检测装置、检测方法以及检测系统

技术领域

本发明涉及检测装置、检测方法以及检测系统。

背景技术

在石油、石油化学、化学、生产气体等的各种工厂中，为了移送或者压送液体而利用泵。作为泵大多利用离心泵，该离心泵利用叶轮，近年来以高压力、排出量的精度提高等为目的而使用容积式泵的情况也增加。

泵对从吸入口吸入的液体进行加压而从排出口排出，因此液体有可能在内部根据运转状态而气化，产生气穴。气穴是指因液体内的压力差而在短时间内引起气泡或者空洞的产生及消失的物理现象。如果产生气穴，则引起泵效率的降低、噪声、振动的产生、泵内部的损伤等。另外，气泡、空洞消失时释放的能量有可能对泵造成损伤、导致破坏，带来较大的安全上的风险。但是，难以完全防止气穴的产生，因此能够在早期检测到气穴的产生的结构很重要。

因此，当前提出了下面的气穴的检测装置。例如，检测装置从压力传感器获取泵吸入压力，根据吸入压力的值而求出标准偏差、移动平均值之类的变动系数。而且，检测装置以泵正常运转的状态的变动系数为基准，在当前的变动系数达到前述基准的几倍时判定为气穴。然后，检测装置在管理者终端等对结果进行显示(专利文献1)。

关于该技术，根据变动系数而评价源自气穴的压力变动量，进行气穴的检测。更详细而言，与泵正常执行动作时相比，如果在泵中产生气穴，则压力变动因气穴而增大。因此，检测装置根据变动系数而评价产生气穴时的压力变动的大小，检测到气穴的产生。因此，在该技术中，要求压力变动准确地传递至压力传感器。

专利文献1：日本特开2020-90945号公报

发明内容

然而，关于当前的检测装置，在压力变动未准确地传递至传感器的状况下，气穴的产生的检测有可能变得不稳定。例如，作为压力变动未准确地传递至传感器的例子，存在在整个泵内或局部压力显著降低的例子。即，根据泵的种类因压力降低而产生的气泡或空洞未消失，空洞等存在于液体内部而妨碍振动的传递，有可能压力变动难以准确地传递至传感器。

本发明的技术的目的在于，提供提高对于气穴的产生的检测精度的检测装置、检测方法以及检测系统。

在本申请公开的检测装置、检测方法以及检测系统的一个方式中，压力获取部获取表示泵的压力的压力数据。变动系数计算部基于由所述压力获取部获取的所述压力数据而对表示所述泵的压力的大小的振幅的变动系数进行计算。调整部针对包含由所述变动系数计算部计算出的所述变动系数在内的用于检测气穴的产生的检测信息，利用表示所述泵的压力的传递容易度的压力传递系数进行调整。判定部基于所述调整部调整后的所述检测信息而检测所述泵的气穴的产生。

发明的效果

关于1个方面，本发明能够提高检测到气穴的产生的精度。

附图说明

图1是表示利用检测系统的工厂的整体结构的一个例子的图。

图2是表示检测系统的详情的框图。

图3是表示利用调整后变动系数的气穴的检测的一个例子的图。

图4是基于实施方式1所涉及的检测系统的对于气穴的产生的检测处理的流程图。

图5是表示基于当前的检测装置的对于变动系数的计算的图。

图6是表示基于实施方式1所涉及的检测装置的对于变动系数的计算的图。

图7是表示实施方式3所涉及的检测系统的详情的框图。

图8是基于实施方式3所涉及的检测系统的对于气穴的产生的检测处理的流程图。

图9是检测装置的硬件结构图。

图10是用于对利用变动系数的过程异常检测进行说明的图。

图11是表示与气穴关联的统计信息的一个例子的图。

具体实施方式

下面，基于附图对本申请公开的检测装置、检测方法以及检测系统的实施方式详细进行说明。此外，本发明并不由该实施方式限定。另外，对相同的要素标注相同的标号并适当地省略重复的说明，各实施方式可以在不矛盾的范围内适当地组合。

[实施方式1]

[整体结构]

图1是表示利用检测系统的工厂的整体结构的一个例子的图。参照图1对利用检测系统100的工厂1的结构进行简单说明。如图1所示，配置有工厂1、管理用终端装置2以及检测系统100。

工厂1是石油、石油化学、化学、生产气体等的各种工厂的一个例子，包含具有用于获得生成物的各种设施的工厂等。生成物的例子为LNG(液化天然气)、树脂(塑料、尼龙等)、化学产品等。设施的例子为工厂设施、机械设施、生产设施、发电设施、贮存设施、采掘石油、天然气等的井口的设施等。

工厂1内的控制系统利用分散控制系统(Distributed ControlSystems：DCS)等而构建。例如，省略图示，但工厂1内的控制系统利用工厂1中利用的过程数据，针对在进行控制的对象的设备设置的现场仪器等控制仪器、与进行控制的对象的设备对应的操作仪器等执行各种控制。控制系统例如包含服务器等计算机。控制系统中可以包含检测系统100、管理用终端装置2。

工厂1具有用于移送或压送流体的配管11及泵12、成为工厂1的控制对象的仪器14及液体源15。另外，工厂1可以包含检测系统100、管理用终端装置2。

液体源15对供给至仪器14的液体进行贮存。液体源15可以是对液体进行保存、贮存以及压力维持的容器等。另外，液体源15可以是在蓄积或埋藏地下水及油田之类的资源的地域设置的井口或油井等。另外，液体源15可以是河流、池塘、湖泊以及堤坝等。另外，液体源15可以是对利用其他泵供给的液体进行贮存的容器。

