JP7131887B2 - Analysis device, analysis system, analysis method and program - Google Patents
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Description
本発明は、分析装置、分析システム、分析方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to an analysis device, an analysis system, an analysis method, and a program.
上下水道網等を構成する配管が劣化により事故に至ると、大きな社会的影響や経済的損失が生じる場合がある。そのため、配管に対する様々な劣化状態の分析方法が提案されている。 When deterioration of pipes constituting a water supply and sewerage network leads to an accident, it may cause a large social impact and economic loss. Therefore, various methods for analyzing deterioration states of pipes have been proposed.
特許文献1には、配管における漏洩位置の特定に利用する装置が消費するエネルギーを小さくする漏洩位置特定装置、その漏洩位置特定装置を制御する漏洩位置特定方法等が記載されている。 Patent Literature 1 describes a leak position identifying device that reduces the energy consumed by a device used to identify a leak position in a pipe, a leak position identifying method for controlling the leak position identifying device, and the like.
特許文献2には、配水管の劣化の進行を抑制することが可能な水道管理システム等が記載されている。 Patent Literature 2 describes a water management system and the like capable of suppressing progress of deterioration of water pipes.
特許文献3には、簡易かつ正確に配管の状態を分析する分析装置等が記載されている。 Patent Literature 3 describes an analyzer and the like for simply and accurately analyzing the state of piping.
また、特許文献4には、流体配管の検索間の両端部でマイクにより通流音を検出する操作のみで漏洩箇所を簡単に検出できるようにする配管漏洩検知方法等が記載されている。 In addition, Patent Document 4 describes a pipe leakage detection method and the like that enable easy detection of a leak location only by an operation of detecting flow sound with a microphone at both ends of a fluid pipe search.
配管の状態を分析する際には、配管の状態に関連する何らかの物理量を計測するセンサ等が用いられる場合がある。一般に、上下水道網を構成する配管は地中に埋設され、アクセスが容易ではないことから、これらの用途に用いられるセンサは、電力消費量が少ないことが望ましい。すなわち、特許文献1等に記載の技術に対して、センサによって消費される消費電力量を削減することが求められている。 When analyzing the state of piping, a sensor or the like that measures some physical quantity related to the state of piping may be used. In general, the pipes that make up the water supply and sewerage networks are buried underground and are not easily accessible, so it is desirable that the sensors used for these purposes consume little power. In other words, it is required to reduce the amount of power consumed by the sensor as compared with the technology described in Patent Document 1 and the like.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、センサによる消費電力量の小さい分析装置等を提供することを主たる目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and a main object of the present invention is to provide an analysis device or the like in which the amount of power consumed by the sensor is small.
本発明の一態様における分析装置は、2つのセンサにおいてそれぞれ定められた時間帯に検知された物理量の相互相関に基づいて、配管の状態の分析が必要であるかを判定する判定手段と、分析が必要と判定された場合に、物理量に基づいて配管の状態を分析する分析手段とを備える。 An analysis apparatus according to one aspect of the present invention includes determination means for determining whether analysis of the state of a pipe is necessary based on the cross-correlation of physical quantities detected by two sensors respectively during predetermined time periods; and analysis means for analyzing the state of the piping based on the physical quantity when it is determined that the
本発明の一態様における分析システムは、物理量を検知する複数のセンサユニットと、複数のセンサユニットの各々において検知された物理量に基づいて判定及び分析を行う分析装置とを備える。 An analysis system according to one aspect of the present invention includes a plurality of sensor units that detect physical quantities, and an analysis device that performs determination and analysis based on the physical quantities detected by each of the plurality of sensor units.
本発明の一態様における分析方法は、2つのセンサにおいてそれぞれ定められた時間帯に検知された物理量の相互相関に基づいて、配管の状態の分析が必要であるかを判定し、分析が必要と判定された場合に、物理量に基づいて配管の状態を分析する。 An analysis method according to one aspect of the present invention determines whether analysis of the state of a pipe is necessary based on the cross-correlation of physical quantities detected by two sensors respectively during predetermined time periods, and determines whether analysis is necessary. When determined, the state of the piping is analyzed based on the physical quantity.
本発明の一態様におけるプログラムは、コンピュータに、2つのセンサにおいてそれぞれ定められた時間帯に検知された物理量の相互相関に基づいて、配管の状態の分析が必要であるかを判定する処理と、分析が必要と判定された場合に、物理量に基づいて配管の状態を分析する処理と、を実行させる。 A program in one aspect of the present invention provides a computer with a process of determining whether analysis of the state of piping is necessary based on the cross-correlation of the physical quantities detected by the two sensors respectively during predetermined time periods; and a process of analyzing the state of the piping based on the physical quantity when it is determined that the analysis is necessary.
本発明によると、センサによる消費電力量の小さい分析装置等を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the analysis apparatus etc. with small power consumption by a sensor can be provided.
本発明の各実施形態について、添付の図面を参照して説明する。本発明の各実施形態において、分析装置等は、上水道や下水道等の水道配管網を構成する配管を対象とする。ただし、分析装置等の対象は水道配管網に限られない。分析装置等は、ガスやその他の気体を運ぶ配管を分析の対象としてもよい。 Each embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In each embodiment of the present invention, the analyzer and the like are intended for pipes that constitute a water pipe network such as water supply and sewerage. However, the target of analyzers and the like is not limited to the water pipe network. The analysis device or the like may analyze a pipe carrying a gas or other gas.
(第1の実施形態)
まず、本発明の第1の実施形態について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態における分析装置を示す図である。
(First embodiment)
First, a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram showing an analysis device according to a first embodiment of the present invention.
図1に示すとおり、本発明の第1の実施形態における分析装置100は、判定部110と、分析部120とを備える。判定部110は、2つのセンサにおいてそれぞれ定められた時間帯に検知された物理量の相互相関に基づいて、配管の状態の分析が必要であるかを判定する。分析部120は、分析が必要と判定された場合に、物理量に基づいて配管の状態を分析する。
As shown in FIG. 1, the
また、図2は、分析装置100を含む分析システム10の構成を示す図である。分析システム10は、分析装置100と、センサユニット11とを含む。センサユニット11は、配管又は配管の内部を流れる流体に関連する物理量を検知する。センサユニット11の各々にて検知された物理量は、通信ネットワーク等を介して分析装置100へ送信される。分析装置100は、センサユニット11にて検知された物理量を用いて上述した判定及び分析を行う。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the
本実施形態において、物理量は、配管の状態に応じて変化する可能性がある量である。すなわち、当該物理量によって、配管の状態の分析が可能となる。物理量は、例えば配管又は配管の内部を流れる流体を伝搬する振動である。また、物理量は、水圧等、配管の内部を流れる流体の圧力であってもよい。なお、物理量として、振動又は圧力とは異なる他の指標が用いられてもよい。以下の説明においては、物理量が振動である場合を想定する。 In this embodiment, the physical quantity is a quantity that may change according to the state of the piping. In other words, it is possible to analyze the state of the piping using the physical quantity. The physical quantity is, for example, vibration propagating in a pipe or a fluid flowing inside the pipe. Also, the physical quantity may be the pressure of a fluid flowing inside a pipe, such as water pressure. It should be noted that another index different from vibration or pressure may be used as the physical quantity. In the following description, it is assumed that the physical quantity is vibration.
