JP2585953B2 - Open blade thickness monitor for rotating machinery - Google Patents

Open blade thickness monitor for rotating machinery

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JP2585953B2
JP2585953B2 JP5125250A JP12525093A JP2585953B2 JP 2585953 B2 JP2585953 B2 JP 2585953B2 JP 5125250 A JP5125250 A JP 5125250A JP 12525093 A JP12525093 A JP 12525093A JP 2585953 B2 JP2585953 B2 JP 2585953B2
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open
thickness
blade
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type blade
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剛 杉本
裕 増島
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Dengyosha Kikai Seisakusho Kk
KASEN HONPU SHISETSU GIJUTSU KYOKAI
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Dengyosha Kikai Seisakusho Kk
KASEN HONPU SHISETSU GIJUTSU KYOKAI
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、回転機械の開放型羽根
の厚さを運転状態において監視する回転機械の開放型羽
根の厚さ監視装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for monitoring the thickness of an open blade of a rotating machine, which monitors the thickness of the open blade of the rotating machine in an operating state.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の回転機械にあっては、軸受ハウジ
ング部に振動センサを付設し、振動振幅や振動速度およ
び振動加速度等の大きさから、回転機械の状態の良否が
推測判定されている。または、回転軸に近接させて軸と
直交する面内で相対的な直角2方向に2個のギャップセ
ンサを設け、回転軸とギャップセンサの間の距離の変化
から回転機械の状態の良否が推測されている。
2. Description of the Related Art In a conventional rotating machine, a vibration sensor is attached to a bearing housing portion, and the quality of the rotating machine is estimated and determined from the magnitude of vibration amplitude, vibration speed, vibration acceleration, and the like. . Alternatively, two gap sensors are provided in two directions perpendicular to each other in a plane perpendicular to the axis close to the rotation axis, and the state of the rotary machine is estimated based on a change in the distance between the rotation axis and the gap sensor. Have been.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上述のごとき従来の回
転機械の状態の良否の判定方法にあっては、回転機械の
内部で生ずる流体力学的または機械的原因による回転体
の挙動を外部でとらえようとするものであり、異常振動
が発生したときにその原因究明は推定の域を出ない。そ
して、立軸ポンプ等のごとく回転機械自体は床下の水中
にあり、床上部分にある回転軸から振動の検出がなされ
る場合には、立軸ポンプの据え付け状態により異なった
振動が生じ、しかも床によって振動が減衰されるなどに
より、原因究明は困難である。
In the above-mentioned conventional method for judging the state of the rotating machine, the behavior of the rotating body due to hydrodynamic or mechanical causes occurring inside the rotating machine is externally grasped. When an abnormal vibration occurs, the investigation of the cause does not go beyond estimation. The rotating machine itself is under the floor, such as a vertical pump, and when vibration is detected from the rotary shaft above the floor, different vibrations occur depending on the installation state of the vertical pump. It is difficult to determine the cause because of the attenuated state.

【0004】ところで、従来の振動等を測定するものに
あっては、羽根の損耗によるポンプ性能の低下等は全く
検出できない。また、羽根の損耗が生じて回転機械に異
常振動が生じても、その原因を特定することができな
い。このために、羽根車および羽根等の状態を知るため
には、運転を停止して分解し、目視により直接確認する
以外に方法がなかった。
However, in the conventional apparatus for measuring vibrations and the like, it is impossible to detect a decrease in pump performance due to wear of the blades. Further, even if abnormal vibration occurs in the rotating machine due to wear of the blades, the cause cannot be specified. For this reason, there is no other way to know the state of the impeller, the blades, etc., except to stop the operation, disassemble, and directly check it visually.

【0005】本発明は、上述のごとき事情に鑑みてなさ
れたもので、運転状態で開放型羽根の厚さを直接的に測
定するようにした回転機械の開放型羽根の厚さ監視装置
を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an open blade thickness monitoring device for a rotating machine which directly measures the thickness of an open blade in an operating state. The purpose is to do.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明の回転機械の開放型羽根の厚さ監視装置
は、回転機械の開放型羽根の回転面に近接した位置で前
記開放型羽根に向けて配設したギャップセンサと、この
ギャップセンサの前を前記開放型羽根が通過する際に前
記ギャップセンサから出力される出力信号の時間幅を計
時する手段と、前記時間幅と前記開放型羽根の通過速度
から前記開放型羽根の厚さを演算する厚さ演算手段と、
を備えて構成される。
In order to achieve the above object, an apparatus for monitoring the thickness of an open type blade of a rotary machine according to the present invention is provided with the open type blade at a position close to a rotating surface of the open type blade of the rotary machine. A gap sensor disposed toward the blade, means for measuring a time width of an output signal output from the gap sensor when the open type blade passes in front of the gap sensor, Thickness calculating means for calculating the thickness of the open type blade from the passing speed of the die blade,
It is comprised including.

