JPH0452664Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0452664Y2 JPH0452664Y2 JP1983109822U JP10982283U JPH0452664Y2 JP H0452664 Y2 JPH0452664 Y2 JP H0452664Y2 JP 1983109822 U JP1983109822 U JP 1983109822U JP 10982283 U JP10982283 U JP 10982283U JP H0452664 Y2 JPH0452664 Y2 JP H0452664Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shaft
- signal
- detection means
- horsepower
- phase difference
- 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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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本考案は、原動機出力が伝動される出力軸にお
ける伝達馬力やその軸の捩れ振動特性などを自動
的に演算する軸馬力計に係り、例えば、航行中の
船舶における動力伝動軸で検出された捩れ角信号
から出力馬力などを演算し、その馬力に基づく航
行中の原動機出力の調整や、出力装置の稼働状態
の適否判定などを行う分野で利用されるものであ
る。[Detailed description of the invention] [Field of industrial application] The present invention relates to a shaft horsepower meter that automatically calculates the transmitted horsepower on the output shaft to which the output of the prime mover is transmitted, the torsional vibration characteristics of that shaft, etc. , is a field that calculates the output horsepower from the torsion angle signal detected in the power transmission shaft of a ship during navigation, adjusts the output of the prime mover during navigation based on the calculated horsepower, and determines the suitability of the operating status of the output device. It is something that is used.
軸馬力計の一つとして動力伝動中の出力軸の軸
方向の異なる二点における相対捩れ角信号を検出
し、その検出信号から捩れ角を演算すると共に、
これに基づいて軸馬力を演算するものがある。
As a shaft horsepower meter, it detects relative torsion angle signals at two different points in the axial direction of the output shaft during power transmission, and calculates the torsion angle from the detected signals.
There is a method that calculates shaft horsepower based on this.
このような軸馬力計における捩れ角信号検出手
段として、軸方向に適切な間隔を保持して軸周上
の二箇所の位置に歯車を取り付け、これに対向す
るように、非接触式のセンサを設置したものが、
例えば特公昭51−16792号公報に記載されている。
この例では、そのセンサとして、電磁誘導型ピツ
クアツプが採用されている。 As a torsion angle signal detection means in such a shaft horsepower meter, gears are mounted at two positions on the circumference of the shaft with appropriate spacing in the axial direction, and non-contact sensors are mounted opposite the gears. What is installed is
For example, it is described in Japanese Patent Publication No. 51-16792.
In this example, an electromagnetic induction pickup is used as the sensor.
しかし、上記した装置における検出マークとし
て、例えば1mm間隔の歯形を有する歯車が採用さ
れているので、その歯車に高い精度の機械加工が
要求される。加えて、動力伝動中の捩れ角の計測
に先立ち、検出値を補正するための零点調整を行
う際、軸を無負荷状態で超低速回転させるので、
電磁誘導型ピツクアツプのセンサ出力が著しく低
下する。したがつて、所望の精度を確保すること
ができなく、特に高価な感度調整回路を付加しな
ければならない。
However, since the detection mark in the above-mentioned apparatus uses a gear having tooth profiles at intervals of, for example, 1 mm, highly accurate machining is required for the gear. In addition, when performing zero point adjustment to correct the detected value prior to measuring the torsion angle during power transmission, the shaft is rotated at an extremely low speed with no load.
The sensor output of the electromagnetic induction pickup drops significantly. Therefore, the desired accuracy cannot be ensured, and a particularly expensive sensitivity adjustment circuit must be added.
これを解決すると共に、零点移動誤差に影響す
る軸心の移動や船体の撓み変形を除去できるよう
にしたものとして、センサを装着した外筒を軸に
支承しておき、その外筒を回転させるものが提案
されている。このような装置では、その構造が複
雑化すると共に、各構成部品の機械加工精度を高
める必要があつてコストアツプとなり、また、軸
への装着が容易でないなどの欠点がある。 In order to solve this problem and eliminate the movement of the axis and the flexural deformation of the hull that affect the zero point movement error, the outer cylinder with the sensor attached is supported on the shaft and the outer cylinder is rotated. something is proposed. Such a device has drawbacks such as a complicated structure, increased cost due to the need to improve the precision of machining of each component, and difficulty in mounting the device onto a shaft.
ところで、上記した以外にも、動力伝動軸の軸
方向に沿つて隔てた二箇所にセンサを設け、両者
間の捩れ差をもとに軸馬力を求めるようにしたも
のがある。そのような例として、実開昭52−
44781号公報や特開昭48−43683号公報に記載され
た軸馬力計がある。 By the way, in addition to the above, there is a system in which sensors are provided at two locations separated along the axial direction of the power transmission shaft, and the shaft horsepower is determined based on the torsion difference between the two. As such an example,
There are shaft horsepower meters described in Publication No. 44781 and Japanese Unexamined Patent Publication No. 48-43683.
実開昭52−44781号公報においては、検出器が
伝動軸の片側だけに設置されている。そのため
に、軸が船体に対して平行移動や回転移動するこ
とに対して、計測誤差が生じることになる。ま
た、船体の撓みの影響を避ける方法として、剛性
の十分な取付部材に検出器を設置するようにして
いる。しかし、その取付部材は、両端が船体に結
合されており、船体が撓んで変形すると、その両
端部も変位する。取付部材がいかに剛性の高いも
のであつても、それ自体の変位は避けられず、計
測値に誤差が発生することになる。 In Japanese Utility Model Application Publication No. 52-44781, the detector is installed only on one side of the transmission shaft. Therefore, measurement errors occur when the shaft moves in parallel or rotationally with respect to the hull. In addition, as a method to avoid the influence of deflection of the hull, the detector is installed on a mounting member with sufficient rigidity. However, both ends of the mounting member are connected to the hull, and when the hull flexes and deforms, both ends are also displaced. No matter how rigid the mounting member is, displacement of the mounting member itself is inevitable, resulting in errors in measured values.
さらに、伝動軸の一回転につき一回の回転パル
ス信号を検出させるようにしているが、これをカ
ウンタによりある一定時間で計数することで回転
数を算出し、この間に位相差検出器から求められ
たトルクとを積算器で演算し、馬力を求めてい
る。したがつて、各瞬時のトルクを加算平均する
といつたことはできず、平均トルクと回転数の各
整数倍の高調波成分だけを取り出すことができな
い欠点がある。 Furthermore, a rotation pulse signal is detected once per rotation of the transmission shaft, and the number of rotations is calculated by counting this signal with a counter over a certain period of time. The horsepower is calculated by calculating the torque and torque using an integrator. Therefore, it is not possible to add and average the torques at each instant, and there is a drawback that only the harmonic components of each integer multiple of the average torque and rotation speed cannot be extracted.
一方、特開昭48−43683号公報には、二対の検
出器を船体に固定し、伝動軸と船体との相対変位
による影響を避けることができるようにした装置
が提案されている。しかし、軸の各部における変
位には、船体の捩れが含まれないため、前後の検
出器の位置で、船体の捩れによる回転角度差が、
そのまま誤差として現われることになる。 On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 48-43683 proposes a device in which two pairs of detectors are fixed to the ship's hull to avoid the effects of relative displacement between the transmission shaft and the ship's hull. However, since the displacement at each part of the shaft does not include the torsion of the hull, the difference in rotation angle due to the torsion of the hull at the front and rear detector positions is
This will appear as an error.
