JP2005043150A - 回転機械監視装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】光ファイバを利用して回転機械の回転シャフトの変位および回転速度変動を監視し、迅速に回転機械の異常を検出することである。
【解決手段】変位監視用光源よりの2波長光を投光用光ファイバによりフィルタに導き、1波長光を回転機械のベアリングに投光し他の波長光をフィルタで反射させ、ベアリング壁面およびフィルタよりの反射光を受光用光ファイバを介して2色カラーセンサで受光する。一方、回転監視用光源よりの青色光、赤色光、緑色光を投光用光ファイバで回転機械の回転シャフトに導き、それらの反射光を受光用光ファイバおよびハーフミラーを介して回転監視用フォトダイオードで受光する。信号処理部は2色カラーセンサおよび回転監視用フォトダイオードからの反射光に基づいて回転機械の異常判定を行う。
【選択図】 図1
【解決手段】変位監視用光源よりの2波長光を投光用光ファイバによりフィルタに導き、1波長光を回転機械のベアリングに投光し他の波長光をフィルタで反射させ、ベアリング壁面およびフィルタよりの反射光を受光用光ファイバを介して2色カラーセンサで受光する。一方、回転監視用光源よりの青色光、赤色光、緑色光を投光用光ファイバで回転機械の回転シャフトに導き、それらの反射光を受光用光ファイバおよびハーフミラーを介して回転監視用フォトダイオードで受光する。信号処理部は2色カラーセンサおよび回転監視用フォトダイオードからの反射光に基づいて回転機械の異常判定を行う。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁誘導の影響を受けない光ファイバを利用して、回転機械のベアリング部の変動および回転変動を監視する回転機械監視装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、回転機械の監視においては、振動センサや加速度計などのセンサにより回転機械軸の変位を測定して、回転機械の正常や異常を判断するようにしている。例えば、回転機械等の振動波形を振動センサで検出して計算機に入力し、種々の解析を行って振動状態を監視するようにしたものがある(特許文献1参照)。また、加速度計に振動波形データを入力し、加速度波形の時刻歴変化や発生頻度分布を表示装置に表示して監視するようにしたものもある(特許文献2参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平8−304166号公報
【0004】
【特許文献2】
特開平10−221160号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、振動センサや加速度計などのセンサにより回転機械の正常や異常を判断するものにおいては、振動や加速度の変位量がかなり上昇しなければ回転機械の異常が検出できなかった
本発明の目的は、電磁誘導の影響を受けない光ファイバを利用して、回転機械の回転シャフトの変位および回転速度変動を監視することにより、迅速に回転機械の異常を判断できる回転機械監視装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の回転機械監視装置は、変位監視用光源よりの少なくとも2波長光を投光用光ファイバによりフィルタに導き、フィルタは少なくとも2波長光のうちの1波長光を回転機械のベアリングに投光し他の波長光をフィルタで反射させ、ベアリング壁面よりの反射光およびフィルタよりの反射光を受光用光ファイバで受光し、2色カラーセンサは受光用光ファイバよりの2波長の反射光を電気信号に変換する。一方、回転監視用光源よりの青色光、赤色光、緑色光を投光用光ファイバで回転機械の回転シャフトに導き、それらの反射光を受ける受光用光ファイバおよびハーフミラーを介して受光し、回転監視用フォトダイオードでそれぞれ電気信号に変換する。信号処理部は、2色カラーセンサからの電気信号および回転監視用フォトダイオードからの電気信号に基づいて回転機械の異常判定を行う。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態に係る回転機械監視装置の構成図である。回転機械の回転シャフト11はベアリング12で支持されている。回転機械監視装置は回転シャフト11の変位を検出する変位監視部13と、回転シャフト11の回転を監視する回転監視部14とから構成される。
【0008】
変位監視部13は、ベアリング12のたわみ量を検出するものであり、変位監視用光源15として2波長光を出力する2色LED16を有している。2色LED16よりの2波長光は、投光用光ファイバ17によりベアリング12に導かれる。投光用光ファイバ17にはフィルタ18が取り付けられ、フィルタ18は2色LED16の2波長光のうち1波長光を通過させ他の1波長光を反射する。これにより、1波長光は信号用波長光としてフィルタ18を通過しベアリング12の壁面で反射する。一方、他の1波長光は参照用波長光としてフィルタ18で反射する。ベアリング壁面よりの反射光およびフィルタ18よりの反射光は受光用光ファイバ19で受光され、2色カラーセンサ20で電気信号に変換されて信号処理器21に入力される。
【0009】
信号処理器21では、信号用波長光の電気信号を参照用波長の電気信号で割り算し、投光用光ファイバ17や受光用光ファイバ19の捩れあるいは温度等による光量変化を除去する。そして、ベアリング12壁面に当り反射する信号用波長光の反射光量は、投光用光ファイバ17とベアリング12の壁面との距離に比例しているので、信号用波長光の反射光量を測定することで投光用光ファイバ17とベアリング12の壁面との距離を測定できる。
【0010】
すなわち、回転機械が静止していれば、ベアリング12に回転機械の回転シャフト11の全重量が掛かりベアリング12はたわみ、投光用光ファイバ17とベアリング12の壁面の距離が短くなっている。回転機械が回転を開始すれば、ベアリング12に掛かる荷重は低下しベアリング12はたわみ量が低下し、投光用光ファイバ17とベアリング12の壁面との距離が長くなる。たわみ量は数μmであるが十分測定可能である。
【0011】
一方、回転監視部14は、回転シャフト11の回転速度を検出するものであり、回転監視用光源22として、青色LED23、赤色LED24、緑色LED25を有している。青色LED23、赤色LED24、緑色LED25よりの光は、投光用光ファイバ26a、26b、26cにより回転シャフト11に導かれ、回転シャフト11の表面で反射した3色の反射光は受光用光ファイバ27a、26bで受光される。
【0012】
投光用光ファイバ26a、26b、26cおよび受光用光ファイバ27a、27bの回転シャフト11に対面する部分は、拡大図に示すように配置される。すなわち、3本の投光用光ファイバ26a、26b、26cは、回転シャフト11の回転方向に所定の間隔を保って配置され、2本の受光用光ファイバ27a、2bは回転シャフト11の軸方向に配置される。受光用光ファイバ27a、27bによる反射光はハーフミラー28a、28bで3分割され、フィルタ29a、29b、29cを介して、回転監視用フォトダイオード30a、30b、30cに導かれる。フィルタ29a、29b、29cは、反射光より青色光、赤色光、緑色光を選択し、回転監視用フォトダイオード30a、30b、30cで電気信号に変換する。
【0013】
信号処理器21では、回転シャフト11の表面あらさが数μmであれば反射光は十分処理できるので、投光用光ファイバ26の配置間隔を回転監視用フォトダイオード30a、30b、30cの出力時間差で割り算して回転シャフト11の回転速度を求める。また、緑色光と赤色光との間での速度と、赤色光と青色光との間での速度を比較して速度変動を求める。信号処理器21は、この速度変動の監視および投光用光ファイバ17とベアリング12の壁面との距離変動の監視により回転機械の監視を行うことになる。
【0014】
第1の実施の形態によれば、回転機械の回転シャフト11の変位や回転速度を光ファイバを用いて検出するので、電磁誘導の影響を受けることがなく適正に回転機械の監視を行うことができる。また、非接触監視であるので迅速に異常を判断することが可能となる。
