JP6988765B2 - 温度異常検知システム、温度異常検知方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、温度異常検知システム、温度異常検知方法およびプログラムに関し、より詳しくは、対象機器の温度異常を検知する温度異常検知システム、温度異常検知方法およびプログラムに関する。

従来、この種の温度異常検知システムとしては、例えば、特開２０１０−２２４６８０号公報に開示されているように、対象機器の温度の変化率を算出し、変化率が予め定められた閾値を超えたとき、温度異常が発生したと判定するものが知られている。

特開２０１０−２２４６８０号公報

しかしながら、特許文献１（特開２０１０−２２４６８０号公報）に記載のものでは、温度変化率のための閾値が適切であるか否か不明であり、温度上昇のメカニズムに詳しくないユーザにとって、温度異常を判定するための閾値を設定することが困難である、という問題点がある。

そこで、この発明の課題は、対象機器の温度異常を判定するための閾値を設定し易くできる温度異常検知システム、温度異常検知方法およびプログラムを提供することにある。

そこで、この開示の温度異常検知システムは、
対象機器の現在温度を、刻々、測定する温度測定部と、
上記測定した温度に基づいて温度変化率の極大値を検出する極大値検出部と、
上記温度変化率の極大値を検出してから、上記温度変化率が上記極大値に対して予め定められた減衰比まで低下する減衰期間を算出する減衰期間算出部と、
上記温度変化率の上記減衰期間に基づいて、上記対象機器の予測される到達温度を算出する予測温度算出部と、
算出された上記到達温度が、予め定められた温度閾値を超えているとき異常であると判定する異常判定部とを備え、
上記現在温度をＴ _ｉ とし、上記減衰期間をｔｈとし、現在の温度変化率をΔＴ _ｉ とし、予め定められた係数をｋとし、上記到達温度をＴ _ｉｎｆ としたとき、上記到達温度Ｔ _ｉｎｆ を、
Ｔ _ｉｎｆ ＝Ｔ _ｉ +ｋ×ｔｈ×ΔＴ _ｉ
なる算出式により算出する
ことを特徴とする。

本明細書で、「対象機器」とは、温度測定の対象となる機器であり、動作時に温度上昇する可能性がある物を指す。

また、「予め定められた減衰比」とは、例えば、減衰比１／２、または、減衰比１／３というような値を指す。ただし、これに限られるものではない。なお、上記温度変化率が上記極大値から減衰比１／２まで低下するときの減衰期間を、特に「半減期」と呼ぶ。

この開示の温度異常検知システムでは、温度検出部は、対象機器の現在温度を、刻々検出する。極大値検出部は、上記測定した温度に基づいて温度変化率の極大値を検出する。減衰期間算出部は、上記温度変化率の極大値を検出してから、上記温度変化率が上記極大値に対して予め定められた減衰比まで低下する減衰期間を算出する。予測温度算出部は、上記温度変化率の上記減衰期間に基づいて、上記対象機器の予測される到達温度を算出する。異常判定部は、算出された上記到達温度が、予め定められた温度閾値を超えているとき異常であると判定する。このように判定が行われる場合、ユーザは、温度変化率のための閾値を設定する必要が無く、上記到達温度に対する温度閾値を設定しておけばよい。したがって、ユーザは、対象機器の温度異常を判定するための閾値を設定し易くなる。また、対象機器の到達温度は、上記算出式によって正確に算出可能である。その結果、精度よく対象機器の異常を検知することができる。

一実施形態の温度異常検知システムは、上記予め定められた係数ｋの数値範囲は、
０．８／ｌｏｇ（ｍ）≦ｋ≦１．２／ｌｏｇ（ｍ）
により規定され、ここで、ｍは上記減衰比の逆数である実数であり、かつｍ＞１であり、ｌｏｇは自然対数であることを特徴とする。

この一実施形態の温度異常検知システムでは、対象機器の到達温度は、上記算出式によってより正確に算出可能である。その結果、より精度よく対象機器の異常を検知することができる。

一実施形態の温度異常検知システムは、上記対象機器が複数ある場合に、対象機器毎に順次到達温度が算出され、上記対象機器毎に異常であるか否かが判定されることを特徴とする温度異常検知システム。

