JPH113447A

JPH113447A - 被移送製品の振動監視装置、振動監視方法及び移送方法

Info

Publication number: JPH113447A
Application number: JP9155234A
Authority: JP
Inventors: Mitsuko Kida; 美津子木田; Junjiro Nakajima; 潤二郎中島; Yusuke Isobe; 裕介磯辺; Satoshi Kanno; 智管野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-06-12
Filing date: 1997-06-12
Publication date: 1999-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の課題は、移送中の製品に発生する機
械的健全性上有害な振動を、高い信頼性を持って監視可
能な振動監視装置、振動監視方法及び移送方法を提供す
ることにある。【解決手段】本発明は、機械的な振動を電気信号とし
て検出する振動検出手段と、前記振動検出手段により検
出された検出信号を用いて、発生した振動の周波数解析
を行う手段と、前記周波数解析手段から出力された信号
を記録する手段とを備える。【効果】検出した振動波形を周波数解析することによ
り、記録量を削減すると共に、製品の機械的健全性に影
響を及ぼす、製品の固有振動数領域での発生加速度等
を、高い信頼性を持って監視可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハンドリング中
に、あるいは輸送手段等による移送中に受ける振動によ
って重大な損傷を発生するおそれのある製品（以下「被
移送製品」と略記する）を振動監視対象物として、該被
移送製品の損傷を未然に防止することを目的とする、被
移送製品の振動監視方法、該方法を実施するのに使用す
る振動監視装置及び該装置を使用して実施する移送方法
に関するもので、特に、被移送製品が製品本体に振動監
視装置を設置することが難しい核燃料物質を含有した原
子燃料棒及び燃料集合体などである場合に好適な被移送
製品の振動監視方法、振動監視装置及び移送方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、移送中の製品に発生する振動を記
録する装置としては、振動検出手段に加速度センサを、
記録手段にデータレコーダを用い、移送中に発生する振
動波形を全て収録する大がかりな装置が試験などで使用
されている。

【０００３】また、加速度センサにより検出された加速
度信号を、予め設定した信号レベルと比較し、このレベ
ルを超えた検出信号のみを通過させて、衝撃加速度のピ
ーク値及び衝撃持続時間を記録する衝撃記録装置が、特
開昭５５−１５１１号公報に示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術のうち
前者を用いた場合、特に移送時間が長時間に渡る場合
は、収録するデータ量が膨大となり、大容量のデータレ
コーダを用いた大型の装置が必要であった。この場合、
装置が大型であるためその設置場所にも大きなスペース
が必要となるが、実際の製品移送においては設置場所が
限られるため、試験など特別な場合に振動を計測するこ
とはあっても、通常の製品移送時に日常的に振動を計測
することは、事実上不可能であった。

【０００５】上記の従来技術のうち後者では、測定した
衝撃加速度のピーク値及び衝撃持続時間を検出し、これ
らの情報のみを記録することによって記録すべき情報量
を低減し、装置の小型化を可能としている。しかし、一
般に製品、及び製品を構成する部品はその重量、寸法な
どに依存した固有振動数（共振周波数）を持つ。製品移
送中の振動により製品に損傷が発生するのは、多くの場
合部品の固有振動数を含む振動の入力により部品の振動
が増幅した結果によるが、前述の従来技術は衝撃加速度
のピーク値のみを記録するので、その衝撃振動がどのよ
うな周波数成分を持っていたのか、評価することはでき
ない。

【０００６】また、製品の移送に複数の移送手段を用い
る場合は、必要に応じて返送・検査・補修・交換等を効
率よく実施するために、移送手段の変更前すなわち積み
替え前に製品の機械的な健全性を確認し、移送の継続可
否を判断するのが好ましい。しかしながら、従来技術の
振動監視装置では、記録された信号を移送完了後に監視
装置から抽出して移送中の振動状態を詳細に評価するこ
とになるので、移送手段が変わる度に詳細評価のための
時間が必要となり、移送が実質的に中断されることにな
る。特に、原子燃料物質を含有した製品は、一般的に密
封性の高い容器に収納されて移送されるため、内容物で
ある製品の健全性を容易には目視で確認することができ
ないので、迅速に記録信号を処理・評価する必要があ
る。また、目的地到着後に比較的容易に部品の交換を行
うことができる一般産業品とは異なり、原子燃料物質の
場合は、製品を取扱うことができる施設は限られるた
め、製品製造元へ当該製品を返送して製造元の施設で部
品補修・交換等の必要作業を行うことになる可能性が高
い。長距離、長時間輸送を完了した後に、輸送あるいは
積替作業に起因した事象で原子燃料物質を含んだ製品を
返送せざるを得ない事態に至った場合は、膨大な時間的
損失、コスト損失が生じることになる。

