JPH03168377A - ポンプの異常診断方法及び装置 - 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１ 本発明は、ポンプの異常診断方法及び装置に係り、特に
、プランジャポンプ等の多段構造のポンプ設備を診断す
る際に、数少ない検出器で故障しているポンプを検出す
るのに好適な、ポンプの異常診断方法及び装置に関する
。 （従来の技術１ 従来、種々の機械設備に対して、油や水等の液体や圧縮
空気等の気体を送出するボンプ設備にはプランジャポン
プ等の多段構造のポンプ設備がある。 第１４図にこのような多段構造のプランジャポンプ設喝
８の一例を示す。第１４図において符号１０はポンプの
原動機であるモータ、１２は当該モータ１０の回転速度
を減速するための減速機、１４は当該プランジャポンプ
設備８に例えば１３段設けられた各段のポンプである。 又、この各段ポンプ１４単体の内部構造は第１５図に示
すようになっている。 前記ポンプ設＠８が運転する際には、第１５図に示す各
段ポンプ１４において、減速機１２を介して入力された
モータ１０の駆動力で回転軸１６が回転し、その回転運
動がクランク伝達機８Ｉ１７を介してブランジャ１８を
上、下動させる。萌記ポンプ１４は、このブランジャ１
８のシリンダ２２内での上、下動により、液体の吸込、
吐出を行うが、吸込時には、吸込側のバルブ（吸込弁）
２０を介してシリンダ２２内に液体を流入させ、吐出時
には、吐出測のバルブ（吐出弁〉２４を介してシリンダ
２２内の液体を外部に吐出す。 前記のようなポンプ設備８において、安定した運転を行
うには、それに生じる異常を速やかに診断し、対策を講
じる必要がある。従来、このようなポンプ設備に対して
の異常診断技術には、種々のものがある。例えば振動セ
ンサや加速度センサで、診断対象機器の振動や加速度を
検出し、当該検出信号のレベルを正常運転時の管理基準
レベルと比較して設備に異常が生じたか否かを診断する
技術がある（特開昭５２−１４２６４７．特開昭６２−
８０２４、特開昭６２−９３６２０，ｆＦ開昭６２−２
７０８２０等）。 【発明が達威しようとする課題１ しかしながら、前記の如き従来の技術を用いて多段式ポ
ンプ設備の異常を診断しようとすると次のような種々の
問題点が生じる。 即ち、ポンプ設備においては、運転状況や設備諸元によ
り管理基準値が変化することから、当該基準値の設定に
経験を必要とし、精度の良い診断が困難である。 又、多段構造をとっているポンプで異常を検出する際に
、各段のポンプの異常を診断するには、当該ポンプ個々
に独立して振動センサ等を設置する必要があり、設備が
複雑、高価となる。 又、振勤センサの検出信号には、診断しようとする段の
ポンプに生じる振動の検出信号の他に、連動する他の段
のポンプに生じる振動の検出信号も含まれる場合がある
。この場合には、当該段と他段とのポンプの検出信号を
区別して当該段のポンプのみの異常を診断する必要があ
るが、前記従来の振動レベルによる異常診断技術ではそ
のように区別して診断するのは困難であるという精度上
の問題が生じる。 本発明は、前記従来の問題点を解消すべくなされたもの
で、多段型ポンプに異常が発生したが否かを診断する際
に、比較的容易に管理基準を設定でき、且つ、各段のポ
ンプに検出センサを設ける必要無く、精度よくいずれの
ポンプに異常が生じたかを診ｔＩＴすることができるポ
ンプの異常診断方法及び装置を提供することを課題とす
る。 【ｗＩＩ題を達成するための手段】 本発明は、複数のポンプが同時に作動する多段型ポンプ
を運転する際に、ポンプの作動タイミングを検出し、ポ
ンプの振動又はアコースティゝンクエミッションを検出