図2は、分析システム10が、センサユニット11-1から11-NのN台のセンサユニット11を備える場合の例を示す。なお、分析システム10が備えるセンサユニット11の数は特に限定されない。センサユニット11の数は、配管の構成やその他の要因に応じて適宜定められる。
FIG. 2 shows an example in which the
センサユニット11の各々は、例えば制御部1110と、検知部1111とを備える。制御部1110は、センサユニット11の動作を制御する。検知部1111は、上述した物理量を検知する。
Each
本実施形態においては、センサユニット11は、稼動状態と休眠状態との2つの動作の状態を有することを想定する。稼動状態は、センサユニット11において、上述した物理量の検知や検知した物理量の送信等が行われ得る状態である。休眠状態は、物理量の検知や検知した物理量の送信等を停止した状態である。センサユニット11が休眠状態にある場合には、稼動状態にある場合と比較して、消費電力が小さくなることが想定される。
In this embodiment, it is assumed that the
センサユニット11において、これらの2つの状態は、予め定められた休眠スケジュール等に応じて切り替えられる。休眠スケジュールは、センサユニット11の稼動状態と休眠状態の切り替えに関するスケジュールを示す情報である。
In the
休眠スケジュールは、センサユニット11が稼動状態又は休眠状態にある時間帯を示す情報であってもよいし、稼動状態と休眠状態との各々を切り替える間隔を示す情報であってもよい。また、全てのセンサユニット11に対して同じ休眠スケジュールが割り当てられてもよいし、センサユニット11毎に異なる休眠スケジュールが割り当てられてもよい。休眠スケジュールには、センサユニット11にて検知された物理量のデータの分析装置100への送信のスケジュールが含まれてもよい。
The sleep schedule may be information indicating the time period during which the
また、各実施形態において、センサユニット11の各々は、時刻を計測する機構(不図示)を備える。また、複数のセンサユニット11の各々の間において、時刻を計測する機構が表す時刻の同期が可能であると想定する。以下の説明では、センサユニット11が備える時刻を計測する機構が表す時刻を「センサユニット11の時刻」等と呼ぶ場合がある。また、時刻を計測する機構が表す時刻を同期させることを、単に「時刻同期」等と呼ぶ場合がある。各実施形態においては、特段の説明が無い限り、センサユニット11の各々が備える時刻を計測する機構は、互いに時刻が同期していない場合を想定する。
Further, in each embodiment, each
なお、時刻同期は、複数のセンサユニット11の各々が備える時刻を計測する機構が示す時刻を揃えることを示す。すなわち、時刻同期によって、複数のセンサユニット11の各々に設けられた時刻を計測する機構が示す時刻の差分が、所定の範囲に含まれるように調整される。この場合に、所定の範囲は、例えば後述する振動の伝搬速度の算出の際に必要とされる精度等に応じて定められる。
Note that the time synchronization means aligning the times indicated by the mechanisms for measuring the times provided in each of the plurality of
図2に示す例において、分析システム10の各構成要素は、機能単位のブロックを示している。分析システム10の各構成要素の一部又は全部は、情報処理装置等のハードウェアとプログラムとの任意の組み合わせにより実現される。図3は、分析システム10の要素であるセンサユニット11の各々及び分析装置100を実現するハードウェア構成の一例を示す図である。
In the example shown in FIG. 2, each component of the
図2に示す例において、分析装置100は、以下のような構成を含む。これらの構成要素の具体的な種類は特に限定されず、一般的に利用可能な任意の要素が用いられる。
In the example shown in FIG. 2, the
・CPU(Central Processing Unit)1001
・ROM(Read Only Memory)1002
・RAM(Random Access Memory)1003
・RAM1003にロードされるプログラム1004
・プログラム1004を格納する記憶部1005
・通信ネットワークと接続する通信部1006
・データの入出力を行う入出力部1007
・各構成要素を接続するバス1008
各実施形態における各装置の各構成要素は、これらの機能を実現するプログラム1004をCPU1001が取得して実行することで実現される。各装置の各構成要素の機能を実現するプログラム1004は、例えば、予め記憶部1005やROM1002に格納されており、必要に応じてCPU1001が読み出す。なお、プログラム1004は、例えば通信ネットワーク1009を介してCPU1001に供給される。又は、情報処理装置に必要に応じて接続されるドライブ装置(不図示)が、予め記録媒体に格納されたプログラム1004を読み出してCPU1001に供給してもよい。
・CPU (Central Processing Unit) 1001
・ROM (Read Only Memory) 1002
・RAM (Random Access Memory) 1003
・
- A
・
An input/
A
Each component of each device in each embodiment is implemented by the
なお、分析装置100の実現方法には、様々な変形例がある。例えば、分析装置100は、構成要素毎にそれぞれ別個の情報処理装置とプログラムとの任意の組み合わせにより実現されてもよい。また、分析装置100が備える複数の構成要素が、一つの情報処理装置とプログラムとの任意の組み合わせにより実現されてもよい。
Note that there are various modifications of the method for realizing the
また、各装置の各構成要素の一部又は全部は、その他の汎用または専用の回路(circuitry)、プロセッサ等やこれらの組み合わせによって実現される。これらは、単一のチップによって構成されてもよいし、バスを介して接続される複数のチップによって構成されてもよい。各装置の各構成要素の一部又は全部は、上述した回路等とプログラムとの組み合わせによって実現されてもよい。 Also, part or all of each component of each device is implemented by other general-purpose or dedicated circuits, processors, etc., or combinations thereof. These may be composed of a single chip, or may be composed of multiple chips connected via a bus. A part or all of each component of each device may be realized by a combination of the above-described circuits and the like and programs.
