JPH0449554Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0449554Y2 JPH0449554Y2 JP5083986U JP5083986U JPH0449554Y2 JP H0449554 Y2 JPH0449554 Y2 JP H0449554Y2 JP 5083986 U JP5083986 U JP 5083986U JP 5083986 U JP5083986 U JP 5083986U JP H0449554 Y2 JPH0449554 Y2 JP H0449554Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- waveform data
- vibration
- sampling
- time waveform
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
Ａ 産業上の利用分野
本考案は異常振動または音の検出装置に関し、
各種機器の異常検出に用いて有用なものである。
各種機器の異常検出に用いて有用なものである。
Ｂ 考案の概要
本考案は、物体の振動または音に対応したアナ
ログ時間波形データをサンプリング間隔だけ離散
したデジタル時間波形データに変換し、このデジ
タル時間波形データの極性が変化する直前のサン
プリングナンバーを検出し、検出したサンプリン
グナンバー間の周波数が急変したときに異常であ
ると判定する異常振動または音の検出装置であ
る。かかる本考案は、異常が生ずると周波数が急
変するという知見に基づきなされたものである。
ログ時間波形データをサンプリング間隔だけ離散
したデジタル時間波形データに変換し、このデジ
タル時間波形データの極性が変化する直前のサン
プリングナンバーを検出し、検出したサンプリン
グナンバー間の周波数が急変したときに異常であ
ると判定する異常振動または音の検出装置であ
る。かかる本考案は、異常が生ずると周波数が急
変するという知見に基づきなされたものである。
Ｃ 従来の技術
エンジン、ギヤ装置、軸受、ポンプ等各種機器
の製造調整ラインの検査工程では、これら機器を
短時間動作させ、加減速中あるいは低速運転中の
音または振動から機器に異常が有るか否かを判断
することが行われている。
の製造調整ラインの検査工程では、これら機器を
短時間動作させ、加減速中あるいは低速運転中の
音または振動から機器に異常が有るか否かを判断
することが行われている。
この種の音または振動を用いた機器の異常判断
は、従来から機械化あるいは自動化することが検
討されているが、異常音または振動の検出精度が
悪いこと並びに検出に要する時間が長いことか
ら、結局現時点では熟練した検査員が耳や目、手
で異常の有無を判断している。
は、従来から機械化あるいは自動化することが検
討されているが、異常音または振動の検出精度が
悪いこと並びに検出に要する時間が長いことか
ら、結局現時点では熟練した検査員が耳や目、手
で異常の有無を判断している。
従来検討されている異常振動または音の検出方
法について述べる。振動または音の異常を大まか
に判断するには、周波数分析法が優れているとさ
れている。しかし周波数分析された結果の波形は
一般に複雑であるから、異常か否かを判断するた
めの特徴がつかまえ難く、いかにして異常と正常
との特徴的差異をつかまえるかが重要なポイント
である。そこで従来は、例えば下記（ａ），（ｂ）
の方法が検討されている。
法について述べる。振動または音の異常を大まか
に判断するには、周波数分析法が優れているとさ
れている。しかし周波数分析された結果の波形は
一般に複雑であるから、異常か否かを判断するた
めの特徴がつかまえ難く、いかにして異常と正常
との特徴的差異をつかまえるかが重要なポイント
である。そこで従来は、例えば下記（ａ），（ｂ）
の方法が検討されている。
(a) 振動または音のセンサからの信号をアナログ
フイルタ群により分析し、その分析結果の実効
値を比較して異常の有無を判断する方法。
フイルタ群により分析し、その分析結果の実効
値を比較して異常の有無を判断する方法。
(b) センサからの信号をFFT（高速フーリエ変
換）法により分析し、その分析結果にレベル上
のバンド幅を設けてバンド幅内に入る条件から