この一実施形態の温度異常検知システムでは、上記対象機器毎に異常であるか否かが判定される。その結果、対象機器毎の異常を精度よく検知することができる。

別の局面では、この開示の温度異常検知方法は、
対象機器の温度を検知する温度異常検知方法であって、
対象機器の現在温度を、刻々、測定するステップと、
上記測定した温度に基づいて温度変化率の極大値を検出するステップと、
上記温度変化率の極大値を検出してから、上記温度変化率が上記極大値に対して予め定められた減衰比まで低下する減衰期間を算出するステップと、
上記温度変化率の上記減衰期間に基づいて、上記対象機器の予測される到達温度を算出するステップと、
算出された上記到達温度が、予め定められた温度閾値を超えているとき異常であると判定するステップとを備え、
上記現在温度をＴ _ｉ とし、上記減衰期間をｔｈとし、現在の温度変化率をΔＴ _ｉ とし、予め定められた係数をｋとし、上記到達温度をＴ _ｉｎｆ としたとき、上記到達温度Ｔ _ｉｎｆ を、
Ｔ _ｉｎｆ ＝Ｔ _ｉ +ｋ×ｔｈ×ΔＴ _ｉ
なる算出式により算出する
ことを特徴とする。

この開示の温度異常検知方法では、ユーザは、対象機器の温度異常を判定するための閾値を設定し易くできる。また、対象機器の到達温度は、上記算出式によって正確に算出可能である。その結果、精度よく対象機器の異常を検知することができる。

さらに別の局面では、この開示のプログラムは、上記温度異常検知方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。

この開示のプログラムをコンピュータに実行させることによって、上記温度異常検知方法を実施することができる。

以上より明らかなように、この本開示の温度異常検知システム、温度異常検知方法によれば、対象機器の温度異常を判定するための閾値を設定し易くできる。また、この開示のプログラムをコンピュータに実行させることによって、上記温度異常検知方法を実施することができる。

図１（Ａ）は、この発明の一実施形態の温度異常検知システムの概略構成を示す図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）中の制御盤の前扉が閉じられた状態で、この制御盤内に設けられた、温度異常検知の対象となる対象機器と、センサ筐体との配置を模式的に示す図である。 図２（Ａ）は、上記センサ筐体に搭載されたセンサアレイモジュールの外観を示す図である。図２（Ｂ）は、上記センサアレイモジュールに含まれた放射温度センサの感温素子アレイを示す図である。 上記温度異常検知システムの機能的なブロック構成を示す図である。 上記温度異常検知システムが実行する温度異常検知の動作フローを示す図である。 対象機器の時間経過に伴う温度の変化を近似する関数を示す図である。 図５の関数を時間微分して得られた、時間経過に伴う温度変化率の変化を示す図である。 或る対象機器の異常動作時の時間経過に伴う温度の変化を例示的に示す図である。 別の対象機器の異常動作時の時間経過に伴う温度の変化を例示的に示す図である。

以下、この開示の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

（システムの構成）
図１（Ａ）は、この発明の一実施形態の温度異常検知システム１の概略構成を模式的に示している。この例では、温度異常検知システム１は、制御盤９０内に配置された対象機器９１の温度異常を検知するものであり、大別して、制御盤９０の前扉９０ｆの内側に配置された放射温度センサ９７と、制御盤９０の外部に配置された異常判定装置１００とを備えている。この例では、制御盤９０内の放射温度センサ９７と異常判定装置１００とは、信号ケーブル９９，１８０を介して通信可能に接続されている。なお、放射温度センサ９７と異常判定装置１００とは、無線で通信可能になっていてもよい。

制御盤９０は、一般的な構成のものであり、この例では、直方体状の外形をもつ筐体９０Ｍと、この筐体９０Ｍ内に配置された対象機器９１と、この対象機器９１に電力を供給する電源部９２（後述の図３参照）とを備えている。この例では、筐体９０Ｍは、図１（Ａ）中に矢印Ｅで示すように開閉可能な前扉９０ｆを有している。図１（Ｂ）（前扉９０ｆが閉じられた状態で制御盤９０の内部を右側方から見たところを模式的に示す）に示すように、対象機器９１は、筐体９０Ｍの後壁９０ｒの内面に沿って取り付けられている。