分析装置100の各構成要素の一部又は全部が複数の情報処理装置や回路等により実現される場合には、複数の情報処理装置や回路等は、集中配置されてもよいし、分散配置されてもよい。例えば、情報処理装置や回路等は、クライアントアンドサーバシステム、クラウドコンピューティングシステム等、各々が通信ネットワークを介して接続される形態として実現されてもよい。
When some or all of the components of the
また、図3に示す例では、センサユニット11は、CPU1101と、ROM1102と、RAM1103と、記憶部1105と、通信部1106と、バス1108とを備える。記憶部1105には、プログラム1104が格納される。これらの要素は、分析装置100が備える構成要素と同様の機能を有し、上述した制御部1110を構成する。
Further, in the example shown in FIG. 3, the
図3に示す例において、通信部1106が接続する具体的な通信ネットワークの種類は特に限定されない。通信ネットワークは、任意の規格のインターネット回線、任意の規格の電話回線、LAN(Local Area Network)等であるが、これに限られない。また、これらの通信ネットワークは、無線でもよいし、有線でもよい。
In the example shown in FIG. 3, the specific type of communication network to which the
また、センサユニット11は、上述した検知部1111と、バッテリ1112とを備える。
Further, the
検知部1111は、物理量を検知する。検知する物理量が振動である場合には、検知部1111は振動センサによって実現される。振動センサとして、圧電式振動センサ、電磁式振動センサ、超音波センサ又はマイク等が用いられる。また、検知する物理量が水圧等の圧力である場合には、検知部1111は圧力センサによって実現される。圧力センサとして、ダイヤフラムを介した間圧素子等が用いられる。
The
検知部1111は、振動センサ及び圧力センサの双方を含んでもよい。また、振動センサ又は圧力センサによって検知された物理量のデータは、例えば信号変換部(不図示)等によってアナログ信号からデジタル信号へ変換される。
The
バッテリ1112は、センサユニット11の各構成要素に対して電力を供給する。バッテリ1112は、一次電池でもよいし、二次電池でもよい。バッテリ1112は、バッテリの残量を他の要素へ通知可能な構成でもよい。この場合に、CPU1101において実行されるプログラム1104等は、バッテリの残量に応じてセンサユニット11の各構成要素の動作を変更するような制御を行ってもよい。
A
上述のように、分析装置100等は、上水道や下水道等の水道配管網を構成する配管を対象とする。図4は、分析システム10が水道配管網を構成する配管を分析の対象とする場合の一例を示す。
As described above, the
図4に示す水道配管網500は、複数の配管501によって構成される。配管501には、消火栓502が設けられている。図4に示す例では、配管501の交点に消火栓502-1から502-4が設けられており、その他の場所に消火栓502-5が設けられている。また、センサユニット11-1から11-4の各々が、消火栓502-1から502-4にそれぞれ取り付けられている。
なお、水道配管網500には、その他の必要な設備が設けられてもよい。
A water
Note that the water
分析システム10は、配管501又は消火栓502に生じた振動を検知し、検知した振動に基づいて配管の状態を分析する。例えば、分析システム10は、水道配管網500の外部の要因によって生じた振動を検知し、検知した振動に基づいて配管の状態を分析する。水道配管網500の外部の要因によって生じた振動には、消火栓502-2等のセンサユニット11が設けられた箇所の近傍を車両が通過したことで生じた振動等が含まれる。
The
また、分析システム10は、配管501又は消火栓502を加振することで生じた振動を検知し、検知した振動に基づいて配管の状態を分析してもよい。この場合には、ハンマー等にて消火栓502を叩くことによって、配管501へのインパクト加振がなされてもよい。又は、加振器を用いてホワイトノイズ等の振動を発生させることによって配管501への加振がなされてもよい。配管501等を加振する場合には、加振の箇所は特に制限されず、センサユニット11との位置関係等に応じて定められればよい。
The
振動等の物理量は、複数の経路を介してセンサユニット11の各々へ到達する場合がある。例えば、消火栓502-2の近傍を車両が通過したことで生じた振動は、図4の「経路1」にて示されるように、消火栓502-1と消火栓502-2との間の配管を経由してセンサユニット11-1へ伝搬する。また、この振動は、更に、図4の「経路2」にて示されるように、消火栓502-2から、消火栓502-4、消火栓502-3、及び消火栓502-1の各々の間の配管を経由してセンサユニット11-2へ伝搬する。
A physical quantity such as vibration may reach each
したがって、消火栓502-1と消火栓502-2との間の配管を分析の対象とする場合には、経路1を経由する振動等の物理量を検知する必要がある。
この場合には、後述する相互相関の大きさに基づいて、検知した物理量が経路1を経由したことを判断する。例えば、センサユニット11-1及び11-2にて検知された物理量の相互相関が予め定めた閾値よりも大きく、センサユニット11-1及び11-3にて検知された物理量の相互相関が閾値を超えない程度の大きさである場合を想定する。この場合には、センサユニット11-1及び11-2にて検知された物理量の相互相関は、経路1を経由した物理量に関連すると判断される。
Therefore, when the piping between the fire hydrant 502-1 and the fire hydrant 502-2 is to be analyzed, it is necessary to detect the physical quantity such as vibration passing through the route 1.
In this case, it is determined that the detected physical quantity has passed through the route 1 based on the magnitude of cross-correlation, which will be described later. For example, the cross-correlation of the physical quantities detected by the sensor units 11-1 and 11-2 is greater than a predetermined threshold, and the cross-correlation of the physical quantities detected by the sensor units 11-1 and 11-3 exceeds the threshold. It is assumed that the size is such that it does not exceed. In this case, it is determined that the cross-correlation of the physical quantities detected by the sensor units 11-1 and 11-2 is related to the physical quantity via path 1.
続いて、本実施形態における分析装置100の各構成要素について説明する。なお、以下の説明では、図4に示す水道配管網500において、センサユニット11-1と11-2の間の配管501を伝搬する振動(つまり、上述した経路1に沿って伝搬する振動)を、センサユニット11-1と11-2がそれぞれ検知する場合が想定される。
Next, each component of the
判定部110は、物理量の相互相関に基づいて、配管の状態の分析が必要であるかを判定する。判定部110は、相互相関が所定の条件を満たす場合に、配管の状態の分析が必要と判断する。所定の条件には、例えば相互相関の最大値の大きさが所定の閾値より大きい場合が含まれる。なお、相互相関の大きさとは異なる他の条件が、所定の条件として用いられてもよい。
The
判定部110は、2つのセンサユニット11の各々において、個々に定められた時間帯に検知された物理量のデータを用いて、相互相関を求める。また、判定部110は、2つのセンサユニット11の各々において、複数の時間帯に検知された物理量のデータのそれぞれに対する相互相関を求める。そして、2つのセンサユニット11の各々のいずれかの時間帯において相互相関が所定の条件を満たす場合に、判定部110は、配管の状態の分析が必要であると判定する。
The
判定部110による相互相関の算出及び判定について、更に説明する。センサユニット11-1又は11-2の各々によって検知された物理量である振動の例は、図5に示される。図5(A)は、センサユニット11-1によって検知された振動の例を示す。図5(B)は、センサユニット11-2によって検知された振動の例を示す。センサユニット11-1及び11-2にて検知された振動は、加振によって生じた振動とは異なる雑音等が含まれることによって、互いに異なっている。図5に示す例において、振動レベルは、例えば振幅等の振動の大きさを示す指標である。振動レベルとして、振動の加速度や、振動のパワースペクトル密度等が用いられる。また、図5(A)及び(B)の例において、横軸は同じ時刻を示す。
Calculation and determination of the cross-correlation by
この例において、相互相関を求める場合を想定する。センサユニット11-1にて基準となる時刻から時間k1が経過した時刻から時間幅Tの間に計測された物理量をak1とする。同様に、センサユニット11-2によって、基準となる時刻から時間k2が経過した時刻時間幅Tの間に計測された物理量をbk2とする。時間幅Tは、例えば60秒等の時間が用いられる。ただし、時間幅Tはこれに限られず、配管やセンサユニット11の検知部1111の種類等に応じて異なる時間が定められてもよい。
In this example, it is assumed that the cross-correlation is desired. Let a k1 be the physical quantity measured during the time width T from the time when the time k1 has passed from the reference time in the sensor unit 11-1. Similarly, let bk2 be the physical quantity measured by the sensor unit 11-2 during the time interval T when the time k2 has elapsed from the reference time. A time such as 60 seconds is used as the time width T, for example. However, the time width T is not limited to this, and a different time may be determined according to the type of piping or the
なお、センサユニット11-1又は11-2の各々の時刻は、GPS(Global Positioning System)の信号等を受信して得た絶対時刻でもよいし、他の基準信号等に基づいて求めた相対時刻でもよい。センサユニット11-1又は11-2の各々の時刻は、同期していなくてもよい。 The time of each sensor unit 11-1 or 11-2 may be an absolute time obtained by receiving a GPS (Global Positioning System) signal or the like, or a relative time obtained based on other reference signals. It's okay. The time of each sensor unit 11-1 or 11-2 may not be synchronized.
