JPH04148309A - 電気計装システム劣化診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、電気計装システムの劣化診断装置に係り、特
に簡単な装置構成で、精度の高い劣化情報が得られる電
気計装システム劣化診断装置に関する。

（従来の技術） 近年、電気計装システムは、公共設備、化学プラント、
原子カプラント等において、そのシステムの安全性、経
済性、および高稼動率を確保する上から、益々重要な部
分を占めるようになってきている。

このため、電気計装システムにおいては、高品質保証の
実施、多重化、多様化の積極的採用、耐震設計、耐環境
設計、オンラインでの異常診断機能の付加等、様々な対
策が実施されているが、また完全に故障を予防・予知す
るまでには至っていない。特に、徐々に進行する劣化現
象に対しては、現在は、サンプル調査、分析、軽微な故
障発生頻度の傾向分析等を行なって対処しているが、こ
れらの方法たけでは、電気計装システムの劣化状態を、
タイムリーにかつ精度よく把握することは困難である。

（発明が解決しようとする課題） ところで、電気計装システムの劣化故障は、まず第１に
、周囲部あるいは当該部の高温による絶縁劣化あるいは
絶縁破壊、または高温による素子劣化があり、また第２
に、電気計装設備自身の振動あるいは周囲の振動による
接触部の接触不良または機械的破壊があり、さらに第３
に、周囲環境悪化に伴なう腐蝕による素子不良がある。

中でも、温度および振動による劣化故障は、外部から判
断することが困難な場合が多いため、温度および振動の
状態を、タイムリーにかつ精度よく監視・把握すること
は、電気計装システムの劣化診断にとって極めて重要で
ある。

従来、電気計装システムの温度、振動についての影響評
価を行なう方法としては、多数の温度計を測定部位に取
付けて監視したり、多数の振動計を監視対象部位に取付
け、オンライン監視する方法が採られているが、プラン
ト規模の増大による電気計装システムの複雑化、大型化
に伴ない、必要とされる監視対象の数が飛躍的に増大す
るため、劣化診断のための設備の規模およびその工事量
が膨大となり、経済的制約と相俟って、設備の設置が制
限されるという問題がある。

また、過去のデータとの比較か、測定具、監視員の過去
の経験に基づいてなされているため、精度よく劣化を判
定することかできないという問題もある。

本発明は、このような点を考慮してなされたもので、簡
単な装置構成で、精度の高い劣化情報をタイムリーに得
ることができる電気計装システム劣化診断装置を提供す
ることを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、前記目的を達成する手段として、監視対象物
の画像を可視光線画像信号と赤外線画像信号とに分けて
出力するＴＶカメラと、このＴＶカメラの撮像位置を変
更するＴＶ右カメラ動装置と、前記可視光線画像信号を
三角測量法に基づき処理してＴＶカメラから監視対象物
までの距離を演算するとともに、前記ＴＶ右カメラ動装
置の作動量に基づき監視対象物の方位を演算し、かつこ
れらの演算結果に基づき監視対象物の特定を行なう監視
対象物判定装置と、現在の可視光線画像信号と一定時間
前の可視光線画像信号とを比較して監視対象物の振動を
観測・測定する振動監視装置と、前記赤外線画像信号に
基づき監視対象物の温度分布を観測・測定するとともに
、現在の赤外線画像信号と一定時間前の赤外線画像信号
とを比較して監視対象物の温度変化を観測・測定する温
度監視装置と、監視対象物の過去のデータを記憶するデ
ータ記憶装置と、前記両監視装置からの出力信号と前記
データ記憶装置からの過去のデータとを比較し監視対象
物の劣化を判定する劣化判定装置とをそれぞれ設けるよ
うにしたことを特徴とする。

（作　用） 本発明に係る電気計装システムにおいて、ＴＶカメラで
捉えられた監視対象物の画像は、可視光線画像信号と赤
外線画像信号とに分けられ、可視光線画像信号は、監視
対象物判定装置において、三角測量法に基づき処理され
、ＴＶカメラから監視対象物までの距離が求められる。