【０００７】したがって、本発明の第一の目的は、移送
中の製品に発生する、機械的健全性に支障を及ぼす恐れ
のある振動を高い信頼性を持って監視可能な振動監視装
置、及び振動監視方法を提供するとともに、移送期間中
の製品の機械的健全性に係わる状況を、リアルタイムで
認識・判定・表示することにより、移送中あるいは移送
完了直後に、製品の機械的健全性を極めて簡便な方法で
確認することができ、また、必要に応じて移送元への返
送・部品交換等の判断を迅速に行うことを可能とした小
型の振動監視装置を提供することにある。

【０００８】また、本発明の第二の目的は、移送中の製
品の機械的健全性を確保可能な製品の移送方法を提供す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の請求項１の被移送製品の振動監視装置は、製
品移送中に、製品、製品を構成する部品、製品を収納し
た容器または製品を積載した移送用手段に発生する機械
的な振動を電気信号として検出する振動検出手段と、前
記振動検出手段により検出された振動波形の周波数解析
を行う周波数解析手段と、を備えたことを特徴としてい
る。

【００１０】上記目的を達成するために本発明の請求項
２の被移送製品の振動監視装置は、製品移送中に、製
品、製品を構成する部品、製品を収納した容器または製
品を積載した移送用手段に発生する機械的な振動を電気
信号として検出する振動検出手段と、前記振動検出手段
により検出された振動波形の周波数解析を行う周波数解
析手段と、前記周波数解析手段から出力された信号を記
録する記録手段と、を備えたことを特徴としている。

【００１１】上記目的を達成するために本発明の請求項
３の被移送製品の振動監視装置は、製品移送中に、製
品、製品を構成する部品、製品を収納した容器または製
品を積載した移送用手段に発生する機械的な振動を電気
信号として検出する振動検出手段と、前記振動検出手段
により検出された振動波形の周波数解析を行う周波数解
析手段と、前記周波数解析手段の出力より製品の損傷程
度を評価する損傷評価手段と、前記損傷評価手段の出力
を記録する記録手段と、を備えたことを特徴としてい
る。

【００１２】上記目的を達成するために本発明の請求項
４の被移送製品の振動監視装置は、製品移送中に、製
品、製品を構成する部品、製品を収納した容器または製
品を積載した移送用手段に発生する機械的な振動を電気
信号として検出する振動検出手段と、前記振動検出手段
により検出された振動波形の周波数解析を行う周波数解
析手段と、複数の周波数領域毎に予め信号レベルの閾値
を設定できる周波数領域閾値設定手段と、前記周波数解
析手段より出力される周波数領域毎の信号レベルと前記
周波数領域閾値設定手段で設定された閾値を比較し、前
記出力された信号レベルが前記閾値を超えた場合には信
号を出力する周波数領域振動異常判定手段と、前記周波
数領域振動異常判定手段から出力される信号より、必要
なデータを記録する記録手段とを、備えたことを特徴と
している。

【００１３】上記目的を達成するために本発明の請求項
５の被移送製品の振動監視装置は、請求項１ないし４の
いずれかに係る被移送製品の振動監視装置において、さ
らに、振動波形の強度に予め閾値を設定できる振動波形
閾値設定手段と、前記振動検出手段により検出された振
動強度と前記振動波形閾値設定手段で設定された閾値と
を比較し、前記検出された振動強度が前記閾値を超えた
場合には信号を出力する振動波形異常判定手段と、を備
えたことを特徴としている。

【００１４】上記目的を達成するために本発明の請求項
６の被移送製品の振動監視装置は、請求項１ないし５の
いずれかに係る被移送製品の振動監視装置において、さ
らに、振動監視によって得られたデータに基づき、製品
の機械的損傷の有無あるいは損傷の程度を評価した結果
を振動監視装置本体に表示する表示手段、を備えたこと
を特徴としている。

【００１５】上記目的を達成するために本発明の請求項
７の被移送製品の振動監視装置は、請求項１ないし６の
いずれかに係る被移送製品の振動監視装置において、該
装置に含まれる全ての手段を１つの箱体内に組み込んだ
ことを特徴としている。

【００１６】上記目的を達成するために本発明の請求項
８の被移送製品の振動監視方法は、請求項１に係る被移
送製品の振動監視装置を使用して、製品移送中に、製
品、製品を構成する部品、製品を収納した容器または製
品を積載した移送用手段に発生する振動を検出し、前記
振動の周波数解析を行うことを特徴としている。

【００１７】上記目的を達成するために本発明の請求項
９の被移送製品の振動監視方法は、請求項３に係る被移
送製品の振動監視装置を使用して、製品移送中に、製
品、製品を構成する部品、製品を収納した容器または製
品を積載した移送用手段に発生する振動を検出し、前記
振動の周波数解析を行い、前記周波数解析結果を基に製
品の損傷程度を評価することを特徴としている。