この場合に、判定部110は、以下の(1)式を用いて相互相関を求める。なお、以下の(1)式において、tは相互相関の対象となる時間幅、τは2つの物理量の時間差を表す。すなわち、上述した時間幅Tの物理量のデータが用いられる場合には、(1)式におけるtは時間幅Tに相当する。
In this case,
図6は、求められた相互相関の一例である。図6において、横軸はak1とbk1との時間差を表し、縦軸は相互相関の大きさを表す。 FIG. 6 is an example of the obtained cross-correlations. In FIG. 6, the horizontal axis represents the time difference between a k1 and b k1 , and the vertical axis represents the magnitude of cross-correlation.
判定部110は、(1)式を用いて求められた相互相関R(τ)の最大値を求める。最大値は、Rmaxと表される。そして、判定部110は、相互相関の最大値であるRmaxが閾値を超える場合に、上述した所定の条件を満たすとする。すなわち、判定部110は、Rmaxが閾値を超える場合に、配管の状態の分析が必要であると判定する。
Determining
なお、閾値は、例えば0.5との値が用いられる。ただし、閾値はこの値に限られず、対象とされた配管やセンサユニット11の検知部1111の種類等に応じて適宜定められればよい。
A value of 0.5, for example, is used as the threshold value. However, the threshold value is not limited to this value, and may be determined as appropriate according to the type of target pipe, the
また、判定部110は、2つのセンサユニット11の各々において複数の異なる時間帯に検知された物理量のデータのそれぞれに対する相互相関を求めてもよい。すなわち、判定部110は、上述した時間k1又はk2の少なくとも一方を変化させて、変化させた後の時間幅Tに検知された物理量のデータに対する相互相関を再び求めてもよい。すなわち、複数のk1又はk2から時間幅Tの間に検知された物理量のデータに対する相互相関が求められる。そして、判定部110は、例えばRmaxが閾値を超えない等の場合に、2つのセンサユニット11の各々において複数の異なる時間帯に検知された物理量のデータに対する相互相関を求める。
Further, the
この場合には、判定部110は、時間k1又はk2の少なくとも一方を変化させ求めたいずれかの相互相関の最大値Rmaxが閾値を超える等の所定の条件を満たす場合に、配管の状態の分析が必要であると判定する。この場合には、Rmaxが閾値を超える、すなわち所定の条件を満たすような相互相関を求める際に用いられた物理量のデータであるak1及びbk2が、分析部120による分析の対象とされる。
In this case, the determining
一方、予め想定された全てのk1及びk2の組合せに対して求めた相互相関に関する最大値Rmaxのいずれもが閾値を超えない場合に、判定部110は、配管の状態の分析は不要と判定する。つまり、計測された振動等の物理量のデータには、分析の対象となる信号が含まれていないとみなされる。
On the other hand, if none of the maximum values Rmax related to the cross-correlation obtained for all previously assumed combinations of k1 and k2 exceed the threshold, the
このように、判定部110が複数の異なる時間帯に検知された物理量のデータに対する相互相関を求めることで、2つのセンサユニット11において時刻が同期していない場合においても、Rmaxが閾値を越えるか等の判定が可能となる。すなわち、センサユニット11における時刻の同期が不要となる。そのため、センサユニット11において、時刻の同期に関して消費される電力が削減される。
In this way, the
判定部110が時間k1又はk2を変化させて相互相関を求める場合に、複数のk1及びk2の各々は、関連するセンサユニット11において個々に定められる。また、時間k1とk2との組合せ、すなわち、時間k1又はk2のいずれを変化させるか、変化させる時間の範囲等は、対象となる配管等に応じて適宜定められればよい。また、複数のk1及びk2から時間幅Tの時間帯の少なくとも一部が重なるように、複数のk1及びk2の各々が定められることが好ましい。
When the
時間k1又はk2の少なくとも一方を変化させる場合には、判定部110は、例えばこれらの時間を、それぞれ予め定めた時間ずつ変化させる。この場合に、予め定めた時間は、分析の対象となる配管等に応じて適宜定められればよい。
When changing at least one of the times k1 and k2, the
また、判定部110は、時間k1又はk2を変化させるたびに、センサユニット11の記憶部1105等に格納された物理量のデータを取得してもよい。或いは、判定部110は、予めセンサユニット11から十分な時間幅の物理量のデータを取得し、取得したデータから、時間k1又はk2の変化に応じて必要となる時間幅の物理量のデータを抽出してもよい。
Further, the
分析部120は、判定部110によって分析が必要であると判定された場合に、物理量に基づいて、配管の状態を分析する。分析部120は、一例として、物理量を用いて求められる配管の共振周波数に基づいて配管の状態を分析する。
The
分析部120は、配管の状態の一例として、配管の劣化の程度を分析する。配管の劣化には、配管に穴が開き、配管の内部を流れる水等の流体が漏れている状態、配管の肉厚が薄くなっている状態、腐食によって配管が脆くなっている状態、又は配管を接続する部位の接続状態が緩くなっている状態等が含まれる。また、その他の配管の状態が、配管の劣化に含まれてもよい。
The
一例として、分析部120は、振動等の物理量のデータより求められる共振周波数に基づいて、配管の状態を分析する。物理量のデータとして、上述した判定部110による判定の際に用いられたデータ等が用いられる。以下、分析部120による共振周波数の求め方の一つを示す。
As an example, the
分析部120は、まず、振動等の物理量のデータであるak1又はbk2のいずれかに対する高速フーリエ変換(Fast Fourier Transform:FFT)等によって、当該物理量の相互応答に対する周波数応答を得る。そして、分析部120は、予め定めた周波数範囲において、振動のレベルがピークとなる周波数を、共振周波数fとして求める。この場合に、分析部120は、ak1又はbk2の各々についても求めた周波数応答を平均化して、共振周波数fを求めてもよい。このようにすることで、計測対象となる振動等の物理量とは異なる振動等の影響が軽減される。
The
周波数範囲は、例えば300Hz(ヘルツ)から500Hz等の範囲のように定められる。ただし、周波数範囲は上述の範囲に限られず、配管の種類や想定される配管の状態等に応じて適宜定められる。 The frequency range is defined, for example, as a range from 300 Hz (Hertz) to 500 Hz. However, the frequency range is not limited to the range described above, and can be appropriately determined according to the type of piping, the assumed state of the piping, and the like.
共振周波数fが求められると、分析部120は、共振周波数fと基準となる周波数とに基づいて、配管の状態を分析する。一例として、分析部120は、共振周波数fと、基準となる周波数とを比較することによって配管の状態を分析する。
After obtaining the resonance frequency f, the
基準となる周波数の例として、劣化が生じていない場合における、分析対象の配管と同じ種類の配管に対して一般的に想定される共振周波数f0が含まれる。また、基準となる共振周波数の別の例として、共振周波数f0に基づいて、分析の対象となる配管の経年や負荷等に応じて定められる共振周波数f1が用いられる。 An example of the reference frequency includes the resonance frequency f0 generally assumed for the same type of pipe as the pipe to be analyzed when deterioration has not occurred. As another example of the reference resonance frequency, a resonance frequency f1 is used that is determined based on the resonance frequency f0 and according to the age, load, etc. of the piping to be analyzed.