また、二系統の位相差信号が、チヨツパにより
交互にサンプリングしたものでもつて、平均化さ
れている。平均値だけを求めるのであれば問題は
ないが、トルク変動を問題にする場合には、二系
統を結合した時系列データを求める必要がある。
しかし、この場合には、チヨツパによつて信号系
統を切り換えるごとに、軸と船体との相対変位変
動による誤差変動成分が混入することになる。 Furthermore, the two systems of phase difference signals sampled alternately by the chopper are averaged. There is no problem if only the average value is determined, but if torque fluctuation is the issue, it is necessary to determine time series data that combines the two systems.
However, in this case, each time the signal system is switched by the chopper, error fluctuation components due to relative displacement fluctuations between the shaft and the hull will be mixed in.
本考案は上述の問題に鑑みてなされたもので、
その目的は、検出器として光センサを用いて構造
の複雑化を回避し、構造部品の装着を容易にする
こと、精密加工の要求される構成品を排除してコ
ストアツプを防止できるようにすること、二系統
の検出器を支持台に一体的に支承した状態におい
ても、伝動軸が変位することによる零点移動誤差
をなくすようにすること、船体自体の曲げや捩れ
変形などによつて、伝動軸が船体に対して平行移
動したり回転移動しても、計測値を平均化処理す
ることができ、時系列データとしても誤差が補正
され、平均馬力のみならずトルク変動の調和解析
も可能にすること、を実現した軸馬力計を提供す
ることである。 This invention was made in view of the above problems,
The purpose is to avoid complicating the structure by using an optical sensor as a detector, to make it easier to install structural parts, and to prevent cost increases by eliminating components that require precision machining. , even when two systems of detectors are integrally supported on a support stand, zero point movement errors due to displacement of the transmission shaft should be eliminated; Measured values can be averaged even if the unit moves parallel or rotationally relative to the hull, and errors are corrected as time-series data, making it possible to harmonically analyze not only average horsepower but also torque fluctuations. The purpose of the present invention is to provide a shaft horsepower meter that achieves the following.
本考案は、軸方向に一定の距離を隔てた位置の
軸周囲に配置される二つの平行な被検出体を介し
て、回転しながら伝動状態にある軸の馬力が計測
されるようになつている軸馬力計に適用される。
In this invention, the horsepower of a shaft in a rotating and transmitting state is measured through two parallel detection objects placed around the shaft at a certain distance apart in the axial direction. Applies to shaft horsepower meters.
その特徴とするところは、第1図を参照して、
軸2に取り付けられた反射マーク列フイルムもし
くはスリツト付きデイスクなどの被検出体3A,
3Bと、その被検出体の反射マーク3aもしくは
スリツトを非接触で検出するための光センサ4
a,4b,5a,5bと、を備える捩れ角信号検
出手段1が設けられる。光センサ4a,4b,5
a,5bは、それぞれの被検出体に対面する二つ
でもつて一つのセンサ対を構成し、かつ、そのセ
ンサ対は、軸2の周方向の二箇所以上に対向して
配置されることにより、二系統以上が形成され
る。 Its characteristics are as shown in Figure 1.
Detected object 3A, such as a reflective mark array film or a disc with a slit, attached to the shaft 2;
3B and an optical sensor 4 for non-contact detection of the reflective mark 3a or slit of the object to be detected.
A torsion angle signal detection means 1 is provided. Optical sensors 4a, 4b, 5
a, 5b constitute one sensor pair by facing each detected object, and the sensor pair is arranged facing each other at two or more locations in the circumferential direction of the shaft 2. , two or more strains are formed.
その二つ以上のセンサ対は、船体上の一点もし
くは船幅方向に並ぶ船体上の数点で固定した保持
部材9(第4図a,b参照)に、一体的に取り付
けられる。 The two or more sensor pairs are integrally attached to a holding member 9 (see FIGS. 4a and 4b) fixed at one point on the hull or at several points on the hull aligned in the width direction of the ship.
そして、被検出体3Aの近傍の軸周上の一箇所
に設けられた反射マーク13と、この反射マーク
13を非接触で検出する光センサ14とを有する
回転数信号検出手段12と、捩れ角信号検出手段
1の各対をなす光センサ4a,4bと光センサ5
a,5bの信号に基づいて、それぞれの位相差の
瞬時値を検出する位相差検出手段18と、位相差
検出手段18からの信号を、回転数信号検出手段
12からの一回転信号に同調させ、かつ、演算処
理可能信号に変換する入力制御ユニツト19と、
その入力制御ユニツト19の出力信号に基づい
て、馬力演算および周波数解析による捩れ振動特
性を演算する解析演算処理手段22と、解析演算
処理手段22における演算結果を出力表示する表
示手段26とが設けられている。 The rotational speed signal detection means 12 includes a reflective mark 13 provided at one location on the axial circumference near the detected object 3A, and an optical sensor 14 that detects the reflective mark 13 in a non-contact manner. Each pair of optical sensors 4a, 4b and optical sensor 5 of the signal detection means 1
A phase difference detection means 18 detects the instantaneous value of each phase difference based on the signals of a and 5b, and the signal from the phase difference detection means 18 is tuned to the one rotation signal from the rotation speed signal detection means 12. , and an input control unit 19 for converting into an arithmetic processable signal;
Based on the output signal of the input control unit 19, an analysis calculation processing means 22 for calculating torsional vibration characteristics by horsepower calculation and frequency analysis, and a display means 26 for outputting and displaying the calculation results of the analysis calculation processing means 22 are provided. ing.
以下に、本考案をその実施例に基づいて、詳細
に説明する。
The present invention will be described in detail below based on examples thereof.
図中の1は捩れ角信号検出手段で、伝動軸2の
軸方向に一定の距離lを隔ててその周上に貼着さ
れた二つの被検出体と、これらの被検出体に対面
して設置された光センサとからなつている。 1 in the figure is a torsion angle signal detection means, which detects two detected objects attached to the circumference of the transmission shaft 2 at a certain distance l in the axial direction, and It consists of an installed optical sensor.
その被検出体は、後述する例えば反射マーク列
フイルム3A,3Bである。光センサは、二箇所
以上の部位から非接触で、各反射マーク列フイル
ム3A,3Bの反射マーク3aを検出するもので
ある。本例では、二箇所の部位から検出するよう
にしているので、四つのセンサ4a,4b,5
a,5bが採用されている。これらの光センサ
は、それぞれの反射マーク列フイルム3A,3B
に対面する前後二つの光サンサ4a,4bなどで
もつて一つのセンサ対を構成している。 The objects to be detected are, for example, reflective mark row films 3A and 3B, which will be described later. The optical sensor detects the reflective mark 3a of each reflective mark row film 3A, 3B from two or more locations in a non-contact manner. In this example, since detection is performed from two locations, four sensors 4a, 4b, 5 are used.
a and 5b are adopted. These optical sensors are connected to the respective reflective mark row films 3A and 3B.
