JPH0715408B2 - 振動センサの異常検知方法 - Google Patents
振動センサの異常検知方法Info
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- JPH0715408B2 JPH0715408B2 JP3030889A JP3088991A JPH0715408B2 JP H0715408 B2 JPH0715408 B2 JP H0715408B2 JP 3030889 A JP3030889 A JP 3030889A JP 3088991 A JP3088991 A JP 3088991A JP H0715408 B2 JPH0715408 B2 JP H0715408B2
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- Japan
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- vibration
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- vibration sensor
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- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、たとえば回転機械など
の振動を診断するのに用いられる振動センサの異常検知
方法に関する。
の振動を診断するのに用いられる振動センサの異常検知
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、たとえば回転機械などの振動診断
装置に用いられる振動センサには、圧電素子を用いた方
式のものが広く採用されている。この圧電素子方式の振
動センサは、たとえば図５に示すように、ケース21内に
チタン酸バリウムなどの圧電素子22を配置してその上部
におもり23を載せて予圧ねじ24とナット25とでばね弾性
を持たせるように固定したもので、固有振動数で10〜10
0kHzの範囲を検出可能とされる。なお、検出された信号
は取り出し部26から出されるセンサケーブル27によって
外部に出力される。
装置に用いられる振動センサには、圧電素子を用いた方
式のものが広く採用されている。この圧電素子方式の振
動センサは、たとえば図５に示すように、ケース21内に
チタン酸バリウムなどの圧電素子22を配置してその上部
におもり23を載せて予圧ねじ24とナット25とでばね弾性
を持たせるように固定したもので、固有振動数で10〜10
0kHzの範囲を検出可能とされる。なお、検出された信号
は取り出し部26から出されるセンサケーブル27によって
外部に出力される。
【０００３】このような振動センサの異常の有無を検知
する手段としては、振動センサの出力が所定の設定値以
下になったときに異常警報を発する方式が一般的であっ
た。この方式では、異常警報設定値の大きさとしてはた
とえば回転機械の常態における正常値の1/5 とか1/10の
値を予め与えておき、振動測定値がその設定値以下にな
ったときに振動センサに異常が発生したと判定されるも
のである。（なお、常態における正常値はたとえば牧修
市著「最新実用診断技術」（総合技術センター編，1989
年９月発行, P.502 〜510 ）を参照。）
する手段としては、振動センサの出力が所定の設定値以
下になったときに異常警報を発する方式が一般的であっ
た。この方式では、異常警報設定値の大きさとしてはた
とえば回転機械の常態における正常値の1/5 とか1/10の
値を予め与えておき、振動測定値がその設定値以下にな
ったときに振動センサに異常が発生したと判定されるも
のである。（なお、常態における正常値はたとえば牧修
市著「最新実用診断技術」（総合技術センター編，1989