配管11是将液体源15与仪器14连结的用于使液体流通的管。配管11可以供阀等配置。配管11将贮存于液体源15的液体向仪器14输送。例如，配管11在朝向泵12的入口附近分支且在其前方配置有压力仪13。配管11中的与压力仪13连接的支管称为导压管。

泵12经由配管11而移送或压送液体源15中贮存的液体并供给至仪器14。泵12例如是容积式泵。另外，泵12可以是涡旋泵、扩散泵泵、级联泵、轴流泵、斜流泵以及横流泵等。另外，泵12可以在工厂1配置有多个。

压力仪13设置于液体源15与泵12之间，对泵12的吸入压力进行测定。具体而言，压力仪13设置于从将液体源15与泵12连结的配管11分支的导压管的前方。压力仪13例如是在泵12的设置时设置的已有设备。压力仪13作为对泵12的动作进行检测的传感器而起作用。压力仪13在存在多个泵12的情况下针对每个泵12而设置。图1中示出了液体源15、压力仪13以及泵12在工厂1分别设置有1个的例子。此外，压力仪13的测量值可以用于工厂1的控制。

仪器14可以是设置于工厂1的现场的现场仪器。仪器14可以是工厂设备、机械装置、生产装置、发电装置以及贮存装置等的至少一部分。仪器14可以具有接受水、油、燃料、制冷剂或者药品等液体的供给，进行利用该液体的处理动作的装置。仪器14可以具有多个装置。

管理用终端装置2是工厂1的管理者利用的计算机。管理用终端装置2对利用检测装置102检测到的气穴的产生的信息进行显示等而向管理者通知气穴的产生。

[检测系统]

检测系统100基于表示未对泵12的吸入压力施加过滤的原始值的吸入压力数据的变动系数而检测气穴。检测系统100构成为能够应用于已有的工厂1等，获取吸入压力数据而求出变动系数，由此能够检测出气穴。此外，检测系统100可以包含于工厂1的控制系统。另外，检测系统100可以包含于设置于工厂1内的传感器等测定器。

图2是表示检测系统的详情的框图。接下来，参照图2对检测系统100的详情进行说明。检测系统100具有图2所示的吸入压力测量装置101以及检测装置102。此外，在图2中，由从液体源15朝向仪器14的箭头表示配管11内部的液体的移动方向的例子。

吸入压力测量装置101例如是差压变送器。吸入压力测量装置101例如配置于作为设置于导压管的中途的分支用的配管的T字接头的前方。吸入压力测量装置101以能够通过模拟或数字传送而与检测装置102之间进行数据的收发的方式连接。

吸入压力测量装置101对泵12的吸入压力进行测量。而且，吸入压力测量装置101将测量值变换为表示未对吸入压力施加过滤的原始值的吸入压力数据。然后，吸入压力测量装置101通过高速数字通信将吸入压力数据向检测装置102发送。

在这里，本实施方式所涉及的检测装置102作为一个例子，利用泵12的吸入压力而进行对于气穴的产生的检测，但也可以利用与泵12相关的其他压力。例如，检测装置102可以利用泵12周围的压力而进行气穴的产生的检测。作为泵12周围的压力，例如可以利用启动水的压力、排泄压力或者排出压力等。

[检测装置]

检测装置102是利用由吸入压力测量装置101测量的未施加过滤的压力的原始值而进行对于气穴的产生的检测的计量系统的控制器。检测装置102经由网络与管理用终端装置2连接。检测装置102具有吸入压力获取部121、存储部122、变动系数计算部123、调整部124、判定部125以及告知部126。

吸入压力获取部121从吸入压力测量装置101接收表示泵12的吸入压力的吸入压力数据。另外，在吸入压力数据存储于未图示的数据库等的情况下，吸入压力获取部121可以访问该数据库等而获取吸入压力数据。另外，吸入压力获取部121可以从工厂1的控制系统获取吸入压力数据。吸入压力获取部121将获取的吸入压力数据向存储部122储存。该吸入压力获取部121相当于“压力获取部”的一个例子。

存储部122对从吸入压力获取部121获取的吸入压力数据进行存储。存储部122可以对检测装置102处理的其他数据进行存储。例如，存储部122可以对在检测装置102生成检测结果的过程中计算并利用的中间数据、计算结果以及参数等分别进行存储。另外，存储部122可以根据检测装置102内的各部分的请求而向请求源供给所存储的数据。作为一个例子，存储部122根据变动系数计算部123的请求而将存储的吸入压力数据向变动系数计算部123输出。

变动系数计算部123对检测对象期间的吸入压力数据的变动系数进行计算。变动系数是表示吸入压力的大小的振幅的值，且是用于检测气穴的产生的检测信息之一。即，变动系数计算部123基于由吸入压力获取部121获取的吸入压力数据，对表示吸入压力的大小的振幅的变动系数进行计算。

变动系数计算部123例如基于检测对象期间的吸入压力数据的平均值及标准偏差而对变动系数进行计算。具体而言，变动系数计算部123求出检测对象期间的吸入压力数据的平均值及标准偏差，计算出由平均值除标准偏差所得的值作为变动系数。变动系数是表示压力振动具有何种程度的振幅的指标，该压力振动表示吸入压力的抖动。可以说变动系数越大则吸入压力的抖动越大，推定为吸入压力的抖动增大是由于气穴的产生引起的。因此，变动系数是因气穴的产生而提高的值。即，如果压力适当地传递至检测装置102则变动系数提高，从而推定为产生气穴。