配管の共振周波数は、経年劣化や、内部を流体が流れる際の負荷等に応じて変化する。そこで、分析部120は、共振周波数f0に加えて共振周波数f1を用いて配管の状態を分析する。なお、共振周波数f1は、共振周波数f0からの変化量に基づいて定められてもよいし、過去に分析対象とされた配管に対して実測された共振周波数等を用いて予測する等によって定められてもよい。なお、共振周波数の変化量は、例えば2つの共振周波数の差分である。
The resonance frequency of the piping changes with aging deterioration, the load when the fluid flows through the piping, and the like. Therefore, the
一例として、分析部120は、共振周波数f1を閾値として、配管の状態を分析する。つまり、分析部120は、配管の種類等に応じて、共振周波数fが共振周波数f1よりも大きいか、又は、共振周波数fが共振周波数f1よりも小さいかの少なくとも一方を判定する。共振周波数fが共振周波数f1を越える場合、すなわち、共振周波数fが、共振周波数f1よりも大きい場合又は小さい場合のいずれかの場合には、分析部120は、配管が劣化していると判断する。
As an example, the
更に、分析部120は、共振周波数f0に対する共振周波数fの変化量に基づいて、配管の劣化の状態を分析してもよい。一例として、分析部120は、共振周波数f0に対する共振周波数fの変化量の大きさに応じて、配管の劣化の程度を分析する。すなわち、分析部120は、共振周波数f0に対する共振周波数fの変化量が所定の閾値等を越えて大きい場合に、配管の劣化が進んでいると分析する。また、分析部120は、変化量の大きさに応じて配管の劣化の程度を分析してもよい。例えば、分析部120は、変化量が大きくなるほど、配管の劣化の程度が進んでいると判断する。
Furthermore, the
なお、上述の例において、共振周波数f0又はf1とは異なる共振周波数が基準となる共振周波数として用いられてもよい。また、分析部120は、上記とは異なる手順にて基準となる共振周波数を用いて配管の状態を分析してもよい。
In the above example, a resonance frequency different from the resonance frequency f0 or f1 may be used as the reference resonance frequency. Also, the
また、分析部120は、共振周波数に加えて、配管の状況等に関する情報に基づいて配管の状態を分析してもよい。配管の状況等に関する情報には、配管のレイアウト、配管の材質、配管の経年、配管の過去の故障履歴、配管の周囲の土壌状態等が含まれる。この例において、配管のレイアウトには、分析対象となる配管の水道管網等における位置、例えば、分析対象となる配管が配管網の端にあるか、等が含まれる。なお、配管の状況等に関する情報は、台帳情報とも呼ばれる。分析部120は、これらの台帳情報の内容に応じて、上述した共振周波数f1や、変化量の閾値を適宜変化させてもよい。そして、分析部120は、変化した共振周波数f1や閾値を基準として、配管の状態を分析する。
In addition to the resonance frequency, the
続いて、本実施形態における分析装置100及び分析システム10の構成要素の動作を説明する。
Next, operations of the components of the
センサユニット11による物理量のデータの検知は、一例として図7に示すフローチャートのように行われる。なお、センサユニット11の各々に対して、予め休眠スケジュールが割り当てられている場合を想定する。一例として、休眠スケジュールは、複数のセンサユニット11の各々における時刻の誤差を考慮して、物理量の検知が行われる時間帯が概ね重なるように定められる。
The detection of physical quantity data by the
制御部1110は、休眠スケジュールに定められた稼働時間であるかを判定する(ステップS11)。稼働時間ではない場合、すなわち、休眠状態にある場合(ステップS11:No)には、例えば稼動状態となるまで制御部1110は繰り返しステップS11の判定を行う。
The
稼働時間である場合、すなわち、センサユニット11が稼動状態にある場合(ステップS11:Yes)には、センサユニット11の検知部1111は、物理量のデータを収集する(ステップS12)。なお、相互相関を求める際に対象となる2つのセンサユニット11の間での時刻のずれ等に応じて、ステップS12の動作に先立ち、これらのセンサユニット11の間で時刻の同期が行われてもよい。
When it is the operating time, that is, when the
収集した物理量のデータは、適宜センサユニット11の記憶部1105等に格納される(ステップS13)。
The collected physical quantity data is appropriately stored in the
また、センサユニット11による検知された物理量の分析装置100への送信は、一例として図8に示すフローチャートのように行われる。図8に示す送信の動作は、例えば記憶部1105の容量等に応じて適宜行われる。
Also, transmission of the physical quantity detected by the
制御部1110は、休眠スケジュール等に定められた送信時間であるかを判定する(ステップS21)。送信時間ではない場合、すなわち、休眠状態にある場合や、稼動状態であるが送信する時間ではない場合等(ステップS21:No)は、送信時間となるまで制御部1110は繰り返しステップS21の判定を行う。
The
送信時間である場合には(ステップS21:Yes)、制御部1110は、物理量のデータを分析装置100へ送信する。この場合に、制御部1110は、予め検知され、記憶部1105に格納されている物理量のデータを送信してもよいし、検知部1111にて物理量のデータを検知して送信してもよい。
If it is the transmission time (step S21: Yes), the
続いて、図9に示すフローチャートを参照して、本実施形態における分析装置100の動作の一例を説明する。
Next, an example of the operation of the
最初に、判定部110は、センサユニット11の各々から振動のデータ等の物理量のデータを取得する(ステップS101)。ステップS101において、判定部110は、例えば、センサユニット11の検知部1111にて検知され、RAM1103や記憶部1105に格納された物理量のデータを適宜読み出すことによって取得する。また、判定部110は、例えば、通信部1006を介して物理量のデータを取得する。
First, the
次に、判定部110は、ステップS101にて取得した物理量のデータ等に関して、相互相関を算出する(ステップS102)。判定部110は、上述した(1)式等を用いて相互相関を算出する。
Next, the
次に、判定部110は、ステップS102にて求めた相互相関が所定の条件を満たすかを判定する(ステップS103)。一例として、判定部110は、相互相関の最大値の大きさが所定の閾値よりも大きいかを判定する。
Next,
相互相関が所定の条件を満たす場合(ステップS103:Yes)、分析部120は、配管の状態を分析する(ステップS104)。分析部120は、ステップS101にて取得した物理量のデータから共振周波数を求める。そして分析部120は、当該共振周波数に基づいて配管の状態を分析する。
If the cross-correlation satisfies the predetermined condition (step S103: Yes), the
これに対して、相互相関が所定の条件を満たさない場合(ステップS103:No)には、判定部110は、ステップS101に戻って処理を継続する。この場合のステップS101及びステップS102の処理において、判定部110は、再度センサユニット11の各々から物理量のデータを再度取得して、相互相関を求めてもよい。また、判定部110は、先に実行されたステップS101にて取得した物理量のデータのうち、少なくとも一つのセンサユニット11に関して異なる時間帯に計測された物理量のデータを用いて相互相関を求めてもよい。
On the other hand, if the cross-correlation does not satisfy the predetermined condition (step S103: No), the
