JP2014178145A - Vibration measurement device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、振動計測装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a vibration measuring apparatus.
回動するタービン軸の振動の測定する技術として、回動中のタービン軸にプローブを直接接触させるとともに、タービン軸の振動を当該タービン軸とは一体化されていない外部の振動計測器に伝達する技術(以下、絶対振動計測技術という)や、タービン軸を支持しかつ当該タービン軸を覆うカバー部材に振動計測器を取り付け、タービン軸に接触することなくタービン軸の振動を計測する技術(以下、相対振動計測技術という)がある。 As a technique for measuring the vibration of the rotating turbine shaft, the probe is brought into direct contact with the rotating turbine shaft, and the vibration of the turbine shaft is transmitted to an external vibration measuring instrument that is not integrated with the turbine shaft. Technology (hereinafter referred to as absolute vibration measurement technology), a technology for measuring vibration of a turbine shaft without contacting the turbine shaft (hereinafter referred to as “absolute vibration measurement technology”) and a cover member that supports the turbine shaft and covers the turbine shaft. Relative vibration measurement technology).
具体的には、絶対振動計測技術は、回転中のタービン軸に直接接触させるプローブをタービン軸を覆うカバー部材に取り付け、タービン軸の振動を、プローブを介してタービン軸とは一体化されていない外部の振動計測器(例えば、動電型振動計など)に伝達する。動電型振動計は、伝達されたタービン軸の振動を示す信号を変換器に出力する。変換器に出力された信号は、信号処理されて(例えば、積分処理など)各計器(例えば、記録装置や計算機など)へ出力される。ここで、動電型振動計は、永久磁石とコイルとで構成された可動部が、タービン軸と直接接触するプローブの振動を受けて信号を出力する。この技術は、プローブの取り付け状態や振動計測器の設置状態に左右されずにタービン軸の振動を計測できるため絶対振動計測技術と呼ばれている。 Specifically, in the absolute vibration measurement technique, a probe that directly contacts the rotating turbine shaft is attached to a cover member that covers the turbine shaft, and the vibration of the turbine shaft is not integrated with the turbine shaft via the probe. This is transmitted to an external vibration measuring instrument (for example, an electrodynamic vibration meter). The electrodynamic vibrometer outputs a signal indicating the transmitted vibration of the turbine shaft to the converter. The signal output to the converter is subjected to signal processing (for example, integration processing or the like) and output to each instrument (for example, a recording device or a computer). Here, in the electrodynamic vibrometer, a movable part composed of a permanent magnet and a coil receives a vibration of a probe that is in direct contact with the turbine shaft and outputs a signal. This technique is called an absolute vibration measurement technique because the vibration of the turbine shaft can be measured without being influenced by the probe mounting state or the vibration measuring instrument installation state.
また、相対振動計測技術は、カバー部材に取り付けられかつタービン軸に直接接触することなく当該タービン軸とのギャップを計測する非接触振動検出器と、当該非接触振動検出器によるギャップの測定に必要な信号を出力する励磁発振回路等を備えかつ非接触振動検出器により測定されたギャップをタービン軸の振動に変換した信号を出力する第1変換器と、カバー部材に取り付けられ当該カバー部材自体の振動を計測して、当該カバー部材自体の振動を示す信号を出力する動電型振動計と、当該動電型振動計から出力された信号を処理する第2変換器と、第1変換器から出力された信号および第2変換器から出力された信号からタービン軸のみの振動を取り出す変換装置と、を用いて、タービン軸の振動を計測する。 Relative vibration measurement technology is required for non-contact vibration detectors that measure the gap between the turbine shaft and the non-contact vibration detector that are attached to the cover member and do not directly contact the turbine shaft. And a first converter for outputting a signal obtained by converting a gap measured by a non-contact vibration detector into vibration of the turbine shaft, and a cover member attached to the cover member itself. From an electrodynamic vibrometer that measures vibration and outputs a signal indicating the vibration of the cover member itself, a second converter that processes a signal output from the electrodynamic vibrometer, and a first converter The vibration of the turbine shaft is measured using a converter that extracts the vibration of only the turbine shaft from the output signal and the signal output from the second converter.
