JP6100115B2 - Valve stem load measuring device, valve stem load measuring method and valve stem load measuring program - Google Patents
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Description
本発明は、電動弁の非分解による弁棒荷重測定技術に関する。 The present invention relates to a valve stem load measuring technique by non-disassembly of a motor-operated valve.
例えば発電プラントなどの各種プラントでは、プラントに用いられる電動弁を、決められた周期で点検を行う時間計画保全が行われている。この点検の主要な対象となる弁体または弁棒は、駆動部や弁箱の内部に格納され、直接的な点検には分解が必要となる。 For example, in various plants such as a power plant, time-planned maintenance is performed in which motor-operated valves used in the plant are inspected at a predetermined cycle. The valve body or the valve stem, which is the main object of this inspection, is stored inside the drive unit and the valve box, and needs to be disassembled for direct inspection.
しかし、原子力発電プラントなどで分解による点検をすると、点検に時間がかかり、作業員が被ばくし、望ましくない。
また、劣化が生じていない電動弁を頻繁に分解すると、組立て後の調整不良でかえって不具合が生じる。
However, if inspection is performed by disassembly at a nuclear power plant or the like, the inspection takes time, and the worker is exposed, which is not desirable.
Further, if the motor-operated valve that has not deteriorated is frequently disassembled, a malfunction occurs due to poor adjustment after assembly.
このため、近年、外部からの診断で電動弁の劣化状態を定期的に監視し、必要に応じて分解し点検する状態監視保全の導入が図られている。この診断のパラメータには、弁棒にかかる荷重(以下、単に「弁棒荷重」という)、モータの電流または電圧などが用いられる。 For this reason, in recent years, introduction of state monitoring maintenance has been attempted in which the deterioration state of the motor-operated valve is periodically monitored by external diagnosis, and disassembled and inspected as necessary. As the diagnosis parameter, a load applied to the valve stem (hereinafter simply referred to as “valve rod load”), a motor current or voltage, and the like are used.
特に弁棒荷重は、弁棒が駆動部からの動力で弁体に往復動作をさせるものであるため、電動弁の内部の多様な不具合を高い感度で感知するパラメータである。
なお、外部から診断をする技術は、弁棒の頭頂部から弁棒の内部に超音波を送信し、伝搬時間を解析する技術が知られている(例えば、特許文献1から特許文献3)。
In particular, the valve stem load is a parameter that senses various malfunctions in the motor-operated valve with high sensitivity because the valve stem causes the valve body to reciprocate with the power from the drive unit.
In addition, the technique which diagnoses from the outside transmits the ultrasonic wave from the top part of a valve stem to the inside of a valve stem, and the technique which analyzes propagation time is known (for example, patent document 1-patent document 3).
しかし、従来技術の大部分は、伝搬時間の変化から、例えば弁棒の亀裂の有無または弁体の振動の有無など特定の不具合の有無を確認するものである(例えば、特許文献1または特許文献2)。 However, most of the prior art is to confirm the presence or absence of specific problems such as the presence or absence of cracks in the valve stem or the vibration of the valve body from the change in propagation time (for example, Patent Document 1 or Patent Document). 2).
つまり、これらの技術は、弁棒荷重をパラメータとせず、不具合の兆候が振動などとなって物理的に表れる前からその不具合の傾向を観察することができるものではない。さらに、これらの技術は1または2の特定の不具合を検知するのみで、電動弁の包括的な診断を行うものではない。 In other words, these techniques do not use the valve stem load as a parameter, and cannot observe the tendency of the malfunction before the sign of the malfunction appears physically as vibration or the like. Furthermore, these techniques only detect one or two specific faults and do not provide a comprehensive diagnosis of the motorized valve.