し、検出された振動又はアコースティックエミッション
のエンベロープ信号を求め、求められたエンベロープ信
号の立上りがら立下りまでの立上り幅を求め、求められ
た立上り幅のうち異常診断基＊婢以上になるもののタイ
ミングと検出されたポンプ作動タイミングとに基づき、
いずれのポンプに異常が発生したかを診断して、前記課
題を達成したものである。 又本発明は、複数のポンプが一体として作動する多段型
ポンプにおいて、前記ポンプの作動タイミングを検出す
るための手段と、ポンプの振動又はアコースティックエ
ミッションを検出するための手段と、検出された振動又
はアコースティックエミッションのエンベロープ信号を
求めるための手段と、求められたエンベロープ信号の立
上りタイミングから立下りタイミングまでの立上り幅を
求めるための手段と、異常診断の基準となる立上り幅の
基準値を各段のポンプ毎にテーブル化して記憶するため
の手段と、求められた立上り幅のうち前記基準値以上と
なるもののタイミングと検出されたポンプ作動位置とに
基づき、いずれのポンプで異常が発生したかを診断する
ための手段とを備えたことにより、同じく前記課題を達
成したものである。 【作用１ 本発明の原理について説明する。 液体等の流体を搬送するための多段型ポンプには、例え
ば前出第１４図、第１５図に示したプランジャポンプが
ある。このような多段型ポンプについて、各段のポンプ
を模式化して第１図に示す。 第１図の場合、吸込弁２０、吐出弁２４共に球形で示し
ている。 前記多段型ポンプが作動していないときは、吸込弁２０
，吐出弁２４は各スプリング２ＯＡ、２４Ａの弾性力で
いずれもその弁座に押し付けられており、流体は高圧側
（吐出側）から低圧側（吸込側〉に逆流しないようにな
っている。 このボンプ１４で流体を吸込む際には、＠１図（Ａ）に
示すようにブランジャ１８が上昇し、シリンダ２２内の
圧力Ｐ２が吸込側ラインの圧力Ｐ１より低《なるため、
吸込弁２０が開き，シリンダ２２内に流体が流入する。 このとき、吐出弁２４は、吐出側ラインの圧力Ｐ３がシ
リンダ２２内の圧力Ｐ２より高いため、閉じた状態とな
り、該バルブ２４が正常であれば吐出側からシリンダ２
２内への逆流は生じない。この場合、各部の圧力は、Ｐ
Ｉ　＞Ｐ２　＜Ｐｓの関係になる。 次いで、ボンプ１４で流体を吐出す際には、第１図（Ｂ
）に示すように、ブランジャ１８が下降し、シリンダ２
２内の圧力Ｐ２が高まり、吐出側ライン圧力Ｐ３より大
きくなって吐出弁２４が開き、流体が吐出側ラインに流
出していく。この際、吸込側ラインの圧力Ｐ１よりシリ
ンダ２２内圧力Ｐ２の方が高くなるため、吸込弁２０は
閉じた状態となり、該吸込弁２０が正常であれば、シリ
ンダ２２内から吸込側ラインへの流体の逆流は生じない
。この場合、各部圧力は、Ｐ１＜Ｐ２＞Ｐ３の関係にな
る。 ところで、前記のようなポンプ１４に振動センサやアコ
ースティックエミッション＜ＡＥ）センサを付設して、
当該ポンプ１４に生じる振動やＡＥを検出する場合につ
いて考えると、ポンプ１４が正常であれば、高圧流体が
吐出される時点《タイミング〉にのみ、ＡＥセンサや振
動センサに大きな信号が検出されると考えられる。 しかしながら、例えば吐出弁２４に異常が生じ当該吐出
弁２４から流体がリーク（漏洩）する状態のときは、吸
込みタイミングにおいて、流体は高圧の吐出側からシリ
ンダ２２内に逆流してくることになる。この吐出側から
の逆流は、振動やＡＥとして振動センサやＡＥセンサで
検出される。 異常のなり始めでその程度が低いときには、吐出側の圧
力Ｐ３とシリンダ内２２の圧力Ｐ２との差が最大になる
タイミングで逆流が発生し、振動センサやＡＥセンサで
検出されることになる。このタイミングは、プランジャ
