JPH02210226A - 回転装置の異常検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、圧縮機、エンジン等の回転装置から発生ず“
る異常音のパターン認識に基づいて回転装置における異
常原因を把握するための装置に関するものである。

［従来の技術］ この種の異常検出装置が特開昭５７−２３００３２号公
報に開示されている。この従来装置では回転装置の１回
転を複数の域に分割し、各分割域毎の発生音の電気的検
波出力と予め設定された値との比較に基づいて異常発生
の把握が行われている。これにより１回転車位の音強度
の平均値の比較に比して異常検出精度が高まる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、分割域単位による検波出力と設定値との
比較では異常発生の把握は容易であるが、異常原因の把
握が困難であり、異常原因を把握するには装置を分解し
て種々の調査をしなければならないという不具合がある
。

本発明はこのような面倒な分解調査を軽減し得る異常検
出装置を提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ そのために本発明では、回転装置から発生する音の強度
を回転装置の１回転の複数分割域毎に割り出し、各分割
域毎に割り出された音強度を単位としたパターンと、予
め設定された１回転中の周期パターンとを比較演算手段
で比較し、検出されたパターンが設定周期パターンに属
する場合にはその設定周期パターンに対応する異常原因
を表示手段に表示指令するように構成した。

［作用］ １回転中に周期を持つ異常は予め原因把握可能であり、
周期パターンに対して異常原因を対応させることができ
る。従って、１回転中における実際の音強度のパターン
が周期性を持つ場合には設定周期パターンとの比較によ
って異常原因が特定され、この特定された異常原因が表
示される。

［実施例］ 以下、斜板式圧縮機の異常検出に適用した一実施例を図
面に基づいて説明する。

第４図に示すように斜板式圧縮機１　（本実施例では１
０気筒）から発生する音を拾うマイクロフォン２は増幅
器３及びフィルタ４を介してスイッチ制御回路５に接続
されており、スイッチ制御回路５には斜板式圧縮機１の
回転位置を検出する回転位置検出装置６が接続されてい
る。スイッチ制御回路５は、回転位置検出装置６からの
入力信号に基づいてフィルタ４からの入力信号を複数の
時分割域〔本実施例では第１図（ａ）にＨｋ　　（ｋ−
１，２・・・１０）で示すように１回転中の１０分割域
〕に割り振り、各分割域Ｈ１〜Ｈ１に対応した次段の検
波器Ｄｋ　　（ｋ＝１．２・・・１０）に各分割域Ｈｋ
の信号を割り振り出力する。各検波器Ｄｋは回転位置検
出装置６と共に割り出し手段を構成するスイッチ制御回
路５からの入力信号を積分変換し、次段の比較演算回路
７に出力する。

比較演算回路７はまず各検波器Ｄｋからの入力信号値が
いずれも所定値以下であれば異音無しの゛判定をし、表
示値？１ｉ１２に“正常”の表示を指令する。各検波器
Ｄｋからの入力信号値のいずれかが所定値以上であれば
以下の演算を行なう。

比較演算回路７は各検波器Ｄｋからの入力信号値に基づ
いて次式（１）で表される自己相関値Ｙｊ（Ｊ＝０．１
・・・５）を算出する。

合の２乗誤差ｌｊ２を用いて次式（２）のように表せる
。

・　・　・　（１） 但し、Ｘｋは各分割域Ｈｋにおける検波器Ｄｋからの出
力値の関数を表す。又、■及びσは次式で表される関数
である。

Ｙｊ　　＝１−１ｊ”　／２　　　　　　　・　・　・
　（２）但し、１ｊ２は次式で表される。

第１図（ａ）の曲線Ｃ１はフィルタ４から出力される正
常な音強度曲線を表し、この曲線Ｃ１に基づく検波器Ｄ
ｋからの出力は第２図＜ａ＞の階段曲ｖＡＥｔで表され
る。この階段曲線Ｅ１に基づいて算出された自己相関値
Ｙｊ　は第３図（ａ）の棒グラフで表される。即ち、異
常がなければ自己相関値Ｙｊ（ｊ≠Ｏ）はいずれも１に
近く、関数Ｘｋは各分割域Ｈｋで正の大きな自己相関を
持つ。

