JP2010185838A - Apparatus for detecting shaft vibration of rotating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水力発電所の水車発電機等の回転軸における軸振動の検出(測定)機構に適用可能な回転機軸振動検出装置に関するものである。 The present invention relates to a rotating machine shaft vibration detecting device applicable to a shaft vibration detecting (measuring) mechanism in a rotating shaft of a hydro turbine generator of a hydroelectric power plant.
従来から、水力発電所には水車発電機が設置されている。水車発電機は回転軸を有している。水車発電機の回転軸には回転検出装置(SSG:Signal Speed Generator)が取り付けられ、発電機の回転速度が一定以上に上昇しないようにガバナー制御が実行される。SSGでは、近接スイッチ(信号発生器)から回転体(歯付き円盤)へ光が照射され、その反射信号をカウントさせることで、回転数を測定するようになされる。 Conventionally, a hydroelectric generator has been installed in a hydroelectric power plant. The turbine generator has a rotating shaft. A rotation detection device (SSG: Signal Speed Generator) is attached to the rotation shaft of the water turbine generator, and governor control is executed so that the rotation speed of the generator does not rise above a certain level. In SSG, light is irradiated from a proximity switch (signal generator) to a rotating body (toothed disk), and the number of rotations is measured by counting the reflected signals.
図7は、この種の従来例に係る回転検出装置1の構成例を示すブロック図であり、図8はその動作例を示すタイムチャートである。図7に示す回転検出装置1によれば、回転検出部7と、2個の近接スイッチ用のX1センサ10及びY1センサ30と、回転検出用歯付きの円盤部材50とを備えて構成される。X1センサ10及びY1センサ30は反射型の光学センサから構成される。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of the
円盤部材50は外周囲に12枚の歯部51を有して水車発電機の回転軸90(主軸)に取り付けられる。X1センサ10は直交座標系において、X軸上に配置され、Y1センサ30はY軸上に配置される。この例の直交座標系には、水車発電機の回転軸90を法線方向Z(n)とする平面に、当該回転軸90の軸芯を原点としたX軸及びY軸が定義される。
The
X1センサ10は、円盤部材50の外周囲の歯部51に光を照射すると共に、歯部51からの反射光を受光してオンし、X軸パルス信号SX1を発生する。Y1センサ30は、円盤部材50の外周囲の歯部51に光を照射すると共に、歯部51からの反射光を受光してオンし、Y軸パルス信号SY1を発生する。歯部51と歯部51との間に光が照射されると、図示しない受光素子がオフする。これにより、X1センサ10及びY1センサ30は、X軸パルス信号SX1や、Y軸パルス信号SY1を成すオン・オフ信号を出力する近接スイッチとして機能する。
The
X1センサ10及びY1センサ30には、回転検出部7が接続される。回転検出部7は、カウンタを有して、これらのX1センサ10及びY1センサ30から得られるX軸パルス信号SX1及びY軸パルス信号SY1を入力してそのパルス数を計測する。図8Aに示すようなX軸パルス信号SX1のパルス数と、図8Bに示すようなY軸パルス信号SY1のパルス数とが加算され、その加算値を平均(1/2)され、その平均値は回転数を成す回転検出情報として上位の制御系へ出力される。回転検出情報は電圧に変換(V)される。図中、電圧変換波形を破線で示している。上位の制御系は配電盤等に設けられる。
The
上位の制御系では、水車発電機の回転速度を検出し、調速機の周波数制御(ガバナー制御)が実行され、水車発電機が高回転にならないように保護される。水車発電機が高回転になると軸振動を発生する原因となる。軸振動の状況によっては、水車発電機等の回転機器への重大な損傷を与えるおそれがある。 In the upper control system, the rotational speed of the water turbine generator is detected, the frequency control (governor control) of the governor is executed, and the water turbine generator is protected from high rotation. When the turbine generator is rotated at a high speed, it causes shaft vibration. Depending on the state of shaft vibration, there is a risk of serious damage to rotating equipment such as a turbine generator.
この種の回転機器の軸振動に関して、特許文献1には軸振動監視システムが開示されている。この軸振動監視システムによれば、軸振動検出手段、振動波形取込手段、振動特性データベース及び振動特性比較演算手段を備える。軸振動検出手段は回転機械の軸振動を検出する。振動波形取込手段は、軸振動検出手段によって検出された振動波形を取り込む。
With respect to the axial vibration of this type of rotating device,
振動特性計算手段は、振動波形取込手段で取り込まれた振動波形を基にして振動特性データを計算する。振動特性データベースには、異常時の軸振動現象に対応する振動特性基準データが保存される。ここに軸振動現象とは、主軸とつながる全ての回転体に、振動が発生した場合に、軸振動がスラストメタルを中心に発生する状態をいう。ここで発生する振動波形は、常に正弦波の強弱によってその判定結果を表示可能なものである。 The vibration characteristic calculation means calculates vibration characteristic data based on the vibration waveform acquired by the vibration waveform acquisition means. The vibration characteristic database stores vibration characteristic reference data corresponding to the shaft vibration phenomenon at the time of abnormality. Here, the shaft vibration phenomenon means a state in which shaft vibration is generated around the thrust metal when vibration is generated in all the rotating bodies connected to the main shaft. The vibration waveform generated here can always display the determination result by the strength of the sine wave.
振動特性比較演算手段は、振動特性計算手段によって計算された振動特性基準データと振動特性データベースから読み出された振動特性データとを比較演算する。これを前提にして、振動特性計算手段が、時間・周波数解析により振動振幅の時間・周波数特性を求め、その時間・周波数解析結果の各周波数における振動発生頻度を算出して振動特性データとするようになされる。 The vibration characteristic comparison calculation means compares the vibration characteristic reference data calculated by the vibration characteristic calculation means with the vibration characteristic data read from the vibration characteristic database. Based on this assumption, the vibration characteristic calculation means obtains the time / frequency characteristics of the vibration amplitude by time / frequency analysis, and calculates the vibration occurrence frequency at each frequency of the time / frequency analysis result as vibration characteristic data. To be made.
このようにシステムを構成すると、軸受給油不足時のように偶発的な非定常異常振動現象を異常発生初期の異常振動周波数における振動振幅が小さい状態であっても、確実に検知できるというものである。 By configuring the system in this way, accidental unsteady abnormal vibration phenomena such as when bearing oil supply is insufficient can be reliably detected even when the vibration amplitude at the abnormal vibration frequency at the initial stage of abnormality occurrence is small. .