１８が下死点から上死点に移動する途中の吸込側からの
吸込みが始まる前で、且つ、吐出側の圧力Ｐ３が最大に
なる下死点付近である。 更に吐出弁２４の異常状態が進行すると、吸込み中にお
いても、吐出側からのリークによる逆流が生じる状態と
なる。この逆流も、振動センサやＡＥセンサで検出され
、検出信号は下死点付近で立上り、その後に立下がる。 この立上りから立下りまでの立上り幅（立上りから立下
りまでの立上り波形の時間間隔）は、異常の進行に応じ
て変化する。 又、吸込弁２０に異常が生じてリークする状態のときは
、吐出タイ互ングにおいて吐出そうとする高圧になった
流体が吸込側へ逆流する。この逆流は、振動やＡＥとし
て振動センサやＡＥセンサで検出ざれることになる。 吸込弁２０の異常のなり初めには、前記のシリンダ２２
内の圧力Ｐ２が最大になる下死点付近で逆流が増え始め
る。更に吸込弁２０の異常状態が進行すると、シリンダ
２２内の圧力Ｐ２が上昇中、即ちプランジャ１８が上死
点から下死点に移動中においてもリークによる逆流が発
生するようになる。 即ち、検出される振動信号やＡＥ信号について見れば、
ブランジャが下死点になる以前のタイミングからバルブ
にリークが生じるため、振動信号やＡＥ信号の立上り幅
は上死点に向かって徐々に広がっていくことになる。最
大限広がった場合には、吐出開始から終了までの期間（
上死点から下死点までの間）に逆流が生じ、その逆流は
当該振動やＡＥとして検出されることになる。 以上のことから、吸込弁、吐出弁の異常は、いずれも振
動信号、ＡＥ信号の立上り幅の広がりから、その生じて
いること及びその進行の程度を知ることができる。即ち
、立上り幅と適切な基準値と比較すれば異常の生じてい
ることがわかる。 ところで、前記のようにポンプからその動作に応じて発
生する振動やＡＥは、多段型ポンプにおいても、その各
段のポンプからその動作に応じて各々発生し、ポンプ設
備全体で見れば重畳する。 従って、例えば１つのセンサでこの振動やＡＥを検出す
れば前記重畳した振動、ＡＥ信号が得られる。しかるに
、多段型ポンプ全体の動作タイミングが分かれば、重畳
して検出される振動やＡＥの検出信号をこの動作タイミ
ングと比較していずれの段のポンプに異常が生じている
か否かを診断することができる。 ここで、例えば前出第１４図に示した多段型ポンプの第
３段及び第４段についてＡＥセンサを設け、そのＡＥセ
ンサでＡＥを検出したときの検出信号例を、第２図（Ａ
）、（Ｂ）に示す。又、第２図（Ａ）、（Ｂ）において
は、当該検出信号（ＡＥ生信号）を例えば０．１ＭＨ−
ｚの高戚フイルタ（ハイバスフィルタ）でエンベロープ
処理を施したエンベロープ信号を合せて示す。なお、第
３４段のポンプは正常であったが、第４段のポンプはバ
ルブに異常が生じていた。 第２図（Ａ）、（Ｂ）においては、エンベロープ信号に
、前記バルブ異常に起因した立上りタイミングから立下
りタイミングまでの幅が良い信号が存在しており、この
立上り幅を適切な基準値と比較すればバルブの異常が発
見できることがわかるが、エンベロープ信８のみでは、
いずれのバルプに異常が生じたかは識別できない。 第２図（Ｃ）及び（Ｄ）に前記第３及び第４段のポンプ
のエンベロープ信号を、多段型ポンプに設けた回転セン
サの出力信号と比較した結果を示す。この場合に、エン
ベロープ信号は第２図（Ａ＞（Ｂ）と同様０．１ＭＨｚ
の高城フィルタで処理した信号を示している。又、回転
センサの出力信号は、第１段のポンプの下死点でポンプ
１回転毎に出力されるパルスであり、該不死点のタイミ
ングは第２図（Ｃ〉、（Ｄ＞中に示している。 多段型ポンプにおいては、各段のポンプが、同一の回転
速度で回転しており、例えば後出第１０図のように時間
