JPWO2017212786A1 - センサ装置及びセンサの補正方法 - Google Patents
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Abstract
Description
<センサの構成>
図1は、センサ装置100の概略構成を示す正面図である。センサ装置100は、測定対象物に接触した状態で測定対象物の物理量を検出する、いわゆる接触タイプのセンサである。例えば、測定対象物は、スチームトラップであり、物理量は、スチームトラップの振動及び温度である。
図2は、センサ2の縦断面図である。センサ2は、ケーシング10と、測定対象物の振動を検出(測定)する振動検出機構20と、測定対象物の温度を検出(測定)する温度検出機構30とを備えている。振動検出機構20及び温度検出機構30は、ケーシング10に収容されている。
図4は、処理部5のブロック図である。処理部5は、センサ2からの検出信号を処理すると共に、外部機器と信号の送受信を行う。処理部5は、振動検出機構20からの検出信号を処理する振動処理部51と、温度検出機構30からの検出信号を処理する温度処理部52と、メモリ53と、測定対象物の状態を判定する判定部54と、外部機器と通信する通信部55とを有している。
<センサの補正方法>
以下、センサ2の補正について詳述する。
ここで、S’(f)は、補正されたパワースペクトルであり、以下、「補正パワースペクトル」と称する。A(f)は、周波数fを変数とする関数であり、以下、「補正関数」と称する。補正関数A(f)は、式(2)で表される。
ここで、R(f)は、前述のセンサ2の固有の周波数特性であり、周波数に対する感度の関係である。Rref(f)は、周波数に対する感度の基準となる関係であり、基準周波数特性と称する。補正関数A(f)は、固有の周波数特性R(f)に対する基準周波数特性Rref(f)の比率である。センサ2の固有の周波数特性において、感度が基準周波数特性の感度に対して小さい周波数成分ほど、補正関数A(f)の値が大きくなる。
続いて、実施形態2に係るセンサの補正方法について説明する。
ここで、B(f)は、パワースペクトルS(f)を補正するための補正関数である。補正関数B(f)は、センサ2の固有の周波数特性に応じて設定されている。
ここで、Rb(f)は、予め用意された複数の周波数特性パターンの中から選択された周波数特性パターンである。例えば、図8に示すように、3つの周波数特性パターンRb1(f),Rb2(f),Rb3(f)が用意されている。3つの周波数特性パターンRb1(f),Rb2(f),Rb3(f)は、同じグラフ形状であって、センサ2の固有の周波数特性の代表的なグラフ形状をしている。3つの周波数特性パターンRb1(f),Rb2(f),Rb3(f)は、共振周波数だけ、即ち、周波数帯域だけが異なる。
続いて、実施形態3に係るセンサの補正方法について説明する。
ここで、C(f)は、パワースペクトルS(f)を補正するための補正関数である。補正関数C(f)は、センサ2の固有の周波数特性に応じて設定されている。
ここで、R’(f)は、センサ2の固有の周波数特性の近似式である。近似式R’(f)は、図9に示すように、周波数及び感度に関する3組の値(fr,rp)、(fh1,rp/√2)、(fh2,rp/√2)を用いて求められる近似式である。ここで、frは、センサ2の固有の共振周波数であり、rpは、センサ2の感度の最大値rpであり、fh1は、センサ2の感度がrp/√2のときの低い方の周波数であり、fh2は、センサ2の感度がrp/√2のときの高い方の周波数である。これらの値は、実測値である。センサ2の固有の周波数特性(周波数と感度との関係)のグラフ形状は、概ね決まっているため、これら3組の値を用いて、近似式R’(f)を求めることができる。
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、前記実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、前記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。また、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、前記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
2 センサ
21 検出針(伝達部)
25a 第1圧電素子
25b 第2圧電素子
53 メモリ(記憶部)
510 補正部
Claims (4)
- 圧電素子を有し、測定対象物の振動を検出するセンサと、
前記センサの検出結果を補正する補正部とを備え、
前記補正部は、前記検出結果を前記センサの固有の周波数特性に基づいて補正することを特徴とするセンサ装置。 - 請求項1に記載のセンサ装置において、
前記センサの固有の周波数特性を記憶する記憶部をさらに備えることを特徴とするセンサ装置。 - 請求項1又は2に記載のセンサ装置において、
前記センサは、測定対象物の振動を前記圧電素子に伝える伝達部を有し、
前記固有の周波数特性は、少なくとも前記圧電素子及び前記伝達部を含む構造体の周波数特性であることを特徴とするセンサ装置。 - 測定対象物の振動をセンサによって検出する工程と、
前記センサの検出結果を前記センサの固有の周波数特性に基づいて補正する工程とを含むことを特徴とするセンサの補正方法。
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