KR102542657B1

KR102542657B1 - 자성체의 열화 예측 장치 및 자성체의 열화 예측 방법

Info

Publication number: KR102542657B1
Application number: KR1020217038337A
Authority: KR
Inventors: 미츠오 야마시타; 히로아키 코다마; 타케토시 노지; 마코토 시노하라
Original assignee: 가부시기 가이샤 시마즈 세이사구쇼
Priority date: 2019-06-14
Filing date: 2020-05-14
Publication date: 2023-06-13
Anticipated expiration: 2040-05-14
Also published as: KR20220005517A; SG11202113114RA; EP3985386A1; JPWO2020250617A1; CN113811763A; US11782027B2; WO2020250617A1; JP7164034B2; US20220229018A1; EP3985386A4

Abstract

검사 대상인 자성체(W)의 영향을 받은 자계를 검출하여 센서 신호를 출력하는 자기 센서(10)와, 센서 신호에 기초하여, 자성체의 열화 정도를 나타내는 열화 스코어를 산정하는 열화 스코어 산정 수단(51)과, 열화 스코어를 기억하는 열화 스코어 기억부(41)와, 열화 정도의 변화를 나타내는 열화 예측 모델을 기억하는 열화 예측 모델 기억부(42)와, 열화 예측 모델을 갱신함으로써 갱신 후의 열화 예측 모델을 취득하는 열화 예측 모델 갱신 수단(52)과, 장래의 열화 스코어를 추정하는 열화 스코어 예측 수단(53)을 구비하는 자성체의 열화 예측 장치.

Description

자성체의 열화 예측 장치 및 자성체의 열화 예측 방법

본 발명은, 자성체의 열화(劣化) 예측 장치 및 자성체의 열화 예측 방법에 관한 것이다.

종래, 와이어로프를 채용한 크레인 장치나, 엘리베이터 시스템의 가동 이력 정보로부터, 계산에 의해 와이어로프의 수명을 예측하는 기술이 알려져 있다(예를 들어 특허문헌 1). 또한, 와이어로프의 일부에 약한 개소를 마련하여, 그 개소의 단선을 검출함으로써, 교환 시기를 예측하는 시도가 이루어져 있다(예를 들어 특허문헌 2).

특허문헌 1: 일본공개특허 2014-234260호 공보 특허문헌 2: 일본공개특허 2010-254394호 공보

그러나, 가동 이력 정보로부터의 예측이나, 굳이 약한 개소를 마련하는 방법은, 검사 대상인 와이어로프 그 자체의 물리적 상태를 전혀 검출하는 것이 아니기 때문에, 검사 대상인 와이어로프의 상태를 더욱 반영한 예측 결과의 취득에 의해, 적절한 타이밍에 교환하는 것이 과제가 된다. 본 발명의 일 측면에서는, 해당 과제를 해결하여, 보다 고정밀도의 자성체의 열화 예측 장치 및 자성체의 열화 예측 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제1 태양에 의한 자성체의 열화 예측 장치는, 검사 대상인 자성체의 영향을 받은 자계를 검출하여 센서 신호를 출력하는 자기 센서와, 센서 신호에 기초하여, 자성체의 열화 정도를 나타내는 열화 스코어를 산정하는 열화 스코어 산정 수단과, 열화 스코어를 기억하는 열화 스코어 기억부와, 열화 정도의 변화를 나타내는 열화 예측 모델을 기억하는 열화 예측 모델 기억부와, 복수 시점(時點)의 열화 스코어에 기초하여 열화 예측 모델을 갱신함으로써 갱신 후의 열화 예측 모델을 취득하는 열화 예측 모델 갱신 수단과, 갱신 후의 열화 예측 모델로부터, 장래의 열화 스코어를 추정하는 열화 스코어 예측 수단을 구비한다.

본 발명의 제2 태양에 의한 자성체의 열화 예측 방법은, 자기 센서에 의해, 검사 대상인 자성체의 영향을 받은 자계를 검출하여 센서 신호를 취득하는 센서 신호 취득 단계와, 센서 신호에 기초하여, 자성체의 열화 정도를 나타내는 열화 스코어를 산정하는 열화 스코어 산정 단계와, 복수 시점의 열화 스코어에 기초하여 열화 정도의 변화를 나타내는 열화 예측 모델을 갱신함으로써 갱신 후의 열화 예측 모델을 취득하는 열화 예측 모델 갱신 단계와, 갱신 후의 열화 예측 모델로부터, 장래의 열화 스코어를 추정하는 열화 스코어 추정 단계를 구비한다.

본 발명의 제1 태양 및 제2 태양에 의하면, 보다 고정밀도의 자성체의 열화 예측 장치 및 자성체의 열화 예측 방법을 제공할 수 있다.

