DD257126A1 - METHOD AND ARRANGEMENT FOR TORQUE MEASUREMENT OF ROTATING MACHINES - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Messung der Drehzahl rotierender Maschinen von Industrieanlagen. Ziel und Aufgabe sind, mit Hilfe einer einfachen, robusten, temperatur- und strahlenunempfindlichen Methode die Drehzahl rotierender Maschinen zu messen und damit die Anlagensicherheit der betreffenden Industrieanlagen zu erhoehen. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass mit Hilfe eines am Gehaeuse der rotierenden Maschinen aussen angebrachten Beschleunigungsaufnehmer das Signal der Schwingbeschleunigung aufgenommen und in ein proportionales elektrisches Signal umgewandelt wird, welches nachfolgend in einem Verstaerker verstaerkt wird und aus welchem in einem nachgeschalteten Hoch- und Tiefpassfilter die Frequenzanteile, in welchen sich vorzugsweise drehzahlabhaengige Resonanzen abbilden, herausgefiltert werden. In einem dem Filter nachgeschalteten Signalanalysator wird danach das Frequenz-Amplituden-Spektrum des Signals bestimmt und aus einer der drehzahlabhaengigen Resonanzen durch mathematische Umformung die Drehzahl bestimmt, welche ueber eine Anzeigerichtung angezeigt wird.The invention relates to a method and an arrangement for measuring the rotational speed of rotating machines of industrial plants. The goal and task is to measure the speed of rotating machines with the help of a simple, robust, temperature- and radiation-insensitive method and thus to increase the plant safety of the relevant industrial plants. According to the invention, the object is achieved by recording the signal of the vibration acceleration with the aid of an accelerometer mounted on the outside of the rotating machine and converting it into a proportional electrical signal, which is subsequently amplified in an amplifier and from which in a downstream high and low pass filter the frequency components, in which preferably speed-dependent resonances are imaged, are filtered out. In a signal analyzer downstream of the filter, the frequency-amplitude spectrum of the signal is then determined and from one of the rpm-dependent resonances the rotational speed is determined by mathematical conversion, which is displayed via a display direction.
Description
Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Drehzahlmessung an rotierenden Maschinen, insbesondere für Elektromotoren, Pumpen, Lüfter, Verdichter und Turbinen.The invention relates to a method and an arrangement for measuring rotational speed on rotating machines, in particular for electric motors, pumps, fans, compressors and turbines.
Nach DD-PS 151658, DD-PS 157172, DE-OS 2337357 sind Verfahren bekannt, bei welchen die Drehzahl über optische Abtastung von fest auf derrotierenden Welle angebrachten Rasterscheiben bestimmt wird.According to DD-PS 151658, DD-PS 157172, DE-OS 2337357 methods are known in which the speed is determined by optical scanning of fixedly mounted on the rotating shaft grids.
Nach DE-OS 2516193 ist ein Verfahren bekannt, bei welchem die Drehzahl aus einem durch einen umlaufenden, mit der Welle kuppelbaren Dauermagneten und mindestenseinem in seinem Wirkungsbereich befindlichen magnetisch betätigbaren Schalter erzeugten Impulssignal bestimmt wird.According to DE-OS 2516193 a method is known in which the rotational speed is determined from a pulse signal generated by a rotating, can be coupled with the shaft permanent magnet and at least one magnetically actuated switch located in its area of action.
Die DE-OS 3134020 beschreibt eine Anordnung, bei welcher auf der rotierenden Welle ein sechspoliger Rotor angeordnet ist, welcher innerhalb eines aus drei Spulen bestehenden Stators rotiert und damit ein der Drehzahl proportionales Sparinungssignal erzeugt.DE-OS 3134020 describes an arrangement in which on the rotating shaft, a six-pole rotor is arranged, which rotates within a stator consisting of three coils and thus generates a proportional to the speed savings signal.
