JP2001289728A - 振動測定装置 - Google Patents

振動測定装置

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JP2001289728A
JP2001289728A JP2000102344A JP2000102344A JP2001289728A JP 2001289728 A JP2001289728 A JP 2001289728A JP 2000102344 A JP2000102344 A JP 2000102344A JP 2000102344 A JP2000102344 A JP 2000102344A JP 2001289728 A JP2001289728 A JP 2001289728A
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vibration
phase
amplitude
outputting
rotation
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JP2000102344A
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English (en)
Inventor
Yuichi Minami
裕一 巳波
Akihito Mukai
明希人 向井
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Akashi Corp
Original Assignee
Akashi Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転体の回転振幅、振動数分布の変化が小さ
いときでも回転体の回転位相と振動の1次同期成分の位
相を検出し、位相の変化によって回転体の不釣合いの変
化を検出して、回転体の状態を監視することができる振
動測定装置を提供する。 【解決手段】 振動測定装置(1)において、回転体の
振動を検出して、前記振動に対応する振動信号を出力す
る振動検出器(4)と、前記回転体の回転に同期する同
期信号を出力する同期信号出力手段(例えば、光反射セ
ンサ6)と、前記振動信号を増幅して出力する増幅手段
(増幅器8)と、前記同期信号に対応する前記増幅され
た振動信号から、回転1次周波数成分を取出して出力す
るフィルタリング手段(例えば、トラッキングフィルタ
ー10)と、前記フィルタリング手段から出力された回
転1次周波数成分の振幅と位相を求めて出力する変換手
段(変換器12)と、前記振幅及び位相を記憶する記憶
手段(記憶装置14)と、前記記憶手段に記憶された振
幅及び位相と新たに記憶された振幅及び位相とを比較し
て出力する比較手段(比較装置16)と、を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転体の振動を測
定する回転体用振動測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、回転体の振動を測定する回転体用
振動測定装置として、例えば、回転体の振動を検出しそ
の振幅や振動数の分布により評価するものなどが知られ
ている。かかる振動測定装置は、振動を検出するピック
アップ、その結果に基づいて不釣合い量を求める演算
部、結果を表示する表示器等から構成されている。この
演算部において回転体の振動の振幅や振動数の分布を演
算し、それらを表示、出力することにより、回転体の不
釣合いを検出していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、回転体の振
動の回転1次同期成分の位相が変化したとき、振幅に大
きな変化がなくても回転体の不釣合いは大きな変化をし
ている場合がある。例えば、回転体の異常、例えば、ネ
ジが緩む、外れる、クラックが発生する等で不釣合いが
変化した場合、位相または振幅あるいはその両方が変化
する。このとき、上記従来の振動測定装置においては振
幅が変化した場合は当然この不釣合いの変化がわかる。
しかし、位相の変化だけとして現れる場合、回転体の不
釣合いの変化を検出できないという問題があった。
【0004】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あって、回転体の回転振幅、振動数分布の変化が小さい
ときでも回転体の回転位相と振動の1次同期成分の位相
を検出し、位相の変化によって回転体の不釣合いの変化
を検出して、回転体の状態を監視することができる振動
測定装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1記載の発明は振動測定装置において、回転