また、回転体の診断に関して、特許文献2には回転体診断装置が開示されている。この回転体診断装置によれば、振動センサ、A/D変換器、周波数変換部、回転数センサ、データベース、補正部及び判定部を備える。振動センサは、回転体の軸振動を測定して電気信号をA/D変換器に出力する。A/D変換器は、振動センサの電気信号をデジタル信号に変換する。周波数変換部は、A/D変換器から出力される軸振動のデジタル信号を周波数変換して観測周波数スペクトルを出力する。回転数センサは、回転体の軸回転数を測定して回転数を出力する。
Regarding the diagnosis of a rotating body,
一方、データベースには、軸振動の周波数情報について回転体が正常及び異常状態にあるときの標準パターンが記憶される。補正部は回転数センサにより測定された回転体の回転数に応じて、データベースから読み出した標準パターンを補正する。これを前提にして、判定部が、補正部により補正した標準パターンと、周波数変換部が出力した観測周波数スペクトルとを比較する。これにより、回転体の診断を実施するようになされる。 On the other hand, a standard pattern when the rotating body is in a normal state or an abnormal state is stored in the database with respect to frequency information of the shaft vibration. The correction unit corrects the standard pattern read from the database according to the rotational speed of the rotating body measured by the rotational speed sensor. On the premise of this, the determination unit compares the standard pattern corrected by the correction unit with the observed frequency spectrum output by the frequency conversion unit. Thereby, diagnosis of a rotating body is implemented.
このように回転体診断装置を構成すると、周波数スペクトルの軸回転数の整数倍成分のような特定の周波数領域のみならず、全ての周波数領域を考慮した回転体の診断が実施できるというものである。 When the rotating body diagnosis apparatus is configured in this way, it is possible to carry out diagnosis of a rotating body in consideration of not only a specific frequency region such as an integral multiple component of an axial rotation number of a frequency spectrum but also all frequency regions. .
更に、回転体の振動監視に関して、特許文献3には回転体の振動監視方法が開示されている。この方法によれば、回転体の振動を検出して振動信号を生成し、この振動信号をウエーブレット変換して回転体の状態を解析し、この解析結果による振動信号の周波数と振幅の大きさを時間軸に対応づけて出力するというものである。このような回転体の振動監視方法を採ると、振動周波数ごとの振動の時間変化を求めることができ、回転体の瞬時の振動を正確にとらえたり、回転体の振動の変化状態を連続的に解析できるというものである。 Furthermore, regarding vibration monitoring of a rotating body, Patent Document 3 discloses a vibration monitoring method for a rotating body. According to this method, a vibration signal is generated by detecting the vibration of the rotating body, the state of the rotating body is analyzed by wavelet transform of the vibration signal, and the frequency and amplitude of the vibration signal based on the analysis result are analyzed. Is output in association with the time axis. By adopting such a vibration monitoring method for a rotating body, it is possible to determine the time variation of vibration for each vibration frequency, accurately capturing the instantaneous vibration of the rotating body, and continuously monitoring the vibration change state of the rotating body. It can be analyzed.
また、回転体の回転速度解析に関して、特許文献4には回転体の回転パルス信号解析装置が開示されている。この回転パルス信号解析装置によれば、非接触型変位計、サンプリング手段、軸変位信号処理手段、振幅値算出手段、周波数分析処理手段、回転数算出処理手段及び位相解析処理手段を備える。非接触型変位計は、回転体の回転軸のパルス検出部に対向して設けられ、回転軸との相対変位を計測し、回転パルス信号とポンプ軸振動信号が重畳された電気信号を得てサンプリング手段に出力する。 Regarding the rotational speed analysis of a rotating body, Patent Document 4 discloses a rotating pulse signal analyzer for a rotating body. This rotational pulse signal analyzing apparatus includes a non-contact displacement meter, a sampling means, an axial displacement signal processing means, an amplitude value calculating means, a frequency analysis processing means, a rotational speed calculation processing means, and a phase analysis processing means. The non-contact displacement meter is provided to face the pulse detection unit of the rotating shaft of the rotating body, measures the relative displacement with the rotating shaft, and obtains an electric signal in which the rotating pulse signal and the pump shaft vibration signal are superimposed. Output to sampling means.
サンプリング手段は、非接触型変位計からの電気信号をサンプリングしてディジタル信号に変換する。軸変位信号処理手段は、サンプリング手段から出力されるサンプリングデータを軸変位信号に補正する。振幅値算出手段は、軸変位信号処理手段により補正された軸変位のデータから振幅値を算出する。 The sampling means samples the electrical signal from the non-contact displacement meter and converts it into a digital signal. The axial displacement signal processing means corrects the sampling data output from the sampling means to an axial displacement signal. The amplitude value calculating means calculates the amplitude value from the shaft displacement data corrected by the shaft displacement signal processing means.
周波数分析処理手段は、軸変位信号処理手段により補正された軸変位のデータから周波数を分析する。回転数算出処理手段は、サンプリング手段のサンプリングデータから回転軸の回転数を算出する。これを前提にして、位相解析処理手段が、サンプリング手段からのサンプリングデータと、軸変位信号処理手段から出力される軸変位データとを同一タイミング、かつ、同一周期でサンプリングして、各データの周波数分析を行うと共に、回転数算出処理手段のデータを入力して位相算出を実行するようにした。 The frequency analysis processing means analyzes the frequency from the shaft displacement data corrected by the shaft displacement signal processing means. The rotational speed calculation processing means calculates the rotational speed of the rotary shaft from the sampling data of the sampling means. Based on this assumption, the phase analysis processing means samples the sampling data from the sampling means and the axial displacement data output from the axial displacement signal processing means at the same timing and in the same cycle, and the frequency of each data In addition to performing the analysis, the phase calculation is executed by inputting the data of the rotational speed calculation processing means.
このように回転パルス信号解析装置を構成すると、回転体の軸変位、軸位相及び回転数を一つの検出器により得ることが可能となり、構成が簡易化されるというものである。 When the rotational pulse signal analyzing apparatus is configured in this way, the axial displacement, the axial phase, and the rotational speed of the rotating body can be obtained by one detector, and the configuration is simplified.