Aus der Literatur sind folgende Drehzahlmeßverfahren bekannt:From the literature, the following rotational speed measuring methods are known:
— Magnetische Wirbelstromverfahren- Magnetic eddy current method
— Mechanische Fliehpendelverfahren- Mechanical centrifugal pendulum method
— Elektrische Geberverfahren- Electrical encoder method
— Elektronische Geberverfahren- Electronic encoder methods
— Pneumatische Geberverfahren- Pneumatic encoder procedure
Die genannten Verfahren haben folgende Nachteile:The mentioned methods have the following disadvantages:
Optoelektrische Einrichtungen besitzen den Nachteil, schnell zu verschmutzen.Optoelectric devices have the disadvantage of quickly becoming dirty.
Die induktiven Näherungsschalter sind störanfällig. Es müssen sehr kleine mechanische Toleranzen und Luftspalte eingehalten werden; eine genaue Justage ist erforderlich.The inductive proximity switches are susceptible to interference. It must be kept very small mechanical tolerances and air gaps; an exact adjustment is required.
Außerdem enthalten magnetische, elektrische und elektronische Meßanordnungen aktive Halbleiterelemente, die temperatur- und strahlungsempfindlich sind. Des weiteren ist für die meisten genannten Verfahren der direkte Zugang zu einem rotierenden Teil notwendig.In addition, magnetic, electrical and electronic measuring arrangements contain active semiconductor elements that are temperature and radiation sensitive. Furthermore, for most of the methods mentioned, direct access to a rotating part is necessary.
Ziel der Erfindung ist eine Erhöhung der Anlagensicherheit in Industrieanlagen durch eine Überwachung der Funktion von rotierenden Maschinen, wie z. B. Hauptumwälzpumpen von Kernkraftwerken, mit Hilfe einer einfachen, robusten, temperatur- und strahlenumempfindlichen Methode der Drehzahlmessung.The aim of the invention is to increase the plant safety in industrial plants by monitoring the function of rotating machinery, such. B. main circulation pumps of nuclear power plants, using a simple, robust, temperature and radiation sensitive method of speed measurement.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zur Bestimmung der Drehzahl von rotierenden Maschinen an Hand einer Analyse des Signales der Schwing beschleunigung am Gehäuse der rotierenden Maschine zu schaffen, um auftretende Drehzahländerungen zu erfassen und stets über den Momentanwert der Drehzahl informiert zu sein. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß an einer leicht zugänglichen Stelle am Gehäuse der rotierenden Maschine die Schwingbeschleunigung aufgenommen wird, dieses Beschleunigungssignal in ein proportionales elektrisches Signal umgewandelt wird, aus welchem nach einer Verstärkung der Frequenzbereich, in welchem sich vorzugsweise drehzahlabhängige Resonanzen wie Schaufelfrequenz, Zahneingriffsfrequenz bzw. durch Unwuchten aller Art hervorgerufene Resonanzen oder deren Harmonische abbilden, herausgefiltert werden. Dieses gefilterte Signal wird danach derart analysiert, daß eine der oben genannten Resonanzfrequenzen ermittelt wird und durch mathematische Umformung die Drehzahl bestimmt und angezeigt wird.The invention has for its object to provide a method and an arrangement for determining the speed of rotating machinery on the basis of analysis of the signal of the vibration acceleration on the housing of the rotating machine to detect occurring speed changes and always informed about the instantaneous value of the speed his. According to the invention the object is achieved in that the vibration acceleration is recorded at an easily accessible point on the housing of the rotating machine, this acceleration signal is converted into a proportional electrical signal from which after amplification of the frequency range in which preferably speed-dependent resonances such as blade frequency, To mesh tooth frequency or caused by imbalances of all kinds resonances or their harmonics, are filtered out. This filtered signal is then analyzed so that one of the above resonant frequencies is determined and determined by mathematical transformation, the speed and displayed.
Die erfindungsgemäße Anordnung ist dadurch charakterisiert, daß an einer beliebigen, leichtzugänglichen Stelle außen am Gehäuse der rotierenden Maschine ein Beschleunigungsaufnehmer mit nachgeschaltetem Verstärker, Hoch- und Tiefpaßfilter, Signalanalysator und Anzeigeeinheit angebracht ist.The arrangement according to the invention is characterized in that an acceleration sensor with downstream amplifier, high and low-pass filter, signal analyzer and display unit is mounted at any readily accessible location outside the housing of the rotating machine.