体の振動を検出して、前記振動に対応する振動信号を出
力する振動検出器と、前記回転体の回転に同期する同期
信号を出力する同期信号出力手段と、前記振動信号を増
幅して出力する増幅手段と、前記同期信号に対応する前
記増幅された振動信号から、回転1次周波数成分を取出
して出力するフィルタリング手段と、前記フィルタリン
グ手段から出力された回転1次周波数成分の振幅と位相
を求めて出力する変換手段と、前記振幅及び位相を記憶
する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された振幅及び位
相と新たに記憶された振幅及び位相とを比較して出力す
る比較手段と、を備えたことを特徴としている。
【0006】ここで、上記振動検出器は周知の各種振動
ピックアップであり回転体の振動を検出でき、この振動
に対応する振動信号を出力できるものならば何でもよ
い。上記同期信号出力手段は例えば光センサ、近接セン
サ等があげられるが、回転体の1回転につき1パルス信
号を出力できるものなら何でもよい。上記増幅手段は周
知の増幅器である。上記フィルタリング手段として、例
えば、トラッキングフィルターがあげられる。このトラ
ッキングフィルターは、同期信号と同期して振動信号の
中からノイズを減衰させ、所定の信号を通過させる装置
であり、様々な信号の中から回転1次周波数成分のみを
取出して出力することができる。その他フィルタリング
手段として、同期信号と同期した振動信号の中から回転
1次周波数成分を取出すことができるものなら何でもよ
い。
【0007】上記変換手段はフィルタリング手段から出
力された回転1次周波数成分の振幅と位相を求めて出力
する周知の変換器である。上記記憶手段は、RAM等の
半導体メモリであるが、光、磁気等を用いた記憶媒体を
備えた記憶装置であってもよい。上記比較手段は、記憶
手段に記憶された振幅及び位相と新たに記憶された振幅
及び位相とを比較して出力できるものならば何でもよ
い。
【0008】請求項1記載の発明によれば、振動検出器
によって検出、出力された振動信号が増幅手段で増幅さ
れて出力された振動信号に基づいて、同期信号出力手段
によって出力された同期信号と同期してフィルタリング
手段によって回転1次周波数成分が出力される。そし
て、変換手段によって回転1次周波数成分が振幅に変換
されるとともに位相が求められ出力されて、記憶手段に
記憶される。その後、記憶された振幅及び位相と新たに
記憶された振幅及び位相とを比較手段によって比較して
出力する。従って、回転体の異常、例えば、ネジの緩み
やクラックが発生した時、振幅または位相の変化を検出
できるので、回転体の不釣合いの変化を検出できる。特
に、振幅、振動数の分布の変化が小さいときでも回転位
相と振動の1次同期成分の位相を検出し、位相の変化に
よって回転体の不釣合いの変化を検出できるので、より
正確に回転体の状態を監視することができる。
【0009】請求項2記載の発明は、請求項1記載の振
動測定装置において前記振幅及び位相と前記比較手段に
よって比較されて出力された結果を表示する表示装置を
備えていることを特徴としている。
【0010】上記表示装置は、CRTディスプレイ、液
晶ディスプレイ等が一般的であるが、比較されて出力さ
れた結果又は振幅と位相等が表示できるものであればな
んでも良い。
【0011】請求項2記載の発明によれば、振幅及び位
相と、比較手段によって比較されて出力された結果が表
示装置に表示されるので、振幅及び位相の変化が容易に
わかり、回転体の状態を容易に監視することが出来る。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明に係る
一例の振動測定装置の実施の形態を詳細に説明する。図
1は、本発明に係る実施の形態の一例の振動測定装置の
全体構成を示す図である。図1に示す振動測定装置1
は、振動検出器4と、同期信号出力手段としての光反射
センサ6と、増幅手段としての増幅器8、9と、フィル
タリング手段としてのトラッキングフィルター10と、
変換手段としての変換器12と、表示装置としての液晶
ディスプレイ18と、記憶手段としての記憶装置14
と、比較手段としての比較装置16により構成されてい
る。
【0013】振動検出器4は、増幅器8と接続されてお
り、測定対象物である回転機械2の振動を測定して振動
に対応する振動信号を出力するものである。光反射セン
サ6は、回転機械2の回転に同期して同期信号を出力す
るものであり、増幅器9と接続されている。つまり、回
転機械2の1回転につき1回のパルス信号を出力する。
増幅器8、9は、トラッキングフィルター10に接続さ
れており、入力された振動信号と同期信号をそれぞれ増
幅し、トラッキングフィルター10に出力するものであ
る。トラッキングフィルター10は、増幅器9から出力