도 1은, 자성체의 열화 예측 장치의 전체상을 설명하는 도면이다.
도 2는, 자기 센서의 구성을 설명하는 도면이다.
도 3은, 엘리베이터 시스템에의 적용을 설명하는 도면이다.
도 4는, 프로그램의 동작의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 5는, 소선 단선시의 센서 신호 계열(S(x))의 파형을 나타내는 도면이다.
도 6은, 열화 스코어(Di)의 추이를 나타내는 도면이다.

(구성의 설명)

본 발명의 일 실시형태에 대해 설명한다.

본 발명의 일 실시형태인 자성체의 열화 예측 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 검사 대상인 와이어로프(W)의 영향을 받은 자계를 검출하여 센서 신호(Si)를 출력하는 자기 센서(10)와, 센서 신호(Si)를 시계열 데이터로서 취득하고, 이 시계열의 센서 신호(Si)를 와이어로프(W)의 위치에 관한 센서 신호 계열(S(x))로 변환하여 센서 신호 기억부(43)에 저장함과 아울러, 상기 센서 신호 계열(S(x))에 기초하여 와이어로프(W)의 열화 정도를 나타내는 열화 스코어(Di)를 산정하는 열화 스코어 산정 수단과, 복수 시점에서의 열화 스코어(D1, D2…Dn)를 기억하는 열화 스코어 기억부(41)와, 열화 정도의 변화를 나타내는 열화 예측 모델(Mo)을 기억하는 열화 예측 모델 기억부(42)와, 복수 시점의 열화 스코어에 기초하여 열화 예측 모델(Mo)을 갱신함으로써 갱신 후의 열화 예측 모델(Ma)을 취득하는 열화 예측 모델 갱신 수단과, 갱신 후의 열화 예측 모델(Ma)로부터, 장래의 열화 스코어(Df)를 추정하는 열화 스코어 예측 수단과, 갱신 후의 열화 예측 모델(Ma) 및 추정한 장래의 열화 스코어(Df)를 표시하는 디스플레이(81)와, 열화 예측 모델(Mo)을 등록하는 등록부(82)를 구비한다. 또, 와이어로프(W)는, 청구범위의 「자성체」의 일례이다. 또한, 본 발명의 일 실시형태인 자성체의 열화 예측 장치는, 컴퓨터(100)를 포함한다. 컴퓨터(100)는, CPU(Central Processing Unit)(30), A/D 변환기(31), I/D 변환기(32), 비휘발성 메모리(40) 및 송수신부(90)를 포함한다. 또한, CPU(30), A/D 변환기(31), 비휘발성 메모리(40) 및 송수신부(90)는, 아날로그 신호를 I/D 변환하는 I/D 변환기(32)를 통해 서로 접속되어 있다.

열화 스코어 기억부(41), 열화 예측 모델 기억부(42), 센서 신호 기억부(43) 및 프로그램 기억부(50)는, 컴퓨터(100)의 비휘발성 메모리(40) 내에 마련되어 있다. 본 실시형태에서의, 열화 스코어 산정 수단, 열화 예측 모델 갱신 수단, 열화 스코어 예측 수단은, 프로그램 기억부(50)에 기억된 프로그램의 모듈인 열화 스코어 산정 모듈(51), 열화 예측 모델 갱신 모듈(52), 열화 스코어 예측 모듈(53)을 CPU(30)가 독출하여(읽어 내어) 실행함으로써 각각 실현된다. 즉, 열화 스코어 산정 모듈(51)은, 청구범위의 「열화 스코어 산정 수단」의 일례이며, 열화 예측 모델 갱신 모듈(52)은, 청구범위의 「열화 예측 모델 갱신 수단」의 일례이다. 또한, 열화 스코어 예측 모듈(53)은, 청구범위의 「열화 스코어 예측 수단」의 일례이다. 본 실시형태에서는, 자성체의 열화 예측 장치는, 또한, 갱신 후의 열화 예측 모델(Ma)을 표시하는 디스플레이(81)와, 열화 예측 모델(Ma)을 등록하기 위한 등록부(82)를 구비한다. 등록부(82)는, 터치 패널을 포함하고, 사용자로부터의 조작을 접수하도록 구성되어 있다. 즉, 등록부(82)는, 열화 예측 모델(Ma)을 등록 가능하게 구성되어 있다.

(자기 센서(10)의 구성)

자기 센서(10)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 와이어로프(W)를 정자(整磁)하는 정자 자석(11)과, 와이어로프(W)를 사이에 두도록 배치된 여진(勵振) 코일(12)과, 상기 여진 코일(12)에 교류 전류를 공급함으로써, 여진 코일(12)의 사이에 교류 자계를 발생시키는 여진 제어부(13)와, 상기 여진 코일(12)과 와이어로프(W) 사이의 공간에 배치되며, 실질적으로 와이어로프(W)가 코일의 폐루프를 가로지르도록 배치된 검지 코일(14) 및 검지 코일(15)과, 검지 코일(14, 15)에 흐르는 전류의 차분을 출력하는 차동 회로(16)와, 차동 회로(16)의 출력이 되는 전류를 전압으로 변환하여 센서 신호(Si)로서 출력하는 전류 전압 변환 회로(17)를 구비한다. 자기 센서(10)는, 검사 대상인 와이어로프(W)의 영향을 받은 자계를 검출하도록 구성되어 있다.