上述したように、タービン軸の振動を計測する技術としては、絶対振動計測技術および相対振動計測技術の2種類の技術があるが、近年、振動計測器の耐久性を向上させるため、非接触でタービン軸の振動を計測するために劣化が少ない相対振動計測技術での振動の計測に対する要求が増えてきている。しかしながら、相対的振動計測技術によれば、第1変換器から出力された信号と第2変換器から出力された信号との位相差を考慮しなければ、第1変換器から出力された信号から、タービン軸の振動のみを取り出すことができない、という課題がある。第1変換器から出力された信号と第2変換器から出力された信号との位相差を考慮したタービン軸の振動の計測は、様々な計算ソフトにより実施されているが、非接触振動検出器および動電型振動計それぞれによる振動の計測結果に基づく信号の位相の違い、非接触振動検出器および動電型振動計の応答性の違いによる位相のずれ等によって、絶対振動計測技術と比較して、タービン軸の振動の計測結果に正確さが欠け、タービン軸の振動の計測結果に補正が必要である。 As described above, there are two types of techniques for measuring the vibration of the turbine shaft, that is, an absolute vibration measurement technique and a relative vibration measurement technique. In recent years, in order to improve the durability of the vibration measuring instrument, contactless In order to measure the vibration of the turbine shaft, there is an increasing demand for vibration measurement using a relative vibration measurement technique with little deterioration. However, according to the relative vibration measurement technique, if the phase difference between the signal output from the first converter and the signal output from the second converter is not considered, the signal output from the first converter There is a problem that it is impossible to extract only the vibration of the turbine shaft. The measurement of turbine shaft vibration in consideration of the phase difference between the signal output from the first converter and the signal output from the second converter is implemented by various calculation software. Compared with absolute vibration measurement technology due to the difference in the phase of the signal based on the vibration measurement results by each of the electrodynamic vibration meter and the non-contact vibration detector and the difference in responsiveness of the electrodynamic vibration meter. Therefore, the measurement result of the vibration of the turbine shaft lacks accuracy, and the measurement result of the vibration of the turbine shaft needs to be corrected.
実施形態の振動計測装置は、送信アンテナと、受信アンテナと、計測部と、を備える。送信アンテナは、回転軸を中心に回動可能でかつ円柱状の回転体の周面に向けて、周波数がスイープする計測信号を送信する。受信アンテナは、周面で反射した計測信号を受信する。計測部は、送信する計測信号の周波数と受信した計測信号の周波数との周波数差に基づいて、回転体の振動を計測する。 The vibration measurement device of the embodiment includes a transmission antenna, a reception antenna, and a measurement unit. The transmitting antenna transmits a measurement signal whose frequency is swept toward a peripheral surface of a cylindrical rotating body that is rotatable about a rotation axis. The receiving antenna receives the measurement signal reflected from the peripheral surface. The measurement unit measures the vibration of the rotating body based on the frequency difference between the frequency of the measurement signal to be transmitted and the frequency of the received measurement signal.