ところで、従来例に係る回転体の振動検出機能によれば、次のような問題がある。
i.図7に示した回転検出装置1によれば、X軸及びY軸の2箇所に設置されたX1センサ10及びY1センサ30で反射時間を測定している。回転検出装置1は、X軸パルス信号SX1、Y軸パルス信号SY1のパルス数を計数するカウント法が採られる。このカウント法でも、X1センサ10及びY1センサ30によって回転体の軸振動値を測定することができるが、均一かつ安定した軸振動値が得られないため、軸振動値と振動基準値とを比較判定する場合に誤差が生じるという問題がある。
Incidentally, the vibration detection function of the rotating body according to the conventional example has the following problems.
i. According to the
ii.因みに既存の水車発電機等の回転速度検出設備を利用して、回転軸振動機構を組み込もうとした場合、特許文献1乃至4に記載される、回転体の軸振動監視システム、回転体診断装置、振動監視方法、回転パルス信号解析装置をそのまま組み合わせのでは、検出構造が複雑化したり、回転速度検出設備が大規模化するおそれがある。
ii. Incidentally, when an attempt is made to incorporate a rotating shaft vibration mechanism by utilizing a rotational speed detection facility such as an existing water turbine generator, the shaft vibration monitoring system and rotating body diagnosis of the rotating body described in
iii.回転検出用歯付きの円盤部材50を用いずに、水車発電機の主軸などに光を照射して、その反射光から回転体の軸振動を測定する方法も考えられる。水車発電機の主軸の軸面は、粗い仕上げなので、軸振動値を測定することができるが、光検出信号の品質が劣化するため、真の軸振動値を判定することができないという問題がある。
iii. A method of measuring the shaft vibration of the rotating body from the reflected light by irradiating light to the main shaft of the water turbine generator or the like without using the
iv.なお、円盤部材50が回転体の軸受け部(スラストメタル)から離れた位置に取り付けられると、精度良い軸振動値が得られなくなり、検出された軸振動値に誤差が生じる。また、X1センサ10及びY1センサ30が設置される箇所に、固有の振動が発生した場合は、その測定値に誤差が生じるという問題がある。
iv. When the
そこで、この発明はこのような従来の課題を解決したものであって、回転機器における軸振動検出原理を工夫して、検出構造を複雑化することなく、回転機器の振動を再現性良く検出できるようにした回転機軸振動検出装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention solves such a conventional problem, and devise the principle of shaft vibration detection in a rotating device, and can detect the vibration of the rotating device with high reproducibility without complicating the detection structure. It is an object of the present invention to provide a rotating machine shaft vibration detection device.
上述した課題を解決する本発明の回転機軸振動検出装置は、外周囲に複数の歯部を有して該当回転機器の回転軸に取り付けられ、当該回転軸と共に回転する円盤部材と、前記円盤部材の外周囲に近接して配置され、当該円盤部材の外周囲に光を照射すると共に、前記歯部からの反射光を受光する複数組みの反射型の光学センサと、各々の前記光学センサから得られる光検出信号を信号処理する信号処理部とを備え、各組みの前記光学センサは、
前記円盤部材を間に挟んで相互に対向する位置に配設されることを特徴とするものである。
A rotating machine shaft vibration detection device of the present invention that solves the above-described problems includes a disk member that has a plurality of teeth on an outer periphery and is attached to a rotating shaft of a corresponding rotating device, and rotates together with the rotating shaft, and the disk member A plurality of sets of reflective optical sensors for irradiating light to the outer periphery of the disk member and receiving reflected light from the tooth portion, and obtained from each of the optical sensors. A signal processing unit that performs signal processing on the detected light detection signal, and each set of the optical sensors includes:
The disk members are disposed at positions facing each other with the disk member interposed therebetween.
本発明に係る回転機軸振動検出装置によれば、円盤部材は、外周囲に複数の歯部を有して該当回転機器の回転軸に取り付けられ、当該回転軸と共に回転する。複数組みの反射型の光学センサは、円盤部材の外周囲に近接して配置され、かつ、円盤部材を間に挟んで相互に対向する位置に配設される。各組みの光学センサは、当該円盤部材の外周囲に光を照射すると共に、歯部からの反射光を受光する。信号処理部は、各々の光学センサから得られる光検出信号を信号処理するようになる。 According to the rotating machine shaft vibration detection device according to the present invention, the disk member has a plurality of teeth on the outer periphery, is attached to the rotating shaft of the corresponding rotating device, and rotates together with the rotating shaft. The plurality of sets of reflective optical sensors are disposed in the vicinity of the outer periphery of the disk member, and are disposed at positions facing each other with the disk member interposed therebetween. Each set of optical sensors irradiates light to the outer periphery of the disk member and receives reflected light from the tooth portion. The signal processing unit processes a light detection signal obtained from each optical sensor.
従って、光学センサから得られる光検出信号を信号処理すると、回転機器の回転軸に関する振動検出情報を出力できるようになる。例えば、信号処理部には振動検出部が設けられる。振動検出部は、回転機器の回転軸に定義される直交座標系のX軸上に配置された第1組み目の1対の光学センサから得られる2つの光検出信号を演算してX方向の振動検出情報を出力する。また、振動検出部は、直交座標系のY軸上に配置された第2組み目の1対の光学センサから得られる2つの光検出信号を演算してY方向の振動検出情報を出力するようになる。 Therefore, when the light detection signal obtained from the optical sensor is signal-processed, vibration detection information relating to the rotation axis of the rotating device can be output. For example, the signal processing unit is provided with a vibration detection unit. The vibration detection unit calculates two light detection signals obtained from the first pair of optical sensors arranged on the X axis of the Cartesian coordinate system defined by the rotation axis of the rotating device, and calculates the X direction Outputs vibration detection information. The vibration detection unit calculates two light detection signals obtained from the second pair of optical sensors arranged on the Y axis of the orthogonal coordinate system, and outputs vibration detection information in the Y direction. become.
本発明に係る回転機軸振動検出装置によれば、複数の歯部を有して該当回転機器の回転軸に取り付けられた円盤部材の外周囲に近接して配置された複数組みの反射型の光学センサを備え、当該光学センサは、円盤部材を間に挟んで相互に対向する位置に配設され、円盤部材の外周囲に光を照射すると共に、歯部からの反射光を受光するものである。 According to the rotating machine shaft vibration detecting device according to the present invention, a plurality of sets of reflection-type optical elements arranged in the vicinity of the outer periphery of a disk member having a plurality of teeth and attached to the rotating shaft of the corresponding rotating device. The optical sensor is provided at a position facing each other with the disc member interposed therebetween, and irradiates light to the outer periphery of the disc member and receives reflected light from the tooth portion. .
この構成によって、光学センサから得られる光検出信号を信号処理すると、回転機器の軸振動に起因する振動検出情報を出力できるようになる。従って、当該回転機軸振動検出装置から得られる振動検出情報に基づいて発電機や電動機等の回転機器の回転軸を診断したり、回転軸の振動状態を監視できるようになる。 With this configuration, when the light detection signal obtained from the optical sensor is signal-processed, vibration detection information resulting from the shaft vibration of the rotating device can be output. Therefore, it becomes possible to diagnose the rotating shaft of a rotating device such as a generator or an electric motor based on the vibration detection information obtained from the rotating machine shaft vibration detecting device and to monitor the vibration state of the rotating shaft.
