JP2023553192A - 蒸気トラップを監視し蒸気トラップの故障を検出する装置、システム及び方法 - Google Patents

Abstract

蒸気トラップの監視装置の一例は、筐体と、筐体に収容され、蒸気トラップの特性を測定するセンササブシステムと、筐体に収容されたメモリと、筐体に収容され、サーバと通信するように構成された通信用インタフェースと、筐体に収容され、センササブシステム、メモリ及び通信用インタフェースに相互接続されたプロセッサと、を含み、プロセッサは、センササブシステムから蒸気トラップの特性を表すデータを取得し、データから重要な特徴のセットを抽出し、通信用インタフェースを介して、故障を検出する更なる処理のために、重要な特徴のセットをサーバに送信するように構成される。【選択図】図１

Description

本明細書は、一般に、蒸気動力システム（ｓｔｅａｍ－ｐｏｗｅｒｅｄ ｓｙｓｔｅｍｓ）に関し、より具体的には、ターゲット装置を監視しターゲット装置の故障を検出する装置、システム及び方法に関する。

パイプネットワークシステム、蒸気動力システムなどを含むシステムは、様々な部品、例えば、ポンプ、モータ及びトラップを含んでもよく、これらの部品は、時々故障し、これらの部品が配備されたシステムに悪影響を与える場合がある。例えば、蒸気トラップは、蒸気動力プロセスの蒸気ラインに使用されて、蒸気ラインから蒸気ラインを遮断し蒸気動力プロセスを阻害する可能性がある凝縮物を除去する。蒸気トラップは、弁が意図したように開閉できない場合に、故障する可能性がある。蒸気トラップが故障した場合、蒸気が失われて、失われた蒸気に代わって追加蒸気を生成するため、高価であり、凝縮物が蒸気ラインを遮断すると、蒸気動力プロセスに有害になる。

本明細書の一態様によれば、蒸気トラップの監視装置が提供される。監視装置は、筐体と、筐体に収容され、蒸気トラップの特性を測定するセンササブシステムと、筐体に収容されたメモリと、筐体に収容され、サーバと通信するように構成された通信用インタフェースと、筐体に収容され、センササブシステム、メモリ及び通信用インタフェースに相互接続されたプロセッサと、を含み、プロセッサは、センササブシステムから蒸気トラップの特性を表すデータを取得し、データから重要な特徴のセットを抽出し、通信用インタフェースを介して、更なる処理のために、重要な特徴のセットをサーバに送信するように構成される。

本明細書の別の態様によれば、蒸気トラップの故障を検出する方法が提供される。方法は、蒸気トラップの監視装置によりキャプチャーされた蒸気トラップデータを表す重要な特徴のセットをサーバで取得するステップと、重要な特徴のセットに基づいて、蒸気トラップの故障を検出したか否かを決定するステップと、故障を検出した場合、アラートをクライアント装置に送信するステップと、ダッシュボードデータをクライアント装置に出力するステップと、を含む。

本明細書のまた別の態様によれば、蒸気トラップの故障を検出するシステムが提供される。システムは、サーバと、蒸気トラップに結合された監視装置と、を含み、監視装置は、蒸気トラップの特性を測定するように構成されたセンササブシステムと、センササブシステムに相互接続されたプロセッサとを含み、プロセッサは、センササブシステムから蒸気トラップの特性を表す蒸気トラップデータを取得し、蒸気トラップデータから重要な特徴のセットを抽出し、重要な特徴のセットをサーバに送信するように構成され、サーバは、監視装置から受信した重要な特徴のセットに基づいて、蒸気トラップの故障を検出したか否かを決定するように構成される。

以下の図面を参照しながら実施形態を説明する。

蒸気トラップにおける故障を監視し検出するシステムの一例の概略図である。 図１のシステムにおける監視装置の一例の断面図である。 図２の監視装置を取り付ける取付ブラケットの一例の斜視図である。 図２の監視装置の特定の内部部品のブロック図である。 図１のシステムにおけるサーバの特定の内部部品のブロック図である。 蒸気トラップにおける故障を監視し検出する方法の一例のフローチャートである。 図６の方法のブロック６１０で重要な特徴を抽出する方法の一例のフローチャートである。 図６の方法のブロック６１０で重要な特徴を抽出する方法の一例のフローチャートである。 図６の方法のブロック６１０で重要な特徴を抽出する方法の一例のフローチャートである。 図６の方法のブロック６３０で故障を検出する方法の一例のフローチャートである。

蒸気動力システム又は他のシステムなどのシステムの部品の故障は、該システムを操作する会社に手間がかかり、コストがかかる。それに応じて、故障しやすく、かつ動作に大きな影響を与える可能性がある、特定の部品又はターゲット装置を監視するのが望ましい。いくつかの解決手段は、オーディオデータ、画像データ、温度データなどのデータをキャプチャーすることによりターゲット装置を監視し、該データを解析してターゲット装置の故障を検出する監視装置を提供することを含んでもよい。いくつかの監視装置は、搭載回路を用いて、キャプチャーされたデータを解析してもよいが、このような解決手段は、高価であり、特に、設備又はシステムが各ターゲット装置を監視するために数百又は数千の監視装置を必要とする場合に高価である。更に、各ターゲット装置が単独に監視されるため、このようなシステムは、設備全体の全体的な機能状態の概観を提供しない。それに応じて、他の監視装置は、データをキャプチャーし、更なる処理のために該データを中央演算装置（ｃｅｎｔｒａｌ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）に送信してもよい。しかしながら、キャプチャーされたデータを中央演算装置に送信するために、監視装置は、高帯域通信プロトコルを利用するため、長距離にわたってデータを伝えるチャレンジに直面する可能性がある。したがって、システムは、局地化した演算装置及び解析に限定される。

本開示には、ターゲット装置を監視する監視装置を含むシステムが記載されている。監視装置は、ターゲット装置に関するデータ（例えば、オーディオデータ、振動データ、温度データ）をキャプチャーするセンササブシステムと、キャプチャーされたデータにデジタル信号処理技術を適用して、重要な特徴のセットを抽出するプロセッサと、を含み、該重要な特徴のセットは、キャプチャーされたデータの代表であり、低消費電力広域ネットワークを介してデータを安定して伝送できるほど十分に簡潔である。つまり、信号処理を監視装置自体に適用することにより、大きなデータセットを重要な特徴の小さなセットに縮小することができるため、装置は、例えば、長距離（ＬｏＲａ）通信を用いて、重要な特徴のセットをクラウドベースのサーバに送信することができる。更に有利には、重要な特徴のセットが大きなデータセットの代表であるため、クラウドベースのサーバは、重要な特徴のセットを解析して、ターゲット装置の状態を決定することができる。したがって、より多くのメモリ集中型の演算は、個別の装置上ではなく、クラウド上で実行されてもよい。

図１は、ターゲット装置における故障を監視し検出するシステム１００を示す。システム１００は、サーバ１０８と通信する監視装置１０４を含み、本実施例では、監視装置１０４は、蒸気ライン（図示せず）における蒸気トラップ１１０を監視するように構成される。

蒸気トラップ１１０は、流入ライン１１２、本体１１４、凝集ライン１１６及び弁１１８を含む。動作中に、蒸気及び蒸気の凝縮物は、流入ライン１１２を介して、蒸気ラインから蒸気トラップ１１０の本体１１４へ流れる。凝縮物及び他の凝縮できない流体は、本体１１４に収集され、本体１１４が所定量の凝縮物を収容した場合、弁１１８を開いて凝縮物を凝集ライン１１６に放出する。特に、弁１１８の構成及び構造、並びに本体１１４上の流入ライン１１２により、蒸気ラインから蒸気を少量排出しながら、弁１１８を開いて凝縮物を排出することができる。例えば、弁１１８は、十分な凝縮物が本体１１４に収容された場合、フローティングボール（ｆｌｏａｔｉｎｇ ｂａｌｌ）が凝縮物に浮かんで弁１１８を開くフローティングボール弁などであってもよい。凝縮水が凝集ライン１１６を介して排出されるにつれて、フローティングボールが下がって、弁１１８を閉じる。

後に分かるように、動作中に、弁１１８は、定期的に開閉し、時々機械的故障を経験する。例えば、弁１１８は、開状態で故障する可能性があり、この場合、本体１１４に所定量未満の凝縮物が収容されているにもかかわらず、弁１１８が開いたままである。弁１１８が開状態で故障した場合、蒸気は、開かれた弁１１８から逃げて、蒸気ラインで蒸気が失われることを引き起こす可能性がある。それに応じて、蒸気ラインのために蒸気を生成するシステムは、蒸気ラインによって蒸気動力プロセスに供給される必要量の蒸気を維持するために、より多くの蒸気を生成する必要がある。他の実施例では、弁１１８は、閉状態で故障する可能性があり、この場合、本体１１４に所定量より多い凝縮物が収容されているにもかかわらず、弁１１８が閉じたままである。弁１１８が閉状態で故障した場合、凝縮物は、蒸気ラインを塞ぎ、蒸気ラインによって供給されるプロセスのプロセス故障を引き起こす可能性がある。

それに応じて、監視装置１０４は、蒸気トラップ１１０に近接して配置されて、蒸気トラップ１１０の１つ以上の特性を監視し、上記特性をサーバ１０８に報告して蒸気トラップの潜在的な故障を検出する。例えば、監視装置１０４は、流体ラインに取り付けられてもよく、例えば、流入ライン１１２、好ましくは、本実施例に示すように凝集ライン１１６に取り付けられてもよい。したがって、監視装置１０４は、一般に、蒸気トラップの特性を測定するように構成された複数のセンサ（例えば、センササブシステム）を含む。例えば、センサは、温度データ、オーディオデータ、振動データなどを測定してもよい。監視装置１０４は、更に、サーバ１０８と通信し、更なる解析のためにデータをサーバ１０８に送信するように構成される。好ましくは、監視装置１０４は、長距離（ＬｏＲａ）プロトコルなどの通信プロトコルを用いて、広域ネットワークを介して、サーバ１０８と通信してもよい。特に、ＬｏＲａプロトコルが低消費電力広域ネットワーク通信プロトコルであるため、監視装置１０４からサーバ１０８に伝えられるデータの帯域幅が限定されてもよい。それに応じて、センサから取得された全てのデータを送信することではなく、監視装置１０４は、更に、センサから取得されたデータから重要な特徴のセットを抽出し、更なる解析のために重要な特徴をサーバ１０８に送信するように構成される。以下、監視装置１０４の構造、内部部品及び機能をより詳細に説明する。

監視装置１０４とサーバ１０８との間の通信リンク１０６は、好ましくは、実質的に無線であり、直接リンク又は１つ以上のネットワークを横切るリンクを含む有線及び無線接続の組み合わせを含んでもよい。例えば、通信リンク１０６は、セルラーネットワーク、インターネットなどの適切な広域ネットワーク（ＷＡＮ）と、１つ以上のルータ、スイッチ、無線アクセスポイントなどによって定義された任意の適切なローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）とのうちのいずれか１つ又はそれらの任意の組み合わせを含むネットワークを利用してもよい。例えば、通信リンク１０６は、長距離（ＬｏＲａ）ネットワークを介してゲートウェイに達する第１リンクと、ロングタームエボリューションネットワーク（ｌｏｎｇ－ｔｅｒｍ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ；ＬＴＥ（登録商標））を介してサーバ１０８に達する第２リンクと、を含んでもよい。

サーバ１０８は、一般に、監視装置１０４のセンサにより取得されたデータの重要な特徴を取得し解析して、蒸気トラップ１１０の機能状態を決定するように構成される。つまり、サーバ１０８は、重要な特徴に基づいて、蒸気トラップ１１０が機能的であるか否か、弁１１８が開状態で故障したか否か、又は弁１１８が閉状態で故障したか否かを決定してもよい。蒸気トラップ１１０に故障が検出された場合、サーバ１０８は、通知又はアラートを、例えば、蒸気トラップ１１０が位置する設備の操作者によって制御されたクライアント装置１２０に送信してもよい。サーバ１０８は、更に、蒸気トラップ１１０の重要な特徴を集計し記憶し、集計データをクライアント装置１２０に提示してもよい。以下、サーバ１０８の内部部品及び機能をより詳細に説明する。後に分かるように、いくつかの実施例では、サーバ１０８の機能は、複数の連携サーバ、クラウドベースのサーバ環境などを含む任意の適切なサーバ環境で実行されてもよい。

クライアント装置１２０は、パーソナルコンピュータ又はデスクトップコンピュータ、ラップトップ、タブレット、モバイルデバイス、別のサーバなどの演算装置であってもよい。本実施例では、単一のクライアント装置１２０が示されるが、他の実施例では、サーバ１０８は、複数のクライアント装置１２０と通信してもよい。特に、クライアント装置１２０は、設備管理者又は蒸気トラップ１１０が配備された設備の操作者などの作業者によって操作されてもよい。クライアント装置１２０は、サーバ１０８と通信し、特にアラート又は通知を受信し、かつ上記アラート及び通知を示す視覚信号又はオーディオ信号を生成する適切なハードウェア（例えば、スピーカー、ディスプレイ）を含む。クライアント装置１２０は、更に、測定された蒸気トラップ１１０の特性を表す、過去のデータを含むダッシュボードデータをサーバ１０８から受信し、クライアント装置１２０のユーザが閲覧するダッシュボードデータを表示するように構成される。例えば、操作者は、パーソナルコンピュータをクライアント装置１２０として利用して、ウェブアプリケーションにアクセスしてダッシュボードデータを閲覧する。更に、後に分かるように、アラート及び通知と、ダッシュボードデータの閲覧とは、異なるクライアント装置１２０で発生してもよい。

図２を参照すると、監視装置１０４の断面図が示される。監視装置１０４は、筐体２００を含み、筐体２００は、回路基板２０４、加速度計２０８、２つのマイクロホン２１２－１及び２１２－２（一般に、マイクロホン２１２と呼ばれ、マイクロホン２１２と総称され、この用語は、本明細書の他の場所にも使用される）、２つの温度センサ２１６－１及び２１６－２を収容する。監視装置１０４は、筐体２００に結合され、監視装置１０４を流体ライン（例えば、蒸気ライン、流入ライン１１２又は凝集ライン１１６）に取り付けるように構成された取付ブラケット２２０を更に含んでもよい。

筐体２００は、一般に、監視装置１０４の内部部品を収容し、内部部品を損傷から保護するように構成される。筐体２００は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）などのプラスチック、ポリマー、金属、これらの組み合わせを含んでもよい。例えば、筐体２００は、プラスチック材料を射出成形することにより形成されてもよい。好ましくは、筐体２００は、監視装置１０４が取り付けられた流体ラインから監視装置１０４自体、特にその内部部品への熱伝達を低減するために、耐熱材料から形成される。

回路基板２０４は、電子部品（以下、更に詳細に説明される）及び１つ以上のセンサを支持するプリント基板（ＰＣＢ）であってもよい。例えば、本実施例では、回路基板２０４は、加速度計２０８と、加速度計２０８の１つの部品としての二次温度センサ２１６－２とを支持する。

加速度計２０８は、蒸気トラップ１１０の動き、特に振動を測定するように構成された任意の適切な動き検出センサであってもよい。より具体的には、監視装置１０４の筐体２００に支持され、取り付けられた加速度計２０８は、監視装置１０４の振動を測定する。また、監視装置１０４が蒸気トラップ１１０の凝集ライン１１６に取り付けられてもよいため、蒸気トラップ１１０の振動は、監視装置１０４に伝播されることにより、加速度計２０８により検出することができる。

マイクロホン２１２は、蒸気トラップ１１０により生成された音声及び蒸気トラップ１１０の環境からの音声（例えば、背景雑音）を表すオーディオデータをキャプチャーするように構成された任意の適切なセンサであってもよい。本実施例では、監視装置１０４は、マイクロホン２１２－１及び二次マイクロホン２１２－２を含む。動作中に、監視装置１０４は、マイクロホン２１２－１が蒸気トラップ１１０に向かう方向に対向するが、二次マイクロホン２１２－２が蒸気トラップ１１０から離れた方向に対向するように、配向されてもよい。それに応じて、マイクロホン２１２－１は、主に、蒸気トラップ１１０により生成された音声をキャプチャーしてもよいが、蒸気トラップ１１０から離れて配向された二次マイクロホン２１２－２は、蒸気トラップの環境からの音声（例えば、背景雑音）を表す二次オーディオデータをキャプチャーするように構成される。

いくつかの実施例では、マイクロホン２１２で受信された音声を更に限定するために、筐体２００は、筐体２００内に収容されたマイクロホン２１２と筐体２００の外面との間に延びる円筒２１４－１及び２１４－２を含んでもよい。円筒２１４は、筐体２００に接続するように構成された別の部品として形成されてもよく、筐体２００と一体に形成されてもよい。円筒２１４は、各マイクロホン２１２に近接する端部で狭くなり、反対側の端部（即ち、各マイクロホン２１２から離れた端部）で広くなる軽い円錐形を有してもよい。他の実施例では、円筒２１４は、各マイクロホン２１２でキャプチャーされたオーディオデータを調整するために、別個の壁、湾曲壁などを含む異なる形状を有してもよい。マイクロホン２１２は、筐体２００において円筒２１４の各内側端部に配置される。

円筒２１４は、更に、マイクロホン２１２でキャプチャーされたオーディオデータを、各マイクロホン２１２で生じ、対応する円筒２１４によって定義されたセクター内で生じる音声に実質的に限定する役割を果たしてもよい。例えば、マイクロホン２１２－１は、蒸気トラップ１１０に向かって配向されるため、円筒２１４－１は、マイクロホン２１２－１と蒸気トラップ１１０との間に配向される。したがって、円筒２１４－１は、マイクロホン２１２－１でキャプチャーされたオーディオデータを、実質的に蒸気トラップ１１０の方向に対応する方向から生じる音声に限定するように構成される。つまり、監視装置１０４、ひいてはマイクロホン２１２－１及び円筒２１４－１の配向に基づいて、マイクロホン２１２－１は、主に、蒸気トラップ１１０により生成された音声をキャプチャーし、円筒２１４－１は、他の方向から生じる音声がマイクロホン２１２－１に到達することを遮断又は限定する。つまり、円筒２１４－１により、マイクロホン２１２－２が実質的に単一指向性になる。同様に、二次マイクロホン２１２－２と円筒２１４－２とは、協働して、二次マイクロホン２１２－２によりキャプチャーされたオーディオデータを、監視装置１０４に対して定義された蒸気トラップ１１０から離れた方向から生成された音声に限定する。

マイクロホン２１２は、所定の範囲外の周波数を減衰させるように構成された狭帯域フィルタを追加的に含んでもよい。例えば、蒸気トラップ１１０が弁１１８の開状態で故障した場合、蒸気が弁１１８を介して失われることにより、蒸気トラップ１１０は、約４０ｋＨｚの周波数を有する超音波を放出する可能性がある。それに応じて、蒸気トラップ１１０により生成された音声を表すオーディオデータをキャプチャーするように構成されたマイクロホン２１２－１は、約３５ｋＨｚ～約４５ｋＨｚの範囲内の周波数を通過させる狭帯域フィルタを用いて、上記範囲外の周波数を減衰させてもよい。他の実施例では、帯域フィルタは、広帯域フィルタであっても狭帯域フィルタであってもよく、弁１１８が開状態で故障した場合に蒸気トラップ１１０によって放出された雑音の期待周波数に基づいて異なる中心を有してもよい。後に分かるように、マイクロホン２１２－１及び二次マイクロホン２１２－２は、各マイクロホン２１２によりキャプチャーされるターゲット音声に基づいて、異なる周波数範囲の帯域フィルタを用いてもよい。

監視装置１０４は、温度センサ２１６－１及び二次温度センサ２１６－２を更に含む。温度センサ２１６は、温度データをキャプチャーするように構成された温度計又は他の適切なセンサであってもよい。特に、温度センサ２１６－１は、蒸気トラップ１１０の凝集ライン１１６のおおよその温度を表す温度データをキャプチャーするように構成され、二次温度センサ２１６－２は、筐体２００の内部温度を表す二次温度データをキャプチャーするように構成される。つまり、二次温度センサ２１６－２は、筐体２００の内部の温度を測定するために、筐体２００内に収容された回路基板２０４に支持されてもよい。

凝集ライン１１６の温度をキャプチャーするために、温度センサ２１６－１は、凝集ライン１１６に近接して配置されてもよい。特に、監視装置１０４は、取付ブラケット２２０を介して凝集ライン１１６に取り付けられてもよい。

例えば、図３を参照すると、取付ブラケット２２０の斜視図が示される。取付ブラケット２２０は、取付アーム３００と、取付アーム３００から延びる通路３０４と、通路３０４に結合され、取付アーム３００と離間するプレート３０８と、を含む。

取付アーム３００は、一般に、流体ライン（例えば、凝集ライン１１６）に接続するように構成される。好ましくは、取付アーム３００は、取付ブラケット２２０を介する、流体ラインから監視装置１０４までの熱伝達を低減するためにＶ字形を有してもよい。つまり、流体ラインは、取付アーム３００のＶ字形の内部に位置するように構成されてもよい。流体ライン（即ち、パイプ）の略円筒形状と取付アーム３００のＶ字形に基づいて、流体ラインは、（例えば、表面全体ではなく）２本の線に沿った点でのみ取付アーム３００に接触する。Ｖ字形において、Ｖ字形の頂点に通気性を持たせることで、熱伝達を更に低減する。追加的に、Ｖ字形により、取付ブラケット２２０は、熱伝達の低減を維持しながら、様々な直径を有する流体ラインと嵌合することができる。

取付アーム３００がクランプ、ひも、チェーン又は他の適切な締結具を介して流体ラインに固定されてもよいことは、当業者にとって明らかである。いくつかの実施例では、取付アーム３００は、締結具を取付アーム３００に維持する（即ち、締結具が取付アーム３００の端部から滑り落ちることを止める）ために、端部から延びるストッパー３０２を含んでもよい。

取付ブラケット２２０は、取付アーム３００から延びる通路３０４を更に含む。通路３０４は、一般に、閉鎖され、監視装置１０４のセンサを収容する空間３０６を提供する。例えば、温度センサ２１６－１を温度が測定される流体ラインに近く位置付けするように、温度センサ２１６－１は、筐体２００内に支持され、通路３０４の空間３０６内に延びてもよい。通路３０４における温度センサ２１６－１の収容が図２に示される。したがって、監視装置１０４が凝集ライン１１６に取り付けられる場合、チャネル３０４における温度センサ２１６－１の収容により、温度センサ２１６－１を凝集ライン１１６に近く配置して、凝集ライン１１６の温度を表す温度データをより正確にキャプチャーすることができる。

図３に戻って、通路３０４は更に、プレート３０８を取付アーム３００から離間させる役割を果たす。つまり、プレート３０８は、取付アーム３００とは反対側の端部で通路３０４に結合されてもよい。プレート３０８は、筐体２００に接続して監視装置１０４を取付ブラケット２２０に支持するように構成される。例えば、プレート３０８は、筐体２００内（即ち、筐体２００の内部）にあるように筐体２００内に受容されてもよく、プレート３０８は、筐体２００の対応するスロット及びタブ又はピンと連結して筐体２００をプレート３０８に結合するように構成されたスロット及びタブ又はピンを含んでもよい。他の実施例では、プレート３０８は、筐体２００の外部で筐体２００に結合されてもよい（例えば、筐体２００は、プレート３０８の上面又は開放面に固定されてもよい）。更に、他の実施例では、監視装置１０４を取付ブラケット２２０を介して流体ラインに取り付けるように、筐体２００をプレート３０８に固定するために、当業者が想到し得るネジ、クランプ、クリップ又は他の適切な締結具を代替的又は追加的に使用してもよい。

また、他の変形例も、考えられる。例えば、現在示されている実施例では、取付ブラケット２２０は、筐体２００とは別の部品である。他の実施例では、取付ブラケット２２０と筐体２００は、一体的に形成されてもよい。つまり、筐体２００は、筐体２００から延びる通路と、通路の端部で取付アームとを有するように形成されてもよい。

現在、図４を参照すると、監視装置１０４の特定の電子部品のブロック図である。監視装置１０４は、それぞれ筐体２００内に収容又は支持された、プロセッサ４００、メモリ４０４、通信用インタフェース４１６及びセンササブシステム４２０を含む。例えば、プロセッサ４００、メモリ４０４及び通信用インタフェース４１６は、回路基板２０４に支持されてもよい。

プロセッサ４００は、中央処理装置（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ；ＣＰＵ）、マイクロコントローラ、処理コアなどであってもよい。プロセッサ４００は、複数の連携プロセッサを含んでもよい。いくつかの実施例では、プロセッサ４００によって実行される機能は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ｆｉｅｌｄ－ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ；ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ－ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ；ＡＳＩＣ）、デジタル信号処理（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ；ＤＳＰ）プロセッサなどの、１つ以上の特別に設計されたハードウェア及びファームウェア部品によって実行されてもよい。いくつかの実施例では、プロセッサ４００は、本明細書で説明される監視動作の処理速度を向上させるために、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＤＳＰプロセッサなどの専用ロジック回路を介して実行され得る専用プロセッサであってもよい。

プロセッサ４００は、メモリ４０４などの非一時的なコンピュータ可読記憶媒体と相互接続される。メモリ４０４は、揮発性メモリ（例えば、ランダムアクセスメモリ又はＲＡＭ）と不揮発性メモリ（例えば、読み取り専用メモリ又はＲＯＭ、電気的に消去可能なプログラマブル読み取り専用メモリ又はＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ）との組み合わせを含んでもよい。プロセッサ４００及びメモリ４０４は、１つ以上の集積回路を含んでもよい。メモリ４０４の一部又は全ては、プロセッサ４００に統合されてもよい。メモリ４０４は、プロセッサ４００によって実行されるコンピュータ可読命令を記憶する。特に、メモリ４０４は、制御アプリケーション４０８を記憶し、該制御アプリケーション４０８は、プロセッサ４００によって実行されると、以下でより詳細に説明される、監視装置１０４による蒸気トラップの監視動作に関連する様々な機能を実行するようにプロセッサ４００を構成する。アプリケーション４０８はまた、一連の別個のアプリケーションとして実行されてもよい。メモリ４０４はまた、監視装置１０４による蒸気トラップの監視動作に使用されるルール、閾値及び他のデータなどを含むリポジトリ４１２を記憶してもよい。

監視装置１０４はまた、プロセッサ４００と相互接続された通信用インタフェース４１６を含む。通信用インタフェース４１６は、監視装置１０４が他の演算装置、特にサーバ１０８と通信することを可能にする適切なハードウェア（例えば、送信機、受信機、ネットワークインタフェースコントローラなど）を含む。通信用インタフェース４１６の特定の部品は、通信リンク１０６を含むネットワーク又は他のリンクのタイプに基づいて選択され、監視装置１０４が通信リンク１０６を介して通信する。

監視装置１０４はまた、センササブシステム４２０を含む。本実施例におけるセンササブシステム４２０は、加速度計２０８、マイクロホン２１２－１及び温度センサ２１６－１を含むように示される。他の実施例では、センササブシステム４２０は、二次マイクロホン２１２－２及び二次温度センサ２１６－２を含むが、これらに限定されない追加のセンサ、並びに他の適切なセンサを含んでもよい。また別の実施例では、センササブシステム４２０は、本明細書で示され説明されたセンサの一部又は代替センサを含んでもよい。

いくつかの実施例では、監視装置１０４はまた、プロセッサ４００と相互接続された１つ以上の入力装置及び／又は出力装置（図示せず）を含んでもよい。入力装置は、操作者などから入力を受信する１つ以上のボタン、キーパッド、タッチディスプレイ画面などを含んでもよい。出力装置は、出力又はフィードバックを提供する１つ以上のディスプレイ画面、音声発生器、振動器などを含んでもよい。

図５に戻って、特定の内部部品を含むサーバ１０８がより詳細に示される。サーバ１０８は、中央処理装置（ＣＰＵ）、マイクロコントローラ、処理コアなどのプロセッサ５００を含む。プロセッサ５００は、複数の連携プロセッサを含んでもよい。いくつかの実施例では、プロセッサ５００によって実行される機能は、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣなどの、１つ以上の特別に設計されたハードウェア及びファームウェア部品によって実行されてもよい。いくつかの実施例では、プロセッサ５００は、本明細書で説明される故障決定動作の処理速度を向上させるために、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＤＳＰプロセッサなどの専用ロジック回路を介して実行され得る専用プロセッサであってもよい。

プロセッサ５００は、メモリ５０４などの非一時的なコンピュータ可読記憶媒体と相互接続される。メモリ５０４は、揮発性メモリ（例えば、ランダムアクセスメモリ又はＲＡＭ）と不揮発性メモリ（例えば、読み取り専用メモリ又はＲＯＭ、電気的に消去可能なプログラマブル読み取り専用メモリ又はＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ）との組み合わせを含んでもよい。プロセッサ５００及びメモリ５０４は、１つ以上の集積回路を含んでもよい。メモリ５０４の一部又は全ては、プロセッサ５００に統合されてもよい。メモリ５０４は、プロセッサ５００によって実行されるコンピュータ可読命令を記憶する。特に、メモリ５０４は、制御アプリケーション５０８を記憶し、該制御アプリケーション５０８は、プロセッサ５００によって実行されると、以下でより詳細に説明される、サーバ１０８による蒸気トラップの故障決定動作に関連する様々な機能を実行するようにプロセッサ５００を構成する。アプリケーション５０８はまた、一連の別個のアプリケーションとして実行されてもよい。メモリ５０４はまた、蒸気トラップの故障決定動作に使用されるルールなど（例えば、蒸気トラップの故障を定義する閾値、範囲又は他の条件に関連するもの）を含むリポジトリ５１２と、以前に受信された蒸気トラップデータとを記憶してもよい。他の実施例では、メモリ５０４及び／又はリポジトリ５１２はまた、システム１００の蒸気トラップの故障決定動作に関連する他のルール及びデータを記憶してもよい。

サーバ１０８はまた、プロセッサ５００と相互接続された通信用インタフェース５１６を含む。通信用インタフェース５１６は、サーバ１０８が他の演算装置、特に監視装置１０４及びクライアント装置１２０と通信することを可能にする適切なハードウェア（例えば、送信機、受信機、ネットワークインタフェースコントローラなど）を含む。通信用インタフェース５１６の特定の部品は、通信リンク１０６を含むネットワーク又は他のリンクのタイプに基づいて選択され、サーバ１０８が通信リンク１０６を介して通信する。

いくつかの実施例では、サーバ１０８はまた、プロセッサ５００と相互接続された１つ以上の入力装置及び／又は出力装置（図示せず）を含んでもよい。入力装置は、操作者から入力を受信する１つ以上のボタン、キーパッド、タッチディスプレイ画面などを含んでもよい。出力装置は、出力又はフィードバックを提供する１つ以上のディスプレイ画面、音声発生器、振動器などを含んでもよい。

以下、それぞれプロセッサ４００及び５００によりアプリケーション４０８及び５０８を実行することにより実行されるシステム１００の動作について、より詳細に説明する。図６は、蒸気トラップを監視し、蒸気トラップの故障を検出する方法６００を示す。図１～図５に示す部品を参照して、方法６００を、そのシステム１００における実行と併せて説明する。他の実施例では、方法６００は、他の適切な装置及び／又はシステムによって実行されてもよい。

方法６００は、ブロック６０５から始まる。ブロック６０５において、監視装置１０４は、蒸気トラップ１１０の１つ以上の特性を表す蒸気トラップデータをキャプチャーする。例えば、監視装置１０４は、マイクロホン２１２－１を用いて、蒸気トラップ１１０により生成された音声を表すオーディオデータをキャプチャーし、温度センサ２１６－１を用いて、凝集ライン１１６のおおよその温度を表す温度データをキャプチャーし、蒸気トラップ１１０によって引き起こされ監視装置１０４が受けた振動を表す振動データをキャプチャーしてもよい。いくつかの実施例では、ブロック６０５においてキャプチャーされた蒸気トラップデータは、二次マイクロホン２１２－２によりキャプチャーされた蒸気トラップ１１０の環境からの音声を表す二次オーディオデータと、監視装置１０４の筐体２００の内部温度を表す二次温度データとを更に含んでもよい。また別の実施例では、更なる蒸気トラップデータは、センササブシステム４２０の他のセンサを用いてキャプチャーされてもよい。

ブロック６１０において、監視装置１０４は、ブロック６０５においてキャプチャーされた蒸気トラップデータから重要な特徴のセットを抽出する。特に、重要な特徴のセットがブロック６０５においてキャプチャーされた蒸気トラップデータの代表的なサンプルを形成することにより、サーバ１０８が蒸気トラップ１１０の機能状態を正確に決定することができるとともに、データセットを十分に小さいサイズに縮小することにより、重要な特徴のセットをパケット化して低消費電力広域ネットワークを介して、例えばＬｏＲａ通信プロトコルを使用してサーバ１０８に送信することができる。

例えば、図７Ａを参照すると、マイクロホン２１２－１によりキャプチャーされたオーディオデータを処理して重要な特徴のセットに含まれるオーディオデータポイントを抽出する例示的な方法７００が示される。他の実施例では、方法７００は、マイクロホン２１２－２によりキャプチャーされた二次オーディオデータに適用されてもよい。

ブロック７０５において、監視装置１０４、特にプロセッサ４００は、所定の時間間隔内又は所定の時間間隔で所定数のポイントで、マイクロホン２１２－１によりキャプチャーされたオーディオデータをサンプリングする。つまり、監視装置１０４は、所定の時間間隔内の離散時点又は所定の時間間隔で検出されたオーディオデータの大きさを決定する。例えば、監視装置１０４は、約１ミリ秒の間隔でオーディオデータを３００回サンプリングしてもよい。他の実施例では、監視装置１０４は、オーディオデータを約１００回、約２０００回又は他の適切なサンプリングレートでサンプリングしてもよい。更に、他の実施例では、サンプリングは、３ミリ秒、１０ミリ秒又は他の適切な時間間隔で実行されてもよい。

ブロック７１０において、監視装置１０４は、ブロック７０５において取得されたサンプルの大きさの平均値（即ち、サンプリングされたオーディオデータの平均大きさ（ａｖｅｒａｇｅ ｍａｇｎｉｔｕｄｅ））を決定する。この平均値は、重要な特徴のセットに含まれるオーディオデータポイントとして定義される。

ブロック７１５において、監視装置１０４は、閾値数のオーディオデータポイントを取得したか否かを決定する。閾値数のオーディオデータポイントを取得した場合、監視装置１０４は、方法７００を終了し、方法６００のブロック６１５に戻る。閾値数のオーディオデータポイントを取得していない場合、監視装置１０４は、ブロック７０５に戻って、更なるオーディオデータポイントを取得する。例えば、閾値数のデータポイントは、約２０のデータポイントであってもよい。閾値数のオーディオデータポイントは、例えば、リポジトリ４１２内で定義され、通信用インタフェース４１６の帯域幅容量に基づいて選択されてもよい。つまり、閾値数のオーディオデータポイントは、選択されてサーバ１０８に十分な情報を提供してオーディオデータを解析するとともに、監視装置１０４からサーバ１０８に、特に低消費電力広域ネットワークを介してデータを安定して伝送することを維持する。

現在、図７Ｂを参照すると、加速度計２０８によりキャプチャーされた振動データを処理して重要な特徴のセットに含まれる振動データポイントを抽出する例示的な方法７２０が示される。

ブロック７２５において、監視装置１０４、特にプロセッサ４００は、所定の時間間隔内の振動データの周波数帯域パワーを決定する。つまり、監視装置１０４は、所定の時間間隔内のパワーが最も強い振動周波数を決定する。所定の間隔内の周波数帯域パワーは、重要な特徴のセットに含まれる振動データポイントとして定義される。

ブロック７３０において、監視装置は、閾値数の振動データポイントを取得したか否かを決定する。閾値数の振動データポイントを取得した場合、監視装置１０４は、方法７２０を終了し、方法６００のブロック６１５に戻る。閾値数の振動データポイントを取得していない場合、監視装置は、ブロック７２５に戻って、更なる振動データポイントを取得する。例えば、閾値数の振動データポイントは、約２０個のデータポイントであってもよい。閾値数の振動データポイントは、例えば、リポジトリ４１２内で定義され、通信用インタフェース４１６の帯域幅容量に基づいて選択されてもよい。つまり、閾値数の振動データポイントは、選択されてサーバ１０８に十分な情報を提供して振動データを解析するとともに、監視装置１０４からサーバ１０８に、特に低消費電力広域ネットワークを介してデータを安定して伝送することを維持する。

現在、図７Ｃを参照すると、温度センサ２１６－１によりキャプチャーされた温度データを処理して重要な特徴のセットに含まれる温度データポイントを抽出する例示的な方法７４０が示される。他の実施例では、方法７４０が適用されてもよい。

ブロック７４５において、監視装置１０４は、温度センサ２１６－１に記録された温度を重要な特徴のセットに含まれる温度データポイントとして定義する。特に、温度センサ２１６－１は、単一の離散時点で温度を測定するように構成されてもよいため、重要な特徴のセットの離散データポイントを取得する更なる処理を必要としない。次に、監視装置１０４は、方法６００のブロック６１５に進んでもよい。

他の実施例では、重要な特徴のセットに含まれるオーディオデータポイント、振動データポイント及び温度データポイントを抽出するために、オーディオデータ、振動データ及び温度データをサンプリングする他の方法が使用されてもよいことを理解されたい。例えば、監視装置１０４は、単一の離散時点で記録された温度を取得することではなく、所定の時間間隔内に記録された平均温度を決定してもよい。連続信号をサンプリングして、連続信号を表す所定数の離散データポイントを取得する他の方法も考えられる。

