JPH06207882A - Vibration analyzer - Google Patents
Vibration analyzerInfo
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- JPH06207882A JPH06207882A JP5046042A JP4604293A JPH06207882A JP H06207882 A JPH06207882 A JP H06207882A JP 5046042 A JP5046042 A JP 5046042A JP 4604293 A JP4604293 A JP 4604293A JP H06207882 A JPH06207882 A JP H06207882A
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- vibration
- rotating body
- data
- sampling data
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、回転体の振動の周波数成分を精度
良く解析することが出来る振動解析装置を得ることを目
的とする。
【構成】 本発明の振動解析装置は、回転体の回転に同
期したトリガパルス信号を発生する回転同期トリガ信号
発生装置と、このトリガ信号に同期して振動入力装置を
介して振動データを入力しその入力した振動データをデ
ィジタル化してサンプリングデータ保存ファイルに保存
するサンプリングデータ入力手段と、保存されたサンプ
リングデータに基づいて離散的フーリエ変換を行い回転
体の周波数成分を算出する離散的フーリエ変換解析手段
と、ここで算出された周波数成分を保存するための周波
数解析結果保存ファイルとを備えている。
(57) [Summary] [Object] An object of the present invention is to obtain a vibration analysis device capable of accurately analyzing frequency components of vibration of a rotating body. A vibration analysis device of the present invention inputs a vibration data through a vibration input device in synchronization with a rotation-synchronized trigger signal generator that generates a trigger pulse signal that is synchronized with the rotation of a rotating body. Sampling data input means for digitizing the input vibration data and saving it in a sampling data saving file, and discrete Fourier transform analyzing means for performing a discrete Fourier transform based on the saved sampling data to calculate the frequency component of the rotating body. And a frequency analysis result storage file for storing the frequency components calculated here.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、回転体の振動を解析す
る振動解析装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration analyzer for analyzing vibration of a rotating body.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、各種産業用プラントでは、設備の
大容量化、複雑化に伴い、回転体の異常兆候の監視が重
要となってきている。回転体を有するプラントにおいて
は、各種の異常の特徴は、振動現象にみられることが多
いが、振動現象は高速現象であるため、膨大なデータ量
を扱うこととなり、このため、各種の信号処理を用い
て、膨大なデータの中から異常兆候の監視に有用な情報
を抽出する必要があった。また、振動現象の特徴は周波
数成分、中でも回転同期等の特定周波数成分や固有周波
数成分に顕著にあらわれることから、周波数分析が異常
兆候の監視に最も有用な手段となっており、これらを監
視するために、時系列のサンプリングデータを収集し、
離散的フーリエ変換(DFT:Discrete Fo
urierTransform)の手法を用いて周波数
解析を行うFFTアナライザ装置などが広く利用されて
いる。2. Description of the Related Art In recent years, in various industrial plants, it has become important to monitor abnormal signs of a rotating body as the capacity and complexity of facilities increase. In plants with rotating bodies, the characteristics of various abnormalities are often found in vibration phenomena, but since vibration phenomena are high-speed phenomena, a huge amount of data is handled, and therefore various signal processing It was necessary to extract useful information for monitoring abnormal signs from a huge amount of data using. Further, since the characteristic of the vibration phenomenon is prominently seen in the frequency component, especially the specific frequency component such as rotation synchronization and the natural frequency component, the frequency analysis is the most useful means for monitoring abnormal signs, and these are monitored. In order to collect time series sampling data,
Discrete Fourier Transform (DFT: Discrete Fo)
Widely used are FFT analyzer devices that perform frequency analysis using the urierTransform method.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
これらの装置においては、サンプリングデータを一定時
間間隔で入力しフーリエ変換を行っているため、回転体
の回転数が一定でない場合、たとえば回転体の起動過程
のように、停止状態から定格回転数まで立ち上げるよう
な場合には、サンプリング中に回転同期等の周波数が変
化してしまうため、回転同期等の特定周波数成分が正し
く求められないという問題があった。However, in these conventional devices, since sampling data is input at constant time intervals and Fourier transform is performed, when the rotational speed of the rotating body is not constant, for example, When starting from a stopped state to the rated speed as in the start-up process, the frequency of rotation synchronization changes during sampling, so the specific frequency component of rotation synchronization cannot be obtained correctly. was there.