年９月発行, P.502 〜510 ）を参照。）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の方式で振動測定値が所定の設定値（通常は正常
値よりも低い値）以下になったときに振動センサが異常
であると判定するのは、振動センサが有する異常現象の
一つしか検出することができず、その異常現象がたとえ
ばセンサケーブルの断線故障によるものとか高温環境の
影響によるものであるななどを判定するのはできないか
ら、オペレータなどがその振動センサの異常状態の内容
をすみやかに判断するには時間を要するなどして極めて
信頼性が低いという欠点がある。
た従来の方式で振動測定値が所定の設定値（通常は正常
値よりも低い値）以下になったときに振動センサが異常
であると判定するのは、振動センサが有する異常現象の
一つしか検出することができず、その異常現象がたとえ
ばセンサケーブルの断線故障によるものとか高温環境の
影響によるものであるななどを判定するのはできないか
ら、オペレータなどがその振動センサの異常状態の内容
をすみやかに判断するには時間を要するなどして極めて
信頼性が低いという欠点がある。
【０００５】すなわち、センサケーブルが断線した場合
について説明すると、事故発生後に信号レベルがほぼ０
に低下するようなときは従来の判定方法により検出をす
ることができるが、断線部のケーブルの端部がたとえば
他の設備に接触したような場合にはノイズが入り込んで
その出力が大きくハンチングしたり、また電気回路周辺
の断線ではケーブルの端部が基板上の他の回路に接触し
てやはり出力が大きくハンチングするなどのケースでは
その断線事故を検出して判定することができないのであ
る。さらにたとえば加熱炉周辺などの高温環境の中で設
置されている振動センサは温度の変化によりその出力が
ハンチングしてしまう場合があるが、やはりそれを判別
して検出することができない。
について説明すると、事故発生後に信号レベルがほぼ０
に低下するようなときは従来の判定方法により検出をす
ることができるが、断線部のケーブルの端部がたとえば
他の設備に接触したような場合にはノイズが入り込んで
その出力が大きくハンチングしたり、また電気回路周辺
の断線ではケーブルの端部が基板上の他の回路に接触し
てやはり出力が大きくハンチングするなどのケースでは
その断線事故を検出して判定することができないのであ
る。さらにたとえば加熱炉周辺などの高温環境の中で設
置されている振動センサは温度の変化によりその出力が
ハンチングしてしまう場合があるが、やはりそれを判別
して検出することができない。
【０００６】本発明は、上記のような課題を解決した振
動センサの異常検知方法を提供することを目的とする。
動センサの異常検知方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、回転機械の振
動の測定に用いられる圧電素子方式の振動センサの異常
検知方法であって、前記振動センサを用いて前記回転機
械の振動を測定する工程と、該測定された振動測定値と
予め与えられた前記回転機械の正常時の平均振動設定値
とからその時刻における振動レベル比を演算する工程
と、該振動レベル比が予め与えられた下限比設定値より
も低いときは前記振動センサのケーブルが断線したと判
定する工程と、前記振動レベル比が前記下限比設定値よ
りも高くてかつ振動レベル比がハンチングしているとき
はそのときの振動測定値の変動幅と前記平均振動設定値
とから振動レベル比変動幅を演算する工程と、該振動レ
ベル比変動幅が予め与えられた前記回転機械の正常時の
振動レベル比変動幅設定値を超えるときは前記振動セン
サのケーブルが断線したと判定する工程と、からなるこ
とを特徴とする振動センサの異常検知方法である。
動の測定に用いられる圧電素子方式の振動センサの異常
検知方法であって、前記振動センサを用いて前記回転機
械の振動を測定する工程と、該測定された振動測定値と
予め与えられた前記回転機械の正常時の平均振動設定値
