JP2014163675A - 回転機械の監視システム及び回転機械の監視方法 - Google Patents
回転機械の監視システム及び回転機械の監視方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014163675A JP2014163675A JP2013031813A JP2013031813A JP2014163675A JP 2014163675 A JP2014163675 A JP 2014163675A JP 2013031813 A JP2013031813 A JP 2013031813A JP 2013031813 A JP2013031813 A JP 2013031813A JP 2014163675 A JP2014163675 A JP 2014163675A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic
- ultrasonic wave
- shaft portion
- rotating shaft
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
【解決手段】実施形態によれば、監視システム1は、回転機械10のケーシング12内に設けられ、ロータのうち軸心を中心として略円筒状をなす外周面24を有する部分である回転軸部22と、ケーシング12外に設けられて回転軸部22に向けて超音波を発する超音波送信部32と、ケーシング12外に設けられて回転軸部22により反射された超音波を受信する超音波受信部33とを備える。回転軸部22には、軸心からの径方向距離が外周面24に比べて異なるよう構成された検出面44が形成されている。回転する回転軸部22の検出面44により反射された超音波と外周面24で反射された超音波とを超音波受信部33が受信し、処理装置100が、これら超音波受信波に基づいて回転軸部22の回転状態を算出する。
【選択図】図1
Description
まず、本実施形態の回転機械の監視システムの概略構成について図1及び図2を用いて説明する。図1は、本実施形態の監視システムの概略構成を示す説明図である。なお、図1において、回転機械は、その回転中心軸に直交する横断面が示されている。図2は、本実施形態の回転機械のロータの検出面と超音波送受信装置との配置関係を示す上面図である。なお、図2において、回転機械のケーシングは、回転中心軸を含み且つ超音波送受信装置を通る縦断面が示されている。
本実施形態の監視システムについて、図1、図3、図14及び図15を用いて説明する。図14は、本実施形態の回転軸部を示す断面図である。図15は、本実施形態の回転軸部が連続して回転した場合の到達時間の時間変化を示すグラフである。本実施形態は、回転軸部の周方向に不等間隔をあけて検出面が複数配列されている点で、第1の実施形態と異なっており、以下に詳細を説明する。なお、第1の実施形態と略共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の監視システムについて、図16〜図21を用いて説明する。図16は、本実施形態の監視システムの概略構成を示す説明図である。なお、図16において、回転機械は、その回転中心軸に直交する横断面が示されている。図17は、本実施形態の回転軸部の検出面と、超音波送受信装置との配置関係を示す上面図である。なお、図17において、回転機械のケーシングは、回転中心軸を含み、且つ超音波送受信装置を通る縦断面が示されている。図18は、本実施形態の回転軸部の軸心を含む縦断面図である。なお、図17は、回転軸部が軸方向に変位していない場合、すなわち所定の位置にある場合を示しており、図18は、回転軸部が、所定の位置から軸方向に変位した場合を示している。
上述した実施形態において、超音波送受信装置30,31(図1参照)を構成するセンサが劣化した場合や、超音波センサ32a,33a(図12参照)が劣化した場合等においては、算出された変位量の校正が必要となる。上述した実施形態のように、超音波を用いて距離を計測している場合は、上述した到達時間と、超音波が伝播する媒体の音速により当該距離を算出している。正確な距離を計測するためには、当該音速の値を正しく設定する必要がある。
10 回転機械
12 ケーシング
15 通路
22,22B,22C,22D 回転軸部
24 外周面
30,31 超音波送受信装置
32 超音波送信部
33 超音波受信部
40,40B リセス
44,44B 検出面
46 第1底面
47 第2底面
50 突出部
55 検出面
100,100B,100C 処理装置
102 A/D変換部
104 到達時間算出部
106 信号分離部
108 受信レベル算出部
110 径方向変位算出部
120 回転速度算出部
122 回転方向判定部
130 回転機械状態判定部
140 軸方向変位算出部
150 記憶装置
160 表示装置
Claims (12)
- 回転機械を構成するケーシング内に設けられ、当該回転機械を構成するロータのうち、その軸心を中心として略円筒状または円柱形状をなす外周面を有する部分である回転軸部と、
前記ケーシング外に設けられ、当該ケーシングを通して前記回転軸部に向けて超音波を発する超音波送信部と、
前記ケーシング外に設けられ、前記回転軸部により反射された超音波を、ケーシングを通して受信する超音波受信部と、
当該超音波受信部により受信された超音波受信波に基づいて、前記回転軸部の回転状態を算出する処理装置と、
を備え、
前記回転軸部には、その軸心からの径方向距離が前記外周面に比べて異なるよう構成されており且つ前記超音波送信部から発せられた超音波を前記超音波受信部に向けて反射可能な検出面が、形成されており、
前記検出面により反射された超音波と外周面で反射された超音波とを超音波受信部が受信し、これら超音波受信波に基づいて前記回転軸部の回転状態を前記処理装置が算出する
ことを特徴とする回転機械の監視システム。 - 前記処理装置は、
前記超音波送信部から発信された超音波が、前記回転軸部で反射され、当該反射された超音波が前記超音波受信部に到達して受信されるまでの時間の長さである到達時間を算出する到達時間算出部と、
当該到達時間算出部により算出された到達時間の時間変化に基づいて、前記検出面で反射された超音波による信号を分離する信号分離部と、
当該信号分離部により分離された前記信号に基づいて、前記回転軸部の回転速度を算出する回転速度算出部と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の回転機械の監視システム。 - 前記処理装置は、
前記信号分離部により前記信号が分離された到達時間の時間変化に基づいて、前記回転軸部の径方向の変位を算出する径方向変位算出部を、
さらに備えることを特徴とする請求項2に記載の回転機械の監視システム。 - 前記回転軸部には、前記外周面に比べて径方向内側に凹むリセスが形成されており、
前記検出面は、当該リセスの底を画定する面である
ことを特徴とする請求項1ないし請求項3に記載の回転機械の監視システム。 - 前記検出面は、前記回転軸部の周方向に複数配列されており、
前記処理装置は、
当該検出面で反射されて前記超音波受信部により受信された超音波に基づいて、当該回転軸部が回転する向きを判定する回転方向判定部を、
