JP2000321121A - 振動検知装置 - Google Patents

振動検知装置

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JP2000321121A
JP2000321121A JP11130886A JP13088699A JP2000321121A JP 2000321121 A JP2000321121 A JP 2000321121A JP 11130886 A JP11130886 A JP 11130886A JP 13088699 A JP13088699 A JP 13088699A JP 2000321121 A JP2000321121 A JP 2000321121A
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JP
Japan
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vibration
circuit
output
band
electric signal
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JP11130886A
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English (en)
Inventor
Yasuhisa Tanaka
保寿 田中
Masato Shirai
正人 白井
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Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 汎用の振動解析装置の機能を必要最小限の機
能とし、かつ、外部の他機器からの振動による誤警報を
防ぐことができるようにした安価な振動検知装置を提供
することを課題とする。 【解決手段】 装置のケーシングに取り付け、機械振動
を検知して電気信号に変換する振動検知センサAと、前
記振動検知センサAから出力される前記電気信号を増幅
した後に、目標以外の機械振動に対応する電気信号帯域
をカットする帯域フィルタ回路B,B′と、目標とする
電気信号帯域のみの加速度を速度に演算する積分回路1
0と、前記積分回路10の出力値と予め設定した警報基
準値とを比較する比較回路12と、前記比較回路12の
出力値が警報基準値以上の場合は、出力接点を閉(開)
する出力回路14とから構成されたことを特徴とする振
動検知装置を解決手段とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、装置に発生した振
動検知装置に関し、さらに詳しくは、この振動検知装置
で検知した振動の上限値を監視し、その上限値を超える
と接点信号を開(閉)する警報装置を備えたものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来の振動検知装置は、図5に示すよう
な、異常振動による振動が設定値を超えると作動するマ
イクロスイッチ101を使った機械式振動検知装置10
0や振動センサで得られる電気信号の増幅回路や演算回
路や出力回路を有し、振動周波数全域を増幅して演算
し、異常振動による振動加速度が設定値を超えると、警
報を発する図6に示すような電気式振動検知装置200
がある。しかしながら、前記機械式振動検知装置100
は、マイクロスイッチ101のような機械式接点102
を用いるので、取付けた装置の回転アンバランス等で発
生する特有な監視する周波数帯域以外の振動によって誤
警報を発生することが多かった。しかも、計測器ではな
いため、連続して振動加速度を指示することができなか
った。また、電気式振動検知装置200は、振動センサ
と増幅回路と演算回路と出力回路とを有し、振動周波数
の全帯域を増幅演算する方法が取られていたため、前記
機械式振動検知装置100の場合と同様に、取付けた装
置の回転アンバランス等で発生する特有な監視する周波
数帯域以外の振動によって誤警報を発生することが多か
った。さらに、目標以外の機械振動に対応する電気信号
をカットするためには高価な高速フーリエ変換周波数解
析器(FFT)が必要となり、振動検知装置が高価なも
のにならざる得なかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記課題を
