JP2006126185A - 回転子の角位置および半径方向位置を決定するためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】回転するデバイス２０の角位置および半径方向位置を決定するためのシステムお
よび方法を提供する。
【解決手段】回転するデバイス２０は、スロット２４または突起部のいずれかを回転する
デバイス２０上に有する。回転するデバイス２０は、中心点２６のまわりを中心とする。
この方法は、回転するデバイスのスロット２４または突起部に直近して配置された第１の
センサ３０を使用して、第１の信号を発生するステップ、第１の信号の第１の乱れた部分
１３３を特定することによって、回転するデバイス２０の第１の角位置を決定するステッ
プ、第１の信号の第１の乱れた部分１３３を除去して、第２の乱れていない位置信号を得
るステップ、および、第２の乱れていない位置信号に基づき、回転するデバイス２０の中
心点２６の第１の半径方向座標を決定するステップを含む。
【選択図】図１
よび方法を提供する。
【解決手段】回転するデバイス２０は、スロット２４または突起部のいずれかを回転する
デバイス２０上に有する。回転するデバイス２０は、中心点２６のまわりを中心とする。
この方法は、回転するデバイスのスロット２４または突起部に直近して配置された第１の
センサ３０を使用して、第１の信号を発生するステップ、第１の信号の第１の乱れた部分
１３３を特定することによって、回転するデバイス２０の第１の角位置を決定するステッ
プ、第１の信号の第１の乱れた部分１３３を除去して、第２の乱れていない位置信号を得
るステップ、および、第２の乱れていない位置信号に基づき、回転するデバイス２０の中
心点２６の第１の半径方向座標を決定するステップを含む。
【選択図】図１
Description
本発明は、ガスタービン、蒸気タービン、水力タービン、ポンプおよびモータなどの回
転機械の角位置および半径方向位置を決定する技術に関する。
転機械の角位置および半径方向位置を決定する技術に関する。
ガスタービン、蒸気タービン、水力タービン、ポンプおよびモータなどの回転機械は、
所定の速度で回転子を回転する。回転子の角位置をモニタするために、回転子中に配置さ
れたキー溝のノッチに隣接して、第１のセンサを配置する。第１のセンサは、ノッチの位
置、したがって回転子の角位置を表す信号を発生する。回転子の半径方向位置は、回転子
の滑らかな外側表面に直近し、回転子の他の平面上に配置された第２および第３のセンサ
を使用して、モニタすることもできる。第２および第３のセンサは、回転子の半径方向位
置を表す信号を発生する。
所定の速度で回転子を回転する。回転子の角位置をモニタするために、回転子中に配置さ
れたキー溝のノッチに隣接して、第１のセンサを配置する。第１のセンサは、ノッチの位
置、したがって回転子の角位置を表す信号を発生する。回転子の半径方向位置は、回転子
の滑らかな外側表面に直近し、回転子の他の平面上に配置された第２および第３のセンサ
を使用して、モニタすることもできる。第２および第３のセンサは、回転子の半径方向位
置を表す信号を発生する。
この方法に関する重大な欠点は、回転子の角位置および半径方向位置をモニタするため
にセンサを配置することができる、アクセスできる場所が、回転機械の一部分（たとえば
、１面）しかない恐れがあることである。さらに、回転機械のアクセスできる回転子の一
部分は、キー溝のノッチまたはキーの突起部を収容する回転子の部分を含むことがある。
その結果、第２および第３のセンサは、回転子の半径方向変位を決定するために、所望の
ように回転子の滑らかな外側表面に直近して配置することができない。
米国公開２００４−００６０３７１号公報
にセンサを配置することができる、アクセスできる場所が、回転機械の一部分（たとえば
、１面）しかない恐れがあることである。さらに、回転機械のアクセスできる回転子の一
部分は、キー溝のノッチまたはキーの突起部を収容する回転子の部分を含むことがある。
その結果、第２および第３のセンサは、回転子の半径方向変位を決定するために、所望の
ように回転子の滑らかな外側表面に直近して配置することができない。
したがって、キー溝のノッチまたはキーの突起部を収容する回転子の部分に直近して、
回転子の角位置および半径方向位置をともに測定するように構成された、センサを使用す
るシステムおよび方法が必要である。
回転子の角位置および半径方向位置をともに測定するように構成された、センサを使用す
るシステムおよび方法が必要である。
例示的実施形態による、回転子の角位置および半径方向位置を決定するための方法が、
提供される。回転子は、回転子上にスロットまたは突起部のいずれかを有する。回転子は
、中心点まわりに中心がある。この方法は、回転子のスロットまたは突起部に直近して配
置された第１のセンサを使用して、第１の信号を発生するステップを含む。この方法は、
第１の信号の第１の乱れた部分を特定することによって、回転子の第１の角位置を決定す
るステップをさらに含む。この方法は、第１の信号の第１の乱れた部分を除去して、第２
の乱れていない位置信号を得るステップをさらに含む。この方法は、第２の乱れていない
位置信号に基づき、回転子の中心点の第１の半径方向座標を決定するステップをさらに含