变动系数计算部123可以求出检测对象期间的吸入压力数据的移动平均值而作为上述平均值，求出吸入压力数据的移动标准偏差而作为上述标准偏差。由此，变动系数计算部123能够使检测对象期间偏移而依次求出吸入压力数据的变动系数，因此能够在早期检测到泵12的气穴的产生。变动系数计算部123将计算出的变动系数向调整部124输出。

变动系数计算部123例如利用下面的数学式(1)对检测对象期间中的吸入压力数据的变动系数C

【数学式1】

另外，变动系数计算部123能够利用下面的数学式(2)对检测对象期间中的吸入压力数据的标准偏差S

【数学式2】

调整部124从变动系数计算部123接受吸入压力数据的变动系数的输入。在这里，调整部124考虑压力振动的传递容易度而预先保存对变动系数进行调整的系数即压力传递系数。考虑了压力振动的传递容易度的新系数是在因气穴而在内部存在的空洞等会妨碍振动的传递的状态下，用于适当地检测气穴的产生的参数。利用吸入压力的测量值以及泵12的状态的观测结果，根据吸入压力而间接地推定压力传递系数。压力传递系数可以基于统计信息而设定为吸入压力的2～3次方分之1左右。例如，调整部124可以将3次方分之1用作压力传递系数。

调整部124对吸入压力数据的变动系数乘以压力传递系数而计算出调整后变动系数。然后，调整部124将计算出的调整后变动系数向判定部125输出。即，调整部124针对包含由变动系数计算部123计算出的变动系数在内的用于检测气穴的产生的检测信息，利用表示吸入压力的传递容易度的压力传递系数而进行调整。

例如，在将压力传递系数设为吸入压力的2～3次方分之1的情况下，在压力较低的情况下对变动系数乘以较大的值，在压力较高的情况下对变动系数乘以较小的值。即，在压力较低的情况下，能够通过乘法运算而增大变动系数。

在这一点上，在压力较低的情况下，如果剧烈地产生气穴，则因气穴而在内部存在的空洞等会妨碍振动的传递，能够获得与实际相比较小的变动系数。因此，调整部124通过乘法运算增大压力较低的情况下的变动系数而将变动系数调整为适当值，能够进行大范围的压力的气穴的检测。这样，本实施方式所涉及的检测装置102为了将作为时间的变化(例如微分方程式等之类的瞬间的变化)而表示的压力振动的传递容易度变换为恒定时间内的变动量即变动系数，对变动系数乘以压力的2～3次方分之1左右，从而计算出考虑了压力振动的传递容易度的新系数作为调整后变动系数。另外，利用该调整后变动系数，检测装置102能够应用在任意压力带都相同的指标。

判定部125从变动系数计算部123接受调整后变动系数的输入。在获取的调整后变动系数超过预先规定的基准变动系数的情况下，判定部125判定为在泵12中产生了气穴。基准变动系数是用于检测气穴的产生的阈值。在这里，判定部125能够将在上述检测对象期间之前由吸入压力获取部121获取的吸入压力数据的变动系数、或者对该变动系数进行规定的运算(例如规定的常数的乘法运算)而获得的系数，用作上述基准变动系数。

例如，判定部125可以将对在泵12的动作开始之后经过了几十秒～几分钟左右的恒定时间、且动作稳定的状态下获得的吸入压力数据的变动系数乘以一个常数而获得的系数，用作上述基准变动系数。这里，“动作稳定的状态”例如是指泵12的吸入压力数据的变动收敛于恒定值以内的状态。此外，判定部125例如可以在与泵12或仪器14的运转状态相应的规定的定时反复进行基准变动系数的设定。

判定部125对告知部126通知检测到气穴的产生。另外，判定部125也可以对告知部126通知未检测到气穴。

告知部126从判定部125接受检测到气穴的通知。而且，告知部126将检测到气穴的信息向管理用终端装置2发送，并对管理者告知气穴的产生。另外，告知部126可以向工厂1的控制系统通知气穴的产生。

图3是表示利用调整后变动系数的对于气穴的检测的一个例子的图。图3在横轴表示吸入压力，在纵轴表示变动系数。比基准变动系数更靠上方的区域是气穴产生区域201。曲线202表示利用离心泵的情况下的由变动系数计算部123计算出的变动系数。曲线203表示利用容积式泵的情况下的由变动系数计算部123计算出的变动系数。如曲线202所示，关于离心泵，变动系数在区域205包含于气穴产生区域201中，因此检测到气穴。

与此相对，在容积式泵的情况下，如曲线203所示，在压力较低的情况下计算出的变动系数未包含于气穴产生区域201中。这是因为，在压力较低的情况下，基于气穴的饱和蒸气未消失，因此压力未准确地传递至检测装置102，变动系数计算部123计算出较低的变动系数。因此，调整部124对由变动系数计算部123计算出的变动系数乘以压力传递系数而计算出曲线204所示的调整后变动系数。关于表示调整后变动系数的曲线204，在压力较低且未准确地传递压力的情况下，调整后变动系数也包含于气穴产生区域201中，因此判定部125即使在压力较低的情况下也能够检测到气穴。

[检测处理的流程]