【0015】
次に、本発明の第2の実施の形態を説明する。第2の実施の形態は、図1に示した第1の実施の形態に対し、変位監視用光源15である2色LED16に代えて白色LEDを設け、フィルタ18に代えて干渉フィルタを設け、この干渉フィルタにより、白色LEDの1波長光を通過させこの波長光以外の光を反射するようにしたものである。すなわち、図1の2色LED16を白色LEDとし、フィルタ18を干渉フィルタとしたものである。
【0016】
変位監視用光源15としての白色LEDよりの光を投光用光ファイバ17により干渉フィルタを介してベアリング12に導く。干渉フィルタは信号用波長光を通過させ、この波長以外の光を参照用波長光として反射するものであり、白色光のうちの1波長光をベアリング12の壁面に信号用波長光として投光する。そして、ベアリング12の壁面よりの信号用波長光の反射光と干渉フィルタよりの参照用波長光の反射光を受光用光ファイバ19で受光する。受光用光ファイバ19よりの信号用波長光の反射光と参照用波長光の反射光とは、2色カラーセンサ20で電気信号に変換され信号処理器21に入力される。信号処理器21には、第1の実施の形態と同様に、回転監視部14からの回転シャフト11で反射された青色光、赤色光、緑色光の反射光も入力される。
【0017】
信号処理器21では、変位監視部13からのベアリング12の反射光および干渉フィルタの反射光から投光用光ファイバ17とベアリング12の壁面との距離変動(回転シャフト11の変位)を算出し、回転監視部14からの反射光から回転シャフトの回転速度や速度変動を算出する。そして、この速度変動と回転シャフト11の変位との監視により回転機械の監視を行う。
【0018】
第2の実施の形態によれば、変位監視用光源15である2色LED16に代えて白色LEDを用いた場合であっても、第1の実施の形態と同様の効果が得られる。すなわち、光ファイバを用いた非接触監視であるので、迅速に異常を判断することが可能となる。
【0019】
次に、本発明の第3の実施の形態を説明する。図2は本発明の第3の実施の形態に係る回転機械監視装置の構成図である。この第3の実施の形態は、図1に示した第1の実施の形態に対し、変位監視用光源15である2色LED16に代えて赤色LED33および緑色LED34を設け、赤色LED33からの赤色光と緑色LED34からの緑色光とを結合するカプラ35を設け、フィルタ36は、カプラ35で結合され投光用光ファイバ17で導かれた赤色光を通過させ緑色光を反射し、受光用光ファイバ19は、ベアリング12の壁面よりの赤色反射光およびフィルタ36よりの緑色反射光を2色カラーセンサ20に導くようにしたものである。図1に示した第1の実施の形態と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【0020】
変位監視用光源15として赤色LED22と緑色LED23とからの光をカプラ35で結合し、投光用光ファイバ17によりフィルタ36を介してベアリング12に導く。フィルタ36は赤色光を信号用波長光として通過させ、緑色光を参照用波長光として反射するものであり、ベアリング12の壁面に信号用波長光の赤色光を投光する。そして、ベアリング12の壁面よりの赤色反射光とフィルタ36よりの参照用波長光の緑色反射光を受光用光ファイバ19で受光する。受光用光ファイバ19よりの赤色反射光および緑色反射光は2色カラーセンサ20で電気信号に変換され信号処理器21に入力される。信号処理器21には、第1の実施の形態と同様に、回転監視部14からの回転シャフト11で反射された青色光、赤色光、緑色光の反射光も入力される。
【0021】
信号処理器21では、変位監視部13からのベアリング12の赤色反射光およびフィルタ36の緑色反射光から投光用光ファイバ17とベアリング12の壁面との距離変動(回転シャフト11の変位)を算出し、回転監視部14からの反射光から回転シャフトの回転速度や速度変動を算出する。そして、この速度変動と回転シャフト11の変位との監視により回転機械の監視を行う。
【0022】
第3の実施の形態によれば、変位監視用光源15である2色LED16に代えて、赤色LED33および緑色LED34を用いた場合であっても、第1の実施の形態と同様の効果が得られる。すなわち、光ファイバを用いた非接触監視であるので、迅速に異常を判断することが可能となる。
【0023】
次に、本発明の第4の実施の形態を説明する。図3は本発明の第4の実施の形態に係る回転機械監視装置の構成図である。この第4の実施の形態は、図1に示した第1の実施の形態に対し、2色カラーセンサ20に代えて、受光用光ファイバ19で受けたベアリング壁面よりの反射光およびフィルタ18よりの反射光を分岐するカプラ37と、カプラ37で分岐された受光用光ファイバ19よりの2波長の反射光をそれぞれ電気信号に変換する2個の変位監視用フォトダイオード38a、38bとを設けたものである。図1に示した第1の実施の形態と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【0024】
変位監視用光源15としての2波長光を出力する2色LED16よりの光を、投光用光ファイバ17によりフィルタ18を介してベアリング12に導く。フィルタ18は1波長光の信号用波長光を通過させベアリング12の壁面に投光し、他の1波長光の参照用波長光を反射する。ベアリング12の壁面よりの信号用反射光およびフィルタ18よりの参照用反射光は受光用光ファイバ19で受光されカプラ37で2分岐される。そして、それぞれフィルタ39a、39bを介して変位監視用フォトダイオード38a、38bに導かれ、電気信号に変換されて信号処理器21に入力される。信号処理器21には、第1の実施の形態と同様に、回転監視部14からの回転シャフト11で反射された青色光、赤色光、緑色光の反射光も入力される。
【0025】
信号処理器21では、第1の実施の形態と同様に、変位監視部13からのベアリング12の反射光およびフィルタ18の反射光から投光用光ファイバ17とベアリング12の壁面との距離変動(回転シャフト11の変位)を算出し、回転監視部14からの反射光から回転シャフトの回転速度や速度変動を算出する。そして、この速度変動と回転シャフト11の変位との監視により回転機械の監視を行う。
【0026】
第4の実施の形態によれば、2色カラーセンサ20に代えて、受光用光ファイバ19で受けたベアリング壁面よりの反射光およびフィルタ18よりの反射光を分岐するカプラ37と、カプラ37で分岐された受光用光ファイバ19よりの2波長の反射光をそれぞれ電気信号に変換する2個の変位監視用フォトダイオード38a、38bを用いた場合であっても、第1の実施の形態と同様の効果が得られる。すなわち、光ファイバを用いた非接触監視であるので、迅速に異常を判断することが可能となる。
【0027】
次に、本発明の第5の実施の形態を説明する。図4は本発明の第5の実施の形態に係る回転機械監視装置の構成図である。この第5の実施の形態は、図1に示した第1の実施の形態に対し、投光用光ファイバ17に代えて、2色LED16よりの2波長光を回転機械のベアリング内部に導く投光用光ファイバ40を設け、その投光用光ファイバ40の投光先端部にアルミ蒸着面41を形成し、アルミ蒸着面41よりの反射光およびフィルタ18よりの反射光をカプラ42により分岐して受光用光ファイバ43に導くようにしたものである。図1に示した第1の実施の形態と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【0028】
ベアリング12の内部に挿入された投光用光ファイバ40の端面にはアルミニウムが蒸着されてアルミ蒸着面41が形成されている。変位監視用光源15として2波長光を出力する2色LED16よりの光は、投光用光ファイバ40によりフィルタ18を介してベアリング12の内部に導かれる。フィルタ18は2波長光のうち信号用波長光を通過させ参照用波長光を反射する。フィルタ18を通過した信号用波長光はアルミ蒸着面で反射される。この信号用反射光とフィルタ18よりの参照用反射光をカプラ42で分岐し、受光用光ファイバ43で受光する。そして、2色カラーセンサ20で電気信号に変換し信号処理器21に入力する。