以下、添付の図面を参照して、本実施形態にかかる発電プラントについて説明する。 Hereinafter, a power plant according to the present embodiment will be described with reference to the accompanying drawings.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態にかかる発電プラントの概略構成を示す側面図である。図2は、第1の実施形態にかかる発電プラントが備えるカバー部材の概略構成を示す正面図である。本実施形態にかかる発電プラント1は、図1および図2に示すように、軽油,灯油,天然ガスなどの燃料等の燃焼で生成された高温のガスで回転するタービン2と、当該タービン2の回転により回転軸32を中心に回動可能でかつ円柱状の回転体であるタービン軸3と、当該タービン軸3を覆うカバー部材4と、タービン軸3の回転を電力に変換する発電機5と、タービン軸3の振動を計測する振動計測装置6と、を備えている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a side view showing a schematic configuration of the power plant according to the first embodiment. FIG. 2 is a front view illustrating a schematic configuration of a cover member included in the power plant according to the first embodiment. As shown in FIGS. 1 and 2, a power plant 1 according to the present embodiment includes a
カバー部材4は、軸受け等によりタービン軸3を支持するとともにタービン軸3の周面を覆う覆部材である。これにより、カバー部材4は、タービン軸3と一体化され、タービン軸3とともに振動する。本実施形態では、カバー部材4は、図2に示すように、タービン軸3の上半分を覆う第1カバー部材4aと、タービン軸3の下半分を覆う第2カバー部材4bと、を備えている。そして、第1カバー部材4aには、少なくとも、振動計測装置6が備えるアンテナ部61(後述する)が設けられている。
The cover member 4 is a cover member that supports the
振動計測装置6は、周波数がスイープする信号を送信し、送信する信号の周波数と被計測物(本実施形態では、タービン軸3)で反射した信号の周波数との周波数差に基づいて、被測定物との距離を求めるFMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)レーダの原理を利用して、タービン軸3の振動を計測する。本実施形態では、振動計測装置6は、タービン軸3の振動を計測しているが、回転軸32を中心に回動可能でかつ円柱状の回転体であれば、これに限定するものではなく、例えば、ジェットエンジンが備えるタービン、電車の車輪、ポンプが備える回転する部品などの振動を計測することも可能である。また、本実施形態では、振動計測装置6は、回転体の振動を計測しているが、配管などの振動を計測することも可能である。
The vibration measuring
本実施形態では、振動計測装置6は、カバー部材4に設けられかつタービン軸3の振動を計測するための信号の送受信を行うアンテナ部61と、アンテナ部61により送受信する信号に基づいてタービン軸3の振動を計測する振動計測部62と、を備えている。
In the present embodiment, the
アンテナ部61は、カバー部材4に設けられ周波数がスイープする信号S(以下、計測信号という)をタービン軸3の周面31に向けて送信する送信アンテナ611と、カバー部材4に設けられタービン軸3の周面31で反射した計測信号Sを受信する受信アンテナ612と、を備えている。本実施形態では、送信アンテナ611および受信アンテナ612は、タービン軸3の回転軸32に直交する断面の外周に沿って設けられているが、例えば、タービン軸3の延在方向に沿って設けられていても良い。また、本実施形態では、送信アンテナ611および受信アンテナ612は、カバー部材4に設けられているが、これに限定するものではなく、カバー部材4とは別体の支持部材に支持されていても良い。
The
振動計測部62は、送信アンテナ611から送信する計測信号Sの周波数と、受信アンテナ612により受信した計測信号Sの周波数と、の周波数差に基づいて、タービン軸3の振動を計測する計測部である。これにより、タービン軸3の振動を当該タービン軸3に非接触で計測することができるので、振動計測装置6の耐久性を向上させることができる。
The
ここで、図3および図4を用いて、振動計測部62の具体的な構成について説明する。図3は、第1の実施形態にかかる振動計測装置が備える振動計測部の構成を示す図である。図4は、第1の実施形態にかかる振動計測部による振動の計測を説明するための図である。
Here, a specific configuration of the
本実施形態では、振動計測部62は、FM信号源621、方向性結合器622、ミキサ623、信号処理部624およびアンプ625を備えている。FM信号源621は、周波数がスイープする計測信号Sを生成する。本実施形態では、FM信号源621は、図4に示すように、予め設定された変調周期T内において、所定の周波数差ΔF変移する計測信号Sを生成して方向性結合部622に出力する。
In the present embodiment, the
方向性結合器622は、FM信号源621から出力された計測信号Sを分配して、一方の計測信号Sをミキサ623に出力し、他方の計測信号Sを送信アンテナ611に出力する。