图4是基于实施方式1所涉及的检测系统的对于气穴的产生的检测处理的流程图。接下来，参照图4对基于实施方式1所涉及的检测系统100的对于气穴的产生的检测处理的流程进行说明。

吸入压力测量装置101对泵12的吸入压力进行测量(步骤S1)。然后，吸入压力测量装置101将测量结果作为吸入压力数据而向检测装置102发送。

吸入压力获取部121获取从吸入压力测量装置101发送的吸入压力数据(步骤S2)。然后，吸入压力获取部121将吸入压力数据储存于存储部122。

变动系数计算部123从存储部122获取检测对象期间的吸入压力数据。接下来，变动系数计算部123对吸入压力数据的平均值进行计算(步骤S3)。

接下来，变动系数计算部123对吸入压力数据的标准偏差进行计算(步骤S4)。

接下来，变动系数计算部123利用平均值及标准偏差对变动系数进行计算(步骤S5)。然后，变动系数计算部123将计算出的变动系数向调整部124输出。

调整部124对变动系数乘以预先保有的压力传递系数而计算出调整后变动系数(步骤S6)。压力传递函数例如能够利用吸入压力数据的2～3次方分之1左右的值。然后，调整部124将计算出的调整后变动系数向判定部125输出。

判定部125判定从调整部124获取的调整后变动系数是否超过预先规定的基准变动系数(步骤S7)。在调整后变动系数小于或等于基准变动系数的情况下(步骤S7：否定)，判定部125判定为未产生气穴。而且，检测处理向步骤S1返回。

与此相对，在调整后变动系数超过基准变动系数的情况下(步骤S7：肯定)，判定部125判定为产生气穴。(步骤S8)。然后，判定部125对告知部126通知检测到气穴。

接下来，告知部126接受检测到气穴的通知，将产生气穴的信息向管理用终端装置2发送，对管理者告知产生气穴(步骤S9)。

[效果]

如以上说明，本实施方式所涉及的检测装置102使用吸入压力的原始值对泵12的吸入压力的变动系数进行计算，并且为了考虑压力振动的传递容易度而利用压力传递系数对将变动系数调整后的调整变动系数进行计算。而且，检测装置102对计算出的调整变动系数和基准变动系数进行对比而检测气穴。

容积式泵的吸入力较高，因此在向泵的流入量较少的状况下，与离心泵相比而泵吸入压力通常变低。此外，在离心泵的情况下，泵在该状况下即使要吸入流体也无法顺畅地吸入，泵吸入压力通常不会变低。在上述容积式泵那样泵吸入压力降低的状况下，在泵内基于气穴的空洞难以恢复为原样，在出口容易恢复为原样。即，空洞的区域在泵内扩大。在该泵内扩大的空洞变为缓冲区域而产生压力的吸收、反射，因此压力的变动难以准确地传递至传感器，检测装置会计算出较低的压力变动系数。

这样，在当前的检测装置中，在整个泵内或局部压力显著较低的情况下，不管是否因气穴的产生使得液体紊乱而处于压力变动较大的状态，用于气穴产生的判定的变动系数都有可能减小。因此，在当前的检测装置中，难以准确地检测到气穴的产生。

与此相对，关于本实施方式所涉及的检测装置102，在整个泵12内或局部压力显著较低的情况下也能够检测到气穴的产生。因此，能够提高气穴的产生的检测精度。特别是在作为泵12而使用容积式泵的情况下，能够提高对于气穴的产生的检测精度。

图5是表示基于当前的检测装置的对于变动系数的计算的图。另外，图6是表示基于实施方式1所涉及的检测装置的对于变动系数的计算的图。这里，参照图5及6对基于本实施方式所涉及的检测装置102的对于气穴的检测精度的提高进行说明。图5的曲线图211在横轴表示时间的经过，在纵轴表示变动系数。另外，图6的曲线图221在横轴表示时间的经过，在纵轴表示调整后变动系数。另外，图5的曲线图212以及图6的曲线图222在横轴表示时间的经过，在纵轴表示观测的泵12内的气泡的量。图5及6表示在同样的条件下按照时间的经过而观察气泡的结果。

在不调整变动系数而用于气穴的检测的当前型检测装置的情况下，变动系数在图5的曲线图211中的区间213较小，在与其对应的曲线图212的区间215观测到中等程度的气泡。同样地，变动系数在曲线图211的区间214较小，在与其对应的曲线图212的区间216观测到大量气泡。即，尽管实际上如区间215及216所示那样产生气穴，但在区间213及214较小，因此当前型检测装置变动系数无法检测到气穴。这是因为，在吸入压力显著较低的状态下，因较多的气泡而未传递吸入压力。

与此相对，在本实施方式所涉及的检测装置102的情况下，与图5的曲线图211的区间215同样地，在图6的曲线图222的区间225产生中等程度的量的气泡，与此对应的曲线图221的区间223的调整后变动系数取较大的值。同样地，与图5的曲线图211的区间216同样地在图6的曲线图222的区间226产生大量气泡，但与此对应的曲线图221的区间224的调整后变动系数取较大的值。即，即使在吸入压力显著较低的状态下产生较多的气泡，本实施方式所涉及的检测装置102也能够如区间223及224所示那样，作为较大的值而计算出调整后变动系数，能够检测到气穴。这样，本实施方式所涉及的检测装置102在吸入压力显著较低的情况下也能够检测到气穴的产生，能够提高对于气穴的产生的检测精度。