以上のとおり、本発明の第1の実施形態における分析装置100は、センサユニット11にて検知された振動等の物理量のデータに基づいて、配管の状態を分析する。分析の要否は、相互相関の最大値の大きさに基づいて、判定部110が決定する。相互相関は、2つのセンサユニット11においてそれぞれ定められた時間帯に検知された物理量に基づいて求められる。また、判定部110は、2つのセンサユニットにおいて、物理量を検知する時間帯を変化させて求められた物理量のデータに基づいて相互相関を求める。
As described above, the
このようにすることで、センサユニット11の間での時刻の同期を必要とすることなく、配管の状態を分析するか否かが決定される。すなわち、センサユニット11の間での時刻の同期が必須ではなくなる。したがって、分析装置100は、センサユニット11によって消費される消費電力量を小さくする。
By doing so, it is determined whether or not to analyze the state of the pipe without requiring time synchronization between the
(第2の実施形態)
続いて、本発明の第2の実施形態について説明する。図10は、第2の実施形態における分析装置200を示す図である。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the invention will be described. FIG. 10 is a diagram showing an
図10に示すとおり、本発明の第1の実施形態における分析装置200は、判定部110と、時刻同期部230と、分析部220とを備える。判定部110は、第1の実施形態における分析装置100が備える判定部110と同様の動作である。時刻同期部230は、複数のセンサユニット11の時刻同期を行うよう制御する。また、分析部220は、分析が必要と判定された場合に、物理量を用いて求められる、配管を伝搬する振動の伝搬速度及び共振周波数に基づいて、配管の状態を分析する。
As shown in FIG. 10, the
すなわち、分析装置200は、時刻同期部230を備える点、及び、分析部が配管の共振周波数に加えて配管を伝搬する振動の伝搬速度に基づいて配管の状態を分析する点が、第1の実施形態における分析装置100と異なる。その他の点については、分析装置200は、第1の実施形態における分析装置100の各々と同様の構成を備える。
That is, the
また、第1の実施形態における分析システム10と同様に、図11に示すように、分析装置200を備える分析システム20が構成される。分析システム20は、センサユニット11と、分析装置200とを備える。センサユニット11の数は特に限定されない。センサユニット11の各々及び分析装置200は、図3に示すハードウェア構成等にて実現される。
In addition, similarly to the
続いて、本実施形態における分析装置200の各構成要素について説明する。
なお、第1の実施形態に置ける分析装置100の構成要素と同様の要素については、適宜説明を省略する。
Next, each component of the
It should be noted that descriptions of elements that are the same as the constituent elements of the
時刻同期部230は、分析システム20が備えるセンサユニット11のうち、少なくとも2つのセンサユニット11について、時刻の同期を行うよう制御する。時刻同期部230は、相互相関の大きさが閾値を超える場合等、判定部110によって相互相関が所定の条件を満たすと判定された場合等に時刻同期を行うように制御する。
The
時刻同期部230は、センサユニット11-1から11-Nのうち、判定部110によって相互相関が所定の条件を満たすと判定された物理量を計測した2つのセンサユニット11を同期の対象とする。なお、時刻同期部230は、当該2つのセンサユニット11とは異なる他のセンサユニット11に対しても時刻の同期を行うように制御してもよい。例えば、時刻同期部230は、センサユニット11-1から11-Nの全てを同期の対象としてもよいし、上述した2つのセンサユニット11と隣接するセンサユニット11を同期の対象としてもよい。
Of the sensor units 11-1 to 11-N, the
また、時刻同期部230が2つのセンサユニット11の時刻の同期を行う場合の制御方法として、公知の任意の手法が用いられる。
Any known method is used as a control method when the
分析部220は、配管を伝搬する振動の伝搬速度及び共振周波数に基づいて、配管の状態を分析する。配管を伝搬する振動の伝搬速度は、時刻同期部230によって時刻同期が行われた2つのセンサユニット11の間の配管501の伝搬速度である。なお、配管を伝搬する振動の伝搬速度は、配管の音速と呼ばれる場合がある。また、以下の説明において、配管を伝搬する振動の伝搬速度を単に伝搬速度と称する場合がある。
The
2つのセンサユニット11において時刻の同期が行われることで、例えば配管に生じた振動が2つのセンサユニット11へ到達する際の到達時間差が求められる。到達時間差に基づいて、振動が、配管501の2つのセンサユニット11の間を伝搬する際に必要となる時間が求められる。そして、2つのセンサユニット11の間の配管501に沿った距離を当該時間で除することで、上述した伝搬速度が求められる。
By synchronizing the times in the two
なお、到達時間差は、例えば時刻同期が行われた後に求められる。この場合には、配管501等を加振することで生じた振動をセンサユニット11が検知することで当該時間差が求められる。
Note that the arrival time difference is obtained, for example, after time synchronization is performed. In this case, the
分析部220は、上述のようにして求められた配管501を伝搬する振動の伝搬速度、又は共振周波数のいずれか一方又は両方に基づいて、配管501の状態を分析する。共振周波数に基づいて配管の状態を分析する場合には、分析部220は、第1の実施形態における分析部120と同様に分析する。
The
また、分析部220は、配管を伝搬する振動の伝搬速度に基づいて配管の状態を分析する場合には、求められた伝搬速度cと基準となる伝搬速度c0とに基づいて分析する。基準となる伝搬速度c0は、例えば劣化が生じていない場合における分析対象の配管と同じ種類の配管の伝搬速度が用いられる。
When analyzing the state of the pipe based on the propagation speed of vibration propagating through the pipe, the
また、配管を伝搬する振動の伝搬速度は、共振周波数と同様に、経年や内部を流体が流れる際の負荷等に応じて変化する。そこで、基準となる伝搬速度c0として、経年や内部を流体が流れる際の負荷等に応じて定められる伝搬速度が用いられてもよい。この場合に、伝搬速度c0は、過去に分析対象とされた配管に対して実測された伝搬速度等を用いて決定される。 In addition, the propagation speed of vibration propagating through the pipe changes according to the age, the load when the fluid flows through the pipe, and the like, like the resonance frequency. Therefore, as the reference propagation velocity c0, a propagation velocity that is determined according to age, the load when the fluid flows inside, or the like may be used. In this case, the propagation velocity c0 is determined using the propagation velocity or the like actually measured for the piping that was analyzed in the past.
