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【IoT/AI】音響(超音波)センサーによる
空調機モーターの音響変化の可視化
日清紡マイクロデバイス株式会社における音響収録事例
概要
工場生産設備の超早期の異常検知を目指し、当社、アニモ、日清紡マイクロデバイスでは、音響センサーと振動センサーを活用して超広帯域な音響や振動を自動的に収録し、アニモによるクラウドで分析する仕組みをパッケージ化した「レオセントキット powered by ANIMO Cloud」(以下レオセントキット)を開発し、導入にご興味を持つ企業へのサービスを開始しました。*1
この仕組みは、超音波領域までを含めた音響データからその音響特徴量を分析、可視化することで、人の聴覚に依存しない異音検知や設備予兆保全、検査業務の省人化等の実現を目指しています。
ここでは、この超音波領域の音響データがどのように収録され、回転軸受けの微小な音響変化を捉えているかを示すため、日清紡マイクロデバイスの空調設備モーターをアコースティックセンサーで収録した音響データの経時および定期メンテナンス前後の超音波領域の変化の事例をわかりやすく可視化したグラフでご紹介します。
設置機器・収録状況等
日清紡マイクロデバイス工場屋上に設置の常時運転が必要な空調排気装置
排気装置5.5kwモーター
- 収録期間:202Ⅹ年7月~12月
- 収録間隔・時間:1時間ごとに1秒間 24bit_192kHzサンプリング
- 収録機材:アコースティックセンサーNM2101
- グラフ化:連続稼働の1時間ごと1秒のデータを6か月分繋げて可視化
- 一時停止状況:8月12-14日ダクト工事、12月9日設備グリスアップ
音響データの可視化グラフ
音響収録データの周波数別の音圧強さ
<ポイント>
- 8月から12月グリスアップに向けて、10kHz以上の周波数で音圧が徐々に強くなっている。(青→赤へ徐々に変化)
- 12月グリスアップ後、10kHz以上の周波数で音圧の減少が顕著に表れている。(赤→青へ変化)
- メンテナンス実施の適否や設備の軽微な変化を、超音波領域で把握できている。
周波数10kHzの低域と高域の音圧の比較
<ポイント>
- 一番下の10kHz以上の音圧の経時変化は、10kHz以下に比べて、非常に大きい。
- 超音波領域における経時の音響変化が大きい。
活用例
可聴音から超音波の帯域で発生する異常な音を計測できる「アコースティックセンサー(音響(超音波)センサー)」を活用することで、一般的な振動や音響センサーでは計測が難しかった異常検知による設備の稼働監視等の構築が可能となります。
【異常検知(例)】
- ベアリングの初期劣化(はく離等)検知
- ベアリングのショックパルス(軽微な異常)検知
- ファン・ポンプの回転ブレードの異常検知
- ポンプのキャビテーション検知
- 配管、バルブ等のリーク検知
- その他、騒音環境下における異常音の検知
- グリースアップ等の定期メンテナンスの抜け漏れ など
<参考>音響診断AI化コンサルティングの概要
音響診断AI化コンサルティングは、音(音響)データを収録して、その音響特徴量を分析、可視化することで、人の聴覚に依存しない、異音検知や設備予兆保全、検査業務の省人化等を可能にするサービスです。
詳細は、以下のWebサイトをご参照ください
<ニュースリリース>
超音波音響センサー&クラウド分析のトライアル実証評価サービスを開始
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