도 3에, 자성체의 열화 예측 장치를 엘리베이터 시스템(E)에 적용한 예를 나타낸다. 엘리베이터 시스템(E)은, 와이어로프(W)의 일단이 엘리베이터의 카고(E1)에 결합되며, 타단이 추(E3)에 결합된다. 추(E3)가 하방으로 이동하면, 권상기(E2)의 회전력과 와이어로프(W)와의 마찰력에 의해 와이어로프(W)를 구동시켜 엘리베이터의 카고(E1)를 승강시킨다.

도 3에 도시된 바와 같이, 자기 센서(10)는, 그 본체 내를 와이어로프(W)가 통과하도록, 엘리베이터의 카고(E1)와 권상기(E2)의 사이에 배치된다.

(처리 순서)

각 프로그램의 처리를 도 4의 흐름도에 따라 설명한다.

(센서 신호 취득 단계(210))

이 단계에서는, CPU(30)가, 프로그램 기억부(50)로부터 독출한 열화 스코어 산정 모듈(51)을 실행함으로써, 이하와 같이 동작한다. 우선, CPU(30)에 의해, A/D 변환기(31)로부터 현재 센서 신호(Si)를 취득함과 아울러, 권상기(E2)의 현재 감아올림 위치(X)를 취득하여, 센서 신호(Si)와 감아올림 위치(X)를 대응시켜 비휘발성 메모리(40) 내의 센서 신호 기억부(43)에 저장한다. 이 동작을, 소정 시간마다 또는 소정의 감아올림 위치(X)마다 실행한다. 이에 의해, 와이어로프(W)의 위치마다의 센서 신호 계열(S(X))이 생성된다.

센서 신호 취득 단계(210)는, 다른 단계와 비동기로 항상 실행되어 있어도 되고, 예를 들어 엘리베이터 시스템(E)의 점검시에 와이어로프(W)를 대강 이동시킬 때에 실행하여, 다음 단계(220) 이후로 진행하는 것으로 해도 된다.

또한, 센서 신호 계열(S(X))은, 와이어로프(W)의 설치시에 취득한 센서 신호 계열(So(X))과의 차분을 취하는 것으로 하면, 열화에 의해 발생한 신호의 변화만을 추출할 수 있기 때문에 바람직하지만, 이러한 차분 처리는 필수는 아니다.

그 밖에, 복수 시점의 센서 신호를 취득하여 기억하는 한에서, 상기 단계의 실시형태를 여러 가지 변경 가능하다.

(열화 스코어 산정 단계(220))

이 단계에서는, CPU(30)가, 프로그램 기억부(50)로부터 독출한 열화 스코어 산정 모듈(51)을 실행함으로써, 이하와 같이 실행된다.

우선, CPU(30)는, 센서 신호 기억부(43)로부터 센서 신호 계열(S(X))을 독출한다. 본 실시형태에서는, 자기 센서(10)로서 도 2와 같은 전자속(全磁束) 방식(전자속법) 즉, 검지 코일(14 및 15)의 폐루프 내를, 검사 대상의 와이어로프(W)가 통과하는 구성을 채용하고 있으므로, 와이어로프(W)의 내부에 소선(素線) 단선이 있는 경우에서도, 그 단선에 의해 발생한 자계의 변화가 검지 코일(14 및 15)에 흐르는 전류의 변화가 되어 나타난다. 따라서, 와이어로프(W)에 육안상 파단이 보이지 않는 상황으로부터, 센서 신호(Si), 즉, 센서 신호 계열(S(X))에 변화가 나타나기 때문에, 극히 고정밀도의 열화 상태 판정이 가능해진다.

예를 들어, 소선 단선이 있는 장소에서는, 도 5에서의 (A)와 같은 파형이 관측된다. 또한, 와이어로프(W)의 동일 단면에서의 소선 단선의 수가 증가한 경우는, 도 5에서의 (B)와 같은 파형이 관측된다. 즉, 소선 단선의 수가 증가함에 따라, 도 5와 같은 특징적인 파형의 진폭이 증가하기 때문에, 소선 단선의 수를 추정하는 것이 가능해진다.

