JPH09982A - 遠心分離機の不つりあい検出方法 - Google Patents

遠心分離機の不つりあい検出方法

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JPH09982A
JPH09982A JP7150727A JP15072795A JPH09982A JP H09982 A JPH09982 A JP H09982A JP 7150727 A JP7150727 A JP 7150727A JP 15072795 A JP15072795 A JP 15072795A JP H09982 A JPH09982 A JP H09982A
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displacement sensor
rotor
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unbalance
centrifuge
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Yoshinori Niinai
佳能 二井内
Shoji Kusumoto
昭二 楠元
Tsutomu Takamura
努 高村
Noriyasu Matsufuji
徳康 松藤
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Hitachi Koki Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04BCENTRIFUGES
    • B04B9/00Drives specially designed for centrifuges; Arrangement or disposition of transmission gearing; Suspending or balancing rotary bowls
    • B04B9/14Balancing rotary bowls ; Schrappers
    • B04B9/146Imbalance detection devices

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  • Centrifugal Separators (AREA)
  • Testing Of Balance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、遠心分離機のように回転体に不つ
りあいが生ずる装置の不つりあい検出方法に関するもの
であり、その目的とするところは、変位センサを変える
ことなく測定範囲を広げることである。 【構成】 ロ−タ1は駆動軸3を介して駆動装置2によ
り回転させられる。変位センサ4は駆動軸3に対向し、
かつ変位センサ4の直線域限界近くに固定されている。
ロ−タ1が回転するとロ−タ1の不つりあいにより駆動
軸3が振動し、変換器5から正弦波に近い電圧が出力さ
れる。但し駆動軸3が変位センサ4に対して軸心から離
れる側は直線域から外れるため、電圧波形の山が崩れた
状態となるが半波整流回路7で直線域外のデ−タをカッ
トしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、遠心分離機のように不
つりあいが発生する可能性のある回転体を高速に回転さ
せる機器の安全装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般的に回転体の不つりあいが大きけれ
ば大きいほど回転体の振幅が大きくなり駆動軸やその軸
受に悪影響をおよぼすが、この種の遠心分離機では使用
者が回転体に分離する試料を入れるため厳密なつりあわ
せが期待できない、また許容できる不つりあい量が大き
いほど使い勝手が良いということになる。そのためメ−
カでは許容できる不つりあい量を増やせるよう、たえず
回転軸系の改良に取り組んでいるが、許容できる振幅に
も限界があるため限界を越えた場合、これを検出できる
よう不つりあい検出装置が設けてある。この種の不つり
あい検出装置に使用されるセンサには渦電流損式や静電
容量式、光学式等の変位センサ−があるがいずれも測定
可能範囲が限られている。渦電流損式を例に取ってみる
と図3に示すセンサと被測定体である駆動軸の距離Lが
ある範囲までは図4に示すように出力が距離に比例して
いるがL2点を越えると直線性がなくなるため測定に適
さない。従って、この種のセンサを取り付ける場合、図
3に二点鎖線で示すように駆動軸が振れまわっても接触
することなく変位が測定できるようL1点と測定限界の
2点のほぼ中間のL3点にセンサを取り付けていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記したように回転軸
系の改良により許容できる振幅が増える傾向にあるが、
センサの測定範囲に限界があるため許容不つりあい量を
増やせないという問題が発生した。図4を例に取って説
明すると、振幅がL1〜L3間またはL3〜L2間より大き
くなると直線域から外れたり接触する危険性があるため
許容不つりあい量はセンサの測定範囲で限定される。ま
た、L1〜L3間とL3〜L2間を均等にしないと測定範囲
が減少することになることからセンサの位置決めをより
厳密に行う必要がでてきた。より測定範囲の長いセンサ
に変更すれば上記問題は解決するがセンサ価格の上昇、