【0007】また、回転機械の開放型羽根の回転面に近
接した位置で前記開放型羽根に向けて配設したギャップ
センサと、このギャップセンサの出力信号をサンプリン
グならびにA/D変換するA/D変換手段と、このA/
D変換手段から出力される離散量データを数値微分する
微分手段と、この微分手段から出力される微分データか
ら前記開放型羽根により前記ギャップセンサの出力信号
が変化する間にサンプリングされた離散量データの個数
を演算するサンプリング個数演算手段と、前記サンプリ
ングされた個数と前記開放型羽根の通過速度から前記開
放型羽根の厚さを演算する厚さ演算手段と、を備えて構
成しても良い。
Also, a gap sensor is provided at the position close to the rotating surface of the open type blade of the rotary machine toward the open type blade, and an A / D for sampling and A / D converting an output signal of the gap sensor. Conversion means and this A /
Differentiating means for numerically differentiating the discrete amount data output from the D converting means; and discrete amount data sampled from the differential data output from the differentiating means while the output signal of the gap sensor is changed by the open-type blade. And a thickness calculating means for calculating the thickness of the open-type blade from the sampled number and the passing speed of the open-type blade.

【0008】また、回転機械の開放型羽根の回転面に近
接した位置で前記開放型羽根に向けて配設したギャップ
センサと、このギャップセンサの出力信号をサンプリン
グならびにA/D変換するA/D変換手段と、このA/
D変換手段から出力される離散量データを基準値と比較
する比較手段と、前記離散量データが前記基準値を超え
ている時間幅を計時する計時手段と、この計時手段によ
る時間幅と前記開放型羽根の通過速度から前記開放型羽
根の厚さを演算する厚さ演算手段と、を備えて構成して
も良い。
Also, a gap sensor arranged toward the open blade at a position close to the rotating surface of the open blade of the rotary machine, and an A / D for sampling and A / D converting an output signal of the gap sensor. Conversion means and this A /
Comparison means for comparing the discrete amount data output from the D-conversion means with a reference value; timer means for measuring a time width during which the discrete amount data exceeds the reference value; Thickness calculating means for calculating the thickness of the open type blade from the passing speed of the type blade.

【0009】そして、開放型羽根の実際の厚さと前記厚
さ演算手段で演算される厚さとの差を予め測定し、前記
厚さ演算手段で演算された厚さから前記差に応じた補正
値を補正する補正手段を設けて構成することもできる。
The difference between the actual thickness of the open type blade and the thickness calculated by the thickness calculating means is measured in advance, and a correction value corresponding to the difference is calculated from the thickness calculated by the thickness calculating means. May be provided by providing a correction means for correcting.

【0010】さらに、前記ギャップセンサを羽根車のケ
ーシングに配設し、前記ギャップセンサの前記開放型羽
根に対向する感受面を非磁性体のセラミックスで覆って
構成することもできる。
Further, the gap sensor may be provided on a casing of an impeller, and a sensing surface of the gap sensor facing the open type blade may be covered with a nonmagnetic ceramic.

【0011】[0011]

【作 用】請求項1記載の回転機械の開放型羽根の厚さ
監視装置にあっては、ギャップセンサが出力する出力信
号の時間幅と、開放型羽根の通過速度とから、直接的に
開放型羽根の厚さに応じた測定結果を演算し得る。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an apparatus for monitoring the thickness of an open blade of a rotary machine, wherein the open blade is directly opened based on a time width of an output signal output from a gap sensor and a passage speed of the open blade. The measurement result according to the thickness of the mold blade can be calculated.

【0012】また、請求項2記載の回転機械の開放型羽
根の厚さ監視装置にあっては、開放型羽根がギャップセ
ンサの前を横切るときに開放型羽根の厚さに応じた時間
幅でギャップセンサから出力される出力信号を微分する
ことで、出力信号の変化の始点と終点が特定でき、さら
にその間にサンプリングされる離散量データの個数から
出力信号が出力される時間幅が特定できる。そこで、こ
の時間幅と開放型羽根の回転速度から開放型羽根の厚さ
に応じた測定結果が得られる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an apparatus for monitoring the thickness of an open blade of a rotary machine, wherein the open blade crosses in front of a gap sensor with a time width corresponding to the thickness of the open blade. By differentiating the output signal output from the gap sensor, the start point and the end point of the change of the output signal can be specified, and the time width during which the output signal is output can be specified from the number of discrete data sampled during that time. Therefore, a measurement result corresponding to the thickness of the open blade can be obtained from the time width and the rotation speed of the open blade.

【0013】また、請求項3記載の回転機械の開放型羽
根の厚さ監視装置にあっては、ギャップセンサから出力
される出力信号と基準値を比較することで、簡単に出力
信号が出力されている間の時間幅を特定できる。そし
て、この時間幅から開放型羽根がギャップセンサの前を
横切る間に応じた時間幅が特定し得る。そこで、この時
間幅と開放型羽根の回転速度から開放型羽根の厚さに応
じた測定結果が得られる。
According to the third aspect of the present invention, the output signal is easily output by comparing the output signal output from the gap sensor with a reference value. Can specify the time span during Then, from this time width, a time width corresponding to the time when the open blade crosses in front of the gap sensor can be specified. Therefore, a measurement result corresponding to the thickness of the open blade can be obtained from the time width and the rotation speed of the open blade.

