JPS6120837A - ラビング検出方法 - Google Patents

ラビング検出方法

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JPS6120837A
JPS6120837A JP59141716A JP14171684A JPS6120837A JP S6120837 A JPS6120837 A JP S6120837A JP 59141716 A JP59141716 A JP 59141716A JP 14171684 A JP14171684 A JP 14171684A JP S6120837 A JPS6120837 A JP S6120837A
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JP
Japan
Prior art keywords
rubbing
signal
frequency
output signal
sensor
Prior art date
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Pending
Application number
JP59141716A
Other languages
English (en)
Inventor
Motoi Miyawaki
基 宮脇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Corporate Research and Development Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Electric Corporate Research and Development Ltd filed Critical Fuji Electric Corporate Research and Development Ltd
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Publication of JPS6120837A publication Critical patent/JPS6120837A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H1/00—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector
    • G01H1/003—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector of rotating machines

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔廃明の属する技術分野〕 本発明は、回転機械において回転部材と静止部材とが異
常にこすれ合うラビング(rubbing)現象を音響
法を用いて検出する方法、特に回転部材の回転に同期し
た変動雑音の影響を受けることなく容易tこ検出を行う
ことのできる方法f(関する。
〔従来技術とその問題点〕
蒸気タービンや発電機等の回転機械にラビング現象が発
生することはこれら回転機械の異常状態を意味し、この
ためラビング現象は早期昏こ検出される必要がある。ラ
ビング現象の検出はこのラビング優こよって回転機械t
こ生じる音、換言すればラビング振動を検出して行うの
が通例で、このラビング振動は回転部材の回転に同期し
て発生するが、その周波数成分が数KHz〜数MHzま
で分布しているといわれているうえ各周波数成分のエネ
ルギーレベルがいずれも非常tこ小さく、そのうえ観測
される振動−こは蒸気流等にもとづく、回転部材の回転
に同期してレベルが変動する変動雑音が混入するため、
ラビング現象を聴音棒等を用いた聴音法で検出すること
は非常に困難で、このため従来第6図に構成を示したよ
うなラビング検出装置が採用されている。
第6図において1a、1b、1cはそれぞれ回転機械1
の回転軸、軸受台、ケーシングで、2はケーシングに固
定した音響センサ、3は軸1aの近傍tこ設けられ該軸
の回転シこ応じた電気パルス信号3aを発生する回転パ
ルス発生器である。音響センサ2は高い周波数領域に共
振周波数を有するように形成した、圧電素子を用いたア
コースティック・エミッション(acoustic e
mission)用センサ(以下AEセンサと呼ぶこと
もある)で、このセンサの出力信号2aは該センサが取
り付けられたケーシングICの部分シこ生じている振動
の加速度に応じた電気信号である。4は音響センサ2の
出力信号2aを増幅する増幅器、5は増幅器4の出力信
号4aが入力され、音響センサ2が感度を有する周波数
領域以外の周波数領域の信号をしゃ断するフィルタ、6
はフィルタ5の出力信号が入力され包絡線検波を行う検
波器% 7は検波器6の出力信号6aが入力されこの信
号の周波数スペクトル分布に応じた出力信号7aを出力
する周波数分析器、8は検波器の出力信号6aと回転パ
ルス発生器の出力信号3aとが入力され、信号3a疹こ
応じて、信号6aに対して所定形態の時間平均演算を行
いその結果騒こ応じた信号8aを出力する平均値演算器
、9は第1および第2入力端子9aおよび9bを有し、
第2入力端子9bにパルス発生器の出力信号3aが入力
されるよう昏こした二現象のCRT表示器である。10
は信号5a、7a。
8aを切り換えて表示器の第1入力端子9a)こ入力す
るようにした信号切換器で、表示器9は信号切換器10
の切換状態暑こ応じて第1入力端子9a昏こ入力される
信号を表示しうるように構成されている。
・第7図は第6図のラビング検出装置における要部出力
信号の波形説明図で、第7図において、(A)、(B)