본 실시형태에서는, 이와 같이 하여 소선 단선의 수를 와이어로프(W)의 주목할 소정 구간에 걸쳐 계산(추정)하고, 그 소선 단선의 수의 최대값을 열화 스코어(Di)로 하여, 센서 신호(Si)를 취득한 연월일과 함께 열화 스코어 기억부(41)에 기억한다. 이에 의해, 복수 시점에서의 열화 스코어(Di)가 열화 스코어 기억부(41)에 축적된다. 주목할 소정 구간이란, 예를 들어, 와이어로프(W) 중 활차를 적어도 1회는 통과하는 구간으로서, 부하가 걸리기 때문에, 열화 예측이 필요한 구간을 말한다. 또한, 와이어로프(W)의 주목할 소정 구간은, 등록부(82)에 의해 등록된다.

또, 본 실시형태에서는, 열화 스코어(Di)를 와이어로프(W)의 주목할 소정 구간 중 최대값으로 하였지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 각 장소에서 산출한 열화 스코어(소선 단선의 수)의 합계값을 열화 스코어(Di)로 해도 된다. 또한, 주목할 구간을 더욱 구분하여, 그 소구분마다 열화 스코어(Di)를 산정해도 된다. 그 밖에, 자기 센서에 의해 검출되는 신호를 와이어로프(W)의 열화 정도로 변환한 것인 한에서, 여러 가지의 스코어 산정 방법을 채용 가능하다.

도 6의 (A)는, 와이어로프(W)의 표준품을, 피로 시험기로 반복하여 부하를 부여하면서, 자기 센서(10)와 동일 방식의 자기 센서를 이용하여 열화 스코어 산정 단계(220)를 실행하였을 때에 얻어진 열화 스코어(Di)의 추이이다. 가로축은 시험 횟수, 세로축은 열화 스코어(Di)를 나타낸다.

이 그래프로부터, 열화 스코어(Di)는, 점차 증가하고 있는 것을 알 수 있다. 다만, 와이어로프(W)의 외관상은, 11000회를 초과한 부근에서 겨우 1개의 소선 단선을 시인할 수 있고, 13000회 부근에서 2개째의 소선 단선을 시인할 수 있었지만, 그 후 15000회 부근에서 전체 파단에 이르고 있다. 이와 같이, 외관상은 와이어로프(W)의 열화 정도를 확인할 수 없는 채로, 돌연 전체 파단에 이르고 있다. 그러나, 외관상 변화가 그만큼 보이지 않는 동안에도, 열화 스코어(Di)는 점차 상승을 계속하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 이는, 와이어로프 내부에서 소선 단선이 진행되고 있는 것을 나타내고 있다.

또, 본 실시형태에서는, 열화 예측 모델(Mo)은, 와이어로프(W)와 동종의 와이어로프(와이어로프(W)의 표준품)에 복수 시점에서 부하를 가할 때마다, 자기 센서(10)와 동종(同種)의 센서로부터 출력된 센서 신호에 기초하여 산정된 열화 스코어(Di)의 집합을 포함한다.

또한, 본 실시형태에 의한 자성체의 열화 예측 방법에서는, 와이어로프(W)의 표준품에 복수 시점에서 부하를 가할 때마다, 자기 센서(10)와 동종의 센서로부터 출력된 센서 신호에 기초하여 산정된 열화 스코어(Di)의 집합을 포함하는 열화 예측 모델(Mo)을 준비하는 단계를 구비한다.

또한, 그래프로부터, 2500회 부근까지는 신호에 변화가 보이지 않고, 내부 파단이 시작된 후는, 대략 직선적으로 소선 단선의 수가 증가하는 경향이 있다. 따라서, 열화 예측 모델(Mo)은, 예를 들어, 단선이 검지된 이후를 직선 근사하는 모델로 해도 되는 것을 알 수 있다.

그러나, 표준적인 열화 예측 모델(Mo)을 준비해도, 현장의 장치에 따라, 와이어로프(W)에 걸리는 하중이나 토크나 굽힘 곡률 등이 다양하게 다르다.

그래서, 본 실시형태에서는, 열화 예측 모델 갱신 단계(230)를 실시한다.

(열화 예측 모델 갱신 단계(230))

이 단계는, CPU(30)가, 프로그램 기억부(50)로부터 독출한 열화 예측 모델 갱신 모듈(52)을 실행함으로써, 이하와 같이 실행된다.

우선, CPU(30)는, 열화 스코어 기억부(41)로부터, 복수 시점에서의 열화 스코어(Di)를 독출함과 아울러, 열화 예측 모델 기억부(42)로부터, 표준적인 열화 예측 모델(Mo)을 독출한다.

본 실시형태에서는, 표준적인 열화 예측 모델(Mo)은, 도 6의 (A)으로부터 구한 2직선 근사 모델로 하고, 미리 태블릿 단말(80)(도 1 참조)의 등록부(82)에 의해 모델의 파라미터를 입력하면, 송수신부(90)를 통해, 열화 예측 모델 기억부(42)에 표준적인 열화 예측 모델(Mo)로서 기억된다. 구체적으로는, 표준적인 열화 예측 모델(Mo)은 이하와 같이 나타난다.