【0004】本発明は、このような従来装置の欠点を除
去すべくなされたもので、一定時間間隔でサンプリング
データを収集するのではなく、回転体の回転に同期して
サンプリングデータを収集することにより、回転体の回
転に同期した周波数成分を正しく求めることのできる振
動解析装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in order to eliminate the drawbacks of the conventional device, and collects the sampling data in synchronization with the rotation of the rotating body instead of collecting the sampling data at constant time intervals. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a vibration analysis device capable of accurately obtaining a frequency component synchronized with the rotation of a rotating body.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明の振動解析装置
は、回転体の回転に同期したトリガパルス信号を発生す
る回転同期トリガ信号発生装置と、回転同期トリガ信号
発生装置のトリガ信号に同期して振動入力装置を介して
振動データを入力しその入力した振動データをディジタ
ル化してサンプリングデータ保存ファイルに保存するサ
ンプリングデータ入力手段と、サンプリングデータ保存
ファイルに保存されたサンプリングデータに基づいて離
散的フーリエ変換を行い回転体の周波数成分を算出する
離散的フーリエ変換解析手段と、この離散的フーリエ変
換解析手段で算出された周波数成分を保存するための周
波数解析結果保存ファイルとを備えている。A vibration analysis device of the present invention synchronizes with a rotation synchronization trigger signal generator for generating a trigger pulse signal synchronized with the rotation of a rotating body and a trigger signal of the rotation synchronization trigger signal generator. Based on the sampling data stored in the sampling data storage file and sampling data input means for digitizing the input vibration data and storing it in the sampling data storage file. It is provided with a discrete Fourier transform analysis means for performing conversion to calculate the frequency component of the rotating body, and a frequency analysis result storage file for storing the frequency component calculated by the discrete Fourier transform analysis means.
【0006】[0006]
【作用】本発明の振動解析装置によれば、回転体の回転
数が一定でない場合にも、回転に同期したサンプリング
データを得ることができ、回転体振動の特定成分のスペ
クトル解析を精度良く行うことが可能となる。According to the vibration analysis apparatus of the present invention, sampling data synchronized with the rotation can be obtained even when the rotation speed of the rotating body is not constant, and the spectrum analysis of the specific component of the vibration of the rotating body can be performed accurately. It becomes possible.
【0007】[0007]
【実施例】次に、図面を参照しながら本発明の実施例に
ついて説明する。図1は、本発明にかかる振動解析装置
の構成例を示すものである。振動解析装置1は、回転体
の振動データを入力する振動入力装置10と、回転体の
回転に同期したトリガパルス信号を発生する回転同期ト
リガ信号発生装置20と、回転同期トリガ信号発生装置
により生成されたトリガ信号に同期して、振動入力装置
にて入力した振動データをディジタル値に変換(量子
化)するサンプリングデータ入力手段30と、ディジタ
ル化したサンプリングデータを保存するサンプリングデ
ータ保存ファイル40と、サンプリングデータ保存ファ
イルから任意の数のデータを取り出し、離散的フーリエ
変換をおこなう離散的フーリエ変換解析手段50(以下
DFT解析手段50という。)と、フーリエ変換後の周
波数成分を保存する周波数解析結果保存ファイル60と
から構成されている。Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration example of a vibration analysis device according to the present invention. The vibration analysis device 1 is generated by a vibration input device 10 for inputting vibration data of a rotating body, a rotation synchronization trigger signal generating device 20 for generating a trigger pulse signal synchronized with the rotation of the rotating body, and a rotation synchronization trigger signal generating device. Sampling data input means 30 for converting (quantizing) the vibration data input by the vibration input device into a digital value in synchronization with the generated trigger signal, and a sampling data saving file 40 for saving the digitized sampling data. Discrete Fourier transform analysis unit 50 (hereinafter referred to as DFT analysis unit 50) that extracts an arbitrary number of data from the sampling data storage file and performs discrete Fourier transform, and frequency analysis result storage that stores the frequency component after the Fourier transform. And a file 60.
【0008】図2は、本発明を組み込んだシステムの構
成例である。本発明は、一般的に電子計算機3の中に組
み込まれている。振動解析装置1の周波数解析結果は、
表示処理手段4によってデータの加工をし、表示装置5
に表示される。FIG. 2 shows an example of the configuration of a system incorporating the present invention. The present invention is generally incorporated in the electronic computer 3. The frequency analysis result of the vibration analysis device 1 is
The data is processed by the display processing means 4, and the display device 5
Is displayed in.
【0009】振動入力装置10は、振動センサからの検
出信号を電気信号に変換するものである。回転同期トリ
ガ信号発生装置20は、回転体の円周方向に一定間隔
(一定角度)毎にマーカーを付加し、回転体の回転によ
ってマーカーが円周のある一点を通過する度に、トリガ
信号を発生する。これにより、回転体の回転数に応じた
周期信号が得られる。The vibration input device 10 converts a detection signal from the vibration sensor into an electric signal. The rotation synchronization trigger signal generator 20 adds markers at regular intervals (constant angle) in the circumferential direction of the rotating body, and generates a trigger signal every time the marker passes through one point on the circumference by the rotation of the rotating body. Occur. As a result, a periodic signal corresponding to the rotation speed of the rotating body is obtained.