解決するためになされたものであって、汎用の振動解析
装置の機能を必要最小限の機能とし、かつ、外部の他機
器からの振動による誤警報を防ぐことができるようにし
た安価な振動検知装置を提供することを課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の請求項1に係る発明の要旨とするところは、装置のケ
ーシングに取り付け、機械振動を検知して電気信号に変
換する振動検知センサAと、前記振動検知センサAから
出力される前記電気信号を増幅した後に、目標以外の機
械振動に対応する電気信号帯域をカットする帯域フィル
タ回路B,B′と、目標とする電気信号帯域のみの加速
度を速度に演算する積分回路10と、前記積分回路の出
力値と予め設定した警報基準値とを比較する比較回路1
2と、前記比較回路12の出力値が警報基準値以上の場
合は、出力接点を閉(開)する出力回路14とから構成
されたことを特徴とする振動検知装置としたものであ
る。尚、ここで言う前記装置とは、主として回転運動や
往復運動を有する装置、例えば遠心分離機や圧縮機等を
意味する。検知する振動が異常かどうかの判断基準を、
振動周波数の全帯域に渉るオーバーオール値とせずに、
回転機器や往復動機器等が正常運転している時に発生し
ている固有の振動周波数を中心周波数として帯域フィル
タを設けることにより、振動を監視する対象となる機器
の振動周波数近傍の振動値のみを監視することができ
る。
【0005】請求項2に係る発明の要旨とするところ
は、前記帯域フィルタ回路の設定値が、中心周波数と帯
域幅を変更できるようにしたことを特徴とする請求項1
に記載の振動検知装置としたものである。全振動の振幅
および周波数等の波形解析は行わずに、特定の周波数帯
域のみの周波数を解析するので高価な測定機器が不要と
なる。
【0006】請求項3に係る発明の要旨とするところ
は、前記比較回路が、遅延時間を設定できるようにし
て、瞬時の振動変化または外乱による誤警報を防ぐよう
にしたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載
の振動検知装置としたものである。前記比較回路が、遅
延時間を設定できるようにしたことにより、瞬時の振動
変化または外乱による誤警報を防ぐことができる。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明に係る振動検知装置につい
て図を参照して説明する。図1は本発明に係る振動検知
センサの外形図、図2は本発明に係る振動検知センサの
信号系路のブロック図、図3は本発明に係る振動検知装
置の信号処理部の信号系路のブロック図、図4は本発明
に係る振動検知装置のバンドパスフィルタを使用して周
波数の帯域幅を9段階変えた時に出力される周波数応答
性能曲線を示した図である。
【0008】本発明の請求項1に係る振動検知装置は、
装置のケーシングに取り付け、機械振動を検知して電気
信号に変換する振動検知センサAと、前記振動検知セン
サAから出力される前記電気信号を増幅した後に、目標
以外の機械振動に対応する電気信号帯域をカットする帯
域フィルタ回路B,B′と、目標とする電気信号帯域の
みの加速度を速度に演算する積分回路10と、前記積分
回路10の出力値と予め設定した警報基準値とを比較す
る比較回路12と、前記比較回路12の出力値が警報基
準値以上の場合は、出力接点を閉(開)する出力回路1
4とから主要部が構成される。
【0009】前記振動検知センサAについて、図1およ
び図2を参照して説明する。この振動検知センサAは、
図1に示すように、内部に加速度センサ1a等を収納
し、外部に出力端子7を有する箱型のボックス1と、回
転運動を有する装置、例えば遠心分離機のケーシングに
前記ボックス1を取付けるための複数の穴5が設けられ
たボックスフランジ4と、前記ボックスフランジ4の反
対側の前記ボックス1の略中央部に螺設され、外部に突
出した円錐台状のケーブルフォルダ2と、このケーブル
フォルダ2にケーブル6を介して連結した円柱状の電源
プラグ3とから主要部が構成される。
【0010】前記ボックス1に収納された加速度センサ
1aから機械振動に対応して出力された低周波の振動周
波数を含む電気信号は、前記ボックス1内に有する図2
に示すような増幅器1bで増幅された後、低域フィルタ