はそれぞれ第6図における音響センサの出力信号2a中
にラビング振動が存在しない場合、存在する場合で、(
AI ) 、 (Bl )  はいずれも信号2a中−
こ、回転機械lにおける回転部材の回転に同期してレベ
ルが変動する変動雑音(以後この雑音を単に変動雑音と
いうことがある)が存在しない場合、(A2 ) 、 
(B2 )  はいずれも信号2a中に変動雑音が存在
する場合である。第7図において出力信号4aおよび6
aの各波形の横軸は経過時間を示し、矢印Pはこの矢印
が指示した時刻近傍でラビング振動が発生していること
を示しており、出力信号78fこおける周波数fは前記
回転部材の回転数憂こ応じた基本周波数である。
周波数fは回転部材の回転数に一致していることが多い
。第7図における信号4aおよび6aの波形から明らか
なように、音響センサから出力される信号は、回転機械
にラビングが発生していない時は白色雑音fこ変動雑音
が重畳された波形となり、ラビングが発生すると回転部
材の回@−こ同期し、かつ包絡線検波後の波形憂こおい
て三角パルス状をしたラビング振動がさらに重畳された
波形となる。
変動雑音の包絡線波形は通常正弦波−こ近い形状ICな
るのでこの波形の周波数スペクトル分布は高々3f止り
となるが、ラビングが発生すると検波器出力6a+こは
前述したように回転部材の回転」こ同期した三角パルス
状の波形が含まれるので、この波形の周波数スペクトル
分布には、第7図における信号7aの波形図に示したよ
うに、4f以上の多くの高次周波数のピークスペクトル
が現れる。
したがって第6図の表示器9Iこおいη、検波器出力信
号6aとパルス発生器出力信号3aとを比較観察するこ
とによって、あるいはまた分析器出力信号7aと前記信
号3aとを比較観察すること昏こよって、第6図の回転
機械1におけるラビング現象の有無を判別することがで
きることになる。表示器9Iこ平均値演算器の出力信号
8aを入力すると、この信号では白色雑音が少なくなっ
ているのでラビング検出が楽tCなる。
第6図の装置では上述のようにしてラビング検出を行う
のであるが、ラビング振動と変動雑音とは共に回転機械
−こおける回転iこ同期して発生するので、ラビング振
動と変動雑音とが同時夛こ発生すると、第7図から明ら
かなように前者の判別はかなり困難となる。すなわち上
述したような従来のラビング検出方法シこは、変動雑音
の影響を受けることが大きく、この結果変動雑音が存在
するとラビングを検出し難いという問題がある。
〔発明の目的〕
本発明は、上述したような従来のラビング検出方法舒ζ
おける問題を解消し、変動雑音の影響を受けることなく
容易に検出を行うことのできるラビング検出方法を提供
することを目的とするものである。
〔発明の要点〕
本発明は、上述の目的を達成するためtこ、100KH
zないし200KHzの周波数範囲内tこ共振周波数を
有する第1加速度センサと% 100KH2ないし20
0KH2の周波数範囲内には共振周波数がなくかつ20
KHz以下の周波数の振動に対しては一様な感度特性を
有する第2加速度センサと、を回転機械のほぼ同一場所
−こ固定し、第1および第2加速度センサから出力され
る信号の差に応じた差信号を求め、この差信号を回転機
械の回転に応じた信号を出力する回転検出センサの出力
信号と比較することによって、あるいはまた前記差信号
の周波数スペクトル分析を行うことによって、ラビング
検出を行うよう−こしたもので、このような方法を採用
すること擾こよって前記差信号憂ご含まれる変動雑音が
少なくなる結果、この変動雑音の影響を受けることなく
容易にラビング検出が行えるよう−こしたものである。
〔発明の実施例〕
第1図は本発明の第1実施例を適用したラビング検出装
置の構成図、第2図(A)、(B)は第1図曇ζおける
第1および第2加速度センサ11.12の周波数対感度
特性図、第3図は第1図および後述する第5図における
要部の信号波形説明図である。第1図において、11は
図示していない回転機械の軸受台1bに固定された第1
加速度センサとしてのAEセンサ、12はAIセン41
1が取り付けられた場所の近傍Eこおいて同じく軸受台
1bに固定された第2加速度センサで、センサ12もセ
ンサ11と同様に圧電素子を用いて形成されていて、こ
のセンサ12は、第2図(B)+こ示したよう−こ、ほ
ぼ20KHz以下の周波数の振動tこ対しては一様な感
度特性を持ち、100KHz ないし200 KHzの
周波数範囲内憂こは共振周波数をもたないセンサとなっ
ており、またセンサ11は、第2図(A)に示したよう
′Eこ、100 KHzないし200KHzの周波数範
囲内憂こ共振周波数を有するセンサとなっている。セン
サ11の出力信号は増幅器4Iこ入力され、センサ12
の出力信号は増幅器13−こ入力され、増幅器13の出
力信号はフィルタ5と同じろ波特性を有するフィルタ1
4を介して包絡線検波を行う検波器15)こ入力されて
いる。15aはその検波出力信号である。
第1図においては両横波器6および15の各出力信号6
a 、15aは差動増幅器16#こ入力されるよう−こ
構成されており、したがって差動増幅器16の出力信号
16aは信号6aと15aとの差に応じた差信号となる
。差信号16aは回転パルス発生器の出力信号3aと共
に表示器9に入力されでいる。17は信号6a、15a
が共に入力される、両信号の波形モニタである。第1図
においては各部が上述のようをこ構成されているので、
センサ11゜12の取り付は場所シこラビング振動と変
動雑音とが共に発生していると検波器出力信号6a、1
5aはたとえば第3図に示したようになる。本発明者は
この場合変動雑音にもとづく波形が、第1および第2加
速度センサーこ第2図Eこ示した特性のものを使用する
と、信号6aにおけるものと信号158におけるものと
が増幅器4,13の各ゲインを調整すること奢こよって
一致することを見出している。