の経過に伴なって順次下死点又は上死点タイミングにな
るように組合わされている。 従って、回転センサの出力信号と、前記適切な基準値以
上のエンベＯ−ブ信号を比較することにより、異常のあ
るバルプが多段型ポンプのうちのいずれの段のポンプで
あるかが分かる。 本発明は、以上の如き知見に基づきなされたものである
。 本発明によれば、振動信号ＡＥ｛ｇ号のエンベロープ信
号の立上り幅の長さからポンプの異常が判定できる。従
って、従来、ポンプ異常の判定のためのレベル設定では
経験を必要とし、困難さがあったが、異常診断のための
基準値が経験をあまり必要とせずに容易に設定でき、異
常診断が容易にできるようになる。 又、従来、多段構造のポンプの異常を診断する際には、
個々のポンプに独立して振動センサ等を設置しなければ
、当該ポンプ個々の異常を検出できいと共に、連動する
他のポンプからの異常信号を区別することが困難であり
、精度上の問題があった。これに対して、本発明におい
ては、ＡＥセンサあるいは振動センサをポンプの段数に
よらず少なくとも１つ設け、その検出信号とポンプの回
転位置を比較することにより、いずれのポンプが異常が
発生したか否かを診断することができるようになる。従
って、ＡＥセンサ、振動センサは少なくとも１つ設けれ
ばよいため、比較的簡単な構成で、精度良くいずれの段
のポンプが異常の発生したポンプかを診断することがで
きる。 なお、多段型ポンプには、各段ポンプは、例えば後出第
１０図（Ｂ）に示すような順に、不等間隔で各段ポンプ
の下死点が回ってくるものがある。 又、各段ポンプの配置は前出第１４図のようにＡ〜Ｃの
ブロックにわけられている場合がある。又、この多段型
ポンプの振動ＡＥの検出は１つのセンサに限らず複数の
センサで行うことができる。従って、各段ポンプの異常
を診断するための立上り幅の基準値は同じ値にならずに
各段ポンプ毎に異なったものになる場合がある。このよ
うな場合には、各段ポンプの基準値をテーブル化して記
憶し、当該テーブルの基準値と各段ポンプの立上り幅を
比較するようにすれば、多段型ポンプの特性に応じた精
度のよい異常診断ができる。 【実施例１ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。 この実施例は、多段型ポンプ例えば前出第１４図に示し
た１３段のプランジャポンプ設１＃８のバルブリーク〈
漏洩〉異常を診断するためのバルブリーク診断装置であ
る。 まず第１実施例について説明する。この第１実施例に係
るバルプリーク診断装置は、第３図に示すように、モー
タ１０の回転角に応じてパルス信号を出力するためのロ
ータリーエンコーダ２６と、出力されたパルス信号を伝
達するためのパルスインタフエイス２８と、前記プラン
ジャポンプ８の回転タイミングを検出するための、例え
ば当該ポンプ設備８の軸１回転で１パルス出力する近接
スイツチ３０と、前記エンコーダ２６及び近接スイカウ
ンタ３２と、前記ポンプ設備８の振動を検出する振動ピ
ックアップ３４と、当該検出振動をモ二夕し振動信号と
して出力するための振動モニタ３６と、前記振動モニタ
３６から出力される振動信号からエンベロープ信号を生
成するためのエンベロープ処理部３８と、エンベロープ
処理された信号波形から立上り幅を検出するための立上
り幅検出部４０と、検出された立上り幅と前記同期信号
を比較して、前記ポンプ設備８のうちのいずれの段のポ
ンプが不良となりバルブリークが発生したかを判定する
不良バルプ判定部４２とを備える。 この第１実施例では、前記１３段のプランジャポンプ設
備８を、第１４図に示すように、第１〜５段、第６〜８
段、第９〜１３段の３群〈Ａ群、Ｂ８￥、Ｃ群〉にわけ
