JPH06207882A - 振動解析装置 - Google Patents
振動解析装置Info
- Publication number
- 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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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibration
- rotating body
- data
- sampling data
- rotation
- Prior art date
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- Pending
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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。
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。
Description
【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。
る振動解析装置に関する。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【００１６】
【数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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【図１】本発明の一実施例を示す構成図
【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
場合の構成図
【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
示すフローチャート
【図４】本発明の周波数解析結果保存ファイルの説明図
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
Claims (1)
- 【請求項１】 回転体の振動データを振動入力装置を介
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5046042A JPH06207882A (ja) | 1992-11-18 | 1993-02-12 | 振動解析装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4-331165 | 1992-11-18 | ||
| JP33116592 | 1992-11-18 | ||
| JP5046042A JPH06207882A (ja) | 1992-11-18 | 1993-02-12 | 振動解析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06207882A true JPH06207882A (ja) | 1994-07-26 |
Family
ID=26386154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5046042A Pending JPH06207882A (ja) | 1992-11-18 | 1993-02-12 | 振動解析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06207882A (ja) |
-
1993
- 1993-02-12 JP JP5046042A patent/JPH06207882A/ja active Pending
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