しかも、これらの回転機器の回転速度をリアルタイムに発生する振動検出情報に基づいて調速機等をフィードバック制御できるようになる。当該回転機軸振動検出装置から得られる振動検出情報を蓄積しておくと、後日、振動検出情報は、軸振動動向の解析等に利用できるばかりか、回転機器の分解・改修計画時の検討資料に利用できるようになる。 In addition, the speed governor and the like can be feedback controlled based on vibration detection information that generates the rotational speed of these rotating devices in real time. If the vibration detection information obtained from the rotating machine shaft vibration detection device is accumulated, the vibration detection information can be used for analysis of shaft vibration trends, etc. at a later date. It becomes available.
続いて、この発明に係る回転機軸振動検出装置について、図1〜図6を参照しながら説明をする。この実施例では、複数の歯部を有して該当回転機器の回転軸に取り付けられる円盤部材の外周囲に近接した位置であって、円盤部材を間に挟んで相互に対向する位置に、複数組みの反射型の光学センサを配設し、円盤部材の外周囲に光を照射すると共に、歯部からの反射光を受光して得られる光検出信号から、回転機器の軸振動に起因する振動検出情報を出力できるようにした。 Subsequently, a rotating machine shaft vibration detection device according to the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, there are a plurality of teeth at positions close to the outer periphery of the disk member that is attached to the rotating shaft of the corresponding rotating device and that are opposed to each other with the disk member in between. A set of reflective optical sensors is arranged to irradiate the outer periphery of the disk member and receive light reflected from the teeth, and from the light detection signal, vibration caused by axial vibration of the rotating device Added detection information output.
図1に示す回転機軸振動検出装置100は、水力発電所の水車発電機やその揚水電動機等の回転軸における軸振動の検出(測定)機構に適用して好適なものである。回転機軸振動検出装置100は、複数組み、この例では2組の光学センサ(以下X1センサ10、X2センサ20、Y1センサ30、Y2センサ40という)、円盤部材50及び信号処理部67を備えて構成される。
A rotating machine shaft
円盤部材50は、外周囲に複数、この例では12枚の歯部51を有している。円盤部材50は、水車発電機等の該当回転機器の回転軸90に取り付けられ、当該回転軸90と共に回転する。円盤部材50には、従来方式の回転検出装置に実装される真円精度が高い歯付き円盤を使用できる。円盤部材50は、回転機器の軸支え箇所となる軸受け部(スラストメタル)80に接近した回転軸90に取り付けられる。このように回転機器の軸支え箇所となる軸受け部80に接近した位置における軸振動を検出(測定)することができ、振動検出部60から出力される回転機器の軸振動情報の信頼性を向上できるようになる。
The
この例で、円盤部材50の外周囲にX1センサ10及びX2センサ20と、Y1センサ30及びY2センサ40の2組が設けられる場合であって、回転機器の回転軸90を法線方向Z(n)とする平面に、当該回転軸90の軸芯を原点としたX軸及びY軸を有する直交座標系を定義したとき、1組み目のX1センサ10,X2センサ20は、直交座標系のX軸上に配置され、2組み目のY1センサ30,Y2センサ40は、直交座標系のY軸上に配置される。
In this example, two sets of the
X1センサ10,X2センサ20は、円盤部材50を間に挟んで相互に対向する位置(角度180°)に配設される。X1センサ10は、直交座標系のX軸(正側)上であって、円盤部材50の外周囲に近接して配置され、図示しない環状のベース部材等に固定される。X1センサ10は発光素子11及び受光素子12を有している。発光素子11は、円盤部材50の外周囲の歯部51に光を照射すると共に、受光素子12が歯部51からの反射光を受光してオンし、光検出信号の一例となるX軸パルス信号SX1を発生する。
The
X2センサ20は、直交座標系のX軸(負側)上であって、円盤部材50の外周囲に近接して配置され、図示しない同ベース部材に固定される。X2センサ20は、発光素子21及び受光素子22を有している。発光素子21は円盤部材50の外周囲の歯部51に光を照射すると共に、受光素子22が歯部51からの反射光を受光してオンし、光検出信号の一例となるX軸パルス信号SX2を発生する。
The
Y1センサ30,Y2センサ40は、円盤部材50を間に挟んで相互に対向する位置(角度180°)に配設される。Y1センサ30は、直交座標系のY軸(正側)上であって、円盤部材50の外周囲に近接して配置され、図示しない同ベース部材に固定される。Y1センサ30は発光素子31及び受光素子32を有している。発光素子31は、円盤部材50の外周囲の歯部51に光を照射すると共に、受光素子32が歯部51からの反射光を受光してオンし、光検出信号の一例となるY軸パルス信号SY1を発生する。
The
Y2センサ40は、直交座標系のY軸(負側)上であって、円盤部材50の外周囲に近接して配置され、図示しないベース部材に固定される。Y2センサ40は発光素子41及び受光素子42を有している。発光素子41は、円盤部材50の外周囲の歯部51に光を照射すると共に、受光素子42が歯部51からの反射光を受光してオンし、光検出信号の一例となるY軸パルス信号SY2を発生する。
The
これらのX1センサ10,X2センサ20,Y1センサ30,Y2センサ40には、円盤部材50の外周囲の歯部51が各々の受光素子12,22,32,42に近づき、離間長さ(距離)が短くなると、受光量が増加し出力電圧が上昇する。反対に、その歯部51が各々の受光素子12,22,32,42から遠ざかり、離間長さ(距離)が長くなると、受光量が減少し出力電圧が下がるタイプの反射型の光学センサが使用される。
In these
2組のX1センサ10,X2センサ20及びY1センサ30,Y2センサ40には、図2に示すような信号処理部67が接続され、これらのX1センサ10,X2センサ20及びY1センサ30,Y2センサ40から得られるX軸パルス信号SX1,SX2、Y軸パルス信号SY1,SY2を入力して信号処理を実行する。このようにセンサ出力系を構成すると、信号処理部67は、直交座標系のX軸上に配置された1組み目のX1センサ10及びX2センサ20から、位相が180°だけ異なるX軸パルス信号SX1,SX2を得ることができる。
A
同様にして、直交座標系のY軸上に配置された2組み目のY1センサ30及びY2センサ40からも、位相が180°だけ異なるY軸パルス信号SY1,SY2を得ることができる。これにより、信号処理部67で、少なくとも、回転軸90のX軸及びY軸方向への振動状態を検出できるようになる。
Similarly, Y-axis pulse signals SY1 and SY2 whose phases are different from each other by 180 ° can also be obtained from the second set of
また、X1センサ10や、X2センサ20、Y1センサ30、Y2センサ40等は、ベース部材が設けられた従来方式の回転検出装置の筐体内に収納できる大きさを有しているので、既存のベース部材に各センサを取り付けることができ、新たな取り付けスペースを必要としない。
Further, the