【0014】そして、請求項4記載の回転機械の開放型
羽根の厚さ監視装置にあっては、開放型羽根の実際の厚
さと厚さ演算手段で演算される厚さとの差を予め測定
し、補正手段でこの差を補正するので、測定される開放
型羽根の厚さの精度が向上する。
According to a fourth aspect of the present invention, the difference between the actual thickness of the open type blade and the thickness calculated by the thickness calculating means is measured in advance. Since the difference is corrected by the correction means, the accuracy of the measured thickness of the open blade is improved.

【0015】さらに、請求項5記載の回転機械の開放型
羽根の厚さ監視装置にあっては、ギャップセンサの開放
型羽根に対向する感受面を非磁性体のセラミックスで覆
うので、覆うことによりギャップセンサからの出力信号
に影響を与えることなしに、ギャップセンサの感受面を
流体による摩耗から保護し得る。
Furthermore, in the apparatus for monitoring the thickness of an open type blade of a rotary machine according to the present invention, the sensing surface of the gap sensor facing the open type blade is covered with a non-magnetic ceramic material. The sensitive surface of the gap sensor can be protected from fluid wear without affecting the output signal from the gap sensor.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の実施例を図1ないし図5を参
照して説明する。図1は、本発明の回転機械の開放型羽
根の厚さ監視装置の一実施例のブロック回路図であり、
図2(a)は、ギャップセンサの出力信号の波形図であ
り、図2(b)は、その微分値による波形図であり、図
3(a)は、離散量データによる波形図であり、図3
(b)は、離散量データの各点での数値微分値による波
形図であり、図4は、本発明の回転機械の開放型羽根の
厚さ監視装置の動作を説明するフローチャートであり、
図5は、ギャップセンサの感受面をセラミックスで覆っ
た要部断面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a block circuit diagram of one embodiment of an open blade thickness monitoring device for a rotating machine according to the present invention;
FIG. 2A is a waveform diagram of an output signal of the gap sensor, FIG. 2B is a waveform diagram based on a differential value thereof, FIG. 3A is a waveform diagram based on discrete amount data, FIG.
FIG. 4B is a waveform diagram based on a numerical differential value at each point of the discrete amount data, and FIG. 4 is a flowchart illustrating the operation of the open blade thickness monitoring device of the rotating machine according to the present invention;
FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part in which the sensing surface of the gap sensor is covered with ceramics.

【0017】まず、図1において、立軸ポンプや斜流ポ
ンプ等の回転機械の開放型羽根10の回転面に僅かなギ
ャップg(例えば1mm)を設けて開放型羽根10に向
けてギャップセンサ12が配設される。このギャップセ
ンサ12の出力信号は、増幅手段14で適宜に増幅され
てA/D変換手段16に与えられる。このA/D変換手
段16において、出力信号は適宜なサンプリング周期
(例えば96μs)でサンプリングされ、さらにA/D
変換される。そして、このA/D変換された離散量デー
タが、微分手段18と表示手段20とにそれぞれ与えら
れる。微分手段18にあっては、離散量データが、前進
差分法または中央差分法またはラグランジェ補間法等に
より数値微分され、その数値微分値がサンプリング個数
演算手段22と表示手段20に与えられる。サンプリン
グ個数演算手段22では、数値微分値のデータよりギャ
ップセンサ12から出力される出力信号が開放型羽根1
0の通過により変化する間にサンプリングされる離散量
データの個数が演算され、その演算結果が厚さ演算手段
24に与えられる。そして、厚さ演算手段24には、予
めサンプリング周期と開放型羽根10の回転数およびギ
ャップセンサ12の配設される半径が与えられており、
開放型羽根10の通過速度が演算され、さらにサンプリ
ングの個数から開放型羽根10の厚さが演算される。こ
の演算された厚さが、さらに補正手段26により補正さ
れ、厚みに応じたデータとして表示手段20に与えられ
る。この表示手段20は、図2(a)のごときギャップ
センサ12から出力される出力信号の波形と、図2
(b)のごとき出力信号の波形を微分した微分値の波形
および補正手段26で補正された開放型羽根10の厚さ
が適宜に表示される。
First, in FIG. 1, a small gap g (for example, 1 mm) is provided on the rotating surface of an open type blade 10 of a rotary machine such as a vertical shaft pump or a mixed flow pump, and a gap sensor 12 is directed toward the open type blade 10. Will be arranged. The output signal of the gap sensor 12 is appropriately amplified by the amplifying unit 14 and provided to the A / D converting unit 16. In the A / D conversion means 16, the output signal is sampled at an appropriate sampling period (for example, 96 μs).
Is converted. Then, the A / D-converted discrete amount data is given to the differentiating means 18 and the display means 20, respectively. In the differentiating means 18, the discrete amount data is numerically differentiated by the forward difference method, the central difference method, the Lagrange interpolation method, or the like, and the numerically differentiated value is provided to the sampling number calculating means 22 and the display means 20. In the sampling number calculation means 22, the output signal output from the gap sensor 12 is calculated based on the numerical differential value data.
The number of discrete amount data sampled while changing with the passage of 0 is calculated, and the calculation result is given to the thickness calculating means 24. The sampling cycle, the rotation speed of the open blade 10 and the radius at which the gap sensor 12 is provided are given to the thickness calculating means 24 in advance.
The passing speed of the open blade 10 is calculated, and the thickness of the open blade 10 is calculated from the number of samplings. The calculated thickness is further corrected by the correction unit 26 and is provided to the display unit 20 as data corresponding to the thickness. This display means 20 displays the waveform of the output signal output from the gap sensor 12 as shown in FIG.
The waveform of the differential value obtained by differentiating the waveform of the output signal as in (b) and the thickness of the open-type blade 10 corrected by the correction means 26 are appropriately displayed.