異常を検出する方法。
換）法により分析し、その分析結果にレベル上
のバンド幅を設けてバンド幅内に入る条件から
異常を検出する方法。
Ｄ 考案が解決しようとする問題点
前記（ａ），（ｂ）いずれの従来方法も異常の検
出精度が悪く実用的でなかつた。本考案は上述し
た従来技術に鑑み、精度良く異常振動または音を
検出する装置を提供することを目的とする。
出精度が悪く実用的でなかつた。本考案は上述し
た従来技術に鑑み、精度良く異常振動または音を
検出する装置を提供することを目的とする。
Ｅ 問題点を解決するための手段
上記目的を達成する本考案の構成は、
物体の振動または音を検知してこの振動または
音に対応したアナログ時間波形データを出力する
センサと、 前記アナログ時間波形データを一定のサンプリ
ング間隔ごとにアナログ／デジタル変換して離散
形のデジタル時間波形データに変換する変換手段
と、 前記デジタル時間波形データの極性が、正から
負に、または負から正に、または正と負の間で変
化するたびに、その変化の直前のサンプリングナ
ンバーを検出する極性変化検出部と、 検出されたサンプリングナンバーをを記憶する
メモリと、 メモリに順次記憶された複数のサンプリングナ
ンバーについて先行するサンプリングナンバーと
その直後のサンプリングナンバーとの間の時間を
それぞれ求め、この時間を基に両サンプリングナ
ンバー間での周波数を算出する周波数算出部と、 順次算出された周波数の値を、その算出の直前
に算出された周波数の値で除算した値が、あらか
じめ設定した値よりも大きくなつたときに異常で
あると判定する異常判定部と、を備えたことを特
徴とする。
音に対応したアナログ時間波形データを出力する
センサと、 前記アナログ時間波形データを一定のサンプリ
ング間隔ごとにアナログ／デジタル変換して離散
形のデジタル時間波形データに変換する変換手段
と、 前記デジタル時間波形データの極性が、正から
負に、または負から正に、または正と負の間で変
化するたびに、その変化の直前のサンプリングナ
ンバーを検出する極性変化検出部と、 検出されたサンプリングナンバーをを記憶する
メモリと、 メモリに順次記憶された複数のサンプリングナ
ンバーについて先行するサンプリングナンバーと
その直後のサンプリングナンバーとの間の時間を
それぞれ求め、この時間を基に両サンプリングナ
ンバー間での周波数を算出する周波数算出部と、 順次算出された周波数の値を、その算出の直前
に算出された周波数の値で除算した値が、あらか
じめ設定した値よりも大きくなつたときに異常で
あると判定する異常判定部と、を備えたことを特
徴とする。
Ｆ 実施例
第１図及び第２図を参照して本考案の一実施例
を説明する。第１図は実施例装置のブロツク構成
図である。振動または音のセンサ１から出力され
るアナログ時間波形信号Ｓ（ｔ）は、アンプ２で
適当な大きさに増幅され且つアナログフイルタ３
で不要な周波数成分を除去された後、Ａ／Ｄ変換
器４によつて離散形のデジタル時間波形データ
To（第２図参照）に変換される。Ａ／Ｄ変換器４
は一定のサンプリング時間Δtごとにサンプリン
グを行なつている。Ａ／Ｄ変換器４から出力され
たデジタル時間波形データToはコンピユータ５
に入力される。
を説明する。第１図は実施例装置のブロツク構成
図である。振動または音のセンサ１から出力され
るアナログ時間波形信号Ｓ（ｔ）は、アンプ２で
適当な大きさに増幅され且つアナログフイルタ３
で不要な周波数成分を除去された後、Ａ／Ｄ変換
器４によつて離散形のデジタル時間波形データ
To（第２図参照）に変換される。Ａ／Ｄ変換器４
は一定のサンプリング時間Δtごとにサンプリン
グを行なつている。Ａ／Ｄ変換器４から出力され
たデジタル時間波形データToはコンピユータ５
に入力される。
コンピユータ５は、極性変化検出部６とメモリ
７と周波数算出部８と異常判定部９を有してい
る。
７と周波数算出部８と異常判定部９を有してい
る。
本実施例では、コンピユータ５の極性変化検出
部６は、デジタル時間波形データToを観測して
おり、その正負極性が負極性から正極性に変化す
るたびにその変化の直前のサンプリングナンバー
を検出する。第２図に示すデータについて具体的
に言うと、デジタル時間波形データToは、時刻
T0,1，T12,13，T17,18において負極性から正極性に