【0029】
ここで、回転機械が静止していれば、ベアリング12に回転機械の回転シャフト11の全重量が掛かりベアリング12はたわみ、ベアリング12の内部に挿入した投光用光ファイバ40の先端部が圧縮され光ファイバのクラッド層の屈折率が変化し信号用反射光の光量が増加する。一方、回転機械が回転を開始すれば、ベアリング12に掛かる荷重は低下しベアリング12はたわみ量が低下し、ベアリング12の内部に挿入した投光用光ファイバ40の圧縮状態が緩和され、信号用反射光の光量が低下する。信号処理器21には、第1の実施の形態と同様に、回転監視部14からの回転シャフト11で反射された青色光、赤色光、緑色光の反射光も入力される。
【0030】
信号処理器21では、信号用反射光の電気信号を参照用反射光の電気信号で割算することにより、2色LED16の光量変化を除去して信号用反射光の光量を検出する。すなわち、変位監視部13からのアルミ蒸着面41の反射光およびフィルタ18の反射光から回転シャフト11の変位を算出する。また、回転監視部14からの反射光から回転シャフトの回転速度や速度変動を算出する。そして、この速度変動と回転シャフト11の変位との監視により回転機械の監視を行う。
【0031】
第5の実施の形態によれば、投光用光ファイバ17に代えて、2色LED16よりの2波長光を回転機械のベアリング内部に導く投光用光ファイバ40を設け、その投光用光ファイバ40の投光先端部にアルミ蒸着面41を形成し、アルミ蒸着面41よりの反射光およびフィルタ18よりの反射光をカプラ42により分岐して受光用光ファイバ43に導くようにした場合であっても、第1の実施の形態と同様の効果が得られる。すなわち、光ファイバを用いた非接触監視であるので、迅速に異常を判断することが可能となる。
【0032】
次に、本発明の第6の実施の形態を説明する。第6の実施の形態は、図4に示した第5の実施の形態に対し、変位監視用光源15である2色LED16に代えて白色LEDを設け、フィルタ18に代えて干渉フィルタを設け、この干渉フィルタにより、白色LEDの1波長光を通過させこの波長光以外の光を反射するようにしたものである。すなわち、図4の2色LED16を白色LEDとし、フィルタ18を干渉フィルタとしたものである。
【0033】
ベアリング12の内部に挿入された投光用光ファイバ40の端面にはアルミニウムが蒸着されてアルミ蒸着面41が形成されている。変位監視用光源15として白色LEDよりの光を投光用光ファイバ40により干渉フィルタ18を介してベアリング12の内部に導く。干渉フィルタ18は信号用波長光を通過させ、この信号用波長光外の光を反射する。干渉フィルタを通過した信号用波長光はアルミ蒸着面で反射される。この信号用反射光と干渉フィルタよりの参照用反射光をカプラ42で分岐し、受光用光ファイバ43で受光する。そして、2色カラーセンサ20で電気信号に変換し信号処理器21に入力する。信号処理器21には、第5の実施の形態と同様に、回転監視部14からの回転シャフト11で反射された青色光、赤色光、緑色光の反射光も入力される。
【0034】
信号処理器21では、信号用反射光の電気信号を参照用反射光の電気信号で割算することにより、白色LEDの光量変化を除去して信号用反射光の光量を検出する。すなわち、変位監視部13からのアルミ蒸着面41の反射光およびフィルタ18の反射光から回転シャフト11の変位を算出する。また、回転監視部14からの反射光から回転シャフトの回転速度や速度変動を算出する。そして、この速度変動と回転シャフト11の変位との監視により回転機械の監視を行う。
【0035】
第6の実施の形態によれば、白色LEDよりの波長光を投光用光ファイバ40により干渉フィルタを介して回転機械のベアリング内部に導き、その投光用光ファイバ40の投光先端部のアルミ蒸着面41よりの反射光および干渉フィルタよりの反射光をカプラ42により分岐して受光用光ファイバ43に導くようにした場合であっても、第5の実施の形態と同様の効果が得られる。すなわち、光ファイバを用いた非接触監視であるので、迅速に異常を判断することが可能となる。
【0036】
次に、本発明の第7の実施の形態を説明する。図5は本発明の第7の実施の形態に係る回転機械監視装置の構成図である。この第7の実施の形態は、図4に示した第5の実施の形態に対し、変位監視用光源15である2色LED16に代えて赤色LED33および緑色LED34を設け、赤色LED33からの赤色光と緑色LED34からの緑色光とを結合するカプラ35を設け、フィルタ44は、カプラ35で結合され投光用光ファイバ40で導かれた赤色光を通過させ緑色光を反射し、受光用光ファイバ43は、アルミ蒸着面41よりの赤色反射光およびフィルタ44よりの緑色反射光を2色カラーセンサ20に導くようにしたものである。図4に示した第5の実施の形態と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【0037】
ベアリング12の内部に挿入された投光用光ファイバ40の端面にはアルミニウムが蒸着されてアルミ蒸着面41が形成されている。変位監視用光源15として赤色LED33と緑色LED33よりの光はカプラ35で結合され、投光用光ファイバ40によりフィルタ44を介してベアリング12の内部に導かれる。フィルタ44は赤色光を通過させ緑色光を反射する。フィルタ44を通過した赤色光はアルミ蒸着面41で反射される。このアルミ蒸着面41よりの赤色反射光およびフィルタ44よりの緑色反射光をカプラ42で分岐し、受光用光ファイバ43で受光する。そして、2色カラーセンサ20で電気信号に変換し信号処理器21に入力する。信号処理器21には、第5の実施の形態と同様に、回転監視部14からの回転シャフト11で反射された青色光、赤色光、緑色光の反射光も入力される。
【0038】
信号処理器21では、赤色反射光の電気信号を緑色反射光の電気信号で割算することにより赤色LED32の光量変化を除去して赤色反射光の光量を検出する。すなわち、変位監視部13からのアルミ蒸着面41の反射光およびフィルタ18の反射光から回転シャフト11の変位を算出する。また、回転監視部14からの反射光から回転シャフトの回転速度や速度変動を算出する。そして、この速度変動と回転シャフト11の変位との監視により回転機械の監視を行う。
【0039】
第7の実施の形態によれば、変位監視用光源15として赤色LED33および緑色LED34を設けた場合であっても、第5の実施の形態と同様の効果が得られる。すなわち、光ファイバを用いた非接触監視であるので、迅速に異常を判断することが可能となる。
【0040】
次に、本発明の第8の実施の形態を説明する。図6は本発明の第8の実施の形態に係る回転機械監視装置の構成図である。この第8の実施の形態は、図4に示した第5の実施の形態に対し、2色カラーセンサ20に代えて、受光用光ファイバ43で受けたベアリング壁面よりの反射光およびフィルタ18よりの反射光を分岐するカプラ37と、カプラ37で分岐された受光用光ファイバ43よりの2波長の反射光をそれぞれ電気信号に変換する2個の変位監視用フォトダイオード38a、38bとを設けたものである。図4に示した第5の実施の形態と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【0041】
ベアリング12の内部に挿入された投光用光ファイバ40の端面にはアルミニウムが蒸着されてアルミ蒸着面41が形成されている。
【0042】
変位監視用光源15として2波長光を出力する2色LED16よりの光を投光用光ファイバ40によりフィルタ18を介してベアリング12内部に導く。フィルタ18は信号用波長光を通過させ参照用波長光を反射する。
【0043】
フィルタ18を通過した信号用波長光はアルミ蒸着面で反射される。この信号用反射光とフィルタ18よりの参照用反射光をカプラ42で分岐し、受光用光ファイバ43で受光する。
【0044】
受光用光ファイバ19で受光された信号用反射光および参照用反射光はカプラ37で2分岐され、それぞれフィルタ39a、39bを介して変位監視用フォトダイオード38a、38bに導かれる。そして、電気信号に変換されて信号処理器21に入力される。信号処理器21には、第5の実施の形態と同様に、回転監視部14からの回転シャフト11で反射された青色光、赤色光、緑色光の反射光も入力される。
