JPS6212845B2 - - Google Patents

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JPS6212845B2
JPS6212845B2 JP7430580A JP7430580A JPS6212845B2 JP S6212845 B2 JPS6212845 B2 JP S6212845B2 JP 7430580 A JP7430580 A JP 7430580A JP 7430580 A JP7430580 A JP 7430580A JP S6212845 B2 JPS6212845 B2 JP S6212845B2
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JP
Japan
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detector
gap
vibration
drive
temperature atmosphere
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Application number
JP7430580A
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Japanese (ja)
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JPS571925A (en
Inventor
Kazuo Ikeuchi
Takeshi Onoda
Hajime Shibaoka
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS571925A publication Critical patent/JPS571925A/en
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01HMEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H1/00Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector
    • G01H1/003Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector of rotating machines

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高温雰囲気中における回転体の振動
測定装置に係り、特に、高温によつて、振動検出
器と回転体との微少間隙の変化にもとづく振動値
偏差を無くすための高温雰囲気中での振動測定装
置に関する。
[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a vibration measuring device for a rotating body in a high-temperature atmosphere, and in particular, to eliminate vibration value deviations due to changes in the minute gap between a vibration detector and the rotating body due to high temperatures. This invention relates to a vibration measuring device in a high-temperature atmosphere.

従来より、高温雰囲気中での回転体の振動測定
装置は比較的少ない。これは、高温雰囲気中での
測定が、技術的に困難な問題をかかえているため
である。すなわち、高温雰囲気中での検出器自体
は、常温中における使用とほとんど変らない特性
を有するものが高品化されているが、検出器と被
測定物との微少間隙を高温雰囲気の中で常時一定
値に保つことが極めて困難であるからである。検
出器を保持する保持体及びこの保持体の取着する
本体等が熱によつて膨脹又は変形し、これによつ
て前記微少間隙が変化するからである。第1図
に、振動検出器と被測定物との間隙と電位差との
関係を表わす検出器特性を示す。横軸δは、前記
間隙を表わし、縦軸Vは電位差を表示する。図に
おいて、間隙δと電位差とがリニアーの関係を保
つのは間隙δの値が約1m/m程度までである。
極く特殊のものでも2m/m程度が限度とされて
いる(図示していない)。よつて、回転体の振動
測定を行うためには、上記の微少間隙内での間隙
変化を検出せねばならず、従つて高温雰囲気中で
の熱膨脹の大きい状態では、正確な振動測定を行
うことは、事実上不可能に近い技術とされてい
た。
Conventionally, there have been relatively few devices for measuring vibrations of rotating bodies in high-temperature atmospheres. This is because measurement in a high-temperature atmosphere is technically difficult. In other words, high-quality detectors used in high-temperature atmospheres have characteristics that are almost the same as those used at room temperature. This is because it is extremely difficult to maintain a constant value. This is because the holder that holds the detector and the main body to which this holder is attached expand or deform due to heat, thereby changing the minute gap. FIG. 1 shows the detector characteristics representing the relationship between the gap between the vibration detector and the object to be measured and the potential difference. The horizontal axis δ represents the gap, and the vertical axis V represents the potential difference. In the figure, the gap δ and the potential difference maintain a linear relationship up to a value of about 1 m/m.
Even in very special cases, the limit is about 2m/m (not shown). Therefore, in order to measure the vibration of a rotating body, it is necessary to detect the gap change within the above-mentioned minute gap, and therefore it is difficult to perform accurate vibration measurements in a high temperature atmosphere with large thermal expansion. was considered a virtually impossible technology.

本発明は、以上の技術的困難を解決すべく提案
されたもので、その目的は、高温雰囲気中におい
ても、振動検出器と被測定物との間隙を一定に保
つと共に、間隙の異常変化を事前にキヤツチして
制御することにより、正確な振動測定を行うに好
適な高温雰囲気中での振動測定装置を提供するに
ある。
The present invention was proposed to solve the above technical difficulties, and its purpose is to maintain a constant gap between the vibration detector and the object to be measured even in a high-temperature atmosphere, and to prevent abnormal changes in the gap. It is an object of the present invention to provide a vibration measuring device in a high temperature atmosphere suitable for performing accurate vibration measurements by catching and controlling the vibrations in advance.