センサの大径化などの新たな問題が発生する。
【0004】本発明の目的は、上記した従来技術の欠点
に鑑みてなされたものであり、センサを変えることなく
測定範囲を広げ許容できる不つりあい量を増やすと共
に、センサの位置決めを簡単に行える不つりあい検出方
法を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、回転体の不つりあいよる振動は円軌道を描
き軸心に対称になる点に着目し、一部の測定範囲でセン
サの直線域を外れてもその部分を無視して変位及び不つ
りあいの検出を行えるようにする。
【0006】
【作用】センサからの出力を半分無視しても上記理由に
より回転体の不つりあいよる振動を判断できることか
ら、センサの直線域を片側の振動に集中させ逆側の振動
を無視(半波整流)することにより実質測定範囲を広げ
ることが可能となる。
【0007】
【実施例】本発明になる具体例を以下の通り説明する。
図1において試料(図示せず)を挿入したロ−タ1は駆
動装置2により高速に回転させられる。ロ−タ1と駆動
装置2は駆動軸3により結合されており、駆動軸3に対
向するよう変位センサ4が取り付けてある。変位センサ
4は非接触に駆動軸3と変位センサ4間の距離を計測す
るものであり、例えば渦電流損式や静電容量式、光学式
等があるがここでは渦電流損式センサで説明する。ロ−
タ1には不つりあいがあるため回転中は一回転に一回の
振れまわり振動を起し駆動軸3と変位センサ4間の距離
が変化する。この変化に応じた電圧が変換器5より出力
され結合コンデンサ6により直流分を阻止し交流分だけ
を出力し半波整流回路7にて半波分が整流される。次に
ピ−クホ−ルド回路8により直流電圧に置換し、A/D
変換器9(アナログ信号をデジタル信号に変換する回
路)にて直流電圧に応じたデジタル値に変換した後、駆
動軸3の振動デ−タがマイクロコンピュ−タ10により
計測される。尚、ピ−クホ−ルド回路8の変わりにRM
S/DC変換器(入力信号の実効値にあった直流電圧を
出力する回路)等の交流成分を直流値に変換する回路を
使用しても差し支えない。
【0008】次に図2の電圧波形を用いて上記回路の説
明をする。まず、変位センサ4は図4に示すL2近くに
取り付けてありロ−タ1が回転中のa点の電圧波形は図
2のAに示すように変位センサ−4に対し軸心から離れ
る側は変位センサ4の直線域から外れるため正弦波の山
がつぶれた形となり、軸心からセンサ側は直線域にある
ため正弦波となる。次に結合コンデンサ6を通りb点で
図2のBのように交流波形となり半波整流回路7(c
点)で図2のCのように直線域から外れたデ−タがカッ
トされる(図2のCはBの負側を整流しているが使用目
的に応じて正側を整流しても構わない)。そしてピ−ク
ホ−ルド回路8(d点)により図2のDのように直流電
圧に置換しA/D変換器9を経てマイクロコンピュ−タ
10に取り込まれる。
【0009】
【発明の効果】本発明によれば、回転体または駆動軸の
振動を片振幅で測定できるようにしたので、変位センサ
を変えることなく測定範囲を広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明になる遠心分離機を示す構成図であ
る。
【図2】 図1の電気回路各点における電圧波形を示す
波形図である。
【図3】 駆動軸と変位センサの位置関係及び出力電圧
を示す図である。
【図4】 駆動軸と変位センサの距離及び出力電圧の関
係を示す図である。
【符号の説明】
1はロ−タ、2は駆動装置、3は駆動軸、4は変位セン
サ−、5は変換器、6は結合コンデンサ、7は半波整流
回路、8はピ−クホ−ルド回路、9はA/D変換器、1
0はマイクロコンピュ−タである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松藤 徳康 茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立工 機株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 試料を入れたロ−タと、該ロ−タを回転
    させる駆動装置と、該駆動装置と該ロ−タとを結合する
    駆動軸と、該ロ−タまたは該駆動軸に対向して設けられ
    た変位センサと、該変位センサからの出力を検知する電
    気回路とを有する遠心分離機において、前記変位センサ
    の出力を半波整流して前記ロ−タのつりあい状態を判断
    することを特徴とする遠心分離機の不つりあい検出方
    法。
  2. 【請求項2】 前記変位センサの出力を半波整流した値
    が、ある一定の値を越えた時、前記駆動装置を停止させ
    ることを特徴とする請求項1記載の遠心分離機の不つり
    あい検出方法。
  3. 【請求項3】 回転中の前記ロ−タまたは前記駆動軸
    が、前記ロ−タまたは前記駆動軸の軸心を通り前記変位
    センサに垂直な面より前記変位センサ側に位置する場合
    にのみ前記変位センサの出力を読み取り前記ロ−タのつ
    りあい状態を判断することを特徴とする請求項1記載の
    遠心分離機の不つりあい検出方法。
  4. 【請求項4】 読み取った前記変位センサの出力がある
    一定の値を越えた時、前記駆動装置を停止させることを
    特徴とする請求項3記載の遠心分離機の不つりあい検出
    方法。
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