また、超音波の伝搬時間から弁棒荷重を算出するものもあるが(例えば、特許文献3)、弁棒荷重を用いて弁体の一連の往復動作から包括的に診断する技術は知られていない。つまり、電動弁に改造または分解を施すことなく状態監視保全として電動弁の故障または劣化に関する詳細な診断をすることができる技術は知られていない。 In addition, there is one that calculates the valve stem load from the propagation time of ultrasonic waves (for example, Patent Document 3), but a technique for comprehensive diagnosis from a series of reciprocating motions of the valve body using the valve stem load is known. Absent. In other words, there is no known technique capable of making a detailed diagnosis regarding the failure or deterioration of the motorized valve as state monitoring maintenance without modifying or disassembling the motorized valve.
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、電動弁に改造または分解を施すことなく電動弁の故障または劣化に関する詳細な診断を短時間で行うことを可能とする弁棒荷重測定装置、弁棒荷重測定方法および弁棒荷重測定プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and the valve stem load measurement enables a detailed diagnosis regarding failure or deterioration of the motorized valve to be performed in a short time without modifying or disassembling the motorized valve. An object is to provide a device, a valve stem load measuring method, and a valve stem load measuring program.
本実施形態にかかる弁棒荷重測定装置は、電動弁の弁体に往復動作をさせる弁棒の頭頂
部に設置されて超音波を送受信するセンサと、往復動作中の前記弁棒の長手方向に伝搬し
て底部で反射する前記超音波の伝搬時間を計測する計測部と、前記伝搬時間に基づいて前
記弁棒の全長を導出する導出部と、前記弁棒の動作中に導出された複数の前記全長の変化
から前記弁棒にかかる荷重変化を算出する荷重変化算出部と、前記荷重変化に付与されたマーキングポイントにおける荷重値の基準荷重に対する偏差を計算する偏差計算部と、前記偏差が偏差閾値を超えた場合に警告信号を出力する診断部と、を備えるものである。
The valve stem load measuring device according to the present embodiment includes a sensor installed on the top of the valve stem that causes the valve body of the motorized valve to reciprocate and transmits / receives ultrasonic waves, and a longitudinal direction of the valve stem during the reciprocating operation. A measuring unit that measures the propagation time of the ultrasonic wave that propagates and reflects at the bottom; a deriving unit that derives the total length of the valve stem based on the propagation time; and a plurality of components derived during operation of the valve stem A load change calculation unit that calculates a load change applied to the valve stem from the change in the total length, a deviation calculation unit that calculates a deviation of a load value at a marking point given to the load change with respect to a reference load, and the deviation is a deviation And a diagnostic unit that outputs a warning signal when the threshold value is exceeded .
本発明により、電動弁に改造または分解を施すことなく電動弁の故障または劣化に関する詳細な診断を短時間で行うことを可能とする弁棒荷重測定装置、弁棒荷重測定方法および弁棒荷重測定プログラムが提供される。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a valve stem load measuring device, a valve stem load measuring method, and a valve stem load measurement capable of performing a detailed diagnosis on a malfunction or deterioration of a motor operated valve in a short time without modifying or disassembling the motor operated valve. A program is provided.
以下、本実施形態を添付図面に基づいて説明する。 Hereinafter, this embodiment is described based on an accompanying drawing.