The
アンプ625は、受信アンテナ612により受信した計測信号Sを増幅して、ミキサ623に出力する。
The
ミキサ623は、方向性結合器622から出力された計測信号S(言い換えると、送信アンテナ611から送信する計測信号S)と、アンプ625により増幅された計測信号S(言い換えると、受信アンテナ612により受信した計測信号S)と、の周波数差であるビート周波数Fb(図4に示す)を示す信号(以下、ビート周波数信号という)を生成して信号処理部624に出力する。
The
信号処理部624は、ミキサ623から出力されたビート周波数信号が示すビート周波数Fbに基づいて、タービン軸3までの距離を算出するとともに、算出した距離に従って、タービン軸3の振動を計測する。具体的には、信号処理部624は、ミキサ623から出力されたビート周波数信号に対して高速フーリエ変換を行って、計測信号Sを送信してから、タービン軸3の周面31で反射して戻ってくるまでの時間τ(以下、往復時間という)を求める。
The
所定の周波数差ΔFおよび変調周期Tと、往復時間τおよびビート周波数Fbとは、式(1)に示す関係を有している。
Fb/τ=ΔF/T・・・(1)
また、往復時間τと光速c(3×108m/S)と、タービン軸3までの距離R(m)とは、式(2)に示す関係を有している。
R=(c・τ)/2・・・(2)
そのため、式(1)および式(2)によれば、タービン軸3までの距離Rと、ビート周波数Fbとの関係を、式(3)となる。
Fb=(ΔF・2・R)/(T・c)
すなわち、R=(T・c・Fb)/(2・ΔF)・・・(3)
The predetermined frequency difference ΔF and modulation period T, and the round-trip time τ and beat frequency Fb have the relationship shown in Expression (1).
Fb / τ = ΔF / T (1)
Further, the round-trip time τ, the speed of light c (3 × 10 8 m / S), and the distance R (m) to the
R = (c · τ) / 2 (2)
Therefore, according to Formula (1) and Formula (2), the relationship between the distance R to the
Fb = (ΔF · 2 · R) / (T · c)
That is, R = (T · c · Fb) / (2 · ΔF) (3)
式(3)によれば、タービン軸3との距離Rが短くなるに従って図4に示すビート周波数Fbが小さくなり、タービン軸3との距離Rが長くなるに従って図4に示すビート周波数Fbが大きくなる。よって、信号処理部624は、タービン軸3との距離Rの算出結果を監視することにより、タービン軸3の振動の計測が可能となる。
According to equation (3), the beat frequency Fb shown in FIG. 4 decreases as the distance R to the
タービン軸3との距離Rの算出結果の分解能は、変調周期T内において、計測信号Sの周波数をスイープさせる所定の周波数差ΔFに依存し、所定の周波数差ΔFが大きいほど、タービン軸3との距離Rの算出結果の分解能を向上させることができる。
The resolution of the calculation result of the distance R with respect to the
次に、従来の振動計測装置によるタービン軸3の振動の計測方法と、本実施形態にかかる振動計測装置6によるタービン軸3の振動の計測方法の違いについて説明する。
Next, the difference between the method for measuring the vibration of the
従来、カバー部材4に取り付けられかつタービン軸3に直接接触することなく当該タービン軸3との距離(タービン軸3の振動)を計測する技術として、カバー部材4に取り付けられたセンサコイルに電流を流して当該センサコイルの周囲に磁界を発生させ、この磁界にあるタービン軸3が近づくことにより発生する渦電流の変化から、タービン軸3とカバー部材4との間の距離(タービン軸3の振動)を計測する技術(所謂、渦電流式変位計)がある。
Conventionally, as a technique for measuring a distance (vibration of the turbine shaft 3) attached to the cover member 4 without directly contacting the
しかしながら、渦電流式変位計では、タービン軸3の振動を計測可能な周波数が、タービン軸3を支持するカバー部材4の振動の周波数よりも低いため、タービン軸3の振動のサンプリングタイミングにおいて、センサコイルに電流を流してから、タービン軸3とカバー部材4との間の距離を計測するまでの間に、カバー部材4が振動してしまうと、計測された距離に、カバー部材4の振動の成分が含まれてしまう。そのため、従来は、カバー部材4に当該カバー部材4自体の振動を計測する動電型振動計を設け、渦電流式変位計により計測されたタービン軸3の振動と動電型振動計により計測されたカバー部材4の振動との位相差、渦電流式変位計によるタービン軸3の振動の計測に要する時間内でのカバー部材4自体の振動等を考慮して、渦電流式変位計により計測されたタービン軸3の振動から、動電型振動計により計測されたカバー部材4の振動を差し引くことにより、タービン軸3の振動を取得している。
However, in the eddy current displacement meter, the frequency at which the vibration of the