[实施方式2]

接下来，对实施方式2进行说明。本实施方式所涉及的检测装置102根据吸入压力的降低程度，使基准变动系数减小并扩大气穴产生区域而检测吸入压力显著较低的情况下的气穴的产生。本实施方式所涉及的检测装置102也由图2的框图表示。在下面的说明中，针对与实施方式1相同的各部分的动作而省略说明。

调整部124从变动系数计算部123接受吸入压力数据的变动系数的输入。本实施方式所涉及的调整部124考虑压力振动的传递容易度而预先保存作为调整基准变动系数的系数的气穴区域调整用压力传递系数。该气穴区域调整用压力传递系数根据吸入压力的测量值以及泵12的状态的观测结果而间接地推定。气穴区域调整用压力传递系数表示为根据吸入压力随着吸入压力升高而接近1、随着降低而接近0的函数。

另外，在本实施方式中，调整部124具有预先规定的基准变动系数。而且，调整部124对基准变动系数乘以与吸入压力相应的气穴区域调整用压力传递系数而计算出调整后基准变动系数。由此，调整部124以随着吸入压力降低而向下扩大的方式变更气穴产生区域201。然后，调整部124将计算出的调整后基准变动系数与变动系数一起向判定部125输出。

即，基准变动系数是用于气穴的产生的检测的检测信息之一。而且，调整部124对作为检测信息中包含的预先规定的用于检测气穴的产生的基准变动系数进行调整，计算出调整后基准变动系数。

判定部125从变动系数计算部123接受变动系数以及调整后基准变动系数的输入。而且，判定部125对获取的变动系数和调整后基准变动系数进行对比。在变动系数超过计算出的调整后基准变动系数的情况下，判定部125判定为在泵12中产生气穴。在压力较低的情况下，将气穴产生区域201调整为调整后基准变动系数较低，因此判定部125在因吸入压力较低且难以适当地传递压力而计算出较小的变动系数的情况下也能够检测到气穴。

如以上说明，本实施方式所涉及的检测装置102利用气穴区域调整用压力传递系数而对基本变动系数进行调整。这样，即使对基本变动系数进行调整而扩大压力较低的情况下的气穴产生区域，也能够检测到在整个泵12内或局部压力显著较低的情况下的气穴的产生。因此，即使如本实施方式所涉及的检测装置102那样，利用扩大气穴产生区域的方法，也能够提高检测到气穴的产生的精度。

[实施方式3]

接下来，对实施方式3进行说明。在以上各实施方式中，调整部124预先保存利用吸入压力与产生的气泡的量的关系而根据吸入压力间接地推定的压力传递系数。在本实施方式中，检测装置102对压力传递系数进行计算。图7是表示实施方式3所涉及的检测系统的详情的框图。本实施方式所涉及的检测系统100中包含的检测装置102在图2所示的各部分的基础上，具有压力传递系数计算部127。在下面的说明中，针对与实施方式1的各部分的功能相同的功能而省略说明。

数据库3对与泵12相关的以往的统计信息进行保存。例如，数据库3将泵12的吸入压力、泵12的气泡的量等状态的观测结果等作为每个时刻的信息而建立关联地储存。

压力传递系数计算部127从数据库3获取与泵12相关的统计信息。而且，压力传递系数计算部127利用获取的与泵12相关的统计信息而对用于考虑压力的传递容易度的压力传递系数进行计算。

例如，压力传递系数计算部127将吸入压力的测量值以及泵12的气泡的量的观测结果作为学习数据而进行基于AI(Artificial Intelligence)的机器学习，生成将吸入压力作为输入而输出压力传递系数的机器学习模型。而且，压力传递系数计算部127从存储部122获取吸入压力，将获取的吸入压力输入至机器学习模型，获取压力传递系数。然后，压力传递系数计算部127将获得的压力传递系数向调整部124输出。

除此以外，压力传递系数计算部127能够通过下面的方法对压力传递系数进行计算。

例如，压力传递系数计算部127可以利用根据流量求出的动压力与根据吸入压力求出的静压力的关系，根据流量而间接地对压力传递系数进行计算。对该压力传递函数的计算原理进行说明。液体的能量由动压力及静压力构成，动压力能够作为流量而测量，静压力能够作为侧面的压力而测量。这里，贝努利定理是“关于理想流体的稳态流动而表示在流线上保存能量的定理”。因此，压力传递系数计算部127能够根据贝努利定理并基于流量而推定压力的趋势，求出考虑了压力变动系数、压力振动的传递容易度的新系数。具体而言，压力传递系数计算部127能够因气穴引起的空洞的产生减小流体内的密度，由此基于动压力和静压力的关系性破坏的情况对压力传递函数进行计算。另外，变动系数计算部123也能够利用根据流量求出的动压力与根据吸入压力求出的静压力的关系，并根据流量而对变动系数进行计算。

另外，压力传递系数计算部127可以根据从泵12的动作开始至动作停止的时间与吸入压力的关系而对压力传递系数进行计算。对该压力传递函数的计算原理进行说明。作为理想的方式，压力与泵12开始动作的定时相应地变化。然而，实际上在从泵12至吸入压力测量装置101的距离的基础上，因液体的压力传递而使得压力的变化产生偏差。例如，如果产生气穴，则产生大量的气泡引起的空洞，因此液体的粘度降低，压力传递速度减慢。因此，压力传递系数计算部127利用该压力变化的偏差求出压力振动的传递容易度，基于求出的压力振动的传递容易度而对压力传递系数进行计算。