(実施形態)
図1は、弁棒荷重測定装置10(以下、単に「測定装置10」という)の構成図である。
また、図2は、実施形態にかかる測定装置10が適用される電動弁11の弁棒13およびこの弁棒13を伝搬する超音波15(15a,15b)の様子を示す図である。
(Embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram of a valve stem load measuring device 10 (hereinafter simply referred to as “
Moreover, FIG. 2 is a figure which shows the mode of the ultrasonic wave 15 (15a, 15b) which propagates the
さらに、図3は、実施形態にかかる測定装置10の計測部17に送られる超音波15のデジタル信号を示す図である。
そして、図4は、実施形態にかかる測定装置10の荷重変化算出部19で算出する荷重変化Ωのグラフの一例を示す図である。
Furthermore, FIG. 3 is a diagram illustrating a digital signal of the
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a graph of the load change Ω calculated by the load
本実施形態にかかる測定装置10は、図1から図4に示されるように、電動弁11の弁体12に往復動作をさせる弁棒13の頭頂部14に設置されて超音波15(15a,15b)を送受信するセンサ16と、往復動作中の弁棒13の長手方向に伝搬して底部で反射する超音波15の伝搬時間τを計測する計測部17と、伝搬時間τに基づいて弁棒13の全長Lを導出する導出部18と、弁棒13の動作中に連続して送受信された超音波15に基づき導出された複数の全長Lの変化から弁棒13にかかる荷重変化Ωを算出する荷重変化算出部19と、を備える。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
さらに、測定装置10は、荷重変化Ωに付与されたマーキングポイントMにおける荷重値の基準荷重Sに対する偏差を計算する偏差計算部23と、偏差が偏差閾値Y(Y1,Y2)を超えた場合に警告信号を出力する診断部29と、を備える。
Furthermore, the
そして、測定装置10は、荷重値を過去の測定値とともに履歴データとして保存する保存部22と、警告信号に基づく表示、履歴データおよび荷重変化Ωの少なくとも1つを表示する表示部24と、を備える。
The
センサ16は、図1および図2に示されるように、電動弁11の弁体12に往復動作をさせる弁棒13の頭頂部14に設置されて超音波15(15a,15b)を送受信する。弁箱31に収容された弁体12に通常運転と同様の往復動作をさせ、センサ16から超音波15を一定の間隔で連続的に送信する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
センサ16は、弁箱31の外部に突出した弁棒13の頭頂部14に設置される。なお、弁棒13は、駆動部26とともにカバーで被覆されている場合もある。弁棒13が被覆されている場合であっても、弁棒13の頭頂部14は一般に駆動部26から突出しているので、カバーを外し、この頭頂部14にセンサ16を設置すればよい。
The
このように頭頂部14にセンサ16を設置するため、弁棒13の側面にセンサ16を設置させた従来技術のように往復動作を中断してセンサ16を再設置する必要はない。また、センサ16は、一つのセンサ16を使い回せるため頭頂部14に仮設するのが好適だが、センサ16を常設してもよい。
Since the
なお、センサ16で受信した超音波15は、超音波送受信部27(以下、単に「送受信部27」という)に送られる。送受信部27はまた、センサ16の超音波15の送信のタイミング、波数または強度なども制御する。
The
また、送受信部27で受信された超音波15は、A/D変換部28に送られて、デジタル信号へと変換される。デジタル信号に変換された超音波15(15c,15d)は、計測部17に、時間と振幅の関係として送られる。
The
計測部17は、図3に示されるように、往復動作中の弁棒13の長手方向に伝搬して底部で反射する超音波15(15c,15d)の伝搬時間τ(τ1、τ2、τ3、…)を計測する。
As shown in FIG. 3, the
図5は、反射される超音波15d(エコー波15d)の伝搬時間τの決定方法を示す図である。エコー波15dは、送信される超音波15a(15)に比べ、小さく、複数の箇所で起こる反射によって複数の波形が重なりあった形状となることがある。
FIG. 5 is a diagram showing a method for determining the propagation time τ of the reflected
そこで、エコー波15dの受信の時点の位置決定の不統一によるばらつきを防止するため、エコー波15dの重心32を示す時点をエコー波15dの受信の時点として計測する。なお、エコー波15dの絶対値がエコー波15dの全体の平均値Dを超えるピークを抽出し、抽出されたピークの重心32における時刻とするのが望ましい。
Therefore, in order to prevent variation due to inconsistent position determination at the time of reception of the
このようにエコー波15dの波形のピークを平均値Dに達するか否かでフィルタリングすることで、より正確なエコー波15dの重心32を取得することができる。
なお、エコー波15dの波形が単一の正弦波に近いと認められる場合には、伝搬時間τの受信の時点を、そのピークの最大位置における時刻としてもよい。
Thus, by filtering the waveform peak of the
When it is recognized that the waveform of the
導出部18は、伝搬時間τに基づいて弁棒13の全長Lを次式(1)より導出する。
L=τ・cu/2 (1)
ここで、cuは音速である。
The deriving
L = τ · c u / 2 (1)
Here, c u is the speed of sound.