これに対して、本実施形態かかる振動計測装置6によれば、送信アンテナ611から送信される周波数がスイープする計測信号Sの周波数と、受信アンテナ612により受信するタービン軸3の周面31で反射した計測信号Sの周波数との周波数差であるビート周波数Fbに基づいて、タービン軸3の振動を計測することにより、送信アンテナ611から計測信号Sを送信してから、カバー部材4の振動によりカバー部材4の位置が変わる前に、タービン軸3の振動を計測することができるので(言い換えると、タービン軸3の振動を計測している間、カバー部材4が振動していないとみなせるので)、カバー部材4の振動やカバー部材4の振動とタービン軸3の振動との位相のずれ等を考慮することなく、タービン軸3の振動を計測することができる。
On the other hand, according to the
このように、第1の実施形態の振動計測装置6によれば、タービン軸3の振動を当該タービン軸3に非接触で計測することができるので、振動計測装置6の耐久性を向上させることができる。また、送信アンテナ611から計測信号Sを送信してから、カバー部材4の振動によりカバー部材4の位置が変わる前に、タービン軸3の振動を計測することができるので、カバー部材4の振動とタービン軸3の振動との位相のずれ、カバー部材4の振動等を考慮することなく、タービン軸3の振動を計測することができる。
Thus, according to the
(第2の実施形態)
本実施形態は、送信アンテナおよび受信アンテナは、指向性アンテナであり、当該送信アンテナおよび当該受信アンテナそれぞれのメインロープの利得が最大となる位置がタービン軸の周面で交わるように設けられた例である。以下の説明では、第1の実施形態と同様の箇所については説明を省略する。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, the transmission antenna and the reception antenna are directional antennas, and the transmission antenna and the reception antenna are provided so that the positions where the gains of the main ropes of the transmission antenna and the reception antenna become maximum intersect on the peripheral surface of the turbine shaft. It is. In the following description, description of the same parts as those in the first embodiment is omitted.
図5は、第2の実施形態にかかる振動計測装置が有するアンテナ部を説明するための図である。本実施形態では、アンテナ部501は、送信アンテナ502および受信アンテナ503として指向性アンテナを有し、タービン軸3の周面の接線方向に対して、角度をつけて送信アンテナ502および受信アンテナ503を設ける。これにより、送信アンテナ502および受信アンテナ503は、当該送信アンテナ502および当該受信アンテナ503それぞれのメインロープの利得が最大となる位置が周面31で交わるように設ける。言い換えると、送信アンテナ502のメインロープの方向において放射が最大となる位置と、受信アンテナ503のメインロープの方向において感度が最大となる位置と、が周面31で交わるように設ける。これにより、円柱状のタービン軸3の周面31に向かって計測信号Sを送信しても、周面31で反射した計測信号Sが拡散してしまい、受信アンテナ503により受信する計測信号SのS/N比が低下することを防止できるので、より正確にタービン軸3の振動を計測することができる。
FIG. 5 is a diagram for explaining an antenna unit included in the vibration measurement apparatus according to the second embodiment. In the present embodiment, the
このように、第2の実施形態によれば、受信アンテナ503により受信する計測信号SのS/N比を向上させることができるので、より正確にタービン軸3の振動を計測することができる。
As described above, according to the second embodiment, since the S / N ratio of the measurement signal S received by the receiving
(第3の実施形態)
本実施形態は、カバー部材により支持され、送信アンテナから受信アンテナへの計測信号の直接の入射を遮蔽する遮蔽部材を設けた例である。以下の説明では、第1の実施形態と同様の箇所については説明を省略する。
(Third embodiment)
The present embodiment is an example in which a shielding member that is supported by a cover member and shields direct incidence of a measurement signal from a transmission antenna to a reception antenna is provided. In the following description, description of the same parts as those in the first embodiment is omitted.