対象機器９１としては、例えば、直流電源、コンタクタ、調節計、モータドライバ、ブレーカなどの各種機器のほか、機器の一部をなすパワー半導体、リレー、ヒートシンク、電力系配線、端子など、動作時に温度上昇する可能性があるものが挙げられる。

放射温度センサ９７は、この放射温度センサ９７を収容するセンサ筐体９５Ｍを備えている。

図２（Ａ）に示すように、この例では、放射温度センサ９７は、センサ基板９６に搭載された円筒状のキャンケース９７ｂと、このキャンケース９７ｂの先端開口を塞ぐように取り付けられたレンズ９７ａと、キャンケース９７ｂ内でセンサ基板９６に沿って配置された感温素子アレイ９７ｃとを備えている。レンズ９７ａは、対象機器９１が放射した赤外線を集光して感温素子アレイ９７ｃ上に入射させる。感温素子アレイ９７ｃは、この例では、サーモパイル（熱電堆）からなり、図２（Ｂ）に示すように、８行×８列の感温素子１９１，１９１，…の配列によって構成されている。これらの感温素子１９１，１９１，…がレンズ９７ａを通してこの放射温度センサ９７の視野内のそれぞれ別の方向を見ることによって、視野内の温度分布を表す複数（この例では、６４個）の温度信号を出力することが可能になっている。後述のように、これらの６４個の温度信号のうち、選択された信号が表す温度が温度Ｔ_ｉ（ｎ）として取得される。この例では、ｎ＝１〜６４である。

このように、放射温度センサ９７を備える場合、この放射温度センサ９７によって、対象機器９１が示す温度Ｔ_ｉを、制御盤９０の筐体９０Ｍ内で対象機器９１から離れた位置で測定できる。したがって、たとえ対象機器９１が異常に温度上昇したとしても、その温度上昇による被害を受け難い。また、放射温度センサ９７自体は、例えば熱電対温度センサに比して、短絡、発火などの危険が少ないという利点がある。

この例では、この放射温度センサ９７の視野には、１個の対象機器９１のみが図示されているが、これに限られるものではない。放射温度センサ９７の視野には、動作時に温度上昇する可能性がある複数の対象機器が含まれていてもよい。また、対象機器９１の複数の部分がそれぞれ動作時に温度上昇する場合であっても、放射温度センサ９７は、それらの複数の部分の温度をそれぞれ観測することができる。

図１（Ｂ）中に示すように、放射温度センサ９７を搭載したセンサ基板９６は、上述のセンサ筐体９５Ｍに、放射温度センサ９７のレンズ９７ａが外部に面する状態で搭載されている。センサ筐体９５Ｍは、図示しない取付金具によって、制御盤９０の前扉９０ｆの内面に、堅固に取り付けられている。この例では、センサ筐体９５Ｍ（およびセンサ基板９６）は、放射温度センサ９７の視野に対象機器９１が入るように、前扉９０ｆの鉛直な内面に対して傾斜した状態で取り付けられている。

なお、この例では、放射温度センサ９７は、センサ筐体９５Ｍに搭載された図示しない電池からの電力供給によって動作する構成になっている。ただし、放射温度センサ９７は、制御盤９０の電源部９２から電力供給を受けてもよい。

図３は、温度異常検知システム１の機能的なブロック構成を示している。

温度異常検知システム１に含まれた異常判定装置１００は、この例では、操作部１０３、記憶部１０２、制御部１０１、通信部１０４、および警報部１０５を備えている。

操作部１０３は、この例ではキーボードとマウスからなっている。この例では、操作部１０３は、特に、ユーザが処理開始／終了指示、および、温度異常の判定のための閾値Ｔｈを入力するために用いられる。

記憶部１０２は、この例では、非一時的にデータを記憶し得るＥＥＰＲＯＭ（電気的に書き換え可能な不揮発性メモリ）、および、一時的にデータを記憶し得るＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）を含んでいる。この記憶部１０２には、制御部１０１を制御するためのソフトウェア（コンピュータプログラム）が格納されている。また、この例では、記憶部１０２は、ユーザによって入力された温度異常の判定のための閾値Ｔｈを記憶する。また、後述のように、記憶部１０２は、温度Ｔ_ｉ、温度変化率ΔＴ_ｉ、温度変化率の極大値ΔＴ_ｍａｘなどの数値を記憶する。