本発明は、以上の目的を達成するために、振動
検出器を回転体に近遠し、微少間隙を調整する駆
動装置部と、該駆動装置部の振動検出器近傍に配
置する間隙検出器及び摺動検出器と、これ等の検
出信号によつて前記駆動装置を制御する制御装置
と、前記駆動装置部を冷却する冷却装置から構成
される高温雰囲気中での振動測定装置を特徴とし
たものである。
In order to achieve the above object, the present invention includes a drive unit that places a vibration detector close to a rotating body and adjusts a minute gap, a gap detector that is disposed near the vibration detector of the drive unit, and A vibration measuring device in a high-temperature atmosphere comprising a sliding detector, a control device that controls the drive device based on detection signals from these, and a cooling device that cools the drive device section. It is.

以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第2図において、振動測定装置は、振動検出器
13が取着されるロツド7、パルスモータ6等を
内蔵するトラバース装置5、該トラバース装置の
内部を冷却する冷却装置(図示していない)、及
び制御装置31より構成されている。タービンロ
ータ16を内蔵するタービンケーシングの外壁1
の外側には保温材2が被覆されている。前記トラ
バース装置5は、タービンケーシングの外側に、
足3及びフランジ4を介し取着されている。トラ
バース装置5に内蔵するロツド7の先端部には、
振動検出器13が取着され、該振動検出器13
は、タービンロータの外周から微少間隙δだけへ
だてた位置に配置されている。ロツド7は、上方
支持板11及び下方支持板により、図において垂
直方向に懸下保持されている。駒10は、ロツド
7に挿設され、ビス10aによりロツド7に固着
されている駒10には、ロツド7の挿入する孔と
平行してネジ孔9が形成され、該ネジ孔には、ロ
ツド7と平行して、パルスモータ軸8が螺合され
ている。パルスモータ軸8は、前記上方支持板1
1に取着するパルスモータ6に固着されている。
ロツド7の先端には、前記振動検出器13の近傍
に、これと平行して間隙検出器14が取着されて
いる。間隙検出器14とタービンロータ16とも
微少間隙δをへだてて配置されている。ロツド7
の先端には、更に、摺動検出器15が取着してい
る。なお、摺動検出器15は、振動検出器13等
より寸法aだけタービンロータ16に近接して配
置される。振動検出器13、間隙検出器14及び
摺動検出器15は、それぞれ制御装置31に連結
し、検出信号を制御装置31に送る。トラバース
装置5には冷却装置(図示していない)が連結
し、冷却空気18は入口19からトラバース装置
5の内部に入り、各構成品を冷却したのち出口2
0より排出する。トラバース装置5は、前記のご
とく、保温材2を介し、タービンケーシング外壁
1の外側に配置されてはいるが、かなり高温とな
り、内蔵するパルスモータ6や各駆動部の潤滑等
に悪影響が生ずるため、前記冷却装置は効果的な
作用をすることになる。
In FIG. 2, the vibration measuring device includes a rod 7 to which a vibration detector 13 is attached, a traverse device 5 that incorporates a pulse motor 6, etc., a cooling device (not shown) that cools the inside of the traverse device. and a control device 31. Outer wall 1 of a turbine casing containing a turbine rotor 16
A heat insulating material 2 is coated on the outside. The traverse device 5 is provided on the outside of the turbine casing.
It is attached via legs 3 and flanges 4. At the tip of the rod 7 built into the traverse device 5,
A vibration detector 13 is attached, and the vibration detector 13
is arranged at a position separated from the outer periphery of the turbine rotor by a minute gap δ. The rod 7 is suspended vertically in the figure by an upper support plate 11 and a lower support plate. The piece 10 is inserted into the rod 7, and the piece 10 is fixed to the rod 7 with a screw 10a.A screw hole 9 is formed in the piece 10 parallel to the hole into which the rod 7 is inserted. A pulse motor shaft 8 is screwed in parallel with the motor 7. The pulse motor shaft 8 is attached to the upper support plate 1
It is fixed to a pulse motor 6 attached to 1.
A gap detector 14 is attached to the tip of the rod 7 near and parallel to the vibration detector 13. Both the gap detector 14 and the turbine rotor 16 are arranged with a minute gap δ separating them. Rod 7
A sliding detector 15 is further attached to the tip. Note that the sliding detector 15 is arranged closer to the turbine rotor 16 by a dimension a than the vibration detector 13 and the like. The vibration detector 13 , the gap detector 14 , and the sliding detector 15 are each connected to the control device 31 and send detection signals to the control device 31 . A cooling device (not shown) is connected to the traverse device 5, and the cooling air 18 enters the inside of the traverse device 5 from the inlet 19, cools each component, and then flows to the outlet 2.
Discharge from 0. As mentioned above, the traverse device 5 is placed outside the turbine casing outer wall 1 via the heat insulating material 2, but the temperature becomes quite high, which adversely affects the lubrication of the built-in pulse motor 6 and each drive section. , the cooling device will work effectively.

