JPH0452526A - Tracking analyzer - Google Patents
Tracking analyzerInfo
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- JPH0452526A JPH0452526A JP16238090A JP16238090A JPH0452526A JP H0452526 A JPH0452526 A JP H0452526A JP 16238090 A JP16238090 A JP 16238090A JP 16238090 A JP16238090 A JP 16238090A JP H0452526 A JPH0452526 A JP H0452526A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は回転機械の振動分析に用いられるトラッキング
分析装置に関し、更に詳しくは、多次の振動成分の高速
応答トラッキング分析の改善に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a tracking analysis device used for vibration analysis of rotating machinery, and more particularly to improvement of high-speed response tracking analysis of multi-order vibration components.
〈従来の技術〉
一般に回転機械の振動計測にあたっては、第7図に示す
ように、回転数に対しにn(nは整数)の周波数の振動
成分(n次の成分)の大きさを各成分毎に測定して回転
数と振動振幅の関係を求めるトラッキング分析が広く行
われている。<Prior art> Generally, when measuring the vibration of rotating machinery, as shown in Figure 7, the magnitude of the vibration component (n-order component) at a frequency of n (n is an integer) relative to the rotational speed is calculated for each component. Tracking analysis is widely used to determine the relationship between rotational speed and vibration amplitude by measuring each rotation.
そして、従来このようなトラッキング分析にあたっては
、第8図のようにトラッキングフィルタを用いたり、第
9図のように逓倍クロック発生回路と高速フーリエ変換
(FFT)処理を用いることが行われている。Conventionally, in such tracking analysis, a tracking filter is used as shown in FIG. 8, or a multiplication clock generation circuit and fast Fourier transform (FFT) processing are used as shown in FIG. 9.
第8図において、回転装置1の振動信号は図に示さない
振動センサで検出されて注目信号成分に対応した各トラ
ッキングフィルタ2,3に加えられている。第8図では
回転数に対してに1の振動成分と1:2の振動成分を分
析する例を示しいる。一方、回転装置1の回転に同期し
たパルス信号は図に示さない回転センサで検出されて直
接トラッキングフィルタ2及びf/V変換器4に加えら
れるとともに2倍の逓倍器5を介してトラッキングフィ
ルタ3に加えられている。トラッキングフィルタ2の出
力信号は検波器6を介してXYレコーダ7のY入力端子
に加えられ、トラッキングフィルタ3の出力信号は検波
器8を介してXYレコーダ9のY入力端子に加えられて
いる。XYレコーダ7.9の各X入力端子にはf/V変
換器4の出力信号が加えられている。In FIG. 8, a vibration signal from the rotating device 1 is detected by a vibration sensor (not shown) and is applied to each tracking filter 2, 3 corresponding to the signal component of interest. FIG. 8 shows an example in which a vibration component of 1 and a vibration component of 1:2 are analyzed with respect to the rotational speed. On the other hand, a pulse signal synchronized with the rotation of the rotating device 1 is detected by a rotation sensor (not shown) and is directly applied to the tracking filter 2 and f/V converter 4, and is also sent to the tracking filter 3 via a double multiplier 5. has been added to. The output signal of the tracking filter 2 is applied to the Y input terminal of the XY recorder 7 via the detector 6, and the output signal of the tracking filter 3 is applied to the Y input terminal of the XY recorder 9 via the detector 8. The output signal of the f/V converter 4 is applied to each X input terminal of the XY recorder 7.9.
このような構成により、XYレコーダ7には回転数に対
して1:1の振動成分が記録され、XYレフーダ9には
回転数に対して1:2の振動成分が記録される。With this configuration, the XY recorder 7 records vibration components with a ratio of 1:1 to the number of rotations, and the XY recorder 9 records vibration components with a ratio of 1:2 to the number of rotations.
第9図において、入力端子10に加えられる振動信号は
アンチエイリアシングフィルタ11を介してA/D変換
器12に加えられる。一方、入力端子13に加えられる
回転パルス信号はM倍の逓倍器14を介してサンプリン
グクロックとしてA/D変換器12に加えられる。A/
D変換器12で変換された振動信号データはFFT演算
部15に加えられて振動成分が演算される。該FFT演
算部15の演算結果はデータ処理/表示装置16に加え
られる。In FIG. 9, a vibration signal applied to an input terminal 10 is applied to an A/D converter 12 via an anti-aliasing filter 11. On the other hand, the rotation pulse signal applied to the input terminal 13 is applied to the A/D converter 12 as a sampling clock via an M-times multiplier 14. A/
The vibration signal data converted by the D converter 12 is applied to the FFT calculation section 15 to calculate the vibration component. The calculation result of the FFT calculation section 15 is applied to a data processing/display device 16.