制御部１０１は、この例では、記憶部１０２に格納された制御プログラム（ソフトウェア）に従って動作するプロセッサによって構成されている。この制御部１０１は、ソフトウェアによって構成された温度変化率算出部１４１と、到達温度算出部１４２と、判定部１４３とを含んでいる。この温度変化率算出部１４１は、温度測定部と極大値検出部とを構成している。到達温度算出部１４２は、減衰期間算出部と予測温度算出部とを構成している。判定部１４３は異常判定部を構成している。この例では、制御部１０１はプロセッサを含むものとしたが、これに限るものではない。制御部１０１は、ＰＬＤ（Programmable Logic Device)、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの、論理回路（集積回路）を含むものとしてもよい。この制御部１０１の動作については、図４の動作フローを用いて後に詳述する。

通信部１０４は、制御部１０１によって制御されて所定の情報を外部の装置に送信したり、また、外部の装置からの情報を受信して制御部１０１に受け渡したりする。この例では、通信部１０４は、外部の装置からの指示を受信する。また、通信部１０４は、図示しない上位装置へ温度異常信号ＡＴを送信する。

警報部１０５は、この例では、ＬＣＤ（液晶表示素子）からなる表示器１５１と、ブザー１５２とを含んでいる。表示器１５１は、制御部１０１からの信号に基づいて、各種情報を表示画面に表示する。ブザー１５２は、制御部１０１からの信号に基づいて、ブザー音を鳴動させる。

（到達温度の算出式の導出）
次に、対象機器である熱容量に一定の発熱量が加えられる場合、到達温度の算出式の導出過程を説明する。

熱容量に一定の発熱量が加えられる場合、伝達関数は１次遅れ特性で近似することができる。次に１次遅れ特性を表す式Ｅｑ１を示す。
Ｇ（ｓ）＝Ｋ／（τ・ｓ＋１） ・・・（Ｅｑ１）
ただし、ｓはラプラス演算子、Ｋはゲイン定数、τは時定数を表す。

このとき、この時間応答はインデンシャル応答またはステップ応答と呼ばれる。時間応答は次式Ｅｑ２により求められる。この例では、図５に示すように、対象機器が示す温度は、時間ｔによる関数Ａ（ｔ）によって近似される。
Ａ（ｔ）＝Ｋ（１−ｅｘｐ（−ｔ／τ）） ・・・（Ｅｑ２）

式Ｅｑ２のステップ応答Ａ（ｔ）の変化率は、式Ｅｑ２の時間微分で求められる。次に時間微分の式Ｅｑ３を示す。
Ａ’（ｔ）＝（Ｋ／τ）・ｅｘｐ（−ｔ／τ） ・・・（Ｅｑ３）

この変化率Ａ’（ｔ）は、時間ｔからｘだけ経過すると、次式Ｅｑ４のような比率となる。
Ａ’（ｔ＋ｘ）／Ａ’（ｔ）
＝（（Ｋ／τ）・ｅｘｐ（−（ｔ＋ｘ）／τ））／（（Ｋ／τ）・ｅｘｐ（−ｔ／τ））
＝ｅｘｐ（−（ｔ＋ｘ）／τ）／ｅｘｐ（−ｘ／τ）
＝ｅｘｐ（−ｘ／τ） ・・・（Ｅｑ４）

したがって、変化率Ａ’（ｔ）は、どの時刻ｔから見ても、一定の時間比率で減少することが分かる。これは減衰期間は変化しないことを意味する。

ここで、ある時刻ｔ０でのＡ（ｔ０）とＡ’（ｔ０）、変化率の減衰期間ｔｈを計測して、Ａ（ｔ）が到達する到達温度Ａ（ｔ→∞）を求める。

まず、Ａ（ｔ０）を初期値として、変化率Ａ’（ｔ０）から一定の減衰期間ｔｈで変化する温度の収束値（到達温度）Ｔ∞は、次式Ｅｑ５で計算することができる。

・・・（Ｅｑ５）

ここで、次式Ｅｑ６で、ａ＝０．５とした結果を、上記式Ｅｑ５に代入すると後述の式Ｅｑ７を得ることができる。この例では、ａ＝０．５（これは半減期を意味する。）としたが、これに限られるものではない。ａは任意の減衰比を取ることができる。例えば、減衰比１／３とすれば、ａ＝０．３３３…を上記式Ｅｑ５に代入すればよい。