Di=Ax+B

0<x<=2500; A=0, B=0

2500>x; A=0.01, B=-25

여기서, x는 엘리베이터 시스템(E)의 가동 횟수를 나타낸다. 가동 횟수는, 엘리베이터 시스템(E)이 현재 층을 출발하고 나서 목적 층에 도착하기까지의 동작을 1회로 하여 카운트한다.

여기서, 엘리베이터 시스템(E)을 가동하고 있는 동안에, 순차 열화 스코어 산정 단계(220)를 실행하면, 도 6의 (B)와 같은 추이를 나타낸 것으로 한다. 이 경우, 11500회의 시점에서 열화가 진행되어 있기 때문에, 실제로 관측된 Di가 피팅되도록, 표준적인 열화 예측 모델(Mo)을 갱신하여, 갱신 후의 열화 예측 모델(Ma)을 취득한다.

Di=Ax+B

0<x<=2500; A=0, B=0

2500>x; A=0.004, B=-10

또, 전회 작성(갱신)한 갱신 후의 열화 예측 모델(Ma)이, 갱신된 복수 시점의 열화 스코어(D1, D2…Dn)가 피팅되도록 순차 갱신하도록 해도 된다. 그 밖에, 당초 준비한 열화 예측 모델(Mo)을, 그 후에 생성된 열화 스코어(Di)에 기초하여 갱신하는 한에서, 여러 가지 방법을 채용할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 열화 예측 모델(Mo)로서 2직선 근사 모델로 하였지만, 다차원 근사 곡선 모델이나, 스플라인 근사 모델이어도 된다. 그 밖에, 가동 횟수에 대해 증가하는 함수가 되는 한에서, 여러 가지 모델을 선택 가능하다.

다만, 지진이나 화재 등, 통상과는 다른 부하가 와이어로프(W)에 가해진 경우는, 그 시점을 경계로 하여, 열화 스코어(Di)가 비(非)선형으로 변화할 가능성도 있다. 이러한 특별한 사건 전후의 열화 스코어(Di)에 피팅되도록 갱신 후의 열화 예측 모델(Ma)을 구하면, 본래보다 극단적으로 짧은 기간에 파단에 이른다고 예측해 버릴 가능성이 높다.

그래서, 지진, 화재 등의 돌발 사건의 발생을 나타내는 돌발 정보를 취득하고, 돌발 정보가 발생한 후의 열화 스코어(Di)만이 피팅되도록, 표준적인 열화 예측 모델(Mo)을 갱신하는 것으로 해도 된다. 이에 의해, 예측 정밀도를 보다 높일 수 있다.

또, 돌발 정보는, 열화 스코어(Di)를 직선 근사할 때에 편차가 일정 이상 큰 열화 스코어(Di) 전에 돌발 사건이 발생하였다고 판정함으로써, 돌발 정보를 생성하는 것으로 해도 된다. 즉, 돌발 정보는, 외적 요인의 발생을 다른 수단으로 검지한 결과를 이용해도 되고, 열화 스코어(Di)의 돌발적인 변화에 기초하여 판정해도 된다.

여기서 말하는 돌발 사건에는, 지진, 화재, 낙뢰, 침수 및 유지보수 등, 검사 대상이 되는 자성체에 통상적인 운전 상태와는 다른 영향이 가해지는 사건이 포함된다.

이와 같이 하여 얻어진 갱신 후의 열화 예측 모델(Ma)과, 현재까지의 열화 스코어(Di)의 추이를, 송수신부(90)를 통해 태블릿 단말(80)에 송신하고, 태블릿 단말(80)의 디스플레이(81)에 그래프 표시하면, 유지보수 담당자나 건물주가 열화 정도를 실시간으로 확인할 수 있어 바람직하다. 특히, 자기 센서(10)나 컴퓨터(100)는 출입이 어려운 장소에 배치될 가능성도 있기 때문에, 인터넷 회선(LTE 회선), 전화 회선 등을 통한 무선 통신에 의해, 컴퓨터(100)와 태블릿 단말(80)을 통신 가능하게 하는 것이 보다 바람직하다.