【００１８】上記目的を達成するために本発明の請求項
１０の被移送製品の振動監視方法は、請求項８に係る被
移送製品の振動監視方法を実施する際の製品移送中に行
う周波数解析において、複数の周波数領域に分割し、分
割した各周波数領域毎の信号レベルに予め閾値を設定
し、閾値と解析された各周波数毎の信号レベルを比較
し、前記信号レベルが閾値を超えた場合に必要な情報だ
けを記録、保存することを特徴としている。

【００１９】上記目的を達成するために本発明の請求項
１１の被移送製品の振動監視方法は、請求項８ないし１
０のいずれかに係る被移送製品の振動監視方法におい
て、振動波形の強度に予め閾値を設定し、検出された製
品、製品を構成する部品、製品を収納した容器、または
製品を積載した移送用手段に発生した振動の振動強度と
前記閾値を比較し、前記検出された振動強度が前記閾値
を超えた場合に必要な情報だけを記録、保存することを
特徴としている。

【００２０】上記目的を達成するために本発明の請求項
１２の核燃料物資の振動監視方法は、請求項８ないし１
１のいずれかにおいて、被移送製品が、ウラン化合物、
プルトニウム化合物、トリウム化合物またはこれらの混
合物からなる核燃料物質を含有する原子燃料棒、あるい
は前記燃料棒を複数本束ねて構成された燃料集合体を容
器等に収納してなる核燃料物資である場合において、容
器等に請求項１ないし７のいずれかに係る振動監視装置
を積載し、燃料棒の固有振動数帯域の加速度信号に着目
して容器等の振動を監視することを特徴としている。

【００２１】上記目的を達成するために本発明の請求項
１３の核燃料物資の振動監視方法は、請求項１２に係る
核燃料物資の振動監視方法において、１０〜６０ヘルツ
の加速度信号に着目して容器等の振動を監視することを
特徴としている。

【００２２】上記目的を達成するために本発明の請求項
１４の被移送製品の移送方法は、請求項３に係る被移送
製品の振動監視装置を使用して、製品移送中に、製品、
製品を構成する部品、製品を収納した容器または製品を
積載した移送用手段に発生する振動を検出し、前記検出
した振動の周波数解析を行い、前記周波数解析結果を基
に製品の損傷程度を評価し、前記評価結果を移送中に確
認し、前記確認結果に基づきその後の移送条件を変更す
ることを特徴としている。

【００２３】上記目的を達成するために本発明の請求項
１５の被移送製品の移送方法は、請求項４に係る被移送
製品の振動監視装置を使用して、製品移送中に、製品、
製品を構成する部品、製品を収納した容器または製品を
積載した移送用手段に発生する振動を検出し、前記検出
した振動の周波数解析を移送中に実施し、前記解析され
た周波数領域毎の信号レベルが、予め設定した閾値を超
えたか否かを判定し、前記判定結果を移送中に確認し、
前記確認結果に基づきその後の移送条件を変更すること
を特徴としている。

【００２４】上記目的を達成するために本発明の請求項
１６の核燃料物資の移送方法は、被移送製品が、ウラン
化合物、プルトニウム化合物、トリウム化合物またはこ
れらの混合物からなる核燃料物質を含有する原子燃料
棒、あるいは前記燃料棒を複数本束ねて構成された燃料
集合体を容器等に収納してなる核燃料物資である場合に
おいて、容器等に請求項１ないし７のいずれかに係る振
動監視装置を積載し、燃料棒の固有振動数帯域の加速度
信号に着目して容器等の振動を監視する請求項１２また
は１３に記載の核燃料物資の振動監視方法を実施し、確
認結果に基づきその後の移送条件を変更することを特徴
としている。

【００２５】

【作用】第一の目的を達成するために、本発明は、製
品、製品を構成する部品、製品を収納した容器、または
製品を移送する手段の機械的な振動を電気信号として検
出する振動検出手段と、前記振動検出手段により検出さ
れた検出信号を用いて、発生した振動の周波数解析を行
う手段と、場合によっては前記周波数解析手段から出力
された信号を記録する手段を備える。また、製品の機械
的な健全性を迅速に判断する上では、特定の閾値に対し
てその値を超える信号が生じたか否かを判定した結果
を、あるいは製品の機械的損傷が発生した可能性がある
か否かを判定した結果を振動監視装置本体に表示する手
段を備えることが有効である。