超音波15は音速で伝搬すると考えられるので、τ・cuは伝搬時間τに超音波15が伝搬した道のりを表すことになる。よって、弁棒13の全長Lは、超音波15が伝搬した道のりの半分の長さとなるので、(1)で導出することができる。
It is considered that the
荷重変化算出部19は、往復動作中に連続して送受信された超音波15に基づき導出された複数の弁棒13の全長Lの変化から、例えば、図4に示されるような弁棒13にかかる荷重変化Ωを算出する。
弁棒13は、駆動部26からねじ山34(図2)を介して付与される動力によって弁体12とともに往復動作をする。これら駆動部26、弁体12および弁棒13の動作およびこの動作に起因する荷重変化Ωの不連続点を動作イベントΓという。
The load
The valve stem 13 reciprocates together with the
動作イベントΓは、例えば弁棒13の荷重変化Ωに現れるものに限定すると、開動作では、弁棒13に連結するギア(図示せず)が回転し始める「Γ1;ハンマーブロー」時、弁棒13のみが開動作を開始する「Γ2;弁棒開動作開始」時、弁棒13が弁体12とともに開動作を開始する「Γ3;弁体開動作開始」時などが挙げられる。
For example, if the operation event Γ is limited to that appearing in the load change Ω of the
閉動作では、上述のギアが逆回転し始める「Γ4;ハンマーブロー」時、弁棒13が弁体12とともに閉動作を開始する「Γ5;弁体閉動作開始」時、弁体12がシート部33に当たる「Γ6;弁体シート接触」時、駆動部26の内部のモータ停止により弁体12の動作が停止する「Γ7;弁体動作停止」時などが挙げられる。
In the closing operation, when the above-mentioned gear starts to reversely rotate “Γ 4 ; hammer blow”, the valve stem 13 starts the closing operation together with the
これらの動作イベントΓにおいて弁棒13に弁棒荷重がかかると、弁棒13の全長Lはわずかに伸縮し、この伸縮から弁棒13にかかる荷重変化Ωを算出することができる。
なお、荷重変化Ωの算出の精度を向上させるため、弁体12の往復動作を3回、4回と繰り返し、計測される伝搬時間τの平均から荷重変化Ωを算出してもよい。
When a valve stem load is applied to the
In order to improve the calculation accuracy of the load change Ω, the reciprocating operation of the
偏差計算部23は、荷重変化Ωに付与されたマーキングポイントMにおける荷重値の基準荷重Sに対する偏差を計算する。
ここで、マーキングポイントMとは、動作イベントΓに由来する荷重変化Ωの形状を特徴づける荷重変化Ωにおける数〜数十の点のことである。
The
Here, the marking point M refers to several to several tens of points in the load change Ω that characterizes the shape of the load change Ω derived from the operation event Γ.
マーキングポイントMは、例えば、上述の「Γ1;ハンマーブロー」、「Γ2;弁棒開動作開始」、「Γ3;弁体開動作開始」、「Γ4;ハンマーブロー」、「Γ5;弁体閉動作開始」、「Γ6;弁体シート接触」、「Γ7;弁体動作停止」などの動作イベントΓの応答値となる不連続点が典型的である。 The marking points M are, for example, the above-mentioned “Γ 1 ; hammer blow”, “Γ 2 ; valve stem opening operation start”, “Γ 3 ; valve body opening operation start”, “Γ 4 ; hammer blow”, and “Γ 5 ”. A discontinuous point that is a response value of an operation event Γ such as “valve element closing operation start”, “Γ 6 ; valve element seat contact”, “Γ 7 ; valve element operation stop” is typical.