【0018】上記A/D変換手段16と微分手段18と
サンプリング個数演算手段22と厚さ演算手段24およ
び補正手段26は、コンピュータ28によりソフト的に
処理がなされる。なお、A/D変換手段16は、コンピ
ュータ28の外部に設けられていても良い。
The A / D converting means 16, the differentiating means 18, the sampling number calculating means 22, the thickness calculating means 24 and the correcting means 26 are processed by a computer 28 as software. Note that the A / D conversion means 16 may be provided outside the computer 28.

【0019】かかる構成において、以下本発明の回転機
械の開放型羽根の厚さ監視装置の動作を図4を参照して
説明する。まず、ギャップセンサ12の出力信号をサン
プリングしてデータの取り込みがなされ(ステップ
)、さらに、A/D変換されて離散量データが出力さ
れる(ステップ)。そして、この離散量データが数値
微分される(ステップ)。
The operation of the apparatus for monitoring the thickness of an open blade of a rotary machine according to the present invention will be described below with reference to FIG. First, the output signal of the gap sensor 12 is sampled to take in data (step), and then A / D converted to output discrete amount data (step). Then, the discrete amount data is numerically differentiated (step).

【0020】ところでA/D変換手段16から出力され
る離散量データは、図3(a)のごとく示される。そし
て、この離散量データを、例えばラグランジェ補間の5
点法で数値微分するならば、開放型羽根10がギャップ
センサ12に近づきギャップセンサ12が感受し始め
て、出力信号の正方向の変化が開始される時点k
1(0)において、図3(b)のごとく、その微分値は
負値となる。また、開放型羽根10がギャップセンサ1
2から離れてギャップセンサ12が感受しなくなる時点
2(0)において、図3(b)のごとく、その微分値
は正値となる。
The discrete amount data output from the A / D converter 16 is shown in FIG. 3 (a). Then, this discrete amount data is converted into, for example, the Lagrange interpolation 5
If the point method is used to perform numerical differentiation, the time point k at which the open type blade 10 approaches the gap sensor 12 and the gap sensor 12 starts to sense and the output signal starts to change in the positive direction.
In 1 (0), the differential value becomes a negative value as shown in FIG. Further, the open type blade 10 is used as the gap sensor 1.
At the time point k 2 (0) at which the gap sensor 12 is no longer perceived from the distance 2, the differential value becomes a positive value as shown in FIG. 3B.

【0021】そこで、k1(0)の時点における負値
と、k2(0)の時点における正値をサンプリング個数
演算手段22で検出し、すなわち出力信号の変化の始点
と終点を検出し、これらのk1(0)からk2(0)に至
る間にサンプリングされる離散量データの個数から、ギ
ャップセンサ12が開放型羽根10を感受している間の
時間幅がサンプリングの個数として演算される(ステッ
プ)。
Therefore, the negative value at the time point of k 1 (0) and the positive value at the time point of k 2 (0) are detected by the sampling number calculating means 22, that is, the starting point and the ending point of the change of the output signal are detected. From the number of discrete data sampled between k 1 (0) and k 2 (0), the time width during which the gap sensor 12 senses the open blade 10 is calculated as the number of samples. (Step).

【0022】そして、開放型羽根10の回転数およびこ
の開放型羽根10に対してギャップセンサ12が配設さ
れた半径から、ギャップセンサ12を通過する開放型羽
根10の速度が演算できる。また、サンプリングの個数
とサンプリング周期とにより、その間の時間幅が演算で
きる。そこで、サンプリング個数演算手段22で得られ
たサンプリングの個数から、厚さ演算手段24で開放型
羽根10の厚さが演算される(ステップ)。
The speed of the open blade 10 passing through the gap sensor 12 can be calculated from the rotation speed of the open blade 10 and the radius at which the gap sensor 12 is disposed with respect to the open blade 10. Also, the time width between them can be calculated from the number of samplings and the sampling period. Therefore, the thickness of the open blade 10 is calculated by the thickness calculating means 24 from the number of samples obtained by the sampling number calculating means 22 (step).

