JPH09503579A - 回転羽根車上の多数の羽根の振動状態を表示するためのモニターシステム - Google Patents

回転羽根車上の多数の羽根の振動状態を表示するためのモニターシステム

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JPH09503579A
JPH09503579A JP7504901A JP50490195A JPH09503579A JP H09503579 A JPH09503579 A JP H09503579A JP 7504901 A JP7504901 A JP 7504901A JP 50490195 A JP50490195 A JP 50490195A JP H09503579 A JPH09503579 A JP H09503579A
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JP7504901A
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ベーレス、ハンス‐ヨツヒエン
グローガー、マインラート
ユング、ミヒアエル
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    • G01HMEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、ターボ機関(3)における回転羽根車(2)上の多数の羽根(1)の振動状態を表示するためのモニターシステムに関する。このモニターシステムは、羽根車(2)に付設された少なくとも1つのセンサ(4、5)と、このセンサ(4、5)に接続され羽根(1)がセンサ(4、5)を通過する時点をそれぞれ表すセンサパルスを提供するパルス発生器(7)と、羽根車(2)が所定の零点位置にある場合には何時もマーク信号を提供するマーク発生器(8)と、評価装置(9)とを含んでいる。この評価装置(9)は、各センサパルスを、マークパルスを考慮して、センサ(4、5)を通過する際にセンサパルスを生ぜしめる羽根(1)に割付け、割付けられたセンサパルスから、羽根(1)の振動状態を表す振動データを演算するアロケーションモジュール(10)と、振動データを供給されるワーキングメモリ(13)をアクセスし、この振動データをワーキングメモリ(13)内に記憶させるメモリモジュール(12)とを有している。さらに、このモニターシステムは、振動データをワーキングメモリ(13)から呼び出し可能であり、少なくとも1つの表示媒体(15、16)に表示可能である表示装置(14)を有している。

Description

【発明の詳細な説明】 回転羽根車上の多数の羽根の振動状態を表示するためのモニターシステム 本発明は、羽根車に付設され付属のパルス発生器に接続された少なくとも1つ のセンサを備え、そのパルス発生器が羽根のセンサ通過時点を表すセンサパルス を提供する位置固定のセンサ装置と、羽根車に付設されこの羽根車が所定の零点 位置にある場合には常にディジタルマークパルスを提供するマーク発生器とを含 む、特にターボ機関における回転羽根車上の多数の羽根の振動状態を表示するた めのモニターシステムに関する。 本発明は、特に、ターボ機関の正規の運転中に出現しかつ設計に応じて所定の 運転状態の際に又はあらゆる運転状態の際に羽根に著しい負荷をもたらす羽根の 振動状態の表示に関係する。 羽根、特に低圧蒸気タービン用の羽根を設計するための実施例は、1992年 に米国ジョージア州アトランタ市で開催された国際会議「1992 国際共同電 力発生会議」で紹介され、エー・エス・エム・イー電力部から印刷物にて公表さ れたエム・グローガー、ケー・エッチ・ノイマン、ディー・ベルクマン及びエッ チ・ターミューレンの論文「改良形LPタービン刃−信頼性及び高効率の設計」 に掲載されている。この論文には冒頭で述べた種類の多数の羽根の振動状態を表 示するためのモニターシステムも掲載されている。 タービン機関における羽根の振動状態を表示するための他の実施例は、199 0年12月13日にエッセンで開催された会議「蒸気タービン及び蒸気タービン 運転の1990年ファウ・ゲー・ベー・テクニカルミーティング」の議事録の第 4.1頁〜第4.11頁に掲載されたエム・グローガーの論文「無接触式羽根振 動測定技術」に掲載されている。この論文の全内容はこの明細書に取り込まれる ものとする。 タービン羽根の振動を検出するためのシステムは米国特許第4934192号 明細書及びヨーロッパ特許出願公開第0327865号公報に記載されている。 その米国特許明細書によれば、とりわけ、タービン羽根の軸方向振動即ち回転羽 根車に取付けられたタービン羽根が回転する平面に対して垂直な振動は、軸線方 向に前後に配置された2つのセンサによって検出される。接線方向の振動即ちタ ービン羽根が回転する平面における振動の検出は付加的に可能である。センサに よって得られた測定値は評価され、ダイヤグラムとして選択的に記録され、アラ ームを発信するか否かを検査される。