JPH05215598A - 回転体の振動測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大型モータの回転軸などの回転体の振動振幅
を、精度良くしかも被測定回転体より従来方法に比べて
離れた位置から測定でき、被測定回転体が回転中であっ
ても測定装置のセットや保守点検を測定者が安全に行え
るようにする。 【構成】 半導体レーザ光源１から出射される光をビー
ムスプリッタ２によって２方向に分岐する。半導体レー
ザから出射されビームスプリッタ２を介して被測定回転
体MRの表面に貼着された反射テープ４に導かれ、この反
射テープ４からの被測定回転体MRの振動によるドップラ
ー効果を受けた反射光Lrと、ビームスプリッタ２を介し
て導かれた半導体レーザからの出射光Ｌとのヘテロダイ
ン検波による差周波数をヘテロダイン検波装置５により
求める。この差周波数に基づいて被測定回転体MRの振動
振幅を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、半導体レーザから出
射され振動測定すべき回転体にて反射された光が回転体
の振動によってドップラー効果を受けることを利用し
て、大型モータの回転軸などの回転体の振動振幅を測定
するようにした、回転体の振動測定方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】大型モータの回転軸などの回転体の振動
測定方法には、従来より、接触式と非接触式による振動
測定方法がある。接触式の振動測定方法としては、基礎
枠体内に機械的可動片及び誘導コイルを備えた検出器
を、回転体の軸受け部、あるいは回転体の支持フレーム
上に固定配置し、軸受け部、あるいは支持フレームの振
動による機械的可動片の変位を誘導コイルによって検出
することにより、回転体の振動振幅（振幅変位）を間接
的に測定するようにした方法が知られている。

【０００３】一方、非接触式の振動測定方法としては、
導電性材料よりなる回転体に対して、その表面から２〜
６mm程度間隔を隔てた位置に、交流電流が流される検出
コイルを備えた検出器（検出プローブ）を配置し、回転
体の振動による回転体と検出器との間隔距離の変化を、
回転体に発生する渦電流による磁束の変化によって上記
検出コイルのインピーダンスが変化することを利用して
検出することにより、回転体の振動振幅を測定するよう
にした方法が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の接触式の振
動測定方法では、被測定回転体の振動振幅をその回転体
の軸受け部、あるいは支持フレームを介して間接的に測
定するようにしたものであるから、測定精度が悪いとい
う欠点がある。さらに、被測定回転体の振動測定中に異
常値が出力されるような場合、測定者が回転体に巻き込
まれるなどしないように安全を確保した上で、その異常
値を示す測定装置を点検したり、異常値を示す測定装置
に代えて別の測定装置をセットしたりするということが
できないという欠点がある。

【０００５】また、上記従来の非接触式の振動測定方法
では、被測定回転体の振動振幅をその回転体の軸受け部
などを介することなく直接に測定することができるが、
検出器と被測定回転体との間隔距離を２〜６mm程度と短
く設定する必要がある。このため、接触式の振動測定方
法と同様に、被測定回転体の振動測定中に異常値が出力
されるような場合、測定者の安全を確保した上で、その
異常値を示す測定装置を点検したり、異常値を示す測定
装置に代えて別の測定装置をセットしたりするというこ
とができないという欠点がある。

【０００６】この発明は、上記従来の欠点を解消するた
めになされたものであって、大型モータの回転軸などの
回転体の振動振幅を、精度良くしかも測定すべき回転体
より従来に比べて離れた位置から測定でき、被測定回転
体が回転中であっても測定装置のセットや保守点検を測
定者が被測定回転体に巻き込まれることなく安全に行え
るようにした、回転体の振動測定方法の提供を目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明による回転体の振動測定方法は、半導体
レーザから出射される光をビームスプリッタによって２
方向に分岐し、前記半導体レーザから出射され前記ビー
ムスプリッタを介して被測定回転体の表面に貼着された
反射テープに導かれ、この反射テープからの被測定回転
体の振動によるドップラー効果を受けた反射光と、前記
ビームスプリッタを介して導かれた前記半導体レーザか
らの出射光とのヘテロダイン検波による差周波数を求
め、この差周波数に基づいて被測定回転体の振動振幅を
測定することを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】この発明による回転体の振動測定方法において
は、半導体レーザから出射された光がビームスプリッタ
によって２方向に分岐され、前記半導体レーザから出射
され前記ビームスプリッタを介して被測定回転体の表面
に貼着された反射テープに導かれ、この反射テープから
の反射光と、前記ビームスプリッタを介して導かれた前
記半導体レーザからの出射光とのヘテロダイン検波によ
る差周波数が求められる。被測定回転体に振動が生じて
いると、被測定回転体表面に貼着された反射テープから
の反射光は、その周波数がドップラー効果によって被測
定回転体の振動振幅に比例して変化する。したがって、
前記反射テープからの反射光と前記半導体レーザからの
出射光との差周波数に基づいて被測定回転体の振動振幅
を、被測定回転体より従来に比べて離れた位置から測定
することができる。

