JP6874383B2 - 振動センサシステム、振動計測方法および振動計測プログラム - Google Patents

Description

本発明は、振動センサシステム、振動計測方法および振動計測プログラムに関する。

従来、計測対象の異常振動を検出するための技術が開発されている。たとえば、特許文献１（特開平１１−２７１１８３号公報）には、以下のような振動データ収集装置が開示されている。すなわち、振動データ収集装置は、振動センサから出力される振動波形データを受信して所定のデータ処理を施すデータ入力部と、前記データ入力部で処理された第１振動波形データの振幅値が所定の振動閾値レベル以上か否かを判定する振動異常判定部と、前記振動異常判定部の判定結果に基づいて前記振動波形データをその全振動周波数帯域について所定のサンプリング周波数でサンプリングしてＡ／Ｄ（アナログデジタル）変換する第１Ａ／Ｄ変換部と、前記第１Ａ／Ｄ変換部でＡ／Ｄ変換した第２振動波形データを記憶するデータ記憶部と、少なくとも前記データ記憶部に格納されている前記第２振動波形データをディジタル通信回線で送信するための通信インターフェース部とを備える。

特開平１１−２７１１８３号公報 特開平７−５０３１号公報

このような特許文献１に記載の技術を超えて、計測対象の振動についてアナログの計測結果を効率よくサンプリングするための技術が求められている。

この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、計測対象の振動を計測する構成において、当該振動の計測結果を効率よくサンプリングすることが可能な振動センサシステム、振動計測方法および振動計測プログラムを提供することである。

（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる振動センサシステムは、計測対象の振動を計測するセンサの計測結果をサンプリングして振動データを作成するデータ作成部と、前記データ作成部によって作成された前記振動データに基づいて前記データ作成部のサンプリングレートを変更する制御部とを備える。

（１０）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる振動計測方法は、振動センサシステムにおける振動計測方法であって、計測対象の振動を計測するセンサの計測結果をサンプリングして振動データを作成するステップと、作成した前記振動データに基づいて前記計測結果のサンプリングレートを変更するステップとを含む。

（１１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる振動計測プログラムは、振動センサシステムにおいて用いられる振動計測プログラムであって、コンピュータを、計測対象の振動を計測するセンサの計測結果をサンプリングして振動データを作成するデータ作成部と、前記データ作成部によって作成された前記振動データに基づいて前記データ作成部のサンプリングレートを変更する制御部、として機能させるためのプログラムである。

本発明は、このような特徴的な処理部を備える振動センサシステムとして実現することができるだけでなく、かかる特徴的な処理部を備える振動計測装置として実現することができる。また、本発明は、振動センサシステムの一部または全部を実現する半導体集積回路として実現することができる。

本発明によれば、計測対象の振動を計測する構成において、当該振動の計測結果を効率よくサンプリングすることができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る振動センサシステムの構成を示す図である。 図２は、本発明の第１の実施の形態に係る振動計測装置の設置例を示す図である。 図３は、本発明の第１の実施の形態に係る振動センサシステムにおける振動計測装置の構成を示す図である。 図４は、本発明の第１の実施の形態に係る振動センサシステムにおける振動計測装置の外観の一例を示す図である。 図５は、本発明の第１の実施の形態に係る振動計測装置におけるセンサ部の構成を示す図である。 図６は、本発明の第１の実施の形態に係る振動計測装置における無線モジュールの構成を示す図である。 図７は、本発明の第１の実施の形態に係る無線モジュールにおける制御部が算出する加速度の実効値の一例を示す図である。 図８は、図７に示す算出結果から得られる、サンプリングレートに対する実効値の変化の一例を示す図である。 図９は、本発明の第１の実施の形態に係る無線モジュールにおける振動データの周波数分析結果の一例を示す図である。 図１０は、本発明の第１の実施の形態に係る振動センサシステムにおける振動計測装置の変形例の構成を示す図である。 図１１は、本発明の第１の実施の形態に係る振動センサシステムが振動データを処理する際の動作手順を定めたフローチャートである。 図１２は、本発明の第１の実施の形態に係る振動センサシステムが最適サンプリングレートの決定処理を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。 図１３は、本発明の第２の実施の形態に係る振動センサシステムの構成を示す図である。 図１４は、本発明の第２の実施の形態に係る振動センサシステムにおける振動計測装置の構成を示す図である。 図１５は、本発明の第２の実施の形態に係る振動計測装置における無線モジュールの構成を示す図である。 図１６は、本発明の第２の実施の形態に係る振動センサシステムにおける管理装置の構成を示す図である。

最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。

（１）本発明の実施の形態に係る振動センサシステムは、計測対象の振動を計測するセンサの計測結果をサンプリングして振動データを作成するデータ作成部と、前記データ作成部によって作成された前記振動データに基づいて前記データ作成部のサンプリングレートを変更する制御部とを備える。

このような構成により、振動データに基づいて計測対象の振動状況を把握することができるので、適切なサンプリングレートを求めることができる。これにより、たとえば、データ作成部のサンプリングレートを計測対象の振動状況に応じたサンプリングレートに変更することができるので、サンプリングレートが必要以上に速いために、連続してサンプリングする振動データの量が増大してしまうこと、およびサンプリングした振動データを保持するために準備すべきメモリ容量が増大してしまうことを防ぐことができる。また、必要以上に速いサンプリングレートに起因する消費電力の増大を防ぐことができる。したがって、計測対象の振動を計測する構成において、当該振動の計測結果を効率よくサンプリングすることができる。

（２）好ましくは、前記制御部は、前記データ作成部が第１のレートでのサンプリングにより前記振動データを作成している状態において、前記振動データに基づいて、前記サンプリングレートを前記第１のレートよりも小さい第２のレートに変更する。

このような構成により、より大きい第１のレートの振動データに基づいて、より高周波の振動成分の有無を把握することができるので、より適切な第２のレートを求めることができる。

（３）より好ましくは、前記制御部は、前記第２のレートへの変更後、前記振動データに基づかない所定条件を満たした場合、前記サンプリングレートを前記第１のレートに変更する。

このように、上記所定条件を満たした場合、第２のレートを第１のレートに戻す構成により、たとえば、計測対象の振動状況が変化した場合においても、変化後の振動状況を把握することができるので、振動状況の変化に応じたサンプリングレートを求めることができる。

（４）より好ましくは、前記所定条件は、周期的なタイミングの到来である。

このように、第２のレートを第１のレートに周期的に戻す構成により、たとえば、計測対象の振動状況の変化が予測できない場合においても、簡易な構成で振動状況の変化に対処することができる。

（５）より好ましくは、前記振動センサシステムは、さらに、前記サンプリングレートを第１のレートに戻すための操作部を備える。

このような構成により、たとえば、ユーザが計測対象の振動状況が変化したことを認識した場合において、ユーザは、操作部を操作することで第２のレートを第１のレートに戻すことができる。

（６）好ましくは、前記制御部は、複数の前記サンプリングレートにおいて作成された前記振動データの各々の代表値を算出し、前記複数のサンプリングレートのうち、次に値の小さい前記サンプリングレートに対応する前記代表値との差が所定範囲外となる前記サンプリングレートの中で、最大の前記サンプリングレートを前記データ作成部のサンプリングレートとして決定する。

このような構成により、たとえばＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理を行うことなくサンプリングレートを決定することができるので、制御部における処理を簡素化することができる。

（７）好ましくは、前記振動センサシステムは、さらに、前記振動データを含む無線信号を送信する無線子機と、前記無線子機から受信した前記無線信号に含まれる前記振動データを送信する無線親機と、前記無線親機から受信した前記振動データを処理する管理装置とを備え、前記無線子機は、前記制御部を含む。