む。
提供される。回転子は、回転子上にスロットまたは突起部のいずれかを有する。回転子は
、中心点まわりに中心がある。この方法は、回転子のスロットまたは突起部に直近して配
置された第１のセンサを使用して、第１の信号を発生するステップを含む。この方法は、
第１の信号の第１の乱れた部分を特定することによって、回転子の第１の角位置を決定す
るステップをさらに含む。この方法は、第１の信号の第１の乱れた部分を除去して、第２
の乱れていない位置信号を得るステップをさらに含む。この方法は、第２の乱れていない
位置信号に基づき、回転子の中心点の第１の半径方向座標を決定するステップをさらに含
む。
他の例示的実施形態による、回転子の角位置および半径方向位置を決定するためのシス
テムが、提供される。回転子は、回転子上にスロットまたは突起部のいずれかを有する。
回転子は、中心点まわりに中心がある。このシステムは、第１の信号を発生するように構
成され、回転子のスロットまたは突起部に直近して配置された第１のセンサを含む。この
システムは、動作可能な状態で第１のセンサに結合され、第１の信号を受け取るコンピュ
ータをさらに含む。このコンピュータは、第１の信号の第１の乱れた部分を特定すること
によって、回転子の第１の角位置を決定するように構成される。このコンピュータは、さ
らに、第１の信号の第１の乱れた部分を除去して、第２の乱れていない位置信号を得るよ
うに構成される。このコンピュータは、さらに、第２の乱れていない位置信号に基づき、
回転子の中心点の第１の半径方向座標を決定するように構成される。
テムが、提供される。回転子は、回転子上にスロットまたは突起部のいずれかを有する。
回転子は、中心点まわりに中心がある。このシステムは、第１の信号を発生するように構
成され、回転子のスロットまたは突起部に直近して配置された第１のセンサを含む。この
システムは、動作可能な状態で第１のセンサに結合され、第１の信号を受け取るコンピュ
ータをさらに含む。このコンピュータは、第１の信号の第１の乱れた部分を特定すること
によって、回転子の第１の角位置を決定するように構成される。このコンピュータは、さ
らに、第１の信号の第１の乱れた部分を除去して、第２の乱れていない位置信号を得るよ
うに構成される。このコンピュータは、さらに、第２の乱れていない位置信号に基づき、
回転子の中心点の第１の半径方向座標を決定するように構成される。
他の例示的実施形態による製造物品が、提供される。この製造物品は、回転子の角位置
および半径方向位置を決定するためのコード化されたコンピュータプログラムをその中に
有した、コンピュータ格納媒体を含む。回転子は、スロットまたは突起部を有する。回転
子は、中心点まわりに中心がある。このコンピュータ格納媒体は、回転子のスロットまた
は突起部に直近して配置された第１のセンサから第１の信号をサンプリングするための、
コードを含む。このコンピュータ格納媒体は、第１の信号の第１の乱れた部分を特定する
ことによって、回転子の第１の角位置を決定するためのコードをさらに含む。このコンピ
ュータ格納媒体は、第１の信号の第１の乱れた部分を除去して、第２の乱れていない位置
信号を得るためのコードをさらに含む。このコンピュータ格納媒体は、第２の乱れていな
い位置信号に基づき、回転子の中心点の第１の半径方向座標を決定するためのコードをさ
らに含む。
および半径方向位置を決定するためのコード化されたコンピュータプログラムをその中に
有した、コンピュータ格納媒体を含む。回転子は、スロットまたは突起部を有する。回転
子は、中心点まわりに中心がある。このコンピュータ格納媒体は、回転子のスロットまた
は突起部に直近して配置された第１のセンサから第１の信号をサンプリングするための、
コードを含む。このコンピュータ格納媒体は、第１の信号の第１の乱れた部分を特定する
ことによって、回転子の第１の角位置を決定するためのコードをさらに含む。このコンピ
ュータ格納媒体は、第１の信号の第１の乱れた部分を除去して、第２の乱れていない位置
信号を得るためのコードをさらに含む。このコンピュータ格納媒体は、第２の乱れていな
い位置信号に基づき、回転子の中心点の第１の半径方向座標を決定するためのコードをさ
らに含む。
本実施形態による他のシステムおよび／または方法は、以下の図面および詳細な説明を
吟味したとき、当業者に明らかになるまたは明らかである。そのような追加のシステムお
よび方法は、すべて本発明の範囲に含まれ、特許請求の範囲によって保護されるものと企
図される。
吟味したとき、当業者に明らかになるまたは明らかである。そのような追加のシステムお
よび方法は、すべて本発明の範囲に含まれ、特許請求の範囲によって保護されるものと企
図される。
図１を参照すると、蒸気タービン１２およびモニタリングシステム１４を有した蒸気タ
ービンシステム１０が、示してある。蒸気タービン１２は、軸２３のまわりを回転するよ
うに構成された回転子２０を含む。回転子２０は、スロット２４がその中に延びた円筒形
部分２２を含む。代替実施形態では、回転子２０は、スロット２４に換えて、部分２２か
ら半径方向で外側に向けて延びる突起部またはキー（図示せず）を有する。
ービンシステム１０が、示してある。蒸気タービン１２は、軸２３のまわりを回転するよ