【0010】サンプリングデータ入力手段30は、回転
同期トリガ信号発生装置20からトリガ信号を受け取っ
た時に、振動入力装置10で入力する振動データをディ
ジタル値に変換し、サンプリングデータ保存ファイル4
0に書き込む。したがって、回転体に同期した振動デー
タが得られる。The sampling data input means 30 converts the vibration data input by the vibration input device 10 into a digital value when the trigger signal is received from the rotation synchronizing trigger signal generator 20, and the sampling data saving file 4
Write to 0. Therefore, vibration data synchronized with the rotating body can be obtained.
【0011】図3は、サンプリングデータ入力手段30
の概略処理フロー図を示したものである。処理が開始さ
れると、処理301では、回転同期トリガ信号発生装置
20からトリガ信号が来るまで待つ。トリガ信号が到着
すると、次に処理302は、振動入力装置10から振動
データを入力する。処理303では、振動入力装置10
から入力した振動データをディジタル値に変換(量子
化)する。処理304では、ディジタル値に変換された
振動データをサンプリングデータ保存ファイル40に保
存する。FIG. 3 shows sampling data input means 30.
2 is a schematic process flow diagram of FIG. When the process is started, the process 301 waits for a trigger signal from the rotation synchronization trigger signal generator 20. When the trigger signal arrives, the process 302 then inputs the vibration data from the vibration input device 10. In the process 303, the vibration input device 10
The vibration data input from is converted (quantized) into a digital value. In process 304, the vibration data converted into the digital value is stored in the sampling data storage file 40.
【0012】DFT解析手段50は、サンプリングデー
タ保存ファイル40に保存してあるサンプリングデータ
から任意の数のサンプリングデータを取り出して離散的
フーリエ変換処理を行い、結果として得られるスペクト
ルデータすなわち、周波数成分を周波数解析結果保存フ
ァイル60に保存する。The DFT analysis means 50 extracts an arbitrary number of sampling data from the sampling data stored in the sampling data storage file 40 and performs a discrete Fourier transform process on the resulting spectrum data, that is, frequency components. It is saved in the frequency analysis result save file 60.
【0013】ここで、離散的フーリエ変換処理とは、サ
ンプリング時間をTとした時に、周期Tにより定まる周
波数(f=1/T)を基本波成分とし、その整数倍の高
調波成分のフーリエスペクトルを求める処理である。こ
れを本発明の回転同期サンプリングに置き換えると、サ
ンプリング数により定まる成分を基本波成分とし、その
整数倍の高調波成分のフーリエスペクトルが求められる
こととなる。Here, the discrete Fourier transform processing means that when the sampling time is T, the frequency (f = 1 / T) determined by the period T is the fundamental wave component, and the Fourier spectrum of the harmonic component of an integral multiple thereof. Is a process for obtaining. If this is replaced with the rotation-synchronous sampling of the present invention, the component determined by the sampling number is used as the fundamental wave component, and the Fourier spectrum of the harmonic component of an integral multiple thereof is obtained.
【0014】周波数解析結果保存ファイル60は、この
基本波成分の整数倍の高調波成分を順に保存したファイ
ルである。The frequency analysis result storage file 60 is a file in which harmonic components that are integral multiples of this fundamental wave component are sequentially stored.
【0015】図4は、離散的フーリエ変換に用いるデー
タ数を1024個、一回転あたりのトリガ信号発生数
(マーカー数)を64個とした場合の周波数解析結果保
存ファイル60の構成例を示す。回転同期成分等の特定
周波数成分が周波数解析結果保存ファイル60中のどの
データであるかは、次式によって求めることができる。FIG. 4 shows an example of the structure of the frequency analysis result storage file 60 when the number of data used for the discrete Fourier transform is 1024 and the number of trigger signal generation (the number of markers) per rotation is 64. Which data in the frequency analysis result storage file 60 the specific frequency component such as the rotation synchronization component is can be obtained by the following equation.
【0016】[0016]
【数1】 [Equation 1]
【0017】以上に説明したように、この実施例におい
ては、回転同期のタイミングでサンプリングデータを入
力し、離散的フーリエ変換を行うことによって、周波数
ベースでのフーリエスペクトルでなく、回転に同期した
フーリエスペクトルを求めることが可能となる。As described above, in this embodiment, the sampling data is input at the timing of rotation synchronization and the discrete Fourier transform is performed, so that not the Fourier spectrum on a frequency basis but the Fourier spectrum synchronized with the rotation. It is possible to obtain the spectrum.