このように、無線子機が制御部を含む構成により、たとえば、データ作成部におけるサンプリングレートを制御部が適切なサンプリングレートに変更した後に、当該データ作成部によって作成された振動データを無線子機が送信することができる。これにより、必要以上に長いデータ長の振動データが無線伝送されることを防ぐことができるので、無線子機の消費電力を抑制することができる。また、無線伝送において振動データの欠落が発生する可能性を低減することができる。したがって、たとえば無線子機が双方向通信を行うことが可能な構成において、欠落した振動データを再送する頻度を低くすることができる。

（８）より好ましくは、前記無線子機は、片方向通信により前記無線信号を送信する。

このような構成により、無線子機の機能および処理を簡素化することができる。また、無線子機は無線親機等の他の装置からの無線信号を待ち受ける必要がないので、無線子機が無線信号を送信しない期間においてたとえば当該無線子機をオフすることができる。これにより、無線子機の消費電力を抑制することができる。

（９）好ましくは、前記振動センサシステムは、さらに、前記振動データを含む無線信号を送信する無線子機と、前記無線子機から受信した前記無線信号に含まれる前記振動データを送信する無線親機と、前記無線親機から受信した前記振動データを処理する管理装置とを備え、前記管理装置は、前記制御部を含む。

このように、管理装置が制御部を含む構成により、たとえば無線子機の構成を簡素化することができる。また、たとえば複数のデータ作成部が振動センサシステムに設けられる場合において、管理装置では、各データ作成部により作成された振動データを総合的に処理することができるので、各計測部位における振動状況を考慮しながら各データ作成部のサンプリングレートを変更することができる。

（１０）本発明の実施の形態に係る振動計測方法は、振動センサシステムにおける振動計測方法であって、計測対象の振動を計測するセンサの計測結果をサンプリングして振動データを作成するステップと、作成した前記振動データに基づいて前記計測結果のサンプリングレートを変更するステップとを含む。

このような構成により、振動データに基づいて計測対象の振動状況を把握することができるので、適切なサンプリングレートを求めることができる。これにより、たとえば、データ作成部のサンプリングレートを計測対象の振動状況に応じたサンプリングレートに変更することができるので、サンプリングレートが必要以上に速いために、連続してサンプリングする振動データの量が増大してしまうこと、およびサンプリングした振動データを保持するために準備すべきメモリ容量が増大してしまうことを防ぐことができる。また、必要以上に速いサンプリングレートに起因する消費電力の増大を防ぐことができる。したがって、計測対象の振動を計測する構成において、当該振動の計測結果を効率よくサンプリングすることができる。

（１１）本発明の実施の形態に係る振動計測プログラムは、振動センサシステムにおいて用いられる振動計測プログラムであって、コンピュータを、計測対象の振動を計測するセンサの計測結果をサンプリングして振動データを作成するデータ作成部と、前記データ作成部によって作成された前記振動データに基づいて前記データ作成部のサンプリングレートを変更する制御部、として機能させるためのプログラムである。

このような構成により、振動データに基づいて計測対象の振動状況を把握することができるので、適切なサンプリングレートを求めることができる。これにより、たとえば、データ作成部のサンプリングレートを計測対象の振動状況に応じたサンプリングレートに変更することができるので、サンプリングレートが必要以上に速いために、連続してサンプリングする振動データの量が増大してしまうこと、およびサンプリングした振動データを保持するために準備すべきメモリ容量が増大してしまうことを防ぐことができる。また、必要以上に速いサンプリングレートに起因する消費電力の増大を防ぐことができる。したがって、計測対象の振動を計測する構成において、当該振動の計測結果を効率よくサンプリングすることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

＜第１の実施の形態＞
［構成および基本動作］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る振動センサシステムの構成を示す図である。

図１を参照して、振動センサシステム３０１は、複数の振動計測装置１０１と、複数のアクセスポイント（無線親機）１５１と、管理装置１８１とを備える。

図２は、本発明の第１の実施の形態に係る振動計測装置の設置例を示す図である。

図２を参照して、設備１０は、回転部９Ａ，９Ｂ，９Ｃを含む。以下、回転部９Ａ，９Ｂ，９Ｃの各々を回転部９とも称する。

回転部９Ｃは、たとえばモータである。回転部９Ｃによって生成された回転動力は、回転部９Ｂ，９Ａを介して伝達される。

振動計測装置１０１は、設備１０に設けられる。より詳細には、振動計測装置１０１は、たとえば加速度センサを含み、設備１０に固定される。振動計測装置１０１は、設備１０の振動を計測する。

図２では、３つの振動計測装置１０１は、たとえば設備１０における回転部９Ａ，９Ｂ，９Ｃにそれぞれ取り付けられる。

再び図１を参照して、振動計測装置１０１は、設備１０の振動を計測し、計測結果を示す振動データ情報を含む無線信号をブロードキャストする。

アクセスポイント１５１は、たとえば、内部ネットワーク１１を介して管理装置１８１と有線通信を行うことが可能である。

アクセスポイント１５１は、振動計測装置１０１から振動データ情報を受信すると、受信した振動データ情報を中継して内部ネットワーク１１経由で管理装置１８１へ送信する。

管理装置１８１は、アクセスポイント１５１から振動データ情報を受信し、受信した振動データ情報に基づいて設備１０を管理する。具体的には、管理装置１８１は、設備１０の振動を分析することにより、たとえば、回転部９におけるアンバランス、ミスアライメント、共振による異常振動およびベアリングの異常振動等を検出し、設備１０のメンテナンスおよび異常診断を行う。

なお、アクセスポイント１５１は、振動計測装置１０１から振動データ情報を無線により受信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。アクセスポイント１５１は、振動計測装置１０１から振動データ情報を有線により受信する構成であってもよい。

また、アクセスポイント１５１および管理装置１８１間において有線通信が行われる構成であるとしたが、これに限定するものではない。アクセスポイント１５１および管理装置１８１間において無線通信が行われる構成であってもよい。

また、アクセスポイント１５１は、振動計測装置１０１から他の装置を介さずに振動データ情報を受信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。たとえば、アクセスポイント１５１および振動計測装置１０１間において中継装置が設けられ、アクセスポイント１５１は、振動計測装置１０１から当該中継装置を介して振動データ情報を受信する構成であってもよい。

図３は、本発明の第１の実施の形態に係る振動センサシステムにおける振動計測装置の構成を示す図である。

図３を参照して、振動計測装置１０１は、センサ部２１と、無線モジュール（無線子機）２２と、バッテリ２３と、操作部２４とを備える。なお、バッテリ２３は、振動計測装置１０１の外部に設けられてもよい。

振動計測装置１０１におけるセンサ部２１および無線モジュール２２は、バッテリ２３から供給される電力を用いて動作する。なお、センサ部２１および無線モジュール２２の少なくともいずれか一方が、系統から受ける電力を用いて動作してもよい。

センサ部２１は、具体的にはサンプリングレートを変更可能なＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）のデジタル加速度センサであり、設備１０の振動に応じたアナログ信号をサンプリングし、サンプリング結果であるデジタルの振動データを無線モジュール２２へ出力する。

無線モジュール２２は、たとえば専用の半導体集積回路により実現され、センサ部２１から受ける振動データをアクセスポイント１５１へ送信する。

図４は、本発明の第１の実施の形態に係る振動センサシステムにおける振動計測装置の外観の一例を示す図である。

図３および図４を参照して、操作部２４は、たとえば振動計測装置１０１の筐体の表面に設けられる。操作部２４は、自己の振動計測装置１０１におけるサンプリングレートを初期レート（以下、第１のレートとも称する。）に戻すために用いられる。

