JPH04204021A - 回転機械振動・音響診断装置 - Google Patents
回転機械振動・音響診断装置Info
- Publication number
- JPH04204021A JPH04204021A JP32915390A JP32915390A JPH04204021A JP H04204021 A JPH04204021 A JP H04204021A JP 32915390 A JP32915390 A JP 32915390A JP 32915390 A JP32915390 A JP 32915390A JP H04204021 A JPH04204021 A JP H04204021A
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- vibration
- signal
- acoustic
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
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。
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〕
本発明は、蒸気タービンやタービン発電機、ポンプ等の
回転機が異常現象を起こした場合、これを音視・診断す
るのに好適な回転機械診断装置に関す゛る。
回転機が異常現象を起こした場合、これを音視・診断す
るのに好適な回転機械診断装置に関す゛る。
従来の装置は、特開平１−１０１４１８号公報に記載の
ように、Ａ／Ｄ変換された振動データ及び周波数分析器
の出力に基づいて振動振幅レベル、振幅増加率等がそれ
ぞれの制限値を越えているがどうかが異常兆候検出装置
によって判定され、この判定結果に基づいて、異常兆候
の有無が検出されるとなっていた。
ように、Ａ／Ｄ変換された振動データ及び周波数分析器
の出力に基づいて振動振幅レベル、振幅増加率等がそれ
ぞれの制限値を越えているがどうかが異常兆候検出装置
によって判定され、この判定結果に基づいて、異常兆候
の有無が検出されるとなっていた。
上記従来技術は、検出センサの点について考慮がされて
おらず、振動監視装置の振動データを分析し、それぞれ
の制限値を越えているがどうがで現象発生を判別し゛て
いるため、振動データで制限値を越える現象が発生しな
ければ、異常と判別できないので早期発生を発見できな
いと言う問題があった。また、検出センサが軸振動のみ
であるため、軸振動計の性能によってシステム全体の精
度が決定されてしまうと言う問題があった。
おらず、振動監視装置の振動データを分析し、それぞれ
の制限値を越えているがどうがで現象発生を判別し゛て
いるため、振動データで制限値を越える現象が発生しな
ければ、異常と判別できないので早期発生を発見できな
いと言う問題があった。また、検出センサが軸振動のみ
であるため、軸振動計の性能によってシステム全体の精
度が決定されてしまうと言う問題があった。
本発明の目的は、異常現象を軸振動と軸振動以外の検出
センサで早期検出すること、さらに、システム全体の高
精度と信頼性が向上した現象発見。
センサで早期検出すること、さらに、システム全体の高
精度と信頼性が向上した現象発見。
判断を提供することにある。
上記目的を達成するために、振動以外に回転体異常現象
で発生する超音波を検出する音響検出センサと、この信
号により異常現象原因を診断するためのマイクロコンピ
ュータを設けた。
で発生する超音波を検出する音響検出センサと、この信
号により異常現象原因を診断するためのマイクロコンピ
ュータを設けた。
また、軸振動をより正確に分析するために、周波数成分
、振幅に加え位相と周波数成分と回転体回転数、−次り
リチカルの相関を比較処理した。
、振幅に加え位相と周波数成分と回転体回転数、−次り
リチカルの相関を比較処理した。
さらに、これら音響センサ、振動信号分析結果を集中監
視する異常兆候検出装置を設け、精度向上を図った。
視する異常兆候検出装置を設け、精度向上を図った。
回転体の異常現象で発生する超音波を検出する音響検出
センサは、回転体異常現象により軸振動が変化するより
早期に異常を検出できる。音響検出センサ信号をマイク
ロコンピュータで、波形の特長解析を実施することによ
り異常現象原因を判景できる。また、軸振動信号を周波
数分析器ては、回転周波数Ｒを中心なＲ／３〜３Ｒの成
分を抽出し、振幅９位相を出力し、これら音響センサ、
振動信号分析結果を異常兆候検出装置で振幅変化監視９
位相変化監視９周波数成分変化率監視処理。
センサは、回転体異常現象により軸振動が変化するより