したがって差動増幅器の出力信号16aは第3図をこ示
したよう−こなり、この図から明らかなように信号16
aは変動雑音が除去された、ラビング振動のみにもとづ
く信号である。故に第1図の検出装置においでは、表示
器9Iこおいて信号16aと信号3aとを比較すること
tζよって容易tこラビング検出が行えること−こなる
。
第4図は本発明の第2実施例を適用したラビング検出装
置の構成図で、図の第1図と異なる主な点は、軸受台1
bが省略されていることと、出力信号16aが信号切換
器18を介して表示器9 +C入力されると共(周波数
分析器7にも入力されるように構成され、さら蚤こ分析
器7の出力信号7aも信号切換器18を介して表示器9
Iこ入力されるように構成されていることである。信号
切換器18は信号16aと信号7aとを切り換えて表示
器9に入力する。第4図においては各部が上述のように
構成されているので、信号6aと158とのそれぞれに
変動雑音が含まれていても、周波数分析器の出力信号7
aはラビング振動のみにもとづく周波数スペクトル分布
をこ応じた信号となる。したがってこの信号7alこよ
って変動雑音の影響を受けることなく容易にラビング検
出を行うことができる。第4図tこおいては、信号切換
器18によって信号16aを表示器9に入力すること−
こよってもラビング検出が行えることは説明するまでも
なく明らかである。
第5図は第4図に示したラビング検出装置の変形例の構
成図で、図の第4図と異なる所は差動増幅器の出力信号
16aが平均値演算器8を介して信号切換器18)こ入
力されるように構成されていることで、この場合演算器
8の出力信号8aは第3図tこ示したよう昏こ白色雑音
が少くなるので、表示器9を用いたラビング検出が楽に
なる。
なお本発明は、上述した第1図、第4図、第5図の各検
出装置においてフィルタ5および14を共に省略するよ
うをこしても差し支えないものであることは明らかで、
また第4図および第5図昏こおいて信号切換器18を用
いることなく周波数分析器7のみを用いてラビング検出
を行うよう−こしてもよいものであることもまた明らか
である。
〔発明の効果〕
上述したようQこ、本発明においては、100KHzな
いし200 KHzの周波数範囲内に共振周波数  。
を有する第1加速度センサと、100KHz ないし2
00KH2の周波数範囲内−こけ共振周波数が宮くかつ
20KHz以下の周波数の振動に対しでは一様な感度特
性を有する第2加速度センサと、を回転機械のほぼ同一
場所−こ固定し、第1および第2加速度センサから出力
される信号の差に応じた差信号を求め、この差信号を回
転機械の回転に応じた信号を出力する回転検出センサの
出力信号と比較することによって、あるいはまた前記差
信号の周波数スペクトル分析を行うことによって、ラビ
ング検出を行うようにしたので、このような方法を採用
することtこよって前記差信号曇こ含まれる変動雑音が
少なくなる結果、この変動雑音の影響を受けることなく
容易にラビング検出が行える効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図および第4図はそれぞれ本発明の第1および第2
実施例を適用したラビング検出装置の構成図、第5図は
第4図の検出装こtの変形例の構成図、第2図(A)お
よび(B)はそれぞれ第1図における第1および第2加
速度センサの各特性図、第3図は第1図および第5図に
おける要部の波形説明図、第6図は従来のラビング検出
装置の構成図、第7図は第6図における要部の波形説明
図である。 1・・・・・・回転機械、3・・・・・・回転検出セン
サとしての回転パルス発生器、11・・・・・・第1加
速度センサとしてのAEセンサ、12・・・・・・第2
加速度センサ、16a・・・・・・差信号としての差動
増幅器の出力信号。 第  1  図 (ハ)                  (8)I
l 2 国 115図 第  6  図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)100KHzないし200KHzの周波数範囲内に
    共振周波数を有する第1加速度センサと、ほぼ20KH
    z以下の周波数の振動に対しては一様な感度特性を有し
    かつ100KHzないし200KHzの周波数範囲内に
    は共振周波数をもたない加速度センサとを回転機械のほ
    ぼ同一場所に固定し、前記両センサの各々から出力され
    る信号の差に応じた差信号を求め、前記差信号にもとづ
    いて前記回転機械のラビング現象を検出することを特徴
    とするラビング検出方法。 2)特許請求の範囲第1項に記載の方法において、ラビ
    ング現象の検出は、差信号と回転機械に設けた該回転機
    械における回転数に応じた信号を出力する回転検出セン
    サの出力信号とを比較して行うことを特徴とするラビン
    グ検出方法。 3)特許請求の範囲第1項に記載の方法において、ラビ
    ング現象の検出は、差信号の周波数スペクトルを分析す
    ることによつて行うことを特徴とするラビング検出方法
    。
JP59141716A 1984-07-09 1984-07-09 ラビング検出方法 Pending JPS6120837A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2596510A1 (fr) * 1986-03-28 1987-10-02 Agency Ind Science Techn Dispositif d'evaluation du glissement d'un joint d'etancheite mecanique
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