【0023】この厚さ演算手段24で演算された厚さに
は、以下のごとき誤差が含まれる可能性がある。すなわ
ち、開放型羽根10がギャップセンサ12に接近して来
た場合に開放型羽根10がギャップセンサ12と対向す
る以前からこれを感受して出力信号が正方向に変化し始
め、また開放型羽根10がギャップセンサ12から離れ
て行く場合に開放型羽根10がギャップセンサ12を既
に通過した後まで感受が継続して出力信号が零に戻るの
が遅れるならば、厚さ演算手段24により演算される厚
さは実際より大きなものとなる。また逆に、接近の場合
に出力信号が遅れて変化し、離れる場合に未だ対向して
いる間に出力信号が零に戻ってしまうならば、厚さ演算
手段24による厚さは実際より小さなものとなる。発明
者らの実験によれば、ギャップセンサ12が感受する度
合は、ギャップgの大きさや開放型羽根10の材質およ
び形状等が影響していることが判明している。そして、
これらの要因は、開放型羽根10の型式により一定であ
る。
The thickness calculated by the thickness calculating means 24 may include the following errors. That is, when the open-type blade 10 approaches the gap sensor 12, the open-type blade 10 senses this before the gap-type sensor 12 faces the gap sensor 12, and the output signal starts to change in the positive direction. If the open blade 10 continues to be sensed until the output signal returns to zero after the open type blade 10 has already passed through the gap sensor 12 when the member 10 moves away from the gap sensor 12, the thickness is calculated by the thickness calculating means 24. The thickness will be larger than it actually is. Conversely, if the output signal changes with a delay when approaching, and returns to zero while still facing when leaving, the thickness by the thickness calculating means 24 is smaller than the actual one. Becomes According to experiments performed by the inventors, it has been found that the degree to which the gap sensor 12 senses is affected by the size of the gap g, the material and shape of the open blade 10 and the like. And
These factors are constant depending on the type of the open blade 10.

【0024】そこで、開放型羽根10の実際の厚さと、
厚さ演算手段24により演算される厚さとの差を予め測
定し、この差に応じて補正値を設定し、補正手段26に
より厚さ演算手段24で演算された厚さを補正値により
補正することで、開放型羽根10の正確な厚さが演算さ
れる(ステップ)。
Therefore, the actual thickness of the open type blade 10 and
A difference from the thickness calculated by the thickness calculating means 24 is measured in advance, a correction value is set in accordance with the difference, and the thickness calculated by the thickness calculating means 24 is corrected by the correcting means 26 using the correction value. Thus, the accurate thickness of the open blade 10 is calculated (step).

【0025】そして最後に、開放型羽根10の正確な厚
さが、出力信号および微分値の波形とともに表示手段2
0により表示され(ステップ)、動作が終了する。
Finally, the display means 2 determines the exact thickness of the open type blade 10 together with the output signal and the waveform of the differential value.
0 is displayed (step), and the operation ends.

【0026】なお、開放型羽根10の型式およびギャッ
プgの大きさを適宜に設定するならば、厚さ演算手段2
4で演算される厚さが実際の開放型羽根10の厚さと一
致させることができる。かかる場合には、図1における
補正手段26が省かれ、図4におけるステップが省か
れても良い。また、開放型羽根10の回転数に応じて補
正値が変化する場合には、予め回転数対補正値のデータ
テーブルまたは関係式を求め、補正手段26における補
正値を開放型羽根10の回転数に応じて修正すれば良
い。
If the type of the open blade 10 and the size of the gap g are appropriately set, the thickness calculating means 2
The thickness calculated in 4 can be made to match the actual thickness of the open blade 10. In such a case, the correction unit 26 in FIG. 1 may be omitted, and the step in FIG. 4 may be omitted. When the correction value changes in accordance with the rotation speed of the open blade 10, a data table or a relational expression of the rotation speed versus the correction value is obtained in advance, and the correction value in the correction means 26 is set to the rotation speed of the open blade 10. It may be corrected according to.

【0027】さらに、本発明の回転機械の開放型羽根の
厚さ監視装置の一実施例にあっては、ギャップセンサ1
2の感受面12aの流体による摩耗を防いでギャップg
の維持を図るために、図5のごとく、ギャップセンサ1
2の感受面12aが非磁性体のセラミックス30で覆わ
れている。このセラミックス30で感受面12aが覆わ
れたギャップセンサ12は、ケーシング32に穿設した
孔に嵌合されて開放型羽根10に臨むように配置され
る。また、ギャップセンサ12は、リティナー34に収
納され、ギャップセンサ12とセラミックス30および
リティナー34がエポキシ樹脂36の充填により一体化
される。さらに、一体化されたリティナー34とケーシ
ング32との間にはOリング38が配設されて水密構造
が形成される。
Further, in one embodiment of the apparatus for monitoring the thickness of an open blade of a rotary machine according to the present invention, the gap sensor 1 is provided.
2 to prevent abrasion by the fluid of the sensing surface 12a to prevent the gap g
In order to maintain the gap, as shown in FIG.
The second sensing surface 12a is covered with a nonmagnetic ceramic 30. The gap sensor 12 having the sensing surface 12 a covered with the ceramic 30 is fitted in a hole formed in the casing 32 and arranged so as to face the open type blade 10. The gap sensor 12 is housed in a retainer 34, and the gap sensor 12 is integrated with the ceramics 30 and the retainer 34 by filling with an epoxy resin 36. Further, an O-ring 38 is provided between the integrated retainer 34 and the casing 32 to form a watertight structure.

