JP2006105727A - 機械装置の異常感知ユニット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 異常感知センサユニットは、共振周波数が40kHzの圧電セラミック振動子からなる空中超音波センサ1と、信号処理ユニットが収納された筐体4と、周辺の音を遮って指向性を高めるための筒型金属ケース5と、感知対象の機械装置の表面に接触させる際に使用する接触部6と、NR、NBR、等といった防振材からなるセンサ取付部7から構成される。異常感知センサユニットを異常を感知する対象の機械装置に接触、または対向して設置し、機械装置から発生する超音波を空中超音波センサ1で収録し、筐体4に収納された信号処理ユニットでディジタル演算によりエンベロープ処理、周波数分析および周波数変換等の信号処理を行なうことにより転がり軸受装置の異常を感知する。
【選択図】 図1
Description
(1)機械装置から発生する超音波を検出して、該機械装置の異常を感知する異常感知センサユニットであって、空中超音波センサと、集音ホーンとして機能する筒状ケースと、前記超音波センサを取り付けるセンサ取付部と、筐体と、を備え、前記機械装置に前記筒状ケースの開口部を対向させ、該機械装置から発生する超音波を収録すること。
(2)上記(1)の構成の機械装置の異常感知センサユニットであって、前記空中超音波センサは、共振周波数が20〜100kHzであること。
(3)上記(1)または(2)の構成の機械装置の異常感知センサユニットであって、前記筒状ケースと前記センサ取付部は、弾性体により音響的に絶縁されていること。
(4)上記(1)〜(3)のいずれかの構成の機械装置の異常感知センサユニットであって、前記筒状ケースは、内面が前記空中超音波センサの前方に向かって開いた円錐状であること。
(5)上記(1)〜(3)のいずれかの構成の機械装置の異常感知センサユニットであって、前記筒状ケースは、内面が前記空中超音波センサの前方に向かって開いたパラボラ状であること。
(6)上記(1)〜(5)のいずれかの構成の機械装置の異常感知センサユニットであって、前記筒状ケースの先端に弾性体を取り付けたこと。
(7)上記(1)〜(6)のいずれかの構成の機械装置の異常感知センサユニットであって、前記筐体は、前記空中超音波センサで検出した超音波信号を処理するための信号処理回路を収納し、該信号処理回路は、ディジタル演算によりエンベロープ処理、周波数分析および周波数変換を行なうこと。
(8)上記(7)の構成の機械装置の異常感知センサユニットであって、前記信号処理回路は、ヒルベルト変換器によりエンベロープ処理および周波数変換を行なうこと。
また、上記(2)の構成の機械装置の異常感知センサユニットによれば、空中超音波センサの共振周波数が機械振動や周辺における可聴音の周波数帯域から離れているので、機械的なノイズを拾いにくく、S/N比に優れ、小型かつ低コストの機械装置の異常感知センサユニットを提供できる。
更に、上記(3)の構成の機械装置の異常感知センサユニットによれば、集音ホーンの振動が空中超音波センサに直接伝搬することがなく、S/N比に優れ、小型かつ低コストの機械装置の異常感知センサユニットを提供できる。
また、上記(4)の構成の機械装置の異常感知センサユニットによれば、検知対象の転がり軸受装置から発生する超音波を効率良く空中超音波センサに収録することができ、機械的なノイズを拾いにくく、S/N比に優れ、小型かつ低コストの機械装置の異常感知センサユニットを提供できる。
また、上記(5)の構成の機械装置の異常感知センサユニットによれば、検知対象の転がり軸受装置から発生する超音波を効率良く空中超音波センサに収録することができ、機械的なノイズを拾いにくく、S/N比に優れ、小型かつ低コストの機械装置の異常感知センサユニットを提供できる。
また、上記(6)の構成の機械装置の異常感知センサユニットによれば、弾性体を介して筒状ケースの先端を検知対象の機械装置各部に接触させることができので、狭い場所で転がり軸受装置から発生する超音波を検知することが可能となり、S/N比に優れ、小型かつ低コストの機械装置の異常感知センサユニットを提供できる。
また、上記(7)の構成の機械装置の異常感知センサユニットによれば、信号処理部を超音波センサに近接した筐体に内蔵することにより、S/N比に優れ、小型かつ低コストの機械装置の異常感知センサユニットを提供できる。
また、上記(8)の構成の機械装置の異常感知センサユニットによれば、信号処理部に転がり軸受の回転速度と軸受諸元を入力することにより、軸受の異常を精度良く診断、予知できる。