図6は、第3の実施形態にかかる振動計測装置が有する遮蔽部材を説明するための図である。本実施形態では、アンテナ部600には、当該アンテナ部600のタービン軸3の周面31が位置する側に、送信アンテナ611から受信アンテナ612への計測信号Sの直接の入射を遮蔽する遮蔽部材601が設けられている。
FIG. 6 is a diagram for explaining a shielding member included in the vibration measuring apparatus according to the third embodiment. In the present embodiment, the
具体的には、遮蔽部材601は、アンテナ部600のタービン軸3の周面31が位置する側から、周面31に向かって延在することにより、送信アンテナ611から受信アンテナ612への計測信号Sの直接の入射を遮蔽する。また、遮蔽部材601としては、セラミック基板やアルミ基板等、計測信号Sを遮蔽可能な部材を用いる。
Specifically, the shielding
これにより、送信アンテナ611から受信アンテナ612に直接に計測信号Sが入射されることを防止して(送信アンテナ611から受信アンテナ612への計測信号Sのリークを防止して)、受信アンテナ612により受信する計測信号SのS/N比を向上させることができるので、より正確にタービン軸3の振動を計測することができる。
This prevents the measurement signal S from being directly incident on the
本実施形態では、遮蔽部材601は、アンテナ部600のタービン軸3の周面31が位置する側に固定されることにより、アンテナ部600を介してカバー部材4に支持されているが、これに限定するものではなく、例えば、カバー部材3に直接に固定されていても良い。または、遮蔽部材601は、カバー部材3とは別体の支持部材によって支持されていても良い。
In the present embodiment, the shielding
このように、第3の実施形態によれば、送信アンテナ611から受信アンテナ612への計測信号Sのリークを防止して、受信アンテナ612により受信する計測信号SのS/N比を向上させることができるので、より正確にタービン軸3の振動を計測することができる。
Thus, according to the third embodiment, the leakage of the measurement signal S from the
(変形例1)
本変形例は、タービン軸の周面の接線方向に対して角度をつけて送信アンテナおよび受信アンテナを設けるとともに、カバー部材により支持され、送信アンテナから受信アンテナへの計測信号の直接の入射を遮蔽する遮蔽部材を設けた例である。以下の説明では、第2,3の実施形態と同様の箇所については説明を省略する。
(Modification 1)
In this modification, a transmitting antenna and a receiving antenna are provided at an angle with respect to the tangential direction of the peripheral surface of the turbine shaft, and are supported by a cover member to block direct incidence of measurement signals from the transmitting antenna to the receiving antenna. This is an example in which a shielding member is provided. In the following description, description of the same parts as those in the second and third embodiments is omitted.