続いて、図2及び図3を参照して、回転機軸振動検出装置100の構成例、その振動検出部60及び回転検出部70の内部構成例について説明する。図2に示す信号処理部67は、振動検出部60及び回転検出部70を有して構成される。2組のX1センサ10、X2センサ20、Y1センサ30及びY2センサ40は振動検出部60及び回転検出部70に接続される。
Next, a configuration example of the rotating machine shaft
振動検出部60は、回転機器の回転軸90に定義される直交座標系のX軸上に配置された1対のX1センサ10,X2センサ20から得られる2つのX軸パルス信号SX1,SX2を演算してX方向の振動検出情報を出力する。また、振動検出部60は、直交座標系のY軸上に配置された1対のY1センサ30,Y2センサ40から得られる2つのY軸パルス信号SY1,SY2を演算してY方向の振動検出情報を出力する。
The
振動検出部60は、例えば、図3に示すようにX波形合成&平均値出力部61、Y波形合成&平均値出力部62及び信号合成演算部63を有して構成される。X1センサ10,X2センサ20にはX波形合成&平均値出力部61が接続される。X波形合成&平均値出力部61は、X1センサ10から得られるX軸パルス信号SX1と、X2センサ20から得られるX軸パルス信号SX2とを加算し、当該X軸パルス信号SX1,SX2の加算値V(X1+X2)を平均(1/2)したX方向の振動検出情報V(X)を出力する。
The
振動検出情報V(X)を電圧値に変換するとX方向の軸振動値V(x)が得られる。軸振動値V(x)はアナログ量である。例えば、変換定数をc1とすると、軸振動値V(x)は、V(x)=c1・V(X)から得られる。具体的には、振動検出情報V(X)に基づくパルス電圧で抵抗R及び静電容量Cから成るRC回路を充電した際に、その抵抗Rの両端に現れる電圧変化等である。 When the vibration detection information V (X) is converted into a voltage value, an axial vibration value V (x) in the X direction is obtained. The shaft vibration value V (x) is an analog quantity. For example, when the conversion constant is c1, the shaft vibration value V (x) is obtained from V (x) = c1 · V (X). Specifically, a voltage change that appears at both ends of the resistor R when the RC circuit including the resistor R and the capacitance C is charged with a pulse voltage based on the vibration detection information V (X).
Y1センサ30,Y2センサ40にはY波形合成&平均値出力部62が接続される。Y波形合成&平均値出力部62は、Y1センサ30から得られるY軸パルス信号SY1と、
Y2センサ40から得られるY軸パルス信号SY2とを加算し、当該Y軸パルス信号SY1,SY2の加算値V(Y1+Y2)を平均(1/2)したY方向の振動検出情報V(Y)を出力する。
A Y waveform synthesis & average
Y-direction vibration detection information V (Y) obtained by adding the Y-axis pulse signal SY2 obtained from the
振動検出情報V(Y)を電圧値に変換するとY方向の軸振動値V(y)が得られる。軸振動値V(y)はアナログ量である。例えば、変換定数をc2とすると、軸振動値V(y)は、V(y)=c2・V(Y)から得られる。具体的には、振動検出情報V(Y)に基づくパルス電圧で抵抗R及び静電容量Cから成るRC回路を充電した際に、その抵抗Rの両端に現れる電圧変化等である。 When the vibration detection information V (Y) is converted into a voltage value, an axial vibration value V (y) in the Y direction is obtained. The shaft vibration value V (y) is an analog quantity. For example, when the conversion constant is c2, the shaft vibration value V (y) is obtained from V (y) = c2 · V (Y). Specifically, a voltage change that appears at both ends of the resistor R when the RC circuit including the resistor R and the capacitance C is charged with a pulse voltage based on the vibration detection information V (Y).
X波形合成&平均値出力部61及びY波形合成&平均値出力部62には、信号合成演算部63が接続される。信号合成演算部63は、振動検出情報V(X)と振動検出情報V(Y)とに基づく軸振動値V(x)及びV(y)を信号合成演算した軸振動電圧V(x,y)を出力する。
A signal
このように振動検出部60を構成すると、X方向の振動検出情報V(X)から、水車発電機や揚水電動機等の回転機器のX方向における軸振動値V(x)を検出することができ、Y方向の振動検出情報V(Y)から、同回転機器のY方向における軸振動値V(y)を検出することができる。これらを信号合成した軸振動電圧V(x,y)と、図示しない閾値とを比較することで、回転機器の軸振動の許容又は異常を判定できるようになる。
If the
上述の2組のX1センサ10,X2センサ20及びY1センサ30,Y2センサ40には振動検出部60の他に回転検出部70が接続され、回転機器の回転軸90に取り付けられた円盤部材50の歯部51からの反射光の受光回数を計数して当該回転機器の回転検出情報を出力するように動作する。回転検出部70は4個のカウンタ回路(以下X1カウンタ71、X2カウンタ72、Y1カウンタ73、Y2カウンタ74という)及び加算&平均値演算部75を有して構成される。
In addition to the
上述のX1センサ10にはX1カウンタ71が接続される。X1カウンタ71は、X1センサ10から出力されるX軸パルス信号SX1のパルス数を計数して回転検出情報RX1となるカウンタ値を出力する。X2センサ20にはX2カウンタ72が接続される。X2カウンタ72は、X2センサ20から出力されるX軸パルス信号SX2のパルス数を計数して回転検出情報RX2となるカウンタ値を出力する。
An
Y1センサ30にはY1カウンタ73が接続される。Y1カウンタ73は、Y1センサ30から出力される光検出信号YX1のパルス数を計数して回転検出情報RY1となるカウンタ値を出力する。Y2センサ40にはY2カウンタ74が接続される。Y2カウンタ74は、Y2センサ40から出力される光検出信号YX2のパルス数を計数して回転検出情報RY2となるカウンタ値を出力する。
A
X1カウンタ71、X2カウンタ72、Y1カウンタ73及び、Y2カウンタ74には加算&平均値演算部75が接続される。加算&平均値演算部75は、各々のカウンタ値を成す回転検出情報RX1,RX2,RY1及びRY2を入力し、X1カウンタ71、X2カウンタ72、Y1カウンタ73及びY2カウンタ74から出力される4つのカウンタ値を加算し、その平均値(1/4:以下回転速度情報Vvという)を演算するようになされる。
An addition &
このように信号処理部67を構成すると、振動検出部60から回転機器の軸振動電圧V(x,y)を出力できると共に、従来方式と同様にして回転検出部70から当該回転機器の回転速度情報Vvを出力できるので、多機能型の回転機軸振動検出装置100を提供できるようになる。
If the
続いて、図5及び図6を参照して、回転機軸振動検出装置100の動作例について説明する。この例では、回転機軸振動検出装置100の動作例について、振動無し時と振動有り時の2つに分けて説明する。例えば、図1に示したような1対のX1センサ10及びX2センサ20と、Y1センサ30及びY2センサ40との2組を採用して、X軸及びY軸の2箇所で反射光量(反射時間でもよい)の測定を行う。
Subsequently, an operation example of the rotary machine shaft