Besonders vorteilhaft bei der Anwendung des Verfahrens und der Anordnung ist, daß die Meßkette im Vergleich zu anderen üblichen Anwendungen strahlenresistent und temperaturbeständig, unempfindlich gegenüber Verschmutzungen ist, keine spezielle Justierung bei der Anbringung des Beschleunigungsaufnehmers notwendig ist und daß bei der Anwendung der vorgeschlagenen Anordnung keinerlei Eingriffe in das Innere der rotierenden Maschine erforderlich sind.Particularly advantageous in the application of the method and the arrangement is that the measuring chain in comparison to other common applications radiation resistant and temperature resistant, insensitive to contamination, no special adjustment in the attachment of the accelerometer is necessary and that in the application of the proposed arrangement no interference in the interior of the rotating machine are required.
Ausführungsbeispielembodiment
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. The accompanying drawings show:
Fig. 1: das Blockschaltbild der Drehzahlmessung einer Hauptumwälzpumpe Fig.2: ein Leistungsspektrum des gemessenen Besphleunigungssignalsan der Hauptumwälzpumpe (Abhängigkeit der Autoleistungsdichte SBB des Beschleunigungssignals von der Frequenzf) mit Kennzeichnung von drehzahlabhängigen Resonanzen2 shows a power spectrum of the measured acceleration signal on the main circulation pump (dependence of the car power density S BB of the acceleration signal on the frequency f) with identification of speed-dependent resonances
Zur Messung der Drehzahl der Hauptumwälzpumpe 1 wird am Gehäuse der Pumpe in Höhe eines Lagers ein Beschleunigungsaufnehmer 2 angebracht, derein dem Beschleunigungssignal proportionales elektrisches Signal liefert. Dieses elektrische Signal wird von einem Verstärker 3 verstärkt und anschließend auf einen Hoch- und Tiefpaßfilter 4 geleitet, der so beschaffen ist, daß ihn vorzugsweise die Frequertzanteile, in welchem sich die drehzahlabhängigen Resonanzen abbilden (10-400Hz), passieren. In einem dem Filter nachgeschalteten Signalanalysator 5 wird danach das Frequenz-Amplituden-Spektrum des Signals bestimmt, die dreifache Schaufelfrequenz 3fs der Pumpe ermittelt und aus dieser Frequenz die DrehzahlTo measure the rotational speed of the main circulation pump 1, an accelerometer 2 is mounted on the housing of the pump at the level of a bearing and provides an electrical signal proportional to the acceleration signal. This electrical signal is amplified by an amplifier 3 and then passed to a high and low pass filter 4, which is such that it preferably happen the frequency components in which the speed-dependent resonances map (10-400Hz) happen. In a downstream of the filter signal analyzer 5 then the frequency-amplitude spectrum of the signal is determined, the triple blade frequency of the pump 3fs determined and from this frequency the speed
η = bestimmt,wobeizdieAnzahlderSchaufeln ist.η = determined, where the number of blades is.
Dieser Wert wird über eine Anzeigeeinrichtung angezeigt.This value is displayed via a display device.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD29916286A DD257126A1 (en) | 1986-12-05 | 1986-12-05 | METHOD AND ARRANGEMENT FOR TORQUE MEASUREMENT OF ROTATING MACHINES |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD29916286A DD257126A1 (en) | 1986-12-05 | 1986-12-05 | METHOD AND ARRANGEMENT FOR TORQUE MEASUREMENT OF ROTATING MACHINES |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD257126A1 true DD257126A1 (en) | 1988-06-01 |
Family
ID=5586277
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DD29916286A DD257126A1 (en) | 1986-12-05 | 1986-12-05 | METHOD AND ARRANGEMENT FOR TORQUE MEASUREMENT OF ROTATING MACHINES |
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|---|---|
| DD (1) | DD257126A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19818124C2 (en) * | 1998-04-23 | 2001-09-13 | Daimler Chrysler Ag | Device for detecting the speed of turbochargers |
-
1986
- 1986-12-05 DD DD29916286A patent/DD257126A1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19818124C2 (en) * | 1998-04-23 | 2001-09-13 | Daimler Chrysler Ag | Device for detecting the speed of turbochargers |
| US6298728B1 (en) | 1998-04-23 | 2001-10-09 | Daimlerchrysler Ag | Rotational turbocharger speed detector |
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