前記ヨーロッパ特許公報によれば、適当な センサによって得られたタービン羽根の振動に関するデータから、タービン羽根 の材料の振動により蓄積された疲労に関する情報が得られる。 米国特許第4604699号明細書は、何れにしても発電所設備への適用に関 連するのではなく、地震の観察に関連して、データの受入れ、評価及び表示を行 うためのシステムに関する。 冒頭で述べられ従来技術の引用文献に記載されている様式の従来の全てのモニ ターシテスムはタービン及びターボ圧縮機のようなターボ機関における羽根を一 時的に検査するのに適しているが、何れにしても正規の運転中のターボ機関の常 時監視には適していない。それゆえこのモニターシステムは、所定の運転状態の 際に出現するおそれのある羽根の高い歪みを検出するには問題があり、羽根及び この羽根を担持する構造物の振動の形成にとって重要な複雑な幾何形状のために 、十分な精度でもって予報することは殆どできない。特に、羽根を設計した運転 条件とは異なった運転条件が一時的に出現する場合には、場合によっては危険な 高められた振幅を持つ振動が羽根に出現するのを決して排除することができない 。 そこで本発明の課題は、振動状態の常時表示を行うことができ、損傷、特に羽 根の寿命を損なう損傷が生ずる前に、振動を惹き起こす運転状態を終了させ得る ように、特に振動による羽根の高められた応力を適時に表示することができる、 回転羽根車上の多数の羽根の振動状態を表示するためのモニターシステムを提供 することにある。このようなモニターシステムは特に羽根の常時監視に適さなけ ればならず、同様に特に各羽根にとって常に重要な振動データを表示しなければ ならないか、もしくは表示のために用意していなければならない。 このような課題を解決するために、回転羽根車上の多数の羽根の振動状態を表 示するための本発明によるモニターシステムは、 a)羽根車に付設された少なくとも1つのセンサ及びこのセンサに付属するパル ス発生器を備え、センサは付属のパルス発生器に接続され、このパルス発生器は 羽根がセンサを通過する時点を表すセンサパルスを提供する位置固定のセンサ装 置と、 b)羽根車に付設され、この羽根車が所定の零点位置にある場合には何時もマー クパルスを提供するマーク発生器と、 c)下記のモジュール、即ち c1)センサパルス及びマークパルスを供給され、各センサパルスを、マークパ ルスを考慮して、当該センサを通過する際にセンサパルスを生ぜしめる羽根に割 付け、各羽根のためにセンサパルスを、羽根の振動状態を表す振動データに変換 するアロケーションモジュールと、 c2)全ての羽根に対する振動データを供給されるワーキングメモリをアクセス し、振動データをワーキングメモリ内に格納し、新しい振動データを受け取ると 既に記憶されている振動データをシフトレジスタの様式に基づいて記憶し直す即 ち書き換え、その際ワーキングメモリに各羽根のために多数の時間的に連続して 得られる振動データを受け取らせるメモリモジュールと、 を有する評価装置と、 d)ワーキングメモリ内に記憶された振動データを呼び出し可能であり、少なく とも1つの表示媒体に表示可能である表示装置と を備えることを特徴とする。 モニターシステムの種々の構成要素に関して次の事項を詳細に説明する。 a)センサ装置においてセンサに付設されたパルス発生器とは、センサを作動す るために及びセンサを他の装置に接続するために必要なあらゆる装置と理解すべ きである。例として、増幅器、パルス整形器、電気音響変換器等を挙げるが、こ れらに限定されるものではない。このパルス発生器の主要な機能はセンサから発 信された信号を必要な爾後処理に適した様式、形態及び強度で供給することであ る。 b)マーク発生器とは、羽根の振動状態に殆ど依存することなく、パルス列、即 ち羽根車の回転と同期するか又は少なくとも同期化可能であり、従ってマークパ ルスに対するセンサパルスの時間的位置から、どの羽根からセンサパルスが生ぜ しめられたかを推測することのできるマークパルス列を発信するあらゆる装置と 理解すべきである。これに関しては引用した従来技術を参照されたい。 c)アロケーションモジュールによってセンサパルスを振動データに変換する機 能に関しては、この変換は同様にセンサパルスの必要なあらゆる変換を意味し得 る。これに関しては、先ず、モニターシステムの実施に応じて必要な公知のあら ゆるアナログ−ディジタル変換、増幅及び/又はパルス整形が考慮される。セン サパルス自体は、勿論、羽根の振動状態を表し従って必要に応じて行われるアナ ログ−ディジタル変換後に振動データと見做し得る信号である。しかしながら変 換の複合形態、特に必要に応じて処理されるセンサパルスとの算術演算を必要と する変換も考慮される。これに関しては後で説明する例を参照されたい。 d)表示装置による振動データの表示も要求に応じてワーキングメモリから取出 された振動データとの算術演算に結び付けることができる。振動データを表示に 直接使える形態で記憶する必要は全くなく、従ってその実際の表示を行う前に手 を加えることはもはや必要としない。適当な措置を施すことは如何なる場合にも 表示のプロセスに含まれると理解すべきである。