次に、以上の構成による自動トラバース方式を
第3図により説明する。間隙検出器14からの検
出信号は増巾器21にて増巾され、帯域フイルタ
ー22に入る。帯域フイルタ22を出た信号a
は、AD変換器23を通り、デジタル信号bに変
換される。デイジタル信号bはデジタルメモリ
(又は遅延回路)24にて一時記憶される。デジ
タルメモリ24から出たデジタル信号cは、信号
発生器25に入る。信号発生器25には、基準値
設定器26による基準値信号が送られており、デ
ジタル信号cと基準値信号とを比較したのちスイ
ツチ27に信号を送る。すなわち、間隙検出器1
4とタービンロータ16との間隙δが、あらかじ
め設定した基準値D0と比較して大きれば間隙δ
を狭くする方向に、逆の場合は間隙δを広くする
方向に動かすための信号を信号発生器25にて発
生させ、これをスイツチ27に送る。スイツチ2
7は、タイマ28により、送られてきた信号を予
め設定した微少時間の間だけパルスモータ6に信
号を送る開閉スイツチである。パルスモータ6の
回転により、第1図に示すごとく、ロツド7が上
下動し、間隙δを調整することになる。以上によ
り、振動検出器13は、間隙検出器14によつて
制御された間隙δをベースとして適当な間隙を保
持したまま正確な振動測定をすることができる。
Next, the automatic traverse system with the above configuration will be explained with reference to FIG. The detection signal from the gap detector 14 is amplified by an amplifier 21 and then enters a bandpass filter 22 . Signal a output from bandpass filter 22
passes through the AD converter 23 and is converted into a digital signal b. Digital signal b is temporarily stored in digital memory (or delay circuit) 24. The digital signal c output from the digital memory 24 enters the signal generator 25. A reference value signal from a reference value setter 26 is sent to the signal generator 25, and after comparing the digital signal c and the reference value signal, the signal is sent to a switch 27. That is, gap detector 1
If the gap δ between 4 and the turbine rotor 16 is larger than the preset reference value D 0 , the gap δ
The signal generator 25 generates a signal for moving the gap δ in the direction of narrowing it, or in the opposite case, widening the gap δ, and sends this signal to the switch 27. switch 2
Reference numeral 7 denotes an open/close switch which sends a signal sent by the timer 28 to the pulse motor 6 only for a preset minute period of time. As the pulse motor 6 rotates, the rod 7 moves up and down as shown in FIG. 1, thereby adjusting the gap δ. As described above, the vibration detector 13 can accurately measure vibrations while maintaining an appropriate gap based on the gap δ controlled by the gap detector 14.

次に、摺動検出器15は、前記のごとく、振動
検出器13等よりも寸法aだけタービンロータ1
6に近接して配置してあるため、振動検出器13
等がタービンロータに接触する前に摺動検出器1
5が接触することになる。この警報手段により、
振動検出器13等がタービンロータ16に接触す
る危険が事前に防止される。
Next, as described above, the sliding detector 15 is arranged on the turbine rotor 1 by a dimension a larger than the vibration detector 13 and the like.
6, the vibration detector 13
sliding detector 1 before contacting the turbine rotor.
5 will be in contact. With this warning means,
The danger of the vibration detector 13 and the like coming into contact with the turbine rotor 16 is prevented in advance.