て考え、その各群毎に振動ピックアップ３４を設けてそ
れぞれで振動を検出するようにしている。又、各段ポン
プの下死点のタイミングは、例えば１→５→９→１３→
６→３→１ｏ→２→７→１２→４→１１→８→１の順に
回ってくるようになっている。 前記エンベロープ処理部３８には、入力された振動信号
から、例えば５〜４０ｋ｝ｔｚの振動信号を取り出して
エンベロープ処理する高域フィルタ（ハイパスフィルタ
）を用いることができる。 次に、第１実施例の作用を説明する。 このバルブリーク診断装置においては、第４図の手順の
ように、まず、エンベロープ処理ざれた振動信号をサン
プリングしてデータを採取する〈ステップ１０１）。次
いで、採取されたデータからエンベロープ信号の波形の
立上り幅を求める（ステップ１０３〉。次いで、求めら
れた立上り幅から、バルブリークが発生しているか否か
を判定しくステップ１　０５）　、発生していた場合、
バルブリークがいずれの段のポンプに発生したかの識別
を行う（ステップ１０７）。 この手順を更に詳しく説明する。ステップ１０１のデー
タ採取においては、振動ピックアップ３４で検出した振
動信号をエンベロープ処理部３８でエンベロープ処理し
、その処理されたエンベ〇一ブ信号をサンプリングして
、そのサンプリングデータをアナログデジタル（Ａ／Ｄ
）変換して立上り幅検出部４０中にデータとして採取す
る。 次いでステップ１０３で、採取されたサンプリングデー
タからエンベロープ信号波形の立上り幅を、例えば第５
図の手順のようにして求める。 即ち、まずステップ２０１で前記サンプリングデータが
予め設定された閾値を超えているか否かを時間軸に沿っ
て調べる。例えばサンプリングデータが第６図に示す波
形の場合、第６図中に破線で示すＢ値を設定して矢印方
向に調べていく。 次いで、ステップ２０３で、サンプリングデータが閾値
を超えている場合、その時刻を立上り時刻として記憶す
る。次いでステップ２０５で、サンプリングデータが閾
値以下の場合、そのデータが採取された時刻を立下り時
刻候補として記憶する。 次いでステップ２０７に進み、記憶された立下り時刻候
補から予め設定した立下り許容時間γを超えて、閾値以
下のサンプリングデータがｍ続して採取されたか否かを
判定する。閾値を超えてサンプリングデータが前記立下
り許容時間以内に採取された場合は、ステップ２０５に
戻って再び立下り時刻候補を捜す。 一方、立下り時刻候補から次のサンプリングデータが立
上るまでの時間が、立下り許容時間γを超える場合には
、ステップ２０９に進んで、当該立下り時刻候補を立下
り時刻とする。次いでステップ２１１で、その立下り時
刻から前記記憶された立上り時刻までの＠間を求めて立
上り幅とする。 又、ステップ１０５におけるバルブリークが発生してい
るか否かの判定は不良バルブ判定部４２で第７図の手順
に従って行う。即ち、第７図のように、まず、求められ
た立上り幅がＴ／１３以上であるか否かを判定する（ス
テップ３０３）。なお、このＴはある段のポンプ１４が
下死点から次の下死点になるまでの一周期の時間である
。 例えば、前記プランジャポンプ設備８のうち第５段のポ
ンプの吐出弁２４が正常なときの立上り波形の例を第８
図に示す。第８図では立上り幅はＴ／１３以内になって
おり、このように各段ポンプの立上り幅がＴ／１３以内
となっていれば、ポンプは正常であると判定できる。 又、例えば第２段のポンプの吸込弁２０にリークが発生
したときの立上り波形例を第９図に示す。 第９図から、立上り幅がＴ／１３以上になっており、こ
のようにいずれかの段のポンプの立上り幅がＴ／１３を
超えていれば、該ポンプに異常が生じていると判断でき
る。異常が生じていればステップ３０５に進む。一方、