【００２６】本発明によれば、移送中に発生した振動の
周波数解析を行うため、製品及び製品を構成する部品の
固有振動数を含む振動が発生したか否かを判定すること
ができ、製品の機械的健全性を保証する信頼度を向上さ
せることができる。また、周波数解析結果を記録するこ
とにより、記録するデータ容量を削減することが可能と
なる。例えば、計測した振動波形をデジタルサンプリン
グし、８１９２点のデータに分割した場合、これを高速
フーリエ変換により周波数解析した際のデータ点数は半
数の４０９６点となる。このため記録する情報の質を落
とすことなく、データ容量を削減することが可能とな
り、装置の小型化を図ることができる。

【００２７】また、別の発明では、機械的な振動を電気
信号として検出する振動検出手段と、前記振動検出手段
により検出された振動波形の周波数解析を行う周波数解
析手段に加えて、前記周波数解析手段の解析結果より製
品の損傷程度すなわち振動による接触から生ずる損耗量
等を評価する損傷評価手段と、前記損傷評価手段の評価
結果を記録する記録手段を備える。

【００２８】あるいは、機械的な振動を電気信号として
検出する振動検出手段と、前記振動検出手段により検出
された振動波形の周波数解析を行う周波数解析手段に加
えて、複数の周波数領域毎に予め信号レベルの閾値を設
定できる周波数領域閾値設定手段と、前記周波数解析手
段より出力される周波数領域毎の信号レベルと前記周波
数領域閾値設定手段で設定された閾値を比較し、前記出
力された信号レベルが前記閾値を超えた場合には信号を
出力する周波数領域振動異常判定手段と、前記周波数領
域振動異常判定手段から出力される信号より、必要なデ
ータを記録する記録手段を備える。

【００２９】これらの発明によれば、製品の機械的健全
性評価の上で必要な情報のみを選択して記録するため、
記録すべき情報量は更に削減され、装置の一層の小型化
が可能となる。

【００３０】製品によっては、振動の周波数に関係な
く、その製品にある強度の振動が加わるとその機械的健
全性に問題が生じる場合がある。この場合は、上記振動
監視装置に、振動強度に予め閾値を設定できる手段、前
記の手段で設定された閾値と検出された振動強度とを比
較し、閾値を超えた場合には信号を出力する振動波形異
常判定手段を加える。

【００３１】前記第二の目的を達成するために、本発明
は、製品移送中に発生した振動の周波数解析を行う機能
を持った振動監視装置を製品移送に用い、監視結果の確
認を移送中に行いながら移送を進める。

【００３２】本発明によれば、移送中に製品の健全性を
リアルタイムで正確に把握できるので、製品の機械的健
全性に支障をきたす恐れが確認された場合は、移送速度
を減速させるなど、移送条件を変更することにより、未
然に損傷の発生・進展を防止することが可能となる。ま
た、製品の健全性に支障をきたした可能性が示唆・確認
された場合は、その後の移送を中断し、記録された信号
の詳細評価を実施することにより、継続移送・返送等を
含め、適切な措置を講じることが可能となる。さらに、
本発明によれば、製品の機械的健全性を確保する観点
で、信頼性の高い移送を実現できるだけでなく、製品の
返送・部品交換を含め、効率的に製品を移送できること
は明白である。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について説
明する。

【００３４】〈実施例１〉図１は、本発明の第一の実施
例に係わる振動監視装置の構成図である。

【００３５】本振動監視装置は、振動検出手段１、周波
数解析手段２、損傷評価手段３、及び記録手段４を備え
ている。

【００３６】振動検出手段１は圧電型加速度センサ等の
素子であり、製品の移送中に、製品、製品を構成する部
品、製品を収納した容器または製品を積載した移送用手
段等に固縛したセンサに加えられる振動加速度を電気信
号に変換して出力する。

【００３７】周波数解析手段２は、振動検出手段１で検
出されたある一定時間の振動波形に対して、周波数成分
毎の強度を算出し、次の損傷評価手段３での損傷評価で
必要とするパラメータを出力する電気回路である。本実
施例では、周波数解析として、高速フーリエ変換を用い
る。高速フーリエ変換後のデータは図４に一例を示すよ
うに、周波数に対するパワースペクトル密度という形式
で表される。

【００３８】前述のように、製品または製品を構成する
部品の損傷は、それらの固有振動数での振動により発生
することが多い。このため、製品または製品を構成する
部品の固有振動数領域での振動強度が、損傷量を評価す
る上で重要なパラメータとなる。図４において、周波数
領域を領域１から３に分け、領域２が製品の固有振動数
領域であるとすると、領域２の区間でパワースペクトル
密度を積分した値（図４中で斜線を施した面積）がこの
周波数領域の平均加速度に相当する。本実施例では、こ
の固有振動数領域の平均加速度を算出し、次の損傷評価
手段３に出力する。