このような構成により、データ処理/表示装置16には
回転数に対して1:nの振動成分が表示される。With this configuration, the data processing/display device 16 displays a vibration component of 1:n with respect to the rotational speed.
〈発明が解決しようとする課題〉
しかし、前者の構成のようにトラッキングフィルタを用
いる場合、同時に測定したい次数の数だけフィルタが必
要になり、測定次数を多くすることは困難である。<Problems to be Solved by the Invention> However, when tracking filters are used as in the former configuration, as many filters as the orders desired to be measured simultaneously are required, and it is difficult to increase the number of orders to be measured.
また、後者の構成によれば、回転数の変化によりA/D
変換器のサンプリング周波数も変化することから、エイ
リアシングを防止するためにはカットオフ周波数をサン
プリング周波数に応じて変化させられるアンチエイリア
シングフィルタを用いる必要かあり、回路構成が複雑に
なる。In addition, according to the latter configuration, A/D
Since the sampling frequency of the converter also changes, in order to prevent aliasing it is necessary to use an anti-aliasing filter whose cutoff frequency can be changed according to the sampling frequency, which complicates the circuit configuration.
さらに、トラッキングフィルタや逓倍クロック発生回路
は応答遅れがあることがら、回転数が急激に変化した場
合には追従できなくなるという問題もある。Furthermore, since the tracking filter and the multiplication clock generation circuit have a response delay, there is also the problem that they are unable to follow a sudden change in the rotational speed.
本発明はこのような点に着目してなされたものであり、
その目的は、多次の振動成分に対するトラッキング分析
を簡単な回路構成で応答性よく行なえるトラッキング分
析装置を提供することにある。The present invention has been made with attention to these points,
The purpose is to provide a tracking analysis device that can perform tracking analysis of multi-order vibration components with a simple circuit configuration and with good responsiveness.
く課題を解決するための手段〉
上記課題を解決する本発明は、
被測定回転物の振動信号を該被測定回転物の回転周期に
比べて充分短い一定の周期でディジタル信号に変換する
A/D変換器と、
該A/D変換器で変換されたディジタル信号を一時的に
格納するバッファメモリと、
被測定回転物が所定回数回転する間に変換されたディジ
タル信号を前記バッファメモリに格納するように、前記
被測定回転物がら得られる回転同期信号に従って制御す
る制御回路と、
前記バッファメモリに格納されたデータに対して離散フ
ーリエ変換処理を行う演算装置、とて構成されたことを
特徴とするものである。Means for Solving the Problems> The present invention to solve the above problems consists of an A/D converter that converts a vibration signal of a rotating object to be measured into a digital signal at a constant cycle that is sufficiently shorter than the rotation period of the rotating object to be measured. a D converter; a buffer memory that temporarily stores the digital signal converted by the A/D converter; and a buffer memory that stores the converted digital signal while the rotating object to be measured rotates a predetermined number of times. and a control circuit that performs control according to a rotation synchronization signal obtained from the rotating object to be measured; and an arithmetic unit that performs discrete Fourier transform processing on data stored in the buffer memory. It is something to do.
〈作用〉
本発明のトラッキング分析装置によれば、被測定回転物
の振動信号はA/D変換器に加えられて一定の周期でデ
ィジタル信号に変換され、該ディジタル信号はバッファ
メモリに一時的に格納される。そして、演算装置は該バ
ッファメモリに格納されたディジタル信号に対して離散
フーリエ変換(D F T)処理を実行する。<Operation> According to the tracking analysis device of the present invention, the vibration signal of the rotating object to be measured is applied to the A/D converter and converted into a digital signal at a constant cycle, and the digital signal is temporarily stored in the buffer memory. Stored. The arithmetic unit then performs discrete Fourier transform (DFT) processing on the digital signal stored in the buffer memory.