The two front and rear optical sensors 4a, 4b facing each other constitute one sensor pair.
第2図aは上記した反射マーク列フイルム3
A,3Bの平面図で、同図bに示すように、白ペ
イント6が裏面に塗布されたフイルム3である。
その表面には、等間隔の多数個の反射マーク3a
からなる反射マーク列3Mが写植されており、軸
2の表面円周上に貼着する際に基準となる横基準
線3Pおよび縦基準線3Qが、相互に直交して記
入されている。ちなみに、各反射マーク3aの幅
wは0.5〜1mmであつて、精密作画された原版か
ら写真複製される。したがつて、簡便に製作でき
ると共に、高精度で捩れ角信号を検出するのに都
合のよい等質性の極めて高いものとなつている。 FIG. 2a shows the reflective mark row film 3 described above.
A and 3B are plan views, and as shown in FIG. 3B, the film 3 has white paint 6 applied to its back surface.
On its surface, there are a large number of equally spaced reflective marks 3a.
A reflective mark row 3M consisting of the following is phototypeset, and a horizontal reference line 3P and a vertical reference line 3Q, which serve as references when pasting on the circumference of the surface of the shaft 2, are drawn orthogonal to each other. Incidentally, each reflective mark 3a has a width w of 0.5 to 1 mm, and is photographically reproduced from a precisely drawn original plate. Therefore, it can be manufactured easily and has extremely high homogeneity, which is convenient for detecting torsion angle signals with high precision.
これらの反射マーク列フイルム3A,3Bは、
第3図に示すように、軸2の表面円周上に貼着す
る場合、軸心2aに平行な表面の線7に上記した
横基準線3Pを合致させ、線7と直角な表面円周
上の罫書線8に縦基準線3Qを合わせて、間隔l
を保つように貼りつけられる。 These reflective mark row films 3A, 3B are
As shown in FIG. 3, when pasting on the surface circumference of the shaft 2, the above-mentioned horizontal reference line 3P is aligned with the surface line 7 parallel to the axis 2a, and the surface circumference perpendicular to the line 7 is Align the vertical reference line 3Q with the upper score line 8, and set the interval l.
It can be pasted to maintain the
前記した四つの光センサ4a,4b,5a,5
bは、第1図に示したように、軸2の表面に貼着
された二つの反射マーク列フイルム3A,3Bの
表面とは非接触状態に対面され、例えば、光セン
サ4a,4bの対が、軸2の軸心2aを挟んだ位
置の光センサ5a,5bの他の対に対向して配置
されている。したがつて、二つのセンサ対からな
る二系統が形成される。 The four optical sensors 4a, 4b, 5a, 5 described above
As shown in FIG. 1, b faces the surfaces of the two reflective mark row films 3A and 3B attached to the surface of the shaft 2 in a non-contact state, and, for example, the pair of optical sensors 4a and 4b. is arranged opposite to another pair of optical sensors 5a and 5b, which are located across the axis 2a of the shaft 2. Therefore, two systems consisting of two sensor pairs are formed.
これは、零点誤差の原因となる軸2の初期的な
曲げまたは捩れに起因する変位あるいは被装着体
である例えば船体の撓み変形による捩れ角信号を
検出する場合において、各系統で、その大きさが
等しくかつ反対方向に発生することを利用して、
馬力を演算する際に、零点誤差の原因を相殺させ
ることができるようにするためである。 This is because when detecting a torsion angle signal caused by the initial bending or twisting of the shaft 2, which causes a zero point error, or the deflection deformation of an object to be attached, such as a ship's hull, each system has to calculate its magnitude. Taking advantage of the fact that they occur equally and in opposite directions,
This is to enable the cause of zero point error to be offset when calculating horsepower.
上記した二つのセンサ対は、第4図a,bに示
すように、一つの保持部材9に一体的に取り付け
られている。その保持部材9は、軸2の変位およ
び航行中の船体10の変形の影響を受けないよう
に、船体の一点もしくは軸2が船体の前後方向に
延びている場合には、その船体の変形が現れにく
い例えば船幅方向に並ぶ数点で固定されている。
これは、船体10の変形に伴つて、センサ対にお
ける前後の光センサ相互の相対位置が異なること
のないように、すなわち、計測された捩れ角信号
の他の要因が混入しないようにするためである。 The two sensor pairs described above are integrally attached to one holding member 9, as shown in FIGS. 4a and 4b. The holding member 9 is not affected by the displacement of the shaft 2 and the deformation of the hull 10 during navigation, so that if the shaft 2 extends in the longitudinal direction of the hull, the deformation of the hull is prevented. For example, they are fixed at several points lined up in the width direction of the ship.
This is to prevent the relative positions of the front and rear optical sensors in the sensor pair from changing due to the deformation of the hull 10, that is, to prevent other factors from being mixed into the measured torsion angle signal. be.
なお、捩れ角信号検出手段1として、上述の反
射マーク列フイルム3A,3Bに代えて、図示し
ないが、軸2の軸心2aに直交するようなデイス
クを固着しておいてもよい。そのデイスクには放
射状の多数のスリツトが設られ、デイスクを挟む
ようにして配置された光センサにより、スリツト
を検出するようにすればよい。 As the torsion angle signal detection means 1, a disk perpendicular to the axis 2a of the shaft 2 may be fixed, although not shown, in place of the reflective mark array films 3A and 3B described above. The disk may be provided with a large number of radial slits, and the slits may be detected by optical sensors placed across the disk.
ところで、上述の二系統のセンサ対による検出
信号は、第5図aに示すように、低周波ノイズを
含む電圧の正弦波信号となるのが一般的である。
後述する位相差の検出においては、その正弦波信
号の立ち上がり零クロス点を位相起点としている
ことから、同図bに示すように、低周波ノイズお
よび直流が除去されたマーク列周期の正弦波信号
に修正するため、4チヤンネルハイパスフイルタ
アンプ11が、第1図に示すように付設されてい
る。しかし、光センサにおいてマーク列周期の正
弦波信号が得られる場合には、特に設ける必要は
ないものである。 Incidentally, the detection signals from the two sensor pairs described above are generally voltage sine wave signals containing low frequency noise, as shown in FIG. 5a.
In detecting the phase difference, which will be described later, since the rising zero cross point of the sine wave signal is used as the phase starting point, as shown in Figure b, the sine wave signal with the mark row period from which low frequency noise and direct current have been removed is In order to correct this, a four-channel high-pass filter amplifier 11 is provided as shown in FIG. However, if a sine wave signal of the mark row period can be obtained in the optical sensor, there is no particular need to provide it.
