JP2011252761A5 - - Google Patents
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Description
具体的には、振幅を対数化した前記検波波形を使用して前記振幅分布を算出する。前記基準分布の生成は、前記振幅分布の最頻値を求め、前記振幅分布の前記最頻値の振幅よりも低振幅のデータを正規分布で近似した低振幅側分布と、この低振幅側分布を前記最頻値の振幅よりも高振幅側に適用した高振幅側分布とにより構成される推定正規分布を求め、前記推定正規分布の頻度を対数化した対数化推定正規分布を求め、前記対数化推定正規分布に余裕度を加算して前記基準分布を求めるものである。前記振幅分布の頻度を対数化した対数化振幅分布を求める。前記対数化振幅分布と記基準分布との比較により前記軸受の状態を判定する。対数化推定正規分布に余裕度を加えることで判定の信頼性を向上できる。
次に、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。軸受が正常な場合の音響(AE)、振動、超音波等のRF波形の振幅分布は正規分布に従うことが知られているが、本発明者は、以下の知見を見出した。軸受が正常であり、かつ背景ノイズが低い場合、検波波形の振幅分布も正規分布で近似可能である。また、軸受に損傷が発生している場合、高振幅のデータの出現により振幅分布が正規分布から乖離するが、最頻値の振幅より低振幅側の振幅分布は正規分布で近似可能である。さらに、軸受に損傷が発生している場合に正規分布で近似した最頻値の振幅より低振幅側の振幅分布は、軸受が正常な場合の正規分布とほぼ同一である。本発明は、これらの知見を軸受の状態監視に適用したものである。
基準分布生成部33は、軸受の状態を判定するために使用する基準分布を求める。基準分布は軸受3が正常である場合の振幅分布を推定したものである推定正規分布をもとに求められる。前述のように軸受3に損傷が発生している場合、高振幅のデータが出現により振幅分布が正規分布から乖離するが、最頻値の振幅より低振幅側の振幅分布は正規分布で近似可能であり、この低振幅側の振幅分布は軸受3が正常な場合の正規分布とほぼ同一である。また、基準分布の最頻値の振幅より低振幅側の振幅分布を正規分布で近似したものを、最頻値の振幅を境に折り返すことにより、軸受が正常な場合の最頻値の振幅よりも高振幅側の振幅分布も推定できる。基準分布生成部33はこの原理によって軸受3が正常である場合の振幅分布を推定する。
以下、図3を参照して基準分布生成部33が基準分布を求める具体的な手順を説明する。まず、振幅分布(前述の規格化を行う場合には頻度を規格化した後の振幅分布)の最頻値Fmaxを求める。次に、振幅分布に含まれるデータのうち最頻値F max の振幅よりも低振幅のものを正規分布で近似した低振幅側分布を求める。また、この低振幅側分布を最頻値F max の振幅で折り返すことにより、最頻値F max の振幅よりも高振幅側の分布を推定したものである高振幅側分布を求める。低振幅側分布と高振幅側分布とを併せたものが前述の推定正規分布である。次に、推定正規分布を対数化(自然対数化)した対数化推定正規分布を求める(図5A及び図5Bを併せて参照)。対数化推定正規分布の頻度に、誤判定防止による判定信頼性向上ための余裕度αを加算する。対数化推定正規分布に余裕度αを加算して得られる分布が基準分布である。余裕度αは、例えば対数化前の推定正規分布に含まれるデータの頻度の2倍に相当する値(α=ln(2))に設定される。
判定部22は、振幅分布算出部32が算出した対数化振幅分布と基準分布生成部33が生成した基準分布との比較により軸受3が正常であるか(摩耗、損傷に起因する異常が発生していないか)を判定する。判定部22による軸受3の状態を判定は、対数化振幅分布に含まれるデータ(最頻値F max の振幅よりも高振幅側)のうち対数化頻度が基準波形の同一振幅の頻度を上回るもの、つまり対数化振幅分布のうち頻度が基準波形を上回っている領域を評価することで行う。具体的には判定手法としては、以下の2種類がある。
外乱ノイズとしての揺らぎ成分を含んだまま振動分布を求めると、振動分布の幅が本来測定したい信号(例えばAE)ではなく揺らぎ成分により決定され、損傷に起因する振動成分による振幅変化がその中に埋もれてしまうおそれがある。そのため、揺らぎ成分により軸受3の状態判別の精度が低下する場合がある。このような場合、揺らぎ成分を除去した後に振幅分布の算出を行えばよい。具体的には、まず、振幅を対数化した後の検波波形に含まれる揺らぎ成分を算出する(図9参照)。次に、検波波形から揺らぎ成分を除去する(図10参照)。揺らぎ成分の算出には、例えば移動平均やローパスフィルタを使用できる。
Claims (1)
- 前記検波波形の振幅を対数化し、
前記振幅を対数化した前記検波波形から前記振幅分布を算出し、
前記基準分布の生成は、前記振幅分布の最頻値を求め、前記振幅分布の前記最頻値の振幅よりも低振幅のデータを正規分布で近似した低振幅側分布と、この低振幅側分布を前記最頻値の振幅よりも高振幅側に適用した高振幅側分布とにより構成される推定正規分布を求め、前記推定正規分布の頻度を対数化した対数化推定正規分布を求め、前記対数化推定正規分布に余裕度を加算して前記基準分布を求めるものであり、
前記振幅分布の頻度を対数化した対数化振幅分布を求め、
前記対数化振幅分布と前記基準分布との比較により前記軸受の状態を判定する、請求項1に記載の軸受状態監視方法。
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