これにより、装置全体の回路規模を比較的小さくでき、
構成回路に応答遅れ要素を含まないことから回転数が急
速に変化した場合にも影響を受けることなく測定が行え
る。This allows the circuit scale of the entire device to be relatively small,
Since the component circuit does not include response delay elements, measurements can be made without being affected even when the rotational speed changes rapidly.
〈実施例〉
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。<Example> Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図である。図
において、図に示さない被測定回転物から入力端子17
に加えられる振動信号はエイリアシングを防止するため
にアンチェイリアシングフィルタ18でサンプリング周
波数fsの1/2以上の周波数成分が除去された後A/
D変換器19に加えられる。該A/D変換器19は被測
定回転物の回転周波数に比べて充分高い一定のサンプリ
ング周波数fsて振動信号をディジタル信号に変換する
。一方、被測定回転物の回転パルス信号は入力端子20
から制御回路、21に加えられる。該制御回路21は回
転パルス信号に基づいて被測定回転物かに回転する間デ
ータ収集制御信号S1をA/D変換器19及びバッファ
メモリ22に出力し、続いて演算開始指示信号S2を演
算装置23に出力する。A/D変換器19で変換出力さ
れるディジタル信号はデータ収集制御信号S1が出力さ
れている間バッファメモリ20に一時的に格納される。FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. In the figure, input terminal 17 is connected to the rotating object to be measured (not shown).
To prevent aliasing, the vibration signal applied to A/
It is added to the D converter 19. The A/D converter 19 converts the vibration signal into a digital signal at a constant sampling frequency fs that is sufficiently higher than the rotational frequency of the rotating object to be measured. On the other hand, the rotation pulse signal of the rotating object to be measured is input to the input terminal 20.
from the control circuit 21. The control circuit 21 outputs a data collection control signal S1 to the A/D converter 19 and buffer memory 22 while the rotating object to be measured rotates based on the rotation pulse signal, and then outputs a calculation start instruction signal S2 to the calculation device. Output to 23. The digital signal converted and output by the A/D converter 19 is temporarily stored in the buffer memory 20 while the data collection control signal S1 is being output.
演算装置23は演算開始指示信号S2が加えられること
によりバッファメモリ22に格納されているディジタル
信号に対して次式で定義される離散フーリエ変換(D
F T)処理を行い演算分析結果を出力する。When the calculation start instruction signal S2 is applied, the calculation unit 23 performs a discrete Fourier transform (D
FT) Perform processing and output the calculation analysis results.
X(n) ;回転数とに:nの振動成分(n<L/2)
L ;バッファメモリに格納されたデータ数
K ;バッファメモリにデータを格納する間の回転数
なお、アンチエイリアシングフィルタ18はA/D変換
器19としてデルタ・シグマ型等のオーバーサンプリン
グ方式のものを使用する場合には省略することもできる
。X(n); Number of rotations: Vibration component of n (n<L/2)
L: Number of data stored in the buffer memory K: Number of revolutions while storing data in the buffer memory Note that the anti-aliasing filter 18 uses an oversampling type A/D converter 19 such as a delta-sigma type. It can be omitted if necessary.
第2図は第1図の動作を示すタイミングチャートである
。第2図では説明を簡単にするために回転パルス信号は
被測定回転物が1回転する毎に1回出力されるものとし
、被測定回転物が1回転する間データ収集が行われるも
のとする。すなわち、K−1とする。FIG. 2 is a timing chart showing the operation of FIG. 1. In Fig. 2, to simplify the explanation, it is assumed that the rotation pulse signal is output once every rotation of the rotating object to be measured, and data collection is performed while the rotating object to be measured rotates once. . That is, it is set as K-1.
■入力端子20に(A)に示す回転パルスが入力される
と、制御回路21は(B)に示すデータ収集制御信号S
1をA/D変換器19及びバッファメモリ22に出力す
る。■When the rotation pulse shown in (A) is input to the input terminal 20, the control circuit 21 outputs the data collection control signal S shown in (B).
1 is output to the A/D converter 19 and buffer memory 22.
■A/D変換器19はデータ収集制御信号S1が加えら
れることにより(D)に示す一定のサンプリング周波数
fsでA/D変換を行い、変換されたディジタル信号を
順次バッファメモリ22に格納する。(2) The A/D converter 19 performs A/D conversion at a constant sampling frequency fs shown in (D) by applying the data acquisition control signal S1, and sequentially stores the converted digital signals in the buffer memory 22.