これらのX1センサ10、X2センサ20、Y1センサ30及びY2センサ4から得られるX軸パルス信号SX1とX軸パルス信号SX2との比較、及び、Y軸パルス信号SY1とY軸パルス信号SY2との比較による軸振れ測定原理を導入する。X軸及びY軸での測定結果を平均することで、今までは回転検出機能のみを有していた回転検出装置を改良して、軸振動が測定可能な回転機軸振動検出装置100を提供できるようにした。図中、X軸パルス信号SX1,SX2や、Y軸パルス信号SY1,SY2等を実線で示し、軸振動値V(x),V(y),V(x,y)等の電圧変換値を破線で示している。
Comparison of the X-axis pulse signal SX1 and the X-axis pulse signal SX2 obtained from the
[振動無し時]
図5A〜図5Fに示す信号処理部67における振動無し時の動作例によれば、図5Aに示すX軸パルス信号SX1がX1センサ10からX波形合成&平均値出力部61へ、また、図5Bに示すX軸パルス信号SX2がX2センサ20からX波形合成&平均値出力部61へ出力される。
[Without vibration]
5A to 5F, the X-axis pulse signal SX1 shown in FIG. 5A is transferred from the
振動無し時には、X1センサ10と円盤部材50の外周囲の歯部51との離間長さ(距離)が一定を保った状態であり、X2センサ20と円盤部材50の外周囲の歯部51との離間長さ(距離)も一定を保った状態である。このような状態であると、各々の受光素子12,22が受光する反射光の受光量も一定となり、X1センサ10及びX2センサ20の出力電圧も一定となる。
When there is no vibration, the distance (distance) between the
この結果、X軸パルス信号SX1,SX2の振幅が同等で、位相差が180°であるから、図5Cに示す振動検出情報V(X)がV(X)=0となり、X波形合成&平均値出力部61から信号合成演算部63には振動検出情報V(X)=0(ロー・レベル)が出力される。V(X)=0はX波形合成&平均値出力部61から信号合成演算部63へ何も出力されない状態に等しい。これにより、回転軸90のX方向での振動無しを識別できるようになる。
As a result, since the amplitudes of the X-axis pulse signals SX1 and SX2 are equal and the phase difference is 180 °, the vibration detection information V (X) shown in FIG. 5C becomes V (X) = 0, and the X waveform synthesis & average The vibration detection information V (X) = 0 (low level) is output from the
同様にして、図5Dに示すY軸パルス信号SY1がY1センサ30からY波形合成&平均値出力部62へ、また、図5Eに示すY軸パルス信号SY2がY2センサ40からY波形合成&平均値出力部62へ出力される。
Similarly, the Y-axis pulse signal SY1 shown in FIG. 5D is sent from the
振動無し時には、Y1センサ30と円盤部材50の外周囲の歯部51との離間長さ(距離)が一定を保った状態であり、Y2センサ40と円盤部材50の外周囲の歯部51との離間長さ(距離)も一定を保った状態である。このような状態であると、各々の受光素子32,42が受光する反射光の受光量も一定となり、Y1センサ30及びY2センサ40の出力電圧も一定となる。
When there is no vibration, the separation length (distance) between the
この結果、図5Fに示すように振動検出情報V(Y)がV(Y)=0となり、Y波形合成&平均値出力部62から信号合成演算部63には振動検出情報V(Y)=0(ロー・レベル)が出力される。V(Y)=0はY波形合成&平均値出力部62から信号合成演算部63へ何も出力されない状態に等しい。これにより、回転軸90のY方向での振動無しを識別できるようになる。
As a result, as shown in FIG. 5F, the vibration detection information V (Y) becomes V (Y) = 0, and the vibration detection information V (Y) = from the Y waveform synthesis & average
[振動有り時]
一方、図6A〜図6Fに示す信号処理部67における振動有り時の動作例によれば、図6Aに示すX軸パルス信号SX1がX1センサ10からX波形合成&平均値出力部61へ、また、図6Bに示すX軸パルス信号SX2がX2センサ20からX波形合成&平均値出力部61へ出力される。
[With vibration]
On the other hand, according to the operation example when there is vibration in the
この例の振動有り時の動作例によれば、回転軸90が振動して円盤部材50の外周囲の歯部51がX1センサ10の受光素子12に近づいた場合である。この場合、歯部51と、X1センサ10との離間長さ(距離)が短くなり、受光素子12への受光量が増加し、X1センサ10の出力電圧が上昇する(図6A参照)。
According to the operation example when there is vibration in this example, the rotating
反対側は、円盤部材50の外周囲の歯部51がX2センサ20の受光素子22から遠ざかった場合である。この場合、歯部51と、X2センサ20との離間長さ(距離)が長くなり、受光素子22への受光量が減少し、X2センサ20の出力電圧が降下する(図6B参照)。この結果、図6Cに示すように振動検出情報V(X)がV(X)≠0となり、X波形合成&平均値出力部61から信号合成演算部63にはX方向の振動検出情報V(X)が出力される。振動検出情報V(X)を電圧変換したものがX方向の軸振動値V(x)である。同様にして、図6Dに示すY軸パルス信号SY1がY1センサ30からY波形合成&平均値出力部62へ、また、図6Eに示すY軸パルス信号SY2がY2センサ40からY波形合成&平均値出力部62へ出力される。
The opposite side is when the outer
この例の振動有り時の動作例によれば、回転軸90が振動して円盤部材50の外周囲の歯部51がY1センサ30の受光素子32に近づいた場合である。この場合、歯部51と、Y1センサ30との離間長さ(距離)が短くなり、受光素子32への受光量が増加し、Y1センサ30の出力電圧が上昇する(図6D参照)。
According to the operation example when there is vibration in this example, the
反対側は、円盤部材50の外周囲の歯部51がY2センサ40の受光素子42から遠ざかった場合である。この場合、歯部51と、Y2センサ40との離間長さ(距離)が長くなり、受光素子42への受光量が減少し、Y2センサ40の出力電圧が降下する(図6E参照)。この結果、図6Fに示すように振動検出情報V(Y)がV(Y)≠0となり、Y波形合成&平均値出力部62から信号合成演算部63にはY方向の振動検出情報V(Y)が出力される。振動検出情報V(Y)を電圧変換したものがY方向の軸振動値V(y)である。
The opposite side is when the outer
このように、X軸上で対向するX1センサ10及びX2センサ20から得られるX軸パルス信号SX1及びX軸パルス信号SX2の加算値の平均値(1/2)がX方向での軸振動値V(x)となる。Y軸上で対向するY1センサ30及びY2センサ40から得られるY軸パルス信号SY1及びY軸パルス信号SY2の加算値の平均値(1/2)がY方向での軸振動値V(x)となる。その2軸の軸振動値V(x),V(y)を演算(ベクトル合成や、平均化処理等)することで、正確な軸振動電圧V(x,y)を計測できるようになる(軸振れ測定原理)。
As described above, the average value (1/2) of the added values of the X-axis pulse signal SX1 and the X-axis pulse signal SX2 obtained from the
この例では、図示せずも、振動検出情報V(X)と振動検出情報V(Y)とに基づく軸振動値V(x)及びV(y)は、信号合成演算部63で信号合成され、軸振動電圧V(x,y)が演算されて出力される。軸振動電圧V(x,y)は、軸振動値V(x)及びV(y)が、例えば、ベクトル合成されて求められる。軸振動電圧V(x,y)は、上位の制御系に出力される。上位の制御系では、軸振動電圧V(x,y)と、図示しない閾値電圧とを比較することで、回転機器の軸振動の許容又は異常を判定するようになされる。
