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公開番号2025176463
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-04
出願番号2024082639
出願日2024-05-21
発明の名称センサシステム、故障・劣化検出方法、及びプログラム
出願人株式会社日立製作所
代理人弁理士法人湘洋特許事務所
主分類G05B 23/02 20060101AFI20251127BHJP(制御;調整)
要約【課題】新たにHWを追加することなく故障・劣化を診断する。
【解決手段】センサシステムは、センサと、前記センサから出力された第1の信号に対して所定のアナログ信号処理を施すアナログ回路と、前記アナログ回路に対して給電を行う電源部と、前記アナログ回路から出力された第2の信号に対して所定のデジタル信号処理を施すデジタル信号処理部、及び前記第2の信号の特徴量を検出する特徴量検出部を含むデジタル部と、前記第2の信号の前記特徴量に基づき、前記アナログ回路、及び前記電源部の少なくとも一方の故障・劣化を判定する故障・劣化判定部と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
センサと、
前記センサから出力された第１の信号に対して所定のアナログ信号処理を施すアナログ回路と、
前記アナログ回路に対して給電を行う電源部と、
前記アナログ回路から出力された第２の信号に対して所定のデジタル信号処理を施すデジタル信号処理部、及び前記第２の信号の特徴量を検出する特徴量検出部を含むデジタル部と、
前記第２の信号の前記特徴量に基づき、前記アナログ回路、及び前記電源部の少なくとも一方の故障・劣化を判定する故障・劣化判定部と、
を備えるセンサシステム。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
請求項１に記載のセンサシステムであって、
前記デジタル部は、演算装置により実現され、
前記故障・劣化判定部は、前記演算装置に所定のプログラムを追加して実行させることにより実現される
センサシステム。
【請求項３】
請求項１に記載のセンサシステムであって、
前記故障・劣化判定部による故障・劣化の判定に際し、前記電源部を介して前記アナログ回路を制御する故障判定制御部、を備える
センサシステム。
【請求項４】
請求項３に記載のセンサシステムであって、
前記アナログ回路は、２段のオペアンプから構成され、
前記故障判定制御部は、前記２段のオペアンプの一方のゲインを変更し、
前記特徴量検出部は、前記故障判定制御部によって前記ゲインが変更される前後の前記第２の信号のノイズに関する特徴量を検出し、
前記故障・劣化判定部は、前記ゲインが変更される前後の前記第２の信号のノイズに関する前記特徴量に基づき、前記２段のオペアンプのうち、故障・劣化しているオペアンプを特定する
センサシステム。
【請求項５】
請求項３に記載のセンサシステムであって、
前記アナログ回路は、２段のオペアンプから構成され、
前記故障判定制御部は、前記オペアンプのＤＣオフセットを変動させ、
前記特徴量検出部は、前記故障判定制御部によって前記ＤＣオフセットが変動される間の前記第２の信号の飽和電圧を前記特徴量として検出し、
前記故障・劣化判定部は、前記特徴量として検出された第２の信号の飽和電圧に基づき、前記電源部の故障・劣化を判定する
センサシステム。
【請求項６】
請求項１に記載のセンサシステムであって、
前記アナログ回路は、２段のオペアンプ、前記オペアンプのゲインを決定する抵抗、及び位相補償容量から構成され、
前記特徴量検出部は、前記第２の信号のノイズの周波数帯域幅を前記特徴量として検出し、
前記故障・劣化判定部は、前記特徴量として検出された第２の信号のノイズの前記周波数帯域幅に基づき、前記抵抗、及び前記位相補償容量の少なくとも一方の故障・劣化を判定する
センサシステム。
【請求項７】
請求項１に記載のセンサシステムであって、
前記特徴量検出部は、前記センサの非計測時に前記第２の信号の特徴量を検出し、ログデータとして保持する
センサシステム。
【請求項８】
請求項７に記載のセンサシステムであって、
前記デジタル信号処理部の出力、前記ログデータ、及び前記故障・劣化判定部によって判定された故障・劣化個所のうち、少なくとも一つを表示するＵＩ画面を表示する入出力部、を備える
センサシステム。
【請求項９】
センサと、
前記センサから出力された第１の信号に対して所定のアナログ信号処理を施すアナログ回路と、
前記アナログ回路に対して給電を行う電源部と、
前記アナログ回路から出力された第２の信号に対して所定のデジタル信号処理を施すデジタル部と、を備えるセンサシステムの故障・劣化検出方法であって、