とからその時刻における振動レベル比を演算する工程
と、該振動レベル比が予め与えられた下限比設定値より
も低いときは前記振動センサのケーブルが断線したと判
定する工程と、前記振動レベル比が前記下限比設定値よ
りも高くてかつ振動レベル比がハンチングしているとき
はそのときの振動測定値の変動幅と前記平均振動設定値
とから振動レベル比変動幅を演算する工程と、該振動レ
ベル比変動幅が予め与えられた前記回転機械の正常時の
振動レベル比変動幅設定値を超えるときは前記振動セン
サのケーブルが断線したと判定する工程と、からなるこ
とを特徴とする振動センサの異常検知方法である。
【０００８】なお、上記工程に雰囲気温度を測定する工
程と、該温度測定値が予め与えられた雰囲気温度上限設
定値を超えることを比較判断する工程とを付加すること
により、高温環境下における回転機械に取付けられた振
動センサの異常検知を行うことができる。
程と、該温度測定値が予め与えられた雰囲気温度上限設
定値を超えることを比較判断する工程とを付加すること
により、高温環境下における回転機械に取付けられた振
動センサの異常検知を行うことができる。
【０００９】
【作 用】以下に、本発明の異常検知の動作について図
１を用いて説明する。まず、振動センサを用いて前記
回転機械の振動を測定する。 測定された振動測定値
ｖと予め与えられた回転機械の正常時の平均振動設定値
ｖ0 とからその時刻における振動レベル比Ｒを演算す
る。
１を用いて説明する。まず、振動センサを用いて前記
回転機械の振動を測定する。 測定された振動測定値
ｖと予め与えられた回転機械の正常時の平均振動設定値
ｖ0 とからその時刻における振動レベル比Ｒを演算す
る。
【００１０】 Ｒ＝ｖ／ｖ0 ……………………（数１） この振動レベル比Ｒが予め与えられた下限比設定値
ＲLL（＝ｖL ／ｖ0 ，ここでｖL は通常の振動測定値ｖ
の下限設定値である）よりも低いとき、すなわち Ｒ＜ＲLL ……………………（数２） が成立するときは振動センサのケーブルが断線したと判
定する。 一方、上記（数２）が成立しないときすな
わち振動レベル比Ｒが下限比設定値ＲLLよりも高い場合
で、かつ振動レベル比Ｒがハンチングしているときは、
そのときの振動測定値ｖの最大値ｖmax と最小値ｖmin
とを検出して、下記（数３）を用いて振動レベル比変動
幅ΔＲを演算する。
ＲLL（＝ｖL ／ｖ0 ，ここでｖL は通常の振動測定値ｖ
の下限設定値である）よりも低いとき、すなわち Ｒ＜ＲLL ……………………（数２） が成立するときは振動センサのケーブルが断線したと判
定する。 一方、上記（数２）が成立しないときすな
わち振動レベル比Ｒが下限比設定値ＲLLよりも高い場合
で、かつ振動レベル比Ｒがハンチングしているときは、
そのときの振動測定値ｖの最大値ｖmax と最小値ｖmin
とを検出して、下記（数３）を用いて振動レベル比変動
幅ΔＲを演算する。
【００１１】 ΔＲ＝（ｖmax −ｖmin ）／ｖ0 ……………………（数３） ついで、この振動レベル比変動幅ΔＲが予め与えら
れた回転機械の正常時の振動レベル比変動幅設定値ΔＲ
0 と比較し、 ΔＲ＞ΔＲ0 ……………………（数４） が成り立つときは振動センサのケーブルが断線して外部
ノイズによってハンチングしていると判定することがで
きる。
れた回転機械の正常時の振動レベル比変動幅設定値ΔＲ
0 と比較し、 ΔＲ＞ΔＲ0 ……………………（数４） が成り立つときは振動センサのケーブルが断線して外部
ノイズによってハンチングしていると判定することがで
きる。
【００１２】なお、上記工程に雰囲気温度を測定する工
程と、該温度測定値が予め与えられた雰囲気温度上限設
定値を超えることを比較判断する工程とを付加すること
により、高温環境下における回転機械に取付けられた振
動センサの異常検知をも行うことができる。このように
本発明によれば、振動レベルの変動幅を計算して、その
変動幅の値の大きさによって断線あるいは熱によって生