操作部２４は、具体的にはボタンである。なお、操作部２４は、スイッチ等であってもよい。操作部２４は、ユーザによる押下等のオン操作を受け付け、オン操作を示すオン操作情報を無線モジュール２２へ出力する。

図５は、本発明の第１の実施の形態に係る振動計測装置におけるセンサ部の構成を示す図である。

図５を参照して、センサ部２１は、センサ２５と、フィルタ部２６と、ＡＤ（アナログデジタル）変換部（データ作成部）２７と、クロック生成部２８とを含む。

センサ部２１におけるセンサ２５は、計測対象の振動を計測する。具体的には、センサ２５は、たとえば加速度センサであり、設備１０に密着するように取り付けられる。センサ２５は、自己の加速度を設備１０の加速度として計測し、計測結果を示すアナログの計測信号ＳａをＡＤ変換部２７へ出力する。

クロック生成部２８は、クロック信号を生成し、生成したクロック信号をＡＤ変換部２７へ出力する。クロック生成部２８におけるクロック信号の周波数は、クロック生成部２８の外部から変更可能である。

クロック生成部２８は、無線モジュール２２の制御に従ってクロック信号の周波数を設定する。より詳細には、クロック生成部２８は、設定すべきクロック信号の周波数を示す設定命令Ｓ１を無線モジュール２２から受けて、受けた設定命令Ｓ１に従ってクロック信号の周波数を設定する。

なお、クロック生成部２８は、無線モジュール２２によって書き換え可能な図示しないクロック用レジスタの値に従ってクロック信号の周波数を設定する構成であってもよい。

ＡＤ変換部２７は、センサ２５の計測結果をサンプリングして振動データＤｖを作成する。

詳細には、ＡＤ変換部２７は、無線モジュール２２によって設定されたサンプリングレートで計測信号Ｓａをサンプリングする。

より詳細には、ＡＤ変換部２７は、クロック生成部２８から受けるクロック信号のサンプリングタイミングに従って動作し、センサ２５から受ける計測信号Ｓａをサンプリングタイミングごとにサンプリングする。ＡＤ変換部２７は、サンプリング結果を示すデジタルの振動データＤｖを作成し、作成した振動データＤｖをフィルタ部２６へ出力する。

フィルタ部２６は、たとえば、デジタルフィルタであり、カットオフ周波数を変更可能なローパスフィルタを含む。フィルタ部２６は、無線モジュール２２の制御に従ってカットオフ周波数を設定する。より詳細には、フィルタ部２６は、たとえば、設定すべきカットオフ周波数を示す設定命令Ｓ２を無線モジュール２２から受けて、受けた設定命令Ｓ２に従ってカットオフ周波数を設定する。

フィルタ部２６は、ＡＤ変換部２７からサンプリングタイミングごとに受ける振動データＤｖの周波数成分のうち、カットオフ周波数近傍以上の周波数成分を減衰させ、減衰後の振動データＤｖを無線モジュール２２へ出力する。

なお、フィルタ部２６は、無線モジュール２２によって書き換え可能な図示しないフィルタ用レジスタの値に従ってカットオフ周波数を設定する構成であってもよい。

また、フィルタ部２６は、減衰後の振動データＤｖを図示しないデータ保持用レジスタに保持させる構成であってもよい。

また、センサ部２１では、デジタル信号をフィルタ処理する構成であるとしたが、これに限定するものではない。センサ部２１は、アナログ信号をフィルタ処理する構成であってもよい。具体的には、センサ部２１において、フィルタ部２６の代わりに、センサ２５とＡＤ変換部２７との間にアナログフィルタの機能を有するフィルタ部が設けられてもよい。

図６は、本発明の第１の実施の形態に係る振動計測装置における無線モジュールの構成を示す図である。

図６を参照して、無線モジュール２２は、メモリ３０と、制御部３１と、送信部３２とを含む。

無線モジュール２２におけるメモリ３０は、センサ部２１から振動データＤｖをサンプリングタイミングごとに受けて、受けた振動データＤｖを時系列順に蓄積する。

制御部３１は、ＡＤ変換部２７のサンプリングレートすなわちクロック生成部２８におけるクロック信号の周波数を変更可能である。より詳細には、制御部３１は、ＡＤ変換部２７のサンプリングレートを小さい順にＲ１〜Ｒ１０の１０段階に変更可能である。なお、制御部３１は、ＡＤ変換部２７のサンプリングレートを２段階〜９段階または１１段階以上に変更可能であってもよい。

制御部３１は、たとえば、所定の初期化条件が満たされると、効率よく計測信号Ｓａをサンプリングすることが可能な最適サンプリングレートの決定処理を行う。

ここで、初期化条件は、たとえば、自己の振動計測装置１０１がオフ状態からオン状態へ遷移したことである。なお、初期化条件は、１日、１０日および１月等の所定時間が経過することであってもよい。

具体的には、制御部３１は、ＡＤ変換部２７のサンプリングレートを第１のレートである最大のＲ１０に設定する。

より具体的には、制御部３１は、クロック信号の周波数を第１のレートに設定すべき旨の設定命令Ｓ１をセンサ部２１におけるクロック生成部２８へ出力する。

なお、制御部３１は、設定命令Ｓ１をフィルタ部２６へ出力する代わりに、上述のクロック用レジスタの値を対応の値に設定する構成であってもよい。

また、制御部３１は、ＡＤ変換部２７のサンプリングレートここではＲ１０に応じたカットオフ周波数を決定する。具体的には、制御部３１は、たとえば、カットオフ周波数をサンプリングレートの１／２に決定する。なお、カットオフ周波数は、たとえばサンプリングレートの１／１０にすることも可能である。

制御部３１は、決定したカットオフ周波数に設定すべき旨の設定命令Ｓ２をセンサ部２１におけるフィルタ部２６へ出力する。

なお、制御部３１は、設定命令Ｓ２をフィルタ部２６へ出力する代わりに、上述のフィルタ用レジスタの値を対応の値に設定する構成であってもよい。

また、メモリ３０が、センサ部２１から振動データを受けて、受けた振動データを蓄積する構成に限らず、制御部３１が、上述のデータ保持用レジスタに保持された振動データＤｖを取得してメモリ３０に蓄積する構成であってもよい。

図７は、本発明の第１の実施の形態に係る無線モジュールにおける制御部が算出する加速度の実効値の一例を示す図である。

図７を参照して、制御部３１は、ＡＤ変換部２７によって作成された振動データＤｖに基づいてＡＤ変換部２７のサンプリングレートを変更する。

詳細には、制御部３１は、たとえば、ＡＤ変換部２７が第１のレートでのサンプリングにより振動データＤｖを作成している状態において、当該振動データＤｖに基づいて、ＡＤ変換部２７のサンプリングレートを第１のレートよりも小さい第２のレートに変更する。

より詳細には、制御部３１は、複数のサンプリングレートにおいて作成された振動データＤｖに基づいて、最適サンプリングレートを決定する。

具体的には、制御部３１は、たとえば、複数のサンプリングレートにおいて作成された振動データＤｖの各々の代表値を算出する。

より具体的には、制御部３１は、サンプリングレートＲ１０における加速度の実効値Ａｅ１０をサンプリングレートＲ１０における代表値として算出する。

制御部３１は、たとえば、メモリ３０に蓄積される振動データＤｖの個数を監視し、対象個数の振動データＤｖがメモリ３０に蓄積されると、当該対象個数の振動データＤｖをメモリ３０から取得する。ここで、対象個数は、たとえば、所定の計測対象時間をＡＤ変換部２７の現在のサンプリングレートで除した値である。なお、対象個数は、所定値であってもよい。