図7は、変形例1にかかる振動計測装置が有するアンテナ部および遮蔽部材を説明するための図である。本変形例では、アンテナ部700は、タービン軸3の周面の接線方向に対して、角度をつけて送信アンテナ502および受信アンテナ503を設けて、送信アンテナ502により計測信号Sを送信可能な範囲のうち計測信号Sの送信強度が予め設定された送信強度より高い位置と、受信アンテナ503により計測信号Sを受信可能な範囲のうち計測信号Sの受信強度が予め設定された送信強度より高い位置とがタービン軸3の周面31で交わるようにしている。
FIG. 7 is a diagram for explaining an antenna unit and a shielding member included in the vibration measuring apparatus according to the first modification. In this modification, the
さらに、アンテナ部700には、当該アンテナ部700のタービン軸3の周面31が位置する側に、送信アンテナ611から受信アンテナ612への計測信号Sの直接の入射を遮蔽する遮蔽部材601が設けられている。
Further, the
これにより、円柱状のタービン軸3の周面31に向かって計測信号Sを送信することによる周面31で反射した計測信号Sの拡散および送信アンテナ611から受信アンテナ612への直接の計測信号Sの入射を防止して、受信アンテナ612により受信する計測信号SのS/N比を向上させることができるので、より正確にタービン軸3の振動を計測することができる。
As a result, the measurement signal S is transmitted toward the
(第4の実施形態)
本実施形態は、遮蔽部材が、タービン軸の周面に向かって延在し、少なくとも、タービン軸の中心軸に直交する方向にタービン軸が振動し得る距離の上限より離れて設けられた例である。以下の説明では、第3の実施形態と同様の箇所については説明を省略する。
(Fourth embodiment)
This embodiment is an example in which the shielding member extends toward the peripheral surface of the turbine shaft and is provided at least away from the upper limit of the distance that the turbine shaft can vibrate in a direction orthogonal to the central axis of the turbine shaft. is there. In the following description, description of the same parts as those of the third embodiment is omitted.
図8は、第4の実施形態にかかるカバー部材の概略構成を示す正面図である。図9および図10は、第4の実施形態にかかるカバー部材が備えるプローブの概略構成を示す斜視図である。本実施形態にかかるカバー部材800は、送信アンテナ611および受信アンテナ612を有するプローブ804と、送信アンテナ611から送信する計測信号Sを増幅するアンプ802と、受信アンテナ612により受信した計測信号Sを増幅するアンプ803と、を有するアンテナ部801を支持している。
FIG. 8 is a front view illustrating a schematic configuration of a cover member according to the fourth embodiment. 9 and 10 are perspective views showing a schematic configuration of the probe provided in the cover member according to the fourth embodiment. The
プローブ804は、図9に示すように、金属製でかつ耐油性に優れた材料により形成された円環状の部材であり、カバー部材800に直接固定されている。本実施形態では、プローブ804は、図9に示すように、その内径L2が約40〜50mmであり、全長が約300〜900mmの円環状の部材である。
As shown in FIG. 9, the
また、プローブ804は、タービン軸3の周面31に向かって延在し、少なくとも、タービン軸3の回転軸32に直交する方向にタービン軸3が振動し得る距離の上限L1(例えば、10mm)離れて設けられた遮蔽部材805を有している。そして、遮蔽部材805は、送信アンテナ611から受信アンテナ612への計測信号Sの直接の入射を遮蔽する。これにより、送信アンテナ611から受信アンテナ612への計測信号Sのリークを高精度に防止して、受信アンテナ612により受信する計測信号SのS/N比を向上させることができる。
The
図8および図9においては、遮蔽部材805は、プローブ804のタービン軸3側の一端から当該一端の反対側の他端まで連続して遮蔽部材805が設けられているが、送信アンテナ611から受信アンテナ612への計測信号Sの直接の入射を遮蔽するように周面31に向かって延在していれば良い。例えば、遮蔽部材805は、図10に示すように、プローブ804のタービン軸3側の一端から離間した位置から、当該一端の反対側の他端まで連続して遮蔽部材805が設けられていても良い。これにより、タービン軸3の周面31で計測信号Sが反射する角度にばらつきがある場合に、受信アンテナ612による計測信号の受信率を向上させることができるので、受信アンテナ612により受信する計測信号SのS/N比を向上させることができる。
In FIG. 8 and FIG. 9, the shielding
このように、第4の実施形態によれば、送信アンテナ611から受信アンテナ612への計測信号Sのリークを高精度に防止して、受信アンテナ612により受信する計測信号SのS/N比を向上させることができるので、より正確にタービン軸3の振動を計測することができる。
Thus, according to the fourth embodiment, leakage of the measurement signal S from the
(第5の実施形態)
本実施形態は、送信アンテナおよび受信アンテナに対してタービン軸が位置する側とは反対側に、送信アンテナから受信アンテナへの計測信号の直接の入射を遮蔽する第2の遮蔽部材を設けた例である。以下の説明では、第4の実施形態と同様の箇所について説明を省略する。
(Fifth embodiment)
In this embodiment, an example in which a second shielding member that shields direct incidence of a measurement signal from the transmission antenna to the reception antenna is provided on the side opposite to the side where the turbine shaft is positioned with respect to the transmission antenna and the reception antenna. It is. In the following description, description of the same parts as in the fourth embodiment will be omitted.