じる異常の判定を行うようにしたので、振動センサの異
常を的確に検知することができる。
程と、該温度測定値が予め与えられた雰囲気温度上限設
定値を超えることを比較判断する工程とを付加すること
により、高温環境下における回転機械に取付けられた振
動センサの異常検知をも行うことができる。このように
本発明によれば、振動レベルの変動幅を計算して、その
変動幅の値の大きさによって断線あるいは熱によって生
じる異常の判定を行うようにしたので、振動センサの異
常を的確に検知することができる。
【００１３】
【実施例】以下に、本発明の実施例について図面を参照
して詳しく説明する。 〔実施例１〕 図２は本発明の適用の対象となるロー
ル回転駆動装置を示した模式図であり、圧延ロール１は
そのロール軸１ａ，１ｂが２個の軸受２で回転自在に支
持され、一方のロール軸１ａは駆動モータ３の軸３ａに
カップリング４を介して結合されることにより回転駆動
される。この駆動側のロール軸１ａを支持する軸受２に
は圧電素子方式の振動センサ５が取付けられ、軸受２で
発生する振動が測定される。この振動センサ５で検出さ
れる振動信号はセンサケーブル６を介して測定演算装置
７に入力されて処理され、その結果が表示警報装置８に
出力される。
して詳しく説明する。 〔実施例１〕 図２は本発明の適用の対象となるロー
ル回転駆動装置を示した模式図であり、圧延ロール１は
そのロール軸１ａ，１ｂが２個の軸受２で回転自在に支
持され、一方のロール軸１ａは駆動モータ３の軸３ａに
カップリング４を介して結合されることにより回転駆動
される。この駆動側のロール軸１ａを支持する軸受２に
は圧電素子方式の振動センサ５が取付けられ、軸受２で
発生する振動が測定される。この振動センサ５で検出さ
れる振動信号はセンサケーブル６を介して測定演算装置
７に入力されて処理され、その結果が表示警報装置８に
出力される。
【００１４】そこで、振動センサ５での異常状態が発生
した場合は、測定演算装置７において前記作用の項で説
明した演算式（数１）〜（数４）を用いて演算処理して
判定することにより振動センサ５のセンサケーブル６の
断線によるトラブルを確実に検知することができる。す
なわち、測定演算装置７には予め下限比設定値ＲLL（＞
０，通常は外部振動の影響を考慮して0.1 程度が適当）
と正常時の振動レベル比変動幅ΔＲ0 （通常の圧延ロー
ル駆動系では1.3 程度）を設定しておき、また軸受２で
の正常なときに測定振動値の平均振動値ｖ0 をも設定し
ておく。そして振動センサ５からの測定振動値ｖを入力
し、（数１）によって振動レベル比Ｒを演算させる。そ
のときセンサケーブル６が断線した場合は、図３に示す
ように、振動レベル比Ｒが正常な1.0 付近の値から突然
低下して時刻ｔ1 において従来の下限比設定値ＲLLをも
超えて０に近づくことになるから、この場合は明確なケ
ーブルの断線と判定してよい。
した場合は、測定演算装置７において前記作用の項で説
明した演算式（数１）〜（数４）を用いて演算処理して
判定することにより振動センサ５のセンサケーブル６の
断線によるトラブルを確実に検知することができる。す
なわち、測定演算装置７には予め下限比設定値ＲLL（＞
０，通常は外部振動の影響を考慮して0.1 程度が適当）
と正常時の振動レベル比変動幅ΔＲ0 （通常の圧延ロー
ル駆動系では1.3 程度）を設定しておき、また軸受２で
の正常なときに測定振動値の平均振動値ｖ0 をも設定し
ておく。そして振動センサ５からの測定振動値ｖを入力
し、（数１）によって振動レベル比Ｒを演算させる。そ
のときセンサケーブル６が断線した場合は、図３に示す
ように、振動レベル比Ｒが正常な1.0 付近の値から突然
低下して時刻ｔ1 において従来の下限比設定値ＲLLをも
超えて０に近づくことになるから、この場合は明確なケ
ーブルの断線と判定してよい。
【００１５】また、センサケーブルの断線により外部ノ
イズが入るような場合は、図４に示すように断線したセ