“表示”のもとに、振動データ の処理も特に損傷の早期発見のための診断システムの枠内での他の解析に結び付 く。このような処理とは所定の基準に基づいた振動データの選択と、振動データ に関する所定の情報を表す信号の作成であり得る。 本発明によるモニターシステムにおいては、例えば発電所における低圧蒸気タ ービンのような通常のターボ機関の運転監視の際に出現するような単位時間毎に 番生する多数のセンサパルス及びマークパルスに特に適合する、センサパルス及 びマークパルスの処理が行われる。発電所における低圧蒸気タービンの羽根車は 通常50〜100個の羽根を有しており、正規の運転では、発電所がエネルギー を供給する電力供給網の周波数に応じて及び蒸気タービンに後置接続された発電 機が4個又は2個の回転磁極を有するか否かに応じて、1500、1800、3 000又は3600回転/分の回転数で回転する。羽根車の各センサからは従っ て数kHzの周波数を持つセンサパルスが発生され、このことにより非常に高速 な処理と、センサパルスの記憶及び評価即ちこのセンサパルスから得られ羽根の 振動状態を表す振動データの記憶及び評価の特別なやり方が必要とされる。 本発明によるモニターシステムを用いると、パルスの時間的な順番の評価によ って羽根の振動状態に関する振動データが得られる。この場合、各パルスはほぼ 予め与えられた規格に相応する時間的経過を有する。従って、センサから直接取 出された場合によっては時間的経過の複雑なパルスから、事前選定可能な規格に 相応するセンサパルスに整形することは適切かつ有利である。ここで問題となっ ている規格は例えばTTL規格及びECL規格である。センサパルスの他の評価 は、特に、マークパルスに対する時間的な関係から検出される個々の羽根に対す るセンサパルスの割付けと、タービン羽根にそれぞれ割付けられたセンサパルス のもとでの時間的な相関関係とに向けられるべきである。この相関関係から羽根 の振動状態を推論することができる。即ち羽根の振動状態はパルス位相変調方式 に基づいて付属のセンサパルスに変調される。それゆえ、羽根の回転運動とそれ によって生じるセンサパルスの形態に殆ど依存せずに振動状態を直接表す値を検 出するために、パルス位相変調によって情報に印加された信号を復調するための 考えられる全ての方法が考慮される。 ワーキングメモリ又は特に表示装置に付設された他のメモリは、特に、正規の 運転では即ち一般に羽根車が上述の1500、1800、3000又は3600 回転/分で回転する場合には、10秒以上、特に約20秒の時間の間全ての発生 する振動データを記憶することができるように設計される。1分までの時間の間 全ての発生する振動データを記憶することができるようにすることは特に有利で あり、その場合このような記憶の実施は場合によっては所定の基準、例えば、モ ニターシステムに接続される以下において詳細に説明する検査モジュールから発 信される警報信号に関係させることができる。正規の運転では約20秒の時間に 亘る振動データの記憶で十分であると見做されるが、何れにしても臨界的な運転 状態において長時間に亘って、特に1分までの時間に亘って記憶することは有利 である。 センサ装置が、羽根車に付設されかつこの羽根車の周囲に互いに間隔をおいて 配置された2つのセンサを有し、各羽根のために第1センサからの割付けられた センサ信号と第2センサからの割付けられたセンサ信号との時間的な差から各振 動データが算出されることは有利である。このようにしていわゆる2センサ式測 定装置が実現される。この2センサ式測定装置は、振動データとして、回転数と 羽根を持つ羽根車の直径とによって与えられセンサ間の接線方向間隔に相応する 一定成分と、羽根が振動を起こした場合にのみ零とは異なり得る値との総和であ る時間差を提供する。羽根の振動は必ずしも2センサ式測定装置によって検出可 能な信号を提供しないが、羽根の周囲方向に生ずる羽根振動はその都度の振動周 波数が羽根車の回転周波数又はこの回転周波数の整数倍に一致しない場合には少 なくとも検出可能である。2センサ式測定装置によって求めることのできる上記 において定義された値は、羽根車と一緒に回転する基準系において振動する羽根 の先端が第1センサと第2センサとの間を走行する距離にほぼ相応する。2セン サ式測定方法の枠内でのセンサパルスの評価の詳細な説明はここでは省略するの で、上述の論文“無接触式羽根振動測定技術”を参照されたい。 センサとして電磁式センサが使用されると好適である。このような電磁式セン サは例えばターボ機関のケーシング内に、羽根車が回転する場合羽根車の全ての 羽根の先端がセンサに短い距離で順々に接近して再び離れるように組込み可能で ある。先端がそのようにセンサに接近している羽根は、センサ内の磁石から放射 された磁界を変え、それによってセンサに付属するコイルに電気パルスを誘起す る。このような電気パルスは当然二極である。というのは、このパルスでは電気 的な2つの極性が順々に出現するからである。パルスの“零点通過”即ち極性が 変わる時点は正規化されたセンサパルスをセンサに後置接続されたパルス発生器 内に発生させるための有利な基準となる。 