式（１）のＹｊは関数Ｘｋをｊだけずらした場式（２）
によれば２乗誤差が小さいほど自己相関値Ｙｊが１に近
くなることを表しており、曲線Ｃ１に関して異常音がな
い（即ち２乗誤差が小さい）場合には自己相関値Ｙｊ（
ｊ≠Ｏ）がいずれも１に近くなることは式（２）から明
らかである。

斜板式圧縮機１の斜板８の外周側に損傷がある場合、こ
の損傷によってシュー９（気筒数に対応して斜板８の前
後に５つずつある）と斜板８との間の摺接において異常
音が発生する。この異常音を含む強度曲線は第１図（ｂ
）の曲ＨＣ２で示すように周期パターンＡｔを持ち、検
波器Ｄｋからの出力は第２図（ｂ）の階段曲線Ｅ２で表
される。

この階段曲線Ｅ２に基づいて算出された自己相関値Ｙｊ
　は第３図（ｂ）の棒グラフで表される。即ち、自己相
関値Ｙ２．Ｙ４が１に近い値となり、関数Ｘｋは分割域
Ｈ１，Ｈ３，Ｈ５，Ｈ７，Ｈｇで正の大きな自己相関を
持つ。

斜板式圧縮機１のシュー９のうちの前後対のいずれか１
つと斜板８との間のクリアランスが大き過ぎる場合、前
後対のシュー９と斜板８との間で打撃音が発生する。こ
の打撃音を含む強度曲線は第１図（ｃ）の曲線Ｃ３で示
すように周期パターンＢｔを持ち、検波器Ｄｋからの出
力は第２図（ｃ）の階段曲線Ｅ３で表される。この階段
曲線Ｅ３に基づいて算出された自己相関値Ｙｊ　は第３
図（ｃ）の棒グラフで表される。即ち、自己相関値Ｙ５
が１に近い値となり、関数Ｘｋは分割域Ｈ１，Ｈ６で正
の大きな自己相関を持つ。

斜板式圧縮機１の両頭ピストン１０のトップが弁形底プ
レート１１　（この上に吸入弁１１ａが設けられている
）に当たる場合、この衝突による振動音が長時間続く。

この振動音を含む強度曲線は第′１図（（１）の曲線Ｃ
４のようになり、検波器Ｄｋからの出力は第２図（ｄ）
の階段曲線Ｅ４で表される。この階段曲線Ｅ４に基づい
て算出された自己相関値Ｙｊ　は第３図（ｄ）の棒グラ
フで表される。即ち、自己相関値Ｙ５が−１に近い値と
なり、関数Ｘｋは分割域Ｈ５で負の大きな自己相関を持
つ。

以上から明らかなように第１図（ｂ）、　　（ｃ）。

（ｄ）の強度曲線ｃ２．Ｃａ、ｃ４で示されるように斜
板式圧縮機ｌの１回転中で周期パターンを持つ異常音の
発生の場合にはその周期パターン、即ち正の大きな自己
相関関係と異常原因とを対応させることができる。又、
第１図（ｄ）の強度曲′ｆａＣｓで示されるように斜板
式圧縮機１の１回転中で周期パターンを持たない異常音
の発生の場合にも負の大きな自己相関関係と異常原因と
を対応させることができる。このような対応関係のもと
に比較演算回路７には正の基準自己相関値Ｙ＋及び負の
基準自己相関値Ｙ−が予め入力設定されており、比較演
算回路７は基準自己相関値Ｙ”、Ｙ−と算出された自己
相関値Ｙｊとを比較する。自己相関値Ｙｊが基準自己相
関値Ｙ＋以上であれば比較演算回路７は正の自己相関有
りの判定を行ない、基準自己相関値Ｙ−以下であれば負
の自己相関有りの判定を行なう。