うに構成された回転子２０を含む。回転子２０は、スロット２４がその中に延びた円筒形
部分２２を含む。代替実施形態では、回転子２０は、スロット２４に換えて、部分２２か
ら半径方向で外側に向けて延びる突起部またはキー（図示せず）を有する。
モニタリングシステム１４を設けて、回転子２０の回転中、回転子２０の角位置および
半径方向位置をともに決定する。回転子２０の回転中、回転子２０の角位置は、絶えず変
化する。さらに、回転子２０の回転中、回転子２０の中心点２６は、周期的に軸２３に対
して前後に移動することができる。したがって、回転子２０の半径方向位置も変化する。
モニタリングシステム１４は、渦電流センサ３０、３２と、コンピュータ３４と、表示装
置３６と、キーボード３７とを含む。
半径方向位置をともに決定する。回転子２０の回転中、回転子２０の角位置は、絶えず変
化する。さらに、回転子２０の回転中、回転子２０の中心点２６は、周期的に軸２３に対
して前後に移動することができる。したがって、回転子２０の半径方向位置も変化する。
モニタリングシステム１４は、渦電流センサ３０、３２と、コンピュータ３４と、表示装
置３６と、キーボード３７とを含む。
渦電流センサ３０、３２は、それぞれ信号Ｓ１、Ｓ４を発生し、その信号を使用して、
回転子２０の角位置および半径方向位置を決定する。渦電流センサ３０、３２は、ともに
、回転子２０および回転子２０中に延びるスロットを横断する平面３３に直近して配置さ
れる。渦電流センサ３０、３２は、回転子２０の中心点２６に対して互いに９０°の角度
で配置される。もちろん、渦電流センサ３０、３２は、互いから９０度より小さい角度で
、または互いから９０度より大きい角度で配置することができるはずである。
回転子２０の角位置および半径方向位置を決定する。渦電流センサ３０、３２は、ともに
、回転子２０および回転子２０中に延びるスロットを横断する平面３３に直近して配置さ
れる。渦電流センサ３０、３２は、回転子２０の中心点２６に対して互いに９０°の角度
で配置される。もちろん、渦電流センサ３０、３２は、互いから９０度より小さい角度で
、または互いから９０度より大きい角度で配置することができるはずである。
図７、１３および１９を参照して、ここで信号Ｓ１およびＳ４について、簡単に説明す
る。センサ３０は、センサ３０に対する回転子２０の外側表面からの距離を表す、信号Ｓ
１を発生する。信号Ｓ１は、回転子２０の回転中、回転子２０の外側表面（および中心点
２６）の半径方向位置を表す、一般に正弦波の形状を取る。スロット２４が、センサ３０
を通り過ぎるとき、乱れた部分１３３が、信号Ｓ１中に誘導される。したがって、信号Ｓ
１の乱れた部分１３３は、回転子２０の角位置を表す。同様に、センサ３２は、センサ３
２に対する回転子２０の外側表面からの距離を表す信号Ｓ４を発生する。信号Ｓ４は、回
転子２０の回転中、回転子２０の外側表面（および中心点２６）の半径方向位置を表す、
一般に正弦波の形状を取る。スロット２４が、センサ３２を通り過ぎるとき、乱れた部分
１９０が、信号Ｓ４中に誘導される。したがって、信号Ｓ４の乱れた部分１９０は、回転
子２０の角位置を表す。
る。センサ３０は、センサ３０に対する回転子２０の外側表面からの距離を表す、信号Ｓ
１を発生する。信号Ｓ１は、回転子２０の回転中、回転子２０の外側表面（および中心点
２６）の半径方向位置を表す、一般に正弦波の形状を取る。スロット２４が、センサ３０
を通り過ぎるとき、乱れた部分１３３が、信号Ｓ１中に誘導される。したがって、信号Ｓ
１の乱れた部分１３３は、回転子２０の角位置を表す。同様に、センサ３２は、センサ３
２に対する回転子２０の外側表面からの距離を表す信号Ｓ４を発生する。信号Ｓ４は、回
転子２０の回転中、回転子２０の外側表面（および中心点２６）の半径方向位置を表す、
一般に正弦波の形状を取る。スロット２４が、センサ３２を通り過ぎるとき、乱れた部分
１９０が、信号Ｓ４中に誘導される。したがって、信号Ｓ４の乱れた部分１９０は、回転
子２０の角位置を表す。
コンピュータ３４を設けて、信号Ｓ１およびＳ４に基づき、回転子２０の角位置および
半径方向位置をともに計算する。コンピュータ３４は、電気的に、センサ３０、３２と、
表示装置３６と、キーボード３７とに結合される。コンピュータ３４は、キーボード３７
を介して、ユーザからの選択情報を受け取る。
半径方向位置をともに計算する。コンピュータ３４は、電気的に、センサ３０、３２と、
表示装置３６と、キーボード３７とに結合される。コンピュータ３４は、キーボード３７
を介して、ユーザからの選択情報を受け取る。
表示装置３６を設けて、センサ３０、３２が発生した、またはコンピュータ３４が生成
した信号をいずれも表示する。
した信号をいずれも表示する。
図３〜６、および図７〜２４を参照して、ここで、回転子２０の角位置および半径方向
位置を決定するための方法を説明する。この方法は、上記で述べたモニタリングシステム
１４を使用して、実施される。
位置を決定するための方法を説明する。この方法は、上記で述べたモニタリングシステム
１４を使用して、実施される。
ステップ５０で、回転する回転子２０のスロット２４に直近して配置された、センサ３
０が、信号Ｓ１を発生する。