変化するため、極性変化検出部６は、時刻T0,1，
T12,13，T17,18の直前のサンプリングナンバーT0，
T12，T17を検出する。このようにして検出され
たサンプリングナンバーT0，T12，T17はメモリ
７に記憶される。
部６は、デジタル時間波形データToを観測して
おり、その正負極性が負極性から正極性に変化す
るたびにその変化の直前のサンプリングナンバー
を検出する。第２図に示すデータについて具体的
に言うと、デジタル時間波形データToは、時刻
T0,1，T12,13，T17,18において負極性から正極性に
変化するため、極性変化検出部６は、時刻T0,1，
T12,13，T17,18の直前のサンプリングナンバーT0，
T12，T17を検出する。このようにして検出され
たサンプリングナンバーT0，T12，T17はメモリ
７に記憶される。
周波数算出部８は、メモリ７に順次記憶された
複数のサンプリングナンバーについて、先行する
サンプリングナンバーとその直後のサンプリング
ナンバーをとの間の時間を求める。更にこの時間
からそのときの周波数を求める。具体的に説明す
ると、この例ではメモリ７にサンプリングナンバ
ーT0，T12，T17が記憶されているので、周波数
算出部８はサンプリングナンバーT0，T12間の時
間I1、サンプリングナンバーT12，T17間の時間I2
を次のようにして求める。
複数のサンプリングナンバーについて、先行する
サンプリングナンバーとその直後のサンプリング
ナンバーをとの間の時間を求める。更にこの時間
からそのときの周波数を求める。具体的に説明す
ると、この例ではメモリ７にサンプリングナンバ
ーT0，T12，T17が記憶されているので、周波数
算出部８はサンプリングナンバーT0，T12間の時
間I1、サンプリングナンバーT12，T17間の時間I2
を次のようにして求める。
I1＝（12−０）Δt＝12Δt ……(1)
I2＝（17−12）Δt＝5Δt ……(2)
更に周波数算出部８は上記(1)(2)式から時間I1，
I2での周波数f1，f2を次のようにして求める。
I2での周波数f1，f2を次のようにして求める。
f1＝１／I1＝１／12Δt (3)
f2＝１／I2＝１／5Δt (4)
以後同様にして、I1，I2，I3，I4…を基に順次
f1，f2，f3，f4…を求める。
f1，f2，f3，f4…を求める。
異常判定部９は、周波数算出部８で次々と求め
られる周波数f1，f2，f3，f4…の変化を検知し、
周波数が急変したときには異常であると判定す
る。具体的には次のような計算をする。
られる周波数f1，f2，f3，f4…の変化を検知し、
周波数が急変したときには異常であると判定す
る。具体的には次のような計算をする。
x1＝f2／f1 ……(5)
x2＝f3／f2 ……(6)
x3＝f4／f3 ……(7)
このようにして、x1，x2，x3……を求め、これ
らｘの値があらかじめ設定した設定値（これは対
象物により異なるが、例えば1.5）よりも大きく
なつたときには、異常判定部９は異常であると判
定し、表示装置１０にて異常を表示する。
らｘの値があらかじめ設定した設定値（これは対
象物により異なるが、例えば1.5）よりも大きく
なつたときには、異常判定部９は異常であると判
定し、表示装置１０にて異常を表示する。
本実施例ではx1＝f2／f1＝１／5Δt／１／5Δt＝12／
５ があらかじめ設定した設定値よりも大きいため、
I2の時間において異常が生じたと判定されて表示
される。
５ があらかじめ設定した設定値よりも大きいため、
I2の時間において異常が生じたと判定されて表示
される。
なお、上記実施例では、デジタル時間波形デー
タToが負極性から正極性に変化する直前のサン
プリングナンバーを検出したが、正極性から負極
性に変化する直前のサンプリングナンバー（第２
図ではT7，T15）を検出してこれを基に上述した
のと同様な判定をしてもよい。更にデジタル時間
波形データToが正負極性で反転する直前のサン
プリングナンバー（第２図ではT0，T7，T12，
T15，T17）を検出し、これを基に判定をするよ
うにしてもよい。
タToが負極性から正極性に変化する直前のサン
プリングナンバーを検出したが、正極性から負極
性に変化する直前のサンプリングナンバー（第２
図ではT7，T15）を検出してこれを基に上述した