前記デジタル部による、
前記第２の信号の特徴量を検出する検出ステップと、
検出した前記第２の信号の前記特徴量に基づき、前記アナログ回路、及び前記電源部の少なくとも一方の故障・劣化を判定する故障・劣化判定ステップと、
を含む故障・劣化検出方法。
【請求項１０】
センサと、
前記センサから出力された第１の信号に対して所定のアナログ信号処理を施すアナログ回路と、
前記アナログ回路に対して給電を行う電源部と、
前記アナログ回路から出力された第２の信号に対して所定のデジタル信号処理を施すデジタル部としての演算装置と、を備えるセンサシステムにおける前記演算装置に、
前記第２の信号の特徴量を検出する検出ステップと、
検出した前記第２の信号の前記特徴量に基づき、前記アナログ回路、及び前記電源部の少なくとも一方の故障・劣化を判定する故障・劣化判定ステップと、
を実行させるプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサシステム、故障・劣化検出方法、及びプログラムに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、産業機械、医療装置、自動車等の分野においては、各種センサの利用が進んでおり、屋内での使用に加えて、温度、湿度、振動等の環境変化が大きい屋外での使用が増加している。
【０００３】
また、各種センサは、サーキュラーエコノミーの進展で、セカンドマーケットや再利用により保証期間を超えた使用が想定されているため、故障や劣化が生じている個所の診断が重要である。
【０００４】
故障・劣化の診断に関し、例えば特許文献１には「入力が短絡された診断対象オペアンプの出力信号の所定の周波数成分を通過させるバンドパスフィルターと、前記バンドパスフィルターから得られた信号の短時間実効値を演算する演算器と、前記演算器からの出力信号を設定値と比較する比較器とを備えたことを特徴とするオペアンプの劣化診断装置」が記載されている。
【０００５】
また例えば特許文献２には「有機ＥＬ発光素子を点灯させる発光素子点灯装置において、前記発光素子の周辺温度を検知する温度検知部と、前記発光素子に流れる電流を一定に制御する電流制御部と、を備え、前記電流制御部は、前記温度検知部による検知温度が、前記発光素子が安定して点灯している時の基準温度に予め定めた温度を加えた上限値に満たないときには前記発光素子に基準電流値を流し、前記検知温度が前記上限値を越えたときには、前記温度検知部による検知温度が前記基準温度以下になる迄の間、前記発光素子に流れる電流の値を、前記基準電流値よりも低く、周辺温度を下げる値の保護電流を流す、保護制御を行うことを特徴とする発光素子点灯装置」が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開昭６２－２０６４５８号公報
特開２０１３－１３７９３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１，２に記載の技術の場合、故障・劣化を診断するために、診断対象の装置に対して新たに故障検知用のセンサを付加したり、外部回路を接続したりする必要がある。このため、故障検知用のセンサを付加することによるコストの増加が発生するだけでなく、故障検知用のセンサに故障・劣化が生じると、診断対象の装置の故障・劣化を診断できない。
【０００８】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、新たにＨＷ（ハードウェア）を追加することなく、診断対象の装置の故障・劣化を診断できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願は、上記課題の少なくとも一部を解決する手段を複数含んでいるが、その例を挙げるならば、以下の通りである。
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の一態様に係るセンサシステムは、センサと、前記センサから出力された第１の信号に対して所定のアナログ信号処理を施すアナログ回路と、前記アナログ回路に対して給電を行う電源部と、前記アナログ回路から出力された第２の信号に対して所定のデジタル信号処理を施すデジタル信号処理部、及び前記第２の信号の特徴量を検出する特徴量検出部を含むデジタル部と、前記第２の信号の前記特徴量に基づき、前記アナログ回路、及び前記電源部の少なくとも一方の故障・劣化を判定する故障・劣化判定部と、を備える。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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