12は回転数検出手段で、軸2の表面円周上の
反射マーク列フイルム3Aの近傍に装着された反
射マーク13と、この反射マークを感知して軸2
の回転数を非接触で検出する光センサ14とから
なつている。この光センサ14は反射マーク13
に対面するように、軸2以外の静止体に設けられ
る。その静止体としては、船体10に立設された
取付部材または上述した保持部材9などが使用さ
れる。なお、光センサ14は、前述した光センサ
4a,4b,5a,5bなどと同じく、例えばフ
オトトランジスタが採用され、そのセンサ電源1
5を共用して、センサ電源15の電圧変動に伴う
上記各光センサの応答性が、相対的に異ならない
ように配慮されている。 Reference numeral 12 denotes a rotation speed detecting means that detects a reflective mark 13 attached near the reflective mark row film 3A on the circumference of the surface of the shaft 2, and detects this reflective mark to detect the rotation speed of the shaft 2.
and an optical sensor 14 that detects the rotational speed of the motor in a non-contact manner. This optical sensor 14 is a reflection mark 13
It is provided on a stationary body other than the shaft 2 so as to face the shaft 2. As the stationary body, a mounting member erected on the hull 10 or the above-mentioned holding member 9 is used. Note that the optical sensor 14 employs, for example, a phototransistor, like the aforementioned optical sensors 4a, 4b, 5a, 5b, etc., and its sensor power supply 1
5 is used in common, so that the responsiveness of each of the above-mentioned optical sensors due to voltage fluctuations of the sensor power supply 15 is not relatively different.
光センサ14は、第6図aに示すような信号を
出力するが、これを安定化させるためのパルス整
形回路16が、第1図に示すように付設され、第
6図bに示すようなパルス信号に整形される。こ
の信号は一回転のタイミングを検出するためのも
ので、次に述べる大容量データレコードユニツト
17に入力された後、入力制御ユニツト19およ
び解析演算処理手段22における馬力演算ならび
に調和解析を行う場合の基準周期信号として用い
られる。 The optical sensor 14 outputs a signal as shown in FIG. 6a, but a pulse shaping circuit 16 is attached as shown in FIG. 1 to stabilize the signal, and a signal as shown in FIG. 6b is attached. It is shaped into a pulse signal. This signal is for detecting the timing of one revolution, and after being input to the large-capacity data record unit 17 described below, it is used for horsepower calculation and harmonic analysis in the input control unit 19 and analysis calculation processing means 22. Used as a reference period signal.
上述した捩れ角信号検出手段1および回転数検
出手段12の五つの光センサによる検出信号を記
憶し、それを後述する位相差検出手段18に出力
するため、大容量データレコードユニツト17が
設置されている。これは磁気媒体記憶装置であ
り、零点補正およびオフライン処理にも用いられ
る。しかし、通常の馬力演算においては、検出信
号を単に素通りさせるだけである。 A large-capacity data record unit 17 is installed to store the detection signals from the five optical sensors of the torsion angle signal detection means 1 and the rotation speed detection means 12 mentioned above and output them to the phase difference detection means 18 described later. There is. This is a magnetic media storage device and is also used for zero correction and offline processing. However, in normal horsepower calculation, the detection signal is simply passed through.
18は位相差検出手段であり、二つの位相差検
出部18A,18Bからなる。これには、大容量
データレコードユニツト17から実時間正弦波信
号または再生信号が入力され、一つの対をなす光
センサ4a,4bと他の対をなす光センサ5a,
5bの二相の正弦波の立ち上がり零クロス点の位
相差を、時間カウント法により検出するものであ
る。 Reference numeral 18 denotes a phase difference detection means, which consists of two phase difference detection sections 18A and 18B. A real-time sine wave signal or a reproduction signal is inputted to this from the large-capacity data record unit 17, and one pair of optical sensors 4a, 4b and another pair of optical sensors 5a, 4b are input.
The phase difference between the rising and zero crossing points of the two-phase sine wave 5b is detected by a time counting method.
19は入力制御ユニツトであり、入力インター
フエース20とバツフアメモリ21からなる。前
者は、上述した位相差検出部18A,18Bで検
出された位相差をデジタル信号に変換した後に、
バツフアメモリ21へ送出するものである。その
データの取り込みタイミングは、マーク列周期と
同期させる必要があるため、データ取り込み制御
用として、例えば位相差検出部18Aの内部で発
生される正弦波立ち上がり零クロス点に同期した
パルスが用いられる。また、バツフアメモリ21
へは軸2の一回転分のデータを単位として処理
し、そのための制御信号として光センサ14から
の信号に同期した一回転タイミングパルスが用い
られる。 Reference numeral 19 denotes an input control unit, which includes an input interface 20 and a buffer memory 21. The former converts the phase difference detected by the phase difference detection units 18A and 18B into a digital signal, and then
It is sent to the buffer memory 21. Since the data acquisition timing needs to be synchronized with the mark train period, a pulse synchronized with the rise and zero cross points of the sine wave generated inside the phase difference detection section 18A, for example, is used for data acquisition control. In addition, buffer memory 21
Data for one rotation of the shaft 2 is processed as a unit, and a one-rotation timing pulse synchronized with the signal from the optical sensor 14 is used as a control signal for this purpose.
22は解析演算処理手段であり、調和解析演算
処理部23と、メモリ24および入力部25とか
らなる。調和解析演算処理部23は、バツフアメ
モリ21の一回転分のデータが、回転タイミング
パルス信号に同期して入力され、そのデータが一
回転分の個々の反射マークに対応したアドレスメ
モリに加算して記憶される。そして、入力部25
において予め指定された回数だけ加算され、各マ
ークごとのアドレスのメモリ値を加算回数で割る
平均演算を行うようになつている。 Reference numeral 22 denotes an analytical calculation processing means, which includes a harmonic analysis calculation processing section 23, a memory 24, and an input section 25. The harmonic analysis calculation processing unit 23 receives data for one rotation of the buffer memory 21 in synchronization with the rotation timing pulse signal, adds the data to address memories corresponding to individual reflection marks for one rotation, and stores the data. be done. Then, the input section 25
are added a predetermined number of times, and an average calculation is performed by dividing the memory value of the address for each mark by the number of additions.
この処理により回転数に同期しない非調和ノイ
ズ成分が除去され、さらに、光センサ4a,4b
および光センサ5a,5bの二系統のデータの平
均を演算し、軸2と全ての光センサとの相対変位
や振動による誤差成分が除去される。すなわち、
平均位相差に基づく馬力の演算や周波数解析によ
る捩り振動特性が演算されるようになつている。
入力部25は、上述したように調和解析演算処理
部23における加算回数を予め指定するほかに、
他の書誌的事項をも入力するために使用される。 This process removes aharmonic noise components that are not synchronized with the rotation speed, and furthermore, the optical sensors 4a and 4b
Then, the average of the two systems of data from the optical sensors 5a and 5b is calculated, and error components due to relative displacement and vibration between the shaft 2 and all the optical sensors are removed. That is,
Horse power is now calculated based on the average phase difference and torsional vibration characteristics are calculated using frequency analysis.
In addition to specifying in advance the number of additions in the harmonic analysis calculation processing unit 23 as described above, the input unit 25 also
It is also used to enter other bibliographic information.
