JP3145845B2 - 軸受診断装置の雑音除去方法 - Google Patents

軸受診断装置の雑音除去方法

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JP3145845B2
JP3145845B2 JP27955293A JP27955293A JP3145845B2 JP 3145845 B2 JP3145845 B2 JP 3145845B2 JP 27955293 A JP27955293 A JP 27955293A JP 27955293 A JP27955293 A JP 27955293A JP 3145845 B2 JP3145845 B2 JP 3145845B2
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孝司 迫
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、本発明は軸受の異常を
自動的に検出するための軸受診断装置の雑音除去方法に
関し、特に、低速用の軸受に好適な軸受診断装置の雑音
除去方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の軸受診断装置としては軸受の振動
加速度を検知して、その検知信号が異常波形を示し、そ
のレベルが高くなったときには、軸受の異常と判断する
ものがよく知られている。
【0003】さらに、本出願人は軸受から異常時に発生
させるAEを検知し、その検知信号を事象計数法で処理
することで軸受の異常診断、特に低速で回転する軸受の
異常診断を行う提案(特願昭61−294215号)を
行っている。
【0004】音響を用いる軸受診断装置の主要回路構成
を図4に示す。図4において、軸受の異常から発生する
AE波はAEセンサ1により電気信号に変換され、包絡
線検波器2により包絡線成分A(図4参照)が取り出さ
れる。この包絡線成分が示す波形の中のしきい値を越え
る時間tが事象計数カウンタにより計数される。計数
された時間tが正常/異常判定回路5においてしきい値
と比較され、しきい値を越える場合に異常発生と判断さ
れる。なお、固体が変形もしくは破壊するときに音が発
生する事象が知られており、固体内部に微細な割れが入
って、それが成長していく過程で、割れの進行に伴って
生じる弾性波(超音波)をAE(アコースティック エ
ミッション)と呼んでいる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このような軸受診断装
置では包絡線検波器の時定数の大きさにより精度が左右
されるという解決すべき点がいまだ残っていた。より具
体的に説明する。包絡線検波器2の時定数を大きく設定
すると、包絡線検波器2の出力信号の波形は図5の符合
A−1に示すように滑かな信号波形となる。一方、包絡
線検波器2の時定数を相対的に小さく設定すると包絡線
検波器2の出力信号の波形は図5の符合B−1に示すよ
うに包絡線上に山や谷が現われててくる。
【0006】このため、包絡線波形が分断され、しきい
値L2 を何度も越えるために正しい事象数n1 をカウン
トしない。従って、軸受の異常検出精度を上げるために
は包絡線検波器2の時定数を大きく設定していた。
【0007】しかしながら、現場での測定時において
は、図6に示すようなしきい値を越えている継続時間が
短いヒゲ状の形をしている電気的なことに起因する外部
から飛来してくる雑音が阻害要因となることがあった。
この雑音は、高い周波数成分を保有しており、軸受診断
に用いる周波数帯域と重なるため、単にフィルタで除去
することはできない。
【0008】このため、従来の方法では、包絡線波形を
もとにした継続時間の長さで雑音を除去する方法をとっ
ていた。
【0009】しかしながら、上記のように時定数を大き
く設定していると雑音信号の波形幅も大きくなり継続時
間が異常信号との弁別が困難となる。
【0010】その結果、事象計数カウンタ4の計数対象
となり、雑音による誤診断が発生することがあった。
【0011】そこで本発明の目的は、上述の点に鑑み
て、AEを計測して軸受の異常を検知する軸受診断装置
に好適な軸受診断装置の雑音除去方法を提供することに
ある。
【0012】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、軸受の発生する音響をセンサにて
電気信号に変換し、当該変換された電気信号が示すAE
波を検出することにより軸受の異常を検知する軸受診断
装置の雑音除去方法において、前記電気信号を時定数の
長い包絡線検波器および時定数の短い波形整形回路でパ
ルス波形に整形し、当該計数されたパルス発生個数が予
め定めた個数よりも小さい時には、この時の前記電気信
号は雑音と判断し、当該雑音信号と判断された期間の前
記電気信号を無効化することを特徴とする。
【0013】
【作用】本発明では、軸受の異常により生じる異常AE
信号は、図6に示すような突発型の波形をしており、電
気的なことに起因する雑音信号はヒゲ状(図6参照)の
形状をしていることを発明者が発見し、この特性を用い
て、測定信号をパルス化し、一定時間内のパルス数を計
数することにより雑音信号と突発型波形を持つ異常信号
を識別する。
【0014】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。本発明を適用した軸受診断装置のシステム
構成を図1に示す。図1において図4の従来システムと
同様の箇所には同一の符合を付しており詳細な説明を省
略する。
【0015】図1において、フィルタ10は入力信号の
低周波成分を除去する。フィルタ10の出力信号は波形
整形回路11および包絡線検波器2に与えられる。波形
整形回路11には比較器を用いており、フィルタ10の
出力信号のレベルが予め定めた第1のしきい値L1(従