異常が生じていなければステップ３０７に進む。 なお、多段型ポンプの特性によっては各段ポンプに異常
が生じたと判断する立上り幅の基準値は、各段毎に異な
るものになる。そこで、この基準値は各段ポンプに対応
したものをテーブル化して記憶しておき、各段ポンプ当
該テーブルの基準値と各段ポンプの立上り幅を比較して
、ポンプに異常が生じたことを判定する。例えばその基
準値を第７段ポンプで４Ｔ／１３、第８段ポンプで４Ｔ
／１３、第６段ポンプで５７／１３、第５段ポンプでＴ
／１３、第１段ポンプで３Ｔ／１３，第２段ポンプで２
Ｔ／１３とすることができる。このようにして、より一
層、ポンプ異常診断の精度を向上させることができる。 第２段のポンプの吸込弁２０に異常が生じ異常状態が進
行していくと、第９図中の立上り波形は、同図中ａ　−
＊ｂ−＋ｃの方向く図の左方向）に広がっていく。又、
前記第５段のポンプの吐出弁２４に異常が出始めると、
当該第５段のタイミングから第８図の右方向に立上り幅
が広がっていく。 ステップ３０３の判定結果が正の場合、リークが発生し
ていると判断されるため、ステップ３０５に進んで、リ
ークが発生している吸込弁２０又は吐出弁２４がいずれ
の段のポンプ１４のものかを判断する。 即ち、吸込弁２０においてリークが発生する場合、立上
り幅の立下り時刻が、いずれのブランジャ１８の下死点
のタイミングに一致するか否かを判定する。又、吐出弁
２４については、立上り時刻がどのブランジャ１８の下
死点のタイミングであるかを調べる。 ここで、各段ポンブ１４のブランジャ１８が下死点とな
り発生するインパルス波のエンベロープ信号の発生タイ
ミングについて考察する。 第１０図（Ａ）Ｇ．ｔ，正常時のエンベロープ信号であ
り、前記１３段のプランジャポンプ設備８のうちＡ群の
ポンブ１４のみのエンベＯ−ブ信号を示している。前記
ポンプ設備８の全ブランジャについての下死点は、第１
０図（Ｂ）に示すように、１→５→９→１３→６→３→
１０→２→７→１２→４→１１→、８の順で回ってくる
。 Ａ群のポンプにおいてのインパルス波の発生するタイミ
ングは、近接スイッチ３０で検出する第１段ポンプのブ
ランジャの下死点を基準として、この第１段ポンプのブ
ランジャのタイミングｔ１は次式（１〉で、第５段のプ
ランジャのタイミングｔ５は次式｛２）で、第３段のプ
ランジャのタイミングｔ３は次式〈３）で、第２段のプ
ランジヤのタイミング【２は次式（４）で、第４段のブ
ランジャのタイミングｔ４は次式（５）で求められる。 ｔ１＝α　　　　　　　　　　・・・（１）ｔｓ＝Ｔ／
１３＋α　　　　　・・・（２〉ｊａ＝５Ｔ／１３＋α
　　　　・・・（３）ｊｚ−７Ｔ／１３＋α　　　　・
・・（４）ｔａ＝１０Ｔ／１３＋α　　　・・・（５）
但し、αはインパルス波の下死点からの遅れである。α
一〇のときインパルス波は正規の下死点のタイミングと
一致する。 （１〉〜（５）式から、このポンプ８について一般化す
れば、第ｎ段のブランジャでのインパルス波の発生する
タイミングｔｎは、次式（６）の如くとなる。 ｔｎ＝ ｛（第ｎ段のプランジャの下死点の順−１）／Ｔ｝／１
３　　　　　　・・・（６）但し、「第ｎ段のプランジ
ャの下死点の順」は、第１のブランジャを１番目とする
。 なお、第ｎ段のプランジャの上死点のタイミングは、こ
の（６）式にＴ／２を加えたものとなる。 正常な場合とバルブに異常が生じた場合のエンベロープ
信号の例を第１１図に示す。 第１１図（Ａ）は正常時の信号であり、前記第１０図（
Ａ）と同様に各バルブの下死点のタイミングのみ示して
いる。 又、第１１図（Ｂ）は、第２段のポンプの吸込弁２０に
バルブリーク（吸込弁の異常時に相当）が生じた場合の