ワーキングメモリは、羽根車が少なくとも100回転する時間の全ての振動デ ータをその都度記憶することができるような大きさに設計されると有利である。 これによりワーキングメモリにおいて得られる全データは監視された羽根の振動 状態の鮮明かつ完全な像を生ぜしめることが保証される。 このモニターシステムは、好適には、検査モジュールを追加された評価装置を 有しており、その場合この検査モジュールはワーキングメモリ内に記憶された振 動データを少なくとも1つの検査基進に基づいて検査し、検査基準を満たさない 振動データを検出した場合には表示装置に相応する警報信号を発する。このよう な検査モジュールは、特に、羽根車の高められた応力を振動によって検出し、障 害が発生する前に羽根の運転状態を変えることができるようにこの検出が適時に 行われるようにするために使用されると有利である。羽根の寿命を阻害するよう な振動状態が生ずる前に警報信号が形成されるように、検査モジュールの検査基 準を設計すると有利である。危険な振動状態を変える前に当該羽根の寿命を損な う応力が生ずる場合には、各羽根に対して寿命の損失が検出され、時間の経過と 共に蓄積された寿命損失が羽根の一般に認められている寿命に近い値になると、 必要に応じて付加的な警報と共にこれが表示されるようにすることができる。 検査モジュールから発せられた警報信号に対する表示装置の反応は、好適には 、ワーキングメモリから検査基準を満たさない振動データを含めた多数の振動デ ータが呼び出され、特に警報と一緒に表示されるようにして行われる。場合によ っては警報信号とこの警報信号を惹き起こす信号データとの付加的な評価が可能 であり、とりわけ寿命の消耗度もしくは同じような意味で振動データが所属する 羽根の疲労度に関する評価が可能である。このような評価は評価装置においても また表示装置においても行うことができる。 表示装置による振動データの呼び出しは特にその都度10秒以上、特に約20 秒の時間の間行われる。このようにして表示装置には、各警報信号に対して、表 示及び場合によっては他の解析のために、警報信号を生ぜしめる振動状態の“前 歴”及び“トレーラ”の少なくとも主要部分を含めた大量のデータが得られるこ とになり、これにより振動状態の検査を助成しかつ深めることができる。 検査基準としては多種類の場合によっては複合的な基準が設定される。例えば 先ず、時間的に連続する大量の振動データを組み合わせた形で、例えば平均値の 形で検査することができ、それゆえ振動による羽根の応力は羽根車の多数回転、 特に膨大な量の回転数に亘って平均化される。危険な振動状態にあるか否かを検 査するために、このような平均値は適当な限界値と比較することができる。羽根 車全体又は羽根車の多くの部分に関係する情報を得るために、全ての羽根の振動 データ又は所定個数の羽根の振動データを一緒に評価することができる。勿論、 個々の各羽根のための振動データの検査も同様に独立して行うことができる。そ の検査を実施するか又はしないかは場合によっては他の検査基準に関連させるこ とができる。適当なセンサ装置、例えば、2センサ式測定装置を備えたセンサ装 置を使用できる場合には、個々の羽根の振動状態の検出の他に、いわゆるシステ ム振動、即ち羽根車と羽根とから成る装置全体の振動の検出が同様に可能になる 。このためにも適当な検査基準が設定可能である。検査基準に割付けられた警報 信号及び警報はそのそれぞれの意味を適当に捉えることができる。ある警報には 、付属の検査基準の意味に応じて、単純な確認と、振動を生ぜしめる運転状態を 直ちに終了させる絶対要件との間の性格を持たせることができる。 このモニターシステムは1つのターボ機関又は複数のターボ機関における複数 の羽根車の羽根の振動状態を表示するために設計されると特に有利である。この ようにしてこのモニターシステムは振動によって危険に晒されるおそれのある羽 根を有するターボ機関を備えた設備の完全な監視を可能にする。このようなモニ ターシステムは同様に有利なことに1つの羽根車又は複数の羽根車の各羽根の振 動状態を表示することを特に可能にする。 あらゆる構成のモニターシステムは特にターボ機関の診断に適し、その場合タ ーボ機関の運転中にこのターボ機関の全ての羽根の振動データはワーキングメモ リに表示のために用意される。このことは蒸気タービン、特に飽和蒸気型蒸気タ ービンにおいては特に重要である。特に低圧タービンとしてターボセット内で使 用されるこの種の飽和蒸気型蒸気タービンにおいては、羽根は比較的長く、最終 段では1メートル以上の長さに達する。このような羽根に対してはもはや例えば 被覆テープのような振動減衰用取付部品は使用できず、それゆえこの羽根では振 動が有利なことに大規模に発生する。従って、この羽根の振動は有利なことにタ ーボセット全体及びターボセットに結合された全ての設備に関係する診断の枠内 で特に重要である。 次に、本発明によるモニターシステムの実施例を図面に基づいて説明する。 図1はタービン羽根及びセンサ装置を備えたタービンの羽根車と、表示装置を 含む評価装置とを示す概略図である。 図2は特別に構成されたモニターシステム用の表示装置を含む評価装置を示す ブロック図である。 