早期に異常を検出できる。音響検出センサ信号をマイク
ロコンピュータで、波形の特長解析を実施することによ
り異常現象原因を判景できる。また、軸振動信号を周波
数分析器ては、回転周波数Ｒを中心なＲ／３〜３Ｒの成
分を抽出し、振幅９位相を出力し、これら音響センサ、
振動信号分析結果を異常兆候検出装置で振幅変化監視９
位相変化監視９周波数成分変化率監視処理。
音響検出センサ診断結果監視機能で各々の監視処理で規
□準値を越えた変化の発生を監視し、直ちに診断部で診
断されるので、正確な異常発生及び原因究明が可能とな
る。
□準値を越えた変化の発生を監視し、直ちに診断部で診
断されるので、正確な異常発生及び原因究明が可能とな
る。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第１
図において、蒸気タービン・発電機ユニットｌにおいて
、蒸気タービン２１発電機３は、すべり軸受４で保持さ
れている。軸振動計５は、蒸気タービン２９発電機３の
振動を軸受部ロータ部より、直接、検出して取り出す。
図において、蒸気タービン・発電機ユニットｌにおいて
、蒸気タービン２１発電機３は、すべり軸受４で保持さ
れている。軸振動計５は、蒸気タービン２９発電機３の
振動を軸受部ロータ部より、直接、検出して取り出す。
すへり軸受４に音響検出センサ６を取り付は油膜を通し
て音響信号を取り出す。軸振動信号は、Ａ／Ｄ変換増幅
器７でデジタル信号に変換、増幅してから周波数分析器
１０に入力信号として与える。一方１回転数に比例した
信号を回転検出器８によって取出し、回転数信号増幅器
９で増幅し、周波数分析器１０の制御信号として与える
。周波数分析器１０は、振幅変換として全帯域振幅（オ
ーバーオール値）回転周波数成分振幅（ＩＮ値）と１回
転信号をトリガとして位相分析、振動波形をＦＥＴ演算
し回転周波数成分を中心にＲ／３〜３Ｒの成分を抽出し
、異常兆候検出装置１１に信号を出力する。
て音響信号を取り出す。軸振動信号は、Ａ／Ｄ変換増幅
器７でデジタル信号に変換、増幅してから周波数分析器
１０に入力信号として与える。一方１回転数に比例した
信号を回転検出器８によって取出し、回転数信号増幅器
９で増幅し、周波数分析器１０の制御信号として与える
。周波数分析器１０は、振幅変換として全帯域振幅（オ
ーバーオール値）回転周波数成分振幅（ＩＮ値）と１回
転信号をトリガとして位相分析、振動波形をＦＥＴ演算
し回転周波数成分を中心にＲ／３〜３Ｒの成分を抽出し
、異常兆候検出装置１１に信号を出力する。
音響検出センサ６の出力は、増幅器１２によって増幅し
てから検波回路１３によって検波したのち回転周波数同
調フィルタ１４に入力信号として与える。一方、回転数
に比例した信号を回転数検出器８によって取出し、回転
周波数同調フィルタ１４の制御入力として与える。回転
周波数同調フィルタ１４の出力は、信号解析部２５に入
力される。信号解析部１５は、ウェーブメモリ１６．マ
イクロコンピュータ１７で構成されている。ウェーブメ
モリ１６に入力された信号はＡ／Ｄ変換され、次に、マ
イクロコンピュータ１７に転送され信号の特長を抽出し
、その結果を異常兆候検出装置に入力する。マイクロコ
ンピュータでは第２図に示すフローに従った処理を実行
する。同図に示すように、最初に、それぞれの検波処理
信号を加算平均処理する。加算平均処理の手法には種々
の方式があるが、たとえば、次式に示す演算式でも良い
。
てから検波回路１３によって検波したのち回転周波数同
調フィルタ１４に入力信号として与える。一方、回転数
に比例した信号を回転数検出器８によって取出し、回転
周波数同調フィルタ１４の制御入力として与える。回転
周波数同調フィルタ１４の出力は、信号解析部２５に入
力される。信号解析部１５は、ウェーブメモリ１６．マ
イクロコンピュータ１７で構成されている。ウェーブメ
モリ１６に入力された信号はＡ／Ｄ変換され、次に、マ
イクロコンピュータ１７に転送され信号の特長を抽出し
、その結果を異常兆候検出装置に入力する。マイクロコ
ンピュータでは第２図に示すフローに従った処理を実行
する。同図に示すように、最初に、それぞれの検波処理
信号を加算平均処理する。加算平均処理の手法には種々
の方式があるが、たとえば、次式に示す演算式でも良い
。
ここにＡＶはＮ回の加算平均処理結果、■は加算回数、
Ｓｉは被平均信号である。
Ｓｉは被平均信号である。
加算平均処理を行うことにより回転数に同調して発生す
る現象は明瞭な正弦波として得ることができる。従って
、回転数同調の有無が判断できる。
る現象は明瞭な正弦波として得ることができる。従って
、回転数同調の有無が判断できる。
回転数同調していた場合は、波形特長解析処理で波形が