【0045】
信号処理器21では、赤色反射光の電気信号を緑色反射光の電気信号で割算することにより赤色LED32の光量変化を除去して赤色反射光の光量を検出する。すなわち、変位監視部13からのアルミ蒸着面41の反射光およびフィルタ18の反射光から回転シャフト11の変位を算出する。また、回転監視部14からの反射光から回転シャフトの回転速度や速度変動を算出する。そして、この速度変動と回転シャフト11の変位との監視により回転機械の監視を行う。
【0046】
第8の実施の形態によれば、2色カラーセンサ20に代えて、受光用光ファイバ43で受けたアルミ蒸着面41よりの反射光およびフィルタ18よりの反射光を分岐するカプラ37と、カプラ37で分岐された受光用光ファイバ43よりの2波長の反射光をそれぞれ電気信号に変換する2個の変位監視用フォトダイオード38a、38bを用いた場合であっても、第5の実施の形態と同様の効果が得られる。すなわち、光ファイバを用いた非接触監視であるので、迅速に異常を判断することが可能となる。
【0047】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、回転機械の回転シャフトの変位および回転シャフトの速度変動を光ファイバを用いて非接触で監視できるので、回転機械の異常を迅速に判断することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る回転機械監視装置の構成図。
【図2】本発明の第3の実施の形態に係る回転機械監視装置の構成図。
【図3】本発明の第4の実施の形態に係る回転機械監視装置の構成図。
【図4】本発明の第5の実施の形態に係る回転機械監視装置の構成図。
【図5】本発明の第7の実施の形態に係る回転機械監視装置の構成図。
【図6】本発明の第8の実施の形態に係る回転機械監視装置の構成図。
【符号の説明】
11…回転シャフト、12…ベアリング、13…変位監視部、14…回転監視部、15…変位監視用光源、16…2色LED、17…投光用光ファイバ、18…フィルタ、19…受光用光ファイバ、20…2色カラーセンサ、21…信号処理器、22…回転監視用光源、23…青色LED、24…赤色LED、25…緑色LED、26…投光用光ファイバ、27…受光用光ファイバ、28…ハーフミラー、29…フィルタ、30…回転監視用フォトダイオード、31…白色LED、32…干渉フィルタ、33…赤色LED、34…緑色LED、35…カプラ、36…フィルタ、37…カプラ、38…変位監視用フォトダイオード、39…フィルタ、40…投光用光ファイバ、41…アルミ蒸着面、42…カプラ、43…受光用光ファイバ、44…フィルタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁誘導の影響を受けない光ファイバを利用して、回転機械のベアリング部の変動および回転変動を監視する回転機械監視装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、回転機械の監視においては、振動センサや加速度計などのセンサにより回転機械軸の変位を測定して、回転機械の正常や異常を判断するようにしている。例えば、回転機械等の振動波形を振動センサで検出して計算機に入力し、種々の解析を行って振動状態を監視するようにしたものがある(特許文献1参照)。また、加速度計に振動波形データを入力し、加速度波形の時刻歴変化や発生頻度分布を表示装置に表示して監視するようにしたものもある(特許文献2参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平8−304166号公報
【0004】
【特許文献2】
特開平10−221160号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、振動センサや加速度計などのセンサにより回転機械の正常や異常を判断するものにおいては、振動や加速度の変位量がかなり上昇しなければ回転機械の異常が検出できなかった
本発明の目的は、電磁誘導の影響を受けない光ファイバを利用して、回転機械の回転シャフトの変位および回転速度変動を監視することにより、迅速に回転機械の異常を判断できる回転機械監視装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の回転機械監視装置は、変位監視用光源よりの少なくとも2波長光を投光用光ファイバによりフィルタに導き、フィルタは少なくとも2波長光のうちの1波長光を回転機械のベアリングに投光し他の波長光をフィルタで反射させ、ベアリング壁面よりの反射光およびフィルタよりの反射光を受光用光ファイバで受光し、2色カラーセンサは受光用光ファイバよりの2波長の反射光を電気信号に変換する。一方、回転監視用光源よりの青色光、赤色光、緑色光を投光用光ファイバで回転機械の回転シャフトに導き、それらの反射光を受ける受光用光ファイバおよびハーフミラーを介して受光し、回転監視用フォトダイオードでそれぞれ電気信号に変換する。信号処理部は、2色カラーセンサからの電気信号および回転監視用フォトダイオードからの電気信号に基づいて回転機械の異常判定を行う。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態に係る回転機械監視装置の構成図である。回転機械の回転シャフト11はベアリング12で支持されている。回転機械監視装置は回転シャフト11の変位を検出する変位監視部13と、回転シャフト11の回転を監視する回転監視部14とから構成される。
【0008】
変位監視部13は、ベアリング12のたわみ量を検出するものであり、変位監視用光源15として2波長光を出力する2色LED16を有している。2色LED16よりの2波長光は、投光用光ファイバ17によりベアリング12に導かれる。投光用光ファイバ17にはフィルタ18が取り付けられ、フィルタ18は2色LED16の2波長光のうち1波長光を通過させ他の1波長光を反射する。これにより、1波長光は信号用波長光としてフィルタ18を通過しベアリング12の壁面で反射する。一方、他の1波長光は参照用波長光としてフィルタ18で反射する。ベアリング壁面よりの反射光およびフィルタ18よりの反射光は受光用光ファイバ19で受光され、2色カラーセンサ20で電気信号に変換されて信号処理器21に入力される。
【0009】
信号処理器21では、信号用波長光の電気信号を参照用波長の電気信号で割り算し、投光用光ファイバ17や受光用光ファイバ19の捩れあるいは温度等による光量変化を除去する。そして、ベアリング12壁面に当り反射する信号用波長光の反射光量は、投光用光ファイバ17とベアリング12の壁面との距離に比例しているので、信号用波長光の反射光量を測定することで投光用光ファイバ17とベアリング12の壁面との距離を測定できる。
【0010】
すなわち、回転機械が静止していれば、ベアリング12に回転機械の回転シャフト11の全重量が掛かりベアリング12はたわみ、投光用光ファイバ17とベアリング12の壁面の距離が短くなっている。回転機械が回転を開始すれば、ベアリング12に掛かる荷重は低下しベアリング12はたわみ量が低下し、投光用光ファイバ17とベアリング12の壁面との距離が長くなる。たわみ量は数μmであるが十分測定可能である。
【0011】
一方、回転監視部14は、回転シャフト11の回転速度を検出するものであり、回転監視用光源22として、青色LED23、赤色LED24、緑色LED25を有している。青色LED23、赤色LED24、緑色LED25よりの光は、投光用光ファイバ26a、26b、26cにより回転シャフト11に導かれ、回転シャフト11の表面で反射した3色の反射光は受光用光ファイバ27a、26bで受光される。
【0012】