【００３９】特定振動数領域の平均加速度は、計測され
た加速度信号にフィルタ処理を施すことによっても求め
られる。従って、周波数解析手段２はバンドパスフィル
タ等のアナログ回路を用いてもよい。また、特定振動数
領域の平均加速度ではなく、図４に示すパワースペクト
ル密度そのものを出力としてもよい。製品中の部品によ
って固有振動数が異なる場合には、図４のパワースペク
トル中に複数の固有振動数領域を設定し、損傷評価手段
３へ複数の平均加速度を出力することにより、複数部品
の健全性監視を行う。

【００４０】損傷評価手段３は、製品の損傷量（振動に
よって生ずる摩擦傷等の損耗量）と固有振動数領域での
平均加速度、及び加速度を受けた時間との相関式をプロ
グラムしておき、周波数解析手段２から出力された固有
振動数領域での平均加速度、及び周波数解析を行った振
動の計測時間を入力として、この計測時間における損傷
進展量を計算し、次の記録装置４に出力する。

【００４１】記録装置４では、損傷評価手段３からの出
力を、計測時間に対応させて図６に示す形式で記録す
る。記録装置としては、ＲＡＭ等の半導体メモリ、磁気
ディスク、メモリカード等を用いる。

【００４２】本実施例による振動監視装置を取り付けて
製品移送をおこなえば、製品等の損傷進展量の時間推移
の推定値を記録することができるので、万一製品等の機
械的健全性に影響を与える損傷が発生した可能性がある
と判断された場合、「損傷が移送のどの段階で発生した
可能性があるか」を移送中あるいは移送終了後直ちに明
確にすることができ、原因究明や輸送方法の改善を行う
上で有効となる。また、記録するデータは移送中の時
間、及び各時間における損傷量の推定値であるので、検
出した振動波形を全て記録する場合に比べて記録すべき
データ容量は非常に少なく、装置のサイズを小型化でき
る。

【００４３】移送中に製品の損傷の可能性を周波数解析
結果を常に目視確認しながら監視する場合には、図１の
損傷評価手段３と記録手段４を省略してもよい。また、
製品の損傷の可能性を移送後直ちに評価する必要が無い
場合は、図１の損傷評価手段３を省略し、周波数解析手
段２で計算された製品等の固有振動数領域の平均加速
度、または図４に示すパワースペクトル密度そのものを
記録手段４に記録しても良い。この場合、移送終了後記
録されたデータをコンピュータに転送し、コンピュータ
上で損傷量の推定値を解析し、評価をおこなう。この場
合においても、振動監視装置に記録されるデータ容量
は、振動波形を全て記録する場合より少なく、装置の小
型化が可能となる。

【００４４】〈実施例２〉図２に、本発明の第２の実施
例に係わる振動監視装置の構成図を示す。

【００４５】この振動監視装置は、振動検出手段１、記
録手段（ａ）５、周波数解析手段２、周波数領域閾値設
定手段６、振動波形閾値設定手段７、周波数領域振動異
常判定手段８、振動波形異常判定手段９、記録手段
（ｂ）１０を備えている。

【００４６】記録手段（ａ）５は、振動検出手段１から
の加速度信号をある一定容量保存するメモリである。記
録手段（ａ）５に記録する信号は、図３に例を示す様
に、加速度の時間変化を記録した信号である。記録手段
（ａ）５に新たなデータを書き込む余裕がなくなった場
合は、順次上書きしていく。

【００４７】周波数領域閾値設定手段６は、周波数解析
されたスペクトルに対して、周波数領域毎に閾値を設定
する。周波数領域は、製品あるいは部品の固有振動数領
域と、それ以外の領域に分ける。図４において、前述の
ように領域２が製品の固有振動数領域であるとすると、
固体振動数領域では小さな振動加速度でも製品の機械的
健全性に与える影響は大きいため、この領域に対する閾
値を他の領域に対するものより低く設定する。

【００４８】周波数領域振動異常判定手段８は、各周波
数領域毎の周波数領域閾値設定手段６の設定値と、周波
数解析手段２から出力された各周波数領域毎の平均加速
度を比較し、平均加速度が閾値を超えた場合にはデータ
記録要求信号を記録手段（ｂ）１０に出力する。図５
に、異なる計測時刻における各周波数領域の平均加速度
と閾値の関係の一例を示す。計測時刻Ａ及びＢのデータ
は、いずれの周波数領域の平均加速度もそれぞれの閾値
を下回っているので、データ記録要求信号は出力されな
い。計測時刻Ｃのデータは、閾値が最も低い周波数領域
２の平均加速度がその閾値を超えているため、データ記
録要求信号が出力される。

【００４９】振動波形閾値設定手段７は、記録手段
（ａ）５に記録された振動波形の振幅（加速度）に対し
閾値を設定する。閾値の設定の一例を図３に示す。本例
では、振動波形の両振幅に閾値を設けている。