される同期信号に同期して増幅器8から出力される振動
信号の中からノイズを減衰させ回転1次周波数成分のみ
を取出すものである。このトラッキングフィルター10
は変換器12に接続されており、回転1次周波数成分の
みを変換器12に出力する。
【0014】上記変換器12は、入力された回転1次周
波数成分を振幅に変換するとともに同期信号を基準とし
て位相を求める変換回路等を備えたものであり、液晶デ
ィスプレイ18及び記憶装置14と接続されている。こ
の変換器12は前記振幅と位相のデータを液晶ディスプ
レイ18へ出力するとともに記憶装置14へ出力する。
前記記憶装置14は、RAM等から構成されており、上
記振幅及び位相や、比較装置16の比較結果等を記憶す
るものである。この記憶装置14は、比較装置16と液
晶ディスプレイ18に接続されており、既に記憶された
上記振幅及び位相を比較装置16に出力するとともに記
憶されたデータを液晶ディスプレイ18に出力する。比
較装置16は、記憶装置14に既に記憶された振幅及び
位相と、新しく測定され記憶された振幅及び位相とを比
較するための演算回路等を備えたものであり、記憶装置
14と液晶ディスプレイ18に接続されている。演算回
路は、既に記憶された振幅及び位相を基準として新しく
測定され記憶された振幅及び位相とを比較するようあら
かじめプログラムされている。この比較装置16は比較
して求められた結果を記憶装置14に出力するととも
に、液晶ディスプレイ18に出力する。
【0015】次に上記振動測定装置1の使用方法、動作
を説明する。まず、振動検出器4を回転機械2の振動を
検出できるよう設置する。振動を検出する位置はどこで
も良い。回転機械2は実際に稼動している機械等であ
る。また、回転機械2の1ヶ所に光反射センサ6が感知
できるようなマーク2aをつけておく。前記マーク2a
をつける位置も振動検出位置と同様どこでも良い。前記
マーク2aは、振動を測定するときのみつけ、測定後は
消去しても良いし、常時つけていても良い。
【0016】振動検出器4で検出された振動信号は増幅
器8へ出力され、増幅器8で増幅されてトラッキングフ
ィルター10へ出力される。また、光反射センサ6によ
って、回転機械2のマーク2aが検出され、同期信号が
増幅器9へ出力される。同期信号は増幅器9で増幅さ
れ、トラッキングフィルター10に出力される。増幅器
8から出力された回転機械2の振動信号は、トラッキン
グフィルター10によって増幅器9から出力された同期
信号と同期して回転1次周波数成分のみが取出され、変
換器12へ出力される。つまり、回転機械2の回転周波
数fnと同じ周波数fnが取出される。
【0017】変換器12に入力された回転1次周波数成
分は変換器12によって振幅に変換されるとともに同期
信号を基準として位相が求められる。これらの振幅及び
位相は液晶ディスプレイ18へ出力されるとともに、記
憶装置14へ出力される。そして、これらの振幅及び位
相は記憶装置14に記憶されるとともに、比較装置16
へ出力される。
【0018】比較装置16では既に記憶された振幅及び
位相と、新しく測定され、記憶された振幅及び位相とが
それぞれ比較される。例えば、図2に示すように既に記
憶された振幅及び位相をベクトルで、新しく測定され
た振幅及び位相をベクトルで表すと、ベクトルの長さ
L1、L2が振幅を、角度α1、α2が位相をそれぞれ
表している。比較装置16ではこのベクトルからへ
のベクトル変化、つまりL1からL2への変化(L2−
L1)が求められるとともに、α1からα2への変化
(α2−α1)、つまり位相差が求められる。そして、
液晶ディスプレイ18へ前記振幅変化及び位相差が出力
されるとともに、記憶装置14へ出力される。液晶ディ
スプレイ18には比較結果である前記振幅変化及び位相
差とともに、既に記憶装置14に記憶されたデータも表
示される。
【0019】このように液晶ディスプレイ18に表示さ
れた前記振幅と位相の変化を監視(モニタリング)する
ことによって、回転機械2の監視(モニタリング)がで
きる。例えば、回転機械2の回転振幅と回転位相を上記
のように測定し、記憶装置14に初期値として記憶して
おく。次に、回転機械2の振動の1次同期成分の振幅及
び位相を同様に測定し、新しく測定された振幅及び位相
として記憶する。そして、初期値、つまり既に記憶され
た回転振幅及び回転位相からの変化を比較装置16によ
り求める。ここで、振動検出位置は回転振幅と回転位相
を検出した位置と同一でなければならない。このよう
に、回転機械2の振動の1次同期成分の振幅及び位相の
変化を求め、これらの結果を液晶ディスプレイ18に表
示する。その結果、例えば、振幅が変化した場合は当然
回転機械2の異常、例えば、ネジが緩む、外れる、クラ
ックが発生する等で不釣合いが発生したことがわかる