【0028】次に、本発明の他の実施例を図6および図
7を参照して説明する。図6は、本発明の回転機械の開
放型羽根の厚さ監視装置の他の実施例のブロック回路図
であり、図7は、図6における比較手段の動作を説明す
る図である。図6において、図1と同一または均等な回
路ブロックには同一符号を付けて重複する説明を省略す
る。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a block circuit diagram of another embodiment of the open blade thickness monitoring device for a rotary machine according to the present invention, and FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the comparing means in FIG. 6, the same or equivalent circuit blocks as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

【0029】図6に示す回転機械の開放型羽根の厚さ監
視装置において、図1に示すものと相違するところは、
図1の微分手段18とサンプリング個数演算手段22に
代えて、比較手段40と計時手段42が設けられたこと
にある。すなわち、A/D変換手段16によりサンプリ
ングおよびA/D変換された離散量データが、比較手段
40に与えられ、図7に示すごとく、基準値Vrefと
比較される。そして、A/D変換手段16の信号出力が
基準値Vrefを超える間の時間幅tが、計時手段42
により計時されて厚さ演算手段24に与えられる。厚さ
演算手段24には、開放型羽根10の通過速度を演算で
きるデータが与えられており、計時手段42より与えら
れる時間幅tから開放型羽根10の厚さが演算される。
なお、表示手段20により、ギャップセンサ12の出力
信号の波形と補正された開放型羽根10の厚さが適宜に
表示される。
The difference between the apparatus shown in FIG. 6 and the apparatus shown in FIG.
1 in that a comparing means 40 and a time measuring means 42 are provided instead of the differentiating means 18 and the sampling number calculating means 22 in FIG. That is, the discrete amount data sampled and A / D converted by the A / D conversion means 16 is given to the comparison means 40 and compared with the reference value Vref as shown in FIG. The time width t during which the signal output of the A / D conversion means 16 exceeds the reference value Vref is determined by the time measurement means 42.
And is given to the thickness calculating means 24. The thickness calculating means 24 is provided with data capable of calculating the passing speed of the open-type blade 10, and the thickness of the open-type blade 10 is calculated from the time width t provided by the timer 42.
The display unit 20 appropriately displays the waveform of the output signal of the gap sensor 12 and the corrected thickness of the open blade 10.

【0030】上記A/D変換手段16と比較手段40と
計時手段42と厚さ演算手段24および補正手段26
は、コンピュータ28によりソフト的に処理がなされ
る。
The A / D converting means 16, the comparing means 40, the time measuring means 42, the thickness calculating means 24 and the correcting means 26
Are processed by software by the computer 28.

【0031】なお、上記いずれの実施例にあっても、現
時点における開放型羽根10の厚さを演算するように説
明したが、回転機械が設置された初期の開放型羽根10
の厚さを記憶保存し、この初期値と現在値を比較するこ
とで、開放型羽根10の損耗度合を判別するようにして
も良い。
In each of the above embodiments, the thickness of the open blade 10 at the present time has been described as being calculated.
The thickness of the open blade 10 may be determined by comparing the initial value with the current value.

【0032】また、上記実施例にあっては、コンピュー
タ28によりディジタル処理を行なうために、ギャップ
センサ12の出力信号をA/D変換手段16によりA/
D変換しているが、アナログ処理できるならばA/D変
換手段16が不用であることは勿論である。さらに、コ
ンピュータ28のソフト的処理に代えてその一部をまた
は全部をハード的処理で行なっても良い。そしてさら
に、ギャップセンサ12は、オービット軌跡(リサージ
ュ図形)表示のために回転体に対して直交してまたは対
向する相対位置に設けられた2個のギャップセンサのい
ずれか一方を兼用させることもできる。
In the above-described embodiment, the output signal of the gap sensor 12 is converted into an A / D signal by the A / D conversion means 16 in order to perform digital processing by the computer 28.
Although the D / D conversion is performed, if the analog processing can be performed, the A / D conversion means 16 is of course unnecessary. Further, instead of the software processing of the computer 28, some or all of the processing may be performed by hardware processing. Further, the gap sensor 12 can also be used as one of two gap sensors provided at a relative position orthogonal to or opposed to the rotating body for displaying an orbit trajectory (Lissajous figure). .

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の回転機械
の開放型羽根の厚さ監視装置は構成されているので、以
下のごとき格別な効果を奏する。
As described above, the open-type blade thickness monitoring device of the rotating machine according to the present invention is constituted, and therefore, has the following special effects.