ンサケーブルからの外部ノイズによって振動レベル比Ｒ
は時刻ｔ2 以降でハンチングすることになる。これはと
りも直さず振動測定値ｖがハンチングすることであり、
その最大値をｖ1max，最小値をｖ1minとして、その振動
レベル比Ｒの変動幅ΔＲ1 を下記式（数５）で求める。
イズが入るような場合は、図４に示すように断線したセ
ンサケーブルからの外部ノイズによって振動レベル比Ｒ
は時刻ｔ2 以降でハンチングすることになる。これはと
りも直さず振動測定値ｖがハンチングすることであり、
その最大値をｖ1max，最小値をｖ1minとして、その振動
レベル比Ｒの変動幅ΔＲ1 を下記式（数５）で求める。
【００１６】 ΔＲ1 ＝（ｖ1max−ｖ1min）／ｖ0 ……………………（数５） そして、この振動レベル比変動幅ΔＲ1 を正常時の変動
幅ΔＲ0と比較して、 ΔＲ1 ＞ΔＲ0 ……………………（数６） が成り立つ場合はセンサケーブル６の断線による振動セ
ンサの異常であると判定する。
幅ΔＲ0と比較して、 ΔＲ1 ＞ΔＲ0 ……………………（数６） が成り立つ場合はセンサケーブル６の断線による振動セ
ンサの異常であると判定する。
【００１７】〔実施例２〕 図５は本発明の他の適用
の対象となるたとえば連続焼鈍炉に使用される排風ファ
ン駆動装置を示した模式図であり、排風ファン９はその
軸９ａ，９ｂが２個の軸受10で回転自在に支持され、一
方の軸９ａは駆動モータ３の軸３ａにカップリング４を
介して結合されることにより回転駆動される。この駆動
側の軸９ａを支持する軸受10には圧電素子方式の振動セ
ンサ５が取付けられて軸受10で発生する振動が測定さ
れ、また温度検出器11で軸受10付近の雰囲気温度が検出
されてそれぞれ測定演算装置７に入力されて処理され
る。
の対象となるたとえば連続焼鈍炉に使用される排風ファ
ン駆動装置を示した模式図であり、排風ファン９はその
軸９ａ，９ｂが２個の軸受10で回転自在に支持され、一
方の軸９ａは駆動モータ３の軸３ａにカップリング４を
介して結合されることにより回転駆動される。この駆動
側の軸９ａを支持する軸受10には圧電素子方式の振動セ
ンサ５が取付けられて軸受10で発生する振動が測定さ
れ、また温度検出器11で軸受10付近の雰囲気温度が検出
されてそれぞれ測定演算装置７に入力されて処理され
る。
【００１８】このような連続焼鈍炉の排風ファンの軸受
は雰囲気温度が70℃の高温環境下で運転されることにな
るが、その軸受温度はときには110 ℃以上にも達して振
動センサに悪影響を与える場合がある。図６はその一例
であるが、時刻ｔ3 以降で雰囲気温度が100 ℃を超える
と、排風ファンの回転数は450 rpm で一定に運転してい
るにもかかわらず振動測定値ｖがハンチングを起こし、
そのため振動レベル比Ｒがハンチングすることになる。
このときの測定振動値ｖの最大値ｖ2maxと最小値ｖ2min
とから、その振動レベル比変動幅ΔＲ2 を下記式で求め
る。
は雰囲気温度が70℃の高温環境下で運転されることにな
るが、その軸受温度はときには110 ℃以上にも達して振
動センサに悪影響を与える場合がある。図６はその一例
であるが、時刻ｔ3 以降で雰囲気温度が100 ℃を超える
と、排風ファンの回転数は450 rpm で一定に運転してい
るにもかかわらず振動測定値ｖがハンチングを起こし、
そのため振動レベル比Ｒがハンチングすることになる。
このときの測定振動値ｖの最大値ｖ2maxと最小値ｖ2min
とから、その振動レベル比変動幅ΔＲ2 を下記式で求め
る。
【００１９】 ΔＲ2 ＝（ｖ2max−ｖ2min）／ｖ0 ……………………（数７） そして、この振動レベル比変動幅ΔＲ2 をファンの正常
時の変動幅ΔＲ0 ′（常温時での軸受の変動幅は通常1.
2 程度）と比較して、 ΔＲ2 ＞ΔＲ0 ′ ……………………（数８） が成り立つ場合は高温環境による振動センサの異常であ
ると判定する。
時の変動幅ΔＲ0 ′（常温時での軸受の変動幅は通常1.