来の技術の説明中のしきい値とは異なる)よりも大きい
間だけオンとなるパルス信号COMPを発生する。
【0016】本発明にかかわる雑音除去方法では波形整
形回路11から出力されるパルス信号COMPと包絡線
検波器2の出力信号SIGのつきあわせにより雑音成分
を除去する。雑音除去回路12の出力信号が事象計数カ
ウンタ4に供給され、以後、従来と同様の、異常検知処
理が行なわれる。
【0017】雑音除去回路12の回路構成を図2にま
た、回路内の信号波形を図3に示す。アンド回路22は
スイッチング回路としての機能を果たし、包絡線検波器
2の出力信号のレベルが所定のレベル以上の時にのみ、
即ち、雑音成分の混入を許した異常信号波形が発生した
ときにのみ、波形整形回路11の出力パルス信号をリン
グダウンカウンタ23に供給する。コンパレータ21は
上述の異常信号波形の発生タイミングを検知するために
上記信号SIGのレベルを第2のしきい値L2と比較す
る。
【0018】リングカウンタ23はキャンセル個数から
ダウンカウントを実行し、計数値が0になった時EVE
NT信号はオンとなる。ここでキャンセル個数とは雑音
成分と軸受異常により生じる異常信号を識別するための
数値であり、包絡線波形が第2のしきい値を超えている
継続時間内に発生したCOMP信号のパルス個数がキャ
ンセル個数よりも小さい場合にはこの間のSIG信号は
雑音成分と判定する。
【0019】イベントカウンタ24は図1の事象計数カ
ウンタ4および正常/異常判定回路5で構成されてい
。本実施形態では単位時間内の信号EVENTの発生
個数を計数することにより軸受異常の有無を判定する。
【0020】このように構成された軸受診断装置の動作
を次に説明する。AEセンサ1の発生する計測信号はフ
ィルタ10を通過するときに周波数成分が無効化により
除去されて、図3示すAE生波形が得られる。図3に
示すAE生波形は軸受の一部の亀裂破損により生じた異
常信号と雑音が混在した波形であり、正常な状態では波
形レベルは一定レベルを保つ。AE生波形は波形整形回
路11により整形されて図3のCOMP信号波形が得ら
れる。
【0021】一方、包絡線検波回路2の出力信号として
は図3のSIG信号波形が得られる。SIG信号波形が
所定レベル以上となる継続時間t1、t2、、の間コン
パレータ21からの出力信号がオンとなる。このため、
この間、SIG信号がリングダウンカウンタ23に供給
される。キャンセル個数を例えば3に設定すると、ダウ
ンカウンタ23はパルス信号が入力する毎に初期値3か
ら数値1を減算(デクリメント)し、計数値が数値0に
なったときにEVENT信号はオンとなる。図3のAE
生波形が雑音ではない異常波形の場合はCOMP信号の
パルス個数が数値3以上となるので、EVENT信号は
オンとなる。
【0022】一方、AE生波形の中の雑音成分に対応す
るCOMP信号は一定時間内にに発生するパルス個数が
数値3より小さくなる。このため、リングダウンカウン
タ23は計数値が0とならず、EVENT信号はオフの
ままである(図参照)。このことによりEVENT信
号からは雑音信号成分が除去される。事象計数カウンタ
4はEVENT信号の発生個数を計数し、正常/異常判
定回路5は単位計測時間内に計数値が異常判定個数に達
したときに異常発生信号を発生する。この異常発生信号
がアラーム(警報)信号として外部に出力され、軸受の
異常発生を知らせる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
測定信号から衝撃波形の異常信号成分を検出する場合に
も測定信号の中の軸受異常から生じる異常信号成分と、
雑音信号成分を弁別できるので、雑音信号を除去でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例のシステム構成を示すブロック図
である。
【図2】本発明実施例の雑音除去回路の回路構成を示す
ブロック図である。
【図3】本発明実施例の信号波形を示す波形図である。
【図4】従来例のシステム構成を示すブロック図であ
る。
【図5】従来例の雑音除去回路における時定数の大小に
よる包絡線波形の変化を示す図である。
【図6】雑音のAE波形と異常時に発生するAE波形を
示す図である。
【符号の説明】
1 AEセンサ 2 包絡線検波器 3 従来の雑音除去回路 4 事象計数カウンタ 5 正常/異常判定回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01H 17/00 F16C 19/52 G01M 13/04 G01N 29/14

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軸受の発生する音響をセンサにて電気信
    号に変換し、当該変換された電気信号が示すAE波を検
    出することにより軸受の異常を検知する軸受診断装置の
    雑音除去方法において、 前記電気信号を時定数の長い包絡線検波器および時定数
    の短い波形整形回路でパルス波形に整形し、 当該計数されたパルス発生個数が予め定めた個数よりも
    小さい時には、この時の前記電気信号は雑音と判断し、 当該雑音信号と判断された期間の前記電気信号を無効化
    することを特徴とする軸受診断装置の雑音除去方法。
JP27955293A 1993-11-09 1993-11-09 軸受診断装置の雑音除去方法 Expired - Lifetime JP3145845B2 (ja)

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WO2008093652A1 (ja) * 2007-01-31 2008-08-07 Thk Co., Ltd. 潤滑状態検出装置及び潤滑状態検出方法
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