制御部３１は、取得した対象個数の振動データＤｖに基づいて実効値Ａｅ１０を算出して保持する。

より詳細には、たとえば、対象個数がＮである場合において、対象個数の振動データＤｖの各々が示す値がＸ１〜ＸＮで表されるとき、対象個数の振動データＤｖの実効値Ａｅは以下の式（１）により求められる。

そして、制御部３１は、クロック信号の周波数を１段階小さいＲ９に設定すべき旨の設定命令Ｓ１、およびサンプリングレートＲ９に応じたカットオフ周波数に設定すべき旨の設定命令Ｓ２をセンサ部２１におけるクロック生成部２８およびフィルタ部２６へそれぞれ出力する。

制御部３１は、サンプリングレートＲ１０の場合と同様に、サンプリングレートＲ９における加速度の実効値Ａｅ９をサンプリングレートＲ９における代表値として算出する。

制御部３１は、サンプリングレートＲ９に応じた対象個数の振動データＤｖがメモリ３０に蓄積されると、当該対象個数の振動データＤｖをメモリ３０から取得し、取得した当該対象個数の振動データＤｖに基づいて実効値Ａｅ９を算出する。

制御部３１は、サンプリングレートがＲ８〜Ｒ１の場合についても同様に、加速度の実効値Ａｅ８〜Ａｅ１をそれぞれ算出する。

図８は、図７に示す算出結果から得られる、サンプリングレートに対する実効値の変化の一例を示す図である。なお、図８において、縦軸は加速度の実効値Ａｅを示し、横軸はサンプリングレートを示す。

図８を参照して、制御部３１は、たとえば、複数のサンプリングレートのうち、次に値の小さいサンプリングレートに対応する代表値との差が所定範囲Ｅ１外となるサンプリングレートの中で最大のサンプリングレートをＡＤ変換部２７のサンプリングレートとして決定する。

具体的には、制御部３１は、たとえば、サンプリングレートＲ１０に対応する実効値Ａｅ１０とサンプリングレートＲ１０の次に値の小さいサンプリングレートＲ９に対応する実効値Ａｅ９との差を算出し、算出した差が所定範囲Ｅ１以内であることを確認する。

この例では、所定範囲Ｅ１の上限値および下限値はそれぞれ正および負であり、かつ当該上限値の絶対値および当該下限値の絶対値は同じである。なお、所定範囲Ｅ１の上限の絶対値および下限の絶対値が異なってもよい。

また、算出した差が所定範囲外となることとは、当該差が上限値より大きいこと、または当該差が下限値より小さいことである。

同様に、制御部３１は、サンプリングレートＲ９〜Ｒ６にそれぞれ対応する実効値Ａｅ９〜Ａｅ６について、次に値の小さいサンプリングレートに対応する実効値Ａｅとの差が所定範囲Ｅ１以内であることを確認する。

一方、制御部３１は、サンプリングレートＲ５に対応する実効値Ａｅ５とサンプリングレートＲ５の次に値の小さいサンプリングレートＲ４に対応する実効値Ａｅ４との差を算出し、算出した差が所定範囲Ｅ１外であることを確認する。

同様に、制御部３１は、サンプリングレートＲ４〜Ｒ２にそれぞれ対応する実効値Ａｅ４〜Ａｅ２について、次に値の小さいサンプリングレートに対応する実効値Ａｅとの差が所定範囲Ｅ１外であることを確認する。

制御部３１は、上記差が所定範囲Ｅ１外となるサンプリングレートＲ５〜Ｒ２の中で最大のサンプリングレートＲ５をＡＤ変換部２７の最適サンプリングレートとして決定する。

制御部３１は、クロック信号の周波数を最適サンプリングレートに設定すべき旨の設定命令Ｓ１、および最適サンプリングレートに応じたカットオフ周波数に設定すべき旨の設定命令Ｓ２をセンサ部２１におけるクロック生成部２８およびフィルタ部２６へそれぞれ出力する。

制御部３１は、最適サンプリングレートを決定した後、決定した最適サンプリングレートに応じた対象個数の振動データＤｖがメモリ３０に蓄積されると、対象個数の振動データＤｖをメモリ３０から取得する。

制御部３１は、対象個数の振動データＤｖ、および自己の無線モジュール２２のＩＤを含む振動データ情報を作成し、作成した振動データ情報を送信部３２へ出力する。

なお、制御部３１は、サンプリングレートＲ１０〜Ｒ１にそれぞれ対応する実効値Ａｅ１０〜Ａｅ１をすべて算出した後に最適サンプリングレートを決定する構成に限らず、実効値Ａｅ１０〜Ａｅ１のうちの少なくとも２つを算出した後に最適サンプリングレートを決定する構成であってもよい。

具体的には、制御部３１は、たとえば、実効値Ａｅ１０，Ａｅ９を算出し、Ａｅ１０とＡｅ９との差が所定範囲Ｅ１外であるか否かを判定する。制御部３１は、当該差が所定範囲Ｅ１以内であると判定すると、実効値Ａｅ８を新たに算出し、Ａｅ９とＡｅ８との差が所定範囲Ｅ１外であるか否かを判定する。

制御部３１は、この処理を繰り返し、実効値Ａｅ４を新たに算出した場合にＡｅ５とＡｅ４との差が所定範囲Ｅ１外であると判定する。そして、制御部３１は、サンプリングレートＲ５をＡＤ変換部２７の最適サンプリングレートとして決定する。

再び図６を参照して、送信部３２は、振動データＤｖを含む無線信号を片方向通信により送信する。具体的には、送信部３２は、たとえば、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の通信規格に従って無線信号を送信することが可能である。

より詳細には、送信部３２は、制御部３１から振動データ情報を受けると、たとえば、受けた振動データ情報を複数に分割してパケットに格納し、複数のパケットを順次ブロードキャストする。

制御部３１は、たとえば、最適サンプリングレートを決定した後、対象個数の振動データＤｖがメモリ３０に蓄積されるごとに振動データ情報を作成して送信部３２経由で送信する。

そして、制御部３１は、たとえば、第２のレートすなわちサンプリングレートＲ５への変更後、振動データに基づかない所定条件Ｃ１を満たした場合、ＡＤ変換部２７のサンプリングレートを第１のレートに変更する。ここで、所定条件Ｃ１は、たとえば、周期的なタイミングの到来、または制御部３１が操作部２４からオン操作情報を受けたことである。

より詳細には、制御部３１は、たとえば、１日ごとまたは１月ごと等の所定の周期Ｔ１ごとに、ＡＤ変換部２７のサンプリングレートを第１のレートに戻し、最適サンプリングレートを決定する処理を行う。

再び図１を参照して、アクセスポイント１５１は、振動計測装置１０１における無線モジュール２２から受信した無線信号に含まれる振動データＤｖを送信する。

より詳細には、アクセスポイント１５１は、振動計測装置１０１からパケットを受信するごとに、受信したパケットを中継して内部ネットワーク１１経由で管理装置１８１へ送信する。

管理装置１８１は、アクセスポイント１５１から受信した振動データＤｖを処理する。より詳細には、管理装置１８１は、アクセスポイント１５１から複数のパケットを受信すると、受信した複数のパケットから振動データ情報を取得する。