のと同様な判定をしてもよい。更にデジタル時間
波形データToが正負極性で反転する直前のサン
プリングナンバー（第２図ではT0，T7，T12，
T15，T17）を検出し、これを基に判定をするよ
うにしてもよい。
また本考案装置は、実願昭60−174199号や実願
昭60−192170号（概略は後述）に記載された「異
常振動または音の検出装置」と併用することもで
きる。つまり併用した分だけ精度が高くなる。
昭60−192170号（概略は後述）に記載された「異
常振動または音の検出装置」と併用することもで
きる。つまり併用した分だけ精度が高くなる。
ここで実願昭60−174199号の概要を述べる。こ
の考案は、振動または音の時間波形信号をデジタ
ル処理により離散形の時間波形データToに変換
し、デジタル処理後の時間波形データToを記憶
すると共にこの時間波形データをフーリエ変換し
た後の離散形の周波数分析波形データFoも記憶
し、記憶した時間波形データToと予め定めた正
常な場合の時間波形データTpoとの間で時刻が対
応するデータどうしの差の２乗の和Ct＝Σｎ（To
−Tpo）2を計算すると共に記憶された周波数分析
波形データFoと予め定めた正常な場合の周波数
分析波形データFpoとの間で周波数が対応するデ
ータどうしの差の２乗の和Cf＝Σｎ（Fo−Fpo）2を
計算し、得られた上記和の値Ct，Cfをそれぞれに
対応する基準値Ctp，Cfpと比較することにより、
精度良く異常振動または音を検出できるようにし
た装置である。
の考案は、振動または音の時間波形信号をデジタ
ル処理により離散形の時間波形データToに変換
し、デジタル処理後の時間波形データToを記憶
すると共にこの時間波形データをフーリエ変換し
た後の離散形の周波数分析波形データFoも記憶
し、記憶した時間波形データToと予め定めた正
常な場合の時間波形データTpoとの間で時刻が対
応するデータどうしの差の２乗の和Ct＝Σｎ（To
−Tpo）2を計算すると共に記憶された周波数分析
波形データFoと予め定めた正常な場合の周波数
分析波形データFpoとの間で周波数が対応するデ
ータどうしの差の２乗の和Cf＝Σｎ（Fo−Fpo）2を
計算し、得られた上記和の値Ct，Cfをそれぞれに
対応する基準値Ctp，Cfpと比較することにより、
精度良く異常振動または音を検出できるようにし
た装置である。
次に、実願昭60−192170号の概略を述べる。こ
の考案の装置は、振動または音が異常な場合はそ
れのフーリエ変換による周波数分析波形データに
顕著なピークが生ずることに着目し、得られた周
波数分析波形データL1をI＝
LI-2＋LI-1＋LI＋LI+1＋LI+2／５なる平均化処理を施 して予め小さなピークを抑えておき、平均化した
データのうちI-2≦I-1＜I且つI+2≦I+1＜
LIを満足するデータのみを１次仮ピークとするこ
とにより局所的にピークをなすデータを見つけ出
し、１次仮ピークとされたデータのうちそれらの
最大値をLmaxとするとLmax／ｂ（但しｂ＞１）を 超過するデータのみを２次仮ピークとすることに
より小さなピークのデータを除き、２次仮ピーク
とされたデータのうち、ｃ・I-2≦L1または
ｄ・I+2≦Iまたはｅ・I-3≦Iまたはｆ・
Ｉ＋３≦I（但しｅ＞ｃ＞１，ｆ＞ｄ＞１）を満足
するデータのみを顕著なピークをなすデータと
し、この顕著なピークの数が基準値以上であれば
検出対象の振動または音が異常であると判定する
ので、異常の検出を簡単に且つ精度良く行うこと
ができるようにした装置である。
の考案の装置は、振動または音が異常な場合はそ
れのフーリエ変換による周波数分析波形データに
顕著なピークが生ずることに着目し、得られた周
波数分析波形データL1をI＝
LI-2＋LI-1＋LI＋LI+1＋LI+2／５なる平均化処理を施 して予め小さなピークを抑えておき、平均化した
データのうちI-2≦I-1＜I且つI+2≦I+1＜
LIを満足するデータのみを１次仮ピークとするこ
とにより局所的にピークをなすデータを見つけ出
し、１次仮ピークとされたデータのうちそれらの
最大値をLmaxとするとLmax／ｂ（但しｂ＞１）を 超過するデータのみを２次仮ピークとすることに
より小さなピークのデータを除き、２次仮ピーク
とされたデータのうち、ｃ・I-2≦L1または