連続的か分離する。連続的で無い場合は、ロータクラッ
クと判断する。連続的な場合は、位置標定処理で加算平
均処理結果より位相を計測し、ラビングと判定し、位置
情報を得ることができる。
連続的か分離する。連続的で無い場合は、ロータクラッ
クと判断する。連続的な場合は、位置標定処理で加算平
均処理結果より位相を計測し、ラビングと判定し、位置
情報を得ることができる。
回転数同調で無い場合は、次に波形特長解析処理で連続
型有無を分離し、連続型の場合は、メタルワイプ、連続
型で無い場合は、疲労クラックと判断できる。これらの
判断情報は、異常兆候検出装置１１に伝達される。異常
兆候検出装置１１は、振幅変化監視処理１８９位相変化
監視処理１９゜周波数成分変化率監視処理２０．音響検
出センサ診断結果監視２１で構成されており、各々の監
視処理で規準値を越えた場合、各々処理信号を診断部に
伝達する。
型有無を分離し、連続型の場合は、メタルワイプ、連続
型で無い場合は、疲労クラックと判断できる。これらの
判断情報は、異常兆候検出装置１１に伝達される。異常
兆候検出装置１１は、振幅変化監視処理１８９位相変化
監視処理１９゜周波数成分変化率監視処理２０．音響検
出センサ診断結果監視２１で構成されており、各々の監
視処理で規準値を越えた場合、各々処理信号を診断部に
伝達する。
診断部２２は、コンピュータで構成されており。
第３図のフローに従って結果の診断を実施して、表示器
２３に表示データをメモリ２４に格納する。
２３に表示データをメモリ２４に格納する。
診断フローを第３図で説明する。振動値判断２５でオー
バーオール振動大となり音響診断結果１７、異常が無い
場合、周波数分析特長抽出判断２６を実施する。回転数
Ｒに対して周波数成分を分析した場合、回転数の１／３
成分大の場合は、低周波振動と判定される。回転数Ｒと
同一周波数“成分が大きい場合は、回転数と一次りリテ
ィカル回転数ＦＣ比較判定２７を実施する。−次クリテ
イカル回転数以下の場合は、ウオーミング不足と判定さ
れ、−次クリテイカル回転と同一の場合は、クリティカ
ル振動と判定される。−次クリテイカル振動以下もしく
は回転数急変の場合は、負荷条件判定２８で各々判定す
る。振動漸変２９の場合に、負荷条件判定２８で負荷中
の場合には、サーマルアンバランスと判定される。周波
数分析特長抽出判断２６で、回転数Ｒに対して二倍成分
が大の場合、振動時間変化判定３０．位相変化判定３１
で高周波振動と判定される。同様に周波数分析特長抽出
判断２６で、回転成分の半分から一次クリテイカル振動
成分が大で、回転成分の１／３から一次クリテイカル振
動成分を含んでいた場合も、振動時間変化判定３０９位
相変化判定３１にてオイルホイップと判定される。
バーオール振動大となり音響診断結果１７、異常が無い
場合、周波数分析特長抽出判断２６を実施する。回転数
Ｒに対して周波数成分を分析した場合、回転数の１／３
成分大の場合は、低周波振動と判定される。回転数Ｒと
同一周波数“成分が大きい場合は、回転数と一次りリテ
ィカル回転数ＦＣ比較判定２７を実施する。−次クリテ
イカル回転数以下の場合は、ウオーミング不足と判定さ
れ、−次クリテイカル回転と同一の場合は、クリティカ
ル振動と判定される。−次クリテイカル振動以下もしく
は回転数急変の場合は、負荷条件判定２８で各々判定す
る。振動漸変２９の場合に、負荷条件判定２８で負荷中
の場合には、サーマルアンバランスと判定される。周波
数分析特長抽出判断２６で、回転数Ｒに対して二倍成分
が大の場合、振動時間変化判定３０．位相変化判定３１
で高周波振動と判定される。同様に周波数分析特長抽出
判断２６で、回転成分の半分から一次クリテイカル振動
成分が大で、回転成分の１／３から一次クリテイカル振
動成分を含んでいた場合も、振動時間変化判定３０９位
相変化判定３１にてオイルホイップと判定される。
振動値判断２５でオーバーオール振動大で音響診断結果
１７が判定されている場合、ロータクラック、ラビング
、メタルワイプ、疲労クランクと判定できる。本実施例
によれば、音響検品センサと軸振動センサとを組合せる
事により、振動判定ができるので早急に対策することが
できる効果がある。
１７が判定されている場合、ロータクラック、ラビング
、メタルワイプ、疲労クランクと判定できる。本実施例
によれば、音響検品センサと軸振動センサとを組合せる
事により、振動判定ができるので早急に対策することが
できる効果がある。
本発明は、音響センサによる振動発生原因判定と軸振動
計による振動発生原因の特定とを組合せる事により正確
な振動原因の判定が可能となる。
計による振動発生原因の特定とを組合せる事により正確