≒１．４４・ｔｈ ・・・（Ｅｑ６）

Ｔ∞＝Ａ（ｔ０）−Ａ’（ｔ０）・ｔｈ／ｌｏｇ（ａ）
＝Ａ（ｔ０）−Ａ’（ｔ０）・ｔｈ／ｌｏｇ０．５
≒Ａ（ｔ０）＋Ａ’（ｔ０）／１．４４・ｔｈ ・・・（Ｅｑ７）

以上により、到達温度Ｔ∞は、任意の時間ｔ０で、温度Ａ（ｔ０）、温度変化率Ａ’（ｔ０）、変化率の減衰期間ｔｈを用いて式Ｅｑ７により算出することができる。

例えば、Ａ（ｔ０）＝４０℃、減衰期間ｔｈ＝１０分、Ａ’（ｔ０）＝０．１℃／分の場合、到達温度Ｔ∞＝４０℃＋１．４４・１０分・０．１℃／分≒４１．４℃のように計算することができる。

図６は、時間経過に伴う温度変化率の変化を示す。図６の関数Ａ’（ｔ）によって分かるように、温度変化率は、時間に伴って、極大値ΔＴ_ｍａｘまで上昇し、その後下降する。温度変化率の減衰期間ｔｈは、温度変化率の極大値ΔＴ_ｍａｘを示した時間からΔＴ_ｍａｘ／２までの時間までの期間ｔｈを表している。この例では、半減期ΔＴ_ｍａｘ／２としたが、これに限られるものではない。ΔＴ_ｍａｘ／３などの任意の減衰比となる時間を算出してもよい。

（温度異常検知の動作）
図４は、異常判定装置１００が実行する温度異常検知処理（温度異常検知方法）のフローを示している。この例では、制御盤９０の運転開始と同時に、異常判定装置１００は図３中に示した操作部１０３を介した処理開始指示を受けて、この温度異常検知処理を開始するものとする。なお、この例では、図２（Ｂ）中に示すように、放射温度センサ９７は、ｎ個の感温素子１９１（温度セル）毎に分割された検知エリアに対応する対象機器９１の温度を検出している。この例では、温度セルは６４個に分割されており、ｎ＝１〜６４であった。

まず、図４のステップＳ１に示すように、制御部１０１は温度警報を出力するための閾値Ｔｈを読み込む。なお、温度セルは、６４個に分割されているので、ｎ＝１〜６４それぞれの閾値Ｔｈを合計６４回読み込む。ここで、閾値Ｔｈは、ユーザの操作部１０３を通した入力によって、記憶部１０２に予め記憶されている。制御部１０１は、図示しない入出力インタフェースを介して、放射温度センサ９７が出力する温度セル毎の温度信号（温度Ｔ_ｉ）を、刻々、入力している。また、制御部１０１は、現在温度Ｔ_ｉを、刻々、時系列で記憶部１０２に記憶している。

次に、図４のステップＳ２に示すように、制御部１０１は温度変化率算出部１４１として働いて、今回のターンでの温度Ｔ_ｉと前回ターンでの温度Ｔ_ｉ−１の差分を算出することにより、温度変化率ΔＴ_ｉを求める。なお、この例では、１回のターンのための処理時間Δｔが一定になっているので、今回のターンでの温度Ｔ_ｉと前回ターンでの温度Ｔ_ｉ−１の差分ΔＴ_ｉは、温度変化率として把握される。このようにして、求められた温度変化率ΔＴ_ｉは、時系列で記憶部１０２に記憶される。なお、ｎ＝１〜６４の温度セル毎に合計６４個の温度変化率ΔＴ_ｉを求める。