另外，压力传递系数计算部127可以根据流体的温度、粘度、密度等之类的流体的基本信息而对压力传递系数进行计算。压力传递系数计算部127能够根据基本信息中的1个或多个的组合而对压力传递系数进行计算。对该压力传递函数的计算原理进行说明。根据液体的温度/粘度/密度，在低压力下，液体中容易产生空洞的程度改变。例如，在沸点较低的液体中不易因妨碍压力的传递的气穴而产生剧烈的空洞，在温度较高的情况下容易因妨碍压力的传递的气穴而产生剧烈的空洞。这样，压力传递系数计算部127能够根据液体的基本信息而对压力振动的传递容易度进行类推，能够计算出压力传递系数。

另外，压力传递系数计算部127可以基于相对于泵12比吸入压力测量装置101配置得更远的压力计的信息而对压力传递系数进行计算。对该压力传递函数的计算原理进行说明。作为理想的方式，压力的变化从过程的前段向后段传递。利用该压力的传递对比吸入压力测量装置101配置得更远的压力计的值的变化进行对比，从而压力传递系数计算部127能够求出压力振动的传递容易度，能够计算出压力传递系数。例如，在因配管11的弯曲等而产生气穴时，流体的密度改变，因此压力传递系数计算部127能够根据压力的变化定时的差异而推定出液体的密度已改变，能够求出压力振动的传递容易度，能够计算出压力传递系数。

这里，压力传递系数计算部127可以预先对压力传递系数进行计算，也可以在变动系数计算部123对变动系数的每次计算中对压力传递系数进行计算。除此以外，压力传递系数计算部127可以定期地、在满足规定条件的情况下反复计算压力传递系数。

[检测处理的流程]

图8是基于实施方式3所涉及的检测系统的对于气穴的产生的检测处理的流程图。接下来，参照图8对基于实施方式3所涉及的检测系统100的对于气穴的产生的检测处理的流程进行说明。

吸入压力测量装置101对泵12的吸入压力进行测量(步骤S11)。然后，吸入压力测量装置101将测量结果作为吸入压力数据而向检测装置102发送。

吸入压力获取部121获取从吸入压力测量装置101发送的吸入压力数据(步骤S12)。然后，吸入压力获取部121将吸入压力数据储存于存储部122。

变动系数计算部123从存储部122获取检测对象期间的吸入压力数据。接下来，变动系数计算部123对吸入压力数据的平均值进行计算(步骤S13)。

接下来，变动系数计算部123对吸入压力数据的标准偏差进行计算(步骤S14)。

接下来，变动系数计算部123利用平均值及标准偏差对变动系数进行计算(步骤S15)。然后，变动系数计算部123将计算出的变动系数向调整部124输出。

压力传递系数计算部127从数据库3获取与泵12相关的以往的统计信息，基于吸入压力数据而对压力传递系数进行计算(步骤S16)。例如，调整部124根据以往的统计信息进行机器学习而生成机器学习模型，将吸入压力数据输入至生成的机器学习模型而对压力传递系数进行计算。然后，压力传递系数计算部127将计算出的压力传递系数向调整部124输出。

接下来，调整部124对从变动系数计算部123获取的变动系数乘以从压力传递系数计算部127获取的压力传递系数而对调整后变动系数进行计算(步骤S17)。然后，调整部124将计算出的调整后变动系数向判定部125输出。

判定部125判定从调整部124获取的调整后变动系数是否超过预先规定的基准变动系数(步骤S18)。在调整后变动系数小于或等于基准变动系数的情况下(步骤S18：否定)，判定部125判定为未产生气穴。而且，检测处理向步骤S11返回。

与此相对，在调整后变动系数超过基准变动系数的情况下(步骤S18：肯定)，判定部125判定为产生气穴。(步骤S19)。然后，判定部125对告知部126通知检测到气穴。

接下来，告知部126接受检测到气穴的通知，将产生气穴的信息向管理用终端装置2发送，对管理者告知气穴的产生(步骤S20)。

如以上说明，本实施方式所涉及的检测装置102对压力传递系数进行计算，利用计算出的压力传递系数对变动系数进行调整。由此，与泵12的状态相应的压力传递系数的计算变得容易，并且能够利用与泵12的状态相应的压力传递系数而进行气穴的检测，因此能够更准确地检测到气穴的产生。

[系统]

关于包含上述文本中、附图中所示的处理顺序、控制顺序、具体名称、各种数据、参数的信息，除了特殊记载的情况以外可以任意变更。

另外，图示的各装置的各结构要素是功能概念，无需物理地如图示那样构成。即，各装置的分散、整合的具体方式并不局限于图示的方式。即，可以根据各种负荷、使用状况等以任意单位在功能上或物理地使得其全部或一部分分散、整合地构成。

例如，在检测装置102中可以嵌入吸入压力测量装置101的全部或一部分功能。另外，检测装置102可以包含于管理用终端装置2中。

并且，在各装置中进行的各处理功能的全部或者任意一部分可以由CPU(CentralProcessing Unit)以及利用该CPU解析执行的程序而实现，或者能够作为基于有线逻辑的硬件而实现。

[硬件]

接下来，对检测装置102的硬件结构例进行说明。图9是检测装置的硬件结构图。如图9所示，检测装置102具有处理器91、存储器92、通信装置93以及HDD(Hard Disk Drive)94。另外，处理器91经由总线而与存储器92、通信装置93以及HDD94连接。