26は表示手段であり、解析演算処理手段22
における結果をCRTに表示する表示部27と、
プリンター出力部28などが必要に応じて設置さ
れている。 26 is a display means, and analysis calculation processing means 22
a display unit 27 for displaying the results on a CRT;
A printer output unit 28 and the like are installed as necessary.
このような構成例による軸馬力などの計測を、
第7図のフローチヤートをも参照しながら、以下
に説明する。 Measuring shaft horsepower, etc. using this configuration example,
This will be explained below with reference to the flowchart shown in FIG.
原動機の動力が軸2を介して推進プロペラなど
に伝動されている状態で、軸2における軸馬力や
捩れ振動特性を計測するときは、まず、入力部2
5に例えば船舶番号、実施年月日、時刻、航行場
所などの書誌的事項と共に、データ採取回数Nを
入力し、メモリ24に記憶させる(フローチヤー
トのステツプ1、以下にS1などと記す)。 When measuring the shaft horsepower and torsional vibration characteristics of the shaft 2 while the power of the prime mover is being transmitted to the propulsion propeller etc. via the shaft 2, first
In step 5, for example, bibliographical items such as ship number, date of implementation, time, and place of navigation are input, as well as the number of data collection N, and stored in the memory 24 (Step 1 of the flowchart, hereinafter referred to as S1, etc.).
船舶が前進中であれば、軸2は第1図に示す矢
印30方向へ正回転し、回転数信号検出手段12
の反射マーク13から、光センサ14が一回転に
一回の割合で、第6図aに示すパルス信号を出力
する(S2)。そのパルス信号はパルス整形回路1
6で第6図bのように整形された後(S3)、大容
量データレコードユニツト17へ入力される
(S4)。 When the ship is moving forward, the shaft 2 rotates forward in the direction of the arrow 30 shown in FIG.
The optical sensor 14 outputs the pulse signal shown in FIG. 6a from the reflective mark 13 once per rotation (S2). The pulse signal is passed through the pulse shaping circuit 1
After being formatted in step 6 as shown in FIG. 6b (S3), the data is input to the large-capacity data record unit 17 (S4).
一方、捩れ角信号検出手段1の光センサ4a,
4bおよび光センサ5a,5bは、反射マーク列
フイルム3A,3Bの反射マーク3aを検出し
(S5)、第5図aのような検出信号が、4チヤン
ネルハイパスフイルタアンプ11に入力される。
そこで、同図bのような低周波ノイズと直流分が
除去された正弦波信号に修正される(S6)。その
修正された正弦波信号は、4チヤンネルハイパス
フイルタアンプ11から大容量データレコードユ
ニツト17へ入力される(S4)。 On the other hand, the optical sensor 4a of the torsion angle signal detection means 1,
4b and the optical sensors 5a, 5b detect the reflective marks 3a of the reflective mark array films 3A, 3B (S5), and a detection signal as shown in FIG.
Therefore, the signal is corrected to a sine wave signal from which low frequency noise and DC components are removed, as shown in FIG. 2B (S6). The modified sine wave signal is input from the 4-channel high-pass filter amplifier 11 to the large-capacity data record unit 17 (S4).
大容量データレコードユニツト17に入力され
た各検出信号は、位相差検出手段18の位相差検
出部18A,18Bの二系統において、光センサ
4a,4bおよび光センサ5a,5bの各対にお
ける位相差Δφi4およびΔφi5が検出される(S7)。
すなわち、第8図aに示す一対の光センサ4a,
4bのうちの光センサ4aからの軸2の一回転中
におけるi番目の正弦波信号の立ち上がり零クロ
ス点X1,X2間のパルス列発生周期は、同図b
のようにTiとなる。 Each detection signal inputted to the large-capacity data record unit 17 is detected by the phase difference detection unit 18A, 18B of the phase difference detection means 18, which detects the phase difference between each pair of optical sensors 4a, 4b and optical sensors 5a, 5b. Δφi 4 and Δφi 5 are detected (S7).
That is, a pair of optical sensors 4a shown in FIG. 8a,
The pulse train generation period between the rising zero cross points X1 and X2 of the i-th sine wave signal during one rotation of the shaft 2 from the optical sensor 4a in 4b is shown in FIG.
As in, it becomes Ti.
一方、第8図cに示す光センサ4bからの実線
で表示した負荷時の正弦波信号の立ち上がり零ク
ロス点Y1,Y2間のパルス列発生周期は、同図
dのようになり、光センサ4aの零クロス点X
1,X2に対しては、同図eに示すように、ΔTi
のパルス時間差が生じる。後述するが、無負荷の
場合の光センサ4a,4bのi番目の正弦波信号
のパルス時間差は、ΔToiであることが予め計測
されかつ記憶されているので、瞬時の位相差Δφi
は、
Δφi=2π(ΔTi−ΔToi)/Ti ……(1)
であつて、Δφi4が、この時間カウント法を用い
て、位相差検出部18Aで検出される。光センサ
5a,5bの正弦波信号についても、同様に、
Δφi5が位相差検出部18Bで検出される。 On the other hand, the pulse train generation period between the rising and zero cross points Y1 and Y2 of the sine wave signal under load, which is shown by the solid line from the optical sensor 4b shown in FIG. 8c, is as shown in FIG. Zero cross point X
1, X2, as shown in the figure e, ΔTi
This results in a pulse time difference of . As will be described later, since it has been previously measured and stored that the pulse time difference between the i-th sine wave signals of the optical sensors 4a and 4b in the case of no load is ΔToi, the instantaneous phase difference Δφi
Δφi=2π(ΔTi−ΔToi)/Ti (1) where Δφi 4 is detected by the phase difference detection section 18A using this time counting method. Similarly, regarding the sine wave signals of the optical sensors 5a and 5b,
Δφi 5 is detected by the phase difference detection section 18B.
その検出された瞬時の位相差Δφi4,Δφi5は、
二つの反射マーク列フイルム3A,3Bの反射マ
ーク列3Mを同期させて、バツフアメモリ21に
デジタル信号として取り込むために、そのタイミ
ング制御用として、位相差検出部18Aで発生さ
せた正弦波立ち上がり零クロス点Z1に同期した
パルス信号のマーカータイミングパルスと共に、
入力制御ユニツト19の入力インターフエース2
0に入力される。 The detected instantaneous phase differences Δφi 4 and Δφi 5 are
In order to synchronize the reflection mark rows 3M of the two reflection mark row films 3A and 3B and input them into the buffer memory 21 as digital signals, the sine wave rise and zero cross points generated by the phase difference detection section 18A are used for timing control. Along with the marker timing pulse of the pulse signal synchronized with Z1,
Input interface 2 of input control unit 19
It is input to 0.