間隙検出器14は、通常渦電流式のギヤツプセ
ンサを使用しているため、零ドリフトがあり、特
に長時間の使用によつては、間隙の絶対値に誤差
が生じてくる。そこで、間隙検出器14の上記の
誤差を防止し、振動検出器13等のタービンロー
タ16との接触破損を防止するシステム方式を第
4図に示している。図において、第3図と同一番
号及び同一符号は同一のもの及び機能を表わす。
摺動検出器15からの電気信号は演算器29に送
られ、この演算器29により微少時間Δt内での
信号変化ΔTの度合、すなわちΔT/Δtを計算
させる。演算器29には、基準値設定器30よ
り、予め設定しておいたΔT/Δtの基準値が送
られている。この基準値と前記の演算値ΔT/Δ
tを比較し、基準値をこえた場合には演算器29
からの電気信号を直接前記信号発生器25に作用
させ、間隙δを広くする方向にパルスモータ6を
動かすように制御する。
Since the gap detector 14 normally uses an eddy current type gap sensor, there is a zero drift, and an error occurs in the absolute value of the gap, especially when used for a long time. Therefore, a system method for preventing the above-mentioned error in the gap detector 14 and preventing damage to the vibration detector 13 and the like from contact with the turbine rotor 16 is shown in FIG. In the figure, the same numbers and symbols as in FIG. 3 represent the same parts and functions.
The electrical signal from the sliding detector 15 is sent to a calculator 29, which calculates the degree of signal change ΔT within a minute time Δt, that is, ΔT/Δt. A preset reference value of ΔT/Δt is sent to the calculator 29 from the reference value setter 30. This reference value and the above calculated value ΔT/Δ
t is compared, and if it exceeds the reference value, the arithmetic unit 29
The electric signal from the pulse motor 6 is controlled to directly act on the signal generator 25 to move the pulse motor 6 in the direction of widening the gap δ.

以上の実施例においてトラバース装置5は、検
出信号によつて自動的に振動検出器13の間隙を
調整するように動作する構造であるが、振動検出
器13の間隙調整は自動式に限定することなく、
振動検出器による異常信号によつて手動によつて
間隙調整するものであつても構わない。
In the above embodiment, the traverse device 5 has a structure that operates to automatically adjust the gap between the vibration detectors 13 based on the detection signal, but the gap adjustment between the vibration detectors 13 is limited to an automatic method. Without,
The gap may be adjusted manually based on an abnormal signal from a vibration detector.