ただし、マーキングポイントMは、一般にはより細かに、多くのものが定義される。定義保持部25には、どの動作イベントΓまたは荷重変化Ωのどのような特徴点に対してマーキングをするかなど、各々のマーキングポイントMに関する定義が保持されている。作業員は、荷重変化Ωのグラフ上で定義された各々のマーキングポイントMの位置決定を入力部35から行う。
However, many marking points M are generally defined more finely. The
なお、送信される超音波15の単位時間当たりの波数が多くなると、図4で示される荷重変化Ωのグラフを構成する離散データの間隔がつまり、マーキングポイントMの位置決定を正確に行うことができる。
When the wave number per unit time of the transmitted
また、基準荷重Sとは、着目するマーキングポイントMにおいて、弁棒13にかかる最適な荷重値のことである。この基準荷重Sは、一般的に、着目するマーキングポイントMにおいて最初に測定された荷重値とするのが好適である。
The reference load S is an optimum load value applied to the
弁棒13に付加される荷重値は、弁棒13に故障または劣化が発生しなければ、最初に測定された荷重値のまま一定であると考えられるからである。
ただし、最初に測定された荷重値でなくとも、例えば弁装置の規格などから正常な荷重値を特定することができれば、この荷重値を基準荷重Sとしてもよい。
This is because the load value added to the
However, even if it is not the load value measured first, this load value may be used as the reference load S as long as a normal load value can be specified from the standard of the valve device, for example.
診断部29は、荷重値の基準荷重Sからの偏差が偏差閾値Y(Y1,Y2)を超えた場合に警告信号を出力する。偏差の偏差閾値Y(Y1,Y2)は、偏差閾値保持部21に保持される。
例えば、図4において、「Γ7;弁体動作停止」は、弁棒13にかかるトルクを検知して動作の停止信号を発信するトルクスイッチによって制御される荷重値である。
The
For example, in FIG. 4, “Γ 7 ; valve element operation stop” is a load value controlled by a torque switch that detects a torque applied to the
しかし、トルクスイッチが正常にトルクを検知しないと、全閉状態とならないうちに、または押え付け力Aが過剰にかかった状態で停止信号を発信してしまう。
例えば停止信号の発信が遅れ、押え付け力Aが過剰にかかると、図4に示されるに荷重変化Ωに突起Cができる。
However, if the torque switch does not detect the torque normally, the stop signal is transmitted before the fully closed state or when the pressing force A is excessively applied.
For example, if the transmission of the stop signal is delayed and the pressing force A is excessively applied, a protrusion C is formed in the load change Ω as shown in FIG.
よって、正常状態からの荷重値の偏差が荷重変化Ωのグラフ上に現れるので、荷重変化Ωから故障または劣化を視認することができる。
しかし、「Γ7;弁体動作停止」のマーキングポイントMにおける荷重値の偏差を、診断部29で偏差閾値Yにより解析することで、より正確に状態を把握することができる。
Therefore, since the deviation of the load value from the normal state appears on the graph of the load change Ω, the failure or deterioration can be visually recognized from the load change Ω.
However, by analyzing the deviation of the load value at the marking point M of “Γ 7 ; valve element operation stop” with the deviation threshold Y by the
例えば、偏差が偏差閾値Y1を超えると、「注意」の警告信号を、偏差閾値Y2を超えた場合には、「故障」の警告信号を出力する。荷重値の状態は、さらに多くの偏差閾値Yにより、より詳細に規定されてもよい。 For example, if the deviation exceeds a deviation threshold Y 1, when the warning signal "Important", exceeds a deviation threshold Y 2 outputs a warning signal of "failed". The state of the load value may be defined in more detail by a larger number of deviation threshold values Y.
また、履歴データは必ずしも1つのマーキングポイントMに一対一で対応するものでなくてもよい。
例えば、「Γ5;弁体閉動作開始」および「Γ6;弁体シート接触」の2つのマーキングポイントMに挟まれた区間は、弁棒13の閉動作の動作中、ほぼ一定の弁棒荷重がかかる。
The history data does not necessarily correspond to one marking point M on a one-to-one basis.