通信装置93是网络接口卡等，用于与其他信息处理装置的通信。例如，通信装置93对处理器91与吸入压力测量装置101及管理用终端装置2之间的通信进行中继。

HDD94是辅助存储装置。HDD94实现了图2中举例示出的存储部122的功能。另外，HDD94对包含实现图2举例所示的吸入压力获取部121、变动系数计算部123、调整部124、判定部125以及告知部126的功能的程序的各种程序进行储存。另外，HDD94可以对包含实现图7举例所示的吸入压力获取部121、变动系数计算部123、调整部124、判定部125、告知部126以及压力传递系数计算部127的功能的程序在内的各种程序进行储存。

处理器91读出HDD94中储存的各种程序并在存储器92展开执行。由此，处理器91实现了图2举例所示的吸入压力获取部121、变动系数计算部123、调整部124、判定部125以及告知部126的功能的功能。另外，处理器91实现了图7举例所示的吸入压力获取部121、变动系数计算部123、调整部124、判定部125、告知部126以及压力传递系数计算部127的功能。

这样，检测装置102读出并执行程序而作为执行各种处理方法的信息处理装置来执行动作。另外，检测装置102还能够利用介质读取装置从记录介质读出上述程序并执行读出的上述程序而实现与上述各实施方式相同的功能。此外，这里所说的程序并不限定于由检测装置102执行。例如，在其他计算机或服务器执行程序的情况下、它们协作执行程序的情况下，也能够同样地应用本发明。

该程序能够经由互联网等网络而发布。另外，该程序可以记录于硬盘、软盘(FD)、CD-ROM、MO(Magneto-Optical disk)、DVD(Digital Versatile Disc)等能够利用计算机读取的记录介质，并利用计算机从记录介质读出而执行。

(应用)

并且，压力传递系数能够用于下面的处理。例如还能够应用于频率解析。在因空洞等而未传递压力的振动的情况下，与异常有关的固有振动的峰值也下降，不会超过异常检测中通常设定的阈值而难以检测到异常。在该情况下，利用压力传递系数对固有振动进行调整也能够提高固有振动的峰值而检测到异常。

例如，在检测装置102可以设置异常检测部，该异常检测部在异物附着于在泵12设置的叶轮时获取泵12的振动，通过FFT(Fast Fourier Transform)来检测固有振动的峰值而进行异常检测。但是，在该情况下，有时在吸入压力较低时也难以看到固有振动的峰值。因此，异常检测部利用压力传递系数对利用FFT的运算结果进行调整而在低压时也能够求出固有振动的峰值。

另外，可以在检测装置102设置对配管11的振动进行解析的解析部。这里，还想到在吸入压力显著较低的情况下减弱配管11的振动。因此，解析部利用压力传递系数对配管11的振动进行调整而能够提高配管11的振动的检测精度。

另外，检测装置102可以利用调整前的变动系数而进行泵12等的故障预兆检测、过程异常检测。图10是用于对利用变动系数的过程异常检测进行说明的图。例如，在图10的区域301通常监视使用泵12的过程。根据该过程的监视状况可知，在区域302的状况变化的情况下，变动系数下降，因此压力的变动量也小于通常的监视状态。在变动系数较小的情况下，处于泵12的叶轮被磨削的状态、即掏出流体的叶轮的边缘磨削而压力变动小于正常的状态，泵12难以送出流体。

因此，检测装置102可以具有根据变动系数而进行使用泵12的过程的异常检测的泵异常检测部。泵异常检测部从变动系数计算部123获取变动系数。而且，在变动系数小于预先规定的阈值的情况下，泵异常检测部判定为泵12的叶轮的更换时期临近。除此以外，在相对于通常的监视状态的变动系数之差大于预先规定的阈值的情况下，泵异常检测部判定为泵12的叶轮的更换时期临近。

另外，在更换/保养的定时对变动系数与泵12的各部件的关系进行记录，由此能够更严密地评价压力与变动系数的关系，不进行设备的分解检修就能够更准确地推定今后的更换定时。由此，关于分解/检修，例如每1台泵12需要几百万日元，但本实施方式中不需要这笔费用。这是有关针对设备的中长期的(几年)的劣化诊断的应用事例。

并且，作为短期的应用事例而存在过程的异常检测。具体而言，在变动系数在短期内在相同压力下变动的情况下，与吸入压力的变动关联的粘度有可能变化，还能够期待根据粘度的推定而对过程异常进行推定。即，检测装置102可以具有如下过程异常检测部，其检测出相同吸入压力下的变动系数的急剧变化并推定粘度的变化的产生而判定为过程异常。例如，在由该期间的时间除相同吸入压力下的变动系数之差所得的值超过上限阈值的情况下或者低于下限阈值的情况下，过程异常检测部可以判定为变动系数急剧变化。

并且，检测装置102可以存储通过气穴检测而获得的、气穴产生累计时间的趋势信息等泵12的关联信息。管理者还可以参照检测装置102具有的气穴产生累计时间的趋势信息而掌握气穴的产生趋势并进行分解检修所需的泵12的确定、保养时期的计划确立。

图11是表示与气穴关联的统计信息的一个例子的图。这里，对存在泵A～D的情况进行说明。曲线图311表示1个月的泵运转时间。曲线图311在纵轴表示泵的种类，在横轴表示运转时间。另外，曲线图312表示1个月的气穴的产生率。曲线图312在纵轴表示泵种类，在横轴表示气穴的产生率。曲线图313表示泵C的气穴产生的趋势。曲线图313在横轴表示各月，在纵轴表示气穴的产生率。例如，检测装置102可以存储曲线图311～313。

管理者通过参照检测装置102具有的曲线图311而获知运转时间按照泵A、B、C、D的顺序较长。通常根据泵12的累计运转时间而进行保养，管理者能够判断为保养的优先顺序从泵A开始依次较高。

另外，管理者能够参照检测装置102具有的曲线图312而确认气穴产生率，能够确认泵C的气穴产生率高于其他泵A、B、D。

并且，着眼于泵C，管理者参照曲线图313而获知泵C的气穴产生率处于增加趋势。管理者能够根据该趋势而预测此后的月份泵C的气穴产生率也增加。并且，管理者能够认为在最近的月份产生较大的气穴因此泵C的损伤进一步发展。管理者能够以根据泵运转累计时间获得的通常的保养的目标在气穴的产生率的基础上，考虑进行更准确的泵保养的定时推定、优先级的标注。

下面记载公开的技术特征的几个组合的例子。

(1)一种检测装置，其特征在于，

所述检测装置具有：

压力获取部，其获取表示泵的压力的压力数据；

变动系数计算部，其基于由所述压力获取部获取的所述压力数据而对表示所述泵的压力的大小的振幅的变动系数进行计算；

调整部，其针对包含由所述变动系数计算部计算出的所述变动系数在内的用于检测气穴的产生的检测信息，利用表示所述泵的压力的传递容易度的压力传递系数进行调整；以及

判定部，其基于所述调整部调整后的所述检测信息而检测所述泵的气穴的产生。

(2)根据(1)记载的检测装置，其特征在于，

所述压力获取部获取泵的吸入压力、启动水的压力、排泄压力或者排出压力的任一者作为所述泵的压力。

(3)根据(1)或(2)记载的检测装置，其特征在于，

所述调整部利用所述压力传递系数对所述变动系数进行调整而计算出调整后变动系数。

(4)根据(3)记载的检测装置，其特征在于，

在所述调整后变动系数超过所述检测信息中包含的预先规定的基准变动系数的情况下，所述判定部判定为所述泵产生了气穴。

(5)根据(1)至(4)中任一项记载的检测装置，其特征在于，

所述调整部对所述检测信息中包含的预先规定的用于检测所述气穴的产生的阈值即基准变动系数进行调整而计算出调整后基准变动系数，

在所述变动系数超过所述调整后基准变动系数的情况下，所述判定部判定为所述泵产生了气穴。

(6)根据(1)至(5)中任一项记载的检测装置，其特征在于，还具有对所述压力传递系数进行计算的压力传递系数计算部。

(7)根据(6)记载的检测装置，其特征在于，

所述压力传递系数计算部基于所述泵的压力以及所述气穴的产生状态对所述压力传递系数进行计算。

(8)根据(6)记载的检测装置，其特征在于，

所述压力传递系数计算部利用根据所述泵的流量求出的动压力以及根据所述泵的压力求出的静压力的关系，基于所述流量而对压力传递系数进行计算。

(9)根据(8)记载的检测装置，其特征在于，

所述变动系数计算部利用根据所述泵的流量求出的动压力与根据所述泵的压力求出的静压力的关系，基于所述流量而对变动系数进行计算。

(10)根据(6)记载的检测装置，其特征在于，

所述压力传递系数计算部基于从所述泵的动作开始至动作停止的时间与所述泵的压力的关系而对所述压力传递系数进行计算。

(11)根据(6)记载的检测装置，其特征在于，

所述压力传递系数计算部基于所述泵输送的流体的基本信息而对所述压力传递系数进行计算。

(12)根据(6)记载的检测装置，其特征在于，

所述压力传递系数计算部基于利用与测量出所述泵的压力的第1压力计相比相对于所述泵配置得更远的第2压力计测量的测量压力的信息而对所述压力传递系数进行计算。

(13)一种检测方法，其特征在于，

使检测装置获取表示泵的压力的压力数据，

基于获取的所述压力数据而对表示所述泵的压力的大小的振幅的变动系数进行计算，

针对包含计算出的所述变动系数在内的用于检测气穴的产生的检测信息，利用表示所述泵的压力的传递容易度的压力传递系数进行调整，

基于调整后的所述检测信息而检测所述泵的气穴的产生。

(14)一种检测系统，其具有压力测量装置以及检测装置，其特征在于，

所述压力测量装置对泵的压力进行测量并生成表示测量结果的压力数据，

所述检测装置具有：

压力获取部，其从所述压力测量装置获取所述压力数据；

变动系数计算部，其基于由所述压力获取部获取的所述压力数据而对表示所述泵的压力的大小的振幅的变动系数进行计算；

调整部，其针对包含由所述变动系数计算部计算出的所述变动系数在内的用于检测气穴的产生的检测信息，利用表示所述泵的压力的传递容易度的压力传递系数进行调整；以及

判定部，其基于所述调整部调整后的所述检测信息而检测所述泵的气穴的产生。

标号的说明

1 工厂

2 管理用终端装置

11配管

12泵

13压力仪

14仪器

15液体源

100检测系统

101吸入压力测量装置

102检测装置

121吸入压力获取部

122存储部

123变动系数计算部

124调整部

125判定部

126告知部

127压力传递系数计算部