分析部220は、伝搬速度c0からの伝搬速度cの変化量等に基づいて、配管の状態を分析する。例えば、分析部220は、伝搬速度cの伝搬速度c0からの変化量が所定の閾値と比較して大きい場合に、分析対象である配管の劣化の程度が進んでいると分析する。
The
また、分析部220は、配管を伝搬する振動の伝搬速度や共振周波数を用いて、配管の肉厚やヤング率を求めて評価してもよい。この場合には、分析部220は、伝搬速度や共振周波数の基準となる値からの変化量に基づいて、配管の肉厚やヤング率を求める。
The
さらに、分析部220は、分析部120と同様に、配管を伝搬する振動の伝搬速度又は共振周波数に加えて、上述した台帳情報を組み合わせて配管の状態を分析してもよい。例えば、分析部220は、台帳情報に基づいて、上述した変化量に関する閾値を適宜変化させてもよい。
Furthermore, like the
続いて、図12に示すフローチャートを参照して、本実施形態における分析装置200の動作の一例を説明する。
Next, an example of the operation of the
最初に、判定部110は、センサユニット11の各々から振動のデータ等の物理量のデータを取得する(ステップS201)。
First, the
次に、判定部110は、ステップS201にて取得した2つのセンサユニットにおいて検知された振動のデータ等に関して、相互相関を算出する(ステップS202)。
Next, the
次に、判定部110は、ステップS202にて求めた相互相関が所定の条件を満たすかを判定する(ステップS203)。判定部110は、相互相関が所定の閾値よりも大きいかを判定する。
Next,
ステップS201からS203までの動作は、第1の実施形態における分析装置100のステップS101からS103までの動作と同様である。
The operations from steps S201 to S203 are the same as the operations from steps S101 to S103 of the
続いて、相互相関が所定の条件を満たす場合(ステップS203:Yes)、時刻同期部230は、分析の対象となる配管にて物理量を検知する2つのセンサユニット11の時刻同期を行う。時刻同期部230は、センサユニット11-1から11-Nのうち、分析部ステップS203において相互相関が所定の条件を満たすと判定された物理量を検知した2つのセンサユニット11を時刻同期の対象とする。
Subsequently, when the cross-correlation satisfies a predetermined condition (step S203: Yes), the
続いて、分析部220は、配管の状態を分析する(ステップS205)。分析部120は、ステップS201にて取得した物理量のデータ等から配管を伝搬する振動の伝搬速度や共振周波数を求め、当該共振周波数に基づいて配管の状態を分析する。なお、このステップにおいて、必要に応じて物理量のデータの取得が行われてもよい。
Subsequently, the
なお、相互相関が所定の条件を満たさない場合(ステップS203:No)には、判定部110は、ステップS201に戻って処理を継続する。
Note that if the cross-correlation does not satisfy the predetermined condition (step S203: No), the
以上のとおり、本発明の第2の実施形態における分析装置200及び分析システム20は、配管を伝搬する振動の伝搬速度及び共振周波数に基づいて配管の状態を分析する。したがって、第1の実施形態における分析装置100と比較すると、分析装置200によって、高精度な配管の状態の分析が可能となる。
As described above, the
また、分析システム20においては、センサユニット11の時刻同期が行われる場合がある。しかしながら、時刻同期は、相互相関の大きさが所定の条件を満たす場合等に行われる。すなわち、時刻同期は、配管の状態の分析が必要と判断される場合に行われる。相互相関の大きさが所定の条件を満たさず、配管の状態の分析が必要とされない場合には、センサユニット11の時刻はそのままとされる。
Further, in the
したがって、常にセンサユニット11の時刻同期が行われる場合と比較すると、分析システム20においては、センサユニット11による消費電力量が削減される。
Therefore, compared to the case where the time synchronization of the
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、各実施形態における構成は、本発明のスコープを逸脱しない限りにおいて、互いに組み合わせることが可能である。 Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the present invention. Also, the configurations in each embodiment can be combined with each other without departing from the scope of the present invention.
この発明の一部又は全部は、以下の付記のように表されるが、これに限られない。 Although part or all of the present invention is represented by the following additional remarks, it is not limited thereto.
(付記1)
2つのセンサにおいてそれぞれ定められた時間帯に検知された物理量の相互相関に基づいて、配管の状態の分析が必要であるかを判定する判定手段と、
前記分析が必要と判定された場合に、前記物理量に基づいて前記配管の状態を分析する分析手段と、
を備える分析装置。
(Appendix 1)
Determination means for determining whether analysis of the state of the pipe is necessary based on the cross-correlation of the physical quantities detected by the two sensors respectively during predetermined time periods;
analysis means for analyzing the state of the piping based on the physical quantity when the analysis is determined to be necessary;
Analyzer with
(付記2)
前記判定手段は、前記センサの各々で異なる複数の時間帯に検知された前記物理量に対してそれぞれ求められた前記相互相関に基づいて、前記分析が必要であるかを判定する、付記1に記載の分析装置。
(Appendix 2)
Supplementary note 1, wherein the determination means determines whether the analysis is necessary based on the cross-correlations obtained for the physical quantities detected by each of the sensors in a plurality of different time periods. analyzer.
(付記3)
前記判定手段は、前記相互相関の大きさが所定の条件を満たす場合に前記分析が必要であると判定する、付記1又は2に記載の分析装置。
(Appendix 3)
3. The analyzer according to appendix 1 or 2, wherein the determination means determines that the analysis is necessary when the magnitude of the cross-correlation satisfies a predetermined condition.
(付記4)
前記判定手段は、前記相互相関の大きさが所定の閾値を超える場合に前記分析が必要であると判定する、付記2に記載の分析装置。
(Appendix 4)
The analysis apparatus according to appendix 2, wherein the determination means determines that the analysis is necessary when the magnitude of the cross-correlation exceeds a predetermined threshold.
(付記5)
前記判定手段は、前記センサの各々で異なる複数の時間帯に検知された前記物理量に対してそれぞれ求められた前記相互相関のうち、少なくともに一つの前記相互相関の大きさが所定の条件を満たす場合に前記分析が必要であると判定する、付記2から4のいずれか一項に記載の分析装置。
(Appendix 5)
The determination means is configured such that, of the cross-correlations obtained for the physical quantities detected by the sensors in a plurality of different time periods, at least one cross-correlation magnitude satisfies a predetermined condition. 5. The analysis device according to any one of appendices 2 to 4, wherein the analysis device determines that the analysis is necessary in some cases.
(付記6)
前記分析手段は、前記物理量を用いて得られる前記配管の共振周波数に基づいて前記配管の状態を分析する、付記1から5のいずれか一項に記載の分析装置。
(Appendix 6)
6. The analyzer according to any one of additional notes 1 to 5, wherein the analysis means analyzes the state of the pipe based on the resonance frequency of the pipe obtained using the physical quantity.
(付記7)
前記分析手段は、前記共振周波数と基準となる共振周波数とを比較することで前記配管の状態を分析する、付記6のに記載の分析装置。
(Appendix 7)
7. The analyzer according to appendix 6, wherein the analysis means analyzes the state of the pipe by comparing the resonance frequency with a reference resonance frequency.
(付記8)
前記分析手段は、前記共振周波数が前記基準となる共振周波数を超える場合に前記配管に劣化が生じているとする、付記1から7のいずれか一項に記載の分析装置。
(Appendix 8)
8. The analysis device according to any one of additional notes 1 to 7, wherein the analysis means determines that the pipe is degraded when the resonance frequency exceeds the reference resonance frequency.
(付記9)
前記分析手段は、前記基準となる共振周波数からの前記共振周波数の変化量に基づいて前記配管の状態を分析する、付記1から8のいずれか一項に記載の分析装置。
(Appendix 9)
9. The analyzer according to any one of additional notes 1 to 8, wherein the analysis means analyzes the state of the pipe based on the amount of change in the resonance frequency from the reference resonance frequency.
(付記10)
前記複数のセンサユニットの時刻同期を行うよう制御する時刻同期手段を備え、
前記分析手段は、更に、前記物理量である前記配管を伝搬する振動の伝搬速度に基づいて前記配管の状態を分析する、付記1から9のいずれか一項に記載の分析装置。
(Appendix 10)
A time synchronization means for controlling time synchronization of the plurality of sensor units,
10. The analyzer according to any one of additional notes 1 to 9, wherein the analysis means further analyzes the state of the pipe based on the propagation speed of vibration propagating through the pipe, which is the physical quantity.