エンベロープ信号である。吸込弁２０のリークが発生す
るのは、プランジャ１８が下降して吐出している際に吸
込弁２０側で機密性が悪くなり高圧の液体がリークする
状態のときである。従って、第１１図（Ｂ）においては
、プランジャ１８が上死点から下死点に移動する間（吐
出中）で信号レベルが高くなる。 又、第１１図（Ｃ）は、第２段のポンプ１４の吐出弁２
４にバルブリーク（吐出弁の異常時に相当）が生じた場
合のエンベロープ信号である。吐出弁２４のリークが発
生するのは、ブランジャ１８が上昇中の吸込み中のとき
である。従って、第１１図（Ｃ）においては、ピストン
が下死点から上死点に移動する間（吸込み中）で信号レ
ベルが高くなっている。 又、第１１図（Ｄ）は、第２段のポンプ１４の吸込弁２
０と第４段のポンプ１４の吸込弁２０が同時にリークし
た際のエンベロープ信号である。 次に第２゛実施例について説明する。 この第２実施例は、前記第１実施例でバルブリークを振
動ピックアップ２６を用いて診断していたのに代えて、
第１２図に示すように、ＡＥセンサ４４を用いて検出し
たＡＥ信号からエンベロープ信号を得るようにしたバル
ブリーク診断装置である。 第１２図に示すように、ＡＥセンサ４４の出力側には、
ディスクリミネータ４６が設けられており、それを介し
てＡＥセンサ４４の出力信号のＡＥ信号をエンベロープ
処理部３８に入力する。なお、このエンベロープ処理部
３８は、例えば１００　ｋＨｚ以上のＡＥ信号を取り出
すフィルタ処理を行うようになっている。なお、その池
の構或及び作用は、前出第３図に示した第１実施例のバ
ルブリーク診断装置と同様であるため、同様の部分に同
一の番号を付してその説明を略する。 次に、本発明を実施した異常診断装置でエンベロープ信
号を求めた例を第１３図に示す。第１３図（Ａ）では第
１０段ポンプの吸込弁に振動センサを設けて検出した場
合のエンベロープ信号の例を示し、同図（Ｂ）は第１１
段ポンプの吸込弁にＡＥセンサを設けて検出した例を示
す。この同図（Ａ＞、＜Ｂ）からは、立上り幅が狭く正
常であることがわかる。 又、第１３図（Ｃ）は第７段ポンプの吸込弁に、第１３
図（Ｄ）は第３段ポンプの吸込弁にそれぞれＡＥセンサ
を設けて検出した場合のエンベロープ信号を示している
。第１３図（Ｃ）では、第７段のポンプの下死点タイミ
ングでインパルス波が生じる前に基準ｌｉｌＩＬＡ上の
立上り幅が生じているため、第７段プランジャの吸込弁
に異常が生じていることが診断できる。又、第１３図（
Ｄ）では、第１段のポンプの下死点タイミングでインパ
ルス波が生じる前に立上り幅が生じているため、第１段
ポンプの吸込弁に異常が生じていることが診断できる。 なお、前記第１、第２の実施例においては、１３段のプ
ランジャポンプを例示し、本発明を説明したが、本発明
により異常を診断することが可能なポンプはこの種のも
のに限定されるものではなく、他の段数、あるいは他の
種類の多段型ポンプでそれに生じる異常を診断すること
ができる。 【発明の効果１ 以上説明した通り、本発明によれば、管理基準レベルの
設定を経験を要することなく簡易に行うことができ、且
つ、多段構造のポンプの藺々のポンプで独立してセンサ
を設置する必要はなく、精度良くいずれの段のポンプに
異常が生じたかを診断できる。従って、簡易、安価な装
置構成でポンプ異常の高精度な診断ができるという優れ
た効果が得られる。 なお、発明者らの調査によれば、従来方法ではＨ値の決
め方が困難なため、ポンプ異常例えばポンプの弁に生じ
た異常の判定的中率は３０％程度であった。又、人間が
聴診器を使って補助した場合には適中率は５０％に向上
したが満足のいくものではなかった。これに対して、本