０が、信号Ｓ１を発生する。
ステップ５２で、コンピュータ３４によって、信号Ｓ１を低域通過フィルタでフィルタ
リングして、位置信号Ｓ２を得る。ステップ５２は、任意選択のステップであることに留
意されたい。ステップ５２が削除される代替実施形態では、残されたステップが、位置信
号Ｓ２の代わりに、位置信号Ｓ１を使用することになるはずである。
リングして、位置信号Ｓ２を得る。ステップ５２は、任意選択のステップであることに留
意されたい。ステップ５２が削除される代替実施形態では、残されたステップが、位置信
号Ｓ２の代わりに、位置信号Ｓ１を使用することになるはずである。
ステップ５４で、コンピュータ３４は、位置信号Ｓ２の第１の乱れた部分１３３を特定
することによって、回転子の第１の角位置を決定する。ステップ５４は、ここで説明する
ステップ８０〜９４を使用して実施される。
することによって、回転子の第１の角位置を決定する。ステップ５４は、ここで説明する
ステップ８０〜９４を使用して実施される。
ステップ８０で、コンピュータ３４は、ユーザが、第１の技法を使用して位置信号Ｓ２
の第１の乱れた部分１３３を決定することを選択したかどうかについて、決定する。ステ
ップ８０の値が、「ｙｅｓ」に等しい場合、この方法は、ステップ８２に進む。そうでな
い場合、この方法は、ステップ８８に進む。
の第１の乱れた部分１３３を決定することを選択したかどうかについて、決定する。ステ
ップ８０の値が、「ｙｅｓ」に等しい場合、この方法は、ステップ８２に進む。そうでな
い場合、この方法は、ステップ８８に進む。
ステップ８２で、コンピュータ３４は、位置信号Ｓ２の振幅が、所定の閾値より大きい
とき、第１の時間間隔を決定する。
とき、第１の時間間隔を決定する。
ステップ８４で、コンピュータ３４は、第１の時間間隔に基づき、位置信号Ｓ２の第１
の乱れた部分１３３を決定する。
の乱れた部分１３３を決定する。
ステップ８６で、コンピュータ３４は、位置信号Ｓ２の第１の乱れた部分１３３に基づ
き、回転子２０の第１の角位置を決定する。
き、回転子２０の第１の角位置を決定する。
ステップ８８で、コンピュータ３４は、ユーザが、第２の技法を使用して位置信号Ｓ２
の第１の乱れた部分１３３を決定することを選択したかどうかについて、決定する。ステ
ップ８８の値が、「ｙｅｓ」に等しい場合、この方法は、ステップ９０に進む。そうでな
い場合、この方法は、ステップ５６に進む。
の第１の乱れた部分１３３を決定することを選択したかどうかについて、決定する。ステ
ップ８８の値が、「ｙｅｓ」に等しい場合、この方法は、ステップ９０に進む。そうでな
い場合、この方法は、ステップ５６に進む。
ステップ９０で、コンピュータ３４は、ウェーブレット変換式を使用して、ウェーブレ
ット係数信号ＷＣＳ１を生成する。ウェーブレット係数信号ＷＣＳ１は、複数のウェーブ
レット係数値を含み、各ウェーブレット係数値は、位置信号Ｓ２の振幅と第１の所定の関
数の間の相似を表す。各ウェーブレット係数値は、ウェーブレット係数値の絶対値が、第
１の所定の閾値より大きいとき、位置信号Ｓ２の第１の乱れた部分１３３を表す。たとえ
ば、図１５を参照すると、信号のウェーブレット係数値ＷＣＳ１の絶対値が、閾値、０．
９１より大きい場合、領域１４０、１４２および１４４が、乱れた部分１３３の一部分を
カバーする。
ット係数信号ＷＣＳ１を生成する。ウェーブレット係数信号ＷＣＳ１は、複数のウェーブ
レット係数値を含み、各ウェーブレット係数値は、位置信号Ｓ２の振幅と第１の所定の関
数の間の相似を表す。各ウェーブレット係数値は、ウェーブレット係数値の絶対値が、第
１の所定の閾値より大きいとき、位置信号Ｓ２の第１の乱れた部分１３３を表す。たとえ
ば、図１５を参照すると、信号のウェーブレット係数値ＷＣＳ１の絶対値が、閾値、０．
９１より大きい場合、領域１４０、１４２および１４４が、乱れた部分１３３の一部分を
カバーする。
ステップ９２で、コンピュータ３４は、ウェーブレット係数信号ＷＣＳ１の微分を決定
することによって、微分ウェーブレット係数信号ＤＷＣＳ１を生成する。微分ウェーブレ
ット係数信号ＤＷＣＳ１は、複数の微分ウェーブレット係数値を含む。各微分ウェーブレ
ット係数値は、微分ウェーブレット係数値の絶対値が、第２の所定の閾値より大きいとき
、第１の乱れた部分１３３の一部分を表す。たとえば、図１６を参照すると、信号の微分
ウェーブレット係数値ＤＷＣＳ１の絶対値が、閾値、０．２より大きい場合、領域１５０
、１５２、１５４および１５６が、乱れた部分１３３の一部分を表す。
することによって、微分ウェーブレット係数信号ＤＷＣＳ１を生成する。微分ウェーブレ
ット係数信号ＤＷＣＳ１は、複数の微分ウェーブレット係数値を含む。各微分ウェーブレ
ット係数値は、微分ウェーブレット係数値の絶対値が、第２の所定の閾値より大きいとき
、第１の乱れた部分１３３の一部分を表す。たとえば、図１６を参照すると、信号の微分
ウェーブレット係数値ＤＷＣＳ１の絶対値が、閾値、０．２より大きい場合、領域１５０
、１５２、１５４および１５６が、乱れた部分１３３の一部分を表す。
ステップ９４で、コンピュータ３４は、位置信号Ｓ２の第１の乱れた部分１３３に基づ
き、回転子２０の第１の角位置を決定する。ステップ９４の後、この方法は、ステップ５