管理装置１８１は、取得した振動データ情報に基づいて分析処理を行う。具体的には、管理装置１８１は、振動データ情報から対象個数の振動データＤｖを取り出し、取り出した対象個数の振動データＤｖに、振動データ情報に含まれる無線モジュール２２のＩＤ、および受信時刻を示すタイムスタンプを付する。

管理装置１８１は、対象個数の振動データＤｖを分析することにより設備１０の振動状況を導出し、導出した振動状況を無線モジュール２２のＩＤおよび受信時刻に対応付けて記録する。

［決定処理の変形例］
図９は、本発明の第１の実施の形態に係る無線モジュールにおける振動データの周波数分析結果の一例を示す図である。なお、図９において、縦軸は加速度を示し、横軸は周波数を示す。

図６および図９を参照して、制御部３１は、図７および図８に示すように、複数のサンプリングレートにおいて作成された振動データＤｖに基づいて最適サンプリングレートを決定する構成であるとしたが、これに限定するものではない。制御部３１は、１つのサンプリングレートにおいて作成された振動データＤｖに基づいて最適サンプリングレートを決定する構成であってもよい。

より詳細には、制御部３１は、ＡＤ変換部２７のサンプリングレートおよびフィルタ部２６におけるカットオフ周波数を、第１のレート、および第１のレートに応じた周波数にそれぞれ設定する。

そして、制御部３１は、予め設定したサンプル個数の振動データＤｖがメモリ３０に蓄積されると、サンプル個数の振動データＤｖをメモリ３０から取得する。ここで、サンプル個数は、たとえば、所望の周波数分解能に応じた個数であって２のｎ乗（ここで、ｎは２以上の整数である。）になる個数である。

このサンプル個数の振動データＤｖは、サンプルポイント間の時間間隔が第１のレートの逆数である時間スペクトルを示す。

制御部３１は、当該時間スペクトルをＦＦＴ処理することにより、図９に示す周波数スペクトルを作成する。

制御部３１は、作成した周波数スペクトルにおいて、たとえば、所定のしきい値Ｔｈ１より大きいピークを検出し、検出したピークのうち、最も周波数の大きいピークＰ１を特定する。

制御部３１は、たとえば、ピークＰ１に対応する周波数Ｆ１に対して２．５６を乗じた周波数を最適サンプリングレートとして決定する。

制御部３１は、クロック信号の周波数を最適サンプリングレートに設定すべき旨の設定命令Ｓ１、および最適サンプリングレートに応じたカットオフ周波数に設定すべき旨の設定命令Ｓ２をセンサ部２１におけるクロック生成部２８およびフィルタ部２６へそれぞれ出力する。

なお、制御部３１は、検出したピークのうち、最も周波数の大きいピークＰ１に基づいて最適サンプリングレートを決定する構成であるとしたが、これに限定するものではない。制御部３１は、検出したピークのうち、最も強度の大きいピークに基づいて最適サンプリングレートを決定する構成であってもよい。

具体的には、制御部３１は、検出したピークのうち、最も強度の大きいピークＰ２を特定し、ピークＰ２に対応する周波数Ｆ２に対して２．５６を乗じた周波数を最適サンプリングレートとして決定する。

［振動計測装置１０１の変形例］
図１０は、本発明の第１の実施の形態に係る振動センサシステムにおける振動計測装置の変形例の構成を示す図である。

図１０を参照して、振動計測装置１０１の変形例は、図３に示す振動計測装置１０１と比べて、さらに、電源管理部３３を備える。

振動計測装置１０１の変形例におけるセンサ部２１、無線モジュール２２、バッテリ２３および操作部２４の動作は、図３に示す振動計測装置１０１におけるセンサ部２１、無線モジュール２２、バッテリ２３および操作部２４とそれぞれ同様である。

振動計測装置１０１の変形例における電源管理部３３は、センサ部２１および無線モジュール２２への電力供給のオンおよびオフを制御する。

より詳細には、電源管理部３３には、たとえば、起床期間およびスリープ期間が交互に繰り返されるスケジュールが設定されている。電源管理部３３は、当該スケジュールに従って、センサ部２１および無線モジュール２２への電力供給のオンおよびオフを制御する。

電源管理部３３は、起床期間において、バッテリ２３からの電力をセンサ部２１および無線モジュール２２へ供給する。一方、電源管理部３３は、スリープ期間において、センサ部２１および無線モジュール２２への電力供給を停止する。

センサ部２１および無線モジュール２２は、起床期間に入って電源管理部３３から電力供給を受けると、動作を開始する。

無線モジュール２２は、最適サンプリングレートを決定し、センサ部２１におけるＡＤ変換部２７のサンプリングレートおよびフィルタ部２６におけるカットオフ周波数を、最適サンプリングレート、および最適サンプリングレートに応じた周波数にそれぞれ設定する。

無線モジュール２２は、センサ部２１から振動データＤｖを受けて、受けた振動データＤｖを含む振動データ情報をブロードキャストする。

センサ部２１および無線モジュール２２は、スリープ期間に入って電源管理部３３からの電力供給が停止すると、動作を停止する。

なお、電源管理部３３は、無線モジュール２２における送信動作を監視し、無線モジュール２２における送信動作がスリープ期間の開始タイミングより前に終了した場合、当該開始タイミングより前のタイミングであっても当該送信動作の終了後にセンサ部２１および無線モジュール２２への電力供給を停止してもよい。

［動作の流れ］
振動センサシステム３０１における各装置は、コンピュータを備え、当該コンピュータにおけるＣＰＵ等の演算処理部は、以下のシーケンス図またはフローチャートの各ステップの一部または全部を含むプログラムを図示しないメモリからそれぞれ読み出して実行する。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、外部からインストールすることができる。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、記録媒体に格納された状態で流通する。

図１１は、本発明の第１の実施の形態に係る振動センサシステムが振動データを処理する際の動作手順を定めたフローチャートである。

図１１を参照して、振動計測装置１０１に電力が供給されていない状況を想定する。

まず、振動計測装置１０１は、初期化条件が満たされるまで、すなわち自己に電力が供給されるまで、オフ状態のままである（ステップＳ１０２でＮＯ）。

そして、振動計測装置１０１は、自己に電力が供給されると（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、最適サンプリングレートの決定処理を行う（ステップＳ１０４）。

次に、振動計測装置１０１は、ＡＤ変換部２７におけるサンプリングレートおよびフィルタ部２６におけるカットオフ周波数を、最適サンプリングレート、および最適サンプリングレートに応じた周波数にそれぞれ設定する（ステップＳ１０６）。

次に、振動計測装置１０１は、最適サンプリングレートにおける振動データＤｖを作成する（ステップＳ１０８）。

次に、振動計測装置１０１は、作成した振動データＤｖを含む振動データ情報をアクセスポイント１５１および内部ネットワーク１１経由で管理装置１８１へ送信する（ステップＳ１１０）。

次に、管理装置１８１は、振動計測装置１０１から振動データ情報を受信すると、受信した振動データ情報に基づいて分析処理を行う（ステップＳ１１２）。

次に、振動計測装置１０１は、所定条件Ｃ１が満たされた場合（ステップＳ１１４でＹＥＳ）、最適サンプリングレートの決定処理を行う（ステップＳ１０４）。

一方、振動計測装置１０１は、所定条件Ｃ１が満たされなかった場合（ステップＳ１１４でＮＯ）、最適サンプリングレートにおける振動データＤｖを作成する（ステップＳ１０８）。