この監視対象物判定装置においてはまた、ＴＶカメラの
撮像位置を変更するＴＶ右カメラ動装置の作動量に基つ
き監視χ・１象物の方位か求められ、この方位と前記距
離とから、監視対象物の特定がなされる。したがって、
１台のＴＶ右カメラ、複数の監視対象物の監視が可能と
なる。

振動監視装置においては、現在の可視光線画像信号と一
定時間前の可視光線画像信号とか比較され、両者のずれ
量から監視対象物の振動か監視される。

また、温度監視装置においては、赤外線画像信号に基づ
き監視対象物の温度分布が監視されるとともに、現在の
赤外線画像信号と一定時間前の赤外線画像信号との比較
により、温度変化が監視される。

そして、前記両監視装置からの出力信号は、劣化判定装
置において過去のデータと比較され、監視対象物の劣化
か判定される。

（実施例） 以下、本発明を図面を参照して説明する。

第１図は、本発明の第１実施例に係る電気計装ンステム
劣化診断装置を示すもので、この劣化診断装置は、監視
対象物１を異なる位置から画像として捉える２台のＴＶ
左カメラを備えている。

これら各ＴＶ右カメラは、例えば特開昭６２−１１３８
４号公報に示されているＴＶ右カメラ同様、画像信号を
可視光線画像信号と赤外線画像信号とに分けて出力でき
る構造になっており、これら各ＴＶ右カメラは、パンチ
ルト機構３により水平・垂直方向の三次元の任意の位置
に設定できるように、操作部４からの信号に基づきカメ
ラ駆動制御部５により制御されるようになっている。

各パンチルト機構３には、設定された各ＴＶ右カメラの
位置を検出する位置検出器６かそれぞれ設けられており
、これら各位置検出器６からの位置信号は、カメラ駆動
制御部５にフィードバックされる一方、各ＴＶ右カメラ
からの可視光線画像信号および赤外線画像信号とともに
、後述する劣化診断信号処理装置７に入力されるように
なっている。

この劣化診断信号処理装置７は、高速画像処理部８と、
温度分布監視部９と、位置判定部１０とを鑞えており、
この劣化診断信号処理装置７からの１≦号は、後に詳述
するように、劣化判定装置１１および表示部］２にそれ
ぞれ与えられるようになっている。

高速画像処理部８は、時々刻々人力される可視光線画像
信号をデインタル処理し、時刻ｔにおける監視対象物１
の位置と時刻ｔ＋１における監視対象物１の位置とに基
づき、監視対象物１の振動値を算出するようになってお
り、算出された振動値は、劣化判定装置１１に入力され
、診断用データベース１３からのデータと比較されるよ
うになっている。

この診断用データベース１３には、複数の各監視対象物
１に対応させて、過去の振動性状データおよび温度上限
値等がデータベース化されており、時々刻々あるいは長
期的に振動性状が変化している場合には、劣化判定装置
１１において、過去の振動性状と比較され、異常あるい
は劣化が判定されるようになっている。そして、判定さ
れた状態は、表示部］２に表示され、オペレータあるい
は保修具に報知されるようになっている。

また、温度分布監視部９は、時々刻々人力される赤外線
画像信号をデインタル処理し、監視対象物１の温度分布
を算出するとともに、時刻ｔにおける監視対象物１の温
度分布と時刻ｔ＋１における監視対象物１の温度分布と
に基づき、監視対象物１の温度変化を算出するようにな
っている。そして、算出された温度変化は、劣化判定装
置１１に入力されて診断用データベース１３からのデー
タと比較されるようになっている。そして、その結果は
表示部１２に表示され、オペレータまたは保修具に報知
されるようになっている。

さらに、位置判定部１０は、各ＴＶ右カメラからの可視
光線画像信号を、三角測量法の原理に基づき処理し、Ｔ
Ｖ左カメラから監視対象物１までの距離を演算するとと
もに、ＴＶ左カメラの位置とＴＶ左カメラのパンチルト
角とから、監視対象物１の方位を演算し、さらに、診断
用データベース１３から予め入力されている地図データ
と、荊記距離および方位とに基づき、監視対象物１か何
であるかを判定するようになっている。すなわち、複数
の監視対象物１を平行して同時に監視する場合でも、各
監視対象物１を峻別できるようになっている。