For example, an interval between two marking points M of “Γ 5 ; valve body closing operation start” and “Γ 6 ; valve body seat contact” is a substantially constant valve rod during the operation of closing the
しかし、弁棒13を巻くように配置されたグランドパッキンが劣化すると、締付け力B(図4)が低下する。このような一定の弁棒荷重がかかる時間に幅がある場合、2つのマーキングポイントMに挟まれたこの区間の平均の荷重値を診断する。
However, when the gland packing arranged so as to wind the
荷重値の平均をとることで、グランドパッキンによる弁棒13の閉動作中にかかる荷重値の診断をより正確に行うことができる。
なお、荷重変化Ωのグラフにおいて締付け力Bによる水平な荷重値の直線が無荷重状態の0に近づくので、作業員は荷重変化Ωからもグランドパッキンの状態を把握できる。
By taking an average of the load values, the load value applied during the closing operation of the
In the graph of load change Ω, the straight line of the horizontal load value due to the tightening force B approaches 0 in the no-load state, so that the worker can grasp the state of the gland packing from the load change Ω.
また、例えば複数のマーキングポイントMの荷重値を加重平均などし、新たなパラメータとすることもできる。
なお、各々のマーキングポイントMによって基準荷重Sからの偏差の許容範囲は異なるので、偏差閾値Yは、マーキングポイントMごとに規定される。
Further, for example, a weighted average of the load values of a plurality of marking points M can be used as a new parameter.
Since the allowable range of deviation from the reference load S differs depending on each marking point M, the deviation threshold Y is defined for each marking point M.
図6は、弁棒13の全長方向の荷重値(絶対値)の測定回数による変化を示した履歴データのグラフの一例を示す図である。
保存部22は、荷重値を測定時ごとに図6で示されるような履歴データとして保存する。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a graph of history data showing changes in the load value (absolute value) in the full length direction of the
The
保存部22には、履歴データのほかにも荷重変化Ωまたは診断部29で出力される警告信号なども保存してもよい。保存された履歴データなどは、次回以降の測定で、過去のデータとして自由に診断部29または診断部29に接続される表示部24に呼び出し利用することができる。
In addition to the history data, the
表示部24は、警告信号に基づく表示、履歴データおよび荷重変化Ωの少なくとも1つを表示する。表示の方法は、警告信号が発せられたマーキングポイントMの着色を変える方法や、文字として表示させるなど種々の方法が考えられ、特に方法は限定されない。
The
また、警告信号は、保存部22に保存された履歴データまたは荷重変化Ωとともに表示されてもよい。
なお、履歴データをグラフとして表示することで、診断部29の警告信号によらずとも、作業員は表示されたマーキングポイントMの傾向の把握をすることができる。
The warning signal may be displayed together with history data stored in the
By displaying the history data as a graph, the worker can grasp the tendency of the displayed marking point M without depending on the warning signal from the
履歴データには、横軸を測定回数ではなく測定時とする変更や、荷重値に測定時を合わせて表示するなど適宜工夫が施される。 The history data is appropriately devised, such as changing the horizontal axis to the time of measurement instead of the number of measurements, or displaying the load value together with the time of measurement.
次に実施形態にかかる弁棒荷重測定方法の動作手順を図7を用いて説明する。
図7は、実施形態にかかる弁棒荷重測定方法の動作手順を示すフローチャートである。
Next, the operation | movement procedure of the valve-rod load measuring method concerning embodiment is demonstrated using FIG.
FIG. 7 is a flowchart showing an operation procedure of the valve stem load measuring method according to the embodiment.