【0034】請求項1記載の回転機械の開放型羽根の厚
さ監視装置にあっては、運転状態で開放型羽根の厚さに
応じた測定結果が直接的に得られるので、従来の振動等
から原因を推測判定するのに比較して、極めて高い精度
で開放型羽根の損耗につき判別することができる。ま
た、この開放型羽根の損耗の度合から、ポンプ等の性能
劣化等をも推測することができる。
In the apparatus for monitoring the thickness of an open blade of a rotary machine according to the first aspect, a measurement result corresponding to the thickness of the open blade in an operating state can be directly obtained. It is possible to determine the wear of the open type blade with extremely high accuracy as compared to estimating and determining the cause from the above. In addition, from the degree of wear of the open type blade, it is possible to infer performance deterioration of the pump and the like.

【0035】また、請求項2および3記載の回転機械の
開放型羽根の厚さ監視装置にあっては、ギャップセンサ
の出力信号をディジタル信号として処理するので、コン
ピュータ等により迅速に開放型羽根の厚さを演算するこ
とができ、開放型羽根の損耗状態を運転しながらリアル
タイムで監視することができる。
In the apparatus for monitoring the thickness of an open type blade of a rotary machine according to the second and third aspects, the output signal of the gap sensor is processed as a digital signal. The thickness can be calculated, and the wear state of the open blade can be monitored in real time while operating.

【0036】そして、請求項4記載の回転機械の開放型
羽根の厚さ監視装置にあっては、開放型羽根の厚さを精
度良く測定演算することができ、高い信頼度で開放型羽
根の損耗状態を監視できる。
According to the fourth aspect of the present invention, the thickness of the open-type blade can be measured and calculated with high accuracy, and the open-type blade thickness of the open-type blade can be reliably measured. The wear condition can be monitored.

【0037】さらに、請求項5記載の回転機械の開放型
羽根の厚さ監視装置にあっては、ギャップセンサの感受
面がセラミックスで覆われているので、ギャップセンサ
が流体により摩耗することがなく、開放型羽根とギャッ
プセンサの間のギャップを一定に維持することができ、
それだけ開放型羽根の厚さの測定精度を長年月維持する
ことができ、実用上極めて有益である。
Furthermore, in the apparatus for monitoring the thickness of an open blade of a rotary machine according to the fifth aspect, the gap sensor is covered with ceramics so that the gap sensor is not worn by the fluid. The gap between the open blade and the gap sensor can be kept constant,
As a result, the measurement accuracy of the thickness of the open type blade can be maintained for many months, which is extremely useful in practical use.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の回転機械の開放型羽根の厚さ監視装置
の一実施例のブロック回路図である。
FIG. 1 is a block circuit diagram of one embodiment of a device for monitoring the thickness of an open blade of a rotating machine according to the present invention.

【図2】(a)は、ギャップセンサの出力信号の波形図
であり、(b)は、その微分値による波形図である。
2A is a waveform diagram of an output signal of a gap sensor, and FIG. 2B is a waveform diagram of a differential value thereof.

【図3】(a)は、離散量データによる波形図であり、
(b)は、離散量データの各点での数値微分値による波
形図である。
FIG. 3A is a waveform diagram based on discrete amount data,
(B) is a waveform diagram based on a numerical differential value at each point of the discrete amount data.

【図4】本発明の回転機械の開放型羽根の厚さ監視装置
の動作を説明するフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart illustrating the operation of the open blade thickness monitoring device of the rotary machine according to the present invention.

【図5】ギャップセンサの感受面をセラミックスで覆っ
た要部断面図である。
FIG. 5 is a sectional view of a main part in which a sensing surface of a gap sensor is covered with ceramics.

【図6】本発明の回転機械の開放型羽根の厚さ監視装置
の他の実施例のブロック回路図である。
FIG. 6 is a block circuit diagram of another embodiment of the open blade thickness monitoring device for the rotary machine according to the present invention.

【図7】図6における比較手段の動作を説明する図であ
る。
FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the comparing means in FIG. 6;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 開放型羽根 12 ギャップセンサ 12a 感受面 16 A/D変換手段 18 微分手段 22 サンプリング個数演算手段 24 厚さ演算手段 26 補正手段 30 セラミックス 40 比較手段 42 計時手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Open type blade 12 Gap sensor 12a Sensing surface 16 A / D conversion means 18 Differentiation means 22 Sampling number calculation means 24 Thickness calculation means 26 Correction means 30 Ceramics 40 Comparison means 42 Timing means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 増島 裕 静岡県三島市緑町10番24号 株式会社電 業社機械製作所三島事業所内 (72)発明者 香田 理 静岡県三島市緑町10番24号 株式会社電 業社機械製作所三島事業所内 (56)参考文献 特開 平3−48110(JP,A) 特開 昭61−20805(JP,A) 特開 昭63−135812(JP,A) 特開 昭58−75007(JP,A) 特開 昭58−37503(JP,A) 特開 昭51−64948(JP,A) 実開 昭63−74563(JP,U) ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Hiroshi Masushima 10-24, Midoricho, Mishima-shi, Shizuoka Prefecture Inside the Mishima Works of Machinery Works, Ltd. (72) Inventor Osamu Kota 10-24, Midoricho, Mishima-shi, Shizuoka Stock (56) References JP-A-3-48110 (JP, A) JP-A-61-20805 (JP, A) JP-A-63-135812 (JP, A) JP-A Sho 58-75007 (JP, A) JP-A-58-37503 (JP, A) JP-A-51-64948 (JP, A) Jpn.