In this example, although not shown, the shaft vibration values V (x) and V (y) based on the vibration detection information V (X) and the vibration detection information V (Y) are signal-synthesized by the signal
また、図示せずも、回転検出部70では、X1カウンタ71がX1センサ10から出力されるX軸パルス信号SX1のパルス数を計数して回転検出情報RX1を加算&平均値演算部75に出力する。X2カウンタ72では、X2センサ20から出力されるX軸パルス信号SX2のパルス数を計数して回転検出情報RX2を加算&平均値演算部75に出力する。
Although not shown, in the
Y1カウンタ73では、Y1センサ30から出力される光検出信号YX1のパルス数を計数して回転検出情報RY1を加算&平均値演算部75に出力する。Y2カウンタ74では、Y2センサ40から出力される光検出信号YX2のパルス数を計数して回転検出情報RY2を加算&平均値演算部75に出力する。加算&平均値演算部75では、4つのカウンタ値を成す回転検出情報RX1,RX2,RY1及びRY2を入力し、これらの4つのカウンタ値を加算し、その平均値を演算して回転速度情報を出力する。
The Y1 counter 73 counts the number of pulses of the light detection signal YX1 output from the
このように、実施例としての回転機軸振動検出装置100によれば、円盤部材50は、外周囲に複数の歯部51を有して該当回転機器の回転軸90に取り付けられ、当該回転軸90と共に回転する。2組みの反射型のX1センサ10、X2センサ20、Y1センサ30及びY2センサ40は、円盤部材50の外周囲に近接して配置され、かつ、円盤部材50を間に挟んで相互に対向する位置に配設される。従って、X1センサ10、X2センサ20、Y1センサ30、Y2センサ40から得られるX軸パルス信号SX1,SX2、Y軸パルス信号SY1,SY2を信号処理すると、回転機器の軸振動に起因する振動検出情報V(X),V(Y)を出力できるようになる。
Thus, according to the rotating machine shaft
これにより、X方向の振動検出情報V(X)から、水車発電機や揚水電動機等の回転機器のX方向における軸振動値V(x)を検出することができ、Y方向の振動検出情報V(Y)から、当該回転機器のY方向における軸振動値V(y)を検出することができる。これらを信号合成演算部63で信号合成した軸振動電圧V(x,y)と、図示しない閾値電圧とを比較することで、回転機器の軸振動の許容又は異常を判定できるようになる。
As a result, the shaft vibration value V (x) in the X direction of a rotating device such as a turbine generator or a pumping motor can be detected from the vibration detection information V (X) in the X direction, and the vibration detection information V in the Y direction can be detected. From (Y), the shaft vibration value V (y) in the Y direction of the rotating device can be detected. By comparing the shaft vibration voltage V (x, y) obtained by combining these signals with the signal combining
水車発電機等の軸振動技術や軸診断技術等の開発分野において、軸振動電圧V(x,y)を判定できるようになると、回転機軸振動検出装置100を発電機の保護や、診断等に効果的に発揮できるようになる。
When the shaft vibration voltage V (x, y) can be determined in the development field such as shaft vibration technology and shaft diagnosis technology for water turbine generators, etc., the rotary shaft
例えば、軸振動電圧V(x,y)は、発電機の負荷制限機能のフィードバック制御に利用できるようになる。軸振動技術及び軸診断技術分野では、当該回転機軸振動検出装置100から得られる軸振動電圧V(x,y)に基づいて水力発電所の水車発電機や揚水電動機等の回転機器の回転軸90を診断したり、回転軸90の振動状態を監視できるようになる。しかも、これらの回転機器の回転速度をリアルタイムに発生する軸振動電圧V(x,y)に基づいて調速機等のフィードバック制御できるようになる。
For example, the shaft vibration voltage V (x, y) can be used for feedback control of the load limiting function of the generator. In the field of shaft vibration technology and shaft diagnosis technology, based on the shaft vibration voltage V (x, y) obtained from the rotating machine shaft
また、軸振動電圧V(x,y)をデータ保存技術分野に適用すると、当該回転機軸振動検出装置100から得られる振動検出情報V(X),V(Y)や、軸振動値V(x),V(y)等を記録計に蓄積しておくと、後日、振動検出情報V(X),V(Y)等を軸振動動向の解析等に利用できる。こればかりか、回転機器の主要部品となる軸受け部80や回転軸90等の交換時や細密点検時等において、軸振動電圧V(x,y)に基づく軸振動データを解析することで、分解・改修計画時の検討資料に利用できるようになる。
Further, when the shaft vibration voltage V (x, y) is applied to the data storage technology field, the vibration detection information V (X), V (Y) obtained from the rotating machine shaft
例えば、既設の記録計による水力発電所の運転条件と、記録計に保存されている軸振動データとを照合することで、軸受け部80や、回転軸90等の監視機能として回転機軸振動検出装置100を利用できるようになる。これにより、軸振動電圧V(x,y)に基づく軸振動データを発電機の診断技術として利用できるようになる。
For example, a rotary machine shaft vibration detection device can be used as a monitoring function for the bearing
上述の実施例では、2組の光学センサを90°置きに配置する場合について説明したが、これに限られることはなく、4組の光学センサを45°置きに配置し、直交座標系のX軸及びY軸上の軸振動の検出に加えて、直交座標系の第1〜第4象限における軸振動を検出してもよい。より一層高精度に回転軸の軸振動を検出できるようになる。 In the above-described embodiment, the case where two sets of optical sensors are arranged at intervals of 90 ° has been described. However, the present invention is not limited to this, and four sets of optical sensors are arranged at intervals of 45 ° and In addition to detecting axial vibration on the axis and the Y axis, axial vibration in the first to fourth quadrants of the orthogonal coordinate system may be detected. The shaft vibration of the rotating shaft can be detected with higher accuracy.