次に、図４のステップＳ３に示すように、制御部１０１は温度変化率算出部１４１として働いて、前回のターンでの温度変化率ΔＴ_ｉ−１に対して今回のターンでの温度変化率ΔＴ_ｉが減少していないか否か判断する。前回のターン時の温度変化率ΔＴ_ｉ−１に対して今回のターンでの温度変化率ΔＴ_ｉが減少していなければ（ステップＳ３でＮＯ）、温度変化率が上昇中であると判断して、ステップＳ２に戻り次ターンの温度変化率を算出する。ステップＳ３で、時系列で記憶された前回のターン時の温度変化率ΔＴ_ｉ−１に対して今回のターンでの温度変化率ΔＴ_ｉが減少していれば（ステップＳ３でＹＥＳ）、温度変化率が変化率の極大値（ここで前回のターン時の温度変化率ΔＴ_ｉ−１をΔＴ_ｍａｘとする。）に達したと判断して、ステップＳ４に進む。なお、ｎ＝１〜６４の温度セル毎に合計６４個の温度変化率の極大値ΔＴ_ｍａｘを求める。

次に、図４のステップＳ４に示すように、制御部１０１は、現在の温度変化率ΔＴ_ｉがΔＴ_ｍａｘ／２より減少していないか否か判断する。現在の温度変化率ΔＴ_ｉがΔＴ_ｍａｘ／２より減少していなければ（ステップＳ４でＮＯ）、温度変化率ΔＴ_ｉが減少中であると判断して、ステップＳ４を繰り返す。ステップＳ４で、現在の温度変化率ΔＴ_ｉがΔＴ_ｍａｘ／２より減少していれば（ステップＳ４でＹＥＳ）、現在の温度変化率ΔＴ_ｉがΔＴ_ｍａｘ／２に達したと判断して、ステップＳ５に進む。

次に、図４のステップＳ５に示すように、制御部１０１は、温度変化率の減衰期間ｔｈを算出する。具体的には、制御部１０１は、温度変化率ΔＴ_ｉを求めた際のカウント値を、ΔＴ_ｍａｘからΔＴ_ｍａｘ／２までの時間に換算することによって、減衰期間ｔｈの期間を算出する。この例では、半減期ΔＴ_ｍａｘ／２としたが、これに限られるものではない。ΔＴ_ｍａｘ／３などの任意の減衰比となる減衰期間を算出してもよい。これにより、温度変化率ΔＴ_ｉのノイズによる影響を低減することができる。その結果、到達温度を精度良く算出することができる。減衰期間ｔｈの算出後、ステップＳ６に進む。なお、ｎ＝１〜６４の温度セル毎に合計６４個の減衰期間ｔｈの期間を算出する。

次に、図４のステップＳ６に示すように、制御部１０１は、到達温度算出部１４２として働いて、現在温度をＴ_ｉとし、減衰期間をｔｈとし、現在温度変化率をΔＴ_ｉとし、予め定められた係数をｋとしたとき、到達温度Ｔ_ｉｎｆを次式Ｅｑ８により算出する。
Ｔ_ｉｎｆ＝Ｔ_ｉ＋ｋ×ｔｈ×ΔＴ_ｉ ・・・（Ｅｑ８）
ここで、ｋは、１次遅れモデル（論理値）と実機の到達温度の差を補正するための係数である。好ましくは、０．５≦ｋ≦１．５の数値範囲が採用される。より好ましくは、０．８／ｌｏｇ（ｍ）≦ｋ≦１．２／ｌｏｇ（ｍ）、ここで、ｍは減衰比の逆数である実数であり、かつｍ＞１であり、ｌｏｇは自然対数である数値範囲が採用される。

次に、図４のステップＳ７に示すように、制御部１０１は、判定部１４３として働いて、到達温度Ｔ_ｉｎｆが閾値Ｔｈを超えたか否か判断する。到達温度Ｔ_ｉｎｆが閾値Ｔｈを超えたとき（ステップＳ７でＹＥＳ）、対象機器９１温度異常が発生したと判定する。制御部１０１は、温度異常が発生したことを表す温度異常信号ＡＴを作成して、図３中に示した警報部１０５へ出力する。これにより、警報部１０５に含まれた表示器１５１は、対象機器９１の温度異常が発生したことを表す警報（例えば、「対象機器ｎに温度異常が発生しました」という表示）を表示画面に表示する。また、ブザー１５２は、警報としてブザー音を鳴動させる（ステップＳ９）。この例では、これと並行して、制御部１０１は通信部１０４を介して、図示しない外部の装置へ温度異常信号ＡＴを出力する。

