JPH0344519A

JPH0344519A - 回転機異常監視装置

Info

Publication number: JPH0344519A
Application number: JP17804589A
Authority: JP
Inventors: Yoshinao Nozawa; 野澤　義尚; Yukio Okamura; 幸雄岡村
Original assignee: New Cosmos Electric Co Ltd
Current assignee: New Cosmos Electric Co Ltd
Priority date: 1989-07-12
Filing date: 1989-07-12
Publication date: 1991-02-26
Anticipated expiration: 2011-03-29
Also published as: JPH0833325B2

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〕この発明は、振動センサを用いて、回転機の異常振動を
常時監視するようにした回転機異常監視装置に関するも
のである。

（従来の技術）従来から回転機の異常を監視するために、振動センサや
温度センサあるいは油センサを備えて、振動周波数解析
手段により、回転機の異常振動を検出する装置が提供さ
れている。また、振動センサを耐圧防爆構造として、回
転機異常を検出する装置も提供されている。

（発明が解、決しようとする課題）上記従来の回転機の異常検出方法や装置では、異常振動
検知、異常温度検知、油漏洩等を自動検知することはで
きるが、正常運転時の負荷変動で発生する振動や流体ノ
ズル等で誤動作するという問題点があった。また、アン
バランス異常等の場合、振幅は大きいが加速度レベルは
低いため検知できない。

また、周波数解析手段により回転機の異常を検出する場
合、低周波振動から高周波振動まで連続的に検出できる
が、振動センサを含む端末制御部から監視部へのデジタ
ル信号伝達において、超高速度伝送が要求され、膨大な
メモリ容量が必要であり、装置が非常に高価となり、複
数のセンサ信号を伝送する場合、ケーブル数が増大し、
工事費用が増大する。

さらに、振動センサは加速度に比例して電荷出力を発生
するが、可燃性液体を移送する回転機では、異常に高い
ｆｆＴ撃を受けた場合に高電圧を発生し、漏洩した可燃
性ガス（蒸気）に引火し、爆発するおそれがある。

また、振動センサを耐圧防爆構造とした従来技術では大
型化し、高価となり、さらに共振点が低くなって、高周
波振動が検出しにくく、その上、形状が大きいため小形
の回転機には設置できない等々の問題があった。

この発明は、上記従来の問題点を解決するためになされ
たもので、回転機の異常振動の種別を確実に検出でき、
低価格で工事費用が安価で防爆構造の回転機の異常監視
装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明にかかる回転機異常監視装置は、被検知体に取
り付ける振動センナを備えた端末制御部および監視部と
より構成され、さらに端末制御部に、振動センサの加速
度信号出力を増幅するアンプと、このアンプの出力を２
分岐し、その一方の出力をハイパスフィルタを通した後
平均値処理する平均値処理部と、アンプの出力を２分岐
した他方の出力をローパスフィルタを通した後積分して
速度信号に変換する速度変換部と、この速度変換部の出
力を平均値処理する平均値処理部とからなる処理回路を
設け、さらに、振動センサを、圧電素子と、この圧電素
子の出力を増幅するチビージアンブと、圧電素子と並列
に接続されたサージ吸収用の電圧制限素子を一体構造と
して形成したものである。

また、端末制御部は、監視部との間を情報パルスの伝送
と、この情報を乗せた直流電源の供給とを行う２線式の
回線で結合され、さらに、処理回路の出力を多チャンネ
ル・ディジタル多重化して電送する伝送コントロール部
を備えたものである。

（作用）この発明にかかる回転機異常検出装置においては、振動
センサの加速度信号出力を、加速度と速度の信号に分け
て送信し、監視部では加速度から回転機のベアリング異
常が判別され、速度からアンバランスやミスアライメン
ト等の異常が検出される。そして、端末制御部には、監
視部から直流電源の供給が行われ、この直流電源の直流
電圧の上に情報パルスが乗って伝送される。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例の全体構成を示すブロック
図である。この図で、■は端末制御部、ＩＩは監視部で
あり、その間を回線ＩＩＩで接続しである。

端末制御部Ｉは、処理回路４０と伝送コントロール部５
０および入出力ボート（Ｉｌｏ）６０からなっており、
監視すべき回転機に取付ける振動センサ１０．ガスセン
サ２０．　漏油センサ３０を備えている。

監視部Ｉ門よ、高電圧が端末制御部Ｉへ印加されるのを
防止するためのツェナーダイオード等を備えたバリア７
０．受信ユニット７１．警報ユニット７２．Ｄ／Ａ変換
器７３．出力端子７４等からなっている。