また、当該回転機軸振動検出装置100は、回転検出装置を採用している水力発電所に限らず、回転検出装置を採用している火力発電所においても活用できるようになる。従来方式の回転検出装置は、発電機等の回転(検出)機能のみに発揮させているが、回転機軸振動検出装置100は発電機等の回転(検出)機能や、軸振動検出等のみならず、この装置をタービンエンジンや、電動機等の主軸とつながる全ての回転体に活用して軸振動検出させる機能を発揮させることができる。
The rotating machine shaft
本発明は、水力発電所の水車発電機等の回転軸における軸振動の検出(測定)機構に適用して極めて好適である。 The present invention is very suitable when applied to a shaft vibration detection (measurement) mechanism in a rotating shaft of a hydro turbine generator or the like of a hydroelectric power plant.
10・・・X1センサ、11,21,31,41・・・発光素子、20・・・X2センサ、12,22,32,42・・・受光素子、30・・・Y1センサ、40・・・Y2センサ、50・・・円盤部材、60・・・振動検出部、61・・・X波形合成&平均値出力部、62・・・Y波形合成&平均値出力部、63・・・信号合成演算部、67・・・信号処理部、70・・・回転検出部、71・・・X1カウンタ、72・・・X2カウンタ、73・・・Y1カウンタ、74・・・Y2カウンタ、75・・・加算&平均値演算部、80・・・軸受け部、90・・・回転軸、100・・・回転軸振動検出装置 10 ... X1 sensor, 11, 21, 31, 41 ... light emitting element, 20 ... X2 sensor, 12, 22, 32, 42 ... light receiving element, 30 ... Y1 sensor, 40 ... Y2 sensor, 50 ... disk member, 60 ... vibration detection unit, 61 ... X waveform synthesis & average value output unit, 62 ... Y waveform synthesis & average value output unit, 63 ... signal Combining operation unit, 67 ... Signal processing unit, 70 ... Rotation detection unit, 71 ... X1 counter, 72 ... X2 counter, 73 ... Y1 counter, 74 ... Y2 counter, 75 ..Addition & average value calculation unit, 80 ... bearing unit, 90 ... rotating shaft, 100 ... rotating shaft vibration detecting device
Claims (5)
前記円盤部材の外周囲に近接して配置され、当該円盤部材の外周囲に光を照射すると共に、前記歯部からの反射光を受光する複数組みの反射型の光学センサと、
各々の前記光学センサから得られる光検出信号を信号処理する信号処理部とを備え、
各組みの前記光学センサは、
前記円盤部材を間に挟んで相互に対向する位置に配設されることを特徴とする回転機軸振動検出装置。 A disk member that has a plurality of teeth on the outer periphery and is attached to the rotating shaft of the rotating device, and rotates together with the rotating shaft;
A plurality of sets of reflective optical sensors that are arranged in the vicinity of the outer periphery of the disk member, irradiate light to the outer periphery of the disk member, and receive reflected light from the tooth portion;
A signal processing unit that performs signal processing on a light detection signal obtained from each of the optical sensors,
Each set of the optical sensors comprises:
A rotating machine shaft vibration detecting device, wherein the rotating shaft vibration detectors are disposed at positions facing each other with the disk member in between.
前記回転機器の回転軸を法線方向とする平面に、当該回転軸の軸芯を原点としたX軸及びY軸を有する直交座標系を定義したとき、
第1組み目の前記光学センサは、前記直交座標系のX軸上に配置され、
第2組み目の前記光学センサは、前記直交座標系のY軸上に配置されることを特徴とする請求項1に記載の回転機軸振動検出装置。 When two sets of the optical sensors are provided on the outer periphery of the disk member,
When the orthogonal coordinate system having the X axis and the Y axis with the axis of the rotation axis as the origin is defined on the plane having the rotation axis of the rotating device as the normal direction,
The optical sensor of the first set is arranged on the X axis of the orthogonal coordinate system,
The rotating machine shaft vibration detection device according to claim 1, wherein the second set of optical sensors is arranged on a Y axis of the orthogonal coordinate system.
前記回転機器の回転軸に定義される前記直交座標系のX軸上に配置された前記第1組み目の1対の光学センサから得られる2つの光検出信号を演算してX方向の振動検出情報を出力し、
前記直交座標系のY軸上に配置された前記第2組み目の1対の光学センサから得られる2つの光検出信号を演算してY方向の振動検出情報を出力する振動検出部を有することを特徴とする請求項2に記載の回転機軸振動検出装置。 A signal processing unit that performs signal processing on a detection signal obtained from each of the optical sensors,
Detect vibrations in the X direction by calculating two light detection signals obtained from the first pair of optical sensors arranged on the X axis of the orthogonal coordinate system defined by the rotation axis of the rotating device. Output information,
A vibration detecting unit that calculates two light detection signals obtained from the second pair of optical sensors arranged on the Y axis of the orthogonal coordinate system and outputs vibration detection information in the Y direction; The rotating machine shaft vibration detecting device according to claim 2, wherein
前記第1組み目の1対の光学センサから得られる2つの光検出信号を加算し、当該検出信号の加算値を平均したX方向の振動検出情報を出力し、
前記第2組み目の1対の光学センサから得られる2つの光検出信号を加算し、当該検出信号の加算値を平均したY方向の振動検出情報を出力することを特徴とする請求項3に記載の回転機軸振動検出装置。 The vibration detector is
Adding two photodetection signals obtained from the first pair of optical sensors of the first set, and outputting vibration detection information in the X direction by averaging the addition values of the detection signals;
4. The vibration detection information in the Y direction obtained by adding two light detection signals obtained from the pair of optical sensors of the second set and averaging the addition values of the detection signals is output. The rotating machine shaft vibration detection device as described.
前記回転機器の回転軸に取り付けられた前記円盤部材の歯部からの反射光の受光回数を計数して当該回転機器の回転検出情報を出力する回転検出部を有することを特徴とする請求項1に記載の回転機軸振動検出装置。 A signal processing unit that processes a detection signal obtained from the optical sensor,
2. A rotation detection unit that counts the number of times the reflected light is received from a tooth portion of the disk member attached to the rotation shaft of the rotating device and outputs rotation detection information of the rotating device. A rotating machine shaft vibration detection device according to claim 1.
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