図1はターボ機関3の一部分、特に、羽根1(半径方向の実線によって概略的 に示されている)が固定されている羽根車2を示している。この羽根車2は羽根 1によって軸線18を中心にして矢印方向へ回転可能である。この羽根1の振動 状態を検出するために、ターボ機関3は第1のセンサ4及び第2のセンサ5(こ の両センサは黒い点によって概略的に示されている)ならびにこれらのセンサに 所属する増幅器6及びパルス発生器7を含んだセンサ装置を備えている。羽根車 2が図示されているように回転すると、各羽根1は先ず第1センサ4の傍を通り 、その後第2センサ5の傍を通る。従って、羽根車2が一回転すると、各羽根1 毎に2つのセンサ信号が生ずる。羽根1へのセンサ信号の割付けを可能にするた めに、羽根車2はさらにマーク19を有している。このマーク19は、羽根1の 振動又はこの羽根1と羽根車2とから成る装置全体の振動の影響を常に殆ど受け ず、マーク発生器8によって観察される。マーク19が何時も予め定められた位 置にあるとき、マーク発生器8は1つのマークパルスを発信する。このマークパ ルスに対するセンサパルスの時間的位置は個々の羽根1に対するセンサパルスの 所望の割付けを示す。パルス発生器7及びマーク発生器8はそのセンサパルス又 はマークパルスを評価装置9に提供する。この評価装置9において、センサパル ス及びマークパルスはとりあえずセンサパルスがこのセンサパルスを発信する羽 根1に割付けられるように処理され、次にこのようにして割付けられたセンサパ ルスは羽根1の振動状態を表す振動データに変換される。この振動データは評価 装置9内のワーキングメモリ13内に格納され、そこでこのワーキングメモリ1 3にアクセスする表示装置14によって表示するために使われる。振動データの 表示は種々の表示媒体15、16、特にディスプレイ15及び/又は印刷物16 で行うことができきる。振動状態の表示のやり方は如何なる制限もない。第1セ ンサ4及び第2センサ5を備えた図1に示された装置は引用した従来技術から公 知の2センサ式測定方法(この方法は振動状態を検出するために特に効果的であ る)を実現することができる。 センサパルス及びマークパルスを処理するための詳細は図2に示された実施例 に基づいて説明する。この図では主として評価装置9ならびに表示装置14の特 に優れた実施例の構成に主眼をおいている。評価装置9は1つのマーク発生器8 ならびに多数のパルス発生器7からマークパルスもしくはセンサパルスを供給さ れる。さらにアナログ発生器22が示されており、このアナログ発生器22は評 価装置9に接続されているターボ機関に関する他のアナログ測定データを評価装 置9に供給可能である。評価装置9はモジュールに構成され、パルス発生器7か らセンサパルスが、マーク発生器8からマークパルスが、アナログ発生器22か らアナログ測定データが送信されるアロケーションモジュール10を含んでいる 。このアロケーションモジュール10ではとりあえず個々の羽根に対する全ての 入力されたパルス及び測定データの割付けが行われ、次にこれらのパルス及びデ ータは他の特にディジタル処理に適する振動データに変換される。この変換は、 特に各羽根のために、パルス位相変調方式に基づいて羽根の振動により変調され た付属のセンサパルス列の復調を含む。アロケーションモジュール10は振動デ ータをメモリモジュール12に提供し、このメモリモジュール12はワーキング メモリ13にアクセスして振動データをこのワーキングメモリ13に格納する。 この格納はワーキングメモリ13がシフトレジスタとして作動するようにして行 われる。ワーキングメモリ13の当然の有限メモリ容量に基づいて、新しい振動 データのセットが到着したら、一番古く記憶された振動データのセットは消去さ れ、2番目に古いセットに書き換えられ、そしてこの書き換えは最後には一番新 しく格納された振動データセットの場所が新しいセットを格納するために使える ようになるまで続けられる。 ワーキングメモリ13には上述した表示装置14が接続されており、この表示 装置14はほぼ任意にワーキングメモリ13にアクセスし、要求に従って振動デ ータをこのワーキングメモリ13から呼び出し、表示媒体15、16に表示する ことができる。さらにワーキングメモリ13は検査モジュール17に接続されて おり、この検査モジュール17は格納された振動データを1つの検査基準又は複 数の検査基準に従って検査し、1つの検査基準を満たさない振動データが検出さ れた場合には警報信号を表示装置14に与える。このようにして検査モジュール 17によって、振動、特に危険な振動に対する羽根の連続監視が可能となり、羽 根の振動状態の表示方法が常時診断のために開発された。表示装置14は警報信 号の爾後の処理を行う必要がある。即ち警報信号に基づいて、とりあえず、検出 モジュール17によって検知された振動状態を表示することができ、必要に応じ て相応する警報を発することができる。 アロケーションモジュール10は上述のように構成され、羽根に対するセンサ パルスの上述した割付けを行う分類用下位モジュール20と、この分類用下位モ ジュール20からデータを与えられセンサパルスの万一の場合に必要な変換及び 爾後の処理に適合する形態での提供を行う演算用下位モジュール11とを含んで いる。