(열화 스코어 추정 단계(240))

이와 같이 하여 얻어진 갱신 후의 열화 예측 모델(Ma)로부터, 장래의 열화 스코어(Df)를 예측한다. 파단 수준까지의 엘리베이터 시스템(E)의 가동 횟수를 예측하는 경우는, 갱신 후의 열화 예측 모델(Ma)에 의해 계산되는 장래의 열화 스코어(Df)가 문턱값을 초과하는 횟수(x)를 구하면 된다. 이 문턱값은, 예를 들어 도 6의 (A)의 열화 스코어(Di)를 취득할 때와 같이, 피로 시험기에 의한 시험에 의해 파단이 확인된 엘리베이터 시스템(E)의 가동 횟수에 기초하여 정해도 된다. 이에 의해, 와이어로프(W)의 수명 예측이 가능해진다. 반대로, 소정의 가동 횟수 후의 열화 스코어(Di)를 산출하는 것에 이용할 수도 있다. 이와 같이 하여 얻어진 횟수(x)를 그대로 디스플레이(81)에 표시해도 되고, 해당 장치의 단위 기간 중의 평균 가동 횟수에 기초하여, 횟수(x)를 일수로 변환한 값을 표시해도 된다. 또한, 갱신 후의 열화 예측 모델(Ma)과, 현재까지의 열화 스코어(Di)의 추이의 그래프와 함께 표시해도 된다.

또, 본 실시형태에서는 자성체의 열화 예측 장치에 대해 와이어로프(W)가 움직이는 계(system)를 나타내었지만, 와이어로프(W)에 대해 자성체의 열화 예측 장치가 움직이는 계에 적용해도 된다. 예를 들어, 크레인에서의 펜던트 로프, 로프웨이에서의 지삭(支索; 지지 케이블), 현수교나 PC 교량 등에 장착되는 행거 로프나 PC 케이블은 고정되어 있지만, 사용 환경에서 계속적으로 부하가 가해짐으로써, 재료적으로 열화를 수반하는 자성체이기 때문에, 자성체의 열화 예측 장치를 수동 또는 로봇에 의해 주사시켜 열화 상태를 측정하는 것이 유효하다. 그 경우, 가동 횟수 대신에, 시간을 파라미터로 하면 된다.

또한, 본 실시형태에서는, 검사 대상인 자성체로서 와이어로프(W)를 예시하였지만, 사용 환경에서 계속적으로 부하가 가해짐으로써, 재료적으로 열화를 수반하는 자성체이면 특별히 대상이 한정되지 않는다. 예를 들어, 스테인리스 로프, 소선을 합쳐서 꼰 꼬임선, 박판, 각재, 원통형의 파이프, 철사, 체인이어도 된다. 또한, 수지나 도금 등으로 피복된 와이어로프(W)이어도 된다. 또한, 와이어로프(W)를 구성 부재로 하는 케이블 등이어도 된다. 예를 들어, 교각이나 콘크리트 내의 철근의 부식에 따른 열화의 예측에 적용해도 된다. 그 경우, 가동 횟수 대신에, 시간을 파라미터로 하면 된다.

또한, 본 실시형태에서는, 자기 센서(10)는, 엘리베이터의 카고(E1)와 권상기(E2)의 사이에 배치되는 예를 나타내었지만, 본 발명에서의 자기 센서의 배치는 이에 한정되지 않는다. 활차를 통과하는 구간을 측정할 수 있는 위치이면 어디든지 좋고, 예를 들어, 권상기(E2)와 추(E3)의 사이이어도 된다.

또한, 본 실시형태에서는, 권상기(E2)의 회전력과 와이어로프(W)와의 마찰력에 의해 와이어로프(W)를 구동하는 예를 나타내었지만, 와이어로프(W)의 구동 방법은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 권취 등 다른 구동 방법이어도 된다.

또한, 자기 센서(10)에 의해 국소적인 킹크(kink)나 내부 녹이 검출된 경우는, 본 실시형태에서의 열화 스코어(Di)와 함께 태블릿 단말(80)의 디스플레이(81)에 표시해도 된다. 이에 따라, 소선 단선수에 의한 열화 스코어(Di)와 독립된 파라미터로서, 유지보수의 긴급성이나 처치 내용을 판단할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 열화 스코어(Di)의 추이 등을, 송수신부(90)를 통해 태블릿 단말(80)에 송신하는 예를 나타내었지만, 이에 한정되지 않는다. 태블릿 단말이 아니라, 예를 들어, 유지보수 회사의 PC나 방재 센터의 중앙 감시반 등에 송신해도 된다.

또한, 본 실시형태에서는, 설명의 편의상, 본 발명의 자성체의 열화 예측 장치에 의한 프로그램의 동작을 처리 흐름에 따라 차례대로 처리를 행하는 플로우 구동형의 흐름도를 이용하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 자성체의 열화 예측 장치에 의한 프로그램의 동작을, 이벤트 단위로 처리를 실행하는 이벤트 구동형(이벤트 드리븐형)의 처리에 의해 행해도 된다. 이 경우, 완전한 이벤트 구동형으로 행해도 되고, 이벤트 구동 및 플로우 구동을 조합하여 행해도 된다.

본 명세서는, 이하의 발명을 포함한다.