さらに備えることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の回転機械の監視システム。 - 前記検出面は、前記回転軸部の周方向に不等間隔をあけて3つ設けられている
ことを特徴とする請求項5に記載の回転機械の監視システム。 - 前記検出面は、前記回転軸部の軸心からの径方向距離が、それぞれ異なるよう構成されている
ことを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の回転機械の監視システム。 - 前記検出面は、
前記リセスの底を画定する面である第1底面と、
周方向において第1底面と隣り合って設けられ、前記回転軸部の軸心からの径方向の距離が、第1底面に比べて長くなるよう構成された面である第2底面と、
を含み、
前記処理装置は、
第1底面で反射されて前記超音波受信部により受信された超音波と、第2底面で反射されて前記超音波受信部により受信された超音波に基づいて、当該回転軸部が回転する向きを判定する回転方向判定部を
さらに備えることを特徴とする請求項4に記載の回転機械の監視システム。 - 前記回転軸部には、前記外周面に比べて径方向外側に突出する突出部が形成されており、
前記検出面は、当該突出部を画定する面のうち、前記回転軸部の軸心を含む断面において、径方向外側に凸となって湾曲している面であり、
前記処理装置は、
当該検出面で反射されて前記超音波受信部により受信された超音波に基づいて、当該回転軸部の軸方向の変位を算出する軸方向変位算出部を、
さらに備えることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の回転機械の監視システム。 - 前記検出面は、前記回転軸部の軸心を中心として周方向に延びている
ことを特徴とする請求項9に記載の回転機械の監視システム。 - 前記検出面は、前記回転軸部の周方向に複数配列されており、
前記処理装置は、前記軸方向変位算出部が当該回転軸部の軸方向の変位を算出すると共に、前記回転速度算出部が回転軸部の回転速度を算出する
ことを特徴とする請求項9に記載の回転機械の監視システム。 - 回転機械を構成するケーシング外から、当該ケーシングを通して、当該回転機械を構成するロータのうち、その軸心を中心として略円筒状または円柱形状をなす外周面を有する部分である回転軸部に向けて超音波送信部が超音波を発し、前記回転軸部により反射された超音波を、前記ケーシングを通して、当該ケーシング外に設けられた超音波受信部が受信し、受信された超音波受信波に基づいて、前記回転軸部の回転状態を処理装置が算出する、回転機械の監視方法であって、
前記回転軸部には、その軸心からの径方向距離が前記外周面に比べて異なるよう構成されており、且つ前記超音波送信部から発せられた超音波を前記超音波受信部に向けて反射可能な検出面が、形成されており、
前記超音波受信部は、前記検出面により反射された超音波と外周面で反射された超音波とを受信し、
前記処理装置は、受信された超音波受信波に基づいて前記回転軸部の回転状態を算出する
ことを特徴とする回転機械の監視方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013031813A JP6081219B2 (ja) | 2013-02-21 | 2013-02-21 | 回転機械の監視システム及び回転機械の監視方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013031813A JP6081219B2 (ja) | 2013-02-21 | 2013-02-21 | 回転機械の監視システム及び回転機械の監視方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014163675A true JP2014163675A (ja) | 2014-09-08 |
JP6081219B2 JP6081219B2 (ja) | 2017-02-15 |
Family
ID=51614434
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013031813A Active JP6081219B2 (ja) | 2013-02-21 | 2013-02-21 | 回転機械の監視システム及び回転機械の監視方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6081219B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110068297A (zh) * | 2018-01-23 | 2019-07-30 | 中国航发商用航空发动机有限责任公司 | 一种柱面中心位移的测量方法和测量系统 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5276986A (en) * | 1975-12-18 | 1977-06-28 | Benteler Geb Paderwerk | Method of nonndestructively testing finned pipe by supersonic waves |
JPS61200467A (ja) * | 1985-03-01 | 1986-09-05 | Kawasaki Steel Corp | すべり軸受の損傷診断装置 |
US4665734A (en) * | 1984-04-06 | 1987-05-19 | S.A. Vallourec | Method and installation for selective detection of defects in a workpiece |
JPH03102208A (ja) * | 1989-09-18 | 1991-04-26 | Toshiba Corp | 軸摺動部監視装置 |
JPH10185538A (ja) * | 1996-12-25 | 1998-07-14 | Natl Aerospace Lab | 超音波による回転体の間隙計測方法及び装置 |
JP2008203130A (ja) * | 2007-02-21 | 2008-09-04 | Ntn Corp | センサ付車輪用軸受 |
JP2010054434A (ja) * | 2008-08-29 | 2010-03-11 | Toshiba Corp | 弁診断方法及び弁診断装置 |
WO2010034756A1 (en) * | 2008-09-24 | 2010-04-01 | Abb Research Ltd | A device and a method for measuring a physical property of a magnetic bearing |
JP2011080805A (ja) * | 2009-10-05 | 2011-04-21 | Toshiba Corp | 弁装置の健全性監視評価システム及び方法 |
-
2013