図６に戻って、蒸気トラップデータの重要な特徴を抽出した後、監視装置１０４は、方法６００のブロック６１５に進む。ブロック６１５において、監視装置１０４は、通信用インタフェース４１６を用いて重要な特徴のセットをサーバ１０８に送信する。特に、監視装置１０４とサーバ１０８が互いに離れているので、通信リンク１０６が広域ネットワークを横切ることができるため、通信用インタフェース４１６は、ＬｏＲａ通信プロトコルを用いてもよい。重要な特徴のセットに加えて、監視装置１０４は、例えば監視装置１０４自体、蒸気トラップ１１０、蒸気トラップ１１０が配備された設備などに関連する識別データを追加的に伝送してもよい。

ブロック６２０において、監視装置１０４は、重要な特徴をサーバに送信してから所定の時間が経過したか否かを決定する。所定の時間が経過した場合、監視装置１０４は、ブロック６０５に戻って、新しいデータをキャプチャーし、定期的に更新した蒸気トラップデータをサーバ１０８に提供する。所定の時間が経過していない場合、監視装置１０４は、所定の時間が経過するまで待ち続ける。いくつかの実施例では、監視装置１０４は、電力及びエネルギーを節約するために所定の時間が経過するまで低電力又は睡眠状態に戻るように構成されてもよい。所定の時間は、例えば、５分、１０分、３０分、１時間又は他の適切な期間であってもよい。更に、いくつかの実施例では、各データタイプ（例えば、オーディオデータ、振動データ、温度データ）は、更新したデータを取得するための異なる所定の時間に対応してもよい。例えば、オーディオデータ及び振動データは、３０分ごとにキャプチャーされ、温度データは、５分ごとにキャプチャーされてもよい。

ブロック６２５において、サーバ１０８は、監視装置１０４から重要な特徴のセットを取得し、更なる処理のためにブロック６３０に進む。いくつかの実施例では、ブロック６３０に進む前に、サーバ１０８は、まず重要な特徴のセットから二次温度データを抽出して、監視装置の動作状態を評価してもよい。特に、筐体２００の内部温度を表す温度データポイントが閾値温度を超える場合、サーバ１０８は、監視装置１０４の温度条件が許容可能な動作閾値を超えると決定するため、センサによりキャプチャーされたデータは、不正確である可能性がある。それに応じて、サーバ１０８は、アラートを生成し、該アラートをクライアント装置１２０に送信して、監視装置１０４の動作不能状態を操作者に警告してもよい。

ブロック６３０において、サーバ１０８は、重要な特徴のセットに基づいて、蒸気トラップの故障を検出したか否かを決定する。

例えば、図８を参照すると、蒸気トラップの故障を識別する例示的な方法８００が示される。方法８００のブロックは、同時に実行され、及び／又は図示されたものとは異なる順序で実行されてもよいため、ステップではなくブロックと呼ばれる。例えば、サーバ１０８は、温度データを、オーディオデータ及び振動データと逐次的ではなく同時に解析してもよい。

ブロック８０５において、サーバ１０８は、オーディオデータポイントが閾値の大きさを超えるか否かを決定する。いくつかの実施例では、サーバ１０８は、多数（又は閾値割合）のオーディオデータポイントが閾値の大きさを超える場合、重要な特徴のセットからのオーディオデータポイントが閾値の大きさを超えると決定してもよい。他の実施例では、サーバ１０８は、重要な特徴のセットからの全てのオーディオデータポイントが閾値の大きさを超えるか、又は重要な特徴のセットからの少なくとも１つのオーディオデータポイントが閾値の大きさを超えることを要求してもよい。なお、狭帯域フィルタが所定の範囲外の周波数を減衰させるので、閾値の大きさを超える大きさを有するオーディオデータポイントは、キャプチャーされたオーディオデータが、弁１１８が開状態で故障することに対応する所定の範囲にあることを示す。

更に、いくつかの実施例では、サーバ１０８は、オーディオデータポイントが少なくとも閾値時間（例えば、２時間、６時間、１日又は別の適切な期間）にわたって閾値の大きさを超えるか否かを決定してもよい。したがって、特に、いくつかの実施例では、サーバ１０８は、オーディオデータポイントの過去のデータを考慮してもよい。つまり、サーバ１０８は、以前に受信した重要な特徴のセット（例えば、リポジトリ５１２に記憶されたもの）からオーディオデータポイントを検索してもよい。例えば、サーバ１０８は、まず、閾値割合のオーディオデータポイントが閾値の大きさを超えるか否かを決定してもよい。決定が肯定的である場合、サーバ１０８は、オーディオデータポイントの過去のデータを検索して、オーディオデータポイントが少なくとも２時間にわたって閾値の大きさを超えるか否か（即ち、前の４セットのオーディオデータポイントも閾値の大きさを超えるか否か）を決定してもよい。

ブロック８０５の決定が満たす閾値の大きさ及び特定の条件は、リポジトリ５１２内で定義されてもよい。いくつかの実施例では、閾値の大きさは、例えば、ベースライン環境雑音に関して動的に決定されてもよい。他の実施例では、閾値の大きさは、（即ち、オーディオデータのパターンの経時的な変化を検出するために）以前に記録されたオーディオデータに基づいて動的に決定されてもよい。

オーディオデータポイントが閾値の大きさを超えると決定された場合、サーバ１０８は、オーディオデータが、弁１１８が開状態で故障した蒸気トラップ１１０を示すと決定してもよい。更に、オーディオデータポイントが少なくとも閾値時間にわたって閾値の大きさを超えた（即ち、複数セットのオーディオデータポイントを横切った）という決定は、故障が一時的ではなく進行中であることを示す。いくつかの実施例では、ブロック８０５において肯定的な決定がなされた後、サーバ１０８は、（破線で示す）ブロック８２０に直接的に進んでもよい。他の実施例では、ブロック８０５において肯定的な決定がなされた後、サーバ１０８は、ブロック８１０に進み、トラップ開故障（ｔｒａｐ ｏｐｅｎ ｆａｉｌｕｒｅ）の決定を確認してもよい。ブロック８０５における決定が否定的である場合、サーバ１０８は、弁１１８が開状態で故障していないと決定し、更なる解析のためにブロック８３０に進んでもよい。

ブロック８１０において、サーバ１０８は、二次オーディオデータを用いてトラップ開故障の決定を確認する。特に、サーバ１０８は、二次オーディオデータからの二次オーディオデータポイントも閾値の大きさを超えるか否かを決定する。決定が肯定的である場合の閾値の大きさ及び特定の条件は、オーディオデータポイントの閾値の大きさ及び特定の条件と同様であってもよく、リポジトリ５１２内で定義されてもよい。

二次オーディオデータポイントはまた、閾値の大きさを超えると決定された場合、このようなデータは、マイクロホン２１２－１により検出された音声が蒸気トラップ１１０によって生成されたものではないが、蒸気トラップ１１０の環境（例えば、設備）内に存在することを示すため、蒸気トラップ１１０の故障に対応しない。具体的には、マイクロホン２１２のそれぞれが実質的に指向的に音声をキャプチャーし、マイクロホン２１２－１が蒸気トラップの方向からの音声をキャプチャーし、二次マイクロホン２１２－２が蒸気トラップの方向から離れた方向から生じた音声をキャプチャーするので、同じ周波数範囲内のキャプチャーされたオーディオデータは、キャプチャーされたオーディオデータが、蒸気トラップ１１０自体から生じたものではなく、全方向又は多方向の音源から生成されるか、又は複数の発生源から生成されることを示す。