(付記11)
前記分析手段は、前記配管の状況に関する情報に基づいて前記配管の状態を分析する、付記1から10のいずれか一項に記載の分析装置。
(Appendix 11)
11. The analyzer according to any one of appendices 1 to 10, wherein the analysis means analyzes the state of the pipe based on information about the state of the pipe.
(付記12)
前記物理量は、前記配管を伝搬する振動である、付記1から11のいずれか一項に記載の分析装置。
(Appendix 12)
12. The analyzer according to any one of appendices 1 to 11, wherein the physical quantity is vibration propagating through the pipe.
(付記13)
前記物理量を検知する複数のセンサユニットと、
前記複数のセンサユニットの各々において検知された前記物理量に基づいて判定及び分析を行う付記1から12のいずれか一項に記載の分析装置と
を備える分析システム。
(Appendix 13)
a plurality of sensor units that detect the physical quantity;
13. An analysis system comprising: the analysis device according to any one of appendices 1 to 12, which performs determination and analysis based on the physical quantity detected by each of the plurality of sensor units.
(付記14)
2つのセンサにおいてそれぞれ定められた時間帯に検知された物理量の相互相関に基づいて、配管の状態の分析が必要であるかを判定し、
前記分析が必要と判定された場合に、前記物理量に基づいて前記配管の状態を分析する、
分析方法。
(Appendix 14)
Based on the cross-correlation of the physical quantities detected by the two sensors in each predetermined time period, it is determined whether analysis of the state of the piping is necessary,
analyzing the state of the piping based on the physical quantity when the analysis is determined to be necessary;
Analysis method.
(付記15)
コンピュータに、
2つのセンサにおいてそれぞれ定められた時間帯に検知された物理量の相互相関に基づいて、配管の状態の分析が必要であるかを判定する処理と、
前記分析が必要と判定された場合に、前記物理量に基づいて前記配管の状態を分析する処理と、
を実行させるプログラム。
(Appendix 15)
to the computer,
A process of determining whether analysis of the state of the pipe is necessary based on the cross-correlation of the physical quantities detected by the two sensors in each predetermined time period;
a process of analyzing the state of the piping based on the physical quantity when the analysis is determined to be necessary;
program to run.
10 分析システム
11 センサユニット
100 分析装置
110 判定部
120、220 分析部
1001、1101 CPU
1002、1102 ROM
1003、1103 RAM
1004、1104 プログラム
1005、1105 記憶部
1006、1106 通信部
1008、1108 バス
1110 制御部
1111 検知部
1112 バッテリ
10
1002, 1102 ROMs
1003, 1103 RAM
1004, 1104
Claims (9)
前記組合せのいずれかの前記物理量の相互相関に基づいて前記分析が必要と判定された場合に、前記分析が必要と判定された前記組合せに含まれるセンサの時刻同期を行うよう制御する時刻同期手段と、
時刻同期が行われた前記センサにおいて検知された前記物理量である前記配管を伝搬する振動の伝搬速度の変化量に基づいて前記配管の劣化の程度を分析する分析手段と、
を備え、
前記配管の劣化は、腐食によって配管が脆くなっている状態、又は、配管を接続する部位の接続状態が緩くなっている状態である
分析装置。 For each combination of two sensors out of the two or more sensors, using the physical quantities detected by the two or more sensors in each defined time period, the two sensors included in the combination are detected Determination means for determining whether analysis of the degree of deterioration of piping is necessary based on the cross-correlation of the physical quantities ;
Time synchronization means for controlling time synchronization of sensors included in the combination determined to require the analysis when the analysis is determined to be required based on the cross-correlation of the physical quantities of any of the combinations. When,
analysis means for analyzing the degree of deterioration of the pipe based on the amount of change in the propagation speed of the vibration propagating through the pipe, which is the physical quantity detected by the time-synchronized sensor ;
with
The deterioration of the piping is a state in which the piping has become brittle due to corrosion, or a state in which the connection state of the portion to which the piping is connected has become loose.
請求項1に記載の分析装置。 The determination means determines whether the analysis is necessary based on the cross-correlations obtained for the physical quantities detected by each of the two or more sensors in a plurality of different time zones.
The analyzer according to claim 1.
前記複数のセンサユニットの各々において検知された前記物理量に基づいて前記判定及び前記分析を行う請求項1から6のいずれか一項に記載の分析装置と
を備える分析システム。 a plurality of sensor units that detect the physical quantity;
The analysis system according to any one of claims 1 to 6 , wherein the determination and the analysis are performed based on the physical quantity detected by each of the plurality of sensor units.
前記組合せのいずれかの前記物理量の相互相関に基づいて前記分析が必要と判定された場合に、前記分析が必要と判定された前記組合せに含まれるセンサの時刻同期を行うよう制御し、
時刻同期が行われた前記センサにおいて検知された前記物理量である前記配管を伝搬する振動の伝搬速度の変化量に基づいて前記配管の劣化の程度を分析し、
前記配管の劣化は、腐食によって配管が脆くなっている状態、又は、配管を接続する部位の接続状態が緩くなっている状態である
分析方法。 For each combination of two sensors out of the two or more sensors, using the physical quantities detected by the two or more sensors in each defined time period, the two sensors included in the combination are detected Based on the cross-correlation of the physical quantities , determine whether analysis of the degree of deterioration of the piping is necessary,
When it is determined that the analysis is necessary based on the cross-correlation of the physical quantities of any of the combinations, the sensors included in the combination determined to require the analysis are controlled to perform time synchronization;
analyzing the degree of deterioration of the pipe based on the amount of change in the propagation speed of the vibration propagating through the pipe, which is the physical quantity detected by the time-synchronized sensor ;
The deterioration of the piping is a state in which the piping has become brittle due to corrosion, or a state in which the connection state of the portion to which the piping is connected has become loose.
2つ以上のセンサにおいてそれぞれ定められた時間帯に検知された物理量を用いて、前記2つ以上のセンサのうち2つのセンサの組合せの各々について、前記組合せに含まれる2つのセンサにおいて検知された前記物理量の相互相関に基づいて、配管の劣化の程度の分析が必要であるかを判定する処理と、
前記組合せのいずれかの前記物理量の相互相関に基づいて前記分析が必要と判定された場合に、前記分析が必要と判定された前記組合せに含まれるセンサの時刻同期を行うよう制御する時刻同期処理と、
時刻同期が行われた前記センサにおいて検知された前記物理量である前記配管を伝搬する振動の伝搬速度の変化量に基づいて前記配管の劣化の程度を分析する処理と、
を実行させ、
前記配管の劣化は、腐食によって配管が脆くなっている状態、又は、配管を接続する部位の接続状態が緩くなっている状態である
プログラム。 to the computer,
For each combination of two sensors out of the two or more sensors, using the physical quantities detected by the two or more sensors in each defined time period, the two sensors included in the combination are detected A process of determining whether analysis of the degree of deterioration of the piping is necessary based on the cross-correlation of the physical quantities ;
When it is determined that the analysis is required based on the cross-correlation of the physical quantities of any of the combinations, time synchronization processing for controlling time synchronization of the sensors included in the combination determined to require the analysis. When,
A process of analyzing the degree of deterioration of the pipe based on the amount of change in the propagation speed of the vibration propagating through the pipe, which is the physical quantity detected by the time-synchronized sensor ;
and
The deterioration of the piping is a state in which the piping has become brittle due to corrosion, or a state in which the connecting portion of the piping has become loose.
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