[发明专利]粘滑检测装置及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及对在具有调节阀或气体调节器等的接触滑动部的装置的动作中的粘滑进行检测的粘滑检测装置及检测方法。

背景技术

调节阀或气体调节器的故障，是可以通过对接触滑动部中的粘滑的发生进行检测来诊断的。粘滑，例如图8中所示那样，是因活塞101与汽缸102之间的接触滑动部103的状态而发生的。例如，该粘滑因异物混入接触滑动部103等而发生。从而，通过检测活塞101的位移，并监视测出的位移的状态，能进行粘滑检测（参照专利文献1）。

这里，简单地说明有关专利文献1中所述的粘滑检测。在该检测技术中，测出活塞101的位移，由测出的位移算出第1状态量，再由测出的位移算出第2状态量，通过比较该算出的第1状态量与第2状态量之比与由正常动作时的位移得到的第1状态量与第2状态量之比，测出（判断）粘滑。该粘滑的检测中，第1状态量与第2状态量之比被称为粘滑指标。

例如，用位移的1阶差分值的绝对值的平均作为第1状态量，用位移的1阶差分值的方均根作为第2状态量。在离散地检测活塞101的位移时，设第i次检测的位移为Xi时，各状态量如下面式（1）和（2）那样所表达（式中N是状态量算出中用的位移数据的个数）。

[公式]

位移的1阶差分值的绝对值（│X_i+1-X_i│）的频率分布，如图9和图10所示。图9示出正常时的状态，随着差分值的增大，发生频率缓慢地减少。另一方面，粘滑发生时，大部分时间处于黏着状态，有时发生滑动状态。因此，1阶差分值的频率如图10所示那样，在高频率处一直取0附近的值（对应于黏着状态），虽然在低频有时也取比较大的值（对应于滑动状态）。在这样的粘滑发生的状态中，由于第1状态量（1阶差分值的绝对值平均）与第2状态量（1阶差分值的方均根）之比，比正常时来得大，因此通过监视两个状态量之比能检测出粘滑的发生。

在该专利文献1示出的技术中，由根据可动部的位移算出的2个状态量与它们的关系检测出粘滑的检测对象的动作分为黏着状态与滑动状态这2种。这等于仅用可动部的位移来判断了。因此，如果可动部的移动（位移）与粘滑的状态是同样的话，那末有时候即使粘滑实际上并未发生也错误地判断为粘滑。称此为粘滑的误检测。

例如，在用定位器的调节阀的阀轴位置的控制中，在较大地变更阀轴位移的控制指令值（设定开度）时，有时控制指令值被变更时的阀轴（可动部）的位移的动态与粘滑的状态一样。

当给出对如图11（a）所示那样的交替取2个值的、且时间系列信号为矩形波的位移的控制指令值时，与此对应地测定调节阀的阀轴位移的响应，为如图11（b）所示那样的时间系列信号的位移测定值。这样的位移测定值的1阶差分值，就如图11（c）所示。这时，如图11（c）所示那样，1阶差分值大部分时间取0附近的值，但只在控制指令值刚改变之后取大的值。

该举动与大部分时间处于黏着状态、有时为滑动状态并作快速变动的这种粘滑现象的举动是同样的。结果，专利文献1所示的技术中，在进行图1（a）所示那样的控制时，产生了作为发生粘滑的误检测。这种误检测，在阀动作速度快时容易发生，在小型阀中特别成问题。

另外，作为抑制粘滑的误检测的方法，本申请人提出专利文献2所示那样的技术方案。专利文献2所示的技术中，不仅从位移，也从控制指令值算出粘滑指标，以由位移算出的粘滑指标作为第1粘滑指标，以由控制指令值得出的粘滑指标作为第2粘滑指标，在第2粘滑指标大于第1粘滑指标时，从粘滑的检测对象中剔除。

即，在给出进行判断为发生粘滑的动作的控制指令时，作正常动作的可动部的位移成为比控制指令值更光滑的举动。这时，由控制指令值算出的第2粘滑指标大于由可动的位移算出的第1粘滑指标。因而，在第2粘滑指标为大于第1粘滑指标时，通过从粘滑检测对象中剔除，便能抑制粘滑的误检测。

[专利文献]

[专利文献1]日本专利第3254624号公报

[专利文献2]日本特开2011-80787号公报

发明要解决的课题

然而，不能说专利文献2所示的技术是完整的，难说能高精度地抑制粘滑的误检测。

图12的（a）、（b）对比地示出能抑制粘滑的误检测时的控指令值的变化和不能抑制时的控制指令值的变化。图12的（a）、（b）实际上都是不发生粘滑的状态，图12的（a）是能抑制粘滑的误检测的例，图12的（b）是不能抑制粘滑的误检测的例。