この比較に基づいて比較演算回路７は第５図にフロート
チャートで示すように自己相関有無、自己相関の正負及
び周期性を判定し、周期パターンＡｔの判定の場合には
斜板損傷を表す“異常原因Ａ”の表示を表示装置１２に
指令し、周期パターンＢｔの判定の場合にはシュークリ
アランス過大を表す“異常原因Ｂ″の表示を表示装置１
２に指令する。正の自己相関が有り、かつ周期パターン
がＡｔ、Ｂｔでない場合（例えばガス洩れのような連続
異常音発生）には“連続異常音”の表示を表示装置１２
に指令する。負の自己相関有りの判定の場合には比較演
算回路７は両頭ピストン１０の当たりを表す“異常原因
Ｃ”の表示を表示装置１２に指令する。

第１図（＋３）に曲線Ｃ５で示すように１回転中に周期
性のない異常音発生の場合、検波器Ｄｋからの出力は第
２図（ｅ）の階段曲線Ｅ５で表される。この階段曲線Ｅ
５に基づいて算出された自己相関値Ｙｊ　は第３図（ｅ
）の棒グラフで表される。

即ち、自己相関値Ｙｊ（ｊ≠０）がＯに近い値となり、
関数Ｘｋは自己相関を持たない。これは特定の異常原因
を対応させることができない場合であるが、“異常原因
不明”の表示を行なうことによって異常発生を警告する
ことができ、このような場合にのみ圧縮機の分解を行な
って異常原因調査を行えばよい。

前述したような周期パターンの把握を基礎とした異常発
生の検出によれば圧縮機の分解による面倒な異常原因調
査の回数を減らすことができ、検査作業を軽減すること
ができる。

又、自己相関を用いた周期パターン認識によれば圧縮機
の回転速度の高低にあまり関係なく同様の周期パターン
を把握することができる。即ち、基準自己相関値Ｙ”、
Ｙ−を−旦設定すれば圧縮機の回転速度の高低に合わせ
て変更する必要がないという利点がある。

なお、特開昭６２−２９１５２０号公報に開示されるよ
うな自動位相調整機能を比較演算回路７に組み込めば異
常原因把握を一層精度良く行なうことができる。

本発明は勿論前記実施例にのみ限定されるものではなく
、例えば前記実施例における検波器Ｄｋからの出力から
直接周期パターンの把握を行なうことも可能である。又
、例えばエンジンといった圧縮機以外の回転装置の異常
音検出にも本発明を通用することが可能である。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明は、回転装置の１回転の分割
域毎に割り出された音強度を単位としたパターンと、予
め設定された１回転中の周期パターンとを比較演算手段
で比較し、割り出されたパターンが設定周期パターンに
属する場合にはその設定周期パターンに対応する異常原
因を表示するようにしたので、少なくとも周期性を持つ
異常音発生の場合には回転装置の分解を行なうことなく
異常原因を把握することができ、これにより面倒な分解
調査の回数を減らして検査作業を軽減し得るという優れ
た効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明を具体化した一実施例を示し、第１図（ａ
）〜（ｅ）は音強度曲線のグラフ、第２図（ａ）〜（ｅ
）は検波後の音強度曲線のグラフ、第３図（ａ）〜＜ｅ
＞は自己相関を示すグラフ、第４図は圧縮機の側断面と
ブロック回路との組み合わせ図、第５図は異常原因把握
のフローチャートである。 割り出し手段を構成するスイッチ制御回路５及び回転位
置検出装置６、比較演算回路７、表示装置１２．。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　圧縮機、エンジン等の回転装置の１回転を複数分割
   した各分割域毎に回転装置から発生する音の強度を割り
   出す割り出し手段と、 前記音強度の異常原因を表示する表示手段と、各分割域
   毎に割り出された音強度を単位としたパターンと、予め
   設定された１回転中の周期パターンとを比較し、検出さ
   れたパターンが設定周期パターンに属する場合にはその
   設定周期パターンに対応する異常原因を前記表示手段に
   表示指令する比較演算手段とにより構成した回転装置の
   異常検出装置。