動作の概要を説明すると、端末制御部Ｉの振動センサ１
０の出力は処理回路４０で加速度信号と速度信号とに分
岐され、後述する処理が施され伝送コントロール部５０
でデジタル信号として入出カポ−トロ０から回線ＩＩＩ
に送出され、監視部！Ｉでは、これを受信ユニット７１
で受信し、規定値以上のとき警報ユニット７２を動作さ
せる。必要に応じてＤ／Ａ変換器７３によりアナログ信
号に変換し、出力端子７４から出力する。ガスセンサ２
０、油センサ３０等の出力も同様にして監視部ＩＩに伝
送される。

上記の場合、液化石油ガス等漏洩時にガス化するものは
、ガスセンサ２０で検知し、石油類等の流体で、漏洩時
に流体のものは、漏油センサ３０で検知する。

次に振動センサ１０について説明する。

第２図（ａ）はこの発明の振動センサ１０の一実施例を
示すもので、１１は容器、１２はセラミックのような圧
電素子、１３は重錘、１４はスプリング、１５はチャー
ジアンプ、１６は充填樹脂、１７はコネクタであり、こ
の駆動回路を第２図（ｂ）に示す、なお、第２図（ｂ）
の１８はツェナーダイオードのような電圧制限素子、１
９は定電流源を示す。

この振動センサ１０は加速度ピックアップで、図示のよ
うにＩｔ錘１３を用いたスプリングマスシステムを使っ
て外力（加速度）に比例した力を圧電素子１２に作用さ
せ、その両端に電荷を発生させる。圧電素子１２の電荷
出力（ＰＣ／ｇ）は、従来は一般に同軸ケーブルでチャ
ージアンプ１５に接続して、チャージアンプ１５で電圧
出力に変換しているため、同軸ケーブルの長さが変ると
線間容量が変り電圧出力が変るため再調整が必要となっ
ていたが、この発明ではチャージアンプ１５を容器１１
に内蔵しており、定電流源１９で定電流駆動することに
より、直接加速度に比例した電圧信号として取り出すの
で、再調整の必要はない。

第３図はこの発明の処理回路４０と伝送コントロール部
５０の詳細を示す図である。

この図の処理回路４０において、４】はアンプ、４２は
ハイパスフィルタ、・４３は検波部、４４は平均値処理
部であり、また、４５はローパスフィルタ、４６は積分
機能を有する速度変換部、４７は検波部、４８は平均値
ｌＡ処理部ある。

また、伝送コントロール部５０において、５１はサンプ
リングＡ／Ｄ変換部、５２は中心値抽出処理部で、３回
のデータを取込みその中で中心の値を採用する。５３は
サンプリングＡ／Ｄ変換部、５４は中心値抽出処理部で
、３回のデータを取込み中心の値をとる。５５はデジタ
ル送信部である。

次に動作について説明する。

振動センサ１ｏから出力される加速度信号はアンプ４１
で増幅され、その出力は２分岐される。

一方の加速度信号はハイパスフィルタ４２を通って検波
部４３で検波され、平均値処理回路４４で平均値される
。このように平均値することによって、アンプ４１の出
力をそのまま伝送するよりも伝送量を格段と少なくする
ことができる。

平均値処理部４４で直流レベルに変換された加速度情報
は、伝送コントロール部５０のサンプリングＡ／Ｄ変換
部５１でサンプリング後、デジタル値に変換され、次段
の中心値抽出処理部５２において、３回のサンプリング
値の中心値をとり、突発的な値をとり除き、デジタル送
信部５５から監視部１１に送信する。

この場合の送信波形の一例を示すと第４図のようになる
。すなわち、監視部■から回線ＩＩＩを通じて２線式で
直流電流が供給させる（例えば４ｍＡ）、デジタル信号
は、この上に乗って１０ｍＡ±６ｍＡの情報パルスとし
て伝送される。このため２線式で直流電流の供給と、情
報パルスの伝送とを行うことができる。

さて、上記において被検知体である回転機にベアリング
異常が発生したような場合、振動センサ１０の出力は高
周波成分の多い加速度信号となるので、平均値処理部４
４の出力が大となり、ベアリング異常が報知される。

一方、この場合アンプ４１の出力はローパスフィルタ４
５にも印加されるが、このローパスフィルタ４５を通過
できないので、平均値処理部４８の出力は小さく、これ
による警報は出ない。