【０００９】

【実施例】以下、実施例に基づいてこの発明を説明す
る。図１はこの発明による方法を実施するための振動測
定装置の構成の一例を示す構成説明図である。

【００１０】図１において、１は半導体レーザを備えた
半導体レーザ光源、２は半導体レーザ光源１と被測定回
転体MRとの間に配置されたビームスプリッタである。ビ
ームスプリッタ２は、半導体レーザ光源１から出射され
た光を２方向に分岐して、その一方の光Ｌをフォトセン
サ（光検出器）３に導くとともに、他方の光を被測定回
転体MR表面に貼着された反射テープ４に導き、この反射
テープ４からの反射光Lrを受けて上記フォトセンサ（光
検出器）３に導くためのものである。なお、この実施例
では、被測定回転体MRは大型のモータの回転軸である。

【００１１】５は反射テープ４からの反射光Lrと半導体
レーザ光源１からの出射光Ｌとがフォトセンサ３を介し
て与えられるヘテロダイン検波装置である。このヘテロ
ダイン検波装置５は、反射テープ４からの反射光Lrと半
導体レーザ光源１からの出射光Ｌとを光学的にヘテロダ
イン検波し、反射テープ４からの反射光Lrと半導体レー
ザ光源１からの参照光としての出射光Ｌとの差周波数を
示す信号を検波出力として振動振幅指示計６に出力する
ものである。振動振幅指示計６は、ヘテロダイン検波装
置５からの検波出力における被測定回転体MRの振動振幅
を示す信号値を被測定回転体MRの振動振幅として表示す
るものである。

【００１２】次に、上記振動測定装置を用いて行うこの
発明による回転体の振動測定方法を説明する。半導体レ
ーザ１から出射された光は、ビームスプリッタ２によっ
て２方向に分岐される。そして、半導体レーザ１から出
射されビームスプリッタ２を介して被測定回転体MR表面
に貼着された反射テープ４に導かれ、この反射テープ４
からの被測定回転体MRの振動によるドップラー効果を受
けた反射光Lrと、ビームスプリッタ２を介して導かれた
半導体レーザ１からの参照光としての出射光Ｌとが、フ
ォトセンサ３を介してヘテロダイン検波装置５に与えら
れる。

【００１３】反射テープ４からのドップラー効果を受け
た反射光Lrは、ヘテロダイン検波装置５おいて、半導体
レーザ光源１からの出射光Ｌと光学的にヘテロダイン検
波される。そして、ヘテロダイン検波装置５から反射テ
ープ４からの反射光Lrと半導体レーザ光源１からの出射
光Ｌとの差周波数を示す信号が検波出力として振動振幅
指示計６に出力される。この検波出力の周波数fsは、被
測定回転体MRの振動振幅Ｓと半導体レーザ光源１からの
出射光Ｌの波長λとの関数になることから、振動振幅指
示計６により、ヘテロダイン検波装置５からの検波出力
における被測定回転体MRの振動振幅Ｓを示す信号値が表
示されることになる。

【００１４】このようにして、光のドップラー効果を利
用して被測定回転体の振動振幅を、精度良くしかも被測
定回転体より従来方法に比べて離れた位置から測定で
き、これにより、被測定回転体が回転中であっても測定
装置のセットや保守点検を測定者が被測定回転体に巻き
込まれることなく安全に行うことができる。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明による回
転体の振動測定方法によると、半導体レーザから出射さ
れる光をビームスプリッタによって２方向に分岐し、前
記半導体レーザから出射され前記ビームスプリッタを介
して被測定回転体の表面に貼着された反射テープに導か
れ、この反射テープからの被測定回転体の振動によるド
ップラー効果を受けた反射光と、前記ビームスプリッタ
を介して導かれた前記半導体レーザからの出射光とのヘ
テロダイン検波による差周波数を求め、この差周波数に
基づいて被測定回転体の振動振幅を測定するようにした
方法であるので、光のドップラー効果を利用して被測定
回転体の振動振幅を、精度良くしかも被測定回転体より
従来方法に比べて離れた位置から測定でき、これによ
り、被測定回転体が回転中であっても測定装置のセット
や保守点検を測定者が被測定回転体に巻き込まれること
なく安全に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による方法を実施するための振動測定
装置の構成の一例を示す構成説明図である。

【符号の説明】

１…半導体レーザ光源 ２…ビームスプリッタ ３…フ
ォトセンサ ４…反射テープ ５…ヘテロダイン検波装
置 ６…振動振幅指示計 MR…被測定回転体（モータの
回転軸）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体レーザから出射される光をビーム
   スプリッタによって２方向に分岐し、前記半導体レーザ
   から出射され前記ビームスプリッタを介して被測定回転
   体の表面に貼着された反射テープに導かれ、この反射テ
   ープからの被測定回転体の振動によるドップラー効果を
   受けた反射光と、前記ビームスプリッタを介して導かれ
   た前記半導体レーザからの出射光とのヘテロダイン検波
   による差周波数を求め、この差周波数に基づいて被測定
   回転体の振動振幅を測定することを特徴とする回転体の
   振動測定方法。