発明を採用して診断した結果、判定精度が向上して９０
％以上の適中率が得られた。従って、本発明により、高
精度の診断が可能であることが理解され、多段型ポンプ
設備の信頼性向上、安定した運転に多くの貢献ができる
といえる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）、＜８）は、本発明の原理を説明するため
のプランジャポンプの構成を模式的に示す断面図、 第２図は、ポンプから検出されるＡＥ生波形、エンベロ
ープ波形の例を示す線図、 第３図は、本発明の実施例に係るバルブリーク診断装置
の構或を示すブロック図、 Ｍ４図は、前記実施例の作用を説明するためのバルブリ
ーク識別手順を示す流れ図、 第５図は、前記手順の立上り幅を求める手順を詳細に示
す流れ図、 第６図は、エンベロープ信号の立上り幅等を説明するた
めの線図、 第７図は、立上り波の発生しているバルブを識別する手
順を詳細に示す流れ図、 第８図及び第９図は、前記ポンプの各段のエンベロープ
信号の例を示す線図、 第１０図は、正常時のインパルス波の出るタイミングの
例を示す線図、 第１１図は、同じく、正常時、異常時のエンベロープ信
号の例を示す線図、 第１２図は、本発明の第２実施例の構成を示すブロック
図、 第１３図（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明を実施してバルブ異
常を検出した場合の正常例、異常例を示す線図、 第１４図は、従来の多段型のプランジャポンプ設備の構
成例を示す側面図、 第１５図は、同ポンプを詳細に示す内部構或図である．
。 ８・・・多段型ポンプ設備、 １０・・・モータ、 １４・・・各段のポンプ、 １８・・・ブランジャ、 ２０・・・吸込側バルブ（吸込弁） ２２・・・シリンダ、 ２４・・・吐出側バルブ（吐出弁） ３４・・・振動ビックアップ、 ３６・・・振動モニタ、 ３８・・・エンベロープ処理部、 ４０・・・立上り幅検出部、 ４２・・・不良バルブ判定部、 ４４・・・ＡＥセンサ、 ４６・・・ディスクリミネータ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のポンプが一体として作動する多段型ポンプ
   を運転する際に、 前記ポンプの作動タイミングを検出し、 ポンプの振動又はアコーステイツクエミツシヨンを検出
   し、 検出された振動又はアコーステイツクエミツシヨンのエ
   ンベロープ信号を求め、 求められたエンベロープ信号の立上りタイミングから立
   下りタイミングまでの立上り幅を求め、求められた立上
   り幅のうち異常診断基準値以上になるもののタイミング
   と検出されたポンプ作動タイミングとに基づき、いずれ
   のポンプに異常が発生したかを診断することを特徴とす
   るポンプの異常診断方法。
2. （２）複数のポンプが一体として作動する多段型ポンプ
   において、 前記ポンプの作動タイミングを検出するための手段と、 ポンプの振動又はアコーステイツクエミツシヨンを検出
   するための手段と、 検出された振動又はアコーステイツクエミツシヨンのエ
   ンベロープ信号を求めるための手段と、求められたエン
   ベロープ信号の立上りタイミングから立下りタイミング
   までの立上り幅を求めるための手段と、 異常診断の基準となる、立上り幅の基準値を各段のポン
   プ毎にテーブル化して記憶するための手段と、 求められた立上り幅のうち前記基準値以上となるものの
   タイミングと検出されたポンプ作動タイミングとに基づ
   き、いずれのポンプで異常が発生したかを診断するため
   の手段とを備えたことを特徴とするポンプの異常診断装
   置。