一方、バツフアメモリ21では、軸2の一回転
分のデータを一つの単位として処理するので、そ
のための起動制御信号として、大容量データレコ
ードユニツト17で整形された光センサ14から
の信号に同期した一回転タイミングパルスがトリ
ガ信号として入力される(S8)。入力インターフ
エース20のデータが、デジタル信号として入力
制御ユニツト19のバツフアメモリ21に入力さ
れると(S9)、解析演算処理手段22の調和解析
演算処理部23に、バツフアメモリ21の一回転
分のデータが、回転タイミングパルス信号に同期
して入力される(S10)。 On the other hand, since the buffer memory 21 processes data for one rotation of the shaft 2 as one unit, a single rotation synchronized with the signal from the optical sensor 14 shaped by the large-capacity data record unit 17 is used as the activation control signal for that purpose. A rotation timing pulse is input as a trigger signal (S8). When the data from the input interface 20 is input as a digital signal to the buffer memory 21 of the input control unit 19 (S9), the harmonic analysis calculation processing section 23 of the analysis calculation processing means 22 receives the data for one rotation of the buffer memory 21. , is input in synchronization with the rotation timing pulse signal (S10).
これらが、二系統の位相差検出部18A,18
Bで検出された各反射マークに対応して割り当て
られたアドレスメモリに入力され(S11)、入力
部25において指定された軸2の回転回数分(採
取回数N)の入力値を加算すると共に、その都度
メモリ値ごとに平均値を演算し、さらに、予め記
憶された零点位相角Δφoとの差を演算する。 These are two systems of phase difference detection sections 18A, 18.
The input value is input to the address memory assigned corresponding to each reflective mark detected at B (S11), and the input value for the number of rotations of the shaft 2 (number of sampling N) specified in the input section 25 is added, The average value is calculated for each memory value each time, and the difference from the zero point phase angle Δφo stored in advance is calculated.
これらのデータに基づいて、調和解析がなさ
れ、平均トルク、平均回転数、軸馬力、捩り振動
に伴うトルク変動の高調波の振幅位相および周期
が、例えばFFT法などを用いた周波数解析によ
り演算される(S12およびS13)。 Based on these data, harmonic analysis is performed, and the average torque, average rotational speed, shaft horsepower, and the amplitude phase and period of harmonics of torque fluctuations due to torsional vibration are calculated by frequency analysis using, for example, the FFT method. (S12 and S13).
なお、トルクQ(Kg・m)は、 Q=πD4GΔφ/32lM×10-3 ……(2) ただし、 D:軸直径(mm) G:剪断弾性係数(Kg/mm) l:二つの反射マーク列フイルムの距離 M:反射マーク数 Δφ:パルス列の位相差(rad) により求められ、軸馬力P(SHP)は、 P=2πNQ/75×60 =1.3708×10-7×D4GN×Δφ/lM ……(3) ただし、 N:回転数(rpm) で求められる。 In addition, the torque Q (Kg・m) is Q=πD 4 GΔφ/32lM×10 -3 ...(2) where, D: Shaft diameter (mm) G: Shear modulus of elasticity (Kg/mm) l: Two Distance M of reflective mark train film: Number of reflective marks Δφ: Phase difference of pulse train (rad). Shaft horsepower P (SHP) is calculated as: P=2πNQ/75×60 =1.3708×10 -7 ×D 4 GN× Δφ/lM...(3) However, N: Number of revolutions (rpm).
この馬力などの演算結果は、表示手段26の表
示部27のCRT画面に表示され、必要に応じて
プリンター出力部28で打ち出される(S14)。
入力部25は予め演算処理手段22に演算指令し
ているが、上記したNとして例えば100回転数あ
るいはそれ以上の回転数のデータを採取するよう
に指令しておけば、馬力などの演算精度を高める
ことができる。 The calculation results such as horsepower are displayed on the CRT screen of the display section 27 of the display means 26, and printed out on the printer output section 28 as necessary (S14).
The input unit 25 instructs the arithmetic processing means 22 to perform calculations in advance, but if the above-mentioned N is instructed to collect data at, for example, 100 rotations or more, the accuracy of calculations such as horsepower can be improved. can be increased.
この解析演算処理手段22では、大容量データ
レコードユニツト17に記憶されたデータの再生
出力レベルを調整できるので、位相差検出部18
A,18Bとの最適マツチングがオフライン処理
でも行うことができる。また、時間軸のスケール
を変更することもできるので、必要に応じて反射
マーク列3Mの周波数信号を変更し、すなわち、
時間軸の速度を大きくして、再生速度調整を行つ
て演算することもできる。 This analysis calculation processing means 22 can adjust the reproduction output level of the data stored in the large capacity data record unit 17, so that the phase difference detection section 18
Optimal matching with A and 18B can also be performed in offline processing. In addition, since the scale of the time axis can be changed, the frequency signal of the reflective mark row 3M can be changed as necessary, that is,
Calculations can also be performed by increasing the speed of the time axis and adjusting the playback speed.
ここで、軸馬力の計測に先立つ零点検定につい
て説明する。 Here, the zero point verification prior to measuring the shaft horsepower will be explained.
第1図に示すように、軸2を矢印30方向の正
転および逆転の両方向へ、約5分間に一回転の割
合の速度でターニングさせる。上述の通常の運転
時における検出手順と同様に、捩れ角信号検出手
段1の一つの対の光センサ4a,4bおよび他の
対の光センサ5a,5bが、それぞれに対向する
反射マーク列フイルム3A,3Bの反射マーク3
aを検出し、上述のフローチヤートのステツプ1
からステツプ7までの操作が行われる。なお、ス
テツプ7において、第8図cに示す光センサ4b
からの破線で表示した無負荷時の正弦波信号の立
ち上がり零クロス点はZ1,Z2であり、光セン
サ4aの零クロス点X1,X2に対して、同図e
に示すようにΔToiのパルス時間差が生じ、これ
が前述した式(1)に適用される。 As shown in FIG. 1, the shaft 2 is turned in both forward and reverse directions in the direction of the arrow 30 at a rate of one revolution per approximately five minutes. Similar to the above-described detection procedure during normal operation, one pair of optical sensors 4a, 4b and the other pair of optical sensors 5a, 5b of the torsion angle signal detection means 1 operate on the reflective mark row film 3A facing each other. , 3B reflective mark 3
a and step 1 of the above flowchart.
The operations from step 7 to step 7 are performed. Note that in step 7, the optical sensor 4b shown in FIG.
The rise zero cross points of the sine wave signal during no load, which are indicated by broken lines from , are Z1 and Z2, and the zero cross points X1 and
As shown in , a pulse time difference of ΔToi occurs, and this is applied to the above-mentioned equation (1).
そして、大容量データレコードユニツト17の
再生信号のオフライン処理により、各反射マーク
3aごとのアドレスのメモリ値から、無負荷時の
捩れ角度検出手段1の各センサ対の正弦波信号に
よる正転時の各瞬時の位相差Δφo4とΔφo5の平均
値Δφosと、逆転時の各瞬時の位相差の平均値
Δφorが演算される。そのうえで、
Δφo=(Δφos+Δφor)/2
が算出され、この零点検定初期位相角Δφoが解析
演算処理手段22のメモリ24に記憶され、演算
精度を高めるために利用される。 Then, by off-line processing of the reproduced signal of the large-capacity data record unit 17, from the memory value of the address for each reflection mark 3a, it is possible to determine the normal rotation by the sine wave signal of each sensor pair of the torsion angle detection means 1 under no load. The average value Δφos of the instantaneous phase differences Δφo 4 and Δφo 5 and the average value Δφor of the instantaneous phase differences during reversal are calculated. Then, Δφo=(Δφos+Δφor)/2 is calculated, and this zero point verification initial phase angle Δφo is stored in the memory 24 of the analytical calculation processing means 22 and used to improve calculation accuracy.