なお、三角測量法の原理に基づき、ＴＶ左カメラから監
視対象物１までの距離を演算する場合には、通常は本実
施例のように、２台のＴＶ左カメラを用いてステレオ視
するのが一般的であるが、１台のＴＶ左カメラでも、位
置を移動させて三箇所で撮像することにより、監視対象
物１までの距離を演算することは可能である。

次に、本実施例の作用について説明する。

監視対象物１の画像は、２台のＴＶ左カメラで捉えられ
、可視光線画像信号と赤外線画像信号とに分けて劣化診
断信号処理装置７に与えられる。

劣化診断信号処理装置７の高速画像処理部８では、時々
刻々入力される可視光線画像信号がディジタル処理され
、時刻ｔにおける監視対象物１の位置と時刻ｔ＋１にお
ける監視対象物１の位置とか比較される。

ここで、比較された位置と時刻ｔ、ｔ＋１の時間間隔は
判っているので、同時刻ｔ、ｔ＋１における位置のずれ
から、監視対象物１の振動値が算出される。

算出された振動値は、劣化判定装置１１に入力され、こ
の劣化判定装置１１において、診断用データベース１３
からの過去の振動性状データと比較される。そして、時
々刻々あるいは長期的に変化する振動性状が、異常ある
いは劣化と判定された場合には、判定結果が表示部１２
に表示され、オペレータあるいは保修具に対し警報が発
せられる。

また、監視対象物１の位置を判定する位置判定部１０で
は、２台のＴＶ左カメラからの可視光線画像信号の入力
により、三角測量法の原理に基づき、ＴＶ左カメラから
監視対象物１までの距離が測定されるとともに、ＴＶ左
カメラの位置とＴＶ左カメラのパンチルト角とに基づき
、監視対象物１の方位が測定される。また、予め診断用
データヘース１３から入力されている地図データと、前
記距離および方位とに基づき、監視対象物１が何である
か判定される。

さらに、温度分布監視部９では、時々刻々入力される赤
外線画像信号かディジタル処理され、監視対象物１の温
度分布か測定されるとともに、時刻ｔにおける監視対象
物１の温度分布と、時刻ｔ＋１における監視対象物１の
温度分布との比較により、監視対象物１の温度変化が求
められる。

一般に、温度変化は急激には変化せず、徐々に進行する
ため、診断用データベース１３に格納されている各監視
対象物１の温度制限値と、劣化判定装置１１において適
切なタイミングで比較され、劣化の進行状況が判定され
る。そして判定結果は、表示部１２に表示され、オペレ
ータあるいは保修具に対して警報が発せられる。

ところで、温度制限値は、各監視対象物１の電気的絶縁
種別により、設計的に与えられるため、この値が上限値
として用いられるが、上限値に達しない温度であっても
、上限値近傍に高め安定状態か長時間継続する場合には
、警報か発せられる。

このように、２台のＴＶ左カメラて複数の監視対象物１
を非接触で監視でき、しかも過去のデータとの比較か自
動的になされるので、精度の高い劣化情報がタイムリー
に得られる。

第２図は、本発明の第２実施例を示すもので、前記第１
実施例の装置構成に加え、劣化判定装置１１に監視対象
物１の運転状況をオンラインで入力するプロセス信号入
力装置２０を付加するようにしたものである。

なお、その他の点については、前記第１実施例と同一構
成となっており、作用も同一である。

このように、プロセス信号入力装置２０を設けることに
より、監視対象物１の運転状態も、劣化判定装置１１で
の判定条件に加えられるので、より信頼性の高い劣化判
定が可能となる。