なお、分類用下位モジュール20及び演算用下位モジュール11の図示さ れた配置は決してこれに限定されるものではなく、逆の配置でも容易に実現する ことができる。これに関して指摘すべきことは、評価装置9内で作成されて処理 され表示装置14に供給される振動データのフォーマット及び値はモニターシス テムのオペレータによる解読に直接委ねられてはならないということである。人 間が理解するのに直接使える形態への振動データの処理はモニターシステムの構 成に応じて結局は表示装置14に委ねられる。 このモニターシステムはターボ機関における羽根の振動状態に関してターボ機 関の診断を可能にする。このモニターシステムはターボ機関の常時コントロール 及び障害の早期発見に大きく貢献し、これによって運転信頼性が明らかに高まり かつ運転時のフレキシビリティーが高まる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ユング、ミヒアエル ドイツ連邦共和国 デー‐45147 エツセ ン ニーバーデイングシユトラーセ 42 【要約の続き】 り、少なくとも1つの表示媒体(15、16)に表示可 能である表示装置(14)を有している。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.a)羽根車(2)に付設された少なくとも1つのセンサ(4、5)及びこの センサに付属するパルス発生器(7)を備え、センサは付属のパルス発生器(7 )に接続され、このパルス発生器(7)は羽根(1)がセンサ(4、5)を通過 する時点を表すセンサパルスを提供する位置固定のセンサ装置(4、5、6、7 )と、 b)羽根車(2)に付設され、この羽根車(2)が所定の零点位置にある場合に は何時もマーク信号を提供するマーク発生器(8)と、 c)下記のモジュール、即ち c1)センサパルス及びマークパルスを供給され、各センサパルスを、マークパ ルスを考慮して、当該センサ(4、5)を通過する際にセンサパルスを生ぜしめ る羽根(1)に割付け、各羽根(1)のためにセンサパルスを、羽根(1)の振 動状態を表す振動データに変換するアロケーションモジュール(10)、 c2)全ての羽根(1)に対する振動データを供給されるワーキングメモリ(1 3)をアクセスし、振動データをワーキングメモリ(13)内に格納し、新しい 振動データを受けると既に記憶されている振動データをシフトレジスタの様式に 基づいて記憶し直し即ち書き換え、その際ワーキングメモリ(13)に各羽根( 1)のために多数の時間的に連続して得られる振動データを受け取らせるメモリ モジュール(12)と を有する評価装置(9)と、 d)ワーキングメモリ(13)内に記憶された振動データを呼び出し可能であり 、少なくとも1つの表示媒体(15、16)に表示可能である表示装置(14) とを備えることを特徴とする回転羽根車上の多数の羽根の振動状態を表示するた めのモニターシステム。 2)a)センサ装置(4、5、6、7)は、羽根車(2)に付設されかつこの羽 根車(2)の周囲に互いに間隔をおいて配置された2つのセンサ(4、5)を有 し、 b)各羽根(1)のために各振動データは第1センサ(4)からの割付けられた センサパルスと第2センサ(5)からの割付けられたセンサパルスとの時間的な 差から演算される ことを特徴とする請求項1記載のモニターシステム。 3.センサ(4、5)は電磁式センサ(4、5)であることを特徴とする請求項 1又は2記載のモニターシステム。 4.センサ(4、5)は近接センサ(4、5)であり、羽根(1)がセンサの傍 を通り過ぎる際にパルスを発信することを特徴とする請求項3記載のモニターシ ステム。 5.ワーキングメモリ(13)内には、羽根車(2)が少なくとも100回転す る時間における全ての振動データを記憶されることを特徴とする請求項1乃至4 の1つに記載のモニターシステム。 6.評価装置(9)は、ワーキングメモリ(13)内に記憶された振動データを 少なくとも1つの検査基準に基づいて検査し、検査基準を満たさない検査データ を見出した場合には相応する警報信号を表示装置(14)へ発する検査モジュー ル(17)を含むことを特徴とする請求項1乃至5の1つに記載のモニターシス テム。 7.表示装置(15)は警報信号に応じてワーキングメモリ(13)から検査基 準を満たさない振動データを含めた多数の振動データを取出し、特に警報と一緒 に表示することを特徴とする請求項6記載のモニターシステム。 8.表示装置(15)は振動データをそれぞれ10秒以上の時間、特に約20秒 の時間の間取出すことを特徴とする請求項7記載のモニターシステム。 9.1つのターボ機関(3)又は複数のターボ機関(3)における複数の羽根車 (2)の羽根(1)の振動状態を表示することを特徴とする請求項1乃至8の1 つに記載のモニターシステム。 10.1つの羽根車(2)又は複数の羽根車(2)の各羽根(1)の振動状態を 表示することを特徴とする請求項1乃至9の1つに記載のモニターシステム。 11.ターボ機関(3)を診断するために使用され、その場合ターボ機関(3) の運転中にターボ機関(3)の全ての羽根(1)の振動データがワーキングメモ リ(13)内に表示のために用意されることを特徴とする請求項1乃至10の1 つに記載のモニターシステム。 12.ターボ機関(3)は蒸気タービン、特に飽和蒸気型蒸気タービン(3)で あることを特徴とする請求項11記載のモニターシステム。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010513877A (ja) * 2006-12-21 2010-04-30 エムティーユー エアロ エンジンズ ゲーエムベーハー 非接触ブレード振動測定装置及び方法