まず、弁棒13の頭頂部14にセンサ16を設置する(ステップS11)。
弁棒13の頭頂部14が駆動部26のカバーで被覆されている場合は、カバーを外して設置する。
First, the
When the top 14 of the
送受信部27からセンサ16を介して超音波15を送信すると、超音波15は往復動作中の弁棒13の長手方向に伝搬する(ステップS12)。弁棒13を伝搬し、底部で反射した超音波15はセンサ16で受信される(ステップS13)。
When the
センサ16で受信された超音波15(15a,15b)は、送受信部27で受信されて、A/D変換部28でデジタル信号へと変換される。
デジタル信号となった超音波15の入射波15c(15)の送信時点からエコー波15d(15)の受信時点までの時間を超音波15の伝搬時間τを計測する(ステップS14)。
The ultrasonic wave 15 (15a, 15b) received by the
The propagation time τ of the
この伝搬時間τに基づいて弁棒13の全長Lを導出する(ステップS15)。
連続的に計測され導出された弁棒13の全長Lの変化から弁棒13にかかる荷重変化Ωを算出する(ステップS16)。
Based on this propagation time τ, the total length L of the
A load change Ω applied to the
弁体12が往復動作を終了するまで、上述の荷重変化Ωの算出までの一連のステップを繰り返す(ステップS17;NO;ステップS12へ)。
弁体12の往復動作が終了すると(ステップS17;YES)、作業員は、入力部35から荷重変化Ωのグラフ上で、マーキングポイントMの位置決定を行う(ステップS18)。
The series of steps until the calculation of the load change Ω is repeated until the
When the reciprocating operation of the
作業員が位置決定を行うマーキングポイントMは、定義保持部25に定義され、保持されている。そして、偏差計算部23は、入力されたマーキングポイントMにおける荷重値および基準荷重Sの偏差を計算する(ステップS19)。
The marking point M at which the worker determines the position is defined and held in the
ここで、各々のマーキングポイントMにおける荷重値は、保存部22の履歴データに追加されて保存される(ステップS20)。
Here, the load value at each marking point M is added to the history data of the
そして、診断部29において、計算された偏差が偏差閾値Yを超えたか否かが診断される(ステップS21)。この偏差が偏差閾値Yを超えた場合(ステップS21;NO)、診断部29は警告信号を出力する(ステップS22)。
And it is diagnosed in the
警告信号の出力は、例えば表示部24に表示する文字またはグラフの着色を変えて表示する方法や音声または振動で知らせる方法など、その方法は限定されない。
同時に、荷重変化Ωまたは履歴データを表示部24に表示する(ステップS21)。
The method of outputting the warning signal is not limited, for example, a method of changing the coloring of characters or graphs displayed on the
At the same time, the load change Ω or history data is displayed on the display unit 24 (step S21).
この荷重値の偏差が偏差閾値Yを超えていない場合(ステップS21;YES)、荷重変化Ωまたは履歴データのみを表示し(ステップS23)、動作を終了する。
なお、測定において警告信号の出力があれば、この警告信号も保存部22に保存する。
If the deviation of the load value does not exceed the deviation threshold Y (step S21; YES), only the load change Ω or history data is displayed (step S23), and the operation is terminated.
If a warning signal is output during measurement, the warning signal is also stored in the
以上のように、本実施形態にかかる測定装置10、弁棒荷重測定方法および弁棒荷重測定プログラムによれば、電動弁11の不具合に対して感度の高い弁棒荷重を電動弁11の一連の往復動作にわたって測定することにより、電動弁11に改造または分解を施すことなく電動弁11の故障または劣化に関する詳細な診断が可能となる。
As described above, according to the measuring
さらに、センサ16を弁棒13の頭頂部14に設置することにより、センサ16の位置の再設置を要せず、短時間で測定することが可能となる。
Furthermore, by installing the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。
これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。
これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均などの範囲に含まれるものである。
Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention.
These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, changes, and combinations can be made without departing from the scope of the invention.
These embodiments and modifications thereof are included in the scope of the invention and the scope of the gist thereof, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalents thereof.