が、振幅の変化がない、又は小さい場合であっても、位
相が変化した場合は同様に回転機械2に不釣合いが発生
したことがわかる。
【0020】以上説明した振動測定装置1によれば、回
転機械2の状態が、回転機械2の振動振幅だけでなく位
相の変化によっても監視できるので、特に、振幅、振動
数の分布の変化がない、又は小さいときでも回転位相と
振動の1次同期成分の位相を検出し、位相の変化によっ
て不釣合いの変化を検出できるので、従来では検出でき
なかった回転機械2の状態変化を検出することができ、
より正確に回転体の状態を監視することができる。
【0021】本発明は、上述の実施形態に限定されるも
のではない。明らかに本発明の趣旨を逸脱しない範囲に
おいて種々の変形が可能であることはもちろんである。
例えば、上記説明した実施の形態では、トラッキングフ
ィルター10において回転1次周波数成分fnのみを取
出すとしたが、n倍の回転周波数成分2fn,3fn,
・・・,nfnも取出すことができるようにしたほうが良
い。例えば、回転機械の結合方法の変化によってはn倍
の周波数成分が出ること等があるからである。
【0022】また、大きさが既知のアンバランスを回転
機械の様々な場所につけてその時の振幅と位相の変化を
あらかじめ測定しておき、これらの値と測定値を比較す
ることで不釣合いの大きさと状態の変化を知ることもで
きる。
【0023】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、振動検出
器によって検出、出力された振動信号が増幅手段で増幅
されて出力された振動信号に基づいて、同期信号出力手
段によって出力された同期信号と同期してフィルタリン
グ手段によって回転1次周波数成分が出力される。そし
て、変換手段によって回転1次周波数成分が振幅に変換
されるとともに位相が求められ出力されて、記憶手段に
記憶される。その後、記憶された振幅及び位相と新たに
記憶された振幅及び位相とを比較手段によって比較して
出力する。従って、回転体の異常、例えば、ネジの緩み
やクラックが発生した時、振幅または位相の変化を検出
できるので、回転体の不釣合いの変化を検出できる。特
に、振幅、振動数の分布の変化が小さいときでも回転位
相と振動の1次同期成分の位相を検出し、位相の変化に
よって回転体の不釣合いの変化を検出できるので、より
正確に回転体の状態を監視することができる。
【0024】請求項2記載の発明によれば、振幅及び位
相と、比較手段によって比較されて出力された結果が表
示装置に表示されるので、振幅及び位相の変化が容易に
わかり、回転体の状態を容易に監視することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の一例の振動測定装置の全
体構成を示す図である。
【図2】振動の振幅と位相をベクトルで表した時の位相
の変化を示す図である。
【符号の説明】
1 振動測定装置 2 回転機械 4 振動検出器 6 光反射センサ(同期信号出力手段) 8 増幅器(増幅手段) 10 トラッキングフィルター(フィルタリング手
段) 12 変換器(変換手段) 14 記憶装置(記憶手段) 16 比較装置(比較手段)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転体の振動を検出して、前記振動に対
    応する振動信号を出力する振動検出器と、 前記回転体の回転に同期する同期信号を出力する同期信
    号出力手段と、 前記振動信号を増幅して出力する増幅手段と、 前記同期信号に対応する前記増幅された振動信号から、
    回転1次周波数成分を取出して出力するフィルタリング
    手段と、 前記フィルタリング手段から出力された回転1次周波数
    成分の振幅と位相を求めて出力する変換手段と、 前記振幅及び位相を記憶する記憶手段と、 前記記憶手段に記憶された振幅及び位相と新たに記憶さ
    れた振幅及び位相とを比較して出力する比較手段と、を
    備えたことを特徴とする振動測定装置。
  2. 【請求項2】 前記振幅及び位相と前記比較手段によっ
    て比較された結果を表示する表示装置を備えていること
    を特徴とする請求項1記載の振動測定装置。
JP2000102344A 2000-04-04 2000-04-04 振動測定装置 Pending JP2001289728A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP7470849B2 (ja) 2019-03-04 2024-04-18 三菱重工業株式会社 異常検出装置、異常検出方法、及びプログラム

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