投光用光ファイバ26a、26b、26cおよび受光用光ファイバ27a、27bの回転シャフト11に対面する部分は、拡大図に示すように配置される。すなわち、3本の投光用光ファイバ26a、26b、26cは、回転シャフト11の回転方向に所定の間隔を保って配置され、2本の受光用光ファイバ27a、2bは回転シャフト11の軸方向に配置される。受光用光ファイバ27a、27bによる反射光はハーフミラー28a、28bで3分割され、フィルタ29a、29b、29cを介して、回転監視用フォトダイオード30a、30b、30cに導かれる。フィルタ29a、29b、29cは、反射光より青色光、赤色光、緑色光を選択し、回転監視用フォトダイオード30a、30b、30cで電気信号に変換する。
【0013】
信号処理器21では、回転シャフト11の表面あらさが数μmであれば反射光は十分処理できるので、投光用光ファイバ26の配置間隔を回転監視用フォトダイオード30a、30b、30cの出力時間差で割り算して回転シャフト11の回転速度を求める。また、緑色光と赤色光との間での速度と、赤色光と青色光との間での速度を比較して速度変動を求める。信号処理器21は、この速度変動の監視および投光用光ファイバ17とベアリング12の壁面との距離変動の監視により回転機械の監視を行うことになる。
【0014】
第1の実施の形態によれば、回転機械の回転シャフト11の変位や回転速度を光ファイバを用いて検出するので、電磁誘導の影響を受けることがなく適正に回転機械の監視を行うことができる。また、非接触監視であるので迅速に異常を判断することが可能となる。
【0015】
次に、本発明の第2の実施の形態を説明する。第2の実施の形態は、図1に示した第1の実施の形態に対し、変位監視用光源15である2色LED16に代えて白色LEDを設け、フィルタ18に代えて干渉フィルタを設け、この干渉フィルタにより、白色LEDの1波長光を通過させこの波長光以外の光を反射するようにしたものである。すなわち、図1の2色LED16を白色LEDとし、フィルタ18を干渉フィルタとしたものである。
【0016】
変位監視用光源15としての白色LEDよりの光を投光用光ファイバ17により干渉フィルタを介してベアリング12に導く。干渉フィルタは信号用波長光を通過させ、この波長以外の光を参照用波長光として反射するものであり、白色光のうちの1波長光をベアリング12の壁面に信号用波長光として投光する。そして、ベアリング12の壁面よりの信号用波長光の反射光と干渉フィルタよりの参照用波長光の反射光を受光用光ファイバ19で受光する。受光用光ファイバ19よりの信号用波長光の反射光と参照用波長光の反射光とは、2色カラーセンサ20で電気信号に変換され信号処理器21に入力される。信号処理器21には、第1の実施の形態と同様に、回転監視部14からの回転シャフト11で反射された青色光、赤色光、緑色光の反射光も入力される。
【0017】
信号処理器21では、変位監視部13からのベアリング12の反射光および干渉フィルタの反射光から投光用光ファイバ17とベアリング12の壁面との距離変動(回転シャフト11の変位)を算出し、回転監視部14からの反射光から回転シャフトの回転速度や速度変動を算出する。そして、この速度変動と回転シャフト11の変位との監視により回転機械の監視を行う。
【0018】
第2の実施の形態によれば、変位監視用光源15である2色LED16に代えて白色LEDを用いた場合であっても、第1の実施の形態と同様の効果が得られる。すなわち、光ファイバを用いた非接触監視であるので、迅速に異常を判断することが可能となる。
【0019】
次に、本発明の第3の実施の形態を説明する。図2は本発明の第3の実施の形態に係る回転機械監視装置の構成図である。この第3の実施の形態は、図1に示した第1の実施の形態に対し、変位監視用光源15である2色LED16に代えて赤色LED33および緑色LED34を設け、赤色LED33からの赤色光と緑色LED34からの緑色光とを結合するカプラ35を設け、フィルタ36は、カプラ35で結合され投光用光ファイバ17で導かれた赤色光を通過させ緑色光を反射し、受光用光ファイバ19は、ベアリング12の壁面よりの赤色反射光およびフィルタ36よりの緑色反射光を2色カラーセンサ20に導くようにしたものである。図1に示した第1の実施の形態と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【0020】
変位監視用光源15として赤色LED22と緑色LED23とからの光をカプラ35で結合し、投光用光ファイバ17によりフィルタ36を介してベアリング12に導く。フィルタ36は赤色光を信号用波長光として通過させ、緑色光を参照用波長光として反射するものであり、ベアリング12の壁面に信号用波長光の赤色光を投光する。そして、ベアリング12の壁面よりの赤色反射光とフィルタ36よりの参照用波長光の緑色反射光を受光用光ファイバ19で受光する。受光用光ファイバ19よりの赤色反射光および緑色反射光は2色カラーセンサ20で電気信号に変換され信号処理器21に入力される。信号処理器21には、第1の実施の形態と同様に、回転監視部14からの回転シャフト11で反射された青色光、赤色光、緑色光の反射光も入力される。
【0021】
信号処理器21では、変位監視部13からのベアリング12の赤色反射光およびフィルタ36の緑色反射光から投光用光ファイバ17とベアリング12の壁面との距離変動(回転シャフト11の変位)を算出し、回転監視部14からの反射光から回転シャフトの回転速度や速度変動を算出する。そして、この速度変動と回転シャフト11の変位との監視により回転機械の監視を行う。
【0022】
第3の実施の形態によれば、変位監視用光源15である2色LED16に代えて、赤色LED33および緑色LED34を用いた場合であっても、第1の実施の形態と同様の効果が得られる。すなわち、光ファイバを用いた非接触監視であるので、迅速に異常を判断することが可能となる。
【0023】
次に、本発明の第4の実施の形態を説明する。図3は本発明の第4の実施の形態に係る回転機械監視装置の構成図である。この第4の実施の形態は、図1に示した第1の実施の形態に対し、2色カラーセンサ20に代えて、受光用光ファイバ19で受けたベアリング壁面よりの反射光およびフィルタ18よりの反射光を分岐するカプラ37と、カプラ37で分岐された受光用光ファイバ19よりの2波長の反射光をそれぞれ電気信号に変換する2個の変位監視用フォトダイオード38a、38bとを設けたものである。図1に示した第1の実施の形態と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【0024】
変位監視用光源15としての2波長光を出力する2色LED16よりの光を、投光用光ファイバ17によりフィルタ18を介してベアリング12に導く。フィルタ18は1波長光の信号用波長光を通過させベアリング12の壁面に投光し、他の1波長光の参照用波長光を反射する。ベアリング12の壁面よりの信号用反射光およびフィルタ18よりの参照用反射光は受光用光ファイバ19で受光されカプラ37で2分岐される。そして、それぞれフィルタ39a、39bを介して変位監視用フォトダイオード38a、38bに導かれ、電気信号に変換されて信号処理器21に入力される。信号処理器21には、第1の実施の形態と同様に、回転監視部14からの回転シャフト11で反射された青色光、赤色光、緑色光の反射光も入力される。
【0025】
信号処理器21では、第1の実施の形態と同様に、変位監視部13からのベアリング12の反射光およびフィルタ18の反射光から投光用光ファイバ17とベアリング12の壁面との距離変動(回転シャフト11の変位)を算出し、回転監視部14からの反射光から回転シャフトの回転速度や速度変動を算出する。そして、この速度変動と回転シャフト11の変位との監視により回転機械の監視を行う。
【0026】
第4の実施の形態によれば、2色カラーセンサ20に代えて、受光用光ファイバ19で受けたベアリング壁面よりの反射光およびフィルタ18よりの反射光を分岐するカプラ37と、カプラ37で分岐された受光用光ファイバ19よりの2波長の反射光をそれぞれ電気信号に変換する2個の変位監視用フォトダイオード38a、38bを用いた場合であっても、第1の実施の形態と同様の効果が得られる。すなわち、光ファイバを用いた非接触監視であるので、迅速に異常を判断することが可能となる。
【0027】