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 回転機械の開放型羽根の回転面に近接し
た位置で前記開放型羽根に向けて配設したギャップセン
サと、このギャップセンサの前を前記開放型羽根が通過
する際に前記ギャップセンサから出力される出力信号の
時間幅を計時する手段と、前記時間幅と前記開放型羽根
の通過速度から前記開放型羽根の厚さを演算する厚さ演
算手段と、を備えて構成したことを特徴とする回転機械
の開放型羽根の厚さ監視装置。
1. A gap sensor disposed at a position close to a rotation surface of an open blade of a rotary machine and facing the open blade, and the gap when the open blade passes in front of the gap sensor. Means for measuring the time width of the output signal output from the sensor, and thickness calculating means for calculating the thickness of the open blade from the time width and the passing speed of the open blade. An apparatus for monitoring the thickness of an open blade of a rotating machine.
【請求項2】 回転機械の開放型羽根の回転面に近接し
た位置で前記開放型羽根に向けて配設したギャップセン
サと、このギャップセンサの出力信号をサンプリングな
らびにA/D変換するA/D変換手段と、このA/D変
換手段から出力される離散量データを数値微分する微分
手段と、この微分手段から出力される微分データから前
記開放型羽根により前記ギャップセンサの出力信号が変
化する間にサンプリングされた離散量データの個数を演
算するサンプリング個数演算手段と、前記サンプリング
された個数と前記開放型羽根の通過速度から前記開放型
羽根の厚さを演算する厚さ演算手段と、を備えて構成し
たことを特徴とする回転機械の開放型羽根の厚さ監視装
置。
2. A gap sensor disposed close to a rotating surface of an open-type blade of a rotating machine toward the open-type blade, and an A / D for sampling and A / D-converting an output signal of the gap sensor. Converting means; differentiating means for numerically differentiating the discrete amount data output from the A / D converting means; and, while the output signal of the gap sensor is changed by the open blade from the differential data output from the differentiating means. Sampling number calculating means for calculating the number of discrete amounts of data sampled in, and thickness calculating means for calculating the thickness of the open type blade from the sampled number and the passing speed of the open type blade. An open-type blade thickness monitoring device for a rotary machine, comprising:
【請求項3】 回転機械の開放型羽根の回転面に近接し
た位置で前記開放型羽根に向けて配設したギャップセン
サと、このギャップセンサの出力信号をサンプリングな
らびにA/D変換するA/D変換手段と、このA/D変
換手段から出力される離散量データを基準値と比較する
比較手段と、前記離散量データが前記基準値を超えてい
る時間幅を計時する計時手段と、この計時手段による時
間幅と前記開放型羽根の通過速度から前記開放型羽根の
厚さを演算する厚さ演算手段と、を備えて構成したこと
を特徴とする回転機械の開放型羽根の厚さ監視装置。
3. A gap sensor disposed close to a rotating surface of an open type blade of a rotary machine toward said open type blade, and an A / D for sampling and A / D converting an output signal of the gap sensor. Converting means; comparing means for comparing the discrete amount data output from the A / D converting means with a reference value; timing means for measuring a time width during which the discrete amount data exceeds the reference value; Thickness calculating means for calculating the thickness of the open-type blade from the time width by means and the passage speed of the open-type blade. .
【請求項4】 請求項1ないし3記載のいずれかの回転
機械の開放型羽根の厚さ監視装置において、開放型羽根
の実際の厚さと前記厚さ演算手段で演算される厚さとの
差を予め測定し、前記厚さ演算手段で演算された厚さか
ら前記差に応じた補正値を補正する補正手段を設けたこ
とを特徴とする回転機械の開放型羽根の厚さ監視装置。
4. The open blade thickness monitoring device for a rotary machine according to claim 1, wherein the difference between the actual thickness of the open blade and the thickness calculated by the thickness calculating means is determined. An apparatus for monitoring the thickness of an open-type blade of a rotary machine, comprising: a correction unit that measures in advance and corrects a correction value according to the difference from the thickness calculated by the thickness calculation unit.
【請求項5】 請求項1ないし4記載のいずれかの回転
機械の開放型羽根の厚さ監視装置において、前記ギャッ
プセンサを羽根車のケーシングに配設し、前記ギャップ
センサの前記開放型羽根に対向する感受面を非磁性体の
セラミックスで覆って構成したことを特徴とする回転機
械の開放型羽根の厚さ監視装置。
5. The open blade thickness monitoring device for a rotary machine according to claim 1, wherein the gap sensor is disposed on a casing of an impeller, and the gap sensor is attached to the open blade of the gap sensor. An open-type blade thickness monitoring device for a rotary machine, wherein an opposing sensing surface is covered with a nonmagnetic ceramic.
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