■時間T経過後に次の回転パルスが入力されると被測定
回転物が1回転したことになり、制御回路21はデータ
収集制御信号S1を止める。(2) When the next rotation pulse is input after time T has elapsed, the rotating object to be measured has made one revolution, and the control circuit 21 stops the data collection control signal S1.
■データ収集制御信号S1が止まるとA/D変換器19
及びバッファメモリ22も動作を停止する。■When the data collection control signal S1 stops, the A/D converter 19
And the buffer memory 22 also stops operating.
■続いて、制御回路21は(C)に示す演算開始指示信
号S2を演算装置23に出力する。演算装置F23は演
算開始指示信号S2が入力されることによりバッファメ
モリ22に格納されているデータに対して上述のDFT
処理を実行する。(2) Subsequently, the control circuit 21 outputs a calculation start instruction signal S2 shown in (C) to the calculation device 23. The arithmetic unit F23 performs the above-mentioned DFT on the data stored in the buffer memory 22 upon receiving the arithmetic start instruction signal S2.
Execute processing.
■DFT処理が終了すると、演算装置23は(E)に示
すように分析結果を出力する。(2) When the DFT processing is completed, the arithmetic unit 23 outputs the analysis result as shown in (E).
以上の手順によりある回転数における振動の回転数に対
してl:nの成分を求めることができる。By the above procedure, it is possible to obtain the l:n component for the rotational speed of vibration at a certain rotational speed.
従って、回転数を変化させながら上記手順を繰り返すこ
とにより上述第7図に示したようなトラッキング分析結
果が得られる。Therefore, by repeating the above procedure while changing the number of rotations, the tracking analysis results shown in FIG. 7 can be obtained.
このように構成することにより、A/D変換器19が一
定のサンプリング周波数fsで動作するため従来のよう
な逓倍クロック発生回路は不要であり、かつアンチエイ
リアシングフィルタ18のカットオフ周波数は固定にで
き、結果的に回路規模を従来例に比べて小さくできる。With this configuration, the A/D converter 19 operates at a constant sampling frequency fs, so there is no need for a conventional multiplication clock generation circuit, and the cutoff frequency of the antialiasing filter 18 can be fixed. As a result, the circuit scale can be reduced compared to the conventional example.
そして、構成回路にトラッキングフィルタや逓倍器等の
回転数の変化に対して応答遅れを持つものを含まないこ
とから回転数が急速に変化した場合にも影響を受けるこ
となく測定が行える。Furthermore, since the component circuit does not include a tracking filter or a multiplier that has a response delay with respect to a change in the rotational speed, measurement can be performed without being affected even when the rotational speed changes rapidly.
なお、第2図のタイミングチャートではA/D変換器1
9はデータ収集制御信号S1が加えられている間のみA
/D変換を行う例を説明したが、第3図(F)に示すよ
うにA/D変換器19は常に動作させておき、(G)に
示すようにデータ収集制御信号S1が加えられている間
のみバッファメモリ22にデータを格納するようにして
もよい。In addition, in the timing chart of FIG. 2, A/D converter 1
9 is A only while the data collection control signal S1 is applied.
Although we have explained an example in which A/D conversion is performed, the A/D converter 19 is always operated as shown in FIG. 3(F), and the data collection control signal S1 is applied as shown in FIG. Data may be stored in the buffer memory 22 only while the user is there.
また、第1図の実施例では演算装置23が1台の例を示
したが、第4図に示すように複数の演算装置23□、2
32を用いることにより回転数のに〇の成分と回転数の
1:m(n≠m)の成分を同時に演算出力することもで
き、処理速度を上げることができる。Furthermore, although the embodiment shown in FIG. 1 shows an example in which there is one arithmetic device 23, as shown in FIG.
By using 32, it is possible to calculate and output the component of the number of rotations ○ and the component of the number of rotations 1:m (n≠m) at the same time, thereby increasing the processing speed.