次に、判定部は、到達温度Ｔ_ｉｎｆが閾値Ｔｈを超えていないと判断したとき（ステップＳ７でＮＯ）、ステップＳ９に進む。この例では、ｎ＝１〜６４の温度セル毎に合計６４回到達温度Ｔ_ｉｎｆを順次算出し順次各閾値Ｔｈと比較する。この場合、ｎ＝１〜６４の温度セルのうち１個でも到達温度Ｔ_ｉｎｆが閾値Ｔｈを超えたとき、閾値Ｔｈを超えた温度セルに対応する対象機器９１を指定して警報を出力する。

次に、図４のステップＳ９に示すように、制御部１０１は、終了条件を充足するか否か判断する。具体的には、終了条件が充足されたというのは、放射温度センサ９７による対象機器９１の温度検知の終了時間が決まっている場合に、終了時間を超えたとき、または、ユーザの操作部１０３を通した指示により終了指示を受信したときなどを指す。終了条件を充足しないと判断されたとき（ステップＳ９でＮＯ）、ステップＳ６に戻り、到達温度Ｔ_ｉｎｆを算出する。一方、終了条件を充足すると判断されたとき（ステップＳ９でＹＥＳ）、温度異常検知システムが実行する温度異常検知方法の処理フローを終了する。

このようにして温度異常が発生したか否かの判定が行われる場合、ユーザは、温度変化率のための閾値を設定する必要が無く、到達温度Ｔ_ｉｎｆに対する温度閾値を設定しておけばよい。したがって、ユーザは、対象機器９１の温度異常を判定するための閾値Ｔｈを設定し易くなる。

この例では、対象機器９１の到達温度は、上記算出式Ｅｑ８によって正確に算出可能である。その結果、精度よく対象機器９１の異常を検知することができる。

この例では、ｎ＝１〜６４の温度セルに対応した対象機器９１毎に異常であるか否かが判定される。その結果、放射温度センサ９７の視野に、動作時に温度上昇する可能性がある複数の対象機器９１が含まれている場合に、対象機器９１毎の温度異常を検知することができる。また、対象機器９１の複数の部分がそれぞれ動作時に温度上昇する場合であっても、それらの複数の部分毎の温度異常を検知することができる。

図７は、或る対象機器（これを９１Ａとする。）の異常動作時の時間の経過に伴う温度変化を例示している。この例では、閾値Ｔｈ＝１００℃に設定されている。対象機器９１Ａの温度は、時間経過に伴って上昇するグラフＣａによって示されている。この例では、対象機器９１Ａの予測される到達温度が閾値Ｔｈ＝１００℃を超えることが、時刻ｔａで判明する。したがって、時刻ｔａで警報が出力される。これにより、対象機器９１Ａの温度異常を、実際に温度が閾値Ｔｈ＝１００℃を超える時刻ｔａｒよりも早期に検知することができる。

図８は、別の対象機器（これを９１Ｂとする。）の異常動作時の時間の経過に伴う温度変化を例示している。この例では、閾値Ｔｈ＝１００℃に設定されている。図７の場合と同様に、対象機器９１Ｂの温度は、時間経過に伴って上昇するグラフＣｂによって示されている。ただし、図７のグラフＣａに比して、図８のグラフＣｂは、時間経過に伴って緩やかに上昇している。この例では、対象機器９１の予測される到達温度が閾値Ｔｈ＝１００℃を超えることが、時刻ｔｂで判明する。したがって、時刻ｔｂで警報が出力される。これにより、対象機器９１Ｂの温度異常を、実際に温度が閾値Ｔｈ＝１００℃を超える時刻ｔｂｒよりも早期に検知することができる。さらに、図８の例では、図７の例に比して、警報が出力される時刻ｔｂは、実際に温度が閾値Ｔｈ＝１００℃を超える時刻ｔｂｒよりも、極めて早くなる。このように早期に警報を発することは、ユーザにとって有益である。

なお、上述の温度異常検知方法を、ソフトウェア（コンピュータプログラム）として、ＣＤ（コンパクトディスク）、ＤＶＤ（デジタル万能ディスク）、フラッシュメモリなどの非一時的（non-transitory）にデータを記憶可能な記録媒体に記録してもよい。このような記録媒体に記録されたソフトウェアを、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（パーソナル・デジタル・アシスタンツ）、スマートフォン、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）などの実質的なコンピュータ装置にインストールすることによって、それらのコンピュータ装置に、上述の温度異常検知方法を実行させることができる。