1cにかけられ、さらに後段の増幅器1dで増幅され
て、出力端子7から出力される。ここで、加速度センサ
1aから出力された電気信号に低域フィルタ1cをかけ
ることにより、機器の高周波のノイズを減衰させること
ができる。
【0011】次に、前記出力端子7から出力される電気
信号を処理する信号処理部について図3(a)および図
3(b)を参照して説明する。前記電気信号の信号処理
部は、帯域フィルタ回路B,B′である帯域フィルタ設
定部8または帯域フィルタ設定部9と、前記帯域フィル
タ設定部8または前記帯域フィルタ設定部9を通過した
電気信号を積分するための積分回路10と、この積分回
路10で積分した機械振動に対応する電気信号を、定常
運転時の機械振動に対応する比較基準電気信号を設定す
る基準電気信号設定部11で設定された基準値と比較す
るための比較回路12と、この比較回路12で比較した
結果が「異常」と判断されても、「一時的な異常」なの
か「本当の異常」なのかを判断するための「異常」の持
続時間を設定するディレータイマ回路13と、前記比較
回路12の出力信号を図示しない警報回路へ送信するオ
ン/オフ接点等を有する出力回路14とから主要部が構
成される。
【0012】前記帯域フィルタ設定部8は、図3(a)
に示すように、発信回路8a,8a′と高域フィルタ8
b(以下、HPFという)と低域フィルタ8c(以下
「LPF」という)との組み合わせで構成される。振動
を監視する機械に固有な振動周波数である中心周波数f
cの設定は、前記発信回路8a,8a′に設けられた設
定用ロータリーコードスイッチ8d,8d′により行う
ことができる。2〜198Hzの範囲で2Hz毎のステ
ップで設定ができる。
【0013】前記中心周波数fcの設定が終わったら、
次に、遮断周波数前後の通過帯域と減衰帯域とを決め
る。LPFは、遮断周波数よりも高周波数側を減衰帯域
とし、HPFは、遮断周波数よりも低周波数側を減衰帯
域とすることにより後述するバンドパスフィルタ9bと
同様な帯域フィルタを設定することができる。
【0014】一方、前記帯域フィルタ設定部9は、図3
(b)に示すように、中心周波数fcを設定用ロータリ
ーコードスイッチ9dで変更することができる発信回路
9aと、バンドパスフィルタ9b(以下、「BPF」と
いう)とから構成される。図3(a)のようにLPFと
HPFの組み合わせではなく、BPF単独で帯域フィル
タを構成する場合は、帯域周波数設定用のロータリーコ
ードスイッチ9cにより帯域幅を複数段階で設定でき
る。前記BPFを使用して周波数の帯域幅を9段階変え
た時の周波数応答性能曲線を図4に示す。図4の縦軸は
ゲイン、横軸は振動周波数である。
【0015】前記帯域フィルタ設定部8または帯域フィ
ルタ設定部9を通った電気信号は加速度信号なので、積
分回路10で積分され速度信号に変換される。変換され
た速度信号は、比較回路12に入り、予め警報基準値で
ある電圧(−15V〜+15V)を設定する基準電気信
号設定部11の電圧と大小関係が比較される。比較され
るのは、電圧の上限値のみであるが、上限値を超えた場
合でも瞬時値や周辺の機器類の一時的に大きな振動を信
号として拾っている場合が考えられるので、比較回路1
2にはディレータイマ回路13が接続されている。
【0016】前記ディレータイマ回路13は、遅延時間
を設定するための回路であり、前記比較回路12で上限
値を超えた信号が最終的に「正常」なのか「異常」なの
かを信号の持続時間により判断できる。遅延時間は、設
定用ロータリーコードスイッチ13aを使用して0〜9
秒の設定が可能である。
【0017】前記比較回路12において信号が、最終的
に「異常」として判断された場合は、比較回路12の出
力信号を図示しない警報回路へ送信するため、オン/オ
フ接点等を有する出力回路14に信号を出力する。
【0018】このように、比較回路12にディレータイ
マ回路13を接続することにより、瞬時の振動変化また
は外乱による誤警報を防ぐことができる。
【0019】以上述べた構成によれば、 (1)振動検知センサから出力された電気信号を、信号
処理部の帯域フィルタ設定部で、回転機器や往復動機器
等が正常運転している時に発生している固有の振動周波
数を中心周波数として帯域フィルタを設けることによ
り、振動を監視する対象となる機器の振動周波数近傍の
振動値のみを監視することができる。その結果、外部の
他機器からの振動による誤警報を防ぐことができる。 (2)従来のように全振動の振幅および周波数等の波形