６に進む。
き、回転子２０の第１の角位置を決定する。ステップ９４の後、この方法は、ステップ５
６に進む。
ステップ５６で、コンピュータ３４によって、位置信号Ｓ２の第１の乱れた部分１３３
を除去して、乱れていない信号ＮＰＳ３を得る。
を除去して、乱れていない信号ＮＰＳ３を得る。
ステップ５８で、コンピュータ３４は、フーリエ変換を使用して、第１の乱れていない
部分１７０を生成する。第１の乱れていない部分１７０は、スロット２４が、回転子２０
中に使用されていない場合、信号ＮＰＳ３中に存在することになるはずの信号Ｓ１の一部
分を表す。
部分１７０を生成する。第１の乱れていない部分１７０は、スロット２４が、回転子２０
中に使用されていない場合、信号ＮＰＳ３中に存在することになるはずの信号Ｓ１の一部
分を表す。
ステップ６０で、コンピュータ３４によって、第１の乱れた部分１３３によって以前占
められていた位置信号ＮＰＳ３の領域を、第１の乱れていない部分１７０で置き換えて、
乱れていない位置信号ＮＰＳ４を得る。
められていた位置信号ＮＰＳ３の領域を、第１の乱れていない部分１７０で置き換えて、
乱れていない位置信号ＮＰＳ４を得る。
ステップ６２で、コンピュータ３４は、乱れていない位置信号ＮＰＳ４に基づき、回転
子２０の中心点２６の第１の半径方向座標を決定する。代替実施形態では、中心点２６の
第１の半径方向座標は、位置信号ＮＰＳ４の代わりに、乱れていない位置信号ＮＰＳ３に
基づき決定される。
子２０の中心点２６の第１の半径方向座標を決定する。代替実施形態では、中心点２６の
第１の半径方向座標は、位置信号ＮＰＳ４の代わりに、乱れていない位置信号ＮＰＳ３に
基づき決定される。
ステップ６４で、回転する回転子２０のスロット２４に直近して配置された渦電流セン
サ３２が、信号Ｓ４を発生する。
サ３２が、信号Ｓ４を発生する。
ステップ６６で、コンピュータ３４によって、信号Ｓ４を低域通過フィルタでフィルタ
リングして、位置信号Ｓ５を得る。ステップ６６は、任意選択のステップであることに留
意されたい。ステップ６６が削除される代替実施形態では、残されたステップが、位置信
号Ｓ５の代わりに、位置信号Ｓ４を使用することになるはずである。
リングして、位置信号Ｓ５を得る。ステップ６６は、任意選択のステップであることに留
意されたい。ステップ６６が削除される代替実施形態では、残されたステップが、位置信
号Ｓ５の代わりに、位置信号Ｓ４を使用することになるはずである。
ステップ６８で、コンピュータ３４は、位置信号Ｓ５の第２の乱れた部分１９０を特定
することによって、回転子の第２の角位置を決定する。ステップ６８は、信号ＷＣＳ２お
よびＤＷＣＳ２を使用して、上記で述べたステップ５６のために使用されるステップと実
質的に同様のステップを使用して実施する。
することによって、回転子の第２の角位置を決定する。ステップ６８は、信号ＷＣＳ２お
よびＤＷＣＳ２を使用して、上記で述べたステップ５６のために使用されるステップと実
質的に同様のステップを使用して実施する。
ステップ７０で、コンピュータ３４によって、位置信号Ｓ５の第２の乱れた部分１９０
を除去して、乱れていない位置信号ＮＰＳ６を得る。
を除去して、乱れていない位置信号ＮＰＳ６を得る。
ステップ７２で、コンピュータ３４は、フーリエ変換を使用して、第２の乱れていない
部分１９２を生成する。第２の乱れていない部分１９２は、スロット２４が、回転子２０
中に使用されていない場合、信号ＮＰＳ６中に存在することになるはずの信号Ｓ４の一部
分を表す。
部分１９２を生成する。第２の乱れていない部分１９２は、スロット２４が、回転子２０
中に使用されていない場合、信号ＮＰＳ６中に存在することになるはずの信号Ｓ４の一部
分を表す。
ステップ７４で、コンピュータ３４によって、第２の乱れた部分１９０によって以前占
められていた位置信号ＮＰＳ６の領域を、第２の乱れていない部分１９２で置き換えて、
乱れていない位置信号ＮＰＳ７を得る。
められていた位置信号ＮＰＳ６の領域を、第２の乱れていない部分１９２で置き換えて、
乱れていない位置信号ＮＰＳ７を得る。
ステップ７６で、コンピュータ３４は、乱れていない位置信号ＮＰＳ７に基づき、回転
子２０の中心点２６の第２の半径方向座標を決定する。
子２０の中心点２６の第２の半径方向座標を決定する。
ステップ７８で、コンピュータ３４は、少なくとも第１の半径方向座標および第２の半
径方向座標に基づき、回転子２０の中心点２６の半径方向位置を表す周回プロファイル信
号ＯＳの一部分を生成する。たとえば、図２５を参照すると、コンピュータ３４は、信号
ＮＰＳ４およびＮＰＳ７が、それぞれ指定する第１の半径方向座標および第２の半径方向
座標に基づき、周回プロファイル信号ＯＳのポイント２００を生成する。代替実施形態で
は、ポイント２００は、信号ＮＰＳ３およびＮＰＳ６が、それぞれ指定する第１の半径方
向座標Ｘ１および第２の半径方向座標Ｙ１に基づき、決定することができるはずであるこ
とに留意されたい。
径方向座標に基づき、回転子２０の中心点２６の半径方向位置を表す周回プロファイル信
号ＯＳの一部分を生成する。たとえば、図２５を参照すると、コンピュータ３４は、信号
ＮＰＳ４およびＮＰＳ７が、それぞれ指定する第１の半径方向座標および第２の半径方向