なお、振動計測装置１０１は、上記ステップＳ１１４において所定条件Ｃ１が満たされるか否かの判定を行ったが、これに限定するものではない。振動計測装置１０１は、割り込み処理として、当該判定をステップＳ１０６およびＳ１０８の間、ステップＳ１０８およびＳ１１０の間、ならびにステップＳ１１０およびＳ１１２の間のうちのいずれで行ってもよい。

図１２は、本発明の第１の実施の形態に係る振動センサシステムが最適サンプリングレートの決定処理を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。図１２は、図１１のステップＳ１０４における動作の詳細を示している。

図１２を参照して、まず、振動計測装置１０１は、ＡＤ変換部２７におけるサンプリングレートおよびフィルタ部２６におけるカットオフ周波数を、Ｒ１０、およびＲ１０に応じた周波数にそれぞれ設定する（ステップＳ２０２）。

次に、振動計測装置１０１は、サンプリングレートＲ１０における振動データＤｖを作成する（ステップＳ２０４）。

次に、振動計測装置１０１は、作成した振動データＤｖに基づいて実効値Ａｅ１０を算出する（ステップＳ２０６）。

次に、振動計測装置１０１は、ＡＤ変換部２７におけるサンプリングレートを１段階下げてＲ９に設定するとともに、フィルタ部２６におけるカットオフ周波数をＲ９に応じた周波数に設定する（ステップＳ２０８）。

次に、振動計測装置１０１は、設定したサンプリングレートにおける振動データＤｖを作成する（ステップＳ２１０）。

次に、振動計測装置１０１は、作成した振動データＤｖに基づいて実効値Ａｅを算出する（ステップＳ２１２）。

次に、振動計測装置１０１は、サンプリングレートを１段階下げる直前の実効値Ａｅとサンプリングレートを１段階下げた後の実効値Ａｅとの差を算出する（ステップＳ２１４）。

次に、振動計測装置１０１は、算出した差が所定範囲Ｅ１以内である場合（ステップＳ２１６でＮＯ）、ＡＤ変換部２７におけるサンプリングレートをさらに１段階下げた値に設定するとともに、フィルタ部２６におけるカットオフ周波数を下げたサンプリングレートに応じた周波数に設定する（ステップＳ２０８）。

一方、振動計測装置１０１は、算出した差が所定範囲Ｅ１外である場合（ステップＳ２１６でＹＥＳ）、サンプリングレートを１段階下げる直前のサンプリングレートを最適サンプリングレートとして決定する（ステップＳ２１８）。

なお、本発明の第１の実施の形態に係る振動センサシステムは、複数の振動計測装置１０１と、複数のアクセスポイント１５１と、管理装置１８１とを備えるとしたが、これに限定するものではない。振動センサシステム３０１は、ＡＤ変換部２７と、制御部３１とを備える最小構成要素により、計測対象の振動を計測する構成において、当該振動の計測結果を効率よくサンプリングするという本発明の目的を達成することが可能である。

また、本発明の第１の実施の形態に係る振動センサシステムでは、複数の振動計測装置１０１が設けられる構成であるとしたが、これに限定するものではない。振動センサシステム３０１は、１つの振動計測装置１０１が設けられる構成であってもよい。

また、本発明の第１の実施の形態に係る振動センサシステムでは、センサ２５は、測定対象の加速度を計測する構成であるとしたが、これに限定するものではない。センサ２５は、計測対象の位置および速度のいずれか一方を計測する構成であってもよい。振動データＤｖが計測対象の位置または速度を示す場合であっても、振動データに基づいて最適サンプリングレートを算出することが可能である。

また、本発明の第１の実施の形態に係る振動センサシステムでは、センサ２５が設けられる構成であるとしたが、これに限定するものではない。センサ２５が振動センサシステム３０１の外部に設けられる構成であってもよい。

また、本発明の第１の実施の形態に係る振動センサシステムでは、制御部３１は、ＡＤ変換部２７が第１のレートでのサンプリングにより振動データＤｖを作成している状態において、サンプリングレートを第１のレートよりも小さい第２のレートに変更する構成であるとしたが、これに限定するものではない。制御部３１は、ＡＤ変換部２７が第２のレートでのサンプリングにより振動データＤｖを作成している状態において、サンプリングレートを第２のレートよりも大きい第１のレートに変更する構成であってもよい。

また、本発明の第１の実施の形態に係る振動センサシステムでは、制御部３１は、第２のレートへの変更後、所定条件Ｃ１を満たした場合、サンプリングレートを第１のレートに変更する機能を有する構成であるとしたが、これに限定するものではない。制御部３１は、当該機能を有しない構成であってもよい。

また、本発明の第１の実施の形態に係る振動センサシステムでは、所定条件Ｃ１は、周期的なタイミングの到来、または制御部３１が操作部２４からオン操作情報を受けたことであるとしたが、これに限定するものではない。所定条件Ｃ１は、周期的なタイミングの到来、および制御部３１が操作部２４からオン操作情報を受けたことのいずれか一方であってもよい。

また、本発明の第１の実施の形態に係る振動センサシステムでは、送信部３２は、片方向通信を行う構成であるとしたが、これに限定するものではない。送信部３２は、双方向通信を行う構成であってもよい。これにより、送信部３２は、たとえば、受信確認用のＡＣＫ、および欠落した振動データＤｖの再送要求等を管理装置１８１から受信することができるので、振動計測装置１０１および管理装置１８１間における通信の信頼性を高めることができる。

ところで、上述の特許文献１に記載の技術を超えて、計測対象の振動についてアナログの計測結果を効率よくサンプリングするための技術が求められている。

これに対して、本発明の第１の実施の形態に係る振動センサシステムでは、ＡＤ変換部２７は、計測対象の振動を計測するセンサの計測結果をサンプリングして振動データＤｖを作成する。そして、制御部３１は、ＡＤ変換部２７によって作成された振動データＤｖに基づいてＡＤ変換部２７のサンプリングレートを変更する。

このような構成により、振動データＤｖに基づいて計測対象の振動状況を把握することができるので、適切なサンプリングレートを求めることができる。これにより、たとえば、ＡＤ変換部２７のサンプリングレートを計測対象の振動状況に応じたサンプリングレートに変更することができるので、サンプリングレートが必要以上に速いために、連続してサンプリングする振動データＤｖの量が増大してしまうこと、およびサンプリングした振動データＤｖを保持するために準備すべきメモリ容量が増大してしまうことを防ぐことができる。また、必要以上に速いサンプリングレートに起因する消費電力の増大を防ぐことができる。したがって、計測対象の振動を計測する構成において、当該振動の計測結果を効率よくサンプリングすることができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係る振動センサシステムでは、制御部３１は、ＡＤ変換部２７が第１のレートでのサンプリングにより振動データＤｖを作成している状態において、振動データＤｖに基づいて、サンプリングレートを第１のレートよりも小さい第２のレートに変更する。

このような構成により、より大きい第１のレートの振動データに基づいて、より高周波の振動成分の有無を把握することができるので、より適切な第２のレートを求めることができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係る振動センサシステムでは、制御部３１は、第２のレートへの変更後、振動データＤｖに基づかない所定条件Ｃ１を満たした場合、サンプリングレートを第１のレートに変更する。

このように、所定条件Ｃ１を満たした場合、第２のレートを第１のレートに戻す構成により、たとえば、計測対象の振動状況が変化した場合においても、変化後の振動状況を把握することができるので、振動状況の変化に応じたサンプリングレートを求めることができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係る振動センサシステムでは、所定条件Ｃ１は、周期的なタイミングの到来である。

このように、第２のレートを第１のレートに周期的に戻す構成により、たとえば、計測対象の振動状況の変化が予測できない場合においても、簡易な構成で振動状況の変化に対処することができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係る振動センサシステムでは、操作部２４は、サンプリングレートを第１のレートに戻すために用いられる。