図11は、第5の実施形態にかかるプローブの概略構成を示す図である。図11(a)は、第5の実施形態にかかるプローブの概略構成を示す斜視図であり、図11(b)は、第5の実施形態にかかるプローブが備える第2の遮蔽部材を説明するための図である。本実施形態にかかるプローブ1100は、送信アンテナ611および受信アンテナ612のタービン軸3の周面31が位置する側とは反対側に、セラミック基板やアルミ基板等の材料により形成され、送信アンテナ611と受信アンテナ612を支持する第2の遮蔽部材1101を有している。そして、第2の遮蔽部材1101は、送信アンテナ611から受信アンテナ612への計測信号Sの直接の入射を遮蔽する。これにより、送信アンテナ611から受信アンテナ612への計測信号Sのリークをより高精度に防止して、受信アンテナ612により受信する計測信号SのS/N比を向上させることができる。
FIG. 11 is a diagram illustrating a schematic configuration of a probe according to the fifth embodiment. Fig.11 (a) is a perspective view which shows schematic structure of the probe concerning 5th Embodiment, FIG.11 (b) demonstrates the 2nd shielding member with which the probe concerning 5th Embodiment is provided. FIG. The
このように、第5の実施形態によれば、送信アンテナ611から受信アンテナ612への計測信号Sのリークをより高精度に防止して、受信アンテナ612により受信する計測信号SのS/N比を向上させることができるので、より正確にタービン軸3の振動を計測することができる。
As described above, according to the fifth embodiment, the leakage of the measurement signal S from the
以上説明したとおり、第1から第5の実施形態によれば、正確にタービン軸3の振動を計測することができる。
As described above, according to the first to fifth embodiments, the vibration of the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
3 タービン軸
4,800 カバー部材
6 振動計測装置
31 周面
32 回転軸
61,501,600,700 アンテナ部
62 振動計測部
601,805 遮蔽部材
611,502 送信アンテナ
612,503 受信アンテナ
1101 第2の遮蔽部材
S 計測信号
3 Turbine shaft 4,800
Claims (6)
前記周面で反射した前記計測信号を受信する受信アンテナと、
前記送信する計測信号の周波数と前記受信した計測信号の周波数との周波数差に基づいて、前記回転体の振動を計測する計測部と、
を備えた振動計測装置。 A transmission antenna that transmits a measurement signal whose frequency is swept toward a peripheral surface of a cylindrical rotating body that is rotatable about a rotation axis,
A receiving antenna for receiving the measurement signal reflected by the peripheral surface;
Based on the frequency difference between the frequency of the measurement signal to be transmitted and the frequency of the received measurement signal, a measurement unit that measures the vibration of the rotating body,
Vibration measurement device with
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013050895A JP2014178145A (en) | 2013-03-13 | 2013-03-13 | Vibration measurement device |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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ID=51698261
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Country | Link |
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JP (1) | JP2014178145A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107228748A (en) * | 2017-06-16 | 2017-10-03 | 华南理工大学 | Satellite antenna structural vibration measurement apparatus and method based on non-contact measurement |
-
2013
- 2013-03-13 JP JP2013050895A patent/JP2014178145A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN107228748A (en) * | 2017-06-16 | 2017-10-03 | 华南理工大学 | Satellite antenna structural vibration measurement apparatus and method based on non-contact measurement |
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