【００５０】振動波形異常判定手段９は、振動波形閾値
設定手段７に設定された閾値と記録手段（ａ）５に記録
された振動波形の信号と比較し、振動波形の信号が閾値
を超えた場合は記録手段（ｂ）１０にデータ記録要求信
号を出力する。

【００５１】記録手段（ｂ）１０は、周波数領域振動異
常判定手段８、及び振動波形異常判定手段９からのデー
タ記録要求信号に基づき、各周波数領域の平均加速度、
または振動波形の振幅が各々の閾値を超えた時刻、及び
記録手段（ａ）５に記録された対応する振動波形を記録
する。

【００５２】記録手段（ａ）５には、振動波形の代わり
に、閾値以上の振動が発生した時刻及び発生した加速度
値を記録してもよい。

【００５３】本実施例によれば、予め設定した閾値に従
い、製品の機械的健全性に支障を及ぼす恐れのある振動
データのみを記録するため、記録すべきデータの容量の
削減が可能となり、装置の小型化を図ることができる。
製品の健全性保証上周波数領域での発生加速度監視のみ
で十分な場合は、振動波形閾値設定手段７及び振動波形
異常判定手段９を省略してもよい。また、本実施例及び
第１の実施例中の手段を組み合わせることにより、種々
の機能を実現することができる。

【００５４】図１及び２に示す２つの実施例では、装置
が小型化されている全ての機能を１つの箱体に納めるこ
とが可能である。しかし振動検出手段１とその他の手段
を別体とし両者をケーブル等で接続すれば、振動を計測
したい部位が非常に狭い場合にも有効となる。また、こ
れらの実施例では、移送行程中に検出した全ての加速度
に対して周波数解析を行うことが可能であるが、移送が
十分安定して行われることが予想される場合などには、
周波数解析を移送中の一定時間毎に行う等、周波数解析
の頻度を減らしてもよい。

【００５５】製品が放射性物質である、等の理由で直接
製品に振動監視装置を取り付けられない場合には、製品
を収納した容器、または製品移送用車両等に振動監視装
置を取り付ける。この場合には容器または車両から容器
内の製品へ振動が伝達する際の増幅、あるいは減衰の倍
率を、予め振動周波数毎に評価しておき、この倍率を振
動監視装置内の周波数解析手段に記憶させ、測定された
容器あるいは車両でのパワースペクトル密度にこの倍率
を掛け合わせることにより、製品に発生するパワースペ
クトル密度を推定することが可能となる。

【００５６】図７には、本発明による製品移送方法のフ
ロー図を示す。

【００５７】製品移送に際し、製品、製品を収納する容
器、あるいは製品を移送する車両等の移送手段には、本
発明による振動監視装置を取り付ける。

【００５８】製品発送後、移送中の適当な時点におい
て、振動監視装置の記録チェックを行う。このチェック
において、製品の損傷量推定値、あるいは閾値を超えた
加速度の回数が製品の機械的健全性に影響を及ぼす可能
性のあるレベルに達していれば、製品の移送を中断し、
製品製造元に返送して、製品の詳細な検査を行う。チェ
ックの結果、即座に移送を中断するほどでは無いにして
も、損傷がかなりのレベルに達していると推定された場
合は、その後の輸送車両の運行速度を落とす等の適切な
措置を取る。また、目的地に到着した製品に対しては、
通常より詳細な受入検査を課す。

【００５９】以上のように本移送方法によれば、振動監
視装置により移送中の製品に発生する過度の振動を上記
したように監視しているため、製品の移送スケジュール
に大きな時間的負担を与えることなく製品の健全性を確
認でき、確認時点までの振動発生状況に応じてその後の
製品健全性を確保する手段を講じることが可能となる。

【００６０】〈実施例３〉本発明の第３の実施例を図８
に示す。原子燃料物質を収納した燃料棒６０を複数本束
ねて構成された燃料体６１は、密封性の高い専用の輸送
容器６２に収納されてトラック６３等に積載されて輸送
される。輸送中の振動状況を監視する必要がある場合
は、振動監視装置６４を輸送容器に固縛するのが一般的
である。一般的に、対象物の固有振動数に近い振動数で
対象物が加振された場合、加振側の加速度よりも大きな
加速度が対象物に発生する。振動が増幅されると、対象
物の機械的な健全性が損なわれる可能性が相対的に高ま
ることになる。輸送容器に燃料体を収納した状態を模擬
し、大型加振台で模擬燃料体に発生する加速度を計測し
た結果を図９に示す。振動台の振動数が１０Ｈｚ以下あ
るいは６０Ｈｚ以上の場合は、振動が増幅している様子
は見られない。従って、振動が増幅される可能性がある
１０〜６０Ｈｚに着目して、輸送容器の振動状況を本発
明の振動監視装置で監視しながら輸送することにより、
製品の機械的な健全性を高いレベルに維持することがで
きるとともに、極めて無駄のない効率的な輸送を行うこ
とが可能となる。