このような構成により、たとえば、ユーザが計測対象の振動状況が変化したことを認識した場合において、ユーザは、操作部２４を操作することで第２のレートを第１のレートに戻すことができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係る振動センサシステムでは、制御部３１は、複数のサンプリングレートにおいて作成された振動データＤｖの各々の代表値を算出する。そして、制御部３１は、複数のサンプリングレートのうち、次に値の小さいサンプリングレートに対応する代表値との差が所定範囲Ｅ１外となるサンプリングレートの中で最大のサンプリングレートをＡＤ変換部２７のサンプリングレートとして決定する。

このような構成により、たとえばＦＦＴ処理を行うことなくサンプリングレートを決定することができるので、制御部３１における処理を簡素化することができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係る振動センサシステムでは、無線モジュール２２は、振動データＤｖを含む無線信号を送信する。アクセスポイント１５１は、無線モジュール２２から受信した無線信号に含まれる振動データＤｖを送信する。管理装置１８１は、アクセスポイント１５１から受信した振動データＤｖを処理する。そして、無線モジュール２２は、制御部３１を含む。

このように、無線モジュール２２が制御部３１を含む構成により、たとえば、ＡＤ変換部２７におけるサンプリングレートを制御部３１が適切なサンプリングレートに変更した後に、ＡＤ変換部２７によって作成された振動データＤｖを無線モジュール２２が送信することができる。これにより、必要以上に長いデータ長の振動データＤｖが無線伝送されることを防ぐことができるので、無線モジュール２２の消費電力を抑制することができる。また、無線伝送において振動データＤｖの欠落が発生する可能性を低減することができる。したがって、たとえば無線モジュール２２が双方向通信を行うことが可能な構成において、欠落した振動データＤｖを再送する頻度を低くすることができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係る振動センサシステムでは、無線モジュール２２は、片方向通信により無線信号を送信する。

このような構成により、無線モジュール２２の機能および処理を簡素化することができる。また、無線モジュール２２はアクセスポイント１５１等の他の装置からの無線信号を待ち受ける必要がないので、無線モジュール２２が無線信号を送信しない期間においてたとえば当該無線モジュール２２をオフすることができる。これにより、無線モジュール２２の消費電力を抑制することができる。

次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜第２の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係る振動センサシステムと比べて、管理装置において最適サンプリングレートが決定される振動センサシステムに関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る振動センサシステムと同様である。

［構成および基本動作］
図１３は、本発明の第２の実施の形態に係る振動センサシステムの構成を示す図である。

図１３を参照して、振動センサシステム３０２は、複数の振動計測装置１０２と、アクセスポイント（無線親機）１５１と、管理装置１８２とを備える。

振動センサシステム３０２におけるアクセスポイント１５１の動作は、図１に示す振動センサシステム３０１におけるアクセスポイント１５１と同様である。

振動計測装置１０２は、無線通信により情報を送受信する機能を有しており、アクセスポイント１５１および内部ネットワーク１１を介して管理装置１８２と通信を行うことが可能である。

図１４は、本発明の第２の実施の形態に係る振動センサシステムにおける振動計測装置の構成を示す図である。

図１４を参照して、振動計測装置１０２は、図３に示す振動計測装置１０１と比べて、無線モジュール２２の代わりに、無線モジュール（無線子機）５２を備える。

振動計測装置１０２におけるセンサ部２１、バッテリ２３および操作部２４の動作は、図３に示す振動計測装置１０１におけるセンサ部２１、バッテリ２３および操作部２４とそれぞれ同様である。

図１５は、本発明の第２の実施の形態に係る振動計測装置における無線モジュールの構成を示す図である。

図１５を参照して、無線モジュール５２は、図６に示す無線モジュール２２と比べて、制御部３１および送信部３２の代わりに、処理部６１および通信部６２を含む。

無線モジュール５２におけるメモリ３０の動作は、図６に示す無線モジュール２２におけるメモリ３０と同様である。

処理部６１は、たとえば、上述の初期化条件が満たされると、リセット情報を通信部６２へ出力する。

通信部６２は、アクセスポイント１５１と双方向の無線通信を行うことが可能である。通信部６２は、処理部６１からリセット情報を受けると、受けたリセット情報をアクセスポイント１５１および内部ネットワーク１１経由で管理装置１８２へ送信する。

図１６は、本発明の第２の実施の形態に係る振動センサシステムにおける管理装置の構成を示す図である。

図１６を参照して、管理装置１８２は、メモリ７０と、制御部７１と、通信部７２と、分析部７３とを備える。

通信部７２は、内部ネットワーク１１を介してアクセスポイント１５１と通信を行うことが可能である。

通信部７２は、振動計測装置１０２からリセット情報を受信すると、受信したリセット情報を制御部７１へ出力する。

制御部７１は、通信部７２からリセット情報を受けると、最適サンプリングレートの決定処理を行う。

具体的には、制御部７１は、クロック生成部２８（図５参照）におけるクロック信号の周波数を第１のレートに設定すべき旨の設定命令Ｓ１、および第１のレートに応じたカットオフ周波数に設定すべき旨の設定命令Ｓ２を通信部７２、内部ネットワーク１１およびアクセスポイント１５１経由で振動計測装置１０２へ送信する。

再び図１５を参照して、無線モジュール５２における処理部６１は、管理装置１８２から通信部６２経由で設定命令Ｓ１およびＳ２を受信すると、受信した設定命令Ｓ１およびＳ２をクロック生成部２８およびフィルタ部２６へそれぞれ出力する。

処理部６１は、たとえば、メモリ３０に蓄積される振動データＤｖの個数を監視し、設定命令Ｓ１の示す第１のレートに応じた対象個数の振動データＤｖがメモリ３０に蓄積されると、当該対象個数の振動データＤｖをメモリ３０から取得する。

処理部６１は、取得した対象個数の振動データＤｖ、および自己の無線モジュール５２のＩＤを含む振動データ情報を作成し、作成した振動データ情報を通信部６２、アクセスポイント１５１および内部ネットワーク１１経由で管理装置１８２へ送信する。

再び図１６を参照して、管理装置１８２における制御部７１は、通信部７２経由で振動計測装置１０２から振動データ情報を受信すると、受信した振動データ情報をメモリ７０に保持させるとともに、振動データ情報に基づいて実効値Ａｅ１０を算出する。

そして、制御部７１は、サンプリングレートＲ１０の場合と同様に、クロック信号の周波数をＲ９に設定すべき旨の設定命令Ｓ１、およびＲ９に応じたカットオフ周波数に設定すべき旨の設定命令Ｓ２を通信部７２、内部ネットワーク１１およびアクセスポイント１５１経由で振動計測装置１０２へ送信する。

制御部７１は、当該設定命令Ｓ１およびＳ２の応答として、通信部７２経由で振動計測装置１０２から振動データ情報を受信すると、受信した振動データ情報をメモリ７０に保持させるとともに、振動データ情報に基づいて実効値Ａｅ９を算出する。

制御部７１は、サンプリングレートがＲ８〜Ｒ１の場合についても同様に、加速度の実効値Ａｅ８〜Ａｅ１をそれぞれ算出する。

制御部７１は、サンプリングレートＲ１０〜Ｒ１のうち、次に値の小さいサンプリングレートに対応する実効値Ａｅとの差が所定範囲Ｅ１外となるサンプリングレートの中で最大のサンプリングレートを最適サンプリングレートとして決定する。

