｂ（コンピュータ）同士を接続するＬＡＮ回線６ｃに接続するサーバ６ｄから、この例ではインターネット回線６ｅによりクラウドサーバ７ａに送信する。

クラウドサーバ７ａは、受信した、センサ２によって測定された測定値（Ａ）と、要監視水系１ａから採取された試料水を分析センタ６で分析技術者などにより分析した実測値（Ｂ）とを、たとえば図１のようなグラフをＷｅｂ画面に描き、試料水採取場所（設備１の名称）を示すとともにこれら値から算出される√｛（Ａ－Ｂ）^２｝の値が所定値を超えたときにＷｅｂ画面に要メンテナンス警告を表示する。ここで、試料水の分析による実測値（Ｂ）は、上述のように分析技術者かその指導の下で行うことで信頼性を高いものとすることができる。なお、Ｗｅｂ画面とはＨＴＭＬやＣＳＳなどのコンピュータ言語により記載されたＷｅｂページが表示された画面である。

なお、本例ではサーバとして上述のようにクラウドサーバ７ａを用いた。ここでクラウドサーバを用いた場合、データ収集、閲覧システム、警報判定、計算システムなどの複雑なシステム構築の手間が省け、迅速かつ経済的に構築が可能となるとともに、構築のための人材確保の軽減が可能となるなどの多くのメリットが生じるが、クラウドサーバではなく、インターネット回線に接続された通常のサーバ（レンタルサーバを含む）を用いてもよい。

クラウドサーバ７ａは内部のソフトウェアにより、たとえば図１に例示したデータ、すなわち、測定値（Ａ）および実測値（Ｂ）の経時変化状況９ａ、および、センサ設置位置情報９ｂなどをＷｅｂ画面９で監視センタ７などに設置された固定端末７ｂやメンテナンス技術者が携帯する携帯端末１０、あるいは、必要に応じて、図示しない、設備１内の固定端末などにインターネット回線８を介して配信する。そして、測定値（Ａ）および実測値（Ｂ）との差の大きさ、この例では数式√｛（Ａ－Ｂ）^２｝にしたがって算出した値があらかじめ定めた所定値を超えたとき、すなわち、センサ２のメンテナンスが必要と判断したときには、メンテナンスが必要なことを示す警告表示９ｃもＷｅｂ画面９に表示する。

なお、この警告はＷｅｂ画面９を通じて警告表示９ｃを通知する以外に、メンテナンス技術者宛てにメールやショートメッセージで、たとえば携帯端末１０を介して通知してもよい。

上述のようにＷｅｂ画面９を通じてセンサ測定値や分析実測値、警告などを配信しているので、ブラウザソフト（Ｗｅｂページ表示ソフト）がインストールされていれば、固定端末、携帯端末を問わず、共通で同一の情報を閲覧でき、端末種類ごとに個々に異なる方法で配信や通知を行う必要がない。

この例では、Ｗｅｂページ配信先の１つとして水処理管理会社の監視センタ７の固定端末７ｂのＷｅｂ画面９があり、そこにメンテナンス技術者が配置されていればそのメンテナンス技術者が、あるいは、監視センタ７から離れたところにいるメンテナンス技術者が、設備１に赴いてセンサ２のメンテナンスを行う。また、センサ２のメンテナンスが緊急性の高いものでないときにはクラウドサーバ７ａや監視センタ７の固定端末７ｂなどやそれらの操作者がメンテナンススケジュールを立て、そのスケジュールをメンテナンス技術者にＷｅｂ画面やメール、ショートメッセージなどにより通知してもよい。また警告通知時にメンテナンス技術者の携帯端末の位置情報を利用して、設備１に最も近いメンテナンス技術者を優先して要メンテナンス警告を通知するようにしてもよい。

メンテナンス技術者によるセンサ２のメンテナンス作業後に、定期の試料水の採取と分析が行われ、その結果がクラウドサーバ７ａに入力されたとき、そのときの√｛（Ａ－Ｂ）^２｝が所定の値よりも小さければ、Ｗｅｂ画面上の要メンテナンス警告は消去される。なお、上記Ｗｅｂ画面上にメンテナンスが終了したか否かの入力可能箇所を設けておき、メンテナンス技術者がメンテナンス終了後にその旨を入力することで上記警告が消えるようにしてもよい。

以上、本発明について、好ましい実施形態を挙げて説明したが、本発明のセンサの遠隔監視方法は、上記実施形態の構成に限定されるものではない。

当業者は、従来公知の知見に従い、本発明のセンサの遠隔監視方法を適宜改変することができる。このような改変によってもなお、本発明のセンサの遠隔監視方法の構成を具備する限り、もちろん、本発明の範疇に含まれるものである。

１：設備
１ａ：要監視水系
２：センサ
２ａ：センサ本体
２ｂ：コントローラ
３：ゲートウェイ
３ａ：携帯電話回線網
４：試料水
５：ポリ瓶
６：分析センタ
６ａ：分析機器
６ｂ：ＰＣ
６ｃ：ＬＡＮ回線
６ｄ：サーバ
６ｅ：インターネット回線
７：監視センタ
７ａ：クラウドサーバ
７ｂ：固定端末
８：インターネット回線
９：Ｗｅｂ画面
９ａ：測定値および実測値の経時変化状況
９ｂ：センサ設置位置情報
９ｃ：警告表示
１０：携帯端末

Claims (6)

1. 要監視水系に設置されたセンサのメンテナンスの要否を判断し、メンテナンスが必要なときに前記センサのメンテナンスを促す要メンテナンス警告を通知するセンサの遠隔監視方法であって、
   前記センサによって測定された測定値（Ａ）と、前記センサが設置された前記要監視水系から採取された試料水を分析した実測値（Ｂ）と、の差の大きさが所定値を超えたときに、前記要メンテナンス警告を通知することを特徴とするセンサの遠隔監視方法。
2. 前記要メンテナンス警告の通知が、インターネット回線を介したＷｅｂ画面による通知であることを特徴とする請求項１に記載のセンサの遠隔監視方法。
3. 前記要メンテナンス警告の通知が、前記Ｗｅｂ画面による通知に加えて、ｅ－メール、ショートメッセージ、チャットのうちの１以上の手段によって通知を行うことを特徴とする請求項２に記載のセンサの遠隔監視方法。
4. 前記Ｗｅｂ画面に、前記要メンテナンス警告に加え、少なくとも、前記測定値（Ａ）および前記実測値（Ｂ）の経時変化状況、および、前記センサ設置位置情報を表示することを特徴とする請求項２または請求項３に記載のセンサの遠隔監視方法。
5. 前記要監視水系が、定期的に、試料水が採取されかつ当該試料水の水質が分析されている水系であることを特徴とする請求項１に記載のセンサの遠隔監視方法。
6. 前記測定値（Ａ）を、前記実測値（Ｂ）を得るために採取した試料水の採取日時の測定値（Ａ）としたことを特徴とする請求項１に記載のセンサの遠隔監視方法。