それに応じて、ブロック８１０における決定が肯定的である場合、サーバ１０８は、弁１１８が開状態で故障していないと決定し、更なる解析のためにブロック８３０に進んでもよい。ブロック８１０における決定が否定的である場合、トラップ開故障の決定を更に確認するために、サーバ１０８は、いくつかの実施例ではブロック８２０（破線で示す）に進んでもよく、他の実施例ではブロック８１５に進んでもよい。

ブロック８１５において、サーバ１０８は、振動データポイントが閾値の大きさを超えるか否かを決定する。つまり、サーバ１０８は、振動データが、監視装置１０４が特定の周波数を超えて振動していることを示すか否かを決定する。例えば、決定は、閾値割合の振動データポイントが閾値の大きさを超えるか否かに関してなされてもよい。ブロック８１５における決定が満たす閾値の大きさ及び特定の条件は、リポジトリ５１２内で定義されてもよい。例えば、閾値の大きさは、振動データのパターンの経時的な変化などを検出するために、以前に記録された振動データに対して、ベースライン振動周波数に基づいて動的に決定されてもよい。特に、振動データポイントが閾値の大きさを超えると決定された場合、監視装置１０４が受けた振動は、蒸気トラップ１１０が弁１１８の開状態で故障したことを示す。つまり、開いた弁１１８から逃げる蒸気は、凝集ライン１１６内に振動を引き起こし、この振動が監視装置１０４に伝播される。

したがって、ブロック８１５における決定が肯定的である場合、サーバ１０８は、ブロック８２０に進む。ブロック８１５における決定が否定的である場合、サーバ１０８は、ブロック８２５に進む。

ブロック８２０において、サーバ１０８は、ブロック６２５において取得した重要な特徴のセットに基づいて、蒸気トラップ１１０が開状態で故障したと決定する。そして、サーバ１０８は、ブロック６３５に進む。

ブロック８２５において、サーバ１０８は、ブロック６２５において取得した重要な特徴のセットに基づいて、蒸気トラップ１１０が故障した可能性があるが、データが不明であると決定する。例えば、オーディオデータは、蒸気トラップ１１０が開状態で故障したことを示すが、この結論は、振動データによって裏付けられず、該振動データは、トラップ開故障の結論を裏付けるのに十分に高い振動周波数を実証していない。それに応じて、例えば、設備の操作者により概観することにより、データを更に解析する必要がある。そして、サーバ１０８は、ブロック６３５に進む。

ブロック８３０において、サーバ１０８は、温度センサ２１６－１から取得した温度データポイントが閾値温度未満であるか否かを決定する。いくつかの実施例では、サーバ１０８は、温度が少なくとも閾値時間（例えば、３０分、２時間、６時間又は別の適切な期間）にわたって閾値温度未満であったか否かを更に決定してもよい。したがって、特に、サーバ１０８は、温度データポイントの過去のデータを考慮してもよい。つまり、サーバ１０８は、以前に受信した重要な特徴のセット（例えば、リポジトリ５１２に記憶されたもの）から温度データポイントを検索してもよい。したがって、温度が少なくとも３０分にわたって閾値温度未満であったか否かを決定するために、サーバ１０８は、前の６セットの温度データポイントも閾値温度未満であったか否かを決定してもよい。

温度データポイントが閾値温度未満であると決定された場合、サーバ１０８は、温度データが、蒸気トラップ１１０が弁１１８の閉状態で故障したことを示すと決定してもよい。つまり、本体１１４内に含まれる凝縮物は、一般に温かく、近くの蒸気によって継続的にわずかに温められる。したがって、凝縮物は、凝集ライン１１６に排出されると、同様に凝集ライン１１６を温める。凝集ライン１１６が長期間にわたって低温のままである場合、これは、弁１１８が蒸気トラップ１１０内に含まれる凝縮物を放出するために定期的に開いていないことを示す。つまり、凝集ライン１１６が閾値温度未満のままである場合、これらの条件は、弁１１８が閉状態で故障したことを示す。

それに応じて、ブロック８３０における決定が肯定的である場合、サーバ１０８は、ブロック８３５に進む。ブロック８３０における決定が否定的である場合、サーバ１０８は、ブロック８４０に進む。

ブロック８３５において、サーバ１０８は、ブロック６２５において取得した重要な特徴のセットに基づいて、蒸気トラップ１１０が閉状態で故障したと決定する。そして、サーバ１０８は、ブロック６３５に進む。

ブロック８４０において、サーバ１０８は、ブロック６２５において取得した重要な特徴のセットに基づいて、蒸気トラップ１１０が機能的であると決定する。そして、サーバ１０８は、ブロック６４０に進んでクライアント装置にダッシュボードデータを提示する。

いくつかの実施例では、上述したいくつかのブロックは、監視装置１０４の構成、サーバ１０８により受信された重要な特徴のセット又は他の要因に基づいて、スキップされるか又は選択されてもよい。例えば、監視装置１０４が単一のマイクロホンを含む場合、方法８００は、オーディオデータがトラップ開故障を示す場合、ブロック８０５からブロック８１５に直接的に進んで、振動データを用いてトラップ開故障を確認してもよい。また、他の組み合わせは、考えられる。

図６に戻って、ブロック６３５において、故障を検出すると、サーバ１０８は、アラートを生成し、該アラートをクライアント装置１２０に送信する。アラートは、メール通知、テキストメッセージ、関連するアプリケーションからのプッシュ通知、視覚的（例えば、ポップアップ）インジケータ、オーディオインジケータ又はその他の適切なアラートであってもよい。アラートは、蒸気トラップ１１０の識別情報（例えば、蒸気トラップ１１０が配備された設備内の蒸気トラップ１１０の位置を含む識別名又は識別番号）、検出された故障のタイプの指示情報（例えば、トラップ開故障、トラップ閉故障、エラー状態／不確定故障）などの検出された故障の詳細を含んでもよい。

ブロック６４０において、サーバ１０８は、重要な特徴のセットを、以前に受信した重要な特徴のセットと共にクライアント装置１２０の視覚的ダッシュボードに表示されるダッシュボードデータに集計する。そして、ダッシュボードデータは、クライアント装置１２０に出力される。ダッシュボードデータには、蒸気トラップ１１０の性能をクライアント装置１２０の操作者に提示するチャート、グラフ又は他の視覚的補助として、表示用データが集計されてもよい。更に、いくつかの実施例では、ダッシュボードデータには、例えば、全てが特定の設備に配備された複数の蒸気トラップの重要な特徴のセット及び性能データが集計されてもよい。

上述したように、監視装置は、ターゲット装置を監視し、ターゲット装置に関するデータをキャプチャーするように構成されてもよい。監視装置は、オンボードデジタル信号処理を適用して、キャプチャーされたデータを、キャプチャーされたデータを表す重要な特徴のセットに縮小する。重要な特徴のセットは、監視装置がＬｏＲａ又はその他の低消費電力広域ネットワーク通信を用いることができるように十分に簡潔であるとともに、サーバが有意義な解析を実行できるように十分に詳細になるように選択される。

本実施例では、ターゲット装置は、蒸気トラップであり、他の実施例では、監視装置は、他のターゲット装置を監視するために用いられてもよく、他のターゲット装置は、ポンプ、モータ又は定期的に故障する可能性のある他の部品を含むが、これらに限定されない。後に分かるように、そのような実施例では、監視装置は、ターゲット装置の故障を決定するために、適切なセンサを用いてデータをキャプチャーしてもよい。例えば、センササブシステムは、画像センサ、赤外線センサ、マイクロホン、温度センサなどを含んでもよい。更に、故障が検出される条件は、ターゲット装置の特定の故障条件（例えば、異なる周波数範囲でオーディオデータをキャプチャーすること、部品の色の変化などの故障の視覚的インジケータを識別することなど）に応じて選択されてもよい。