【0018】以上の実施例においては、回転体の円周方
向に一定間隔(一定角度)毎にマーカーを付加し、回転
体の回転によってマーカーが円周のある一点を通過する
度に回転同期トリガ信号を発生するとしたが、回転同期
のトリガ信号を生ずるものであれば、他の手段のもので
もよい。In the above embodiment, the markers are added at regular intervals (constant angle) in the circumferential direction of the rotating body, and the rotation synchronizing trigger is generated every time the marker passes through one point on the circumference by the rotation of the rotating body. Although the signal is generated, other means may be used as long as it generates a rotation synchronization trigger signal.
【0019】また、上述の実施例においては、回転に同
期した振動データに対し、離散的フーリエ変換を行うと
しているが、回転に同期したデータを使用するものであ
れば他の解析方法を用いる場合にも適用可能である。Further, in the above-mentioned embodiment, the discrete Fourier transform is performed on the vibration data synchronized with the rotation. However, if another analysis method is used as long as the data synchronized with the rotation is used. It is also applicable to.
【0020】[0020]
【発明の効果】上述のように本発明によれば、回転同期
のタイミングでサンプリングデータを入力し、離散的フ
ーリエ変換を行うことによって、サンプリング中に回転
数が変化してしまうような場合においても、回転に同期
したフーリエスペクトルを正しく求めることができる。As described above, according to the present invention, even when the number of rotations changes during sampling by inputting sampling data at the timing of rotation synchronization and performing discrete Fourier transform. , The Fourier spectrum synchronized with the rotation can be accurately obtained.
【図1】本発明の一実施例を示す構成図FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の振動解析装置をシステムに組み込んだ
場合の構成図FIG. 2 is a configuration diagram when the vibration analysis device of the present invention is incorporated in a system.
【図3】本発明のサンプリングデータ入力手段の機能を
示すフローチャートFIG. 3 is a flowchart showing the function of sampling data input means of the present invention.
【図4】本発明の周波数解析結果保存ファイルの説明図FIG. 4 is an explanatory diagram of a frequency analysis result storage file of the present invention.
1 振動解析装置 2 回転体 3 電子計算機 4 表示処理手段 5 表示装置 10 振動入力装置 20 回転同期トリガ信号発生装置 30 サンプリングデータ入力手段 40 サンプリングデータ保存ファイル 50 DFT解析手段 60 周波数解析結果保存ファイル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vibration analysis device 2 Rotating body 3 Electronic computer 4 Display processing means 5 Display device 10 Vibration input device 20 Rotation synchronization trigger signal generator 30 Sampling data input means 40 Sampling data storage file 50 DFT analysis means 60 Frequency analysis result storage file
Claims (1)
して入力しその入力したデータに基づいて回転体の振動
を解析する振動解析装置において、前記回転体の回転に
同期したトリガパルス信号を発生する回転同期トリガ信
号発生装置と、前記回転同期トリガ信号発生装置のトリ
ガ信号に同期して前記振動入力装置を介して振動データ
を入力しその入力した振動データをディジタル化してサ
ンプリングデータ保存ファイルに保存するサンプリング
データ入力手段と、前記サンプリングデータ保存ファイ
ルに保存されたサンプリングデータに基づいて離散的フ
ーリエ変換を行い前記回転体の周波数成分を算出する離
散的フーリエ変換解析手段と、この離散的フーリエ変換
解析手段で算出された周波数成分を保存するための周波
数解析結果保存ファイルとを備えたことを特徴とする振
動解析装置。1. A vibration analyzer for inputting vibration data of a rotating body through a vibration input device and analyzing vibration of the rotating body based on the input data, wherein a trigger pulse signal synchronized with rotation of the rotating body is provided. A rotation synchronization trigger signal generating device to be generated, and vibration data is input through the vibration input device in synchronization with a trigger signal of the rotation synchronization trigger signal generating device, and the input vibration data is digitized into a sampling data storage file. Sampling data input means for saving, discrete Fourier transform analyzing means for calculating a frequency component of the rotating body by performing discrete Fourier transform based on the sampling data saved in the sampling data saving file, and the discrete Fourier transform A frequency analysis result storage file for storing the frequency components calculated by the analysis means. A vibration analysis device comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5046042A JPH06207882A (en) | 1992-11-18 | 1993-02-12 | Vibration analyzer |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4-331165 | 1992-11-18 | ||
| JP33116592 | 1992-11-18 | ||
| JP5046042A JPH06207882A (en) | 1992-11-18 | 1993-02-12 | Vibration analyzer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06207882A true JPH06207882A (en) | 1994-07-26 |
Family
ID=26386154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5046042A Pending JPH06207882A (en) | 1992-11-18 | 1993-02-12 | Vibration analyzer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06207882A (en) |
-
1993
- 1993-02-12 JP JP5046042A patent/JPH06207882A/en active Pending
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