なお、零点検定の逆転ターニング時のデータ
は、反射マーク3aの正転時のエツジで検出させ
るため、大容量データレコードユニツト17にお
いて再生時間軸を反転させることにより、見掛け
上正転と全く同一条件で零点検定するとよい。こ
のような零点検定を行うと、軸2を支承する図示
しない軸受による初期トルクを排除することがで
き、解析演算処理手段22における演算精度が高
められる。 In addition, since the data at the time of reverse turning in the zero point test is detected by the edge of the reflective mark 3a at the time of forward rotation, by reversing the reproduction time axis in the large-capacity data record unit 17, the data is apparently exactly the same as the normal rotation. It is recommended to perform a zero point test. By performing such a zero point verification, it is possible to eliminate the initial torque caused by a bearing (not shown) that supports the shaft 2, and the calculation accuracy in the analysis calculation processing means 22 is improved.
ちなみに、軸2の初期変位は微小なものであ
る。この初期変形である捩れ角などは、零点計測
のために最初に軸を微速で回転させて求められる
ことは上述した通りであるが、その後に通常の回
転速度で軸を回転させると、軸受の反力や船体に
撓みが生じるために、軸と船体とに相対的に変位
が生じることを意味している。その量は微小であ
るが、軸馬力の精度を著しく損なうものである。
そのような相対変位には、軸の船体に対する平行
移動、回転移動や曲げへ変形によるものと、船体
の捩れ変形によるものとの二種がある。前者につ
いては、例えば軸の左右二系統に検出系を設置す
ると、二系統への変形の影響が逆方向に生じるこ
とから、両者の加算平均をとれば誤差が相殺され
るのである。 Incidentally, the initial displacement of the shaft 2 is minute. As mentioned above, this initial deformation, such as the torsion angle, can be found by first rotating the shaft at a slow speed for zero point measurement, but if the shaft is then rotated at a normal rotation speed, the bearing This means that a relative displacement occurs between the shaft and the hull due to reaction force and deflection of the hull. Although the amount is minute, it significantly impairs the accuracy of shaft horsepower.
There are two types of such relative displacements: those due to parallel translation, rotational movement, or bending deformation of the shaft relative to the hull, and those due to torsional deformation of the hull. Regarding the former, for example, if detection systems are installed in two systems on the left and right sides of the shaft, the effects of deformation on the two systems will occur in opposite directions, so if the average of both is taken, the error will be canceled out.
本考案は以上詳細に説明したように、まず、伝
動軸の捩れ角信号の検出にあたり、安価で作画精
度の高い反射マーク列フイルムや製作の容易なス
リツト付きデイスクを採用できる。これらを軸の
表面円周上に貼着したり装着することが極めて容
易であり、高精度な検出を可能にする。捩れ角信
号検出手段の四つの光センサは、各二つの光セン
サで一つの対を構成し、二系統以上を形成させる
ようにしているので、零点移動の原因となる軸の
微小な初期変位あるいは被装着体である船体もし
くは車体やプラント装置などの撓み変形による捩
れ角信号の検出誤差が相殺され、高精度な馬力計
測を行うことができる。
As described above in detail, the present invention allows the use of an inexpensive reflective mark array film with high drawing accuracy or an easy-to-manufacture slitted disk for detecting the torsion angle signal of the transmission shaft. It is extremely easy to attach or mount these on the surface circumference of the shaft, enabling highly accurate detection. The four optical sensors of the torsion angle signal detection means each constitute a pair of two optical sensors to form two or more systems, so that small initial displacements of the axis that cause zero point movement or Detection errors in torsion angle signals due to bending deformation of the attached object, such as a ship or vehicle body or plant equipment, are canceled out, making it possible to perform highly accurate horsepower measurements.
全ての光センサは、被装着体の一点もしくは軸
の軸方向に直角となつて並ぶ被装着体上の数点で
固定した保持部材に一体的に取り付けられている
ので、各センサ対は伝動軸の変位および船体など
の被装着体の変形の影響を受けず、各光センサ間
の相対的変位がなく、零点検定の精度を向上させ
ることができる。これらの構成は、従来例に比べ
て特に簡便な構造であり、また、高い機械加工精
度も要求されるものでないので、実用面において
製作上や取付性ならびに操作性が向上し、かつ、
コンパクトな装置とすることができる。さらに、
軸の回転速度の大小に関係なく、安定した検出信
号を得ることができる。 All optical sensors are integrally attached to a holding member that is fixed at one point on the mounted object or at several points on the mounted object aligned at right angles to the axial direction of the shaft, so each sensor pair is connected to the transmission shaft. The sensor is not affected by the displacement of the optical sensor or the deformation of the object to be attached such as a ship's body, and there is no relative displacement between the optical sensors, and the accuracy of the zero point verification can be improved. These configurations have a particularly simple structure compared to conventional examples, and do not require high machining accuracy, so in practical terms, manufacturing, installation, and operability are improved, and
It can be a compact device. moreover,
A stable detection signal can be obtained regardless of the rotational speed of the shaft.
また、位相差検出手段からの信号を、回転数信
号検出手段からの一回転信号に同調させ、かつ、
演算処理可能信号に変換する入力制御ユニツトの
出力信号に基づいて、馬力演算および周波数解析
による捩れ振動特性を演算する解析演算処理手段
を設けているので、船体自体の曲げや捩れ変形な
どによつて、伝動軸が船体に対して平行移動した
り回転移動しても、二系統の信号を分離独立して
サンプリングし、一回転あたり適当な密度で割り
当てられたバツフアメモリで加算平均され、時系
列データとしても誤差を補正することができる。
それ故に、平均馬力のみならずトルク変動の調和
解析も可能となる。 Further, the signal from the phase difference detection means is synchronized with the one rotation signal from the rotation speed signal detection means, and
Based on the output signal of the input control unit, which is converted into a processable signal, an analysis calculation processing means is provided that calculates the torsional vibration characteristics through horsepower calculation and frequency analysis. Even if the transmission shaft moves in parallel or rotationally with respect to the hull, the two systems of signals are sampled separately and independently, added and averaged using buffer memory allocated at an appropriate density per revolution, and converted into time series data. It is also possible to correct errors.
Therefore, harmonic analysis of not only average horsepower but also torque fluctuations is possible.