図1は、本発明に係る機械装置の異常感知センサユニットの第1実施形態の概略構成を示す縦断面図である。同図において、異常感知センサユニットは、空中超音波センサ1と、信号処理ユニットを内蔵する筐体4と、筒型金属ケース(即ち、金属製の筒状ケース)5と、接触部6と、センサ取付部7と、を有する構成である。
本発明に係る機械装置の異常感知センサユニットの第2実施形態は、センサユニットを機械装置に当接させ、固体中を伝搬する超音波を収録することによって機械装置の異常を感知するものである。図3〜図5は、異常感知センサユニットの第2実施形態の概略構成例を示す縦断面図である。これらの図において、図1に示した第1実施形態と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
本発明に係る機械装置の異常感知センサユニットの第3実施形態は、センサユニットの先端を機械装置に非接触で対向させ、機械装置で発生し空気中を伝搬する超音波を収録することにより、機械装置の異常を感知するものである。図6〜図8は、異常感知センサユニットの第3実施形態の概略構成例を示す縦断面図である。これらの図において、図1に示した第1実施形態、および図4に示した第2実施形態と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
4 筐体
5 筒型金属ケース(集音ホーン)
6 接触部
7 センサ取付部
8 触針
9 薄板円盤
10 リング状接触部
11 振動膜(ダイアフラム)
12 逆椀状振動膜
13 音響レンズ
20 円錐状集音ホーン
21 先細状集音ホーン
100 機械装置
101、102 転がり軸受
110 異常感知センサユニット
Claims (8)
- 機械装置から発生する超音波を検出して、該機械装置の異常を感知する異常感知センサユニットであって、
空中超音波センサと、集音ホーンとして機能する筒状ケースと、前記超音波センサを取り付けるセンサ取付部と、筐体と、を備え、
前記機械装置に前記筒状ケースの開口部を対向させ、該機械装置から発生する超音波を収録することを特徴とする機械装置の異常感知センサユニット。 - 前記空中超音波センサは、共振周波数が20〜100kHzであることを特徴とする請求項1に記載の機械装置の異常感知センサユニット。
- 前記筒状ケースと前記センサ取付部は、弾性体により音響的に絶縁されていることを特徴とする請求項1または2に記載の機械装置の異常感知センサユニット。
- 前記筒状ケースは、内面が前記空中超音波センサの前方に向かって開いた円錐状であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の機械装置の異常感知センサユニット。
- 前記筒状ケースは、内面が前記空中超音波センサの前方に向かって開いたパラボラ状であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の機械装置の異常感知センサユニット。
- 前記筒状ケースの先端に弾性体を取り付けたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の機械装置の異常感知センサユニット。
- 前記筐体は、前記空中超音波センサで検出した超音波信号を処理するための信号処理回路を収納し、該信号処理回路は、ディジタル演算によりエンベロープ処理、周波数分析および周波数変換を行なうことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の機械装置の異常感知センサユニット。
- 前記信号処理回路は、ヒルベルト変換器によりエンベロープ処理および周波数変換を行なうことを特徴とする請求項7に記載の機械装置の異常感知センサユニット。
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JP2004291417A JP2006105727A (ja) | 2004-10-04 | 2004-10-04 | 機械装置の異常感知ユニット |
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- 2004-10-04 JP JP2004291417A patent/JP2006105727A/ja not_active Withdrawn
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