座標に基づき、周回プロファイル信号ＯＳのポイント２００を生成する。代替実施形態で
は、ポイント２００は、信号ＮＰＳ３およびＮＰＳ６が、それぞれ指定する第１の半径方
向座標Ｘ１および第２の半径方向座標Ｙ１に基づき、決定することができるはずであるこ
とに留意されたい。
例示的実施形態によるモニタリングシステム設備および方法は、他のシステムおよび方
法に勝る実質的な利点をもたらす。具体的には、システムおよび方法は、スロットを含む
回転子の一部分に直近した回転子の角位置および半径方向位置を、スロットに直近して配
置された２個のセンサを使用して、ともに測定する技術的効果をもたらす。
法に勝る実質的な利点をもたらす。具体的には、システムおよび方法は、スロットを含む
回転子の一部分に直近した回転子の角位置および半径方向位置を、スロットに直近して配
置された２個のセンサを使用して、ともに測定する技術的効果をもたらす。
上記に述べたように、本発明は、コンピュータ実装のプロセスおよびそれらのプロセス
を実施するための装置の形で実現することができる。本発明は、フロッピー（登録商標）
ディスク、ＣＤ ＲＯＭ、ハードディスクまたは他のどのようなコンピュータ可読格納媒
体など有形媒体中に具現された、命令を含むコンピュータのプログラムコードの形で、実
現することもできる。そのコンピュータのプログラムコードが、コンピュータ中にロード
され、コンピュータが、それを実行したとき、そのコンピュータは、本発明を実施するた
めの装置になる。本発明は、たとえば、格納媒体に記憶される、コンピュータ中にロード
される、および／またはコンピュータが実行する、あるいは電気的配線またはケーブルに
よって、ファイバーオプティックスを経由して、または電磁波を介してなど、ある伝送媒
体を介して送信される、いずれのコンピュータのプログラムコードの形でも、実現するこ
ともできる。そのコンピュータのプログラムコードが、コンピュータ中にロードされ、お
よび／またはコンピュータが、それを実行したとき、そのコンピュータは、本発明を実施
するための装置になる。汎用のマイクロプロセッサ上に実装されたとき、そのコンピュー
タのプログラムコードのセグメントは、特定のロジック回路を形成するように、マイクロ
プロセッサを構成する。
を実施するための装置の形で実現することができる。本発明は、フロッピー（登録商標）
ディスク、ＣＤ ＲＯＭ、ハードディスクまたは他のどのようなコンピュータ可読格納媒
体など有形媒体中に具現された、命令を含むコンピュータのプログラムコードの形で、実
現することもできる。そのコンピュータのプログラムコードが、コンピュータ中にロード
され、コンピュータが、それを実行したとき、そのコンピュータは、本発明を実施するた
めの装置になる。本発明は、たとえば、格納媒体に記憶される、コンピュータ中にロード
される、および／またはコンピュータが実行する、あるいは電気的配線またはケーブルに
よって、ファイバーオプティックスを経由して、または電磁波を介してなど、ある伝送媒
体を介して送信される、いずれのコンピュータのプログラムコードの形でも、実現するこ
ともできる。そのコンピュータのプログラムコードが、コンピュータ中にロードされ、お
よび／またはコンピュータが、それを実行したとき、そのコンピュータは、本発明を実施
するための装置になる。汎用のマイクロプロセッサ上に実装されたとき、そのコンピュー
タのプログラムコードのセグメントは、特定のロジック回路を形成するように、マイクロ
プロセッサを構成する。
本発明は、例示的実施形態を参照して述べてきたが、本発明の範囲を逸脱することなく
、様々な変更が実施でき、等価物が本発明の構成要素と置き換わることができることを、
当業者は理解されたい。なお、特許請求の範囲に記載された符号は、理解容易のためであ
ってなんら発明の技術的範囲を実施例に限縮するものではない。さらに、用語、第１およ
び第２などの使用は、いかなる重要性の順序も示すものでなく、むしろ、用語、第１およ
び第２などは、互いに要素を識別するために使用される。
、様々な変更が実施でき、等価物が本発明の構成要素と置き換わることができることを、
当業者は理解されたい。なお、特許請求の範囲に記載された符号は、理解容易のためであ
ってなんら発明の技術的範囲を実施例に限縮するものではない。さらに、用語、第１およ
び第２などの使用は、いかなる重要性の順序も示すものでなく、むしろ、用語、第１およ
び第２などは、互いに要素を識別するために使用される。
１０ 蒸気タービンシステム
１２ 蒸気タービン
１４ モニタリングシステム
２０ 回転子、回転するデバイス
２２ 円筒形部分
２３ 軸
２４ スロット
２６ 中心点
３０ センサ、渦電流センサ
３２ センサ、渦電流センサ
３３ 平面
３４ コンピュータ
３６ 表示装置
３７ キーボード
１３３ 第１の乱れた部分、乱れた部分
１４０、１４２、１４４ 領域
１５０、１５２、１５４、１５６ 領域
１７０ 第１の乱れていない部分
１９０ 第２の乱れた部分、乱れた部分
１９２ 第２の乱れていない部分
２００ ポイント
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４ 信号
Ｓ５ 位置信号
ＷＣＳ１、ＷＣＳ２ ウェーブレット係数信号