次に、本発明の第5の実施の形態を説明する。図4は本発明の第5の実施の形態に係る回転機械監視装置の構成図である。この第5の実施の形態は、図1に示した第1の実施の形態に対し、投光用光ファイバ17に代えて、2色LED16よりの2波長光を回転機械のベアリング内部に導く投光用光ファイバ40を設け、その投光用光ファイバ40の投光先端部にアルミ蒸着面41を形成し、アルミ蒸着面41よりの反射光およびフィルタ18よりの反射光をカプラ42により分岐して受光用光ファイバ43に導くようにしたものである。図1に示した第1の実施の形態と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【0028】
ベアリング12の内部に挿入された投光用光ファイバ40の端面にはアルミニウムが蒸着されてアルミ蒸着面41が形成されている。変位監視用光源15として2波長光を出力する2色LED16よりの光は、投光用光ファイバ40によりフィルタ18を介してベアリング12の内部に導かれる。フィルタ18は2波長光のうち信号用波長光を通過させ参照用波長光を反射する。フィルタ18を通過した信号用波長光はアルミ蒸着面で反射される。この信号用反射光とフィルタ18よりの参照用反射光をカプラ42で分岐し、受光用光ファイバ43で受光する。そして、2色カラーセンサ20で電気信号に変換し信号処理器21に入力する。
【0029】
ここで、回転機械が静止していれば、ベアリング12に回転機械の回転シャフト11の全重量が掛かりベアリング12はたわみ、ベアリング12の内部に挿入した投光用光ファイバ40の先端部が圧縮され光ファイバのクラッド層の屈折率が変化し信号用反射光の光量が増加する。一方、回転機械が回転を開始すれば、ベアリング12に掛かる荷重は低下しベアリング12はたわみ量が低下し、ベアリング12の内部に挿入した投光用光ファイバ40の圧縮状態が緩和され、信号用反射光の光量が低下する。信号処理器21には、第1の実施の形態と同様に、回転監視部14からの回転シャフト11で反射された青色光、赤色光、緑色光の反射光も入力される。
【0030】
信号処理器21では、信号用反射光の電気信号を参照用反射光の電気信号で割算することにより、2色LED16の光量変化を除去して信号用反射光の光量を検出する。すなわち、変位監視部13からのアルミ蒸着面41の反射光およびフィルタ18の反射光から回転シャフト11の変位を算出する。また、回転監視部14からの反射光から回転シャフトの回転速度や速度変動を算出する。そして、この速度変動と回転シャフト11の変位との監視により回転機械の監視を行う。
【0031】
第5の実施の形態によれば、投光用光ファイバ17に代えて、2色LED16よりの2波長光を回転機械のベアリング内部に導く投光用光ファイバ40を設け、その投光用光ファイバ40の投光先端部にアルミ蒸着面41を形成し、アルミ蒸着面41よりの反射光およびフィルタ18よりの反射光をカプラ42により分岐して受光用光ファイバ43に導くようにした場合であっても、第1の実施の形態と同様の効果が得られる。すなわち、光ファイバを用いた非接触監視であるので、迅速に異常を判断することが可能となる。
【0032】
次に、本発明の第6の実施の形態を説明する。第6の実施の形態は、図4に示した第5の実施の形態に対し、変位監視用光源15である2色LED16に代えて白色LEDを設け、フィルタ18に代えて干渉フィルタを設け、この干渉フィルタにより、白色LEDの1波長光を通過させこの波長光以外の光を反射するようにしたものである。すなわち、図4の2色LED16を白色LEDとし、フィルタ18を干渉フィルタとしたものである。
【0033】
ベアリング12の内部に挿入された投光用光ファイバ40の端面にはアルミニウムが蒸着されてアルミ蒸着面41が形成されている。変位監視用光源15として白色LEDよりの光を投光用光ファイバ40により干渉フィルタ18を介してベアリング12の内部に導く。干渉フィルタ18は信号用波長光を通過させ、この信号用波長光外の光を反射する。干渉フィルタを通過した信号用波長光はアルミ蒸着面で反射される。この信号用反射光と干渉フィルタよりの参照用反射光をカプラ42で分岐し、受光用光ファイバ43で受光する。そして、2色カラーセンサ20で電気信号に変換し信号処理器21に入力する。信号処理器21には、第5の実施の形態と同様に、回転監視部14からの回転シャフト11で反射された青色光、赤色光、緑色光の反射光も入力される。
【0034】
信号処理器21では、信号用反射光の電気信号を参照用反射光の電気信号で割算することにより、白色LEDの光量変化を除去して信号用反射光の光量を検出する。すなわち、変位監視部13からのアルミ蒸着面41の反射光およびフィルタ18の反射光から回転シャフト11の変位を算出する。また、回転監視部14からの反射光から回転シャフトの回転速度や速度変動を算出する。そして、この速度変動と回転シャフト11の変位との監視により回転機械の監視を行う。
【0035】
第6の実施の形態によれば、白色LEDよりの波長光を投光用光ファイバ40により干渉フィルタを介して回転機械のベアリング内部に導き、その投光用光ファイバ40の投光先端部のアルミ蒸着面41よりの反射光および干渉フィルタよりの反射光をカプラ42により分岐して受光用光ファイバ43に導くようにした場合であっても、第5の実施の形態と同様の効果が得られる。すなわち、光ファイバを用いた非接触監視であるので、迅速に異常を判断することが可能となる。
【0036】
次に、本発明の第7の実施の形態を説明する。図5は本発明の第7の実施の形態に係る回転機械監視装置の構成図である。この第7の実施の形態は、図4に示した第5の実施の形態に対し、変位監視用光源15である2色LED16に代えて赤色LED33および緑色LED34を設け、赤色LED33からの赤色光と緑色LED34からの緑色光とを結合するカプラ35を設け、フィルタ44は、カプラ35で結合され投光用光ファイバ40で導かれた赤色光を通過させ緑色光を反射し、受光用光ファイバ43は、アルミ蒸着面41よりの赤色反射光およびフィルタ44よりの緑色反射光を2色カラーセンサ20に導くようにしたものである。図4に示した第5の実施の形態と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【0037】
ベアリング12の内部に挿入された投光用光ファイバ40の端面にはアルミニウムが蒸着されてアルミ蒸着面41が形成されている。変位監視用光源15として赤色LED33と緑色LED33よりの光はカプラ35で結合され、投光用光ファイバ40によりフィルタ44を介してベアリング12の内部に導かれる。フィルタ44は赤色光を通過させ緑色光を反射する。フィルタ44を通過した赤色光はアルミ蒸着面41で反射される。このアルミ蒸着面41よりの赤色反射光およびフィルタ44よりの緑色反射光をカプラ42で分岐し、受光用光ファイバ43で受光する。そして、2色カラーセンサ20で電気信号に変換し信号処理器21に入力する。信号処理器21には、第5の実施の形態と同様に、回転監視部14からの回転シャフト11で反射された青色光、赤色光、緑色光の反射光も入力される。
【0038】
信号処理器21では、赤色反射光の電気信号を緑色反射光の電気信号で割算することにより赤色LED32の光量変化を除去して赤色反射光の光量を検出する。すなわち、変位監視部13からのアルミ蒸着面41の反射光およびフィルタ18の反射光から回転シャフト11の変位を算出する。また、回転監視部14からの反射光から回転シャフトの回転速度や速度変動を算出する。そして、この速度変動と回転シャフト11の変位との監視により回転機械の監視を行う。
【0039】
第7の実施の形態によれば、変位監視用光源15として赤色LED33および緑色LED34を設けた場合であっても、第5の実施の形態と同様の効果が得られる。すなわち、光ファイバを用いた非接触監視であるので、迅速に異常を判断することが可能となる。
【0040】
次に、本発明の第8の実施の形態を説明する。図6は本発明の第8の実施の形態に係る回転機械監視装置の構成図である。この第8の実施の形態は、図4に示した第5の実施の形態に対し、2色カラーセンサ20に代えて、受光用光ファイバ43で受けたベアリング壁面よりの反射光およびフィルタ18よりの反射光を分岐するカプラ37と、カプラ37で分岐された受光用光ファイバ43よりの2波長の反射光をそれぞれ電気信号に変換する2個の変位監視用フォトダイオード38a、38bとを設けたものである。図4に示した第5の実施の形態と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【0041】