な振動原因の判定が可能となる。
また、音響センサによるラビング位置標定も可能となる
。さらに、各原因別に分離できるので、これら対策をメ
ツセージ表示する事が可能となる。
。さらに、各原因別に分離できるので、これら対策をメ
ツセージ表示する事が可能となる。
また、軸振動データと音響センサデータを同時に収集で
きるので、相関関係を知る効果もある。
きるので、相関関係を知る効果もある。
第１図は、本発明の一実施例のブロック図、第２図は、
第１図での音響信号解析器でのマイクロコンピュータ内
部の診断フローチャート、第３図は、第１図の診断部の
診断フローチャートである。 １・・・蒸気タービン発電機ユニット、２・・・蒸気タ
ービン、３・・・発電機、４・・・すべり軸受、５・・
・軸振動計、６・・音響検出センサ、７・・・Ａ／Ｄ変
換増幅器。 ８・・回転検品器、９・・・回転数信号増幅器、１０・
・周波数分析器、１１・・・異常兆候検出装置、１２・
・・増幅器、１３・・検波回路、１４・・・回転数同期
フィルタ、１５・・・信号解析部、１６・・ウェーブメ
モリ、１７・・・マイクロコンピュータ、１８・・・振
動変化監視処理。 第１図 第２ 図
第１図での音響信号解析器でのマイクロコンピュータ内
部の診断フローチャート、第３図は、第１図の診断部の
診断フローチャートである。 １・・・蒸気タービン発電機ユニット、２・・・蒸気タ
ービン、３・・・発電機、４・・・すべり軸受、５・・
・軸振動計、６・・音響検出センサ、７・・・Ａ／Ｄ変
換増幅器。 ８・・回転検品器、９・・・回転数信号増幅器、１０・
・周波数分析器、１１・・・異常兆候検出装置、１２・
・・増幅器、１３・・検波回路、１４・・・回転数同期
フィルタ、１５・・・信号解析部、１６・・ウェーブメ
モリ、１７・・・マイクロコンピュータ、１８・・・振
動変化監視処理。 第１図 第２ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、回転機における回転体異常現象で発生する超音波を
検出する音響検出センサと、前記音響検出センサからの
音響信号の特長を抽出するための検波回路と、回転数同
期フィルタと、信号解析部と前記回転機の振動を検出す
る振動検出器と、前記振動検出器からの振動信号をあら
かじめ定めた設定値と比較して異常現象の発生を判定す
る振動判定回路とを含む振動診断装置において、 前記音響信号解析部に波形特長解析処理及び処理信号に
より異常現象原因等を診断するマイクロコンピュータを
設け、一方、前記振動検出器からの前記振動信号を周波
数成分・振動・位相に分析する周波数分析器で分解し、
この分解結果を周波数成分変化、位相変化、振幅変化処
理機能と前記音響検出診断結果監視機能を持つた異常兆
候検出装置を設けたことを特徴とする回転機械振動・音
響診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32915390A JPH04204021A (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 回転機械振動・音響診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32915390A JPH04204021A (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 回転機械振動・音響診断装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04204021A true JPH04204021A (ja) | 1992-07-24 |
Family
ID=18218235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32915390A Pending JPH04204021A (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 回転機械振動・音響診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04204021A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003254819A (ja) * | 2002-03-05 | 2003-09-10 | Fuji Heavy Ind Ltd | エンジン評価装置 |
| KR100489084B1 (ko) * | 2002-10-31 | 2005-05-12 | 현대자동차주식회사 | 엔진 소음 진동 신호 분석 장치 및 그 방법 |