これに対し、回転機にアンバランスやミスアライメント
等による異常が発生したような場合、振動センナ１０か
らは低周波分の加速度信号が出力され、アンプ４１で＃
１幅される。アンプ４１の出力は今度はローパスフィル
タ４５は通過し、ハイパスフィルタ４２は通過できない
、ローパスフィルタ４５を通った加速度信号は、速度変
換部４６で積分されて速度信号となり、その後検波部４
７で検波され、平均値処理部４８で平均値化される。平
均値化された速度信号はサンプリングＡ／Ｄ変換部５３
でデジタル化され、中心値抽出処理部５４で中心値が取
出され、デジタル送信部５５から送出される。

ガスセンサ２０．　漏油センサ３０の出力は図示はしな
いが、処理回路４０で単に増幅されて伝送コントロール
部５０に入力され、上述した加速度信号あるいは速度信
号と同様にデジタル化されて送出される。

なお、ガスセンサ２０．漏油センサ３０としては公知の
種々のものを使用できる。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、この発明にかかる回転機異
常監視装置は、被検知体に取り付ける振動センサを備え
た端末制御部および監視部とより構成され、さらに端末
制御部に、振動センサの加速度信号出力を増幅するアン
プと、このアンプの出力を２分岐し、その一方の出力を
ハイパスフィルタを通した後平均値処理する平均値処理
部と、アンプの出力を２分岐した他方の出力をローパス
フィルタを通した後積分して速度信号に変換する速度変
換部と、この速度変換部の出力を平均値処理する平均値
処理部とからなる処理回路を設け、さらに、振動センナ
を、圧電素子と、この圧！素子の出力を増幅するチャー
ジアンプと、圧電素子と並列にｍ続されたサージ吸収用
の電圧制限素子を一体構造として形成したので、振動セ
ンサの出力は加速度信号と速度信号に分けて処理される
ため、加速度信号から回転機のベアリング異常が検出で
き、また、速度信号から回転機のアンバランスやくスア
ライメント等に起因する長周期の振動を検出することが
できる。

そして、圧電素子から発生する電荷出力はチャージアン
プで電圧出力に変換しているので、定電流駆動すること
により、回線の長さに影響されない伝送を行うことがで
きる。

さらに、監視部と端末１ｌｉｌＪ御時間は直流電流の供
給と、情報パルスの伝送とを２線式の回線で行っている
ため、最小の線路数で構成できる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の全体構成を示すブロック
図、第２図（ａ）、（ｂ）は、第１図の実施例中の振動
センサの構成を示す断面図と、その駆動回路図、第３図
は、第１図の実施例の処理回路ならびに伝送コントロー
ル部の詳細を示すブロック図、第４図はこの発明の電源
と情報パルスの関係を説明するための波形図である。図中、■は端末制御部、ＩＩは監視部、１ｏは振動セン
サ、１８は電圧制限素子、２０はガスセンサ、３０は漏
油センサ、４０は処理回路、４１はアンプ、４２はハイ
パスフィルタ、４３は検波部、４４は平均値処理部、４
５はローパスフィルタ、４６は積分機能を有する速度変
換部、４７は検波部、４８は平均値処理部、４９は伝送
コントロール部、５１．５３はサンプリングＡ／Ｄ変換
部、５２．５４は中心値抽出処理部、５５はデジタル送
信部である。第１図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被検知体に取り付ける振動センサを備えた端末制
御部および監視部とより構成され、さらに前記端末制御
部に、前記振動センサの加速度信号出力を増幅するアン
プと、このアンプの出力を２分岐し、その一方の出力を
ハイパスフィルタを通した後平均値処理する平均値処理
部と、前記アンプの出力を２分岐した他、方の出力をロ
ーパスフィルタを通した後積分して速度信号に変換する
速度変換部と、この速度変換部の出力を平均値処理する
平均値処理部とからなる処理回路を設け、さらに、前記
振動センサを、圧電素子と、この圧電素子の出力を増幅
するチャージアンプと、前記圧電素子と並列に接続され
たサージ吸収用の電圧制限素子を一体構造として形成し
たことを特徴とする回転機異常監視装置。
（２）端末制御部は、監視部との間を情報パルスの伝送
とこの情報を乗せた直流電源の供給とを行う２線式の回
線で結合され、さらに、処理回路の出力を多チャンネル
・デジタル多重化して電送する伝送コントロール部を備
えたことを特徴とする請求項（１）記載の回路機異常監
視装置。