すなわち、一般に機器の起動停止時には、当該機器の振
動は高めに出る傾向があり、このような状態においては
、振動高の警報を抑制し、信頼性の高い判定を行なうこ
とができる。また、当該機器の運転状態のみでなく、監
視対象物１の周辺に設置されている機器の運転状態も人
力するようにすれば、周辺から受ける振動による影響も
考慮して判定を行なうことかでき、より信頼性の高い劣
化判定か可能となる。

なお、前記第２実施例においては、プロセス信号入力装
置２０を設ける場合について説明したか、これをプロセ
ス信号入出力装置に変更し、異常あるいは劣化が検出さ
れた際に、直ちに当該機器へ停止信号を発し、異常また
は劣化か過度に進展する前に、安全に機器を停止させる
ことができるようにしてもよい。

このように構成することにより、検出された信号か異常
または劣化以外に起因する場合は、機器の運転を継続さ
せ、真の異常信号が検出された場合には、直ちに当該機
器を停止させることができ、極めて信頼性の高いシステ
ムが得られる。

そしてこの際、監視対象物１の入出力信号に含まれる雑
音信号成分のスペクトル密度を解析し、機器の異常を検
知するシステムと併用するようにすれば、監視対象物１
の素子自体の異常、絶縁異常または劣化、振動による接
触不良をはじめとする機器の劣化を判定でき、総合的に
かつ信頼性の高いシステムか得られる。

また、前記両実施例では特に説明しなかったが、劣化判
定装置１１に学習機能を持たせ、過去の判定結果により
異常あるいは劣化と判定されても、実際は他の要因によ
り引起された状態である場合には、劣化判定装置１１に
自己学習させ、以後同様な状況下では、異常あるいは劣
化と判定しないように構成するようにしてもよい。

このように構成することにより、システム導入直後は診
断用データベース１３のデータ量か少ない場合であって
も、システムを永年に亘って使用していくに伴ない、判
定結果の信頼性を向上させることかできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、ＴＶカメラから出力され
る可視光線画像信号および赤外線画像信号に基づき、監
視対象物の振動および温度変化を求め、これらを過去の
データと比較して監視対象物の劣化を判定するようにし
ているので、簡単な装置構成で、精度の高い劣化情報を
タイムリーに得ることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る電気計装システム劣
化診断装置を示す構成図、第２図は本発明の第２実施例
に係る電気計装システム劣化診断装置を示す構成図であ
る。 １・・・監視対象物、２・・・ＴＶカメラ、３・・・パ
ンチルト機構、５・・・カメラ駆動制御部、６・・・位
置検出器、７・劣化診断信号処理装置、８・・・高速画
像処理部、９・・・温度分布監視部、１０・・・位置判
定部、１１・・・劣化判定装置、１３・・・診断用デー
タベース、２０・・プロセス信号入力装置。 出願人代理人　　　佐　　藤　　−雄 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 監視対象物の画像を可視光線画像信号と赤外線画像信号
   とに分けて出力するＴＶカメラと、このＴＶカメラの撮
   像位置を変更するＴＶカメラ駆動装置と、 前記可視光線画像信号を三角測量法に基づき処理してＴ
   Ｖカメラから監視対象物までの距離を演算するとともに
   、前記ＴＶカメラ駆動装置の作動量に基づき監視対象物
   の方位を演算し、かつこれらの演算結果に基づき監視対
   象物の特定を行なう監視対象物判定装置と、現在の可視
   光線画像信号と一定時間前の可視光線画像信号とを比較
   して監視対象物の振動を観測・測定する振動監視装置と
   、 前記赤外線画像信号に基づき監視対象物の温度分布を観
   測・測定するとともに、現在の赤外線画像信号と一定時
   間前の赤外線画像信号とを比較して監視対象物の温度変
   化を観測・測定する温度監視装置と、 監視対象物の過去のデータを記憶するデータ記憶装置と
   、 前記両監視装置からの出力信号と前記データ記憶装置か
   らの過去のデータとを比較し、監視対象物の劣化を判定
   する劣化判定装置と、 を具備することを特徴とする電気計装システム劣化診断
   装置。