JP2010276438A (ja) * 2009-05-28 2010-12-09 Ihi Corp 回転翼の非接触翼振動計測方法
JP2014527139A (ja) * 2011-08-26 2014-10-09 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト パルス信号列を生成するための方法

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE510060C2 (sv) * 1997-08-29 1999-04-12 Kvaerner Turbin Ab Metod och anordning för detektering av glapp i lagringar och manövermekanismer hos ett löphjul eller rotor med vridbara skovlar
GB2344177A (en) * 1998-10-19 2000-05-31 Rotadata Ltd Detecting vibration of turbine blades
RU2177145C1 (ru) * 2000-03-29 2001-12-20 Самарский государственный аэрокосмический университет им. С.П. Королева Сигнализатор предаварийных деформаций лопаток турбомашин
FR2815123B1 (fr) * 2000-10-10 2003-02-07 Snecma Moteurs Controle acoustique de roues aubagees monoblocs
RU2241216C2 (ru) * 2002-07-29 2004-11-27 НПО Промавтоматика Способ и мониторинговая система контроля состояния и аварийной защиты лопаточных аппаратов роторных двигателей
NO320915B1 (no) * 2002-07-30 2006-02-13 Dynatrend As Fremgangsmate og anordning for a bestemme et turbinblads driftstilstand og a anvende den innsamlede tilstandsinformasjon i en levetidsberegning
US7147438B2 (en) * 2004-05-24 2006-12-12 Depaoli Michael Electric turbine
US7987725B2 (en) * 2007-09-21 2011-08-02 Siemens Energy, Inc. Method of matching sensors in a multi-probe turbine blade vibration monitor
US7836772B2 (en) * 2007-09-26 2010-11-23 Siemens Energy, Inc. Method and apparatus for tracking a rotating blade tip for blade vibration monitor measurements
GB0811073D0 (en) * 2008-06-18 2008-07-23 Rolls Royce Plc Timing analysis
US7941281B2 (en) * 2008-12-22 2011-05-10 General Electric Company System and method for rotor blade health monitoring
US8998568B2 (en) * 2010-10-21 2015-04-07 General Electric Company Sensor packaging for turbine engine
CN102506942A (zh) * 2011-11-24 2012-06-20 天津大学 高速旋转叶片自动同步定位方法及装置
CN103728011A (zh) * 2012-10-12 2014-04-16 成都赛腾自动化工程有限公司 汽轮发电机组振动在线状态监测系统