ベアリング12の内部に挿入された投光用光ファイバ40の端面にはアルミニウムが蒸着されてアルミ蒸着面41が形成されている。
【0042】
変位監視用光源15として2波長光を出力する2色LED16よりの光を投光用光ファイバ40によりフィルタ18を介してベアリング12内部に導く。フィルタ18は信号用波長光を通過させ参照用波長光を反射する。
【0043】
フィルタ18を通過した信号用波長光はアルミ蒸着面で反射される。この信号用反射光とフィルタ18よりの参照用反射光をカプラ42で分岐し、受光用光ファイバ43で受光する。
【0044】
受光用光ファイバ19で受光された信号用反射光および参照用反射光はカプラ37で2分岐され、それぞれフィルタ39a、39bを介して変位監視用フォトダイオード38a、38bに導かれる。そして、電気信号に変換されて信号処理器21に入力される。信号処理器21には、第5の実施の形態と同様に、回転監視部14からの回転シャフト11で反射された青色光、赤色光、緑色光の反射光も入力される。
【0045】
信号処理器21では、赤色反射光の電気信号を緑色反射光の電気信号で割算することにより赤色LED32の光量変化を除去して赤色反射光の光量を検出する。すなわち、変位監視部13からのアルミ蒸着面41の反射光およびフィルタ18の反射光から回転シャフト11の変位を算出する。また、回転監視部14からの反射光から回転シャフトの回転速度や速度変動を算出する。そして、この速度変動と回転シャフト11の変位との監視により回転機械の監視を行う。
【0046】
第8の実施の形態によれば、2色カラーセンサ20に代えて、受光用光ファイバ43で受けたアルミ蒸着面41よりの反射光およびフィルタ18よりの反射光を分岐するカプラ37と、カプラ37で分岐された受光用光ファイバ43よりの2波長の反射光をそれぞれ電気信号に変換する2個の変位監視用フォトダイオード38a、38bを用いた場合であっても、第5の実施の形態と同様の効果が得られる。すなわち、光ファイバを用いた非接触監視であるので、迅速に異常を判断することが可能となる。
【0047】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、回転機械の回転シャフトの変位および回転シャフトの速度変動を光ファイバを用いて非接触で監視できるので、回転機械の異常を迅速に判断することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る回転機械監視装置の構成図。
【図2】本発明の第3の実施の形態に係る回転機械監視装置の構成図。
【図3】本発明の第4の実施の形態に係る回転機械監視装置の構成図。
【図4】本発明の第5の実施の形態に係る回転機械監視装置の構成図。
【図5】本発明の第7の実施の形態に係る回転機械監視装置の構成図。
【図6】本発明の第8の実施の形態に係る回転機械監視装置の構成図。
【符号の説明】
11…回転シャフト、12…ベアリング、13…変位監視部、14…回転監視部、15…変位監視用光源、16…2色LED、17…投光用光ファイバ、18…フィルタ、19…受光用光ファイバ、20…2色カラーセンサ、21…信号処理器、22…回転監視用光源、23…青色LED、24…赤色LED、25…緑色LED、26…投光用光ファイバ、27…受光用光ファイバ、28…ハーフミラー、29…フィルタ、30…回転監視用フォトダイオード、31…白色LED、32…干渉フィルタ、33…赤色LED、34…緑色LED、35…カプラ、36…フィルタ、37…カプラ、38…変位監視用フォトダイオード、39…フィルタ、40…投光用光ファイバ、41…アルミ蒸着面、42…カプラ、43…受光用光ファイバ、44…フィルタ
Claims (8)
- 2波長光を出力する2色LEDからなる変位監視用光源と、前記2色LEDよりの2波長光を回転機械のベアリングに導く投光用光ファイバと、前記投光用光ファイバに取り付けられ前記2色LEDの2波長光のうち1波長光を通過させ他の1波長光を反射するフィルタと、前記ベアリング壁面よりの反射光および前記フィルタよりの反射光を受ける受光用光ファイバと、前記受光用光ファイバよりの2波長の反射光を電気信号に変換する2色カラーセンサと、青色LED、赤色LED、緑色LEDからなる回転監視用光源と、前記回転監視用光源よりの光を前記回転機械の回転シャフトに導く投光用光ファイバと、前記回転シャフトよりの反射光を受ける受光用光ファイバと、前記受光用光ファイバからの反射光をハーフミラーを介して受光し青色反射光、赤色反射光、緑色反射光を選択するフィルタと、前記フィルタで選択された青色反射光、赤色反射光、緑色反射光をそれぞれ電気信号に変換する回転監視用フォトダイオードと、前記2色カラーセンサの電気信号および前記回転監視用フォトダイオードの電気信号に基づいて回転機械の異常判定を行う信号処理器とを備えたことを特徴とする回転機械監視装置。
- 白色LEDからなる変位監視用光源と、前記白色LEDよりの光を回転機械のベアリングに導く投光用光ファイバと、前記投光用光ファイバに取り付けられ前記白色LED光源の1波長光を通過させこの波長光以外の光を反射する干渉フィルタと、前記ベアリング壁面よりの反射光および前記干渉フィルタよりの反射光を受ける受光用光ファイバと、前記受光用光ファイバよりの2波長の反射光を電気信号に変換する2色カラーセンサと、青色LED、赤色LED、緑色LEDからなる回転監視用光源と、前記回転監視用光源よりの光を前記回転機械の回転シャフトに導く投光用光ファイバと、前記回転シャフトよりの反射光を受ける受光用光ファイバと、前記受光用光ファイバからの反射光をハーフミラーを介して受光し青色反射光、赤色反射光、緑色反射光を選択するフィルタと、前記フィルタで選択された青色反射光、赤色反射光、緑色反射光をそれぞれ電気信号に変換する回転監視用フォトダイオードと、前記2色カラーセンサの電気信号および前記回転監視用フォトダイオードの電気信号に基づいて回転機械の異常判定を行う信号処理器とを備えたことを特徴とする回転機械監視装置。
- 赤色LEDおよび緑色LEDからなる変位監視用光源と、前記赤色LEDからの赤色光と前記緑色LEDからの緑色光とを結合するカプラと、前記カプラで結合された光を前記回転機械のベアリングに導く投光用光ファイバと、前記投光用光ファイバに取り付けられ前記赤色光を通過させ緑色光を反射するフィルタと、前記ベアリング壁面よりの赤色反射光および前記フィルタよりの緑色反射光を受ける受光用光ファイバと、前記受光用光ファイバよりの赤色反射光および緑色反射光を電気信号に変換する2色カラーセンサと、青色LED、赤色LED、緑色LEDからなる回転監視用光源と、前記回転監視用光源よりの光を前記回転機械の回転シャフトに導く投光用光ファイバと、前記回転シャフトよりの反射光を受ける受光用光ファイバと、前記受光用光ファイバからの反射光をハーフミラーを介して受光し青色反射光、赤色反射光、緑色反射光を選択するフィルタと、前記フィルタで選択された青色反射光、赤色反射光、緑色反射光をそれぞれ電気信号に変換する回転監視用フォトダイオードと、前記2色カラーセンサの電気信号および前記回転監視用フォトダイオードの電気信号に基づいて回転機械の異常判定を行う信号処理器とを備えたことを特徴とする回転機械監視装置。
- 2波長光を出力する2色LEDからなる変位監視用光源と、前記2色LEDよりの2波長光を回転機械のベアリングに導く投光用光ファイバと、前記投光用光ファイバに取り付けられ前記2色LEDの2波長光のうち1波長光を通過させ他の1波長光を反射するフィルタと、前記ベアリング壁面よりの反射光および前記フィルタよりの反射光を受ける受光用光ファイバと、前記受光用光ファイバで受けた前記ベアリング壁面よりの反射光および前記フィルタよりの反射光を分岐するカプラと、前記カプラで分岐された前記受光用光ファイバよりの2波長の反射光をそれぞれ電気信号に変換する変位監視用フォトダイオードと、青色LED、赤色LED、緑色LEDからなる回転監視用光源と、前記回転監視用光源よりの光を前記回転機械の回転シャフトに導く投光用光ファイバと、前記回転シャフトよりの反射光を受ける受光用光ファイバと、前記受光用光ファイバからの反射光をハーフミラーを介して受光し青色反射光、赤色反射光、緑色反射光を選択するフィルタと、前記フィルタで選択された青色反射光、赤色反射光、緑色反射光をそれぞれ電気信号に変換する変位監視用フォトダイオードと、前記変位監視用フォトダイオードの電気信号および前記フォトダイオードの電気信号に基づいて回転機械の異常判定を行う信号処理器とを備えたことを特徴とする回転機械監視装置。