| CN102128674A (zh) * | 2010-12-28 | 2011-07-20 | 哈尔滨电机厂有限责任公司 | 测量水轮机过流部件卡门涡振动的方法 |
| CN102213116A (zh) * | 2011-05-06 | 2011-10-12 | 上海发电设备成套设计研究院 | 汽轮机轴承安全风险在线监视与控制装置及方法 |
| JP2016153812A (ja) * | 2009-10-26 | 2016-08-25 | フルークコーポレイションＦｌｕｋｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 振動分析システム |
| US9470081B2 (en) | 2010-09-20 | 2016-10-18 | Spc Technology Ab | Method and device for monitoring down-the-hole percussion drilling |
| RU2606164C1 (ru) * | 2015-10-29 | 2017-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью НПЦ "Динамика" - Научно-производственный центр "Диагностика, надежность машин и комплексная автоматизация" | Способ диагностики повреждения деталей машин |
| RU2614948C1 (ru) * | 2016-03-09 | 2017-03-31 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Диагностика, надежность машин и комплексная автоматизация", ООО НПЦ "Динамика" | Способ оценки технического состояния машин |
| CN108700492A (zh) * | 2016-02-23 | 2018-10-23 | Ntn株式会社 | 异常诊断装置和异常诊断方法 |
| RU2752522C1 (ru) * | 2020-12-04 | 2021-07-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Астраханский государственный технический университет | Система вибрационного контроля и диагностики технического состояния технологического оборудования |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP32915390A patent/JPH04204021A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003254819A (ja) * | 2002-03-05 | 2003-09-10 | Fuji Heavy Ind Ltd | エンジン評価装置 |
| KR100489084B1 (ko) * | 2002-10-31 | 2005-05-12 | 현대자동차주식회사 | 엔진 소음 진동 신호 분석 장치 및 그 방법 |
| JP2016153812A (ja) * | 2009-10-26 | 2016-08-25 | フルークコーポレイションＦｌｕｋｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 振動分析システム |
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| RU2606164C1 (ru) * | 2015-10-29 | 2017-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью НПЦ "Динамика" - Научно-производственный центр "Диагностика, надежность машин и комплексная автоматизация" | Способ диагностики повреждения деталей машин |
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