制御部７１は、決定した最適サンプリングレートに設定すべき旨の設定命令Ｓ１、および最適サンプリングレートに応じたカットオフ周波数に設定すべき旨の設定命令Ｓ２を通信部７２、内部ネットワーク１１およびアクセスポイント１５１経由で振動計測装置１０２へ送信する。

制御部７１は、当該設定命令Ｓ１およびＳ２の応答として、通信部７２経由で振動計測装置１０２から振動データ情報を受信すると、受信した振動データ情報をメモリ７０に保持させるとともに、振動データ情報を分析部７３へ出力する。

分析部７３は、制御部７１から振動データ情報を受けると、受けた振動データ情報に基づいて分析処理を行う。

再び図１５を参照して、無線モジュール５２における処理部６１は、所定条件Ｃ１を満たした場合、リセット情報を通信部６２、アクセスポイント１５１および内部ネットワーク１１経由で管理装置１８２へ送信する。

なお、本発明の第２の実施の形態に係る振動センサシステムでは、操作部２４は、振動計測装置１０２に設けられる構成であるとしたが、これに限定するものではない。操作部２４は、管理装置１８２に設けられる構成であってもよい。

以上のように、本発明の第２の実施の形態に係る振動センサシステムでは、無線モジュール５２は、振動データＤｖを含む無線信号を送信する。アクセスポイント１５１は、無線モジュール５２から受信した無線信号に含まれる振動データＤｖを送信する。管理装置１８２は、アクセスポイント１５１から受信した振動データＤｖを処理する。そして、管理装置１８２は、制御部７１を含む。

このように、管理装置１８２が制御部７１を含む構成により、たとえば無線モジュール５２の構成を簡素化することができる。また、たとえば複数のＡＤ変換部２７が振動センサシステム３０２に設けられる場合において、管理装置１８２では、各ＡＤ変換部２７により作成された振動データＤｖを総合的に処理することができるので、各計測部位における振動状況を考慮しながら各ＡＤ変換部２７のサンプリングレートを変更することができる。

その他の構成および動作は第１の実施の形態に係る振動センサシステムと同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。

なお、本発明の第１の実施の形態および第２の実施の形態に係る各装置の構成要素および動作のうち、一部または全部を適宜組み合わせることも可能である。

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。

［付記１］
計測対象の振動を計測するセンサの計測結果をサンプリングして振動データを作成するデータ作成部と、
前記データ作成部によって作成された前記振動データに基づいて前記データ作成部のサンプリングレートを変更する制御部とを備え
前記計測対象は、回転部を含む設備であり、
前記センサは、加速度センサであり、前記設備に密着するように取り付けられ、
前記センサは、自己の加速度を前記設備の加速度として計測し、計測結果を示すアナログの計測信号を前記データ作成部に出力し、
前記データ作成部は、前記センサから受ける前記計測信号をサンプリングして前記振動データを作成し、
前記振動センサシステムは、さらに、
前記データ作成部によって作成された前記振動データをデジタルフィルタ処理するフィルタ部を備え、
前記制御部は、前記フィルタ部によってデジタルフィルタ処理された前記振動データをＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理することにより周波数スペクトルを作成し、作成した前記周波数スペクトルに基づいて前記データ作成部の前記サンプリングレートを変更する、振動センサシステム。

９ 回転部
１０ 設備
１１ 内部ネットワーク
２１ センサ部
２２ 無線モジュール（無線子機）
２３ バッテリ
２４ 操作部
２５ センサ
２６ フィルタ部
２７ ＡＤ変換部（データ作成部）
２８ クロック生成部
３０ メモリ
３１ 制御部
３２ 送信部
３３ 電源管理部
５２ 無線モジュール（無線子機）
６１ 処理部
６２ 通信部
７０ メモリ
７１ 制御部
７２ 通信部
７３ 分析部
１０１，１０２ 振動計測装置
１５１ アクセスポイント（無線親機）
１８１，１８２ 管理装置
３０１，３０２ 振動センサシステム

Claims (10)

1. 計測対象の振動を計測するセンサの計測結果をサンプリングして振動データを作成するデータ作成部と、
   前記データ作成部によって複数のサンプリングレートにおいて作成された前記振動データに基づいて前記データ作成部のサンプリングレートを変更する制御部とを備え、
   前記制御部は、複数の前記サンプリングレートにおいて作成された前記振動データの各々の代表値を算出し、前記複数のサンプリングレートのうち、次に値の小さい前記サンプリングレートに対応する前記代表値との差が所定範囲外となる前記サンプリングレートの中で、最大の前記サンプリングレートを前記データ作成部のサンプリングレートとして決定する、振動センサシステム。
2. 前記制御部は、前記データ作成部が第１のレートでのサンプリングにより前記振動データを作成している状態において、前記振動データに基づいて、前記サンプリングレートを前記第１のレートよりも小さい第２のレートに変更する、請求項１に記載の振動センサシステム。
3. 前記制御部は、前記第２のレートへの変更後、前記振動データに基づかない所定条件を満たした場合、前記サンプリングレートを前記第１のレートに変更する、請求項２に記載の振動センサシステム。
4. 前記所定条件は、周期的なタイミングの到来である、請求項３に記載の振動センサシステム。
5. 前記振動センサシステムは、さらに、
   前記サンプリングレートを第１のレートに戻すための操作部を備える、請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の振動センサシステム。
6. 前記振動センサシステムは、さらに、
   前記振動データを含む無線信号を送信する無線子機と、
   前記無線子機から受信した前記無線信号に含まれる前記振動データを送信する無線親機と、
   前記無線親機から受信した前記振動データを処理する管理装置とを備え、
   前記無線子機は、前記制御部を含む、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の振動センサシステム。
7. 前記無線子機は、片方向通信により前記無線信号を送信する、請求項６に記載の振動センサシステム。
8. 前記振動センサシステムは、さらに、
   前記振動データを含む無線信号を送信する無線子機と、
   前記無線子機から受信した前記無線信号に含まれる前記振動データを送信する無線親機と、
   前記無線親機から受信した前記振動データを処理する管理装置とを備え、
   前記管理装置は、前記制御部を含む、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の振動センサシステム。
9. 振動センサシステムにおける振動計測方法であって、
   計測対象の振動を計測するセンサの計測結果をサンプリングして振動データを作成するステップと、
   複数のサンプリングレートにおいて作成した前記振動データに基づいて前記計測結果のサンプリングレートを変更するステップとを含み、
   前記サンプリングレートを変更するステップにおいて、複数の前記サンプリングレートにおいて作成された前記振動データの各々の代表値を算出し、前記複数のサンプリングレートのうち、次に値の小さい前記サンプリングレートに対応する前記代表値との差が所定範囲外となる前記サンプリングレートの中で、最大の前記サンプリングレートを前記計測結果のサンプリングレートとして決定する、振動計測方法。
10. 振動センサシステムにおいて用いられる振動計測プログラムであって、
    コンピュータを、
    計測対象の振動を計測するセンサの計測結果をサンプリングして振動データを作成するデータ作成部と、
    前記データ作成部によって複数のサンプリングレートにおいて作成された前記振動データに基づいて前記データ作成部のサンプリングレートを変更する制御部、
    として機能させるためのプログラムであり、
    前記制御部は、複数の前記サンプリングレートにおいて作成された前記振動データの各々の代表値を算出し、前記複数のサンプリングレートのうち、次に値の小さい前記サンプリングレートに対応する前記代表値との差が所定範囲外となる前記サンプリングレートの中で、最大の前記サンプリングレートを前記データ作成部のサンプリングレートとして決定する、振動計測プログラム。

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