2 程度）と比較して、 ΔＲ2 ＞ΔＲ0 ′ ……………………（数８） が成り立つ場合は高温環境による振動センサの異常であ
ると判定する。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、振
動センサの振動レベル比の変動幅を監視するようにした
ので、測定される振動レベルがハンチングするようなセ
ンサケーブルの断線事故や高温環境の異常状態に起因す
る振動センサの異常を容易に判定することができるか
ら、回転機械の操業の安定化を図ることが可能である。
動センサの振動レベル比の変動幅を監視するようにした
ので、測定される振動レベルがハンチングするようなセ
ンサケーブルの断線事故や高温環境の異常状態に起因す
る振動センサの異常を容易に判定することができるか
ら、回転機械の操業の安定化を図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の異常検知の動作を示す流れ図である。
【図２】本発明の適用の対象となるロール回転駆動装置
を示す模式図である。
を示す模式図である。
【図３】振動センサのセンサケーブル断線時の振動レベ
ル比の特性図である。
ル比の特性図である。
【図４】振動センサのセンサケーブル断線時のノイズに
よる振動レベル比の特性図である。
よる振動レベル比の特性図である。
【図５】本発明の他の適用の対象となる排風ファン駆動
装置を示す模式図である。
装置を示す模式図である。
【図６】高温環境下での振動センサの異常時の振動レベ
ル比の特性図である。
ル比の特性図である。
【図７】圧電素子方式の振動センサの概要図である。
１ 圧延ロール ２ ロール軸受 ３ 駆動モータ ５ 振動センサ ６ センサケーブル ７ 測定演算装置 ８ 表示警報装置 ９ 排風ファン 10 軸受 11 温度検出器
Claims (2)
- 【請求項１】 回転機械の振動の測定に用いられる圧
電素子方式の振動センサの異常検知方法であって、前記
振動センサを用いて前記回転機械の振動を測定する工程
と、該測定された振動測定値と予め与えられた前記回転
機械の正常時の平均振動設定値とからその時刻における
振動レベル比を演算する工程と、該振動レベル比が予め
与えられた下限比設定値よりも低いときは前記振動セン
サのケーブルが断線したと判定する工程と、前記振動レ
ベル比が前記下限比設定値よりも高くてかつ振動レベル
比がハンチングしているときはそのときの振動測定値の
変動幅と前記平均振動設定値とから振動レベル比変動幅
を演算する工程と、該振動レベル比変動幅が予め与えら
れた前記回転機械の正常時の振動レベル比変動幅設定値
を超えるときは前記振動センサのケーブルが断線したと
判定する工程と、からなることを特徴とする振動センサ
の異常検知方法。 - 【請求項２】 上記工程に雰囲気温度を測定する工程
と、該温度測定値が予め与えられた雰囲気温度上限設定
値を超えることを比較判断する工程とを付加することを
特徴とする請求項１記載の振動センサの異常検知方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3030889A JPH0715408B2 (ja) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | 振動センサの異常検知方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3030889A JPH0715408B2 (ja) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | 振動センサの異常検知方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04269634A JPH04269634A (ja) | 1992-09-25 |
| JPH0715408B2 true JPH0715408B2 (ja) | 1995-02-22 |
Family
ID=12316295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3030889A Expired - Lifetime JPH0715408B2 (ja) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | 振動センサの異常検知方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0715408B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006187057A (ja) * | 2004-12-24 | 2006-07-13 | Sumitomo Electric Ind Ltd | モータ装置 |
| JP4926525B2 (ja) * | 2006-04-03 | 2012-05-09 | 株式会社小野測器 | シャシーダイナモメータ |
| JP4997936B2 (ja) * | 2006-11-28 | 2012-08-15 | 日本精工株式会社 | 転がり軸受の異常診断装置および乗物 |
| CN110702394B (zh) * | 2019-10-18 | 2021-06-08 | 西安热工研究院有限公司 | 一种基于振动变化特征的汽轮发电机组振动故障诊断方法 |
| CN113390504B (zh) * | 2021-07-19 | 2024-03-26 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 低频振动传感器校验系统及校验方法 |
-
1991
- 1991-02-26 JP JP3030889A patent/JPH0715408B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04269634A (ja) | 1992-09-25 |
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