特許請求の範囲は、上記実施例に記載された実施形態によって限定されるべきではなく、本明細書全体と一致する最も広い解釈が与えられるべきである。

Claims (25)

1. 蒸気トラップの監視装置であって、
   筐体と、
   前記筐体に収容され、前記蒸気トラップの特性を測定するセンササブシステムと、
   前記筐体に収容されたメモリと、
   前記筐体に収容され、サーバと通信するように構成された通信用インタフェースと、
   前記筐体に収容され、前記センササブシステム、前記メモリ及び前記通信用インタフェースに相互接続されたプロセッサと、を含み、前記プロセッサは、
   前記センササブシステムから前記蒸気トラップの特性を表すデータを取得し、
   前記データから重要な特徴のセットを抽出し、
   前記通信用インタフェースを介して、更なる処理のために、前記重要な特徴のセットを前記サーバに送信するように構成される、監視装置。
2. 前記センササブシステムは、前記蒸気トラップにより生成された音声を表すオーディオデータをキャプチャーするように構成されたマイクロホンを含む、請求項１に記載の監視装置。
3. 前記筐体は、前記マイクロホンと前記蒸気トラップとの間に配向された円筒を含み、前記円筒は、前記マイクロホンによりキャプチャーされたオーディオデータを、実質的に前記蒸気トラップの方向に対応する方向から生じる音声に限定するように構成される、請求項２に記載の監視装置。
4. 前記センササブシステムは、前記蒸気トラップから離れて配向された二次マイクロホンを更に含み、前記二次マイクロホンは、前記蒸気トラップの環境からの音声を表す二次オーディオデータをキャプチャーするように構成される、請求項２又は請求項３に記載の監視装置。
5. 前記マイクロホンは、更に、前記オーディオデータに狭帯域フィルタを適用して、所定の範囲外の周波数を減衰させるように構成される、請求項２～４のいずれか一項に記載の監視装置。
6. 前記プロセッサは、
   前記オーディオデータを所定の時間間隔で所定数のポイントでサンプリングし、
   サンプリングした前記オーディオデータの平均大きさを決定し、
   前記平均大きさを前記重要な特徴のセットに含まれるオーディオデータポイントとして定義するように構成される、請求項２～５のいずれか一項に記載の監視装置。
7. 前記センササブシステムは、前記蒸気トラップの凝集ラインの温度を表す温度データをキャプチャーするように構成された温度センサを含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の監視装置。
8. 前記プロセッサは、前記凝集ラインの温度を前記重要な特徴のセットに含まれる温度データポイントとして定義するように構成される、請求項７に記載の監視装置。
9. 前記センササブシステムは、前記筐体の内部温度を表す二次温度データをキャプチャーするように構成された二次温度センサを更に含む、請求項１～８のいずれか一項に記載の監視装置。
10. 前記プロセッサは、前記筐体の内部温度を前記重要な特徴のセットに含まれる温度データポイントとして定義するように構成される、請求項９に記載の監視装置。
11. 前記センササブシステムは、前記監視装置が受けた振動を表す振動データをキャプチャーするように構成された加速度計を含む、請求項１～１０のいずれか一項に記載の監視装置。
12. 前記プロセッサは、
    所定の時間間隔内の前記振動データの周波数帯域パワーを決定し、
    前記周波数帯域パワーを前記重要な特徴のセットに含まれる振動データポイントとして定義するように構成される、請求項１１に記載の監視装置。
13. 前記筐体に結合された取付ブラケットを更に含み、前記取付ブラケットは、前記監視装置を前記蒸気トラップに近接する流体ラインに取り付ける、請求項１～１２のいずれか一項に記載の監視装置。
14. 前記取付ブラケットは、
    前記流体ラインに接続するように構成された取付アームと、
    前記取付アームから延び、前記センササブシステムのセンサを収容するように構成された通路と、
    前記通路に結合され、前記取付アームと離間し、前記筐体に接続されて前記監視装置を前記取付ブラケットに支持するように構成されたプレートと、を含む、請求項１３に記載の監視装置。
15. 前記取付アームは、流体ラインから前記監視装置までの熱伝達を低減するためにＶ字形を有する、請求項１４に記載の監視装置。
16. 前記通信用インタフェースは、低消費電力広域ネットワーク通信プロトコルを用いるように構成される、請求項１～１５のいずれか一項に記載の監視装置。
17. 蒸気トラップの故障を検出する方法であって、
    前記蒸気トラップの監視装置によりキャプチャーされた蒸気トラップデータを表す重要な特徴のセットをサーバで取得するステップと、
    前記重要な特徴のセットに基づいて、前記蒸気トラップの故障を検出したか否かを決定するステップと、
    故障を検出した場合、アラートをクライアント装置に送信するステップと、
    ダッシュボードデータを前記クライアント装置に出力するステップと、を含む、方法。
18. 前記蒸気トラップの故障を検出したか否かを決定するステップは、
    前記重要な特徴のセットからのオーディオデータポイントが閾値の大きさを超えるか否かを決定するステップと、
    前記オーディオデータポイントが前記閾値の大きさを超えた場合、前記蒸気トラップが開状態で故障したと決定するステップと、を含む、請求項１７に記載の方法。
19. 前記重要な特徴のセットからのオーディオデータポイントが閾値の大きさを超えるか否かを決定するステップは、前記オーディオデータポイントの閾値割合が前記閾値の大きさを超えるか否かを決定するステップを含む、請求項１８に記載の方法。
20. 前記蒸気トラップの故障を検出したか否かを決定するステップは、
    前記重要な特徴のセットからの二次オーディオデータポイントが前記閾値の大きさを超えるか否かを決定するステップと、
    前記二次オーディオデータポイントが前記閾値の大きさを超えない場合、前記蒸気トラップが開状態で故障したと確認するステップと、を更に含む、請求項１８又は請求項１９に記載の方法。
21. 前記蒸気トラップの故障を検出したか否かを決定するステップは、
    前記重要な特徴のセットからの振動データポイントが閾値振動の大きさを超えるか否かを決定するステップと、
    前記振動データポイントが前記閾値振動の大きさを超えた場合、前記蒸気トラップが開状態で故障したと確認するステップと、を更に含む、請求項１８～２０のいずれか一項に記載の方法。
22. 前記蒸気トラップの故障を検出したか否かを決定するステップは、
    前記重要な特徴のセットからの温度データポイントが閾値温度より低いか否かを決定するステップと、
    前記温度データポイントが前記閾値温度より低い場合、前記蒸気トラップが閉状態で故障したと決定するステップと、を含む、請求項１７～２１のいずれか一項に記載の方法。
23. 前記アラートは、メール通知、テキストメッセージ、プッシュ通知、視覚的インジケータ、及びオーディオインジケータのうちの１つ以上を含む、請求項１７～２２のいずれか一項に記載の方法。
24. 前記ダッシュボードデータは、予め受信された重要な特徴のセット及び更なる蒸気トラップの重要な特徴のセットのうちの１つ以上の前記重要な特徴のセットの集合を含む、請求項１７～２３のいずれか一項に記載の方法。
25. 蒸気トラップの故障を検出するシステムであって、
    サーバと、
    前記蒸気トラップに結合された監視装置と、を含み、前記監視装置は、
    前記蒸気トラップの特性を測定するように構成されたセンササブシステムと、
    前記センササブシステムに相互接続されたプロセッサとを含み、前記プロセッサは、
    前記センササブシステムから前記蒸気トラップの特性を表す蒸気トラップデータを取得し、
    前記蒸気トラップデータから重要な特徴のセットを抽出し、
    前記重要な特徴のセットを前記サーバに送信するように構成され、
    前記サーバは、前記監視装置から受信した重要な特徴のセットに基づいて、前記蒸気トラップの故障を検出したか否かを決定するように構成される、システム。

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