解析は行わずに、特定の周波数帯域のみの周波数を解析
するので高価な測定機器が不要となる。その結果、振動
検知装置が安価となるので安価な機械の振動検知装置と
しても使用できる。 (3)前記比較回路にディレータイマ回路を接続して遅
延時間を設定できるようにしたことにより、瞬時の振動
変化または外乱による誤警報を防ぐことができる。
【0020】
【発明の効果】以上説明した本発明に係る振動検知装置
によれば、以下のような効果を奏する。 (1)振動検知センサから出力された電気信号を、信号
処理部の帯域フィルタ設定部で、回転機器や往復動機器
等が正常運転している時に発生している固有の振動周波
数を中心周波数として帯域フィルタを設けることによ
り、振動を監視する対象となる機器の振動周波数近傍の
振動値のみを監視することができる。その結果、外部の
他機器からの振動による誤警報を防ぐことができる。 (2)従来のように全振動の振幅および周波数等の波形
解析は行わずに、特定の周波数帯域のみの周波数を解析
するので高価な測定機器が不要となる。その結果、振動
検知装置が安価となるので安価な機械の振動検知装置と
しても使用できる。 (3)前記比較回路にディレータイマ回路を接続して遅
延時間を設定できるようにしたことにより、瞬時の振動
変化または外乱による誤警報を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る振動検知センサの外形図である。
【図2】本発明に係る振動検知センサの信号系路のブロ
ック図である。
【図3】本発明に係る振動検知装置の信号処理部の信号
系路のブロック図である。
【図4】本発明に係る振動検知装置のバンドパスフィル
タを使用して周波数の帯域幅を9段階変えた時に出力さ
れる周波数応答性能曲線を示した図である。
【図5】従来の機械式振動検知装置の説明図である。
【図6】従来の電気式振動検知装置の説明図である。
【符号の説明】
1 ボックス 2 ケーブルフォルダ 3 電源プラグ 1a 加速度センサ 1b 増幅器 1c 低域フィルタ 1d 増幅器 4 ボックスフランジ 5 穴 6 ケーブル 7 出力端子 8,9 帯域フィルタ設定部 8a,8a′ 発信回路 8b HPF(高域フィルタ) 8c LPF(低域フィルタ) 8d,8d′ 設定用ロータリーコードスイッチ 9a 発信回路 9b BPF(バンドパスフィルタ) 9c 帯域周波数設定用のロータリーコードスイッチ 9d 設定用ロータリーコードスイッチ 10 積分回路 11 基準電気信号設定部 12 比較回路 13 ディレータイマ回路 13a 設定用ロータリーコードスイッチ 14 出力回路 15 電源 A 振動検知センサ B,B′ 帯域フィルタ回路 fc 中心周波数

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 装置のケーシングに取り付け、機械振動
    を検知して電気信号に変換する振動検知センサと、 前記振動検知センサから出力される前記電気信号を増幅
    した後に、目標以外の機械振動に対応する電気信号帯域
    をカットする帯域フィルタ回路と、 目標とする電気信号帯域のみの加速度を速度に演算する
    積分回路と、 前記積分回路の出力値と予め設定した警報基準値とを比
    較する比較回路と、 前記比較回路の出力値が警報基準値以上の場合は、出力
    接点を閉(開)する出力回路と、 から構成されたことを特徴とする振動検知装置。
  2. 【請求項2】 前記帯域フィルタ回路の設定値が、中心
    周波数と帯域幅を変更できるようにしたことを特徴とす
    る請求項1に記載の振動検知装置。
  3. 【請求項3】 前記比較回路が、遅延時間を設定できる
    ようにして、瞬時の振動変化または外乱による誤警報を
    防ぐようにしたことを特徴とする請求項1または請求項
    2に記載の振動検知装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006049158A1 (ja) * 2004-11-05 2006-05-11 International Business Machines Corporation 運動検知装置および運動検知方法
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