10…弁棒荷重測定装置(測定装置)、11…電動弁、12…弁体、13…弁棒、14…頭頂部、15(15a,15b,15c,15d)…超音波、15d(15)…エコー波、16…センサ、17…計測部、18…導出部、19…荷重変化算出部、21…偏差閾値保持部、22…保存部、23…偏差計算部、24…表示部、25…定義保持部、26…駆動部、27…超音波送受信部(送受信部)、28…A/D変換部、29…診断部、31…弁箱、32…重心、33…シート部、34…ねじ山、35…入力部、A…押え付け力、B…締付け力、C…突起、D…平均値(強度閾値)、L…全長、M(M1,M2,…)…マーキングポイント、S…基準荷重、Y(Y1,Y2)…偏差閾値、Γ(Γ1〜Γ7)…動作イベント、Ω…荷重変化、τ…伝搬時間。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
往復動作中の前記弁棒の長手方向に伝搬して底部で反射する前記超音波の伝搬時間を計測する計測部と、
前記伝搬時間に基づいて前記弁棒の全長を導出する導出部と、
前記弁棒の動作中に導出された複数の前記全長の変化から前記弁棒にかかる荷重変化を算出する荷重変化算出部と、
前記荷重変化に付与されたマーキングポイントにおける荷重値の基準荷重に対する偏差を計算する偏差計算部と、
前記偏差が偏差閾値を超えた場合に警告信号を出力する診断部と、を備えることを特徴とする弁棒荷重測定装置。 A sensor installed on the top of the valve stem that causes the valve body of the motorized valve to reciprocate, and transmits and receives ultrasonic waves;
A measuring unit that measures the propagation time of the ultrasonic wave that propagates in the longitudinal direction of the valve stem during reciprocating operation and reflects at the bottom; and
A derivation unit for deriving the total length of the valve stem based on the propagation time;
A load change calculation unit for calculating a load change applied to the valve stem from a plurality of changes in the total length derived during operation of the valve stem;
A deviation calculator for calculating a deviation of a load value at a marking point given to the load change with respect to a reference load;
And a diagnostic unit that outputs a warning signal when the deviation exceeds a deviation threshold .
前記警告信号に基づく表示、前記履歴データおよび前記荷重変化の少なくとも1つを表示する表示部と、を備えることを特徴とする請求項1に記載の弁棒荷重測定装置。 A storage unit for storing the load value at the marking point as history data together with past measurement values;
Wherein based on the warning signal display, valve stem load measuring device according to claim 1, characterized in that it comprises a display unit for displaying at least one of the history data and the load change.
受信された前記超音波の伝搬時間を計測するステップと、
前記伝搬時間に基づいて前記弁棒の全長を導出するステップと、
前記弁棒の動作中に導出された複数の前記全長の変化から前記弁棒にかかる荷重変化を算出するステップと、
前記荷重変化に付与されたマーキングポイントにおける荷重値の基準荷重に対する偏差を計算するステップと、
前記偏差が偏差閾値を超えた場合に警告信号を出力するステップと、を含むことを特徴とする弁棒荷重測定方法。 Transmitting and receiving ultrasonic waves propagating in the longitudinal direction inside the valve stem that causes the valve body of the motorized valve to reciprocate and reflected at the bottom;
Measuring the propagation time of the received ultrasound;
Deriving the overall length of the valve stem based on the propagation time;
Calculating a load change applied to the valve stem from a plurality of changes in the overall length derived during operation of the valve stem;
Calculating a deviation of a load value at a marking point given to the load change with respect to a reference load;
And outputting a warning signal when the deviation exceeds a deviation threshold value .
電動弁の弁体に往復動作をさせる弁棒の内部を長手方向に伝搬して底部で反射する超音波を送受信するステップと、
受信された前記超音波の伝搬時間を計測するステップと、
前記伝搬時間に基づいて前記弁棒の全長を導出するステップ、
前記弁棒の動作中に導出された複数の前記全長の変化から前記弁棒にかかる荷重変化を算出するステップ、
前記荷重変化に付与されたマーキングポイントにおける荷重値の基準荷重に対する偏差を計算するステップ、
前記偏差が偏差閾値を超えた場合に警告信号を出力するステップ、を実行させることを特徴とする弁棒荷重測定プログラム。 On the computer,
Transmitting and receiving ultrasonic waves propagating in the longitudinal direction inside the valve stem that causes the valve body of the motorized valve to reciprocate and reflected at the bottom;
Measuring the propagation time of the received ultrasound;
Deriving the total length of the valve stem based on the propagation time;
Calculating a load change applied to the valve stem from a plurality of changes in the overall length derived during operation of the valve stem;
Calculating a deviation of a load value at a marking point given to the load change with respect to a reference load;
A valve stem load measuring program that executes a step of outputting a warning signal when the deviation exceeds a deviation threshold value .
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