(발명 1)

검사 대상인 자성체의 영향을 받은 자계를 검출하여 센서 신호를 출력하는 자기 센서와, 상기 센서 신호에 기초하여, 상기 자성체의 열화 정도를 나타내는 열화 스코어를 산정하는 열화 스코어 산정 수단과, 상기 열화 스코어를 기억하는 열화 스코어 기억부와, 상기 열화 정도의 변화를 나타내는 열화 예측 모델을 기억하는 열화 예측 모델 기억부와, 복수 시점의 상기 열화 스코어에 기초하여 상기 열화 예측 모델을 갱신함으로써 갱신 후의 열화 예측 모델을 취득하는 열화 예측 모델 갱신 수단과, 상기 갱신 후의 열화 예측 모델로부터, 장래의 열화 스코어를 추정하는 열화 스코어 예측 수단을 구비하는, 자성체의 열화 예측 장치.

(발명 2)

상기 열화 예측 모델 갱신 수단은, 돌발 사건을 검지한 경우는, 그 후의 복수 시점의 상기 열화 스코어에 기초하여 상기 열화 예측 모델을 갱신함으로써 상기 갱신 후의 열화 예측 모델을 취득하는, 발명 1에 기재된 자성체의 열화 예측 장치.

(발명 3)

상기 자성체는 와이어로프인, 발명 1 또는 2에 기재된 자성체의 열화 예측 장치.

(발명 4)

상기 자성체에서의 주목할 소정 구간 및 상기 열화 예측 모델 중 적어도 하나를 등록하기 위한 등록부를 구비하는, 발명 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 자성체의 열화 예측 장치.

(발명 5)

상기 돌발 사건은, 지진, 화재, 낙뢰, 침수 및 유지보수 중 적어도 하나를 포함하는, 발명 2에 기재된 자성체의 열화 예측 장치.

(발명 6)

상기 자기 센서는, 전자속법에 의해 상기 자계를 검출하는 것을 특징으로 하는, 발명 3 내지 5 중 어느 하나에 기재된 자성체의 열화 예측 장치.

(발명 7)

상기 열화 예측 모델은, 상기 와이어로프와 동종의 와이어로프에 복수 시점에서 부하를 가할 때마다, 상기 자기 센서와 동종의 센서로부터 출력된 센서 신호에 기초하여 산정된 열화 스코어의 집합을 포함하는, 발명 3 내지 5 중 어느 하나에 기재된 자성체의 열화 예측 장치.

(발명 8)

자기 센서에 의해, 검사 대상인 자성체의 영향을 받은 자계를 검출하여 센서 신호를 취득하는 단계와, 상기 센서 신호에 기초하여, 상기 자성체의 열화 정도를 나타내는 열화 스코어를 산정하는 단계와, 복수 시점의 상기 열화 스코어에 기초하여 상기 열화 정도의 변화를 나타내는 열화 예측 모델을 갱신함으로써 갱신 후의 열화 예측 모델을 취득하는 단계와, 상기 갱신 후의 열화 예측 모델로부터, 장래의 열화 스코어를 추정하는 단계를 구비하는, 자성체의 열화 예측 방법.

(발명 9)

상기 열화 예측 모델 갱신 단계는, 돌발 사건을 검지한 경우는, 그 후의 복수 시점의 상기 열화 스코어에 기초하여 상기 열화 예측 모델을 갱신함으로써 상기 갱신 후의 열화 예측 모델을 취득하는, 발명 8에 기재된 자성체의 열화 예측 방법.

(발명 10)

상기 검사 대상의 자성체와 동종의 자성체에 복수 시점에서 부하를 가할 때마다, 상기 자기 센서와 동종의 센서로부터 출력된 센서 신호에 기초하여 산정된 열화 스코어의 집합을 포함하는 열화 예측 모델을 준비하는 단계를 더 구비하는, 발명 8 또는 9에 기재된 자성체의 열화 예측 방법.

자기 센서 10
정자 자석 11
여진 코일 12
여진 제어부 13
검지 코일 14
검지 코일 15
차동 회로 16
전류 전압 변환 회로 17
CPU 30
A/D 변환기 31
I/D 변환기 32
비휘발성 메모리 40
열화 스코어 기억부 41
열화 예측 모델 기억부 42
센서 신호 기억부 43
프로그램 기억부 50
열화 스코어 산정 모듈 51
열화 예측 모델 갱신 모듈 52
열화 스코어 예측 모듈 53
태블릿 단말 80
디스플레이 81
등록부 82
송수신부 90
컴퓨터 100
센서 신호 취득 단계 210
열화 스코어 산정 단계 220
열화 예측 모델 갱신 단계 230
열화 스코어 추정 단계 240
엘리베이터 시스템 E
엘리베이터의 카고 E1
권상기 E2
추 E3
표준적인 열화 예측 모델 Mo
갱신 후의 열화 예측 모델 Ma
와이어로프 W