ＤＷＣＳ１、ＤＷＣＳ２ 微分ウェーブレット係数信号
ＮＰＳ３ 乱れていない位置信号
ＮＰＳ４ 乱れていない位置信号
ＮＰＳ６ 乱れていない位置信号
ＮＰＳ７ 乱れていない位置信号
ＯＳ 周回プロファイル信号
Ｘ１ 第１の半径方向座標
Ｙ２ 第２の半径方向座標
１２ 蒸気タービン
１４ モニタリングシステム
２０ 回転子、回転するデバイス
２２ 円筒形部分
２３ 軸
２４ スロット
２６ 中心点
３０ センサ、渦電流センサ
３２ センサ、渦電流センサ
３３ 平面
３４ コンピュータ
３６ 表示装置
３７ キーボード
１３３ 第１の乱れた部分、乱れた部分
１４０、１４２、１４４ 領域
１５０、１５２、１５４、１５６ 領域
１７０ 第１の乱れていない部分
１９０ 第２の乱れた部分、乱れた部分
１９２ 第２の乱れていない部分
２００ ポイント
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４ 信号
Ｓ５ 位置信号
ＷＣＳ１、ＷＣＳ２ ウェーブレット係数信号
ＤＷＣＳ１、ＤＷＣＳ２ 微分ウェーブレット係数信号
ＮＰＳ３ 乱れていない位置信号
ＮＰＳ４ 乱れていない位置信号
ＮＰＳ６ 乱れていない位置信号
ＮＰＳ７ 乱れていない位置信号
ＯＳ 周回プロファイル信号
Ｘ１ 第１の半径方向座標
Ｙ２ 第２の半径方向座標
Claims (10)
- 回転するデバイス２０の角位置および回転するデバイス２０の半径方向位置を決定するた
めの方法であって、
前記回転するデバイス２０が、スロット２４または突起部いずれかを前記回転するデバ
イス２０上に有し、前記回転するデバイス２０が、中心点２６を中心とし、
前記方法が、
前記回転するデバイス２０の前記スロット２４または突起部に直近して配置された第１
のセンサ３０を使用して、第１の信号を発生するステップと、
前記第１の信号の第１の乱れた部分１３３を特定することによって、前記回転するデバ
イス２０の第１の角位置を決定するステップと、
前記第１の信号の前記第１の乱れた部分１３３を除去して、第２の乱れていない位置信
号を得るステップと、
前記第２の乱れていない位置信号に基づき、前記回転するデバイス２０の前記中心点２
６の第１の半径方向座標を決定するステップとを含む、方法。 - 前記第１の信号の前記第１の乱れた部分１３３を除去する前記ステップが、
前記第１の信号に適用するフーリエ変換を使用して、第１の乱れていない部分１７０を
生成するステップと、
前記第１の信号の前記第１の乱れた部分１３３を、前記第１の乱れていない部分１７０
と置き換えて、前記第２の乱れていない位置信号を得るステップとをさらに含む、請求項
１記載の方法。 - 前記回転するデバイス２０の前記スロット２４または突起部に直近し、前記第１のセンサ
３０に対して所定の角度で配置された第２のセンサ３２を使用して、第３の信号を発生す
るステップと、
前記第３の位置信号の第２の乱れた部分１９０を特定することによって、前記回転する
デバイス２０の第２の角位置を決定するステップと、
前記第３の位置信号の前記第２の乱れた部分１９０を除去して、第４の乱れていない位
置信号を得るステップと、
前記第４の乱れていない位置信号に基づき、前記回転するデバイス２０の前記中心点２
６の第２の半径方向座標を決定するステップとをさらに含む、請求項１記載の方法。 - 前記回転するデバイス２０が、回転しているとき、複数の第１の半径方向座標を得るため
に、前記第１の半径方向座標を決定する前記ステップを反復して実施するステップと、
前記回転するデバイス２０が、回転しているとき、複数の第２の半径方向座標を得るた
めに、前記第２の半径方向座標を決定する前記ステップを反復して実施するステップと、
前記複数の第１の半径方向座標および前記複数の第２の半径方向座標に基づき、前記回
転するデバイス２０の少なくとも１回転中、前記中心点２６の前記半径方向位置を表す周
回プロファイル信号を生成するステップとをさらに含む、請求項３記載の方法。 - 回転するデバイス２０の角位置および回転するデバイス２０の半径方向位置を決定するた
めのシステムであって、
前記回転するデバイス２０が、スロット２４または突起部いずれかを前記回転するデバ
イス２０上に有し、前記回転するデバイス２０が、中心点２６を中心とし、
前記システムが、
第１の信号を発生するように構成され、前記回転するデバイス２０の前記スロット２４
または突起部に直近して配置された第１のセンサ３０と、
前記第１のセンサ３０に動作可能に結合され、前記第１の信号を受け取るコンピュータ
３４とを含み、
前記コンピュータ３４が、
前記第１の信号の第１の乱れた部分１３３を特定することによって、前記回転するデバ
イス２０の第１の角位置を決定するように構成され、
前記第１の信号の前記第１の乱れた部分１３３を除去して、第２の乱れていない位置信
号を得るようにさらに構成され、
前記第２の乱れていない位置信号に基づき、前記回転するデバイス２０の前記中心点２
６の第１の半径方向座標を決定するようにさらに構成された、システム。 - 第３の信号を発生するように構成され、前記回転するデバイス２０の前記スロット２４ま
たは突起部に直近して配置された第２のセンサ３２と、
前記第２のセンサ３２とさらに動作可能で結合されたコンピュータ３４とをさらに含み