US9188021B2 (en) * 2013-11-12 2015-11-17 Siemens Energy, Inc. Steam turbine blade vibration monitor backpressure limiting system and method
FR3015671B1 (fr) * 2013-12-23 2020-03-20 Safran Helicopter Engines Ensemble pour turbomachine pour mesurer des vibrations subies par une pale en rotation
FR3015673B1 (fr) * 2013-12-23 2015-12-18 Turbomeca Ensemble pour turbomachine pour mesurer des vibrations subies par une pale en rotation
JP6736511B2 (ja) * 2017-03-28 2020-08-05 三菱重工業株式会社 翼異常検出装置、翼異常検出システム、回転機械システム及び翼異常検出方法
CN110307894B (zh) * 2019-07-12 2024-05-10 天津大学 基于改进叶尖定时原理的带冠叶片测振方法及标定系统
CN111649887A (zh) * 2020-06-17 2020-09-11 内蒙古工业大学 一种风力机叶片振动特性测试装置
CN113624329A (zh) * 2021-07-12 2021-11-09 南京知博测控技术有限公司 非接触式叶片振动测量装置和方法
CN114739501B (zh) * 2022-03-19 2023-07-28 中国民用航空飞行学院 用于飞机发动机涡轮叶片的检测装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4518917A (en) * 1982-08-31 1985-05-21 Westinghouse Electric Corp. Plural sensor apparatus for monitoring turbine blading with undesired component elimination
JPS6018729A (ja) * 1983-07-11 1985-01-30 Mitsubishi Electric Corp 振動監視装置
US4604699A (en) * 1984-01-25 1986-08-05 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior General earthquake observation system
US4847556A (en) * 1986-09-08 1989-07-11 Langley Lawrence W Eddy current clearance transducing system
IN171306B (ja) * 1988-02-04 1992-09-12 Westinghouse Electric Corp
US4887468A (en) * 1988-06-03 1989-12-19 Westinghouse Electic Corp. Nonsynchronous turbine blade vibration monitoring system
US4934192A (en) * 1988-07-11 1990-06-19 Westinghouse Electric Corp. Turbine blade vibration detection system
US4996880A (en) * 1989-03-23 1991-03-05 Electric Power Research Institute, Inc. Operating turbine resonant blade monitor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010513877A (ja) * 2006-12-21 2010-04-30 エムティーユー エアロ エンジンズ ゲーエムベーハー 非接触ブレード振動測定装置及び方法
JP2010276438A (ja) * 2009-05-28 2010-12-09 Ihi Corp 回転翼の非接触翼振動計測方法
JP2014527139A (ja) * 2011-08-26 2014-10-09 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト パルス信号列を生成するための方法
US9766160B2 (en) 2011-08-26 2017-09-19 Siemens Aktiengesellschaft Method for generating a pulse signal sequence

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