Claims

검사 대상인 자성체의 영향을 받은 자계를 검출하여 센서 신호를 출력하는 자기 센서와,
상기 센서 신호에 기초하여, 상기 자성체의 열화 정도를 나타내는 열화 스코어를 산정하는 열화 스코어 산정 수단과,
상기 열화 스코어를 기억하는 열화 스코어 기억부와,
검사 대상인 상기 자성체와 동종의 자성체에 복수 시점에서 부하를 가함으로써, 상기 자기 센서와 동종의 센서로부터 출력된 센서 신호에 기초하여 산정된 상기 열화 스코어의 집합을 포함하는, 상기 열화 정도의 변화를 나타내는 열화 예측 모델을 기억하는 열화 예측 모델 기억부와,
검사 대상인 상기 자성체와 동종의 자성체에 복수 시점에서 부하를 가함으로써, 상기 자기 센서와 동종의 센서로부터 출력된 센서 신호에 기초하여 산정된 상기 열화 스코어의 집합을 포함하는 상기 열화 예측 모델을, 복수 시점의 상기 열화 스코어에 기초하여 갱신함으로써 갱신 후의 열화 예측 모델을 취득하는 열화 예측 모델 갱신 수단과,
상기 갱신 후의 열화 예측 모델로부터, 장래의 열화 스코어 또는 상기 자성체의 수명을 추정하는 열화 스코어 예측 수단을 구비하는, 자성체의 열화 예측 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 열화 예측 모델 갱신 수단은, 돌발 사건을 검지한 경우는, 그 후의 복수 시점의 상기 열화 스코어에 기초하여 상기 열화 예측 모델을 갱신함으로써 상기 갱신 후의 열화 예측 모델을 취득하는, 자성체의 열화 예측 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 자성체는 와이어로프인, 자성체의 열화 예측 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 자성체에서의 주목할 소정 구간 및 상기 열화 예측 모델 중 적어도 하나를 등록하기 위한 등록부를 구비하는, 자성체의 열화 예측 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 돌발 사건은, 지진, 화재, 낙뢰, 침수 및 유지보수 중 적어도 하나를 포함하는, 자성체의 열화 예측 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 자기 센서는, 전자속법에 의해 상기 자계를 검출하는 것을 특징으로 하는, 자성체의 열화 예측 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 열화 예측 모델은, 상기 와이어로프와 동종의 와이어로프에 복수 시점에서 부하를 가할 때마다, 상기 자기 센서와 동종의 센서로부터 출력된 센서 신호에 기초하여 산정된 상기 열화 스코어의 집합을 포함하는, 자성체의 열화 예측 장치.
자기 센서에 의해, 검사 대상인 자성체의 영향을 받은 자계를 검출하여 센서 신호를 취득하는 센서 신호 취득 단계와,
상기 센서 신호에 기초하여, 상기 자성체의 열화 정도를 나타내는 열화 스코어를 산정하는 열화 스코어 산정 단계와,
검사 대상인 상기 자성체와 동종의 자성체에 복수 시점에서 부하를 가함으로써, 상기 자기 센서와 동종의 센서로부터 출력된 센서 신호에 기초하여 산정된 상기 열화 스코어의 집합을 포함하는, 상기 열화 정도의 변화를 나타내는 열화 예측 모델을 복수 시점의 상기 열화 스코어에 기초하여 갱신함으로써 갱신 후의 열화 예측 모델을 취득하는 열화 예측 모델 갱신 단계와,
상기 갱신 후의 열화 예측 모델로부터, 장래의 열화 스코어를 추정하는 열화 스코어 추정 단계와,
검사 대상인 상기 자성체와 동종의 자성체에 복수 시점에서 부하를 가함으로써, 상기 자기 센서와 동종의 센서로부터 출력된 센서 신호에 기초하여 산정된 상기 열화 스코어의 집합을 포함하는 상기 열화 예측 모델을 준비하는 열화 예측 모델 준비 단계를 구비하는, 자성체의 열화 예측 방법.
청구항 8에 있어서,
상기 열화 예측 모델 갱신 단계는, 돌발 사건을 검지한 경우는, 그 후의 복수 시점의 상기 열화 스코어에 기초하여 상기 열화 예측 모델을 갱신함으로써 상기 갱신 후의 열화 예측 모델을 취득하는, 자성체의 열화 예측 방법.
청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
상기 열화 예측 모델 준비 단계는, 상기 검사 대상인 상기 자성체와 동종의 자성체에 복수 시점에서 부하를 가할 때마다, 상기 자기 센서와 동종의 센서로부터 출력된 센서 신호에 기초하여 산정된 상기 열화 스코어의 집합을 포함하는 상기 열화 예측 모델을 준비하는, 자성체의 열화 예측 방법.