- 2波長光を出力する2色LEDからなる変位監視用光源と、前記2色LEDよりの2波長光を回転機械のベアリング内部に導く投光用光ファイバと、前記投光用光ファイバに取り付けられ前記2色LEDの2波長光のうち1波長光を通過させ他の1波長光を反射するフィルタと、前記投光用光ファイバの投光先端部に形成されたアルミ蒸着面と、前記アルミ蒸着面よりの反射光および前記フィルタよりの反射光を受光用光ファイバに分岐させるカプラと、前記受光用光ファイバよりの2波長の反射光を電気信号に変換する2色カラーセンサと、青色LED、赤色LED、緑色LEDからなる回転監視用光源と、前記回転監視用光源よりの光を前記回転機械の回転シャフトに導く投光用光ファイバと、前記回転シャフトよりの反射光を受ける受光用光ファイバと、前記受光用光ファイバからの反射光をハーフミラーを介して受光し青色反射光、赤色反射光、緑色反射光を選択するフィルタと、前記フィルタで選択された青色反射光、赤色反射光、緑色反射光をそれぞれ電気信号に変換する回転監視用フォトダイオードと、前記2色カラーセンサの電気信号および前記回転監視用フォトダイオードの電気信号に基づいて回転機械の異常判定を行う信号処理器とを備えたことを特徴とする回転機械監視装置。
- 白色LEDからなる変位監視用光源と、前記白色LEDよりの光を回転機械のベアリング内部に導く投光用光ファイバと、前記投光用光ファイバに取り付けられ前記白色LED光源の1波長光を通過させこの波長光以外の光を反射する干渉フィルタと、前記投光用光ファイバの投光先端部に形成されたアルミ蒸着面と、前記アルミ蒸着面よりの反射光および前記干渉フィルタよりの反射光を受光用光ファイバに分岐させるカプラと、前記受光用光ファイバよりの2波長の反射光を電気信号に変換する2色カラーセンサと、青色LED、赤色LED、緑色LEDからなる回転監視用光源と、前記回転監視用光源よりの光を前記回転機械の回転シャフトに導く投光用光ファイバと、前記回転シャフトよりの反射光を受ける受光用光ファイバと、前記受光用光ファイバからの反射光をハーフミラーを介して受光し青色反射光、赤色反射光、緑色反射光を選択するフィルタと、前記フィルタで選択された青色反射光、赤色反射光、緑色反射光をそれぞれ電気信号に変換する回転監視用フォトダイオードと、前記2色カラーセンサの電気信号および前記回転監視用フォトダイオードの電気信号に基づいて回転機械の異常判定を行う信号処理器とを備えたことを特徴とする回転機械監視装置。
- 赤色LEDおよび緑色LEDからなる変位監視用光源と、前記赤色LEDからの赤色光と前記緑色LEDからの緑色光とを結合するカプラと、前記カプラで結合された光を回転機械のベアリング内部に導く投光用光ファイバと、前記投光用光ファイバに取り付けられ前記赤色光を通過させ緑色光を反射するフィルタと、前記投光用光ファイバの投光先端部に形成されたアルミ蒸着面と、前記アルミ蒸着面よりの赤色反射光および前記フィルタよりの緑色反射光を受光用光ファイバに分岐させるカプラと、前記受光用光ファイバよりの赤色反射光および緑色反射光を電気信号に変換する2色カラーセンサと、青色LED、赤色LED、緑色LEDからなる回転監視用光源と、前記回転監視用光源よりの光を前記回転機械の回転シャフトに導く投光用光ファイバと、前記回転シャフトよりの反射光を受ける受光用光ファイバと、前記受光用光ファイバからの反射光をハーフミラーを介して受光し青色反射光、赤色反射光、緑色反射光を選択するフィルタと、前記フィルタで選択された青色反射光、赤色反射光、緑色反射光をそれぞれ電気信号に変換する回転監視用フォトダイオードと、前記2色カラーセンサの電気信号および前記回転監視用フォトダイオードの電気信号に基づいて回転機械の異常判定を行う信号処理器とを備えたことを特徴とする回転機械監視装置。
- 2波長光を出力する2色LEDからなる変位監視用光源と、前記2色LEDよりの2波長光を回転機械のベアリング内部に導く投光用光ファイバと、前記投光用光ファイバに取り付けられ前記2色LEDの2波長光のうち1波長光を通過させ他の1波長光を反射するフィルタと、前記投光用光ファイバの投光先端部に形成されたアルミ蒸着面と、前記アルミ蒸着面よりの反射光および前記フィルタよりの反射光を受光用光ファイバに分岐させるカプラと、前記カプラで分岐された前記受光用光ファイバよりの2波長の反射光をそれぞれ電気信号に変換する変位監視用フォトダイオードと、青色LED、赤色LED、緑色LEDからなる回転監視用光源と、前記回転監視用光源よりの光を前記回転機械の回転シャフトに導く投光用光ファイバと、前記回転シャフトよりの反射光を受ける受光用光ファイバと、前記受光用光ファイバからの反射光をハーフミラーを介して受光し青色反射光、赤色反射光、緑色反射光を選択するフィルタと、前記フィルタで選択された青色反射光、赤色反射光、緑色反射光をそれぞれ電気信号に変換する変位監視用フォトダイオードと、前記変位監視用フォトダイオードの電気信号および前記フォトダイオードの電気信号に基づいて回転機械の異常判定を行う信号処理器とを備えたことを特徴とする回転機械監視装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003201667A JP2005043150A (ja) | 2003-07-25 | 2003-07-25 | 回転機械監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003201667A JP2005043150A (ja) | 2003-07-25 | 2003-07-25 | 回転機械監視装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005043150A true JP2005043150A (ja) | 2005-02-17 |
Family
ID=34261662
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003201667A Pending JP2005043150A (ja) | 2003-07-25 | 2003-07-25 | 回転機械監視装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005043150A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017155077A1 (ja) * | 2016-03-11 | 2017-09-14 | 三菱重工業株式会社 | 光計測装置、光計測方法及び回転機械 |
-
2003
- 2003-07-25 JP JP2003201667A patent/JP2005043150A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017155077A1 (ja) * | 2016-03-11 | 2017-09-14 | 三菱重工業株式会社 | 光計測装置、光計測方法及び回転機械 |
US10495449B2 (en) | 2016-03-11 | 2019-12-03 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Optical measurement device, optical measurement method, and rotary machine |
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