- 2013-02-21 JP JP2013031813A patent/JP6081219B2/ja active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5276986A (en) * | 1975-12-18 | 1977-06-28 | Benteler Geb Paderwerk | Method of nonndestructively testing finned pipe by supersonic waves |
US4665734A (en) * | 1984-04-06 | 1987-05-19 | S.A. Vallourec | Method and installation for selective detection of defects in a workpiece |
JPS61200467A (ja) * | 1985-03-01 | 1986-09-05 | Kawasaki Steel Corp | すべり軸受の損傷診断装置 |
JPH03102208A (ja) * | 1989-09-18 | 1991-04-26 | Toshiba Corp | 軸摺動部監視装置 |
JPH10185538A (ja) * | 1996-12-25 | 1998-07-14 | Natl Aerospace Lab | 超音波による回転体の間隙計測方法及び装置 |
JP2008203130A (ja) * | 2007-02-21 | 2008-09-04 | Ntn Corp | センサ付車輪用軸受 |
JP2010054434A (ja) * | 2008-08-29 | 2010-03-11 | Toshiba Corp | 弁診断方法及び弁診断装置 |
WO2010034756A1 (en) * | 2008-09-24 | 2010-04-01 | Abb Research Ltd | A device and a method for measuring a physical property of a magnetic bearing |
JP2011080805A (ja) * | 2009-10-05 | 2011-04-21 | Toshiba Corp | 弁装置の健全性監視評価システム及び方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110068297A (zh) * | 2018-01-23 | 2019-07-30 | 中国航发商用航空发动机有限责任公司 | 一种柱面中心位移的测量方法和测量系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6081219B2 (ja) | 2017-02-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5190464B2 (ja) | 非接触ブレード振動測定方法 | |
US8606541B2 (en) | Combined amplitude and frequency measurements for non-contacting turbomachinery blade vibration | |
JP5293406B2 (ja) | 回転翼の非接触翼振動計測方法 | |
JP2003206747A (ja) | タービンブレード先端間隙を測定する方法及び装置 | |
JP4889633B2 (ja) | 流体機械における半径方向隙間の隙間寸法の検出方法、およびその方法において用いられる装置、ならびにその装置を利用した流体機械 | |
EP3433588B1 (en) | Wireless monitoring system for rotary machines | |
JP2013096989A (ja) | 回転部品の動作を監視する際に使用するためのシステムおよび方法 | |
CN111219212A (zh) | 用于监测涡轮引擎中的转子叶片的方法和系统 | |
GB2530565A (en) | Acoustic thermometry | |
JP6081219B2 (ja) | 回転機械の監視システム及び回転機械の監視方法 | |
US9851232B2 (en) | Ultrasonic flow meter | |
JP7269770B2 (ja) | 回転機械の振動計測装置、及び、振動計測方法 | |
JP6846953B2 (ja) | 翼監視装置及び回転機械システム | |
JP6594240B2 (ja) | 回転機械の振動計測装置、回転機械の振動計測方法及びプログラム | |
RU2614458C1 (ru) | Способ диагностики форм резонансных колебаний лопаток рабочего колеса турбомашины | |
JP5512693B2 (ja) | 回転要素のひずみ測定 | |
JP2019065828A (ja) | ポンプ監視装置、及びポンプ監視方法 | |
US9243940B2 (en) | Optimized techniques for generating and measuring toroidal vortices via an industrial vortex flowmeter | |
RU2634511C1 (ru) | Способ определения динамических напряжений в лопатках рабочего колеса турбомашины | |
WO2017149921A1 (ja) | 振動計測装置、振動計測システム及び振動計測方法 | |
US12007363B2 (en) | Measuring method and measuring device | |
JP6762013B2 (ja) | 流量計測装置および流量計測方法 | |
US20160319695A1 (en) | System and methods for determining blade clearance for asymmertic rotors | |
RU2374615C1 (ru) | Способ диагностики колебаний рабочего колеса турбомашины | |
JP2018200215A (ja) | 流体機械監視システム、流体機械監視装置、および流体機械監視方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150722 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160426 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160517 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160715 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20161220 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170118 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6081219 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |