ピストンコンプレッサーとして知られる往復動機械の状態を監視するために、従来の振動測定法が長い間適用されてきた。しかし、これらの測定は、このような機械の状態を監視するには信頼性が低いことが明らかになった。そこで、レシプロ機械の監視に適した技術が開発された。その一つがロッド落下監視であり、ライダーバンドの摩耗によるピストンロッドの落下を監視する。ライダーバンドは、ピストンがシリンダー壁を傷つけることなくシリンダー室内を摺動するための部品である。時間の経過とともに、このライダーバンドは摩耗する。ピストンロッド降下を監視することで、損傷が発生する前にライダーバンドの交換が必要な時期を判断することができます。ロッド落下の監視は、コンディション・ベース・メンテナンス（CBM）、つまり予知保全戦略に貢献します。
ロッドドロップ測定
ロッドドロップ監視は、シリンダー内のピストンを支えるためにライダーバンドを使用する往復動機械に適用されます。ロッドドロップ監視の目的は、ライダーバンドの摩耗を判定することです。これらのライダーバンドの摩耗は、ピストンとシリンダー壁の間の接触（摩擦）を引き起こし、損傷につながる可能性があります。 ライダーバンドの摩耗を監視することで、オペレーターは、あらかじめ予定されていた turnaround中に、これらのライダーバンドの交換を効率的に計画することができます。さらに、ライダーバンドの摩耗を早期に検出することで、過度な損傷や（危険な）機械の故障が発生する前に、オペレーターは機械を停止させる時間的余裕を得ることができます。
ライダーバンドの摩耗を検出するには、ピストンの位置（基準点に対する相対位置）をモニターする必要がある。しかし、圧力室内の圧力が高いため、ピストンの実際の落差を測定することは非常に困難です。ピストンの実際の落差を測定する代わりに、ピストンロッドの落差を測定します。ロッドドロップ監視は、ピストンロッドの位置の変化を監視することにより、ライダーバンドの状態に関する情報を提供します。
方法
一般に、ロッド落下監視には主に2つの方法がある：
近接プローブ測定
proximity プローブ測定では、プローブはピストンロッドの上または下に垂直に取り付けられます。proximity プローブは、eddy current 技術を使用して動作し、センサーと金属物体間の距離を測定します。ロッド落下測定の場合、センサーとピストンロッド間の距離を測定します。ピストンロッドがセンサーに対して動くと、距離の変化（ピストンロッドの位置）が検出されます。これらの測定により、ピストンロッドの位置を決定することができます。この傾向を利用して、ライダーバンドが摩耗に近づき、交換が必要になる時期を予測します。
機械的測定
一般に、ロッド落下監視には2つの機械的方法が区別される。最初の方法は、内部に窒素を含む空間を持つ研磨材のブロックを使用する。このブロックはピストンロッドの真下に置かれます。ライダーバンドが摩耗してピストンロッドが落下すると、ブロックは窒素が漏れるところまで摩耗します。この窒素漏れは供給圧力の低下を引き起こし、アラームまたは機械のシャットダウンにつながります。
ロッド降下監視のための2番目の機械的方法は、ピストンロッドの下に取り付けられた一種のローラーを使用する。ライダーバンドが摩耗すると、ピストンロッドはローラーに接触するまで徐々に下がります。ピストンロッドとローラーが接触すると、ローラーは回転を始め、他の機械的方法と同様に窒素が漏れることになる。同様に、この窒素漏れは圧力供給の低下を引き起こし、アラームまたは機械のシャットダウンにつながります。
機械的なロッド落下システムの最大の欠点は、計測ができないこと、そしてその計測値を傾向分析に利用できないことです。これらの機械式システムが提供するのは、ライダーバンドが摩耗したときに作動するアラームだけである。ライダーバンドがどの程度磨耗しているかは表示されない。proximity センサーは、ピストンロッドの実際の落下量を測定するため、ライダーバンドがどの程度摩耗しているかを知ることができます。proximity センサーの測定値を使用してトレンドを構築し、より良いメンテナンス計画（CBM）を立てることができます。
前提条件
信頼性の高いロッド落下測定を行うためには、いくつかの前提条件を満たす必要があります。ロッドドロップ監視の基本的な前提は、ピストンが重力によってシリンダーの底に傾くことである。したがって、ピストンロッドの位置の変化は、ライダーバンドの摩耗によるピストンの位置の変化に比例すると仮定できる。また、ピストンロッドの位置を変化させるのは、摩耗したライダーバンドの影響だけであると仮定しなければならない。
ピストンロッドの位置の変化がピストンの位置の変化に比例するという仮定は、相似三角形の原理から来ている。この原理は下図に模式的に示されている。
proximity プローブをロッド落下監視に使用する場合、一定の補正係数を使用して測定値を補正することができます。この補正係数は、測定されたピストンロッドの落下量（B1）と実際のピストンの落下量（B2）の差から導かれる比率に基づいています。この補正係数をロッド落下の測定値に適用することにより、実際のライダーバンドの摩耗が示される。しかし、このような補正係数を適用することは、問題を引き起こす可能性がある。測定誤差が発生すると、この誤った測定値が補正係数で補正され、その結果、実際のライダーバンドの摩耗が誤って表示されることになります。したがって、信頼性の高い測定を行うことが非常に重要である。ロッドドロップ測定の信頼性に影響する多くの要因について、連続して説明する。
設置・使用上の注意点
信頼性の高い測定にはセンサーの設置が重要です。最も重要な5つのポイントを挙げてみました：
センサーをできるだけシリンダーの近くに取り付けることが重要です。これは、proximity センサーと機械式センサーの両方に当てはまります。これにより、前述の補正係数を測定誤差に適用する際に発生する影響を最小限に抑えることができます。センサーがピストンに近ければ近いほど、測定誤差の影響は少なくなります。
より大きなピストンでは、冷間シャットダウンとアクティブプロセスの間の熱膨張が大きく異なる可能性があります。そのため、シリンダーアライメントをクロスヘッドの低い位置に合わせ、熱膨張に余裕を持たせることを推奨します。ピストンが熱によって半径方向に膨張するとすぐに、ピストンロッドはロッド落下センサーに対して持ち上がります。ロッドドロップシステムを取り付け、位置を決める際には、このことを考慮する必要があります。
ピストンが重力によってシリンダーの底に傾くという仮定は、小径のピストンでは現実的な仮定ではない。小径（150mm以下）のピストンでは、ピストンロッドの大部分がシリンダーケーシング内に位置する。不適切なアライメントやシリンダーケーシングへの影響は、ピストンの浮きにつながります。ラジアル方向の力ではピストンは下がりませんが、複合的な力によってピストンが押し上げられたり、横にずれたりします。このような場合は、proximity プローブを2つ設置し、一方を水平に、もう一方を垂直に測定する方法があります（X-Yプローブ）。
ピストンロッドの長さも測定に影響します。ピストンロッドが長ければ長いほど、ある程度フレキシブルである可能性が高くなります。これは特に直径の大きいピストンで顕著です。ピストンロッドの柔軟性は、ロッドドロップ測定に影響を与える可能性があります。ピストンロッドの撓みがロッドドロップ測定に及ぼす影響を低減するために、proximity プローブの信号をクランクシャフトの回転中の一定点で測定することができます。これは位相トリガーとして知られており、位相基準が設定され、その基準に基づいて測定がトリガーされます。
プローブが熱膨張や振動を受けないように取り付けることが重要です。プローブがピストンロッドに対して相対的に動くと、測定の信頼性が低下します。また、径の大きなピストンでは、より大きなレンジのプローブを設置することが重要です。熱膨張がある場合、ピストンロッドが proximity プローブの範囲外に動くことはありません。
トリガーロッド落下モジュール - RecipSys 200
2チャンネルのトリガー式ロッドドロップモジュール（RecipSys 200）は、Istec International社によって開発され、往復動機械のピストンのライダーバンドの状態監視に適しています。「トリガー式」とは、ロッドドロップ測定がクランクシャフトの回転中の固定されたポイントで行われることを意味します。 その結果、適切な時期に信頼性の高い傾向分析を行うことが可能となる。既存のロッドドロップシステムの多くは、大規模な用途に適した大規模システムの一部であるため、多額の投資を必要とする。一方、RecipSys 200はコスト効率に優れており、小規模、中規模、大規模のあらゆる用途に適用可能である。