また、上述の例では、制御盤９０の外部に異常判定装置１００が配置されたが、これに限られるものではない。例えば、制御盤９０の内部に設けられたセンサ筐体９５Ｍに、異常判定装置１００を組み込んでもよい。その場合、異常判定装置１００に無線通信可能な通信部を設けて、対象機器９１の温度異常が発生した時、その通信部によって外部へ警報を送信するのが望ましい。ユーザは、その警報を受信することによって、制御盤９０内に配置された対象機器９１に温度異常が発生したことを直ちに認識でき、対象機器９１を交換するなどの必要な対策を迅速にとることができる。

以上の実施形態は例示であり、この発明の範囲から離れることなく様々な変形が可能である。上述した複数の実施の形態は、それぞれ単独で成立し得るものであるが、実施の形態同士の組みあわせも可能である。また、異なる実施の形態の中の種々の特徴も、それぞれ単独で成立し得るものであるが、異なる実施の形態の中の特徴同士の組みあわせも可能である。

１ 温度異常検知システム
９０ 制御盤
９１ 対象機器
９７ 放射温度センサ
１００ 異常判定装置
１０１ 制御部
１０５ 警報部
１４１ 温度変化率算出部
１４２ 到達温度算出部

Claims (5)

1. 対象機器の現在温度を、刻々、測定する温度測定部と、
   上記測定した温度に基づいて温度変化率の極大値を検出する極大値検出部と、
   上記温度変化率の極大値を検出してから、上記温度変化率が上記極大値に対して予め定められた減衰比まで低下する減衰期間を算出する減衰期間算出部と、
   上記温度変化率の上記減衰期間に基づいて、上記対象機器の予測される到達温度を算出する予測温度算出部と、
   算出された上記到達温度が、予め定められた温度閾値を超えているとき異常であると判定する異常判定部とを備え、
   上記現在温度をＴ _ｉ とし、上記減衰期間をｔｈとし、現在の温度変化率をΔＴ _ｉ とし、予め定められた係数をｋとし、上記到達温度をＴ _ｉｎｆ としたとき、上記到達温度Ｔ _ｉｎｆ を、
   Ｔ _ｉｎｆ ＝Ｔ _ｉ +ｋ×ｔｈ×ΔＴ _ｉ
   なる算出式により算出する
   ことを特徴とする温度異常検知システム。
2. 請求項１の温度異常検知システムにおいて、
   実数をｍとしたとき、上記予め定められた係数ｋの数値範囲は、
   ０．８／ｌｏｇ（ｍ）≦ｋ≦１．２／ｌｏｇ（ｍ）
   により規定され、ここで、ｍは上記減衰比の逆数である実数であり、かつｍ＞１であり、ｌｏｇは自然対数であることを特徴とする温度異常検知システム。
3. 請求項１または２に記載の温度異常検知システムにおいて、
   上記対象機器が複数ある場合に、対象機器毎に順次到達温度が算出され、上記対象機器毎に異常であるか否かが判定されることを特徴とする温度異常検知システム。
4. 対象機器の温度を検知する温度異常検知方法であって、
   対象機器の現在温度を、刻々、測定するステップと、
   上記測定した温度に基づいて温度変化率の極大値を検出するステップと、
   上記温度変化率の極大値を検出してから、上記温度変化率が上記極大値に対して予め定められた減衰比まで低下する減衰期間を算出するステップと、
   上記温度変化率の上記減衰期間に基づいて、上記対象機器の予測される到達温度を算出するステップと、
   算出された上記到達温度が、予め定められた温度閾値を超えているとき異常であると判定するステップとを備え、
   上記現在温度をＴ _ｉ とし、上記減衰期間をｔｈとし、現在の温度変化率をΔＴ _ｉ とし、予め定められた係数をｋとし、上記到達温度をＴ _ｉｎｆ としたとき、上記到達温度Ｔ _ｉｎｆ を、
   Ｔ _ｉｎｆ ＝Ｔ _ｉ +ｋ×ｔｈ×ΔＴ _ｉ
   なる算出式により算出する
   ことを特徴とする温度異常検知方法。
5. コンピュータに、請求項４の温度異常検知方法を実行させるためのプログラム。

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