以上の説明によつても明らかのごとく、本発明
によれば、高温雰囲気中においても、振動検出器
の間隙を適宜の寸法に制御することにより、ギヤ
ツプセンサの振動特性の直線域が1m/m程度の
狭いものであつても長期にわたり正確な振動測定
をすることが可能となる。
As is clear from the above description, according to the present invention, even in a high-temperature atmosphere, by controlling the gap between the vibration detectors to an appropriate size, the linear range of the vibration characteristics of the gap sensor is approximately 1 m/m. Even in narrow spaces, it is possible to accurately measure vibrations over a long period of time.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、振動検出器の間隙特性を示す線図、
第2図は、本発明の一実施例の振動測定装置の主
要部を示す断面図、第3図は、本発明の実施例の
計測システム方式を示すブロツク線図、第4図
は、本発明の実施例の振動計測センサを保護する
ためのシステムを示すブロツク線図である。 1……タービンケーシング外壁、5……トラバ
ース装置、6……パルスモータ、7……ロツド、
13……振動検出器、14……間隙検出器、15
……摺動検出器、16……タービンロータ、18
……冷却空気、21……増巾器、22……帯域フ
イルタ、23……AD変換器、24……デジタル
メモリ、25……信号発生器、26,30……基
準値設定器、27……スイツチ、28……タイ
マ、29……演算器、31……制御装置。
FIG. 1 is a diagram showing the gap characteristics of the vibration detector;
FIG. 2 is a sectional view showing the main parts of a vibration measuring device according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a block diagram showing a measurement system system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a block diagram showing a system for protecting a vibration measurement sensor according to an embodiment of the present invention; FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Turbine casing outer wall, 5... Traverse device, 6... Pulse motor, 7... Rod,
13... Vibration detector, 14... Gap detector, 15
...Sliding detector, 16...Turbine rotor, 18
...Cooling air, 21...Amplifier, 22...Band filter, 23...AD converter, 24...Digital memory, 25...Signal generator, 26, 30...Reference value setter, 27... ...Switch, 28...Timer, 29...Arithmetic unit, 31...Control device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 高温雰囲気中にある回転体と振動検出器との
微少間隙の変化によつて回転体の振動測定をする
高温雰囲気中の振動測定装置において、振動検出
器を駆動する駆動装置部と、該駆動装置部の前記
振動検出器位置近傍に配置し、前記微少間隙の変
化を検出する間隙検出器と、該間隙検出器の検出
信号に応答し前記振動検出器等の駆動装置部を作
動する制御装置部と、同じく前記駆動装置部の振
動検出器等の近傍であつて、前記振動検出器等の
微少間隙よりも少ない間隙を有する位置に配置
し、前記間隙の変化を検出する摺動検出器と、該
摺動検出器の検出信号に応答して、前記駆動装置
部を作動する制御装置部と、前記駆動装置部を冷
却する冷却装置とを備えることを特徴とする高温
雰囲気中での振動測定装置。 2 特許請求の範囲第1項に記載の駆動装置部が
間隙検出器の検出信号に応答して回転する回転機
構部と、振動検出器等を回転体に接近したり遠ざ
かつたりする方向に移動する駆動機構部とからな
ることを特徴とする高温雰囲気中での振動測定装
置。 3 特許請求の範囲第1項に記載の制御装置部
が、摺動検出器による検出信号の時間的変化が、
所定のレベル値を越えた時に前記駆動装置部を作
動するように構成されることを特徴とする高温雰
囲気中での振動測定装置。 4 特許請求の範囲第1項に記載の制御装置部が
摺動検出器と回転体との間隙が、所定の間隙以下
になつたとき警報を発する警報装置を有すること
を特徴とする高温雰囲気中での振動測定装置。 5 特許請求の範囲第1項に記載の冷却装置が、
前記駆動装置部を循環する冷却用流体から構成さ
れることとを特徴とする高温雰囲気中での振動測
定装置。
[Scope of Claims] 1. A drive for driving a vibration detector in a vibration measuring device in a high temperature atmosphere that measures the vibration of a rotating body based on changes in the minute gap between the rotating body and the vibration detector in a high temperature atmosphere. a device section, a gap detector disposed near the vibration detector position of the drive device section to detect a change in the minute gap, and a drive device such as the vibration detector that responds to a detection signal of the gap detector. The device is placed near a control device unit that operates the drive unit and a vibration detector, etc. of the drive device unit, at a position having a gap smaller than a minute gap of the vibration detector, etc., and detects changes in the gap. A high-temperature device comprising: a sliding detector for detecting a sliding motion; a control device for operating the driving device in response to a detection signal from the sliding detector; and a cooling device for cooling the driving device. Vibration measuring device in atmosphere. 2. The drive unit according to claim 1 moves a rotation mechanism unit that rotates in response to a detection signal from a gap detector, a vibration detector, etc. in a direction toward or away from the rotating body. A vibration measuring device in a high-temperature atmosphere, comprising a drive mechanism section. 3. The control device section according to claim 1 is capable of detecting a temporal change in the detection signal by the sliding detector,
A vibration measuring device in a high temperature atmosphere, characterized in that the vibration measuring device is configured to operate the drive unit when a predetermined level value is exceeded. 4. In a high temperature atmosphere, the control device section according to claim 1 has an alarm device that issues an alarm when the gap between the sliding detector and the rotating body becomes less than a predetermined gap. vibration measuring device. 5. The cooling device according to claim 1,
A vibration measuring device in a high-temperature atmosphere, comprising a cooling fluid that circulates through the drive unit.
JP7430580A 1980-06-04 1980-06-04 Measuring apparatus for vibration in high-temperature atmosphere Granted JPS571925A (en)

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JPS571925A JPS571925A (en) 1982-01-07
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JP4831830B2 (en) 2006-11-01 2011-12-07 三菱重工業株式会社 Vibration meter mounting mechanism
JP5353480B2 (en) * 2009-06-26 2013-11-27 株式会社Ihi Optical probe

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JPS571925A (en) 1982-01-07

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