ｄ・I+2≦Iまたはｅ・I-3≦Iまたはｆ・
Ｉ＋３≦I（但しｅ＞ｃ＞１，ｆ＞ｄ＞１）を満足
するデータのみを顕著なピークをなすデータと
し、この顕著なピークの数が基準値以上であれば
検出対象の振動または音が異常であると判定する
ので、異常の検出を簡単に且つ精度良く行うこと
ができるようにした装置である。
Ｇ 考案の効果
以上実施例とともに具体的に説明したように本
考案によれば、時間波形データを、ちようどFM
検波に似た処理をすることにより、周波数の変化
を観測して異常を検出するようにしたため、精度
良く異常を判定することができる。
考案によれば、時間波形データを、ちようどFM
検波に似た処理をすることにより、周波数の変化
を観測して異常を検出するようにしたため、精度
良く異常を判定することができる。
第１図は本考案の実施例装置を示すブロツク構
成図、第２図はデジタル時間波形データを示す波
形図である。 図面中、１はセンサ、２はアンプ、３はアナロ
グフイルタ、４はＡ／Ｄ変換器、５はコンピユー
タ、６は極性変化検出部、７はメモリ、８は周波
数算出部、９は異常判定部、１０は表示装置であ
る。
成図、第２図はデジタル時間波形データを示す波
形図である。 図面中、１はセンサ、２はアンプ、３はアナロ
グフイルタ、４はＡ／Ｄ変換器、５はコンピユー
タ、６は極性変化検出部、７はメモリ、８は周波
数算出部、９は異常判定部、１０は表示装置であ
る。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 物体の振動または音を検知してこの振動または
音に対応したアナログ時間波形データを出力する
センサと、 前記アナログ時間波形データを一定のサンプリ
ング間隔ごとにアナログ／デジタル変換して離散
形のデジタル時間波形データに変換する変換手段
と、 前記デジタル時間波形データの極性が、正から
負に、または負から正に、または正と負の間で変
化するたびに、その変化の直前のサンプリングナ
ンバーを検出する極性変化検出部と、 検出されたサンプリングナンバーを記憶するメ
モリと、 メモリに順次記憶された複数のサンプリングナ
ンバーについて先行するサンプリングナンバーと
その直後のサンプリングナンバーとの間の時間を
それぞれ求め、この時間を基に両サンプリングナ
ンバー間での周波数を算出する周波数算出部と、 順次算出された周波数の値を、その算出の直前
に算出された周波数の値で除算した値が、あらか
じめ設定した値よりも大きくなつたときに異常で
あると判定する異常判定部と、を備えたことを特
徴とする異常振動または音の検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5083986U JPH0449554Y2 (ja) | 1986-04-07 | 1986-04-07 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5083986U JPH0449554Y2 (ja) | 1986-04-07 | 1986-04-07 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62162634U JPS62162634U (ja) | 1987-10-16 |
| JPH0449554Y2 true JPH0449554Y2 (ja) | 1992-11-20 |
Family
ID=30874562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5083986U Expired JPH0449554Y2 (ja) | 1986-04-07 | 1986-04-07 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0449554Y2 (ja) |
-
1986
- 1986-04-07 JP JP5083986U patent/JPH0449554Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62162634U (ja) | 1987-10-16 |
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