第1図は本考案の軸馬力計の全体系統図、第2
図aは被検出体である反射マーク列フイルムの平
面図、第2図bは同図aの−線断面図、第3
図は反射マーク列フイルムの軸への貼着状態図、
第4図aは光センサの設置状態を示す正面図、第
4図bは同図aの−線矢視図、第5図aは捩
れ角検出正弦波信号図、第5図bは修正された捩
れ角正弦波信号図、第6図aは回転数検出信号
図、第6図bは整形されたパルス信号図、第7図
は操作手順を示すフローチヤート、第8図aは一
対の光センサのうちの一方のセンサで検出された
正弦波信号図、第8図bはその正弦波信号の発生
周期図、第8図cは一対の光センサのうちの他方
のセンサで検出された負荷時および無負荷時の正
弦波信号図、第8図dはそれらの正弦波信号の発
生周期図、第8図eは負荷時および無負荷時のパ
ルス時間差図である。
1……捩れ角信号検出手段、2……軸、3A,
3B……被検出体(反射マーク列フイルム)、3
a,13……反射マーク、4a,4b,5a,5
b,14……光センサ、9……保持手段、12…
…回転数信号検出手段、18……位相差検出手
段、19……入力制御ユニツト、22……解析演
算処理手段、26……表示手段、l……一定距
離。
Figure 1 is the overall system diagram of the shaft horsepower meter of the present invention, Figure 2
Figure a is a plan view of the reflective mark array film that is the object to be detected, Figure 2b is a sectional view taken along the line -2 in figure a, and Figure 3
The figure shows how the reflective mark array film is attached to the shaft.
Fig. 4a is a front view showing the installation state of the optical sensor, Fig. 4b is a view taken along the - arrow in Fig. 4a, Fig. 5a is a torsion angle detection sine wave signal diagram, and Fig. 5b is a modified Figure 6a is a rotational speed detection signal diagram, Figure 6b is a shaped pulse signal diagram, Figure 7 is a flowchart showing the operating procedure, Figure 8a is a pair of lights. Figure 8b is a diagram of the sine wave signal detected by one of the sensors, Figure 8c is a diagram of the generation cycle of the sine wave signal, and Figure 8c is the load detected by the other of the pair of optical sensors. FIG. 8(d) is a diagram of the generation period of these sine wave signals, and FIG. 8(e) is a pulse time difference diagram during loaded and unloaded states. 1... Torsion angle signal detection means, 2... Axis, 3A,
3B...Object to be detected (reflective mark row film), 3
a, 13... Reflective mark, 4a, 4b, 5a, 5
b, 14... optical sensor, 9... holding means, 12...
...Rotational speed signal detection means, 18...Phase difference detection means, 19...Input control unit, 22...Analysis calculation processing means, 26...Display means, l...Constant distance.
Claims (1)
置される二つの平行な被検出体を介して、回転し
ながら伝動状態にある軸の馬力が計測されるよう
になつている軸馬力計において、 上記軸に取り付けられた反射マーク列フイルム
もしくはスリツト付きデイスクなどの被検出体
と、その被検出体の反射マークもしくはスリツト
を非接触で検出するための光センサと、を備える
捩れ角信号検出手段が設けられ、 上記光センサは、それぞれの被検出体に対面す
る二つでもつて一つのセンサ対を構成し、かつ、
そのセンサ対は、上記軸の周方向の二箇所以上に
対向して配置されることにより、二系統以上が形
成され、 その二つ以上のセンサ対は、船体上の一点もし
くは船幅方向に並ぶ船体上の数点で固定した保持
部材に、一体的に取り付けられ、 前記被検出体の近傍の軸周上の一箇所に設けら
れた反射マークと、この反射マークを非接触で検
出する光センサとを有する回転数信号検出手段
と、 前記捩れ角信号検出手段の各対をなす光センサ
の信号に基づいて、それぞれの位相差の瞬時値を
検出する位相差検出手段と、 この位相差検出手段からの信号を、前記回転数
信号検出手段からの一回転信号に同調させ、か
つ、演算処理可能信号に変換する入力制御ユニツ
トと、 この入力制御ユニツトの出力信号に基づいて、
馬力演算および周波数解析による捩れ振動特性を
演算する解析演算処理手段と、 この解析演算処理手段における演算結果を、出
力表示する表示手段と、 を設けたことを特徴とする軸馬力計。[Claims for Utility Model Registration] The horsepower of a shaft in a rotating and transmitting state is measured through two parallel objects to be detected placed around the shaft at positions separated by a certain distance in the axial direction. In a shaft horsepower meter configured as shown in FIG. A torsion angle signal detection means is provided, the two optical sensors facing each detected object constitute one sensor pair, and
Two or more systems are formed by arranging the sensor pairs at two or more locations facing each other in the circumferential direction of the above-mentioned shaft, and the two or more sensor pairs are arranged at one point on the hull or lined up in the width direction of the ship. A reflective mark that is integrally attached to a holding member fixed at several points on the hull and provided at one location on the axial circumference near the object to be detected, and an optical sensor that detects this reflective mark in a non-contact manner. a rotational speed signal detection means having: a phase difference detection means for detecting the instantaneous value of each phase difference based on the signals of the optical sensors forming each pair of the torsion angle signal detection means; and this phase difference detection means an input control unit that synchronizes the signal from the rotation speed signal with the one rotation signal from the rotation speed signal detection means and converts it into an arithmetic processable signal; and based on the output signal of the input control unit,
A shaft horsepower meter comprising: an analysis calculation processing means for calculating torsional vibration characteristics by horsepower calculation and frequency analysis; and a display means for outputting and displaying the calculation results of the analysis calculation processing means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10982283U JPS6017431U (en) | 1983-07-14 | 1983-07-14 | shaft horsepower meter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10982283U JPS6017431U (en) | 1983-07-14 | 1983-07-14 | shaft horsepower meter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6017431U JPS6017431U (en) | 1985-02-06 |
| JPH0452664Y2 true JPH0452664Y2 (en) | 1992-12-10 |
Family
ID=30255673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10982283U Granted JPS6017431U (en) | 1983-07-14 | 1983-07-14 | shaft horsepower meter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6017431U (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004101526A (en) * | 2002-09-06 | 2004-04-02 | General Electric Co <Ge> | High resolution torque measurement on rotating shaft |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7466290B2 (en) * | 2019-11-05 | 2024-04-12 | 株式会社Ihi検査計測 | Torsion gauge, slit ring, shaft horsepower meter, torque meter |
| JP7656800B2 (en) * | 2021-02-26 | 2025-04-04 | 日東精工株式会社 | Torque sensor and screw tightening device equipped with same |
Family Cites Families (4)
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| JPS4843683A (en) * | 1971-10-04 | 1973-06-23 | ||
| JPS5127981A (en) * | 1974-09-02 | 1976-03-09 | Mitsui Shipbuilding Eng | JIKUBARIKIKEI |
| JPS5244781U (en) * | 1975-09-25 | 1977-03-30 | ||
| JPS52142568A (en) * | 1976-05-22 | 1977-11-28 | Ono Sokki Seisakusho Kk | Instantaneous torque measuring instrument |
-
1983
- 1983-07-14 JP JP10982283U patent/JPS6017431U/en active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004101526A (en) * | 2002-09-06 | 2004-04-02 | General Electric Co <Ge> | High resolution torque measurement on rotating shaft |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6017431U (en) | 1985-02-06 |
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