、
前記コンピュータ３４が、
前記第３の位置信号の第２の乱れた部分１９０を特定することによって、前記回転する
デバイス２０の第２の角位置を決定するようにさらに構成され、
前記第３の位置信号の前記第２の乱れた部分１９０を除去して、第４の乱れていない位
置信号を得るようにさらに構成され、
前記第４の乱れていない位置信号に基づき、前記回転するデバイス２０の前記中心点２
６の第２の半径方向座標を決定するようにさらに構成された、請求項５記載のシステム。 - 前記コンピュータ３４が、
前記回転するデバイス２０の回転しているとき、複数の第１の半径方向座標を得るため
に、前記第１の半径方向座標を反復して決定するようにさらに構成され、
前記回転するデバイス２０の回転しているとき、複数の第２の半径方向座標を得るため
に、前記第２の半径方向座標を反復して決定するようにさらに構成され、
前記複数の第１の半径方向座標および前記複数の第２の半径方向座標に基づき、前記中
心点２６の前記半径方向位置を表す周回プロファイル信号を生成するようにさらに構成さ
れた、請求項５記載のシステム。 - 前記第１のセンサ３０が、前記回転するデバイス２０に直近して配置された渦電流センサ
を含み、
前記回転するデバイス２０の前記スロット２４または突起部が、回転して前記第１のセ
ンサ３０を通り過ぎるとき、前記スロット２４または突起部が、前記第１のセンサ３０を
誘導して、前記第１の信号の前記第１の乱れた部分１３３を出力させる、請求項５記載の
システム。 - 前記第１の信号の振幅が、所定の閾値より大きいとき、前記コンピュータ３４が、第１の
時間間隔を決定するようにさらに構成された、請求項５記載のシステム。 - 前記コンピュータ３４が、ウェーブレット変換式を使用して、第１のウェーブレット係数
信号を生成するようにさらに構成され、
前記第１のウェーブレット係数信号が、複数のウェーブレット係数値を含み、
各前記ウェーブレット係数値が、前記第１の信号の振幅と第１の所定の関数の間の相似
を表し、
前記ウェーブレット係数値が、第１の所定の閾値より大きいとき、各前記ウェーブレッ
ト係数値が、前記第１の信号の前記第１の乱れた部分１３３の一部分を表し、
前記コンピュータ３４が、前記ウェーブレット係数信号の微分を決定することによって
、微分ウェーブレット係数信号を生成するようにさらに構成され、
前記微分ウェーブレット係数信号が、複数の微分ウェーブレット係数値を含み、
前記微分ウェーブレット係数値が、第２の所定の閾値より大きいとき、各前記微分ウェ
ーブレット係数値が、前記第１の乱れた部分１３３の一部分を表し、
前記コンピュータ３４が、前記第１のウェーブレット係数信号および前記微分ウェーブ
レット係数信号に基づき、前記回転するデバイス２０の前記第１の角位置を決定するよう
にさらに構成された、請求項５記載のシステム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10/904,258 US7069173B2 (en) | 2004-11-01 | 2004-11-01 | System and method for determining an angular position of a rotor and a radial position of the rotor |
| US10/904,258 | 2004-11-01 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006126185A true JP2006126185A (ja) | 2006-05-18 |
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Family
ID=35515812
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005302674A Expired - Fee Related JP4766988B2 (ja) | 2004-11-01 | 2005-10-18 | 回転子の角位置および半径方向位置を決定するためのシステムおよび方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7069173B2 (ja) |
| JP (1) | JP4766988B2 (ja) |
| KR (1) | KR101245404B1 (ja) |
| GB (1) | GB2419674B (ja) |
| IT (1) | ITMI20052072A1 (ja) |
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| WO2009048970A1 (en) | 2007-10-09 | 2009-04-16 | Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. | Power angle monitor |
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2005
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