【００６１】

【発明の効果】以上の様に本発明によれば、検出した振
動波形を周波数解析することにより、製品の機械的健全
性に影響を及ぼす可能性がある振動を、高い信頼性を持
って監視可能である。

【００６２】また、周波数解析を行った結果、本結果よ
り算出した製品損耗量推定値、あるいは閾値を超えた振
動波形等を記録するため、製品の健全性評価を行う上で
の情報の質を落とすことなく記録すべき情報量を削減で
き、装置の小型化が可能となる。

【００６３】更に、移送中の製品の機械的健全性を逐次
確認し、確認結果に基づき移送条件の変更、移送中断を
判断することにより、製品の機械的健全性を確保した移
送が可能となるだけでなく、輸送コストを含め、輸送効
率を大幅に向上させることが可能となる。

【００６４】本発明は、核燃料の輸送に代表されるよう
な長距離、長時間輸送を行う場合、あるいは複数の輸送
手段を経由する場合に特に有効であることは明白であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例に係わる振動監視装置の
構成図。

【図２】本発明の第二の実施例に係わる振動監視装置の
構成図。

【図３】振動波形の振幅に対する閾値の設定の一例を示
す図。

【図４】周波数解析結果の一例を示すパワースペクトル
密度。

【図５】異なる計測時刻における各周波数領域の平均加
速度と閾値の関係。

【図６】損傷量推定結果の記録例。

【図７】製品移送方法のフロー図。

【図８】本発明の第三の実施例に係わる振動監視装置の
固縛例。

【図９】加振台上で加振することにより模擬燃料体に発
生する加速度の計測結果例。

【符号の説明】

１振動検出手段２周波数解析手段３損傷評価手段４記録手段５記憶手段（ａ）６周波数領域閾値設定手段７振動波形閾値設定手段８周波数領域振動異常判定手段９振動波形異常判定手段１０記録手段（ｂ）１１発送２０振動監視装置記録チェック３０振動監視装置記録チェック４０到着５０移送中断、製品検査６０燃料棒６１燃料体６２輸送容器６３トラック６４振動監視装置