また、第1図の実施例では振動信号入力が1系統の例を
示したが、第5図に示すようにアンチエイリアシングフ
ィルタ18を複数系統(181゜182)設けてこれら
の出力信号をマルチプレクサ24を介して選択的にA/
D変換器19に入力するようにしたり、第6図に示すよ
うにアンチエイリアシングフィルタ18とA/D変換器
1つを複数系統(18+、18□、191,192)設
けてこれらを並列動作させて各出力信号をバッファメモ
リ22に格納することにより、複数系統の振動信号を測
定できる。Furthermore, although the embodiment shown in FIG. 1 shows an example in which the number of vibration signal inputs is one system, as shown in FIG. selectively via A/
Alternatively, as shown in FIG. 6, multiple systems (18+, 18□, 191, 192) of anti-aliasing filter 18 and one A/D converter are provided and these are operated in parallel. By storing each output signal in the buffer memory 22, multiple systems of vibration signals can be measured.
〈発明の効果〉
以上詳細に説明したように、本発明によれば、多次の振
動成分に対するトラッキング分析を簡単な回路構成で応
答性よく行なえるトラッキング分析装置を提供すること
ができる。<Effects of the Invention> As described in detail above, according to the present invention, it is possible to provide a tracking analysis device that can perform tracking analysis of multi-order vibration components with good responsiveness with a simple circuit configuration.
第1図は本発明の一実施例のブロック図、第2図は第1
図の動作の一例を説明するタイミングチャート、
第3図は第1図の動作の他の例を説明するタイミングチ
ャート、
第4図乃至第6図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す
ブロック図、
第7図はトラッキング分析の説明図、
第8図および第9図はそれぞれ従来の装置の構成例を示
すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a timing chart explaining another example of the operation shown in FIG. 1. FIGS. 4 to 6 are block diagrams showing other embodiments of the present invention. , FIG. 7 is an explanatory diagram of tracking analysis, and FIGS. 8 and 9 are block diagrams each showing a configuration example of a conventional device.
Claims (1)
比べて充分短い一定の周期でディジタル信号に変換する
A/D変換器と、 該A/D変換器で変換されたディジタル信号を一時的に
格納するバッファメモリーと、 被測定回転物が所定回数回転する間に変換されたディジ
タル信号を前記バッファメモリに格納するように、前記
被測定回転物から得られる回転同期信号に従って制御を
行う制御回路と、 前記バッファメモリに格納されたデータに対して離散フ
ーリエ変換処理を行う演算装置、 とで構成されたことを特徴とするトラッキング分析装置
。[Scope of Claims] An A/D converter that converts a vibration signal of a rotating object to be measured into a digital signal at a constant cycle that is sufficiently shorter than a rotation period of the rotating object to be measured; a buffer memory that temporarily stores the converted digital signal; and a buffer memory that stores the converted digital signal in the buffer memory while the rotating object to be measured rotates a predetermined number of times. A tracking analysis device comprising: a control circuit that performs control according to a synchronization signal; and an arithmetic unit that performs discrete Fourier transform processing on data stored in the buffer memory.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16238090A JPH0452526A (en) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | Tracking analyzer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16238090A JPH0452526A (en) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | Tracking analyzer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0452526A true JPH0452526A (en) | 1992-02-20 |
Family
ID=15753479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16238090A Pending JPH0452526A (en) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | Tracking analyzer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0452526A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0845090A (en) * | 1994-07-28 | 1996-02-16 | Samsung Electron Co Ltd | Focus control method and apparatus |
| WO2006043511A1 (en) * | 2004-10-18 | 2006-04-27 | Nsk Ltd. | Abnormality diagnosis system for machinery |
| JP2007170816A (en) * | 2005-10-06 | 2007-07-05 | Nsk Ltd | Abnormality diagnosis device |
-
1990
- 1990-06-20 JP JP16238090A patent/JPH0452526A/en active Pending
Cited By (4)
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| JPH0845090A (en) * | 1994-07-28 | 1996-02-16 | Samsung Electron Co Ltd | Focus control method and apparatus |
| WO2006043511A1 (en) * | 2004-10-18 | 2006-04-27 | Nsk Ltd. | Abnormality diagnosis system for machinery |
| US7640139B2 (en) | 2004-10-18 | 2009-12-29 | Nsk Ltd. | Abnormality diagnosing system for mechanical equipment |
| JP2007170816A (en) * | 2005-10-06 | 2007-07-05 | Nsk Ltd | Abnormality diagnosis device |
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