フロントページの続き (72)発明者管野智茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】製品移送中に、製品、製品を構成する部
品、製品を収納した容器または製品を積載した移送用手
段に発生する機械的な振動を電気信号として検出する振
動検出手段と、前記振動検出手段により検出された振動
波形の周波数解析を行う周波数解析手段と、を備えたこ
とを特徴とする被移送製品の振動監視装置。
【請求項２】製品移送中に、製品、製品を構成する部
品、製品を収納した容器または製品を積載した移送用手
段に発生する機械的な振動を電気信号として検出する振
動検出手段と、前記振動検出手段により検出された振動
波形の周波数解析を行う周波数解析手段と、前記周波数
解析手段から出力された信号を記録する記録手段と、を
備えたことを特徴とする被移送製品の振動監視装置。
【請求項３】製品移送中に、製品、製品を構成する部
品、製品を収納した容器または製品を積載した移送用手
段に発生する機械的な振動を電気信号として検出する振
動検出手段と、前記振動検出手段により検出された振動
波形の周波数解析を行う周波数解析手段と、前記周波数
解析手段の出力より製品の損傷程度を評価する損傷評価
手段と、前記損傷評価手段の出力を記録する記録手段
と、を備えたことを特徴とする被移送製品の振動監視装
置。
【請求項４】製品移送中に、製品、製品を構成する部
品、製品を収納した容器または製品を積載した移送用手
段に発生する機械的な振動を電気信号として検出する振
動検出手段と、前記振動検出手段により検出された振動
波形の周波数解析を行う周波数解析手段と、複数の周波
数領域毎に予め信号レベルの閾値を設定できる周波数領
域閾値設定手段と、前記周波数解析手段より出力される
周波数領域毎の信号レベルと前記周波数領域閾値設定手
段で設定された閾値を比較し、前記出力された信号レベ
ルが前記閾値を超えた場合には信号を出力する周波数領
域振動異常判定手段と、前記周波数領域振動異常判定手
段から出力される信号より、必要なデータを記録する記
録手段とを、備えたことを特徴とする被移送製品の振動
監視装置。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれかに係る被移
送製品の振動監視装置において、さらに、振動波形の強
度に予め閾値を設定できる振動波形閾値設定手段と、前
記振動検出手段により検出された振動強度と前記振動波
形閾値設定手段で設定された閾値とを比較し、前記検出
された振動強度が前記閾値を超えた場合には信号を出力
する振動波形異常判定手段と、を備えたことを特徴とす
る被移送製品の振動監視装置。
【請求項６】請求項１ないし５のいずれかに係る被移
送製品の振動監視装置において、さらに、振動監視によ
って得られたデータに基づき、製品の機械的損傷の有無
あるいは損傷の程度を評価した結果を振動監視装置本体
に表示する表示手段、を備えたことを特徴とする被移送
製品の振動監視装置。
【請求項７】請求項１ないし６のいずれかに係る被移
送製品の振動監視装置において、該装置に含まれる全て
の手段を１つの箱体内に組み込んだことを特徴とする被
移送製品の振動監視装置。
【請求項８】請求項１に係る被移送製品の振動監視装
置を使用して、製品移送中に、製品、製品を構成する部
品、製品を収納した容器または製品を積載した移送用手
段に発生する振動を検出し、前記振動の周波数解析を行
うことを特徴とする被移送製品の振動監視方法。
【請求項９】請求項３に係る被移送製品の振動監視装
置を使用して、製品移送中に、製品、製品を構成する部
品、製品を収納した容器または製品を積載した移送用手
段に発生する振動を検出し、前記振動の周波数解析を行
い、前記周波数解析結果を基に製品の損傷程度を評価す
ることを特徴とする被移送製品の振動監視方法。
【請求項１０】請求項８に係る被移送製品の振動監視
方法を実施する際の製品移送中に行う周波数解析におい
て、複数の周波数領域に分割し、分割した各周波数領域
毎の信号レベルに予め閾値を設定し、閾値と解析された
各周波数毎の信号レベルを比較し、前記信号レベルが閾
値を超えた場合に必要な情報だけを記録、保存すること
を特徴とする被移送製品の振動監視方法。
【請求項１１】請求項８ないし１０のいずれかに係る
被移送製品の振動監視方法において、振動波形の強度に
予め閾値を設定し、検出された製品、製品を構成する部
品、製品を収納した容器、または製品を積載した移送用
手段に発生した振動の振動強度と前記閾値を比較し、前
記検出された振動強度が前記閾値を超えた場合に必要な
情報だけを記録、保存することを特徴とする被移送製品
の振動監視方法。
【請求項１２】被移送製品が、ウラン化合物、プルト
ニウム化合物、トリウム化合物またはこれらの混合物か
らなる核燃料物質を含有する原子燃料棒、あるいは前記
燃料棒を複数本束ねて構成された燃料集合体を容器等に
収納してなる核燃料物資である場合において、容器等に
請求項１ないし７のいずれかに係る振動監視装置を積載
し、燃料棒の固有振動数帯域の加速度信号に着目して容
器等の振動を監視することを特徴とする請求項８ないし
１１のいずれかに記載の核燃料物資の振動監視方法。
【請求項１３】請求項１２に係る核燃料物資の振動監
視方法において、１０〜６０ヘルツの加速度信号に着目
して容器等の振動を監視することを特徴とする核燃料物
資の振動監視方法。
【請求項１４】請求項３に係る被移送製品の振動監視
装置を使用して、製品移送中に、製品、製品を構成する
部品、製品を収納した容器または製品を積載した移送用
手段に発生する振動を検出し、前記検出した振動の周波
数解析を行い、前記周波数解析結果を基に製品の損傷程
度を評価し、前記評価結果を移送中に確認し、前記確認
結果に基づきその後の移送条件を変更することを特徴と
する被移送製品の移送方法。
【請求項１５】請求項４に係る被移送製品の振動監視
装置を使用して、製品移送中に、製品、製品を構成する
部品、製品を収納した容器または製品を積載した移送用
手段に発生する振動を検出し、前記検出した振動の周波
数解析を移送中に実施し、前記解析された周波数領域毎
の信号レベルが、予め設定した閾値を超えたか否かを判
定し、前記判定結果を移送中に確認し、前記確認結果に
基づきその後の移送条件を変更することを特徴とする被
移送製品の移送方法。
【請求項１６】被移送製品が、ウラン化合物、プルト
ニウム化合物、トリウム化合物またはこれらの混合物か
らなる核燃料物質を含有する原子燃料棒、あるいは前記
燃料棒を複数本束ねて構成された燃料集合体を容器等に
収納してなる核燃料物資である場合において、容器等に
請求項１ないし７のいずれかに係る振動監視装置を積載
し、燃料棒の固有振動数帯域の加速度信号に着目して容
器等の振動を監視する請求項１２または１３に記載の核
燃料物資の振動監視方法を実施し、確認結果に基づきそ
の後の移送条件を変更することを特徴とする核燃料物資
の移送方法。